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一种基于数值分析的矩形离子阱仿真优化方法 被引量:3
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作者 陈一 唐飞 王晓浩 《分析化学》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1577-1581,共5页
提出了一种对矩形离子阱进行仿真设计和优化的方法。该方法以数值分析为基础,对离子在矩形离子阱中的运动进行分析,得到相应的离子运动二阶微分方程。然后使用数值分析的Runge-Kutta法,对此二阶微分方程进行求解,可以得到理想状态下离... 提出了一种对矩形离子阱进行仿真设计和优化的方法。该方法以数值分析为基础,对离子在矩形离子阱中的运动进行分析,得到相应的离子运动二阶微分方程。然后使用数值分析的Runge-Kutta法,对此二阶微分方程进行求解,可以得到理想状态下离子在离子阱中稳定的条件,从而完成对矩形离子阱的设计和优化。采用本方法,设计并优化了一种矩形离子阱,质量范围最大为260 amu/e,使用乙醇作为目标样品,紫外灯源作为离子源,法拉第筒作为检测器,对该矩形离子阱进行了质谱实验,成功得到了质谱结果,验证了所提出的数值分析仿真优化方法的实用性和正确性。本方法简单易行,便于修改,针对性强,可对多个参数使用循环遍历的方式来寻找最优值,特别适用于对未知结构或参数的探索研究。以此方法为基础可开发离子运动仿真软件,有很好的应用前景。 展开更多
关键词 矩形离子阱 数值分析 仿真 优化 质谱
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矩形离子阱质量分析过程的数值模拟 被引量:2
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作者 白传易 孙琦 +1 位作者 顾昌鑫 单莉英 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期571-576,共6页
传统的四极离子阱质量分析器中离子的运动可用二阶线性微分方程——Mathieu方程的解来描述。根据Mathieu稳定图所反映的离子运动特性,可实现离子的质谱分析。但Mathieu方程对平板电极的矩形离子阱描述不再准确适用,本文通过数值模拟的方... 传统的四极离子阱质量分析器中离子的运动可用二阶线性微分方程——Mathieu方程的解来描述。根据Mathieu稳定图所反映的离子运动特性,可实现离子的质谱分析。但Mathieu方程对平板电极的矩形离子阱描述不再准确适用,本文通过数值模拟的方法,依次对矩形离子阱质量分析器内电场分布、离子运动轨迹、离子阱的Mathieu稳定图以及标准工作模式下获得的质谱图进行了模拟和分析。 展开更多
关键词 矩形离子阱 质谱分析 数值模拟
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新型三角形电极圆环离子阱的理论模拟研究 被引量:2
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作者 杨海洋 许崇晟 +3 位作者 岳磊 Mikhail Sudakov 潘远江 丁传凡 《分析化学》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期482-488,共7页
圆环离子阱由于其离子储存能力明显优于相同体积下的三维离子阱,近年来被认为是离子阱小型化发展的另一个重要方向。为进一步优化圆环形离子阱的质谱性能,特别是质量分辨能力,本研究提出了一种由三角形电极构建的新型圆环离子阱,它由两... 圆环离子阱由于其离子储存能力明显优于相同体积下的三维离子阱,近年来被认为是离子阱小型化发展的另一个重要方向。为进一步优化圆环形离子阱的质谱性能,特别是质量分辨能力,本研究提出了一种由三角形电极构建的新型圆环离子阱,它由两个完全等同的、截面为三角形的圆环电极及两个大小不等的圆筒型电极所组成,离子通过共振激发方式弹出。通过理论模拟和对电极结构的优化,获得了具有非对称性的三角形电极结构,通过改善圆环结构,优化电场分布,提高了离子引出效率和离子阱的质量分辨能力,其中一种最优化结构的圆环离子阱对m/z 609离子的质量分辨率达到1486。 展开更多
关键词 圆环离子阱 理论模拟 不对称电极 质量分辨 多级场分析
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多边形电极线形离子阱质量分析器的结构与性能 被引量:4
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作者 孙露露 许崇晟 +2 位作者 徐福兴 周振 丁传凡 《分析化学》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期1872-1877,共6页
多边形电极线形离子阱(PeLIT)可以产生四极场为主的电场分布,平衡了质量分辨和电极加工难度之间的关系,电极加工比较简单,同时又可以通过调节电极结构和电场分布实现较好的质量分辨水平。本研究分别从理论模拟仿真和质谱实验两个方面研... 多边形电极线形离子阱(PeLIT)可以产生四极场为主的电场分布,平衡了质量分辨和电极加工难度之间的关系,电极加工比较简单,同时又可以通过调节电极结构和电场分布实现较好的质量分辨水平。本研究分别从理论模拟仿真和质谱实验两个方面研究分析了PeLIT的结构和性能。仿真研究表明,不同结构的多边形电极线形离子阱具有不同的质量分析性能,负十二极场会显著降低其质量分析性能。实验结果表明,使用优化的多边形电极离子阱分析利血平离子(m/z=609),质量分辨率可达到2500以上。同时,多边形电极离子阱具有优良的质量选择激发以及串级质谱分析性能。 展开更多
关键词 线形离子阱 多边形电极 理论仿真 质谱分析 质量分辨
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离子阱中3种软件程序的离子运动轨迹数值模拟对比 被引量:2
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作者 王伟民 徐锐峰 +3 位作者 江游 张谛 徐福兴 丁传凡 《质谱学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期495-503,I0005,共10页
质谱仪器研发周期长、应用成本高,使得数值模拟成为仪器研发、性能优化、实验方案设计的理想选择。目前,离子轨迹模拟软件SIMION、Comsol和Axsim已广泛用于质谱数值模拟和理论研究,对比分析这3种软件对于质量分析器的设计具有重要意义... 质谱仪器研发周期长、应用成本高,使得数值模拟成为仪器研发、性能优化、实验方案设计的理想选择。目前,离子轨迹模拟软件SIMION、Comsol和Axsim已广泛用于质谱数值模拟和理论研究,对比分析这3种软件对于质量分析器的设计具有重要意义。本研究以矩形离子阱质量分析器为研究对象,从图形用户界面和运行平台、电极建模和电场计算、条件定义和程序加载、离子轨迹计算和时间步长选取等方面入手,比较这3种软件的模拟过程和结果。结果表明:3种软件模拟的离子运动轨迹存在偏差,且主要位于离子运动方向转变时,Comsol与SIMION的模拟轨迹偏差最大,Axsim和SIMION模拟的频谱图中谱峰位置差异小于0.1%。SIMION软件适用于复杂质谱装置中离子运动轨迹的理论模拟,但对使用者的物理和编程水平要求较高;Comsol具有最精致的图形用户界面,以及详细的数值模拟模块,但是不具备离子运动轨迹的频谱分析、相位分析等特殊模块,而且封闭的软件程序无法根据具体情况灵活调整,所以只适用于一些简单结构的质谱数值模拟;Axsim具有最专业的质谱中离子运动轨迹分析程序,可以对离子运动的频谱、相位、空间发散、动能发散等参数进行直接分析,能够直观地指导质谱质量分析器的设计,但不具备建模和电场计算模块。本研究有助于加速质谱研究中数值模拟进程,为开发具有自主知识产权的国产质谱数值模拟软件提供参考。 展开更多
关键词 离子阱质谱 数值模拟 离子运动轨迹 软件
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