电喷雾离子源—矩形线性离子阱质谱仪的研究与开发

论文摘要

针对电喷雾离子源-矩形线性离子阱质谱仪的关键部件、整机和理论研究中存在的主要问题进行深入研究,研制出关键部件之一的数字控制系统,体积和功耗较小;开发出一套电喷雾离子源-矩形线性离子阱质谱仪,扫描速率和质量分辨率有所提高;提出用数值模拟计算的方法研究几何误差对四极滤质器质量分辨率的影响,计算结果较使用传统的解析解方法得到的结果更接近实验数据。

论文目录

• 提要
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 电喷雾离子源-四极离子阱质谱仪简介
• 1.2.2 矩形线性离子阱
• 1.2.3 电喷雾离子源-矩形线性离子阱质谱仪
• 1.3 存在的主要问题
• 1.4 本文主要研究内容
• 第二章 四极离子阱质谱仪小型数字控制系统的研制
• 2.1 引言
• 2.2 四极离子阱质谱仪数字控制方法的研究
• 2.2.1 控制对象和接口
• 2.2.2 基本的扫描时序简介
• 2.2.3 共振激发信号特征的分析
• 2.2.4 质谱信号特征的分析
• 2.3 数字控制系统小型化关键技术的研究
• 2.3.1 系统结构的研究
• 2.3.2 数字式共振激发控制技术的研究
• 2.3.3 数字化微弱电流放大器硬件结构的研究
• 2.4 小型数字控制系统的开发
• 2.4.1 基于32 位MCU 的嵌入式主板的开发
• 2.4.2 基于FPGA 的分时段同步程序的开发
• 2.4.3 基于FPGA 的共振激发控制程序的开发
• 2.4.4 数字化微弱电流放大器的开发
• 2.5 小型数字控制系统的测试
• 2.5.1 尺寸对比
• 2.5.2 性能测试
• 2.6 本章小结
• 第三章 电喷雾离子源-矩形线性离子阱质谱仪的开发
• 3.1 引言
• 3.2 整机结构的设计
• 3.3 双层雾化气电喷雾离子源的设计
• 3.4 大气压离子源真空接口的设计
• 3.5 真空系统的设计
• 3.5.1 真空腔体
• 3.5.2 真空抽取和测量设备
• 3.6 离子传输部件的设计
• 3.6.1 射频多极离子导引杆
• 3.6.2 直流离子透镜的设计及直流电场分布
• 3.7 矩形线性离子阱的设计
• 3.7.1 先前开发的矩形线性离子阱的装配方法
• 3.7.2 基于高精度电介质片和工装的装配方法的设计
• 3.8 控制系统的配置与修改
• 3.8.1 电子倍增器的配置
• 3.8.2 直流高压电源的配置
• 3.8.3 射频电源的配置与修改
• 3.8.4 数字控制系统和软件的配置
• 3.9 实验与分析
• 3.9.1 仪器与试剂
• 3.9.2 质量范围和单位质量分辨率测试
• 3.9.3 选择离子效率的测试
• 3.9.4 高分辨率测试
• 3.9.5 质量精度和稳定性测试
• 3.9.6 灵敏度测试
• 3.9.7 离子传输部件电压变化对传输效率的影响
• 3.9.8 扫描速率和灵敏度之间的关系
• 3.9.9 多级质谱分析
• 3.10 本章小结
• 第四章 几何误差对四极滤质器质量分辨率影响的研究
• 4.1 引言
• 4.2 计算方法和参数
• 4.2.1 质量分辨率的定义
• 4.2.2 计算程序简介
• 4.2.3 计算参数设计
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 高阶电场分布
• 4.3.2 第一稳定区图
• 4.3.3 质谱峰形状
• 4.3.4 实验谱图
• 4.4 本章小结
• 第五章 全文总结
• 5.1 主要的成果
• 5.2 还存在的主要问题
• 5.3 下一步工作建议
• 参考文献
• 攻博期间取得的成果
• 摘要
• Abstract
• 致谢