生物气溶胶是大气中一类特殊的气溶胶，部分生物气溶胶具有致癌、致畸等特性，在生物安全、军事等领域受到广泛关注。实时对环境中的生物气溶胶进行快速识别，是实现预警预报的前提。近年来，基于单颗粒检测的质谱分析技术因具有在线、粒径、化学组成同时分析的突出优点，在生物气溶胶实时检测方面具有潜在的应用能力。我国在基于单颗粒质谱仪的研制、科学研究与环境监测等方面取得了广泛应用，但目前国内的单颗粒质谱（SPAMS）在仪器性能和功能上仍有诸多不足，包括粒径分布不能反映大气真实情况、颗粒物打击率较低、质谱分辨能力不高导致定性分析能力弱、体积较大难以满足车载式气溶胶或生物气溶胶监测需求，因此限制了SPAMS在许多方面的深度应用。
本研究团队针对生物气溶胶应用需求以及现有单颗粒质谱的技术不足，开发了一种新型的单颗粒气溶胶质谱仪，可用于大气气溶胶和生物气溶胶的微观特性研究。该质谱仪采用了了全新的创新光学设计。首先，该仪器采用了三束连续激光追踪颗粒物的位置并精准触发电离激光，从而实现颗粒物的高效电离。其次，还利用第一束激光进行光学分束实现对进入质谱仪的全部颗粒物进行光学测径，分束激光同时还对颗粒物是否激发荧光进行检测，这一创新的光学设计不仅可以实现对大气颗粒物浓度的定量测量，解决传统单颗粒质谱获得的粒径分布不能反映真实情况的问题，还能实现对潜在生物气溶胶颗粒物的预先筛选，从而专用于生物气溶胶颗粒的识别与检测。此外，新型的单颗粒气溶胶质谱仪还采用了团队独创的双指数脉冲延时引出分辨率提升技术，将离子的飞行距离控制在50cm以内，仅为SPAMS的70%，质量分析其的体积大幅度缩小。新型单颗粒气溶胶质谱仪的整机体积仅为850*600*650mm，性能却不低于SPAMS，适合车载环境。该仪器拥有的高性能、多功能以及小体积的技术特性使其在大气气溶胶监测、生物气溶胶研究等领域具有广泛的应用前景。
 

单颗粒质谱、生物气溶胶、车载监测