本文關鍵詞：二維線性離子阱參數(shù)優(yōu)化設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：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 IonTrap），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(jīng)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時序下，對不同質核比的最優(yōu)電壓配置，滿足了本課題的要求，并對其創(chuàng)新點和難點分別做了簡要的描述。
【關鍵詞】：LIT 操作時序 參數(shù)優(yōu)化 SIMION
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH843
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 課題背景及研究意義9-10
• 1.2 國內外發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 國外的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 國內發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.3 本課題主要研究內容12-14
• 第2章 二維線性離子阱質譜14-24
• 2.1 質譜系統(tǒng)及其核心部分的簡介14-15
• 2.2 LIT 的原理和背景15-16
• 2.3 LIT 的幾何結構16-17
• 2.3.1 軸向拋射的 LIT16-17
• 2.3.2 徑向拋射的 LIT17
• 2.4 在 LIT 場內離子的運動17-19
• 2.5 空間電荷效應19-20
• 2.6 射入阱內離子的捕獲效率20-21
• 2.7 LIT 阱的 MS/MS 及分辨率21-22
• 2.8 LIT 的性能指標22-23
• 2.9 本章小結23-24
• 第3章 線性離子阱的 SIMION 建模及電壓配置24-36
• 3.1 SIMION 3D 7.024-28
• 3.1.1 SIMION 離子光學模擬軟件簡介24-25
• 3.1.2 SIMION 應用程序25-27
• 3.1.3 電極的建立27-28
• 3.1.4 SIMION 軟件的模擬原理28
• 3.2 線性離子阱的 SIMION 建模及電壓配置28-35
• 3.2.1 模擬離子源28-29
• 3.2.2 離子聚焦透鏡29-30
• 3.2.3 LIT 質量分析器30-35
• 3.3 本章小結35-36
• 第4章 線性離子阱仿真及結果分析36-69
• 4.1 線性離子阱及仿真平臺36-38
• 4.1.1 線性離子阱形狀分析36-37
• 4.1.2 模型假設37
• 4.1.3 仿真平臺簡介37-38
• 4.2 離子源的仿真過程及結果分析38-42
• 4.2.1 隨機離子程序定義39-40
• 4.2.2 離子源仿真結果分析40-42
• 4.3 離子聚焦透鏡仿真及結果分析42-46
• 4.3.1 離子聚焦透鏡模擬操作43
• 4.3.2 離子聚焦透鏡仿真結果43-46
• 4.4 LIT 質量分析器的模擬仿真及結果46-49
• 4.4.1 三段式線型離子阱質量分析器的電勢分布46
• 4.4.2 LIT 幾種經(jīng)典的操作模式46-49
• 4.5 單質核比的離子模擬仿真49-54
• 4.5.1 單質核比離子操作時序49
• 4.5.2 仿真條件49-50
• 4.5.3 仿真過程及結果分析50-54
• 4.6 不同質核比離子聚焦透鏡的模擬仿真及結果54-67
• 4.6.1 軸向掃出模式54-59
• 4.6.2 徑向掃出模式59-64
• 4.6.3 離子選擇積累技術的仿真64-67
• 4.7 難點及創(chuàng)新點67-68
• 4.8 本章小結68-69
• 結論69-71
• 參考文獻71-75
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果75-77
• 致謝77

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