在线VOC质谱PTR-MS分析仪介绍
质子转移反应-飞行时间质谱法快速测定大气中12种挥发性含氧有机物
PTCACPART B: CHEM. ANAL.)DOI ： 10.11973/lh.jy-h\202011016 |知识与经验质子转移反应-飞行时间质谱法快速测定大气中12种挥发性含氧有机物王新娟，肖洋-‘，崔静％王琛、韩伟:(1.淄博市生态环境质量控制眼务中心，淄博255000; 2.山东省淄博生态环境监测中心.淄博255000;3.齐鲁工业大学环境科学与工程学院.济南250013)中图分类号：（)657.63 文献标志码：B挥发性含氧有机物（OVOCs)是一种挥发性的大气有机污染物，主要包括醛、酮、酸、酯、醇类化合物。
（)V()CS反应活性高[1」，可参与大气光化学反应，是生成二次有机气溶胶的重要前体物_’3。
多数 ()V()C s具有致癌、致突变、致畸作用1:，会严重危害人体健康。
因此.大气中（)V()C s含量的测定已成为当前的研究热点.但由于O V O C s的反应活性较高.应防止（)V O C s在采样与测定过程中发生化学变化。
常见的（)V()C s测定方法有衍生化-液相色谱法、在线或离线气相色谱法和气相色谱-质谱法等。
其中，衍生化-液相色谱法是美国环保署推荐测定大气中醛酮类化合物的方法.使用的衍生试剂为2,4-二硝基苯肼.但该方法仅能用于醛酮类化合物的分析，且分析时间长，无法用于强活性组分测定'；。
离线气相色谱法或气相色谱-质谱法的方法检出限较低.准确度和精密度较高1;.但存在极性O V O C s在采样和预浓缩过程中易受极性效应的影响而导致测量精度降低的问题。
在线气相色谱-质谱法存在采样耗时、样品预处理繁琐、分析时间较长等缺点x。
质子转移反应-质谱法（PTR-MS)是一 种通过电离水蒸气、氧气等产生试剂离子使待测有机物离子化，然后用质谱测得有机物相对分子质量，并基于化学反应动力学原理测定有机物含量的一种方法^=，具有分析速度快、无需样品预处理、可同 时测定多种挥发性有机物等优点。
气相色谱质谱联用仪用途
气相色谱质谱联用仪用途
气相色谱质谱联用仪（GC-MS）是一种常用的分析仪器，主要用于化学和生物领域的物质分析。
它将气相色谱（GC）和质谱（MS）两种技术联合起来，可以实现对复杂混合物的分离、鉴定和定量分析。
具体的应用包括：
1. 化学分析：可以用于有机化合物的定性和定量分析，例如环境污染物、药物、农药、化妆品等的分析研究。
2. 刑事鉴定：可以用于毒品、爆炸物、火灾残留物等的分析鉴定，也可用于痕量物质的检测和溯源分析。
3. 健康与食品安全：可以用于食品中添加剂、致癌物、有害物质的分析，以及药物代谢产物的研究，有助于评估食品质量和安全性。
4. 生物学与医学：可以用于生物样品中代谢产物的分析，例如尿液、血液中的代谢物，有助于疾病诊断和治疗效果评估。
5. 环境监测：可以用于大气、水体和土壤中有机污染物的监测和定量分析，有助于评估环境质量。
总之，气相色谱质谱联用仪广泛应用于科研、环境检测、食品安全、毒理学等领域，为化学和生物领域研究提供了强大的分析手段。
VITEK MS仪器介绍
Desorption / Ionisation - Time of Flight) 最柔软的电离方式保证完整分子量信息，例如蛋白质 / 多肽; 直接从细菌核糖体中筛选蛋白质; 一般都使用飞行时间检测器（Time of Flight）来检测，故名。
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细菌质量指纹图谱
扩展到新的菌种和应用（用户不断增加细菌数据库）
4000
m/z
8000
4000
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➢检测细菌的核糖体蛋白
➢不同波形代表不同菌种
Pantoea agglomerans Acinetobacter lwoffi Burkholderia cepacia Raoultella ornithinolytica Staphylococcus aureus Escherichia coli 8000
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VOCs在线监测系统多点自动校准开发与应用
V O C s在线监测系统多点自动校准开发与应用孟祥娥王雷郭文韬李瑞超胡少成孟继荣(钢研纳克检测技术股份有限公司,北京100081)摘要:随着V O C s在线监测系统的广泛应用,环保部门加强了对监测系统的运维要求,提出了系统自动校准功能的明确需求㊂本文介绍了用于V O C s在线监测系统的多点自动校准,实现了在应用现场标气浓度自动配比㊁标气预警以及自动完成定期单点㊁多点校准功能㊂通过实际检测,多点自动校准系统的标气浓度配比稳定性高,系统监测标气测量值与实际值的示值误差为0.1m g/m3,准确度为0.08%,自动校准后的系统24小时㊁48小时㊁72小时的数据线性度R2大于0.9996㊂本方法在工程应用中有实用性㊂关键词:V O C s在线监测多点自动校准D O I:10.3969/j.i s s n.1001-232x.2021.01.004D e v e l o p m e n t a n da p p l i c a t i o no fm u l t i-p o i n t a u t o m a t i c c a l i