质谱仪是一种高科技机器，在我们的社会中起着重要的作用。它们是高度敏感的分析仪器，在医疗诊断、食品质量控制和有害化学物质检测等领域不可或缺。

莱比锡大学威廉-奥斯特瓦尔德物理与理论化学研究所的乔纳斯·沃内克博士领导的研究小组正在努力改进质谱仪，使它们可以用于一个完全不同的目的:新分子的化学合成。这些制备质谱仪可以用一种新的方法来生产化合物。

研究人员最近用带电的分子碎片和空气中的氮合成了一种新的化合物，这种化合物在构建新的分子结构方面具有广泛的潜在应用。他们的新发现发表在《安吉旺特化学》杂志上。杂志封面可视化了“收获”分子的概念，这些分子是在质谱仪的气相中用类似种子盒的方法从碎片中组成的，直接进入通常用于传统合成的化学烧瓶中。

开发打破和改造化学键的新方法是基础化学研究的主要任务之一。

“当带电分子中的一个键被破坏时，结果通常是化学上的‘侵略性’片段，我们称之为反应性片段。这些碎片很难用现有的化学合成方法来控制。你可以把它们想象成未驯服的野兽，它们会攻击沿途的任何东西。在质谱仪中，有很多方法可以打破某些键并产生碎片，”沃内克博士在描述质谱仪中的过程时说。

据他说，这些“野兽”被关在特殊条件下，因为质谱仪内部是真空的。这意味着没有任何东西可以攻击，从而防止不受控制的化学反应。他说:“如果我们提供一种特定的分子，比如氮，这种分子通常是不活跃的，不会结合的，这种动物就会对它感到满意，因为它别无选择。”通过这种方式，很难结合的分子，比如氮，可以很容易地结合成一种新的物质，”Warneke继续说道。

在过去，研究小组已经使用这种方法将活性碎片带入非常不寻常的反应中，例如，与惰性气体，这是所有化学元素中最难结合的。“在质谱仪中控制化学野兽的基本策略并不新鲜，”Warneke说。几十年来，它一直被用于分析反应性碎片的性质。然而，以这种方式发现的新化合物不能进一步利用。

质谱仪可以显示它们内部发生了什么，但是这些新物质的产生量很小，通常无法提取。当用于分析的信号产生时，它们通常被简单地破坏。

这就是为什么研究人员通常带着“渊博的知识”离开质谱仪实验，但“两手空空”。“他们已经控制住了野兽。正如他们所希望的那样，他们观察到具有潜在迷人特性的新分子，然后它就消失了，”沃内克在描述传统质谱仪的化学实验时说。

这篇新发表的文章可能会从根本上改变人们对质谱仪中化学反应的看法。研究小组从一个具有攻击性的碎片和非活性的氮中生产出一种新物质，并用制备质谱仪收集了足够数量的物质，以便用肉眼看到，处理和进一步实验。

在未来的一段时间内，这种方法产生的物质数量仍将局限于薄膜技术的应用。然而，制备质谱法可能很快为这些应用开辟全新的可能性，例如，在微芯片、太阳能电池或生物活性涂层的生产中。