矩形离子阱质谱仪和离子淌度谱仪的研制

论文摘要

本文研制了矩形离子阱(RIT)质谱仪,矩形离子阱质量分析器不仅有传统离子阱可以做级联质谱(MS~n)和仅需要低真空的优点,还具有捕获离子效率高、容纳离子数量多、空间电荷效应小和加工装配简单等优点。以矩形离子阱质量分析器为基础开发了两种电离源的质谱仪:电子轰击源(EI)质谱仪和电喷雾源(ESI)质谱仪。在喷雾针、Skimmer、六极杆等关键部件的设计和加工上形成了一些新技术。对自制小型RIT质谱仪进行了调试和参数的优化,并且对实际样品进行了检测,得到了较满意的结果。另外,首次提出了双源矩形离子阱质谱仪的设计,并且采用双EI源的仪器结构进行了原理性探索,此项技术可以用于分子离子反应过程的基础研究。本文还开发了小型离子淌度谱仪(IMS),漂移电场长度只有37mm,采用氮气屏蔽下的连续电晕放电电离源,避免了放射性物质源的使用,增加了信号的稳定性。对自制的IMS进行了调试和漂移电压、放电电压、进样时间、漂移气流量、屏蔽气流量等参数的优化。并且对三硝基甲苯(TNT)、二甲苯、乙醚等实际样品进行检测,得到了相应的谱图。

论文目录

• 提要
• 第一部分 矩形离子阱质谱仪的研制
• 第一章 质谱法概述
• 1.1 质谱法
• 1.2 质谱仪的结构
• 1.2.1 样品导入系统
• 1.2.2 离子源
• 1.2.3 质量分析器
• 1.2.4 检测器
• 1.3 一些质谱法新技术
• 1.3.1 实时直接分析离子化技术
• 1.3.2 新型的质量分析器Orbitrap
• 1.3.3 Tavelling-Wave技术
• 1.3.4 ESI衍生的离子化技术
• 1.3.5 质谱成像
• 1.3.6 低温检测器
• 1.4 质谱法的应用
• 1.4.1 在生命科学及药物分析中的应用
• 1.4.2 在食品安全中的应用
• 1.4.3 在国土安全方面的应用
• 1.4.4 在元素分析中的应用
• 1.5 国内质谱发展现状
• 参考文献:
• 第二章 矩形离子阱质谱仪的研制
• 2.1 电子轰击源原理
• 2.2 离子阱质量分析器原理
• 2.3 电子轰击源矩形离子阱质谱仪的结构设计
• 2.3.1 进样系统
• 2.3.2 电子轰击电离源（EI）
• 2.3.3 矩形离子阱质量分析器（RIT）
• 2.3.4 数据采集及软件控制系统
• 2.3.5 电学系统
• 2.3.6 真空系统
• 2.4 电子轰击源矩形离子阱质谱仪的性能
• 2.4.1 灯丝电流对离子强度的影响
• 2.4.2 EI源电子能量对峰强度的影响
• 2.4.3 EI源推斥极的影响
• 2.4.4 端电极电压对峰强度和分辨率影响
• 2.4.5 缓冲气对峰强度的影响
• 2.4.6 电子倍增管和打拿极电压的影响
• 2.4.7 样品的检测
• 2.5 电喷雾源矩形离子阱质谱仪的设计
• 2.6 双电离源矩形离子阱质谱仪的设计
• 2.6.1 双电离源RIT的设计方案
• 2.6.2 双EI源矩形离子阱质谱仪装置
• 小结
• 参考文献
• 第二部分 离子淌度谱仪的研制
• 第三章 离子淌度谱法概述
• 3.1 离子淌度谱法的基本原理和结构
• 3.1.1 时间分离式离子淌度谱法
• 3.1.2 空间分离式离子淌度谱
• 3.2 离子淌度谱仪的基本结构
• 3.2.1 进样系统和离子源
• 3.2.2 漂移电场和检测装置
• 3.2.3 其它辅助装置
• 3.3 发展的离子淌度谱仪
• 3.3.1 强非对称波形场离子淌度谱仪
• 3.3.2 电喷雾离子淌度谱仪
• 3.3.3 联用技术
• 3.3.4 商品离子淌度谱仪器
• 3.4 离子淌度谱法的应用
• 3.4.1 在爆炸物、毒品、化学战剂方面的应用
• 3.4.2 环境监测中的应用
• 3.4.3 生物样品方面的应用
• 3.5 国内离子淌度谱技术的发展
• 参考文献
• 第四章 离子淌度谱仪装置的研制
• 4.1 电晕放电电离源
• 4.2 漂移电场
• 4.3 气路及其他辅助装置
• 4.4 研制的离子淌度谱仪的操作
• 4.5 离子淌度谱仪装置的测试
• 4.5.1 操作条件的优化
• 4.5.2 实际样品的初步测试
• 小结
• 参考文献
• 摘要
• Abstract
• 作者简历
• 致谢