b r a t i o n s o f t w a r em o d u l e f o rV O C s o n-l i n em o-n i t o r i n g s y s t e m.M e n g X i a n g e,W a n g L e i,G u o W e n t a o,L iR u i c h a o,H uS h a o c h e n g,M e n g J i r o n g (N C ST e s t i n g T e c h n o l o g y C o.,L t d.,B e i j i n g100081,C h i n a)A b s t r a c t:T h eu s e o fm u l t i-p o i n t a u t o m a t i c c a l i b r a t i o ns o f t w a r em o d u l e r e a l i z e s t h e f u n c t i o n so f a u t o-m a t i cm a t c h i n g o f s t a n d a r d g a s c o n c e n t r a t i o n,s t a n d a r d g a sw a r n i n g,p e r i o d i c s i n g l e p o i n t a n dm u l t i-p o i n t c a l i b r a t i o n i n f i e l d a p p l i c a t i o n.E x p e r i m e n t a l r e s u l t s s h o wt h a t t h e s y s t e m w i t hm u l t i-p o i n t a u t o m a t i c c a l i-b r a t i o nm o d u l eh a s h i g h s t a b i l i t y o f s t a n d a r d g a s c o n c e n t r a t i o n r a t i o,t h e e r r o r b e t w e e n t h em e a s u r e d v a l u e o f t h e s t a n d a r d g a s a n d t h e a c t u a l v a l u e i s0.006m g/m3,t h e a c c u r a c y i s0.08%.A f t e r a u t o m a t i c c a l i b r a-t i o n,t h e l i n e a r i t y R2o fm u l t i-p o i n t d a t a i n24,48a n d72h o u r s o f t h e s y s t e m i s g r e a t e r t h a n o r e q u a l t o0. 9996.T h i s t e c h n o l o g y h a s p r a c t i c a b i l i t y i ne n g i n e e r i n g a p p l i c a t i o n.K e y w o r d s:V O C s;O n-l i n em o n i t o r i n g;M u l t i-p o i n t a u t o m a t i c c a l i b r a t i o n挥发性有机物(V o l a t i l eo r g a n i cc o m p o u n d s, V O C s)通常是指常温下,沸点在50~250ħ的一类有机化合物,主要成分包括:烃类㊁卤代烃㊁芳香烃㊁多环芳烃㊁酯类㊁醛类㊁酮类等,V O C s大部分来自于石油化工㊁制药㊁喷漆等工业生产㊁污水及垃圾处理㊁机动车尾气排放等[1]㊂V O C s包含的许多物质有致癌㊁致畸变㊁致突变危害,且具有遗传毒性,会严重影响人类身体健康[1-5]㊂近年来,化工业园区固定污染源V O C s排放强度大㊁浓度高㊁持续时间长,对环境产生严重的污染影响[6-8]㊂随着V O C s在线监测系统的广泛应用,环保部门进一步加强对监测系统运维的要求,对在线监测系统的自动校准功能提出了迫切需求㊂V O C s 在线监测设备的校准,多数厂家目前仍采用运维人员现场单点校准,当待测物质线性较差时,单点校准容易造成测量的准确度较差㊂多点线性测试,则要求用户提供不同浓度梯度的标气,这会增加运维成本,气瓶的储存㊁管理㊁维护也是难题㊂不同浓度梯度的标准气钢瓶的气路连接,手动进样测试,也给现场的运维工作带来了困难和时间成本㊂针对上述需求与困难,本文介绍了V O C s在线监测系统的多点自动校准,基于动态气体稀释方法,结合自动控制系统,实现V O C s在线监测设备的标气浓度自动配比,标气预警,系统的定期单点校准与线性校准㊂实验结果表明,系统标气浓度配比稳定,精度高,线性度好,无需人为操作,便可完成在线监测系统的自动校准,大大减少运维工作量,并节省了运维成本㊂可以满足应用现场对在线基金项目:燃煤过程有机污染物排放控制技术国家重点研发计划(N o.2018Y F B0605200)㊂监测系统自动校准,以及标气单一情况下多点校准的迫切需求㊂1 V O C s 在线监测系统技术原理V O C s 