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摘要李海洋研究員團(tuán)隊基于自主研發(fā)的大氣壓負(fù)離子飛行時間質(zhì)譜儀器,提出了一種檢測呼出氣中氫氰酸(HCN)的氣流輔助光電離質(zhì)譜方法。

  【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日,大連化物所儀器分析化學(xué)研究室快速分析與檢測研究組(102組)李海洋研究員團(tuán)隊基于自主研發(fā)的大氣壓負(fù)離子飛行時間質(zhì)譜儀器,提出了一種檢測呼出氣中氫氰酸(HCN)的氣流輔助光電離質(zhì)譜方法。該方法顯著提升了呼出氣中HCN直接測量的靈敏度和時間分辨能力,可實時跟蹤志愿者單次呼氣中HCN濃度水平,有望為肺纖維化病人早期篩查提供有效手段。
 
  HCN是化工生產(chǎn)和化學(xué)戰(zhàn)劑中一種常見的有毒有害氣體,具有高揮發(fā)性、高吸附性。人體呼出氣中也含有痕量的HCN。臨床發(fā)現(xiàn),肺部囊性纖維化(CF)患者呼出氣體中HCN濃度較高,這與患者被銅綠假單胞菌感染有關(guān)。因此,發(fā)展高靈敏的在線呼出氣中HCN測量方法,有望實現(xiàn)CF疾病的快速篩查。由于HCN易溶于水、極易吸附于裝置表面,直接測量高濕度呼出氣中HCN面臨靈敏度和響應(yīng)速度的挑戰(zhàn)。
 
  該團(tuán)隊在前期工作(Anal. Chem.,2014;Anal. Chem.,2016;Anal Chim Acta.,2020)的基礎(chǔ)上,本工作中提出在質(zhì)譜電離源內(nèi),采用氦氣反吹方法,降低高濕度樣品氣對電離的影響,同時提高離子傳輸效率,極大增強(qiáng)了HCN檢測的靈敏度。團(tuán)隊在采樣系統(tǒng)中進(jìn)一步增加動態(tài)吹掃,有效減小了HCN的吸附殘留,提升了該方法的時間分辨。該方法將HCN的檢測靈敏度相對空氣反吹條件提升了150倍,檢測限達(dá)到0.3ppbv,時間分辨達(dá)到0.5s。團(tuán)隊將該技術(shù)用于跟蹤監(jiān)測志愿者漱口前后單次呼出氣中HCN輪廓變化,可以區(qū)分出單次呼出氣中HCN顯著的“尖峰”和“平臺”區(qū)間,分別反映了口腔和肺泡釋放源的濃度水平,表明了該方法的抗干擾能力和HCN定量的準(zhǔn)確性。
 
  上述成果以“Online Detection of HCN in Humid Exhaled Air by Gas Flow Assisted Negative Photoionization Mass Spectrometry”為題,發(fā)表在《分析化學(xué)》(Analytical Chemistry)上。該工作的第一作者是大連化物所102組博士研究生文宇軒。該工作得到了大連化物所創(chuàng)新基金等項目的支持。(文/圖 陳平、文宇軒)

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