气溶胶单粒子的检测效率与基质辅助激光解吸电离研究

利用基质辅助激光解吸电离(MALDI)技术,在自行研制的气溶胶飞行时间质谱仪(ATOFMS)上实时探测单个生物气溶胶粒子的粒径和化学成分。采用双束激光空气动力学方法进行气溶胶粒子粒径的测量,并用266 nm的Nd∶YAG激光器对粒子进行激光解吸电离。以2,5-二羟基苯甲酸(DHB)和芥子酸为基质,对多肽生物样品进行了实验研究。质谱峰中质子化的分析物阳离子是在气相时,和基质通过质子转移反应形成的;而分析物碱金属加和物阳离子是在气相离子分子反应中,通过气相阳离子转移反应形成的。气溶胶粒子的检测效率为0.01%左右,命中率为10%左右。实验结果表明,该仪器可以满足大气中气溶胶单粒子的实时在线检测。     

激光解吸电离飞行时间质谱计的谱峰定标

研制了一套飞行时间质谱计（TOF）,能够同时或分别在电子碰撞电离（EBI）和激光解吸电离（LDI）两种机制下工作。利用EBI模式下得到的真空残气质谱图,对LDI模式下得到的TOF质谱峰进行了定标。通过在作为LDI靶材的金属基底表面添加碱金属卤化物的实验,证实了这种定标方法的可行性。     

提高激光电离飞行时间质谱分辨率的分析研究

本文从理论上分析了影响激光电离飞行时间质谱仪分辨率的因素，提出了改善其分辨率的关键是：压缩质谱仪电离源内电离激光束的时间和空间分布，即采用激光锁模技术和表面电离方式等以获得高的分辨本领。     

用可见激光研究丙胺分子的多光子电离

本文在４４３ｎｍ，４７８ｎｍ和５３２ｎｍ处，获得了不同激光强度下丙胺分子多光子电离飞行时间－质谱。     

细胞色素C的基体辅助激光脱附／电离质谱研究

采用基体辅助激光脱附和电离法，分别以肉桂酸和２；５－二羟基苯甲酸作为基体，在飞行时间质谱中测得细胞色素Ｃ的相对分子质量为１２７８０ｕ；并观察到它的多聚体离子。实验结果表明，肉桂酸是比较理想的基体，同时还考察了Ｎａ＋离子存在对测定结果的影响。     

355 nm激光作用下CH3I分子的多光子电离解离

利用飞行时间质谱仪在超声射流冷却条件下研究了CH3I分子在355 nm激光作用下的多光子电离解离机制.得到了分子的飞行时间质谱,质谱中有较强的H 、CH 3和I 信号,较弱的C ,CH 、CH 2和母体离子CH3I 信号,CH3I 的出现表明CH3I分子的多光子电离解离(MPID)属母体离子阶梯模式:CH3I分子由双光子共振激发到里德堡C态,处于该激发态的母体分子继续吸收光子上泵浦至电离态形成母体离子CH3I ,碎片离子可由母体离子解离形成.同时结合母体离子及碎片离子的出现势对CH3I分子的多光子电离解离通道进行分析,提出了可能的解离电离通道.     

飞秒激光场中氯丙烯的光电离/解离机制研究

利用50fs的激光脉冲对氯丙烯在200nm、400nm和800nm下的光电离/解离机理进行了研究. 实验获得了氯丙烯在三种波长下的电离质谱和光强指数,分析了母体和碎片离子强度随波长的变化关系. 在200nm时,C3H5Cl+来源于飞秒脉冲的直接非共振电离,其它碎片离子均来源于母体离子的电离解离过程;在400nm时,部分分子被激发到高里德堡态从而解离产生C3H5,C3H5再次吸收光子电离导致C3H5+的信号增强;在800nm时,部分分子被同时激发到了排斥态nσ*和多个高里德堡态而发生解离.更多通道产生C3H5使得C3H5+产量进一步增加.由于C3H4+来自C3H5Cl+以及C3H5+的电离解离过程,因此,C3H4+产率随波长变化相对较缓.     

355 nm激光作用下间甲苯酚的多光子电离质谱研究

利用355nm激光作为光源对间甲苯酚分子进行了多光子电离解离研究,得到了间甲苯酚分子的多光子电离飞行时间质谱图,实验中没有观测到母体离子信号。对其中的部分产物离子进行分析,得出了该波长下主要的解离电离通道。应用从头计算理论,在B3LYP/6-311++G(d,p)基组水平上对质荷比为109(C₇H₈OH⁺)离子及C₇H₈O的可能构型进行优化,得到了其稳定构型。对C₇H₈OH⁺离子势能面的研究得到,C₇H₈OH⁺离子的形成是一个无势垒的反应过程。     

气溶胶飞行时间激光质谱仪在机动车尾气检测中的应用

使用气溶胶飞行时间激光质谱仪(ATOFMS)对机动车排放出的尾气进行在线测量,在排放出的气溶胶单粒子中检测出包括钠、钙、CnHm等在内的有机和无机离子.实验表明可以用钙离子和一些典型的有机质谱峰作为监测机动车尾气的标记,同时说明了此装置实时在线测量机动车尾气成分的可行性,也可以为机动车尾气气溶胶粒子在大气气溶胶中的分配情况进行化学路径跟踪.     