在线监测系统由采样单元㊁气路控制单元㊁色谱分析仪㊁自动标气稀释单元和软件单元组成,如图1所示㊂其中,自动标气稀释单元由两通阀㊁压力监测模块㊁质量流量计㊁气体混合腔和控制模块组成㊂软件单元设置标气浓度配比数据(标气浓度稀释最大10000倍),以网络报文下发至控制模块㊂解析数据,操作两通阀与质量流量计,完成软件设置浓度标气浓度配比㊂压力监测模块实时采集标气㊁稀释气压力,软件单元依据压力数据提供报警信息或进行单点㊁多点校准㊂色谱分析仪写入校准数据,绘制校准曲线,在线监测系统完成自动校准㊂图1 系统结构示意图2 自动校准软件开发自动校准软件采用C #语言开发,以模块的方式嵌入到V O C s 在线监测系统软件中,可靠性更高㊂自动校准软件界面包含模式设置(单点校准㊁多点校准㊁线性测试),间隔时间设置㊁标气浓度配比设置和校准方法设置㊂采用多线程机制实现多任务操作,设计中增加时间线程,计时不同校准模式下的间隔时间,定时启动V O C s 在线监测系统的自动校准㊂为了避免系统资源消耗,软件设置自动校准后调用标气监控线程,实时监测标气㊁稀释气压力,输出报警信息,提醒用户及运维人员更换标准气瓶㊂自动校准主线程通过以太网通讯协议发送标气稀释比例㊁标气流量㊁气路控制命令㊂采集实验数据,依次计算连续3组实验数据的偏差㊁平均值㊂根据偏差计算值,分析仪写入数据平均值到校准数据库中,绘制校准曲线㊂软件流程图如图2所示㊂3 实验应用实验仪器为钢研纳克公司的N C S -NMH C -1000V O C s 在线监测系统,控制软件为匹配在线自动校准功能后的综合控制软件㊂目前,V O C s 在线监测系统校准通常采用外标法,即通过标准气㊁高纯氮气对仪器进行校准㊂实验中采用甲烷浓度10.2m g/m 3㊁丙烷浓度图2 单点校准流程图253.0m g/m 3的混合标气(以碳计非甲烷总烃浓度为200.0m g/m 3),高纯氮气为稀释气㊂3.1绘制校准曲线软件设置为多点自动校准模式,根据标气配比浓度设置,顺序稀释标气,连续采样进行多点校准实验,得到总烃与甲烷的校准曲线,如图3所示㊂图3总烃与甲烷的校准曲线3.2重复性对多点校准后的在线监测系统进行重复性实验,不同浓度标准气体依次连续采样测试,每组重复测试6次,通过计算得到不同标气浓度的总烃㊁甲烷㊁非甲烷总烃的重复性指标R S D㊂由表1可知,自动标气稀释单元配置的标气浓度测试结果稳定,互相干扰小,实验数据重复性最大0.15%,小于2.00%,可以满足国标‘H J1013-2018“对现场监测系统重复性的要求㊂表1重复性实验数据标气浓度(满量程,%)总烃R S D(%)甲烷R S D(%)非甲烷总烃R S D(%)200.040.010.03400.150.030.11600.100.060.14800.040.040.07 3.3示值误差实验中选择甲烷㊁丙烷混合的标准钢瓶气,已知以碳计的非甲烷总烃浓度为153.7m g/m3,连续6次采样测试,实验结果如表2所示㊂经过计算,重复性指标0.08%,示值误差指标0.1m g/m3,数据测量准确,误差小,优于V O C s在线监测仪器的误差标准㊂3.4线性度采用甲烷浓度10.2m g/m3㊁丙烷浓度253.0 m g/m3的混合标气(以碳计非甲烷总烃浓度为200.0m g/m3)的标准气,高纯氮气连接系统,设置表2示值误差实验数据标气浓度(m g/m3)测试结果(m g/m3)平均值(m g/m3)重复性R S D(%)示值误差(m g/m3) 153.7153.6153.7153.6153.9153.6153.7153.60.080.1软件选择线性测试模式,间隔时间设置为24小时㊂进行连续72小时自动线性实验,得到如图4所示的24小时㊁48小时㊁72小时的线性曲线㊂由图4可以看出,自动校准后的系统在不同时间的多点线性曲图4间隔24小时㊁48小时㊁72小时的线性曲线线基本重合,线性度R2大于0.9996㊂4结论V O C s在线监测系统的多点自动校准软件操作简单㊁使用方便,自主完成不同浓度标气配比与稳定输出,定期自动进行系统的单点㊁多点校准及线性测试,无需人为操作,大大减少运维工作量,节省人力㊁财力成本㊂通过实际检测,多点自动校准系统的标气浓度配比稳定性高,系统监测标气测量值与实际值的示值误差为0.1m g/m3,准确度为0.08%,自动校准后的系统24小时㊁48小时㊁72小时的数据线性度R2大于0.9996,可以满足应用现场对在线设备自动校准,以及标气单一条件下多点线性校准的迫切需求,保证V O C s在线监测系统数据的长期准确性㊂参考文献[1]周绪申,王洪翠,王钊,等.一种在线V O C监测仪性能的验证及[J].环境科学与技术,2016,39(S1):174-178.[2]李捷.在线V O C监测设备氢气发生器的选择与维护[J].科技与创新,2019,(08):26-27.[3]樊孝俊,邓嘉辉,刘盈智,等.固定污染源中苯系物的便携式气质联用检测方法研究[J].中国环境监测,2015, 31(3):139-143.[4]金顺平,李建权,韩海燕.P T R-M S在线监测大气挥发性有机物研究进展[J].环境科学与技术,2007,30(06): 96-100.[5]苏爱华.环境空气V O C在线监测系统在化工业园区环境监测中的应用研究[J].环境科学与管理,2018,43(11): 93-97.[6]鲍雷,唐晓.V O C s在线气相色谱自动监测技术及相关仪器简介[J].分析仪器,2014,(6):87-92. [7]罗来兵,何阳,李晨萍.大气污染V O C技术及设备专利预警研究[J].中国发明与专利.2016,(12):23-26. [8]卢朝晖.V O C在线监控系统的设计与实施[J].电子元器件与信息技术,2020,(02):107-109.收稿日期:20200811作者简介:孟祥娥,女,1987年出生,硕士,工程师,研究方向:环境空气在线仪器类开发㊂。
