一种轻小型四极杆质谱仪射频电源的研制

四极杆结构是四极杆质谱仪的核心结构，由射频电源分别施加两组高压高频信号进行驱动，利用电场的变化和输入离子的质荷比差异对离子进行筛选。针对四极杆质谱仪小型化的研制需求，以信号调制模块、放大模块、反馈电路和直流模块为基本构型，设计了一种应用于轻小型四极杆质谱仪的射频驱动电源。经实际测试，该电源可以在谐振频率1.33 MHz、扫描频率10 Hz的输入条件下，输出峰 峰值电压最高可达3.33 kV的调幅射频高压信号并驱动四极杆结构，扫描切换时间不高于1 ms。射频电源输出信号稳定、波动小、交直比的波动为0.1%。该射频电源相较于常规的四极杆射频电源具有更高的扫描范围，体积小巧，功耗仅30 W，接口简单，有较高的实用价值。     

用于低质荷比离子传输的射频四极杆导向装置的研制

离子传输系统是质谱仪的重要组成部分,主要作用是将离子高效率地传输到质量分析器。本工作研制了一种用于质子转移反应飞行时间质谱（PTR-TOF MS）系统的射频四极杆离子导向装置,四极杆长80 mm,杆半径2.6 mm,内切圆半径2.25 mm,该装置可针对性地实现低质荷比挥发性有机化合物（VOCs）离子的聚焦传输。利用SIMION 8.1离子光学模拟平台对装置的运行环境进行仿真,然后在自行搭建的测试平台上对装置的工作条件,如气压、频率和电压幅值进行测试。结果表明,仿真和测试结果具有较好的一致性,装置的工作气压范围较宽,在0.2~0.3 Pa时的传输效率最高;当频率为3~4 MHz,电压幅值（V_p-p）为500 V左右时,对丙酮、甲苯等低质荷比VOCs（相似文献   

四极杆离子光学和串联振荡电子学系统

四极杆和飞行时间质谱是液相色谱-质谱（LC/MS）、三重四极杆质谱（QQQ）和四极杆-飞行时间质谱（Q TOF）等质谱仪器中必备的核心部件,也是我国亟待研发的国产化仪器。目前,国内对质谱仪器的研制热情日益高涨,得到了国家相关部门的高度认可和广大研发人员的积极响应。本综述基于作者课题组多年的研制经验,从质谱仪器研发的角度介绍实现离子光学系统和电子学系统的技术原理。首先回顾四极杆的基本原理;然后着重讨论加工和装配精度对提高四极杆分辨率的重要性,以及四极杆尺寸选择对射频电压控制的影响;最后重点介绍四极杆串联振荡电子学系统以及在系统中起关键作用的阻抗匹配,希望能为质谱仪器研制提供参考。     

四极滤质器中离子振荡周期影响因素研究

位于四极滤质器稳定区中的离子,在x、y方向上的振荡幅度近似为周期性变化。取两个相邻最大振幅之间的时间间隔作为离子振荡周期。对于由射频激励信号(正弦波形式)驱动的四极场,离子振荡周期受到射频频率、工作点a、q值等参数的影响。本文通过对四极场中离子运动轨迹的数值分析,发现离子振荡频率随射频频率的变化呈线性关系,随工作点a、q值的变化近似于幂函数关系。     

一种小型四极杆射频电源技术研究

根据四极杆质量分析器的基本原理,设计使用一种小型的射频电源,该电源的频率、电压控制信号均由数字控制板提供,产生交流峰峰值2568Vpp,直流DC±215V附加于四极杆,并与之谐振于2.7648MHz。由于使用了带环形磁芯的变压器,体积小、效率高,电路有取样和反馈,可以长期稳定工作。     

液相色谱-串联质谱法检测反应性代谢物

已有报道一些药物进入体内后在各种代谢酶的作用下转化为反应性代谢物,然后与生物大分子（如蛋白、DNA）共价结合,导致毒性。在药物发现和开发阶段进行反应性代谢物筛查,对上市药物进行反应性代谢物监测已经成为一个重要的研究领域。通常,反应性代谢物具有亲电性,能被小分子亲核试剂（如谷胱甘肽及其衍生物、氰离子、胺类等）体外捕获,采用液相色谱 串联质谱法检测并鉴定这些结合物的结构是研究反应性代谢物的基本方法。本文综述了液相色谱与不同质谱仪联用（三重四极杆、离子阱、四极杆-线性离子阱、高分辨质谱仪）检测反应性代谢产物的方法以及应用进展。     

