大气压化学电离串级质谱研究小分子醛类源内衍生化反应及其在快速检测中应用

To improve the derivatization efficiency, this project is supposed to develop a counter-flow introduction atmospheric pressure chemical ionization (APCI) source with the increase of reaction time between low-molecular aldehydes and derivatization regent. The gas phase reaction process and mechanism of derivation regent with low-molecular aldehydes will be studied by the tandem mass spectrometry. Base on the in source derivatization reaction, an in situ, real-time, on-line, and rapid determination method will be established to determinate the low-molecular aldehydes in breath gas and air pollutants. This project possesses very important value in theory and practice.

本项目拟设计逆向气流引入大气压化学电离源，增加醛类物质和衍生化试剂在大气压化学电离源中作用时间，提高衍生化效率。利用串级质谱研究小分子醛类物质和衍生化试剂的源内气相反应过程和机理。基于源内衍生化反应，建立空气污染物和呼出气中的小分子醛类物质原位、在线、实时、快速的质谱检测新方法。本课题具有重要学术意义和实际应用价值。

为实现小分子醛类物质快速检测，本项目拟将衍生化技术、APCI源和质谱技术三者相融合，基于源内衍生化反应建立一种快速测定方法。设计逆向气流引入大气压化学电离源，增加醛类物质和衍生化试剂在APCI源中作用时间，提高衍生化效率。以2、4-二硝基苯肼为衍生化试剂，利用逆向气流引入APCI离子源，实现，甲醛、乙醛、丙醛、丁醛和戊醛的在线衍生化检测。与离线衍生物相比，甲醛、乙醛、丙醛、丁醛和戊醛的在线衍生物强度分别提高了约3.82、2.51、11.3、20.1和16.1倍。五种醛在0.01 ~ 10μg/L范围内呈现出很好的线性关系，线性范围达到三个数量级。利用密度泛函数（DFT）研究小分子醛类物质和衍生化试剂反应的热力学和动力学过程进行研究。最后利用所建立方法成功应用于吸烟者呼出气中的小分子醛类物质快速测定，为环境在线监测和人体健康评估提供数据支持和技术支撑。