质子转移反应质谱法 （英語：Proton-transfer-reaction mass spectrometry ，缩写：PTR-MS），是一种使用气相水合氢离子作为离子源试剂的分析化学方法[ 1] [ 2]
使用H3 O+ 作为离子源的质子转移过程可以描述如下，其中
R
{\displaystyle R}
H
3
O
+
+
R
⟶
R
H
+
+
H
2
O
{\displaystyle H_{3}O^{+}+R\longrightarrow RH^{+}+H_{2}O}
上述反应受到质子间亲和力的限制，仅可以在
R
{\displaystyle R}
2 O 大的情况下进行，即
R
{\displaystyle R}
[ 3] 氮气 N2 ，氧气 O2 ，氩气 Ar和二氧化碳 CO2 等的质子亲和力都要小于691 KJ/mol，因此可以认为H3 O+ 只和其中的挥发性有机物进行反应，而空气本身则起到缓冲气体的作用。此外，由于待测物中的痕量组分含量很低，通常可以近似认为反应过程中的H3 O+ 总数是维持不变的。由此，我们也就可以得到如下反应方程式：
[
R
H
+
]
=
[
H
3
O
+
]
0
(
1
−
e
−
k
[
R
]
t
)
≈
[
H
3
O
+
]
0
[
R
]
k
t
{\displaystyle [RH^{+}]=[H_{3}O^{+}]_{0}(1-e^{-k[R]t})\thickapprox [H_{3}O^{+}]_{0}[R]kt}
图1: 从一系列同行评审期刊中获得的离子源离子产率和PTR-MS灵敏度的比较 其中，
[
R
H
+
]
{\displaystyle [RH^{+}]}
[
H
3
O
+
]
0
{\displaystyle [H_{3}O^{+}]_{0}}
k
{\displaystyle k}
速率常数 ，
t
{\displaystyle t}
[ 4]
[
R
]
{\displaystyle [R]}
^ Ellis, Andrew M.; Mayhew, Christopher A. Proton Transfer Reaction Mass Spectrometry: Principles and Applications . Wiley. 2013-12-17 [2016-10-24 ] . ISBN 9781118684122存档 于2016-10-24） （英语） . ^ Hansel, A.; Jordan, A.; Holzinger, R.; Prazeller, P.; Vogel, W.; Lindinger, W. Proton transfer reaction mass spectrometry: on-line trace gas analysis at the ppb level . International Journal of Mass Spectrometry and Ion Processes. Honour Biography David Smith. 1995-11-15, 149 : 609–619 [2016-10-24 ] . doi:10.1016/0168-1176(95)04294-U 存档 于2015-03-30）. ^ Blake, Robert S.; Monks, Paul S.; Ellis, Andrew M. Proton-Transfer Reaction Mass Spectrometry . Chemical Reviews. 2009-03-11, 109 (3): 861–896. ISSN 0009-2665 doi:10.1021/cr800364q ^ Lindinger, W.; Jordan, A. Proton-transfer-reaction mass spectrometry (PTR–MS): on-line monitoring of volatile organic compounds at pptv levels . Chemical Society Reviews. 1998-01-01, 27 (5). ISSN 1460-4744 doi:10.1039/a827347z （英语） .
![{\displaystyle [RH^{+}]=[H_{3}O^{+}]_{0}(1-e^{-k[R]t})\thickapprox [H_{3}O^{+}]_{0}[R]kt}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/0246ae7cd44ab2499a89634ad86afc113bcd3911)
![{\displaystyle [RH^{+}]}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/1feedba13b77fea6236f16d1f0de9f8e497bfd95)
![{\displaystyle [H_{3}O^{+}]_{0}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/1f6ffd27475c5bcb42e0e36fa541f6ddacb51666)
![{\displaystyle [R]}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/131ca25b1a7ce46aec6c01f4303f155cba816027)
