二維線性離子阱參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、隨著質(zhì)譜儀器在不同領(lǐng)域中越來越廣泛的應(yīng)用,對其發(fā)展也提出了新的要求,質(zhì)量分析器作為質(zhì)譜儀器的核心組成部分,其種類的不同會對整個(gè)質(zhì)譜系統(tǒng)的性能造成很大的影響。近年來,具有強(qiáng)大優(yōu)勢的線性離子阱質(zhì)量分析器廣泛應(yīng)用于質(zhì)譜界。因此,本課題采用二維線性離子阱質(zhì)量分析器(LIT,Linear Ion Trap),在對LIT進(jìn)行大量的理論分析的基礎(chǔ)上,對該三段式線性離子阱的各個(gè)極板的電壓配置不斷地優(yōu)化,使得在此電壓配置下,LIT的性能最優(yōu)。同時(shí),進(jìn)一步

2、提高了二維線性離子阱的分析能力,也改善了其性能指標(biāo)。
　　與傳統(tǒng)三維離子阱相比,LIT在離子捕獲、儲存效率和質(zhì)量分辨率等方面具有明顯的優(yōu)勢。因此,本課題選擇對LIT進(jìn)行性能優(yōu)化。首先,介紹了LIT的基本原理,幾何形狀,馬修方程及其穩(wěn)定圖,離子阱內(nèi)捕獲離子的效率,空間電荷效應(yīng),質(zhì)量分辨率以及串聯(lián)質(zhì)譜等相關(guān)知識,重點(diǎn)研究了阱內(nèi)離子的受力形式及趨勢。之后,對離子光學(xué)模擬軟件SIMION進(jìn)行介紹,并用此軟件對LIT中的離子源,離子聚焦透鏡

3、和三段式的線性離子阱質(zhì)量分析器進(jìn)行數(shù)學(xué)建模。
　　通過理論分析,軟件學(xué)習(xí),數(shù)學(xué)建模以及電壓配置等步驟之后,采用SIMION對LIT系統(tǒng)進(jìn)行模擬仿真,主要包括:模擬離子源,離子傳輸聚焦透鏡,質(zhì)量分析器。本課題首先完成了離子初始位置,角度以及能量分布,對離子源進(jìn)行有電勢場和無電勢場兩種情況下的模擬仿真。針對離子聚焦透鏡,通過不斷地改變極板上的電配置,進(jìn)行模擬仿真,使得離子經(jīng)過傳輸裝置后匯聚到質(zhì)量分析器的最前端。最后對質(zhì)量分析器進(jìn)行模擬

4、仿真,對單質(zhì)核比與多質(zhì)核比的情況分別進(jìn)行了模擬仿真,并對其結(jié)果進(jìn)行了分析。單質(zhì)核比的模擬仿真分為:m/q=100,阱內(nèi)為真空;m/q=100,阱內(nèi)壓強(qiáng)為0.001pa;m/q=600,阱內(nèi)為真空;m/q=600,阱內(nèi)壓強(qiáng)為0.001pa,得到了上述四種情況下各極板的電壓組合,并對其進(jìn)行了結(jié)果分析。對不同質(zhì)核比進(jìn)行以下三種操作時(shí)序下的模擬仿真:軸向掃出模式,徑向掃出模式以及離子選擇積累技術(shù),并對其仿真結(jié)果進(jìn)行分析與比較,得到了在不同的操作