GC-MS
GC-MS气相色谱-质谱联用(GC-MS)一、实验目的1. 了解质谱检测器的基本组成及功能原理，学习质谱检测器的调谐方法；2. 了解色谱工作站的基本功能，掌握利用气相色谱-质谱联用仪进行定性分析的基本操作。
二、实验原理气相色谱法（gas chromatography, GC）是一种应用非常广泛的分离手段，它是以惰性气体作为流动相的柱色谱法，其分离原理是基于样品中的组分在两相间分配上的差异。
气相色谱法虽然可以将复杂混合物中的各个组分分离开，但其定性能力较差，通常只是利用组分的保留特性来定性，这在欲定性的组分完全未知或无法获得组分的标准样品时，对组分定性分析就十分困难了。
随着质谱（mass spectrometry, MS）、红外光谱及核磁共振等定性分析手段的发展，目前主要采用在线的联用技术，即将色谱法与其它定性或结构分析手段直接联机，来解决色谱定性困难的问题。
气相色谱－质谱联用（GC-MS）是最早实现商品化的色谱联用仪器。
目前，小型台式GC-MS已成为很多实验室的常规配置。
1. 质谱仪的基本结构和功能质谱系统一般由真空系统、进样系统、离子源、质量分析器、检测器和计算机控制与数据处理系统（工作站）等部分组成。
质谱仪的离子源、质量分析器和检测器必须在高真空状态下工作，以减少本底的干扰，避免发生不必要的分子－离子反应。
质谱仪的高真空系统一般由机械泵和扩散泵或涡轮分子泵串联组成。
机械泵作为前级泵将真空抽到10-1－10-2Pa，然后由扩散泵或涡轮分子泵将真空度降至质谱仪工作需要的真空度10-4－10-5Pa。
虽然涡轮分子泵可在十几分钟内将真空度降至工作范围，但一般仍然需要继续平衡2小时左右，充分排除真空体系内存在的诸如水分、空气等杂质以保证仪器工作正常。
气相色谱－质谱联用仪的进样系统由接口和气相色谱组成。
接口的作用是使经气相色谱分离出的各组分依次进入质谱仪的离子源。
接口一般应满足如下要求：(a)不破坏离子源的高真空，也不影响色谱分离的柱效；(b)使色谱分离后的组分尽可能多的进入离子源，流动相尽可能少进入离子源；(c)不改变色谱分离后各组分的组成和结构。
vocs在线检测质谱仪技术指标
vocs在线检测质谱仪技术指标在环境监测和工业生产过程中，挥发性有机化合物（VOCs）的在线检测是至关重要的。
VOCs是一类易挥发的有机化合物，对环境和人体健康都有潜在的危害。
准确、高效地检测和监测VOCs浓度是保护环境和人类健康的关键步骤。
而质谱仪作为一种高灵敏度的分析仪器，在VOCs在线检测中发挥着重要的作用。
要评估一台质谱仪在VOCs在线检测领域的技术指标，首先需要关注其灵敏度。
灵敏度是指仪器对待检测物质的检测能力，对于VOCs而言，通常需要较高的灵敏度才能准确检测到其浓度。
评估一台质谱仪的灵敏度需要考虑其检测限、线性范围和分辨率等指标。
检测限是指仪器能够检测到的最低浓度，线性范围则是指仪器在各个浓度下的响应是否呈线性关系，而分辨率则是指仪器能够区分不同物质的能力。
在VOCs在线检测中，高灵敏度的质谱仪能够更准确地监测到VOCs的浓度变化，对于环境监测和工业生产的实时控制具有重要意义。
除了灵敏度，一台优秀的质谱仪在VOCs在线检测中还需要具备快速响应的能力。
VOCs在环境中的浓度可能会随时发生变化，因此质谱仪需要能够迅速响应并进行实时监测。
快速响应的质谱仪可以及时发现VOCs浓度异常，帮助企业采取及时的控制措施，保护环境和人类健康。
响应时间是评估质谱仪性能的重要指标之一，通常以秒为单位。
一般来说，响应时间越短，质谱仪的实时监测能力就越强。
在评估质谱仪的技术指标时，还需要考虑其选择性和稳定性。
选择性是指仪器对不同化合物的识别能力，对于VOCs而言，常常需要面对复杂的混合气体。
一台具有良好选择性的质谱仪能够准确识别出目标物质，避免干扰物质对监测结果的影响。
稳定性则是指仪器在长时间运行中是否能够保持稳定的检测性能，包括信号稳定性和仪器整体性能稳定性。
选择性和稳定性是保证质谱仪长期稳定运行的重要保证。
总结回顾一下，一台优秀的质谱仪在VOCs在线检测领域需要具备高灵敏度、快速响应、良好的选择性和稳定性等技术指标。
有机地球化学国家重点实验室简介
有机地球化学国家重点实验室简介1.1简介有机地球化学是研究地质体中有机质分布、迁移、富集与转化的科学。
生物死亡后的有机质演化及其地球化学过程均属其研究范畴。
有机地球化学是当代地球科学最重要的分支学科之一，其发展壮大，与人类面临的能源、环境等问题紧密相关，因而具有强大的生命力。
有机地球化学已形成石油地球化学、环境有机地球化学和生物有机地球化学等三个较稳定的研究方向。
有机地球化学国家重点实验室于1989年获批准建设，1992年11月通过国家计委组织的验收并正式对外开放。
现任学术委员会主任为北京大学陶澍院士，实验室主任为张干研究员。
实验室现有固定人员72人，其中科研人员53人，技术支撑人员18人，行政秘书1人。
现有在站博士后22人、在读博士/硕士研究生203名。
