太谱表镜

美国马萨诸塞州当地时间2011年5月1日，Advion生物系统公司与AB SCIEX共同宣布推出专门为AB SCIEX质谱系统设计的、最新版本的质谱表面分析技术——LESATM Clarity。Advion生物系统公司是世界上第一个基于芯片的质谱纳升电离源(chip-based nanoelectrospray ion source)——TriVersa NanoMate的开发生产商。　　LESA Clarity是Advion、AB SCIEX与橡树岭国家实验室(ORNL)合作业务中的一部分，其提供额外的功能，成功地应用于2010年3月推出的液体萃取表面分析技术(LESA)的样本分析系统。LESA Clarity非常适合新药开发、法医取证、生物燃料、食品安全、军事等领域的研究人员。LESA Clarity使AB SCIEX质谱性能提高，且更易于使用，其添加了一个实时、高清晰度的摄像系统，以观察溶剂液滴表面的相互作用，简化方法，并使其能够很好控制。　　LESA Clarity也将AB SCIEX的Analyst软件平台与TriVersa NanoMate的软件Chipsoft综合起来，允许研究者在一台电脑上操作这个系统就可实现样品批量排序处理(batch queue)，最终将所有数据存储在一个文件中。　　“LESA Clarity是 TriVersa NanoMate与 LESA技术完善功能的又一个进步。这表明了Advion对于产生更多信息、实现更高信息输出的追求。”Advion公司首席执行官David B. Patteson说到，“Advion 与AB SCIEX至2003年达成了联合营销协议，这是Advion通过战略联盟在全球积极推进自动化纳米电喷雾离子源战略的一部分。这项合作对双方都有利，能够给我们共同的客户带来最新的技术。”　　TriVersa NanoMate与 LESA技术是这样工作的：通过在样本预选的位置放置一次性吸管头，注入一滴溶剂，使其与样品表面接触，从而提取出分析物 富含分析物的液滴被吸头吸回，并被输送至带有400个喷嘴的电喷雾芯片。采用Advion的稳定且喷雾时间长的纳米ESI，使其能够达成更为深入的质谱分析。为实现连串的自动分析，取样点是批量排序的。 DESI、DART与 MALDI 的补充信息也会产生。　　LESA技术是在橡树岭国家实验室发展起来的，其给纳升电喷雾质谱(nanoESI/MS)的表面分析与更快、更有效的自动表面样品分析带来了好处。LESA提供直接的质谱分析，而不需要各种形式的样品前处理。质谱表面直接分析技术是一种正在发展且非常强大的技术。LESA Clarity是专为AB SCIEX质谱仪设计的。　　“这项技术使研究者从各种样品中提取分析物，并利用高灵敏度和覆盖范围广泛的化合物将分析物以纳流速度(nanoflow rates)注入，这是这种电离模式的特性。”与AB SCIEX合作的首席科学家Tom Covey博士说到，“研究者们使用AB SCIEX质谱系统的LESA Clarity，将能够把最先进、最经济有效的表面分析技术引入他们实验室。”

仪器信息网讯 近日，岛津公布了2020财年截至9月份六个月的财报。截至2020年9月30日的六个月中，岛津的综合净销售额为1787.65亿日元，同比下降4.1%；由于采取了成本削减等措施，其营业利润为196.38亿日元，同比增长9.9%；经常性收入为194.59亿日元，同比增长7.6%；归属于母公司所有者利润为139.16亿日元，同比增长5.1%。财报中提到，截至2020年9月30日的六个月中，由于新冠疫情的影响，虽然全球整体经济依旧严峻，不过下半年已经有复苏的迹象。在这样的形式下，岛津从2020年4月就开始制定新的三年中期管理计划，该计划是在实现公司业务增长的同时，也将抗击新冠疫情放在首位。