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1、第19卷第2P3期化 学 进 展Vol.19No.2P32007年3月PROGRESSINCHEMISTRYMar.,2007化学电离质谱在大气痕量物种原位测量中的应用1,21,2113董 璨 侯可勇 王俊德 李海洋(1.中国科学院大连化学物理研究所 大连116023;2.中国科学院研究生院 北京100049)摘 要 本文简要介绍了化学电离质谱的基本原理、仪器构成及特点,总结了化学电离质谱在大气痕量物种,如无机酸H2SO4、HNO3,自由基OH·、HO2·、RO2·,可挥发性有机物和气溶胶等的原位测量中取得的成果,最后对其未来的发展趋势作了展望。关键词 化学电离质谱 质子转移 痕量物
2、种 原位测量中图分类号:O657163;X502文献标识码:A文章编号:10052281X(2007)02P320377208ApplicationofChemicalIonizationMassSpectrometryininsituMeasurementofAtmosphericTraceSpecies1,21,2113DongCanHouKeyongWangJundeLiHaiyang(DalianInstituteofChemicalPhysics,ChineseAcademyofSciences,Dalian116023,China)AbstractThefundament
3、alprincipleandadvantagesofchemicalionizationmassspectrometry(CIMS)aresummarized.Newprogressofinsitumeasurementoftransientspeciesisreviewedindetail.Thosespeciesincludeinorganicacid,suchasH2SO4、HNO3,freeradicals,suchasOH·、HO2·、RO2·,andvolatileorganiccompounds.Furthermore,thedevelopmentaltrendofCI
4、MSisalsodiscussed.Keywordschemicalionizationmassspectrometry;protontransfer;transientspecies;insitumeasurement[4]换光谱(FTIR)等,但是这些方法只能测量比较简1 引言单的自由基和化合物。质谱分析方法响应快,灵敏 大气污染可以引发多种疾病,而且影响大气辐度高,能够实现实时监测。近年来,许多研究小组开射平衡甚至气候变化。随着人类生存环境的恶化,展了用化学电离质谱原位测量大气中痕量物种的[1]近年来大气污染监测受到人们的广泛关注。大气研究。中的痕量物种如H2SO4、HNO3
5、和酸性气体SO2,自由化学电离质谱(chemicalionizationmass基OH·、OH2·、RO2·,可挥发性有机物(volatileorganicspectrometry,CIMS)是一种以化学电离作为电离方[5]compounds,VOC)以及气溶胶等是大气污染形成中重式的质谱分析技术。它是分子离子反应的研究成要中间体。实时测量这些物种的时空分布对于了解果在分析化学中的直接应用。作为研究分子离子反[2]污染的机理和现状有重要意义。应的工具,CIMS始于20世纪50年代,因为能够给[3]大气中痕量物种浓度低、活性大、寿命短,因出物质分子量的信息,在诞生之初它就显示出在分此实
6、时测量这些物种就显得特别困难。近10年来析化学领域中的巨大应用潜力。随着真空技术的发出现了一些测量大气中痕量物种的方法,如激光诱展,离子源区和化学电离区真空差分的实现,CIMS导荧光(LIF)、差分光学吸收光谱(DOAS)、傅里叶变在分析化学上的应用逐渐得到人们的重视。20世收稿:2006年4月,收修改稿:2006年6月3通讯联系人 e2mail:hli@dicp.ac.cn·378·化 学 进 展第19卷[6—9]纪70年代,Fales等报道了一些复杂分子的CIMS谱图,发现用化学电离源得到的质谱图比用电子轰击离子源得到的质谱图更易解析,得到物质分子量的信息更加精确、方便。Fale
7、s等的工作被认为是化学电离质谱发展的里程碑。目前,CIMS作为分析技术已经得到广泛的应用:例如化学电离是GC2MS的一种标准电离源;大气压化学电离质谱(APCI2[5]MS)则在生命科学研究上得到广泛的应用。本文将简要介绍CIMS的基本原理,总结这项[12]图1PTRMS原理示意图技术近年来在大气中痕量物种原位测量方面的研究[12]Fig.1SchematicrepresentationofthePTRMS进展。+P-离子。从式(1)可以看出,如果试剂离子
