用等离子体辅助环境质谱法鉴别产品

以最少的准备工作直接检查原始样品是基于等离子体的环境质谱法（AMS）的一大潜在应用。

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几种基于等离子体的电离源的发展带来了积极的好处，如高灵敏度、快速的分析时间，以及对一些应用有希望的定性和定量能力。为了实现可靠的实际应用，已经对基于等离子体的源进行了进一步的改进。

质谱分析方法
多年来，研究人员一直使用液相色谱-质谱法（LC-MS）来检查动物、人类和植物组织的代谢情况。当在常压下将分析物从溶液相基质中分离出来，并将自由离子转移到真空环境中，准备进行质谱分析时，电喷雾电离（ESI）和常压化学电离（APCI）等电离技术已经非常有效了。然而，所有常压电离源的一个缺点是样品制备过程耗时，有时还很困难，而且价格昂贵。

虽然大量的精细研究已经并仍在使用传统方法发表，但一个重要的限制是样品必须在真空环境中。为了防止任何负面的后果，对真空敏感的样品必须被适当地准备。此外，真空室尺寸导致的抽气期和样品尺寸及形状限制了样品的产量。因此，基于质谱的替代分析方法有很大的市场，它可以在自然环境中检查材料。

环境质谱分析法
实时直接分析（DART）和解吸电喷雾电离（DESI）是两种新开发的技术，它们有效地解决了基于真空的分析的挑战，如对真空兼容材料的要求。

将DESI和DART等环境采样方法与分析药品和违禁药物的传统方法相比较，后者通常包括耗时的样品制备，有很大的潜在优势。例如，为了检测药品的存在，经常利用溶剂萃取、过滤和分析后的液相色谱质谱法或气相色谱质谱法分析。一个主要的分析难题是在不牺牲数据完整性的情况下快速识别分析物的能力。药品领域将从具有高通量分析能力的常压电离方法中大大受益。

等离子体辅助电离

为创建各种材料的质谱而设计的一种基于等离子体的方法是等离子体辅助解吸/电离质谱法，或称PADI。各种分析物，包括微小的药物化合物和聚合物，已经用PADI进行了检查。PADI是较新的基于等离子体的环境质谱技术之一。它使用非常低功率的等离子体，有一个非常直接和可靠的设计，基本上不受样品几何形状的影响，并能快速产生各种材料的诊断质谱。

在PADI中，分析物的表面被非热的、射频驱动的等离子体轰击，没有任何带电粒子提取。PADI源与其他直接电离方法有不同之处，包括DART和其他方法，如解吸式常压化学电离（DAPCI）和常压固体分析探头（ASAP）。首先，DART、DAPCI和ASAP程序中使用了电晕放电--通常是通过向电极尖端施加几千伏的电压而产生的。这种类型的放电的特点是高电压/低电流，产生的离子的能量与所施加的电压相匹配。相比之下，PADI源是一种非热的大气辉光放电，具有更大的电流特性，工作电压比电晕放电低。这有助于保存样品，并在环境条件下工作更长的时间。

PADI源通常在较低的峰-峰电压和功率水平下工作。因此，一个真正的非热或冷的等离子体被创造出来，其工作温度与周围环境相当。自我维持的辉光放电产生的离子能量相对较低，通常低于5eV，不超过20eV。与电晕放电和DESI方法相比，PADI中使用的非热等离子体在接触时相当冷，不会加热材料。

因此，对热敏感的样品可以直接与等离子体发生作用，而不需要像DART那样去除任何高能量的物种。一个更可靠、更简单的来源是最终的结果。第二，与DART不同，分析物的表面与等离子体的活性区域直接接触。除了与可转移的氦原子的相互作用（这被认为是DART中的主要解吸/电离过程）外，等离子体与样品的这种直接接触也会引起与高能离子和自由基的相互作用。由于带电粒子和自由基物种与表面相互作用的化学上的特殊方式，这开辟了通过利用鼓励理想的等离子体-表面相互作用的能力来管理特殊性的前景。

使用等离子体辅助环境质谱法识别产品
使用基于等离子体的环境质谱法检验了各种非处方药。结果发现，半固体可能很容易产生正负离子诊断光谱。一些天然产品能够被区分出来，如干烟叶中的尼古丁、大蒜中的主要硫酸盐--大蒜素，以及刚切开的洋葱中容易分解的催泪剂丙硫醇-S-氧化物，这在传统的质谱中不容易检测到。

未来展望
自从环境质谱法的出现，消除了在真空中检查材料的需要，质谱法已经经历了一个重大的转变。特别引人注意的是基于等离子体辅助方法的方法，如PADI。尽管产生这种光谱的机制仍然需要被更好地理解，但等离子体辅助环境质谱法有可能发展成为材料分析工具箱中一个有用的、适应性强的仪器，看起来很有希望。

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