校准Vocus PTR-TOF敏感性使用VOC标准的一个子集

的Vocus PTR-TOF例行检测大量的挥发性有机化合物的仪器,包括许多的标准是不可用的。可以校准所有检测到的化合物具有良好的准确性基于简单的测量少量的挥发性有机化合物的标准。

费利佩•Lopez-Hilfiker梁朱镕基,Manuel Hutterli卢卡Cappellin
TOFWERK,图恩湖,瑞士

量化大量的挥发性有机化合物的仪器校准PTR-TOF灵敏度需要一个有效的策略

量化分析物的能力基于直接校准标准的一个子集的主要优点就在于化学电离质谱(CI-MS)。这对于CI-MS尤为重要,利用飞行时间(TOF)质量分析器,可以同时测量成千上万的化合物。

超高灵敏度的出现Vocus PTR-TOF导致显著增加挥发性有机化合物的数量(挥发性),可以经常发现。¹许多这样的挥发量高活性或没有现成的标准。此外,独立是不实际校准PTR-TOF每个VOC检测的灵敏度。定量解释的数据因此需要一个方法来转换记录信号强度没有直接校准每个化合物的浓度。

对于任何分析物分子,结合知识的质子转移速率常数,k_PTR和仪器响应VOC标准的操作条件允许使用简单的决心Vocus PTR-TOF敏感性的分子。灵敏度计算标量可以用来记录质量光谱信号强度转换为更有意义的集中值。

测量速率常数和PTR-TOF敏感性之间的线性关系

通过分析气体标准包含挥发性有机化合物的仪器具有不同分子量和反应速率常数,可以确定之间的线性关系Vocus PTR-TOF敏感性和质子转移速率常数,k_PTR固定,操作条件。这种关系的一个例子是图1所示。这个过程给出初步预估的敏感性化合物知道k_PTR没有使用一个标准的。准确计算灵敏度也必须考虑质量相关过程质谱仪影响观察到的信号强度。

图1的敏感性Vocus PTR-TOF作为分析物的函数质子转移反应速率常数k_PTR。线性关系使化合物的灵敏度计算知道k_PTR没有使用一个标准的。

测量的质量传输曲线TOF质谱计

校准Vocus PTR-TOF灵敏度为任意分析物基于标准仪器的响应不同的分子,一个必须考虑各种分析物的质量如何影响它们的相对敏感性。大众传播曲线描述了mass-dependent质谱仪的检测效率。为Vocus PTR-TOF,这条曲线是一个函数的各种参数,包括带通的窗户离子指南、TOF提取过程,在MCP检测和歧视的影响。不可能准确地计算这个复杂的函数,所以它是最好的测量。Vocus PTR-TOF校准数据,比如那些显示在图1中,也可以用于此目的。

图2显示了一个典型的大规模传播曲线,与y轴代表一部分离子传输从源到探测器(记录离子/总离子)。为每个分析物用于生成这样一个曲线,可以计算总离子值根据其质子转移反应速率常数。

图2质量传输曲线的Vocus PTR-TOF取决于气体的测量校准标准。接口的带通离子指南将移除高强度试剂离子,H₃O⁺(19 Th)和H₂哦₃O⁺(37 Th),从频谱。这种效应结合TOFs减少工作周期在低收益率观察到低传输m / Q (20 - 50 Th)。上面这个,仪器的质量传输大约是常数几百Th,之前在m / Q > 500逐渐下降。文本中描述,传输曲线是重要计算敏感性化合物不能直接校准,但反应的速率常数是已知或可以计算。

没有标准校准PTR-TOF敏感性的VOC

在测量了Vocus PTR-TOF灵敏度和质量传输曲线为基础的化合物,然后直接计算敏感性,S_{奥林匹克广播服务公司},VOC的k_PTR。特别是,灵敏度值对于一个给定的VOC敏感性预测的产品基于测量灵敏度和速率常数之间的关系,f (k_PTR),VOC的质量/电荷传输效率,反式(m / Q)。

年代_{奥林匹克广播服务公司}= Sens(f (k_PTR)]×反式(m / Q]

然后计算VOC浓度的记录信号(计数每秒,cps)除以灵敏度计算。

(挥发性有机化合物]=信号_{挥发性有机化合物}(cps)/年代_{奥林匹克广播服务公司}

使用这种方法,可以确定化合物的反应速率常数(k_PTR)是已知的在一个典型的精度+ / - 30%。

为一个复合没有反应速率常数可用,可以计算半定量浓度使用平均反应速率系数或基于分子性质的一个近似。²因为PTR碰撞反应速率几乎是有限的³和反应堆条件是精确控制,正常的PTR反应速率的范围2 - 3.5 x 10⁹厘米³分子¹年代¹。误差引入的这样一个假设是因此显著小于其他电离方法。没有校准,测量精度分析物有未知的速率常数通常可以比50%,假设没有广泛分散在电离。

高灵敏度Vocus PTR-TOF例行检测大量的挥发性有机化合物的仪器,包括许多的标准是不可用的。利用良好的反应动力学和精确控制反应条件,可以校准PTR-TOF敏感性对所有检测到的化合物具有良好的准确性基于简单的测量少量的挥发性有机化合物的标准。

引用

1。莉娃,m;Rantala p;Krechmer, j . e .;Perakyla o .;张,y;嘉尼•海基宁,l;Garmash o .;燕,c;Kulmala m; Worsnop, D.; and Ehn, M. Evaluating the performance of five different chemical ionization techniques for detecting gaseous oxygenated organic species. Atmos. Meas. Tech. Discuss., 2018, In Review.https://doi.org/10.5194/amt - 2018 - 407

2。Sekimoto K;李,s M;元,B;高斯,;科格,M;Warneke C;de Gouw, j .计算的敏感性proton-transfer-reaction质谱(ms)为有机微量气体使用分子性质。Int。j .质量规范。2017,421,71 - 94。https://doi.org/10.1016/j.ijms.2017.04.006

3所示。j . de Gouw;Warneke c;测量地球大气层使用挥发性有机化合物的质子转移反应应承担的质谱分析。质量规范启2006,26岁,223 - 257。https://doi.org/10.1002/mas.20119

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