目前，液相色谱仪和质谱仪的业务是岛津业务增长的核心，因此岛津将集中精力通过提高该类关键产品在世界范围内的销售和扩大具有持续收益的业务来实现公司业务的持续增长。分析&测试仪器业务由于在医药和食品等领域的强势增长，以及日本新冠病毒试剂盒的畅销，使得该部门业绩有所增长。不过，由于疫情因素使得运输设备受到影响、高校科研院所也暂时关闭，因此岛津在这些领域的销售受到阻力。综合来看，分析&测试仪器业务部门的销售额为1097.57亿日元，同比下降3.2%，尽管中国和北美地区销售有所增长，但并不能抵消日本、欧洲和亚洲其他地区的下滑业绩，不过由于采取了成本削减等措施，其入账营业收入为171.59亿日元，同比增长9.9%。注：上表金额单位为十亿日元日本：虽然新冠病毒试剂盒销量增长，但该地区测试机、无损检测仪以及运输设备、化学品、电器货物等领域产品的销量都有所下降；同时，去年日本还增加了税收，这些都是导致总销售额下降的因素。北美：尽管第一季度受到封锁，但本季度该地区销量强劲，尤其是分光光度计在临床领域的销量增加明显。欧洲：尽管在俄罗斯食品领域液相色谱仪和质谱仪销量增长，但整个欧洲由于高校科研院所暂时关闭等因素导致销量锐减。中国：由于中国政府在抗击疫情方面的投入以及2020年中国药典的颁布，使得该地区液相色谱仪和质谱仪在药品和食品安全领域销量大增，也使得中国地区销量增加。亚洲其他地区：尽管在印度液相色谱仪的销量有所增长，但由于第一季度的封锁导致整体销售额下降。综合展望由于新冠疫情的持续性、中美贸易战以及其他因素的影响，未来情景仍然有很多的不确定性。财报中提到，未来制药、公共卫生和半导体的市场需求将会进一步加大；就区域而言，中国的经济正在复苏。所以，岛津将把工作重心放在这些增长较快的领域和地区。

近日，南开大学张新星研究员团队针对微液滴化学的独特性质，受邀总结了40余个单电子介导的水微液滴表面自发的氧化还原反应，并通过动力学研究，证明了电子的提供和捕获——而非化学键的直接断裂——是介导水微滴界面上氧化还原反应的关键决速步骤。该工作发表在了近期的JACS Au 杂志上，并被遴选为封面文章。　　近几年与微液滴相关的纳微界面反应机制的研究吸引了大量的研究目光。在技术上，质谱作为微液滴反应的主要表征手段，一方面是由于其在分析化学反应中具有捕获短寿命自由基中间体、揭示化学反应机理等方面的天然优势，另一方面更是由于微液滴是一种可以直接喷雾进入质谱仪中进行检测的物质形式，导致质谱技术成为了近年来微液滴化学发展最简单、最重要、最主要的表征方法。因此作者们在本文中列举了使用质谱方法学研究微液滴化学的优势和注意事项。此外，作者也在合成化学和大气化学的大背景下讨论了微液滴自发氧化还原能力的潜在影响。首先，微液滴对反应的加速能力在有机合成中已经得到了广泛的认可，现有的部分微液滴化学研究已经实现了克级的合成。微液滴反应由于只需要将底物的水溶液喷洒成小水滴，无需催化剂、额外的能量输入、复杂的反应装置，完全符合绿色化学的特征，因此有望在合成化学中展现更多的潜力。其次，微液滴化学在大气化学方面也具有重要启示。大气的总体氧化还原能力决定了污染的生成、天气甚至气候的形成和变化。大气水，如云、雾和海洋飞沫，都是微米大小的微液滴。由于微液滴可以促进自发的氧化还原反应，文章建议在未来的大气研究中，也许可以将微液滴效应考虑进来。在科学上，水对许多化学反应来说是一种惰性环境。然而，通过简单地将水喷洒成为微米尺寸的微液滴，就可以展现大量独特的性质，这些性质包括异常的pH值、反应物的统一取向和部分溶剂化、极高的反应速率以及极高的气液界面电场等。在微液滴的这些独特性质中，其强大的自发氧化还原能力尤其引人关注。现有大量理论和实验研究表明，或由于界面双电层的形成，或由于大量水分子的自发统一取向，或由于水分子之间的部分电荷转移(H2O+---H2O-)，在微液滴的气-液界面浅层可以自发产生极高的电场(约109 V/m)。