实验室现有中国科学院院士1人，基金委“杰出青年基金”获得者6人，基金委“优秀青年基金”获得者3人，中组部“万人计划”入选者3人。
实验室总面积7700平方米。
现有11类大型/超大型仪器/设施、18个专业实验室，截至2017年底，大中型仪器设备原值逾2.2亿元。
“十三五”期间，实验室主要在油气地球化学和环境地球化学两大研究领域，在深层油气资源与评价、非常规油气资源与评价、环境有机污染过程与风险管控原理、大气环境化学与区域空气质量改善原理等四个主要研究方向，承担重大研究任务，组织和部署基础性、前瞻性研究。
同时，亦针对区域与全球环境变化，开展有机生物地球化学探索性研究。
有机地球化学国家重点实验室的精神，是“学，思，锲而不舍”（已故傅家谟先生的座右铭）。
实验室的使命，是成为国际有机地球化学研究的卓越中心，服务于化石能源勘探和环境保护，为国家能源安全供给与环境可持续发展，作出不可替代的贡献。
1.2委员会学术委员会、顾问委员会学术委员会主任：陶澍副主任：彭平安委员（按姓氏笔划排序）：丁仲礼马永生王子健王铁冠朱永官朱伟林朱利中刘文汇刘丛强江桂斌肖贤明余刚张水昌张文正张林晔陈建民金之均赵进才郝吉明郝芳钟宁宁俞汉青贺克斌骆永明耿安松秦勇翁焕新郭正堂陶澍盛国英梁狄刚彭平安戴金星实验室主任主任：张干副主任：王云鹏（常务）、王新明、于志强、田辉主任助理：丁翔、吴亮亮室务会成员：张干、王云鹏、王新明、于志强、田辉、胡建芳综合办公室：周佳怡汪立新冯文彪1.4研究方向“十三五”期间，实验室将主要在油气地球化学和环境地球化学两大研究领域，在深层油气资源与评价、非常规油气资源与评价、环境有机污染过程与风险、大气环境化学与污染机理等四个主要研究方向，争取重大研究任务，组织和部署基础性、前瞻性研究工作，保障国家能源安全，服务国家和地方环境可持续发展。
大气VOCs在线监测系统联用GC-TOF MS 监测室外大气中VOCs含量
大气VOCs在线监测系统联用GC-TOF MS监测室外大气中VOCs含量上海磐合科学仪器股份有限公司1引言挥发性有机化合物（volatile organic compounds,VOCs）是大气中普遍存在的，且对环境影响最为严重的有机污染物。
目前，对大气中挥发性有机污染物的检测手段主要分为离线检测和在线监测两种模式。
离线检测主要是苏玛罐采样-气相色谱/质谱联用分析技术、吸附剂采样-TDS-GC/MS分析技术等。
离线检测技术采样点有限、时间分辨率低、并且外界的干扰因素影响较大（如：人员、器具、运输等因素），分析具有明显的滞后性，不能很好的体现大气中VOCs实时变化的监测需要。
在线监测技术主要有在线气相色谱/质谱技术、质子转移质谱技术等，在线监测技术具有较高的时间分辨率，同时减少了监测过程中外界因素造成的各种干扰，可以达到对环境实时或近实时监测的要求。
大气VOCs在线监测系统TT24-7，仪器设计为全自动在线监测的形式，采样时间间隔可以根据用户要求最小可到3-5min记录一个数据，具有连续不间断监测，可以对大气中的污染有机化合物组分含量进行实时报告，是一种真正的在线监测技术设备。
可以一周7天24小时连续监测，数据自动记录，运行费用低，有效解决了现有技术中分析监测的滞后性、复杂样品预处理耗时费力、有采样盲点、不能连续监测等问题。
飞行时间质谱仪（TOF MS）以其较高的分辨率，以及未知化合物定性分析等优势在VOCs分析中得到越来越多的应用。
Bench TOF具有高灵敏度、高稳定性、扫描速率快、高质量准确度、高分辨率等性能，以及无质量歧视、可选择电离电压（Select-ev）等功能，特别适用于连接Fast GC进行测试，可以在短时间内获得大量的物质信息。
2实验部分2.1实验仪器设备与材料2.1.1实验仪器设备：TT24-7大气VOCs在线监测系统（英国Markes公司）；GC-TOF MS气相-飞行时间质谱联用仪（赛默飞/Markes公司）2.1.2实验材料标准物质：65种含氧挥发性有机物及卤代烃标准气体标准气（1ppmv）。
质子转移反应质谱仪
质子转移反应质谱仪质子转移反应质谱仪（PTR-MS）是一种用于研究大气化学反应和检测大气中挥发性有机化合物（VOC）的强大工具。
它结合了质子转移反应（PTR）和质谱仪的特性，能够实时、在线地分析大气中的VOC。
以下是关于PTR-MS的主要组成部分的详细介绍。
电离源PTR-MS的电离源是用于将大气中的VOC分子电离成带电粒子的装置。
通常使用的是单极或双极电离器。
单极电离器使用一个单一的电离源，而双极电离器使用两个电离源，这样可以提高电离效率。
电离源的主要作用是将VOC分子转化为带正电或负电的离子，以便后续的质谱分析。
反应池PTR-MS的反应池是用于进行质子转移反应的装置。
它通常包含一个离子源，一个加速器和一个反应室。
离子源产生质子并将其加速到一定能量，然后将其注入到反应室中。
在反应室中，质子与VOC分子发生质子转移反应，生成具有特定质荷比（m/z）的离子。
质谱仪PTR-MS的质谱仪是用于分析反应池中生成的离子的装置。
它可以将不同质荷比的离子分离并计数，从而得到离子的质量分布。
质谱仪通常由离子光学系统、质量分析器和检测器组成。
离子光学系统将离子束导向质量分析器，后者将离子根据其质荷比分离，而检测器则对分离后的离子进行计数和测量。
数据处理系统PTR-MS的数据处理系统是用于处理和解析质谱仪获得的数据的装置。
它可以将原始数据进行处理和解析，以得到VOC分子的相关信息，如分子量、浓度等。
此外，数据处理系统还可以根据需要生成图表和报告，以便研究人员进行分析和解释。
