分析环境中挥发性有机化合物（VOC）

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挥发性有机化合物(VOCs)的分析是2017年芝加哥pitcon大会上讨论的最重要的话题之一。VOCs的准确测量进入了许多科学领域，从检测作为癌细胞生物标记物的VOCs(健康监测化学指纹)[1]到监测环境中被认为对人类健康有害的VOCs水平[2,3,4]。

对商业(油漆、涂料和化石燃料)和自然产生的挥发性有机化合物进行鉴定和定量已经成为分析化学的重要组成部分。挥发性有机化合物通常发生在低水平，而且种类繁多，因此这一领域的研究需要在低水平的检测和鉴定，需要越来越低的检测限(LOD)甚至“浓度”(例如顶空分析)和鉴定[5]。

Traditionally the most useful methods have involved solid phase microextraction e.g., Tenax tubes and sensitive techniques such as GC-MS to resolve and quantify VOC mixtures [6] but there are now more sensitive techniques that can provide real-time sensing of VOC levels by direct injection mass spectrometry (DIMS) [7]. Some of these techniques [7] include MS-e-noses, atmospheric-pressure chemical ionization (APCI), proton-transfer-reaction mass spectrometry (PTR-MS), and selected ion-flow-tube mass spectrometry (SIFT-MS). All of these instrument configurations will be on display with various expert vendors during Pittcon 2017.

直接喷射

直接注射质谱技术常用于VOCs[7]的快速检测和准确定量，而质子转移反应质谱(PTR-MS)[8]是生物源和人为源VOCs在线分析的常用方法之一。以飞行时间质谱为基础的最先进的PTR-TOFMS仪器，如来自Ionicon (Pittcon 2017)的最新产品，用于超痕量VOC分析，在100 ms后达到了万亿分之20的检测限，在1分钟[9]后达到了万亿分之750的检测限。

这种类型的系统非常适合于分析可能在临床环境中获得的挥发性有机化合物，例如，分析来自人类呼吸样本的VOC癌症生物标记物。PTR-MS是一种利用H_3.O⁺离子将质子切换到具有比水更大的质子亲和力的所有化合物。空气中的氮气和氧气不受裂化束电离，但大多数VOC由H电离_3.O⁺很少或没有碎片。

其他分子如硫化氢（h₂S)、氰化氢(HCN)和氨(NH ._3.)也可被H检测到_3.O⁺PTR-MS技术。电离发生在低压反应器（0.1至2mbar）中，在稀释条件下，以避免在不同分析物分子之间的任何电荷竞争，因为API来源可以是可能的。

小型化和便携式仪器

随着环境中VOCs的测量，对用于现场分析的微型/便携式质谱(MS)系统的需求越来越大。微型MS是一个很有吸引力的现实，克服传统MS的尺寸和重量限制的挑战已经实现。MS仪器正在被压缩和改进，以允许可移植性和可访问性，有些甚至适合手持操作。

MS的便携性也是一个标志，表明该系统现在可以适应“非专家”，如消防员、警察和环境检查员。MS小型化技术将在2017年芝加哥Pittcon会议上进行讨论。会议将提供关于离子陷阱的主题，并将有一个研讨会的“微型化的MS”。

不同的公司将提供演示和演示他们的质谱仪产品的一系列应用。微型质谱研讨会将介绍广州合信仪器有限公司的便携式数字线性离子阱质谱仪。该便携式仪器的脚印只有45.5cm x 42.1cm x 22.1cm，灵敏度为5ppb @ 30秒采样时间(甲苯)，扫描速度为10000amu/秒，重量小于25公斤。

环境抽样

对于石油和天然气设施或城市中心的环境检测，MS手持便携系统是最好的解决方案。在这些情况下，总VOC浓度是重要的数字，光电离检测器是理想的解决方案。MOCON®Inc. - Baseline (Pittcon 2017参展商)的vocs - traq®II是一款便携式、手持、光电离检测器，用于评估总挥发性有机化合物(TVOC)。这种高度紧凑的仪器是空气质量顾问或安全工程师的理想选择，没有移动部件，响应时间快速，只需简单的扩散操作。

随着可靠的自动检测系统的出现，在设定的收集时间内分析空气样品的VOC含量变得更加容易。Extrel (Pittcon 2017参展商)提供MAX300-AIR环境质谱仪，这是定制设计用于环境VOC分析。该仪器是一种工业气体分析仪，使用四极杆质谱快速检测和定量多种基于VOC的工业污染物。一个分析仪可以测量无限的化合物，并可以自动监控整个生产区域的160多个样品点。苯、酯、醇、酮、烷烃、氯烷烃和烯烃是主要的排放组分，监测最多的VOCs是苯[10]。

结论

VOCS可能对健康有害，虽然普遍共识是石油和天然气，车辆制造和家具制造等行业是最多的生产商，VOCS的最高健康风险是在家庭和办公室。仪器现在正在实现在工作场所，现场或甚至在家中可以监视VOC水平以保护人类健康的复杂程度。对于VOC检测中的应用是多种多样的，并有被监视的VOC的范围日益复杂，企业必须跟上分析设备的最新发展。2020欧洲杯下注官网微型MS被设定为一个明确的优势VOC分析，Pittcon研讨会是一种理想的学习近期发展的地方。

参考文献

1. Kamila Schmidt and Ian Podmore, Current Challenges in Volatile Organic Compounds Analysis as Potential Biomarkers of Cancer, Journal of Biomarkers, Volume 2015(2015)，文章ID 981458, 16 page，http://dx.doi.org/10.1155/2015/981458
2. 张志强，等，《科学》，1995年7欧洲杯线上买球月28日，269:491-495;
3. 林志刚，李志刚，等，环境科学与技术，1995,29(4):欧洲杯线上买球528 - 537。
4. Barro，R。等等。（2009）。“室内空气中工业污染物的分析：第1部分。挥发性有机化合物，羰基化合物，多环芳烃和多氯化双烯基”。色谱A杂志A. 1216（3）：540-566。
5. 挥发性有机物气相色谱/质谱法（GC / MS）”，美国环境保护署，固体废物办公室，SW-846方法8260B，第2次修订，1996年12月。
6. http://cdn.intechopen.com/pdfs/22746.pdf.
7. Biasioli，Franco;谢德岛，查汉;马克,Tilmann d;威威尔夫，杰伦;Van Langenhove，赫尔曼（2011年）。“直喷式质谱法将时间尺寸添加到（b）VOC分析”。分析化学的趋势。30（7）：1003-1017。
8. 埃利斯,安德鲁·m·;梅休，克里斯托弗·A.(2014)。质子转移反应质谱分析原理与应用。英国西苏塞克斯奇切斯特:John Wiley & Sons Ltd。ISBN 978-1-405-17668-2。
9. 苏尔寿公司,菲利普•;尤金Hartungen;Gernot Hanel;Stefan Feil;温克勒,克劳斯;Mutschlechner,保罗;Stefan Haidacher;拉尔夫Schottkowsky;丹尼尔Gunsch;汉斯Seehauser; Striednig, Marcus; Jürschik, Simone; Breiev, Kostiantyn; Lanza, Matteo; Herbig, Jens; Märk, Lukas; Märk, Tilmann D.; Jordan, Alfons (2014). "A Proton Transfer Reaction-Quadrupole inferface Time-Of-Flight Mass Spectrometer (PTR-QiTOF): High speed due to extreme sensitivity". International Journal of Mass Spectrometry. 368: 1–5.
10. 王，H.，Nie，L.，Li，J.等。下巴。SCI。公牛。（2013）58：724。DOI：10.1007 / S11434-012-5345-2