李海洋：质谱新方法实现单次呼出气中氢氰酸跟踪测量

近日，大连化物所仪器分析化学研究室快速分析与检测研究组（102组）李海洋研究员团队基于自主研发的大气压负离子飞行时间质谱仪器，提出了一种检测呼出气中氢氰酸（HCN）的气流辅助光电离质谱方法。该方法显著提升了呼出气中HCN直接测量的灵敏度和时间分辨能力，可实时跟踪志愿者单次呼气中HCN浓度水平，有望为肺纤维化病人早期筛查提供有效手段。

　　HCN是化工生产和化学战剂中一种常见的有毒有害气体，具有高挥发性、高吸附性。人体呼出气中也含有痕量的HCN。临床发现，肺部囊性纤维化（CF）患者呼出气体中HCN浓度较高，这与患者被铜绿假单胞菌感染有关。因此，发展高灵敏的在线呼出气中HCN测量方法，有望实现CF疾病的快速筛查。由于HCN易溶于水、极易吸附于装置表面，直接测量高湿度呼出气中HCN面临灵敏度和响应速度的挑战。

该团队在前期工作（Anal. Chem.，2014；Anal. Chem.，2016；Anal Chim Acta.，2020）的基础上，本工作中提出在质谱电离源内，采用氦气反吹方法，降低高湿度样品气对电离的影响，同时提高离子传输效率，极大增强了HCN检测的灵敏度。团队在采样系统中进一步增加动态吹扫，有效减小了HCN的吸附残留，提升了该方法的时间分辨。该方法将HCN的检测灵敏度相对空气反吹条件提升了150倍，检测限达到0.3ppbv，时间分辨达到0.5s。团队将该技术用于跟踪监测志愿者漱口前后单次呼出气中HCN轮廓变化，可以区分出单次呼出气中HCN显著的“尖峰”和“平台”区间，分别反映了口腔和肺泡释放源的浓度水平，表明了该方法的抗干扰能力和HCN定量的准确性。

　　上述成果以“Online Detection of HCN in Humid Exhaled Air by Gas Flow Assisted Negative Photoionization Mass Spectrometry”为题，发表在《分析化学》（Analytical Chemistry）上。该工作的第一作者是大连化物所102组博士研究生文宇轩。该工作得到了大连化物所创新基金等项目的支持。