1、分 类

直接温度质谱法(direct temperature mass spectrometry，DTMS)是一种电离技术，可分析树脂之类的复杂有机材料，可以是几种化学结构相似物质组成的材料。DTMS 分析前无需进行色谱分离，也无须化学修饰或衍生化。DTMS是研究不易溶于溶剂的有机残留物的首选技术。这是一种微侵入式破坏式技术。

2、说 明

DTMS 是一种直接进样的质谱分析方法，由电子碰撞(eletron impact，El)源或化学电离(chemical ionization，Cl)源将样品加热汽化和电离。DTMS 与其他直接进样质谱技术功能相似，分析前无需进行色谱或化学处理。DTMS的应用对象是不易溶于溶剂的样品，这种样品通常由蒸发性质不同的材料组成。

做 DTMS 检测时，将样品置于热丝(如镍铬丝、钨丝或钽丝)上，再放入质谱仪的源区域内。样品可保持固体/粉末状态，可溶性材料也可制成液滴。分析过程中，热丝通电加热后会将热量传递给样品。样品中含有多种点/沸点不同的材料时，挥发性较高的化学成分先从热丝解吸，挥发性较低、较大型的化学成分后解吸。因此在电离前，混合物样品就会在这个过程中因气化而分离。

样品中的化学成分在气化后还要采用 El或 CI技术电离。对于低质量材料或无需分子离子信号的样品，首选的电离技术是 El，因为用 El 可产生较大量的质量碎片。对于较大的样品，首选的电离方法是 Cl，因为 Cl 更有可能为质量较高的化学物质生成完整的分子离子。根据设备情况，也可在一次分析中同时使用El和Cl技术，同时提升低质量和高质量化学物质的灵敏度。

3、应 用

在文化遗产研究领域，DTMS 通常用于树脂、萜类化合物和有机颜料的分析。DTMS与PCA(主成分分析法)之类的多元分析结合，可识别出复杂混合物(如树脂混合物制成的光油)中的单个化学成分。此外，DTMS也用于推测树脂的降解量用采集样品和一套降解标准样品的 DTMS 谱图做比较，即可推测采集样品的降解量。

4、局限性

DTMS 分析复杂有机混合物的效果最好，因为这种混合物的各组分存在挥发差异。但无机样品分析通常不会采用这种技术，因为无机样品气化所需的加热温度可能损坏热丝和(或)导致热丝本身气化，对分析造成污染。

DTMS 检测会导致样品完全消耗，因此无法用同一件样品再做进一步分析。另外DTMS 也无法成像，因为整件样品都会气化。

检测混合物样品时，如有多种成分在相同的加热温度解吸，DTMS图谱就可能非常复杂，需要用质量碎片反褶积和(或)多元分析做成分识别。

解吸要受局部化学环境和加热程度的影响，因此也会产生基质效应，这就意味着 DTMS 可能很难为组分做定量分析。要用 DTMS 定量，通常还需做多变量分析和(或)在样品中添加仔细筛选的内标。这种技术最擅长的还是定性分析。

5、补充技术

DTMS 最有用的领域是复杂有机材料分析，因此各种无机材料分析技术(如XRF)都可以作为它的有效补充技术。DTMS也无法识别晶相，因此可合理使用各种衍射技术(如 XRD 或电子衍射法)作为它的补充技术。另外 DTMS 也不具备成像能力可用成像质谱法(如 SIMS)帮助观察断面样品，也可以佐证质量碎片的辨识结果。

6、技术规范与注意事项

DTMS 的参数应包括:

热丝种类(如 Pt-Rh)

- 加热电流和(或)温度程序(如5Amin 直至 600℃)

- 加至热丝样品量(如 10 mg)

El和(或)CI相关细节

- El电压(如 20 eV)

- CI种类(如 NH,CI) 

质量分析器相关细节

质量分析器类型(如飞行时间分析器)

- 离子加速(如 2 kV 加速 )

7技术简史

质谱法发明于1912年(J.J. Thomson, Rays of Positive Electricity and Their Application to Chemical Analysis, 1913, Longmans Green, London )。20 世纪与21世纪之交，范登贝尔赫(Van den Berg)等研发出了用于艺术品研究的 DTMS技术。

8、文 献

[1] Colombini M.P., F. Modugno, Organic Mass $pectrometry in Art and Archaeology', 1.Edition, John Wiley & Sons, Ltd. Chichester. (2009)

[2] Menke C., R. Rivenc, T. Learner, 'The use of direct temperature-resolved massspectrometry (DTMS) in the detection of organic pigments found in acrylic paints usedby Sam Francis', International journal of Mass Spectrometry 284 (1-3), pp. 2-11.(2009)

[3] De Hoffmann E., V, Stroobant, Mass Spectrometry: Principles and Applications, 3rd Edition, John Wiley & Sons, Ltd. Chichester.(2007)

[4] Scalarone D., J. van der Horst, J.J. Boon, O. Chiantore, 'Direct-temperature mass[4]spectrometric detection of volatile terpenoids and natural terpenoid polymers in freshand artificially aged resins', Journal of Mass Spectrometry 38 (6), pp. 607-617.(2003)

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