New ion chemistry methods for rapid mass spectrometric monitoring of atmospheric biogenic volatile organic compounds responsible for air pollution
Project goals
The field of instrumental monitoring of biogenic volatile organic compounds (BVOCs) is currently an important area of research in mass spectrometry. Present techniques allow off-line analysis of air samples (e.g. TD-GC/MS) whilst the available on-line techniques (proton transfer reaction mass spectrometry, PTR-MS) can quantify only the total concentration of several isomers of important non-methane BVOCs represented by mono- and sesquiterpenenes. The aim of the proposed project is to develop an analytical technique that will allow selective monitoring of individual isomers of mono- and sesquiterpenes in real time (<1 s) corresponding to rate of change of local wind speed. One proposed approach is to use soft chemical ionisation techniques, selected ion flow tube mass spectrometry, SIFT-MS and selected ion flow drift tube mass spectrometry SIFDT-MS and to resolve terpene isomers on the basis of different product ion fragmentation patterns enhanced by collision induced dissociation directly in the drift tube. Complementary research will use thermal desorption and fast GC.
Keywords
selected ion flow tubemass spectrometrydrift tubebiogenic emissionsterpenesatmospheric monitoringabsolute quantification
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Junior Grants
Call for proposals
Juniorské granty 3 (SGA0201700002)
Main participants
Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, v. v. i.
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
17-13157Y
Alternative language
Project name in Czech
Metody hmotnostní spektrometrie založené na iontové chemii pro rychlé stanovení biogenních těkavých organických látek vedoucích k znečištění atmosféry
Annotation in Czech
Téma biogenních emisí (BVOC) je v současné době v popředí vědeckého zájmu i v oblasti hmotnostní spektrometrie, avšak většina zavedených technik umožňuje pouze off-line analýzy vzorků vzduchu (TD-GC/MS), zatímco on-line techniky (proton transfer reaction mass spectrometry, PTR-MS) kvantifikují pouze celkovou koncentraci všech izomerů majoritních nemetanových BVOCs přestavovaných mono- a sesquiterpeny. Cílem výzkumu v oblasti iontové chemie je vývoj nových analytických metod, které by umožnily stanovit tyto látky v ovzduší okamžitě a současně selektivně. Jednou z možností je použití měkkých chemicko ionizačních technik SIFT-MS (selected ion flow tube MS) a SIFDT-MS (selected ion flow drift tube MS) a rozlišit izomery na základě rozdílných intenzit jednotlivých iontových fragmentů případně zvýrazněných pomocí srážkově indukované disociace přímo v prostředí driftové trubice. Tento přístup bude doplněn výzkumem v oblasti termální desorpce a rychlé plynové chromatografie které sice nemají dostatečně rychlo odezvu aby zachytily změny během sekundy, ale umožní odstranit cross-sensitivitu.
Scientific branches
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
The goals of this project were fulfilled, and obtained results were published in 7 papers in impacted international journals, which is an excellent result for junior project. This grant project also included the international cooperation with the German group and also the development of new ion sources for mass spectrometry.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2017
Realization period - end
Dec 31, 2019
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Apr 3, 2019
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP20-GA0-GJ-U/04:1
Data delivery date
Jul 23, 2020
Finance
Total approved costs
6,854 thou. CZK
Public financial support
6,854 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
6 854 CZK thou.
Public support
6 854 CZK thou.
100%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
CB - Analytical chemistry, separation
Solution period
01. 01. 2017 - 31. 12. 2019