二維線性離子阱參數(shù)優(yōu)化設計.pdf

1、隨著質譜儀器在不同領域中越來越廣泛的應用,對其發(fā)展也提出了新的要求,質量分析器作為質譜儀器的核心組成部分,其種類的不同會對整個質譜系統(tǒng)的性能造成很大的影響。近年來,具有強大優(yōu)勢的線性離子阱質量分析器廣泛應用于質譜界。因此,本課題采用二維線性離子阱質量分析器(LIT,Linear Ion Trap),在對LIT進行大量的理論分析的基礎上,對該三段式線性離子阱的各個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,進一步

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。
　　與傳統(tǒng)三維離子阱相比,LIT在離子捕獲、儲存效率和質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,離子阱內捕獲離子的效率,空間電荷效應,質量分辨率以及串聯(lián)質譜等相關知識,重點研究了阱內離子的受力形式及趨勢。之后,對離子光學模擬軟件SIMION進行介紹,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量分析器進行數(shù)學建模。
　　通過理論分析,軟件學習,數(shù)學建模以及電壓配置等步驟之后,采用SIMION對LIT系統(tǒng)進行模擬仿真,主要包括:模擬離子源,離子傳輸聚焦透鏡,質量分析器。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,進行模擬仿真,使得離子經過傳輸裝置后匯聚到質量分析器的最前端。最后對質量分析器進行模擬

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