仪器参数

（1）进样系统：内置1.2米惰性毛细管，加热温度40-180℃；

（2）采样流速：50-800 sccm可调；

（3）采样压力：600-1200mbar；

（4）离子源：H₂O·H⁺;

（5）反应室加热范围：40-120℃；

（6）质量范围：1-10000amua可调，脉冲频率可达150KHz

（7）线性范围：10pptv-1ppmv

（8）灵敏度：m/z 79≥40cps/ppbv，检测限≤20pptv（60秒）。

主要应用

主要应用于动植物、食品、环境生态系统散发的挥发性有机物（VOCs）的实时在线定性和定量分析，具有快速、高灵敏度、无损检测等优势。

（1）环境科学：大气中的VOCs主要来源于自然释放，包括植物释放、动物呼吸、动植物的腐烂等。生物质的燃烧可以是自然发生，也可由人类活动引起，在燃烧过程中释放出大量的VOCs。另外，汽车尾气排放、工业生产、污水和垃圾处理、气体泄漏和溶剂蒸发等也是人为排放的主要来源。PTR-MS被广泛应用于测量环境生态系统中各种气体的排放和沉积通量，可了解植物与微生物中VOCs的形成机制以及在生物胁迫和非生物中的作用。PTR-MS可作为指纹识别工具，研究植物与植物、动物、微生物、化合物（激素）之间复杂的相互作用，为发现室内环境中一些新颖的VOCs提供基础，例如护肤品中释放出的硅氧气体，烹饪在内的食物，建筑材料的VOCs排放和油漆干燥过程。PTR-MS能够实时监测室外环境中VOCs的变化，为环境评估和大气污染治理提供参考，还可应用于环境中其它过程VOCs的监测，如农业生产，石油天然气开采，海洋环境研究等。                                                         （2）食品科学：食品中的VOCs具有含量低、成分复杂等特点，精确检测较为困难。PTR-MS具有高灵敏度，能够对食品VOCs实现快速无损检测。对PTR-MS得到的VOCs指纹图谱进行数据统计分析，可实现对食品类别和产地区分、质量鉴定、感官分析及评价等应用研究。PTR-MS实时监测方式还应用在食品的其他一些动态检测过程，如食品食用过程和食品加工过程VOCs的改变。

（3）医学：可研究呼出特征气体以及尿液中VOCs与疾病之间的联系；医学设备、耗材等质量（特征VOCs）的快速检测等。

样品要求

PTR-MS为实时、连续监测设备，测试时根据需要可能需自带气体采集装置等。

食品等VOCs浓度过高样品的测定，需要用到稀释装置（分流），本实验室管理员开发了自制稀释装置可以使用，为了保证试验的顺利进行，送样前请与技术人员联系，了解测试相关要求。

仪器说明

挥发性有机化合物（VOCs）是一类在常温下具有高挥发性的有机物质，包括烃类、含氧烃类、含卤烃类、氮烃类、硫烃类及低沸点的多环芳烃类等复杂成分。VOCs来源于各种生物和技术过程，在许多领域具有重要影响，但其在空气中的含量却非常低，为ppt（10^-12）至ppm（10^-6）水平，另外，许多VOCs 的浓度还在时间和空间上呈现较强的梯度分布，不利于VOCs的高精度检测。因此，有效的检测和分析VOCs 需要具有高选择性、高灵敏度和动态范围以及较高时间分辨率的仪器。传统GC-MS在检测和分析静态或缓慢变化的VOCs具有一定的优势，但无法实时分析浓度不断变化的VOCs。直接进样质谱（DIMS）具有实时在线分析的功能，为VOCs的检测与分析提供了新方法，其中的质子转移反应质谱（PTR-MS）最为成熟。相比传统质谱分析技术，PTR-MS具有更高的灵敏度，并且无需对样品进行预处理，在分析VOCs过程中省时省力。另外，PTR-MS是一种软电离技术，响应快速，将离子源中生成的样品离子按质荷比(m/z) 进行分离，能够精确测定其分子量，不需要标定，是痕量VOCs的实时在线分析的重要手段。

PTR-MS是由Innsbruck大学的 Lindinger 课题组于20世纪90年代末开发的一种痕量VOCs的在线检测技术。PTR-MS是一种软电离技术，离子源产生的初始反应离子与漂移管中的 VOCs 分子反生质子转移反应，最后通过质量分析器检测计算出 VOCs 分子的绝对浓度。在测量痕量VOCs时, 水合氢离子(H₃O⁺) 是最合适的试剂离子，大多数VOCs（除CH₄和C₂H₄等少数有机气体）的质子亲和势大于H₂O (691 kJ/mol)，而空气主要成分N₂、O₂、CO₂等的质子亲和势小于H₂O。因此，H₃O⁺可以和大多数的VOCs分子发生质子转移反应而与空气中主要成分不发生反应。PTR-MS检测VOCs时，空气中常规组分不干扰检测结果，且大多数VOCs的质子亲和势小于900 kJ/mol，因而在质子转移反应时，VOCs分子不会产生更多的离子碎片，水蒸汽经电离产生的H₃O⁺离子在漂移管与待测VOCs分子发生碰撞后，将质子转移给VOCs使其离子化，通过质量检测器测到H₃O^＋和RH^＋的计数率cps（H₃O^＋）和cps（RH^＋），推导得到R的绝对浓度：[R]表示待测物R的绝对浓度，[H₃O^＋]_o为H₃O^＋的初始浓度，t为离子通过反应区的平均时间。PTR-MS 测定R 的分压浓度就是待测气体进入漂移管前的浓度，从而实现对 VOCs 浓度的绝对量测量，无需定标。

在漂移管中，H₃O^＋常与H₂O或VOCs作用生成团簇离子，团簇离子的存在会使质谱图复杂化，不利于VOCs的识别。离子的迁移速度与电场强度和气体密度的比值(E/N) 成正比，因此，可通过调节电场强度来减少团簇离子的产生。通常情况下，E/N在120-140 Td之间能有效阻止水团簇离子的形成，同时也不会产生过多的离子碎片。

收费标准

校内送样：100元/样品，前期方法摸索50元/小时；            

自主上机：样品低于100个，校内100元/小时；样品数超过100个校内80元/小时。

校外送样：200元/样品，前期方法摸索100元/小时；

自主上机：校外200元/小时；样品数超过100个校外160元/小时。