大連化物所發展出常壓負離子質譜方法 實時跟蹤單次呼氣HCN濃度水平
(相關資料圖)
氫氰酸(HCN)是化工生產和化學戰劑中常見的有毒有害氣體，具有高揮發性、高吸附性。人體呼出氣中也含有痕量的HCN。臨床發現，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。因此，發展高靈敏的在線呼出氣中HCN測量方法，有望實現CF疾病的快速篩查。
然而，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面臨靈敏度和響應速度的挑戰。日前，中國科學院大連化學物理研究所儀器分析化學研究室快速分析與檢測研究組研究員李海洋團隊基于自主研發的大氣壓負離子飛行時間質譜儀器，提出了檢測呼出氣中氫氰酸(HCN)的氣流輔助光電離質譜方法。
研究團隊在前期工作的基礎上，提出了在質譜電離源內，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，增強了HCN檢測的靈敏度。該團隊在采樣系統中進一步增加動態吹掃，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的檢測靈敏度提升了150倍，檢測限達到0.3ppbv，時間分辨達到0.5s。
該團隊將這一技術用于跟蹤監測志愿者漱口前后單次呼出氣中HCN輪廓變化，可以區分出單次呼出氣中HCN顯著的“尖峰”和“平臺”區間，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定量的準確性。
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。相關研究成果以Online Detection of HCN in Humid Exhaled Air by Gas Flow Assisted Negative Photoionization Mass Spectrometry為題，發表在《分析化學》(Analytical Chemistry)上。
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