氮掺杂芦丁基碳点作为MALDI-TOF-MS基质对氨基酸的检测

以芦丁为碳源、乙二胺为氮源,采用水热法制备氮掺杂芦丁基碳点(N-CD)。通过优化温度、时间、碳源质量等反应条件得到N-CD荧光最大值。将N-CD作为基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)基质对氨基酸进行检测。结果显示：氮原子在N-CD中主要以吡啶氮形式存在,氮原子的孤电子对与碳点的sP²芳香体系以垂直形式构成的共轭结构,增大了共结晶电子解吸/电离效率。使用N-CD对谷氨酸、组氨酸、苯丙氨酸和天冬氨酸进行检测。检测结果表明氨基酸离子信号强度最高可达30 382。N-CD溶液作为基质最佳质量浓度为0.5 mg/mL,最大耐盐度为1 mol/L,初步实现对人体血清中氨基酸进行高通量检测。N-CD作为MALDI-TOF-MS新型基质材料在分析化学检测、环境检测以及生物小分子检测中具有良好的应用潜力,也为多元素掺杂生物质碳点材料作为MALDI-TOF-MS基质提供了参考。     

醇/水混合团簇的多光子电离质谱及从头算研究

利用多光子电离技术和飞行时间质谱仪实验研究了醇/水混合团簇的光电离质谱。在脉冲激光波长为355nm条件下,观测到以质子化(ROH)n(H2O)H+ 混合团簇离子和(ROH)nH+团簇离子为主的电离产物。醇水混合团簇电离后团簇离子发生内部质子化转移反应是形成质子化团簇离子的主要原因。应用量化计算,构造了质量数较小的几个团簇离子的可能的空间几何构型,发现二元团簇离子(CH3OH)n(H2O)H+是以(CH3OH)H+作为内核离子,再通过氢键与其它分子组合而构成团簇离子。     

若干芳香族化合物气溶胶单粒子的在线测量

通过在自行研制的气溶胶飞行时间激光质谱仪上对苯酚、苯胺、1,3-二氯苯、硝基苯气溶胶单粒子的质谱特征进行了激光解吸附电离飞行时间质谱(laser desorption/ionization time-of-flight mass spectra,LDI-TOFMS)研究,分别得到了它们的质谱图,分析了它们特征谱的形成机理.发现这几种芳香族化合物气溶胶单粒子的LDI-TOFMS谱都是容易优先失去一个电子形成母体离子峰M ,其官能团也极易脱落,这为我们进行有机分子在气溶胶状态下的激光质谱特征研究以及单颗粒大气气溶胶化学组成的鉴别提供了基本信息.     

紫(外)激光作用下Si(CH_3)_4的MPI与Si原子的共振电离

在紫 (外 )激光作用下 ,利用平行板电极装置及飞行时间 (TOF)质谱仪 ,研究了Si(CH3 ) 4分子的多光子电离 (MPI)、多光子解离 (MPD)及由Si(CH3 ) 4解离产生的Si原子的共振电离。得到了 40 4～ 378nm内Si(CH3 ) 4的MPI光谱及某些波长点处的TOF质谱。根据实验结果 ,讨论了Si(CH3 ) 4的MPI机理 ,得到了一些有意义的结论。     

基于多光子电离的氨/醇混合团簇的飞行时间质谱研究

用多光子电离技术结合飞行时间质谱仪对氨/醇混合团簇进行了研究。在脉冲激光波长为355nm条件下观测到团簇离子。主要的电离产物为质子化的（ROH）n（NH3）mH＋（n=1~6,m=0~4）混合团簇离子,且各个序列的离子强度随m的增大而减小。经分析,氨与醇混合团簇电离后团簇离子发生内部质子化转移反应是形成质子化团簇离子的主要原因。比较分析质谱图可知,当团簇离子比较小的时候二元团簇解离以失去醇类分子为主,随着团簇离子的增大,解离由失去醇分子为主逐渐变为失去氨分子为主。     

飞行时间质谱峰形分析

报道了在用脉冲355 nm的YAG激光对水/甲醇二元团簇的多光子电离飞行时间质谱研究中,发现在电离激光相对于脉冲分子束的不同延时或是同一延时下不同的激光能量下,测得的离子谱峰除强度变化外,峰值发生漂移.离子峰值漂移的大小与信号强度密切相关.信号强度越大,离子的飞行时间越短,峰值漂移越大.分析认为:这种峰值漂移不是因为新质量数谱峰的出现,而是离子在穿越质谱仪的离子引出区和加速区极板时发生部分离子吸附,引起极板间电压的起伏造成的.离子信号越强,意味着极板对离子吸附的量越大,导致离子峰值的漂移越大.离子在电场起伏下的数值模拟结果与实验中观测到的离子峰值漂移规律一致.     

266nm激光作用下1,3-二溴苯的多光子电离和解离研究

在波长为266 nm的激光作用下对1,3-二溴苯分子的多光子电离解离过程进行了研究,获得了溴苯分子的MPIF-TOF质谱,并测得了各碎片离子占总离子信号的百分比对激光强度的依赖关系.用这些实验结果分析1,2-二溴苯分子的多光子电离解离机理,得出1,3-二溴苯的MPI过程主要是母体分子解离-中性碎片电离C6H 4,C5H 3,C4H 2,C3H 等碎片离子主要是经过离子离解阶梯模式产生的,并给出了可能的解离通道.     

355nm激光作用下二甲胺的多光子电离质谱研究

利用多光子电离技术结合飞行时间质谱仪,在355nm激光作用下对二甲胺分子进行了研究,我们认为其主要经历了2＋1的REMPI过程,二甲胺母体离子α断裂产生CH3N＋H=CH2,CH3N＋H=CH2进一步解离产生C2H4N＋,用从头算方法确定了m/e=42的离子是（CH3N≡CH）＋,对m/e=28的离子的可能来源进行了推测：一是（CH3N≡CH）＋离子进一步发生重排,失去CH2游离基;二是CH2=N＋H21,2脱氢。