圆弧形电极离子阱质量分析器的理论模拟.pdf

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1、第35卷第3期质谱学报Vo1．35No．32014年5月JournalofChineseMassSpectrometrySocietyMay2014圆弧形电极离子阱质量分析器的理论模拟张众壶，李翠萍，黄启斌，李宝强，李志军，张琳(国民核生化灾害防护国家重点实验室，北京102205)摘要：为了给圆弧形电极离子阱质量分析器的实验研究提供可靠的科学依据，本工作从理论上研究了一种由不同半径的圆弧形电极所组成的线性离子阱。使用SIMION和AXSIM软件对设计的线性离子阱进行计算模拟。通过分析电极半径及其比例与离子阱内的电场分布关系，各种多极场成分分布、离子阱内离子运动轨迹、质谱峰形状、分辨率

2、及离子逐出效率等，得到了圆弧形电极所组成的线性离子阱的优化结构。关键词：线性离子阱；圆弧形电极；理论模拟；质量分辨力中图分类号：O657．63文献标志码：A文章编号：1004—2997(2014)03—0244—06doi：10．7538／zpxb．2014．35．03．0244TheoreticalSimulationsofanArc—ShapedElectrodeIonTrapMassAnalyzerZHANGZhong—yao，IdCui—ping，HUANGQi—bin，LIBao—qiang，LIZhi—jun，ZHANGLin(StateKeyLaboratoryoJ’N

3、BCProtectionforCivilian，Beijing102205，China)Abstract：Inordertoprovideareliablescientificbasisforfurtherexperimentalstudy，thispaperpresentsatheoreticalstudyofalineariontrapcomposedofarc—shapedelectrodeswithdifferentradii．SoftwareSIMIONandAXsIMwereusedtocalculateandsimulatethearc～shapedelectrodei

4、ontrap(AEIT)．ByanalyzingtherelationshipbetweentheelectricfieldandtheratiooftheradiioftheAEIT，higherordermultipolefieldsdistribution，iontrajec—toriesintheiontrap，shapesofmassspectrometrypeak，resolutionandionejectefficiency，AEITswithbetterperformancewereseparatedwithothers．Keywords：lineariontrap；

5、arc—shapedelectrode；theoreticalsimulation；massresolution近年来，质谱仪器中的质量分析器发展迅曲面结构，机械加工难度大、成本高。近年来，相速，而离子阱质量分析器由于其结构简单、真空继出现了很多简化电极形状的离子阱结构，如要求低、价格较为低廉、装配容易且能够实现多Cooks提出的圆柱形离子阱和矩形离子阱l6。]，级质谱串联等优点而成为研究的热点l_1剖。常见其结构均以．72和Y轴中心对称。对这种中心对的离子阱一般分为三维离子阱(Paul离子阱)[43称离子阱的理论研究众多l_8。，如普渡大学和二维离子阱(线性离子阱)l5]，两者均采

6、用了双Ouyang等口使用了自己编制的ITSIM软件对收稿日期：2013-11—26；修回日期：201402—26基金项目：国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2011CB706900)资助作者简介：张众毒(1989~)，男(汉族)，山西岢岚人，硕士研究生，环境工程专业。E—mail：thuzzy@163．corn通信作者：李翠萍(1966～)，女(汉族)，山西五寨人，高级工程师，从事质谱仪器研究。Email：cuipingli86@126．corn第3期张众壶等：圆弧形电极离子阱质量分析器的理论模拟245端电极为平板电极、环电极为圆柱电极的圆柱形离子阱进行了计算机模拟，并提

7、出了“一10”理论。Tallapragada等口“]建立了2个轴对称的离子阱模型进行模拟研究，即SRIT(环电极台阶面离子阱)和SEIT(端盖电极台阶面离子阱)，其结果表明，少量的正多极场可以提高离子阱性能。前人的研究工作通常是用更改场半径比例的方法对离子阱的多极场进行平衡_1。。离子阱内的四极场和各种多极场成分的分布对离子阱性能有关键性的影响。由于非双曲面电极的离子阱在四极场成分外会引入多极场图1离子阱结构模型和电源连接方式Fig．1COnfjgurat