总结PTR-MS是一种高度灵敏和选择性的分析工具，可以用于研究大气化学反应和检测大气中的挥发性有机化合物。
其关键组件包括电离源、反应池、质谱仪和数据处理系统，它们协同工作以实现高效、准确的VOC分析。
通过使用PTR-MS，研究人员可以更好地理解大气中的化学过程，并监测对环境和人类健康可能产生影响的有害物质。
2017 PTR-MS 300简易使用指南
PTR-MS 300使用指南（在线VOC监测检测分析质谱仪）北京市园林科学研究院谢军飞整理2017.7挥发性有机化合物（VOCs）的超灵敏检测仪，可以满足实时在线连续监测连续定量测量挥发性有机化合物，在线测量有毒、有害物质，如苯、甲苯、甲醛、二恶英等。
还具有远程控制的优点。
由于独特的软离子化技术，高灵敏的PTR-MS 300（Proton Transfer Reaction-Mass Spectrometry，质子传递反应质谱仪），可以分析浓度低至0.5 ppbv的气体，并避免电离过程中的质子分裂。
进样前不需要样品准备过程和环境条件设置（例如：湿度条件）。
技术参数：质量范围：1-300amu分辨率：< 1 amu响应时间：100 ms测量时间：2ms/amu 到60ms/amu检测极限：500 pptv线性范围：500 pptv -10 ppmv可调流速：50-500 sccm进样系统加热范围：150 ℃反应室加热范围：40-130℃检测的空气VOC浓度最高不应超过10 ppmv一、PTR-MS技术原理①H2O电解为H+、O+、HO+；②离子源内：H2O与H+、O+、HO+结合，生成水合氢离子、氧正离子、二水氢离子，H3O+-------19（检测时会检测含氧同位素的水合氢离子21，因为普通H3O+的含量太高了，21和它差500倍）、O2+--------32、H2O*H2O*H+-------37；③drift tabe reactor：H3O+ +VOCs--------VOCs*H+ +H2O；每种挥发性有机物都带上电荷，比如CH3CH2OH*H+；④四级杆质量分析器：生成的VOCs*H（各种有机物）在四级杆中分离，然后在SEM 检测器得到信息。
补充软电离技术原理：母体离子H3O+和VOCs反应，将VOCs分子转化为离子；H2O 的质子亲和势7.22EV，大多数VOCs质子亲和势大过水，所以H3O+可以和大多数VOCs分子发生质子转移反应；空气中主要成分N2、O2、CO2、Ar、质子亲和势小于H2O的，所以不会和H3O+反应。
VOCs监测技术,试剂,原理介绍
VOCs监测技术，试剂，原理介绍VOCs 监测技术通常包括采样、预浓缩、分离和检测等过程。
我国现行测定各种环境要素中VOCs 的方法标准主要基于气相色谱法（GC）及气相色谱-质谱法（GC-MS），且均是实验室分析方法，须通过样品采集和样品运输环节才能完成分析。
而现行方法标准中VOCs样品的采集和保存分为容器采样法和固体吸附剂吸附法两种，且均存在不足。
现场仪器直接检测的方法，没有样品的运输和保存，避免采样介质或容器对样品浓度造成的损失，能快速获得环境空气中的VOCs 的浓度和特点，现场分析方法实时性强，可以有效缩短“采样到结果输出”的时间，提高分析效率。
特别是在突发环境事件应急监测时，一方面，在时间上，突发环境事件瞬息万变，不仅“急”，而且不断“变化”，若不能及时分析，可能会漏掉重要污染信息，进而影响事件处置；另一方面，在空间上，因监测点位众多，便携式GC-MS 可在现场进行多点巡测，有利于对污染的快速筛查。
我国目前尚未发布便携式仪器现场测定VOCs 的方法标准，针对环境空气中的VOCs现场直接检测的标准方法仍处于空白阶段，因此迫切需要把VOCs 便携监测的新技术应用于环境空气中挥发性有机物监测，制定《环境空气挥发性有机物的测定便携式气相色谱-质谱法》方法标准，可现场快速鉴别VOCs，并准确定量，能满足环境管理中快速监测VOCs及突发环境事件应急监测及时准确定性、定量分析的要求。
采用便携式气相色谱-质谱仪对环境空气中的VOCs 进行采样分析，仪器内置有采样泵，采样时通过内置采样泵以恒定流量抽取一定体积的环境空气，其中VOCs 被富集在仪器内部的吸附管内进行聚焦，同时仪器自动添加内标，然后对吸附管快速升温脱附，将VOCs 转移至气相部分进行分离，被分离的组分从色谱柱流出到达质量分析器进行检测，通过与标准物质保留时间和质谱图相比较进行定性，内标法定量。
由于日常或突发环境事件环境空气中挥发性有机物浓度差异较大，首先采用样品浓度预估方法，对样品浓度进行快速分析，再根据估算浓度通过改变取样量以适应不同浓度区间，满足应对日常及突发环境事件应急的测定需求。
VOC资料
挥发性有机化合物（VOC）在线监测技术研究及进展挥发性有机化合物（volatile organic compounds，VOCs）是室内外空气中普遍存在且对环境影响最为严重的有机污染物，主要来源于石油化工生产、污水和垃圾处理厂、汽油发动机尾气以及制药、制鞋、喷漆等行业。
VOCs 组成复杂，含量甚微，其中许多物质有致癌、致畸、致突变性，具有遗传毒性及引起“雌性化”，对环境安全和人类生存繁衍构成严重威胁。
目前世界各国都已在监测项目中增加了VOCs，美国的光化学自动监测系统中有56种VOCs，欧洲也有30 多种VOCs 被列入。
目前，测量VOCs 的主要手段是气相色谱-质谱（gas chromatography- mass spectrometry，GC-MS）。
