安光所在真空紫外光电离飞行时间质谱仪研制方面取得新进展

近日，中国科学院合肥物质科学研究院发布消息称，安光所张为俊研究团队在真空紫外光电离飞行时间质谱仪研制方面取得新进展，真空紫外光电离飞行时间质谱仪可以用于大气自由基反应的研究。目前，相关研究成果以“真空紫外光电离飞行时间质谱仪用于在线研究气相自由基反应”为题在线发表于美国物理学会《科学仪器评论》期刊。

大气自由基反应，就是指大气中有自由纂参与的各种化学反应。大气中常见的有氢氧自由基、烷氧基自比基等。这些大气自由基很不稳定，受光照、辐射或过氧化物等作用容易自行结合或与其他物质反应而生成稳定的分子、新的自由纂或化合物。

自由基与环境污染有一定的关系，如降水酸化、臭氧层耗竭和光化学烟雾的形成过程都与白由基反应有关。也正是因为自由基在环境污染形成过程中发挥着重要作用，所以对大气自由基反应进行研究，对大气污染控制也会产业积极影响。

据了解，绝大多数的分子和自由基来的电离能在10eV左右，位于光的真空紫外波段。真空紫外光电离质谱技术通过分子吸收单个光子能量在其电离能附近“软”电离，可避免碎片离子的产生，直接获得母体离子的质量信息，因此被广泛应用于大气化学和燃烧等复杂反应体系中反应物、产物和化学活性反应中间体(如自由基)的实时在线检测。

在此基础上，研究团队的研究员，以真空紫外放电灯作为电离源，自行设计和研制了小型真空紫外光电离反射式飞行时间质谱仪。该仪器通过设计具有笼式结构的新型聚焦电场，实现了电离区内离子的高效率收集，提高了质谱仪的检测灵敏度(自由基灵敏度达到0.3ppb)。同时，通过采用垂直引入式结构和二级空间聚焦等关键技术，实现小型化质谱仪高的质谱分辨本领。现在，这款小型真空紫外光电离反射式飞行时间质谱仪已经在大气自由基反应动力学研究得到了应用。

质谱仪是一种常见且重要的鉴定、分析设备，在环境污染、食品安全等领域中都有着很广泛的应用。小型真空紫外光电离反射式飞行时间质谱仪的成功研制，不仅仅能为各个学科提供新的设备选择，也进一步发展了我国的质谱技术。