基于电喷雾质谱分析的离子源的研究

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1、学号：S15030340基于电喷雾质谱分析的离子源的研究硕士学位论文基于电喷雾质谱分析的离子源的研究王金纯研究生姓名：王金纯学科、专业：机械工程二○一八年三月分类号：TN843密级：公开UDC：编号：基于电喷雾质谱分析的离子源的研究STUDYINGIONSOURCEBASEDONELECTROSPRAYIONIZATIONMASSSPECTROMETRY学位授予单位及代码：长春理工大学（10186）学科专业名称及代码：机械工程（080200）研究方向：精密与超精密加工技术申请学位级别：硕士指导教师：张心明研究生：王金纯论文起止时间：2016.10—2018.03摘

2、要电喷雾离子源具有产生多电荷离子和无碎片离子的特点，被认为是最具潜力的质谱分析的离子源之一。为了提高电喷雾离子源的离子化效率和离子传输效率，克服由大气压下电喷雾产生的离子传输到处于高真空环境的质谱仪中的低传输率问题，研制出稳定、高效的离子源至关重要。本学位论文基于电喷雾质谱分析原理设计并制作出一种离子聚焦装置——离子锥透镜。在流场动力学和电动力学的理论指导下，通过在离子锥透镜上施加直流电压和射频电压来提高离子的传输效率。本文的主要研究内容如下：研究了电喷雾离子源产生气相离子的机理，发现电喷雾的离子传输效率是限制离子源性能的关键性因素，因此提出了一种离子锥透镜的设计

3、方案，解决电喷雾离子源低传输率问题。首先研究了离子在离子锥透镜下传输的数学模型和离子在离子锥透镜内部的电场分析；进行了离子锥透镜的研制以及电喷雾实验平台的搭建，并使用搭建的实验平台对电喷雾产生的滴状模式、微滴模式、锥射流模式以及多射流模式进行观察。其次通过改变施加在喷针上的电压，利血平溶液的流速，毛细管的加热温度，喷针与加热毛细管的距离对离子锥透镜的性能进行研究。最后将研制的离子锥透镜与飞行时间质谱仪联用，使用质谱分析方法对离子锥透镜的性能进行检测。测试结果表明，本文所设计的离子锥透镜可使质谱分析得到的离子强度提高4.9倍。关键词：电喷雾质谱分析电喷雾离子源离子锥

4、透镜SIMIONIAbstractElectrosprayionsources(ESI-MS)areconsideredtobeoneofthemostpotentialionsourcesformassspectrometricanalysiswiththecharacteristicsofmultichargedionsandnonfragmentationions.Inordertoimprovetheelectrosprayionizationefficiencyandiontransportefficiency,overcomebyiontranspor

5、tunderatmosphericpressureelectrospraymassspectrometrytoproduceinahighvacuumenvironmentinthelowtransmissionrate,vitaldevelopedstableandefficientionsource.Basedontheprincipleofelectrosprayionizationmassspectrometry,akindofionfocusingdevice,ionlens,isdesignedandproducedinthisdissertation

6、.Undertheguidanceofthetheoryofflowfielddynamicsandelectrodynamics,wecanchangetheiontransmissionefficiencybyapplyingDCvoltageandRFvoltageontheionlens.Themaincontentsofthispaperareasfollows:Studyonmechanismofproducinggasphaseionsbyelectrosprayionsource.Itisfoundthattheiontransporteffici

7、encyofelectrosprayisthekeyfactorlimitingtheperformanceofionsource.Therefore,adesignschemeofionlensisputforwardtosolvetheproblemoflowtransmissionrateofelectrosprayionsource.Themathematicalmodelofiontransmissionundertheionlensandtheanalysisoftheelectricfieldintheionlensarestudied.Thedev

8、elopm