High-resolution chemical ionization mass spectrometry (ToF-CIMS): application to study SOA composition and processing
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. This paper demonstrates the capabilities of chemical ionization mass spectrometry (CIMS) to study secondary organic aerosol (SOA) composition with a high-resolution (HR) time-of-flight mass analyzer (aerosol-ToF-CIMS). In particular, by studying aqueous oxidation of water-soluble organic compounds (WSOC) extracted from α-pinene ozonolysis SOA, we assess the capabilities of three common CIMS reagent ions: (a) protonated water clusters (H2O)nH+, (b) acetate CH3C(O)O− and (c) iodide water clusters I(H2O)n− to monitor SOA composition. Furthermore, we report the relative sensitivity of these reagent ions to a wide range of common organic aerosol constituents. We find that (H2O)nH+ is more selective to the detection of less oxidized species, so that the range of O / C and OSC (carbon oxidation state) in the SOA spectra is considerably lower than those measured using CH3C(O)O− and I(H2O)n−. Specifically, (H2O)nH+ ionizes organic compounds with OSC ≤ 1.3, whereas CH3C(O)O− and I(H2O)n− both ionize highly oxygenated organics with OSC up to 4 with I(H2O)n− being more selective towards multi-functional organic compounds. In the bulk O / C and H / C space (in a Van Krevelen plot), there is a remarkable agreement in both absolute magnitude and oxidation trajectory between ToF-CIMS data and those from a high-resolution aerosol mass spectrometer (HR-AMS). Despite not using a sensitivity-weighted response for the ToF-CIMS data, the CIMS approach appears to capture much of the chemical change occurring. As demonstrated by the calibration experiments with standards, this is likely because there is not a large variability in sensitivities from one highly oxygenated species to another, particularly for the CH3C(O)O− and I(H2O)n− reagent ions. Finally, the data illustrate the capability of aerosol-ToF-CIMS to monitor specific chemical change, including the fragmentation and functionalization reactions that occur during organic oxidation, and the oxidative conversion of dimeric SOA species into monomers. Overall, aerosol-ToF-CIMS is a valuable, selective complement to some common SOA characterization methods, such as AMS and spectroscopic techniques. Both laboratory and ambient SOA samples can be analyzed using the techniques illustrated in the paper.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».