随着科学技术的进步,分析方法也朝着更为便捷的方向发展。常压质谱技术与传统的质谱分析技术相比在分析速度上实现了质的飞跃,是质谱分析技术的一项重大突破。微波等离子体炬质谱(MPT-MS)技术是一种新兴的常压质谱技术,具有操作简单、无溶剂污染、解吸电离能力强和分析速度快等优点。本文阐述了MPT的离子化机理,并对MPT离子化源的电离性能进行了研究,同时系统地探究了MPT-MS的应用范围。在自行搭建的MPT-MS技术平台基础上,本文的主要研究内容如下:1、确认了MPT源在大气环境下,通过MPT本身的热、紫外可见光和高速运转的自由电子等能量源对空气进行作用,制备能荷载体,产生的初级试剂离子。结果表明,MPT在空气中产生水自由基阳离子、质子化水分子、质子和硝酸根等初级试剂离子。并探讨了MPT使样品离子化的过程:采用内管进样方式,MPT将目标分子原子化、激发、离子化;离子化后的目标分子将与MPT产生的初级试剂离子结合,形成新的目标离子。通过MPT炬管外部进样,MPT在空气中产生初级离子;待测分子从样品中解吸附;与初级离子作用,待测分子被离子化。2、探究了无机物与有机物的最佳进样方式。结果表明,无机盐溶液通过MPT内管进样效果最佳;有机化合物通过MPT炬管外部的N2辅助进样、直接灼烧进样等方式较为适合。探究了MPT源的电离性能,包括MPT不同部位的激发能力;不同浓度金属盐水溶液的MPT等离子体中行为;MPT离子源在空间的能量分布情况。结果表明,MPT不同部位对碱金属的激发能力不同;MPT-MS分析低浓度金属盐水溶液主要获得金属本身的离子信号,高浓度金属获得M(NO3)a(H2O)b(a-1)+;MPT焰尾处能量最强,离MPT等离子体越远,能量越低。该研究对了解MPT的电离机制具有一定帮助,并为MPT-MS的应用开发奠定了基础。3、采用MPT-MS对无机金属元素、有机小分子及生物蛋白质等标准品及实际样品进行了分析。结果表明,MPT-MS能够准确定量矿泉水中的Na和K等金属离子;MPT能够将正构烷烃氧化为相应的醇、醛或酸;苯在MPT等离子体中发生反应获得吡啶、苯胺等质谱信号;MPT-MS对溶菌酶的灵敏度较差。4、无需任何预处理,采用MPT-MS对人造石材和天然石材直接进行分析,获取它们的指纹谱图。并结合主成分分析(PCA)方法,对人造石材和天然石材的指纹谱图进行区分。结果表明,MPT源以自身高温将石材表面及内部物质从样品中解吸附,并在短时间内解吸出来的物质与等离子体产生的初级离子相互作用被电离,从而获得各石材样品的MPT-MS指纹谱图;结合PCA方法,能够快速区分天然石材与人造石材。此方法无需样品预处理、分析速度快、灵敏度高,为快速直接分析石材样品提供了一种新的质谱分析方法。