测量火灾烟气中痕量氰化氢的高灵敏负离子化学电离质谱方法的研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21705148
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0403.谱学方法与理论
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Hydrogen cyanide (HCN) in fire smoke is infamous as a highly poisonous gas and has been the main reason for causing fire victims to death in fire scenes. Therefore, it is urgently necessary to develop an accurate, on-line, and highly sensitive method for investigating the formation mechanism and toxicity assessment of HCN in the fire smoke. The chemical ionization mass spectrometry is such an on-line method to determine HCN with high sensitivity. However, the current ionization methods mostly utilize ion association reactions to produce product ions with large mass-to-charge (m/z), and thus suffered seriously from the interferences of sample humidity on reagent ions and background ion peaks on product ion peak, which caused poor sensitivity or accuracy and failure in direct determination of HCN in the fire smoke with complicated components. This application is going to develop an atmospheric pressure negative-ion ionization source based on 63Ni ion source to produce reagent ion O2- with high concentration. The reagent ion O2- will be adopted to react with HCN to produce CN- with low m/z and the interference of the background ions will be eliminated. Extended ion-molecule reaction tube with high efficiency is to be designed and the production efficiency of CN- will be improved by controlling electric intensity in the reaction tube and enhancing the reaction rate. Based on refraction effect generated by the non-uniform electric field among thick electrodes, the ions will be focused periodically in the reaction tube to guarantee the high transmission efficiency and improve the sensitivity of the product ions. The real-time and dynamic method proposed by this project will not only assess the toxicity risk of the fire smoke in the fire scenes,but also can study the formation mechanism and kinetics of HCN released from new decoration materials.
火灾烟气的氰化氢(HCN)是一种剧毒化合物,已成为人员毒烟气致死的主因。研究火灾中痕量HCN的生成机制及毒性评价,需要一种准确在线高灵敏测量HCN的方法。化学电离质谱法是一种在线高灵敏测量技术,但现有电离方法多采用离子缔和反应,产物离子质荷比(m/z)较大,不仅受样品湿度影响,而且背景离子干扰严重,导致灵敏度不高或准确性不好,无法直接测量化学成分极其复杂的烟气中HCN。本申请拟采用大气压负离子63Ni电离源产生高浓度试剂离子O2-与HCN反应产生CN-(m/z 26),消除了背景离子峰的干扰。拟设计高效率加长离子-分子反应管,并控制其电场强度增强反应速度提高CN-的产生效率;利用厚电极非均匀电场产生的折射效应,实现离子在反应管的周期聚焦,保证离子高效传输,提高灵敏度。本项目发展的实时动态测量HCN的方法,不仅可用于火灾现场烟气的毒害风险评估,还可用于装饰新材料释放HCN的机理和动力学研究。

结项摘要

火灾烟气的氰化氢(HCN)是一种剧毒化合物,已成为人员毒烟气致死的主因。研究火灾中痕量HCN的生成机制及毒性评价,需要一种准确在线高灵敏测量HCN的方法。化学电离质谱法是一种在线高灵敏测量技术,但现有电离方法多采用离子缔和反应,产物离子质荷比(m/z)较大,不仅受样品湿度影响,而且背景离子干扰严重,导致灵敏度不高或准确性不好,无法直接测量化学成分极其复杂的烟气中HCN。本申请采用了基于真空紫外灯(VUV灯)的大气压负离子光电离化学电离源产生高浓度的试剂离子O2-(m/z 32),可与HCN反应产生团簇离子[HCNO2]-(m/z 59)和离子CN-(m/z 26),以离子CN-(m/z 26)为HCN的特征离子,消除了背景离子峰的干扰。本研究采用了源内碰撞诱导解离(CID)技术,实现了团簇离子[HCNO2]-(m/z 59)的有效解离,特征离子CN-(m/z 26)的信号强度提高了24倍,从而提高了HCN的分析灵敏度。鉴于火灾现场烟气组分复杂,考察了浓度较高的组分如H2O、CO2对HCN电离的影响,建立了火灾现场烟气中HCN的准确定性和定量分析方法,并用于布料燃烧烟气中HCN的在线监测和毒害风险评估。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
在线二维集束毛细管柱-高气压光电离-飞行时间质谱用于单萜类化合物的快速测量
  • DOI:
    10.3724/sp.j.1123.2019.04037
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    色谱
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈璇;花磊;王艳;侯可勇;蒋吉春;谢园园;李海洋
  • 通讯作者:
    李海洋
Highly selective and sensitive online measurement of trace exhaled HCN by acetone -assisted negative photoionization time-of-flight mass spectrometry with in -source CID
采用源内 CID 的丙酮辅助负光电离飞行时间质谱法对痕量呼出 HCN 进行高选择性和高灵敏度在线测量
  • DOI:
    10.1016/j.aca.2020.03.035
  • 发表时间:
    2020-05-15
  • 期刊:
    ANALYTICA CHIMICA ACTA
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Xie, Yuanyuan;Li, Qingyun;Li, Haiyang
  • 通讯作者:
    Li, Haiyang
Rapid and highly sensitive measurement of trimethylamine in seawater using dynamic purge-release and dopant-assisted atmospheric pressure photoionization mass spectrometry
使用动态吹扫释放和掺杂剂辅助大气压光电离质谱法快速、高灵敏度地测量海水中的三甲胺
  • DOI:
    10.1016/j.aca.2020.08.060
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Analytica Chimica Acta
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Chenxin Wu;Yuxuan Wen;Lei Hua;Jichun Jiang;Yuanyuan Xie;Yixue Cao;Shuo Chai;Keyong Hou;Haiyang Li
  • 通讯作者:
    Haiyang Li

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其他文献

射频增强-VUV灯单光子-化学电离复合离子源
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  • 作者:
    陈平;花磊;谢园园;蒋吉春;侯可勇;李海洋
  • 通讯作者:
    李海洋
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  • 发表时间:
    2016-11
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    王留娣;刘威;谢园园;高天芸;黄霏霏;王斌
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终末期肾病患者不同紧急透析方式的 并发症及预后比较
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    2016
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    金海姣;方炜;朱铭力;俞赞喆;方燕;严豪;张敏芳;王琴;车霞静;谢园园;黄佳颖;胡春华;章海芬;牟姗;倪兆慧
  • 通讯作者:
    倪兆慧

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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