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由于苛刻的电离技术和高真空的质谱仪环境,质谱通常被认为是一个非常复杂的技术。一系列革命性的发展正在将复杂的质谱技术转变成一种简单的分析模式。离子源作为质谱的核心部分也一直朝着简单化的方向发展以满足不断增长的需要。目前基于大气压化学电离(APCI)原理的质谱电离技术通常由高电压产生等离子体使分析物离子化。火焰也属于一种等离子体,燃烧产生丰富的能量和活性种类,因此也应具有作为有机质谱离子源的可能性。 通过不断的尝试和试验,根据火焰的性质,终于攻克了火焰作为质谱离子源的难点,即采用外部接触式的分析方法,开发了一种基于等离子体原理但无需高电压电离的简单便携的新型有机质谱电离技术—常压火焰离子化(AFI)。该技术只需小尺寸的火焰(约1cm)就可以实现对气态、液态、固态化合物和实际样本的快速直接分析。而且AFI具有较高的灵敏度,有望应用于痕量样品的分析,例如微量药物检测和微量毒品检测等各个领域。 然后,受一些自然景观(例如雷电、瀑布、火山喷发等)的启发又开发了一种新型的离子化技术即快速喷发解吸离子化(FEDI)。该方法通过加热使样品产生高的速度从狭小的空间中喷出,从而实现样品的离子化。根据化合物不同的性质,本文设计了三种不同的FEDI分析模式,包括:非辅助喷发、含能材料辅助喷发和溶剂辅助喷发,每种分析模式都具有其独特的应用和特征。FEDI的三种分析模式实现了对易挥发、不挥发和易碎有机化合物的分析。FEDI在几秒内就可以对不同类型的化合物进行完整分子结构的分析,是一种快速、高效和简单的软离子化分析技术。 最后,本文建立了FEDI的连续分析方法—热喷雾离子化(TSI)在线监测有机化学反应的方法。由于TSI在线提供丰富的能量和快速喷射的特点,具有同时作为离子源和微反应器的能力。本文采用TSI-MS方法研究了质谱反应加速和反应机理。通过TSI-MS对Borsche-Drechsel反应、Diels-Alder反应、和Combes反应的研究,表明了TSI-MS在有机反应方面广阔的应用前景。