该技术在精确测量VOCs 方面一直发挥着重要作用，但由于涉及色谱和电子轰击电离，该方法存在很大的局限性：分析监测具有明显的滞后性；复杂的样品预处理耗时费力，需要消耗大量的样品和溶剂；在样品的取样、运输与储存的过程中发生的样品损失以及成分间的交叉污染都会使监测结果出现偏差；样品的采集、浓缩提取与分离提高了单个样品的监测费用，监测样品的数目也受到限制。
现代环境监测工作要求快速准确地得到所需要的分析结果和信息，以便及时采取相应控制措施，因此空气中VOCs 的在线监测技术研究与相关仪器的开发就显得迫在眉睫。
近年来，人们一直致力于VOCs在线监测方法的研究，出现了多种在线监测技术。
1 VOCs在线监测技术1.1 膜萃取气相色谱技术近年来，利用膜技术处理样品已成为很多条件下的首选，主要因为膜萃取过程没有两相间的混合，可以消除乳状液的形成并减少溶剂消耗，样品和萃取剂连续地进行接触，从而保证过程的连续性和实时性，进而实现与其它检测设备的在线连接。
Somenath等利用膜萃取和气相色谱联用在线监测空气中VOCs，空气连续流过中空纤维膜，VOCs组分有选择性地透过膜流入惰性气体氮气流中，在微阱中VOCs 被捕集和浓缩，通过直接电加热形成具有一定时间间隔注射的脉冲导入连续进样。
GC-MS气相色谱质谱联用仪
• 分子筛—氧气，氮气，氢气，二氧化碳，一氧化 碳，甲烷等。
• 氧化铝—丙烷或更大分子量的化合物 • 多孔性聚合物微球—乙烷，丁烷，二氧化碳等。 *毛细管柱有比填充柱更高的分离度。即使选择低 一些，通常也能实现足够的分离。 *一根毛细管柱能够完成多种分析，而填充柱则可 能需要多跟才能完成 *对毛细管柱和填充柱都适用的固定液有：甲基硅 烷，苯基甲基硅烷，聚乙二醇
四级杆质量分析器
为什么MS需要高真空
➢提供足够的平均自由程 ➢提供无碰撞的离子轨道 ➢减少离子-分子反应 ➢减少背景干扰 ➢延长灯丝寿命 ➢消除放电 ➢增加灵敏度
真空系统确保离子由离子源转移至检测器
GC-MS原理与结构
气相色谱分离样品的各个组分，起样品制备 的作用，接口把气相色谱流出的各个组分送入质 谱仪进行检测，质谱仪对接口引入的各个组分进 行分析，成为气相色谱的检测器。计算机系统控 制色谱仪、接口、质谱仪，进行数据采集和处理。
典型色谱图
峰出现的时间称为保留时间，可以用来对每个 组分进行定性，而峰的大小（峰高或峰面积）则是 组分含量大小的度量。
2.系统
一个气相色谱系统包括： • 可控而纯净的载气源，它能将样品带入GC系统 • 进样口，它同时还作为液体样品的气化室 • 色谱柱，实现随时间的分离 • 检测器，当组分通过时，检测器电信号的输出值
1.什么是GC-MS？
它一种结合气相色谱和质谱的特性，在试 样中鉴别不同物质的方法。
2.GC-MS的优点是什么？
气质联用的有效结合既充分利用色谱的分 离能力，又发挥了质谱的定性专长，优势互补， 结合谱库检索，可以得到较满意的分离机鉴定 结果。
3.GS-MS的基本流路图
GC基础知识
1.什么是GC？
gcms气相色谱质谱联用仪原理和特点
GC-MS是气相色谱质谱联用仪的简称，其原理是将样品分离后经过气相色谱柱后进入质谱检测器进行质谱分析。
GC-MS联用技术结合了气相色谱和质谱两种分析技术的优点，能够对样品进行高效、高灵敏度、高准确度的分析。
GC-MS 联用仪的特点主要包括以下几个方面：
高分辨率：GC-MS联用技术可以实现对复杂混合物的高效分离和分析，其分辨率高，可以分析出样品中的每一个组分。
高灵敏度：GC-MS联用仪的检测灵敏度高，能够检测到样品中极微量的物质。
高准确度：GC-MS联用仪的分析结果准确度高，可以提供高质量的数据，适用于定量分析。
宽线性范围：GC-MS联用技术可以应对不同浓度范围的样品进行分析，具有宽线性范围。
快速分析：GC-MS联用仪的分析速度快，适用于高通量分析。
适用范围广：GC-MS联用技术适用于多种类型的样品分析，包括有机物、无机物、生物质等。
ptr-tofms 主要参数指标
ptr-tofms 主要参数指标
ptr-tofms是一种质谱仪，其主要参数指标包括：
1. 质量范围：指该质谱仪能够检测的质量范围。
常见的质谱仪可以检测的质量范围通常为1-2000质量单位。
2. 分辨率：指质谱仪能够分辨出不同质荷比的能力。
分辨率越高，说明该质谱仪能够更好地分离不同的离子。
3. 灵敏度：指质谱仪对于样本中的目标物质能够检测到的能力。
灵敏度越高，说明该质谱仪对于低浓度的目标物质能够更好地检测。
4. 数据采集速度：指质谱仪在扫描样本时所需的时间。
较高的数据采集速度可以提高样品分析的效率。
5. 稳定性：指质谱仪在长期使用过程中能够保持其性能的稳定程度。
6. 分析模式：质谱仪通常有多种分析模式可供选择，如质谱图模式、离子流图模式等。
不同的分析模式适用于不同的应用领域。
以上是ptr-tofms的一些主要参数指标，不同的型号和品牌的
质谱仪具体参数可能有所差异。
ptr-tof原理
ptr-tof原理全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：PTR-TOF技术是一种基于时间飞行质谱仪（TOF-MS）的粒子检测技术，其原理是通过将粒子电荷后多变成Ions，然后在电场中进行加速，从而使它们的速度随着质量的增加而减小，最后通过时间飞行来测量它们的质量。
PTR-TOF技术被广泛应用于气体中挥发性有机化合物（VOCs）的检测和分析，其高灵敏度和高时间分辨率使其在环境监测、大气化学和生物质燃烧等领域得到了广泛的应用。
