近期，中國科學院大學環境材料與污染控制技術研究中心成功研發了一種基于無極熒光燈的便攜式高通量真空紫外（VUV）光源并應用于質譜檢測。相關研究成果以“A Simple High-Flux Switchable VUV Lamp Based on an Electrodeless Fluorescent Lamp for SPI/PAI Mass Spectrometry”為題發表于Analytical Chemistry，并被選為Supplementary Journal Cover文章。校本部環境材料中心研究生晏子濤為第一作者，楊波副教授和束繼年教授為通訊作者。
單光子電離（SPI）是一種獨特的軟電離方式，廣泛應用于質譜、光譜、光電離探測器相關分析儀器和科學裝置，在食品/藥品分析、環境監測、醫學診斷、安全檢測和基礎科研等領域起到重要作用。便攜式高通量VUV光源是SPI技術廣泛應用的關鍵前提。然而，目前常用的商業化直流Kr燈光通量較低（~1011–1012photonss-1），限制了相關儀器的檢測靈敏度；基于實驗室自制的高通量VUV光源通常使用13.56 MHz射頻電源激發稀有氣體產生VUV光，成本高、便攜性差、推廣難度大。
為簡化VUV光源的制作，研究團隊創新地提出了一種使用2.65 MHz交流電激發Kr氣產生VUV的方法，成功研制出光通量高于1014photonss-1的VUV光源。該VUV光源與實驗室自主研發的飛行時間質譜（TOFMS）耦合展現出極高的檢測靈敏度。質譜儀可通過在離子源摻雜CH2Cl2作為光敏劑誘導締合電離反應切換成光誘導締合電離（PAI）模式。選擇兩類分別對SPI和PAI模式敏感的氣相有機物為樣品，如苯系物和含氧有機物，該儀器在11 s測量時間內對待測物的檢測限均優于pptv量級。新光源具有瞬時啟輝的特點，可通過時序控制僅在質譜測量時段開啟，確保VUV光源的穩定性和使用壽命。更重要的是，該光源使用的2.65 MHz高頻發生器及相應的功率耦合器直接取自市售商業化無極熒光燈，體積小，可直接連接220 V民電使用。因此，新型VUV光源具有便攜、穩定、光通量高、壽命長、成本低、易市場化推廣等多項優點，有望促進真空紫外光電離相關技術的發展和應用。
該研究工作得到了國家自然科學基金面上項目（22076184）、中國科學院科研儀器設備研制項目（YJKYYQ20180072）和校優秀教師科研能力提升項目的支持。
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.3c01021
圖 1 基于無極熒光燈的便攜式高通量真空紫外（VUV）光源
圖 2. ~20 ppbv二甲基硫醚、苯、甲苯、二甲基二硫醚和乙苯的SPI質譜圖（A）摻雜二氯甲烷之前（B）和之后（C）乙腈、乙醇、丙酮、異戊醛和苯甲醛的PAI質譜圖。
