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为解决低挥发性化合物分析难题，研究人员开发微型 APCI 离子源（AC 电晕放电封装于 PFA 管）并结合热脉冲解吸质谱（HPD/MS）。该技术可直接分析固 / 液药品、食品、生物流体等，证明其广泛适用性，为复杂样品快速检测提供新工具。
在化学分析领域，低挥发性化合物的高效检测一直是颇具挑战性的课题。传统的电离技术如直流（DC）电晕放电虽广泛应用于大气压化学电离（APCI），但存在针尖易腐蚀、离子信号较弱等局限，尤其在分析复杂基质中的低挥发性物质时，常需繁琐的样品前处理步骤，难以满足实时、原位分析的需求。随着环境、医药、食品等领域对快速检测技术的迫切需求，开发更高效、温和且适用于多种样品形态的电离方法成为学界焦点。
为突破上述瓶颈，日本研究人员开展了一项创新性研究。他们开发了一种封装于全氟烷氧基（PFA）管（内径 2 mm）内的微型交流（AC）电晕放电 APCI 离子源，并将其与热脉冲解吸质谱（HPD/MS）联用，旨在实现低挥发性化合物的直接、高效分析。该研究成果发表于《International Journal of Mass Spectrometry》，为复杂样品的快速质谱分析提供了新范式。
研究采用的关键技术包括：①微型 AC 电晕放电离子源，利用 15 kHz 射频电压（±1500 Vpp）在 PFA 管内产生稳定电晕放电，相比 DC 电晕，其针尖腐蚀更轻、离子信号更强；②热脉冲解吸（HPD）技术，通过 350℃、50 ms 的加热氮气脉冲（流速约 56 m/s）实现样品的快速热解吸，结合 Orbitrap 质谱（Exactive Plus）进行高分辨检测；③多形态样品直接进样技术，固体样品可直接接受热脉冲，液体样品通过棉签加载，气体样品经采样管引入，无需溶剂提取或色谱分离。
研究结果
3.1 标准品分析
以咖啡因作为模型化合物，验证系统分析性能。结果显示，在 12-12,000 pg 范围内呈现线性响应（R2=0.976），平均相对标准偏差为 43.1%，证明该技术对痕量分析物具有可靠的定量能力。
3.2 药品分析
成功分析多种固体和液体药品。例如， glucosamine 在 m/z 180.0857 处产生强质子化信号，伴随 [M+H?H2O]+碎片离子； Celecoxib（100 mg / 片）呈现清晰的 [M+H]+峰（m/z 382.0795）；液体药品 oxymetazoline hydrochloride（0.05%）在 m/z 261.197 处检测到质子化离子。结果表明，该技术可直接分析不同剂型药品，无需破坏样品结构。
3.3 食品与天然材料分析
在食品检测中，罐装咖啡检测到咖啡因（m/z 195.0875）及风味物质如吡啶、羟甲基糠醛；三文鱼中检出三甲胺（新鲜度指标）及多种氨基酸。生物样本分析显示，褐蝽体内可检测到防御性挥发物 trans-2-decenal（m/z 155.1428 等）；银杏叶中鉴定出多种银杏酸（如 13:0、15:1、17:1）及酚类化合物 ginkgol（m/z 303.2680），证明其在天然产物代谢组学中的应用潜力。
3.4 生物流体分析
手指血样本中检测到多种氨基酸（如缬氨酸、亮氨酸）及焦谷氨酸（m/z 130.0497）；耵聍（耳垢）分析显示丰富的氨基酸、脂肪酸、尿素及胆固醇；尿液中主要检出尿素（m/z 61.0392）和肌酐（m/z 114.0656）；唾液经干燥处理后可检测到腐胺、吲哚等代谢物。结果表明，该技术可直接分析未经处理的生物流体，规避传统方法的复杂前处理流程。
结论与讨论
本研究开发的微型 AC 电晕放电 APCI 离子源结合 HPD/MS 技术，展现出多方面优势：①采用 AC 电晕放电，相比 DC 模式，具有更高的离子信号强度、更轻的针尖腐蚀，且无需切换电源极性即可实现正负离子模式检测；②PFA 管封装设计有效限制电晕等离子体扩散，提升离子密度和检测灵敏度，同时减少管壁充电效应的影响；③HPD 技术通过快速加热 - 冷却循环，实现低挥发性化合物的高效解吸，抑制热分解，适用于热敏感物质分析；④无需样品前处理，可直接分析气体、液体（棉签加载）、固体（原位）样品，涵盖药品、食品、生物组织、生物流体等多种类型，体现了极强的通用性和便捷性。
该技术为环境监测、药品质量控制、食品真实性鉴定、临床代谢组学等领域提供了全新的分析工具，尤其在现场快速检测、高通量筛查及复杂基质直接分析方面具有显著应用价值。尽管唾液等含水量高的样品需干燥处理，且大分子低挥发性物质可能存在分解风险，但研究结果已充分证明其在简化分析流程、拓展质谱应用场景方面的突破性意义，有望推动实时原位分析技术的进一步发展。