PTR-TOF技术的原理基础是时间飞行质谱仪（TOF-MS）的原理。
TOF-MS是一种基于激光离子化的质谱技术，其原理是通过将物质离子化形成离子束，然后在电场中对其进行加速，加速到一定速度后，离子束通过一个延迟装置，最后到达质谱仪的检测器。
根据离子在电场中飞行时间的长短，可以确定不同离子的质量。
PTR-TOF技术的核心是一种称为Proton Transfer Reaction（PTR）的化学反应。
在PTR-TOF技术中，挥发性有机化合物（VOCs）首先被引入一个反应室中，然后通过引入底物离子（通常为H3O+），与VOCs 发生质子转移反应，生成新的产物离子。
这些新的产物离子具有一定的质量，然后在电场中进行加速，然后通过时间飞行质谱仪进行检测和分析。
PTR-TOF技术具有许多优点。
PTR-TOF技术具有很高的灵敏度和时间分辨率，可以实现对VOCs的高灵敏度检测和定量分析。
PTR-TOF技术还可以实现对不同质谱峰的分辨，从而提高了对不同化合物的分析能力。
PTR-TOF技术还具有高的选择性和良好的线性动态范围，可以广泛应用于不同领域的检测需求。
PTR-TOF技术在环境监测、大气化学和生物质燃烧等领域有着广泛的应用。
在环境监测中，PTR-TOF技术可以实现对空气中VOCs的实时监测和分析，从而帮助监测空气质量和环境污染。
在大气化学中，PTR-TOF技术可以帮助研究人员了解大气中不同化合物的来源和转化过程，进而推动大气污染防治和治理。
042PTR-MS与GCMS在VOCs成分分析中的应用比较
PTR-MS与GC/MS在VOCs成分分析中的应用比较北京化工大学金亮君李增和中国建筑科学研究院邓高峰摘要传统的挥发性有机物（Volatile Organic Compounds,VOCs）混合成分分析通常使用气相色谱/质谱（Gas Chromatography-Ms Spectrometry，GC/MS）联用技术检测，该技术至今已发展了半个多世纪，在对已知物质定性定量方面占重要的地位，但对于实时痕量分析该技术仍存在一些缺憾有待改进。
上世纪九十年代出现的新技术：质子传递反应质谱仪（Proton Transfer Reaction- Mass Spectrometry，PTR-MS）弥补了GC/MS检测范围受限及费时费力等缺点，且以检测低浓度物质为最大特点。
本文从这两种技术的原理、特点、仪器操作等出发，通过测试室内挥发性有机物，对比讨论了两种技术各自性能及优缺点。
关键词PTR-MS GC/MS 化学分析VOCs1 引言挥发性有机物（V olatile Organic Compounds,VOCs）是室内外空气中普遍存在且组成复杂的一类有机污染物，对人体有一定危害[1]。
目前用于分析VOCs的方法有气相色谱法（Gas Chromatography，GC），高效液相色谱法（High Performance Liquid Chromatography，HPLC），气相色谱/质谱（Gas Chromatography-Ms Spectrometry，GC/MS）联用技术，荧光分光光度法，膜倒入质谱法等，其中最常用的是气相色谱和质谱联用法（GC/MS）[2]。
自1957年由霍姆斯（J.C.Holmes）和莫雷尔（F.A.Morrell）[3]首次实现GC/MS联用以来，这一技术得到了迅速的发展，目前已相当成熟。
GC的高效分离能力与MS 提供的高度结构信息让GC/MS成为表征有机物分子的强有力工具，现在用毛细管柱GC/MS分析上百个以至几百个组分的混合物已不困难，且样品量仅需几微克。
ptr流程
ptr流程PTR流程概述：PTR全称为Proton Transfer Reaction，即质子转移反应。
PTR技术是一种高灵敏度的气相分析方法，可以用于检测和定量分析大量的挥发性有机物（VOCs）和其他气体成分。
本文将详细介绍PTR流程。
仪器准备：1. PTR-MS仪器2. 氢气罐3. 标准气体混合物4. 电脑样品采集：1. 选择待测样品，并将其放置在密封容器中。
2. 在容器内注入标准气体混合物，以便后期校准。
3. 将待测样品与标准气体混合物共同封闭在密封容器中，并等待一段时间使其达到平衡状态。
PTR-MS仪器操作：1. 打开PTR-MS仪器，并进行预热。
2. 将氢气罐连接到PTR-MS仪器上。
3. 在电脑上打开PTR-MS软件，并进行校准操作。
4. 选择待测样品的分析模式和参数设置，如离子源温度、反应管温度等。
实验操作：1. 打开密封容器，并将其连接到PTR-MS仪器上。
2. 开始实验前，应先进行背景测量。
3. 开始样品分析，记录分析结果。
4. 在每次实验后，应清洗反应管和离子源，以避免污染。
数据处理：1. 将实验得到的数据导入电脑中，并进行初步处理。
2. 对数据进行校准和修正，以提高精度和准确性。
3. 进行数据统计分析，并生成相应的图表和报告。
注意事项：1. PTR-MS仪器操作需要专业人员进行。
2. 样品采集和实验操作要在无风、无异味、无污染的环境下进行。
3. 实验前需检查PTR-MS仪器是否正常工作，并对其进行预热等操作。
4. 数据处理过程中需要注意误差来源和修正方法。
结论：PTR技术是一种高灵敏度、高精度的气相分析方法，在环境监测、生物医学研究等领域有广泛应用。
通过以上流程的详细介绍，可以更好地了解PTR技术的原理和操作方法，并为后续实验提供参考。