张新荣，清华大学教授，博士生导师。长期从事光谱、质谱分析的方法、仪器和应用研究。

　　张新荣课题组在常压敞开式质谱离子源方面做了比较深入的研究，2007年提出了一种简单实用、特别适合小型便携式质谱的离子源—介质阻挡放电离子源(DBDI)，发表在J Am Soc Mass Spectrom上。

　　张新荣的博士生那娜(现为北京师范大学化学学院副教授)为该论文的第一作者【Na N, Zhao MX, Zhang SC, Yang CD, Zhang XR. J Am Soc Mass Spectrom, 2007, 18:1859-1862】。

     介质阻挡放电(dielectric barrier discharge, DBD)又称无声放电, 是有绝缘介质插入放电空间的一种非平衡态气体放电。最显著的特点是能够在大气压下产生稳定的低温等离子体，从而省去了真空装置。

     DBDI的设计：中空不锈钢针（长20mm，内径0.2mm）为放电电极之一，中间通氦气、氩气或者其它气体（流速12-48m/s）；铜片（25 mm ×75 mm）作为另一个电极，黏附在作为绝缘体的玻片背面（25.4 mm × 76.2mm ×1.2 mm），玻片也作为样品平台安装在三维移动工作台上。电极尖端和玻片表面的距离为5-10mm。当两个电极施加电压为3500-4500V、频率为20.3kHz的交流电时，在玻片和不锈钢电极尖端之间形成稳定的等离子体，玻片表面的样品被等离子体解吸附离子化后引入质谱仪进行分析测定。

    结构简单、成本低、易操作、重现性好、适于小分子的分析

    在介质阻挡放电离子源中能够研究有机化学反应机理。那娜等发现，当苯系物样品通过平行板式的DBDI 源时,经历了[M+2H]⁺的离子化过程，发生了伯奇还原反应，形成了苯环加两个氢的化合物。

【Na N, Xia Y, Zhu ZL, Zhang XR, Cooks RG, Angew Chem Int Ed, 2009, 48: 2017–2019】

　　三硝基甲苯(黄色炸药，TNT)、三次甲基三硝基胺(旋风炸药，RDX)、季戊四醇四硝酸酯(太恩炸药，PETN)等通过DBDI解吸附离子化，形成特征阴离子[TNT]⁻、[TNT−H]⁻、[RDX+ NO₂]⁻、[PETN + ONO₂]⁻、[RDX + ONO₂]⁻，然后进入质谱进行分析。检出限如下：TNT (m/z 197,S/N 8 : 1)：10 pg 、RDX (m/z 284, S/N 10 : 1)：0.1 ng 、PETN (m/z 260, S/N 12 : 1) ：1 ng。通过对RDX混合物及RDX纯物质分别检测（A：RDX混合物；B：纯RDX），进一步验证了检测结果的准确性。目前该方法可用于纸张、衣物、化学纤维、玻璃、绘画、土壤等表面的爆炸物分析，无需样品制备，检测范围从pg到ng，可以与DART和DESI相媲美。另外，载气流速与DART和DESI相比低10倍。低成本、小型化、设备简单、检测快速、灵敏度及特异性好，DBDI离子源可以连接便携质谱，在反恐及环境保护领域的爆炸物检测方面具有潜在的应用价值【Na N, Zhang C, Zhao MX, Zhang SC, Yang CD, Fang X, Zhang XR. J Mass Spectrom, 2007, 42: 1079–1085】

仪器：线性离子阱质谱（Finnigan LTQ）    厂家： 赛默飞世尔

　　 2008年，美国普渡大学R.G.Cooks和Z.Ouyang与张新荣合作，对DBDI做了改进，通过在石英管内插入一根金属丝作为内电极, 在石英管外壁包裹铜箔作为外电极, 采用He、Ar、N₂ 或空气作为放电气体来产生低温等离子体(LTP)，在石英管出口处形成了尾焰, 可直接将固体基质表面的样品分子解吸并电离, 进行质谱检测。与DBDI相同，LTP探针无需DESI所用的喷雾溶剂,也没有DART的复杂结构,但却得到了比DBDI更好的信噪比

【Harper JD, Charipar NA, Mulligan CC, Zhang XR, Cooks RG, Ouyang Z. Anal Chem, 2008, 80: 9097–9104】

    通过改进介质阻挡放电的结构，采用间隔1cm左右的两个并肩外电极, 在内径为100微米左右的石英毛细管中产生放电, 可获得非常细的等离子体尾焰。用这种等离子体尾焰解吸附离子化物体表面的样品, 能得到250微米左右的平面分辨率，用于质谱成像分析。这种离子化方法具有低温、微损和无污染的特点, 可用于中国字画上印章的质谱成像分析(左图)。 根据印章中化学物质的“指纹图谱”, 区分不同成分印泥的印章, 为艺术品真伪鉴定提供了新方法。【Liu YY, Ma XX, Lin ZQ, He MJ, Han GJ, Yang CD, Xing Z, Zhang SC, Zhang XR. Angew Chem Int Ed, 2010, 49: 4435–4437】

仪器：线性离子阱质谱(Finnigan LTQ)    厂家： 赛默飞世尔