该电场大到足以可以触发氢氧根或其他底物分子的单电子氧化过程，生成相应的自由基和一个电子(图1)。生成的电子还可以继而触发其他底物分子的单电子还原过程。　　图1. 微液滴化学气-液界面处的氧化还原机制和质谱分析方法示意图　　图1展示了典型的微液滴化学质谱实验，并阐述了发生在微液滴表面的单电子介导的氧化还原机制。含有某种溶质的水溶液由注射泵强制推入极细的毛细管，高压氮气鞘气可将毛细管推出的液体分散成微液滴，由此产生的微液滴被喷向质谱仪的入口。以这种方式产生的微液滴的大小取决于鞘气的压力，范围在几到几十微米之间。在其表面上即可以自发发生大量的单电子的氧化还原过程。　　本文总结了40余个在水微液滴表面上发生的电子介导的氧化还原反应(表1、2)，认为在水微液滴表面上电子的产生和捕获——而非化学键的直接断裂——是微液滴大多数氧化还原反应的关键决速步骤。　　表1. 微液滴表面呈现单电子氧化过程的物种(电子供体)　　表2. 微液滴表面呈现单电子还原过程的物种(电子受体)　　在单电子是微液滴表面氧化还原反应的载流子的前提下，OH-在微液滴上可以作为电子供体，如果在溶液中加入上述电子供体(表1中的分子)，那么水微液滴上应该有更多的电子，在动力学上就应该可以加速电子受体的还原反应，进一步巩固电子确实是介导水微液滴上氧化还原反应的载流子的观点。　　为了验证这一假设，本文作者从表1中选择了三种电子供体：四硫富瓦烯(TTF)、羟甲基二茂铁(FM)、N,N,N’,N’-四甲基-1,4-苯二胺(TMPA)，并将这三者分别和电子受体EV2+(乙基紫精二价阳离子)的水溶液喷洒成微液滴。其中图2a为喷洒纯EV2+溶液的质谱图，OH-是唯一的电子供体，EV2+转化为EV•+ (m/z = 214)，m/z 150~200的峰是不稳定EV•+的降解产物。图2b−2d分别为喷撒TTF与EV2+、FM与EV2+、TMPA与EV2+的混合溶液的质谱图。在这些混合体系中，还原产物EV•+的强度明显增加，表明电子供体的加入加速了EV2+的还原。图2e展示了4个系统中EV•+/EV2+的相对强度的比较，清楚地显示了添加电子供体后还原产物增加了2到7倍。图2f−2h还显示了混合体系中氧化过程的加速动力学，TTF、FM和TMPA的氧化过程也应该随着EV2+的加入而加速。TTF•+、FM•+和TMPA•+自身的绝对质谱强度随着EV2+的加入增加了2倍左右。这些结果清楚地表明电子确实是介导水微滴上氧化还原反应的载流子，且简单的动力学研究证明了电子提供和电子捕获是两个相互加速的过程。而后续的进一步化学反应(如化学键的断裂和生成)在微液滴中成为了超快的非决速步骤。　　　　图2. 微液滴单电子氧化还原过程的动力学研究　　南开大学研究生金水慧、陈欢、苑旭为本文并列第一作者 南开大学张新星研究员为本文通讯作者。本文被遴选为JACS Au杂志本期封面论文。　　原文：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacsau.3c00191　　The Spontaneous Electron-Mediated Redox Processes on Sprayed Water Microdroplets Shuihui Jin,# Huan Chen,# Xu Yuan,# Dong Xing, Ruijing Wang, Lingling Zhao, Dongmei Zhang, Chu Gong, Chenghui Zhu, Xufeng Gao, Yeye Chen, and Xinxing Zhang*JACS Au, 2023, DOI: 10.1021/jacsau.3c00191　　张新星课题组网站：http://www.zxx-lab.com/