近日，我所仪器分析化学研究室质谱与快速检测研究中心（102组群）花磊研究员和李海洋研究员团队利用自主研发的光电离飞行时间质谱，发现了气压驱动的光电子电离与光电子彭宁电离的切换新现象，提出了一种通过射频电场的耦合和气压、载气的调节，拓宽电离范围和提升灵敏度的新方法。
为了提高电离效率并拓宽可检测分析物的范围，团队一直致力于开发基于真空紫外灯的电离源，在光电离机制研究（J. Phys. Chem. Lett.，2023；Anal.Chem.，2023；Anal.Chem.，2024）、新型复合光电离源技术开发（Anal.Chem.，2019；Sens. Actuator-B. Chem.，2021；Anal.Chem.，2023），以及光电离质谱在能源催化、生命健康、环境监测和食品安全等真实场景应用（Anal.Chem.，2021；Anal.Chem.，2023；Food Chem.，2023）等方面取得了系列进展。
本研究发现，在耦合射频电场的光电离源中，当气压从50Pa升高到500Pa时，随着电子能量逐渐降低，光电子的贡献从碰撞电离（PEI）产生反应物离子，引发离子-分子反应（即化学电离（CI）），逐渐过渡到碰撞激发（PEE）产生亚稳态原子/分子，进而引发彭宁电离（PenI）。彭宁电离可以灵敏地将电离能（IE）高于光子能量（10.6eV）的分析物电离，例如三氯甲烷（IE = 11.37eV）和二氧化碳（IE = 13.78eV）等，灵敏度与单光子电离相当；对于电离能低于光子能量的分析物，例如甲苯（IE = 8.83eV）等，灵敏度在单光子电离的基础上提升超过5倍。团队进一步研究了不同电离能分析物和不同激发能背景气的混合气体，揭示了亚稳态原子/分子对电离增强过程的贡献，建立了电场和气流场中的电子动能平衡方程，探究了电子能量分布与气压的关系，揭示了光电子电离与光电子彭宁电离切换的物理机制。本研究为开发新的高选择性和高灵敏的光电离源，以及理解其他放电电离源的电离机制提供了新思路。
相关研究以“Pressure-Driven Switching of Photoelectron Impact Ionization-Chemical Ionization/Penning Ionization in Vacuum Ultraviolet Photoionization Mass Spectrometry”为题，于近日发表在《分析化学》（Analytical Chemistry）上。该工作的第一作者是我所博士研究生于艺。该工作得到了国家自然科学基金、中国科学院科研仪器设备研制项目和我所创新基金等项目的支持。（文/图 于艺）
文章链接： https://doi.org/10.1021/acs.analchem.4c00686
近日，我所仪器分析化学研究室质谱与快速检测研究中心（102组群）花磊研究员和李海洋研究员团队利用自主研发的光电离飞行时间质谱，发现了气压驱动的光电子电离与光电子彭宁电离的切换新现象，提出了一种通过射频......
近日，大连化物所仪器分析化学研究室快速分析与检测研究组（102组）李海洋研究员团队基于自主研发的大气压负离子飞行时间质谱仪器，提出了一种检测呼出气中氢氰酸（HCN）的气流辅助光电离质谱方法。该方法显著......
近日，大连化物所质谱与快速检测研究中心（102组）李海洋研究员团队在现场检测微型质谱研究方面取得新进展，自主研发了具有高灵敏度和高稳定性的连续进样微型质谱，在制毒窝点查缉方面展示了良好的应用前景。毒品......
近日，大连化物所快速分析与检测研究组（102组）李海洋研究员团队在微型质谱仪的大气压进样接口中发现了摩擦电离现象，并且通过改变粗糙度等措施，显著提升了微型质谱仪的电离效率。该工作不仅阐明了非连续大气压......
近日，大连化物所李海洋研究员团队在危险化学品泄露实时预警和准确识别仪器方面取得新进展，自主研制出一款并联离子迁移谱-离子阱质谱联用仪（p-IMS-ITMS），为危险化学品运输、存储、生产等过程中的泄漏......
近日，中国科学院大连化学物理研究所快速分离与检测研究组李海洋研究团队成功研发了一种高通量呼出气体检测的新技术和新设备，相关研究成果发表在美国化学会《分析化学》（AnalyticalChemistry,......
和李海洋约定采访时间时，他刚应邀参加完在奥地利举行的国际呼出气研究高峰论坛回到国内，这次论坛上，他向与会嘉宾介绍了自己的科研成果：高端质谱仪和离子迁移谱在诊断哮喘方面的应用，得到与会同行的一致认可。对......
2月21至22日，由国家质检总局科技司委托组成的测试专家组，对中科院大连化学物理研究所承担的“十一五”国家科技支撑计划项目课题“二次离子质谱仪器核心技术及关键部件研究与开发”中的子课题“角反射飞行时间......