[发明专利]一种乙二醛和/或甲基乙二醛的无碎裂质谱检测方法

说明书

本发明公开了一种乙二醛和/或甲基乙二醛的无碎裂质谱检测方法，本发明属于乙二醛和/或甲基乙二醛的分析方法技术领域，所述方法选取了化学活性合适的带电物种与乙二醛和/或甲基乙二醛发生碰撞反应，不仅能够高效电离乙二醛和/或甲基乙二醛，还能够保证乙二醛和/或甲基乙二醛不发生碎裂，直接形成分子量与乙二醛和/或甲基乙二醛相同的唯一的产物离子。所述检测方法不仅可以用于乙二醛和/或甲基乙二醛的检测，还可以用于检测大气中是否含有乙二醛和/或甲基乙二醛。

技术领域

本发明涉及乙二醛和/或甲基乙二醛的分析方法技术领域，具体地说，涉及一种乙二醛和/或甲基乙二醛的无碎裂质谱检测方法。

背景技术

乙二醛(CHOCHO)与甲基乙二醛(CH₃COCHO)是大气含氧挥发性有机物(OVOCs)中重要的自由基活性前体物。其来源广泛，并对大气氧自由基的生成起着重要的作用。乙二醛与甲基乙二醛的准确检测，对研究大气二次污染的成因与科学制定防控措施有着重要意义。

由于乙二醛与甲基乙二醛的化学活性较高、碳碳键易断裂的特点，二者的离子化一直面临着巨大的挑战。质谱检测中，带电物种(离子或电子)与待测分子作用，是电离中性待测分子的主要手段。其中，水合氢离子(H₃O⁺)是一类常用的离子，但在用于乙二醛与甲基乙二醛的检测中，其检测效率受到环境湿度影响，且离子碎裂难于抑制(Pang等人,Atmos.Meas.Tech.2014,7,第373-389页；de Gouw等人，J.Geophys.Res.2003,108,4682；等人，J.Mass Spectrom.2017，52，第30-35页)。O₂⁺、NO⁺等离子广泛应用于有机物小分子的质谱检测，二者均会导致乙二醛与甲基乙二醛分子的碎裂(Michel等人，Int.J.Mass Spectrom.2005,244,第50-59页)。负电荷物种方面，高能电子(e^-)可通过与中性分子碰撞将其电离，但只能得到碎片离子(Jürgen H.Gross，Mass Spectrometry:A TextBook 3rd Ed.2017，第30-36页)；动能较低的电子可吸附于乙二醛或甲基乙二醛从而将其电离，但待测的乙二醛或甲基乙二醛分子需要通过化学修饰，并伴有严重的离子碎裂(Yu等人，Environ.Sci.Technol.1995，29，第1923-1932页)。人们还尝试了CH₃COO^-、I(H₂O)_n^-等非金属离子，但这些离子与乙二醛或甲基乙二醛的反应效率较低，检测灵敏度较差，均难以用于大气中乙二醛与甲基乙二醛的质谱检测。综上所述，现有的质谱电离手段均难以有效电离乙二醛与甲基乙二醛，或在电离乙二醛与甲基乙二醛时产生大量的碎片离子。现有的质谱检测方法均需在质谱前增加色谱装置分离，才可有效检测乙二醛与甲基乙二醛，但色谱大大增长了检测所需的时间，无法实现气体浓度的实时检测。总之，目前尚未有报道直接利用质谱快速无碎裂检测乙二醛与甲基乙二醛的实例。

发明内容

为了改善现有技术中存在的上述问题，发明人通过大量的实验研究发现，通过物理化学作用使金属材料产生的带电物种在与乙二醛和/或甲基乙二醛作用时，表现出不同的反应活性。据此，发明人对反应条件进行调整和筛选，成功地将金属材料产生的带电物种应用于乙二醛和/或甲基乙二醛的检测中，进而有效地实现了乙二醛和/或甲基乙二醛的无碎裂质谱检测，并基于此提出了本发明。

为实现上述目的，具体采用如下技术方案：

一种乙二醛和/或甲基乙二醛的无碎裂质谱检测方法，所述方法包括如下步骤：

(1)采用物理化学方法对金属进行处理使其产生带电物种；

(2)使用缓冲气体将步骤(1)产生的带电物种冷却并载入反应管；