大气压接口-单四极杆质谱仪的研制

本工作研制一种具有大气压接口的单四极杆质谱仪。该仪器具有三级真空系统,与大气相邻的第一级真空接口基于加热的不锈钢毛细管设计;在第二级真空腔中采用射频高压驱动的方式远距离传输离子;第三级腔体放置四极杆和电子倍增器分离和探测离子,使用自制的控制系统控制仪器。基于此仪器,实现了大气压下电喷雾离子源、介质阻挡放电离子源离子化样品的检测,通过第一级腔体中的源内碰撞诱导解离获得了样品的二级子离子,增强了单四极杆质谱仪的定性能力。该仪器结构简单、成本低,可用于液相色谱-质谱联用分析和原位分析。     

含高阶场成分的四极杆电极系统及其性质

由4根柱状电极组成的四极杆电极系统在射频电源的作用下主要产生以四极电场为主的电场分布。四极电场可以用于离子质量分析、离子存储和离子传输等。理论分析表明,只有用4根双曲面电极组成四极杆电极系统时,才会产生纯四极场分布;在其他情况下,除四极电场外,还可能会产生六极、八极、十二极、二十极等高阶电场成分。本研究用数值计算的方法,分析了用4根不同直径的圆柱形电极组成的四极杆电极系统的电场分布情况和作为质量分析器时的性能。结果表明：当用3根相等直径和1根较大直径的圆柱形电极组成四极杆电极系统时,可以产生除四极电场外的高阶电场分布,其高阶场成分主要有六极场（A₃）、八极场（A₄）、十极场（A₅）、十二极场（A₆）、二十极电场（A₁₀）等;各种高阶场的含量可以通过改变圆柱形电极的直径,或使具有较大直径的圆柱形电极偏转一定的角度加以调节;当四极电场中含有一定量的高阶电场时,仍可获得较好的质量分辨。含高阶场的四极杆电极系统具有较高的离子传输效率和更好的离子串联质谱分析能力,具有潜在的实用价值。     

高效液相色谱检测器——高分辨飞行时间质谱仪的研制

本文研制的质谱仪是具有电喷雾离子源和射频四极杆接口的高分辨飞行时间质谱仪（ESI-QQQ-TOF-MS）。该仪器的特点如下：采用可三维调节、带有加热雾化气的电喷雾源液质联用接口；采用由三组四极杆组成、可有效调制离子束的离子光学系统；采用正负双脉冲推斥和垂直引入方式；采用经优化设计的二级有网反射器。该仪器分辨本领优于11 000（Full Width at Half Maximum, FWHM），质量测定精度优于10×10^-6，最低检测限低于3 fmol/μL。可作为高效液相色谱优良的质谱检测器。     

西门子推出新款高速变频驱动器

西门子能源与自动化公司（SE＆A）通过推出一款8MW变频驱动器（VFD）,使其Robicon Perfect Harmony驱动器在技术上达到新的高度。该款驱动器输出频率为500Hz。     

低频率射频辉光放电的研究

辉光放电电离源可用来检测固态、液态及气态样品,目前主要用于无机固体样品的元素分析和定量检测。本研究将低频率射频辉光放电（Lf-RFGD）与飞行时间质谱仪（TOF MS）联用用于分析液体和气体样品。研究了电离腔真空度、进样管尺寸、辅助气压力、放电频率及电极板压差对电离效率的影响。最优分析条件为：电离腔真空度约30 Pa,进样管长150 mm、内径0.25 mm,辅助气压强约1.0 MPa,放电频率2 MHz,电极板压差约100 V。在此条件下,放电功率约20 W,对液体样品的检出限约0.1 pg、对挥发性样品的检出限约20 mg/m³,检测半峰分辨率约3 000（FWHM）。将Lf-RFGD TOF MS应用于实际药品溶液和挥发性有机物（VOCs）的检测。本仪器对药品溶液的检测灵敏度与常用检测仪器相比无优势,但对挥发性有机物的检测效果较好,为开发低成本的VOCs检测仪器提供了有吸引力的选择。     

从光电容积图中提取脉搏率、呼吸率和心率的新方法

光电容积描记图(PPG)是一种利用光学技术无创检测人体心血管脉搏波的方法。PPG信号来源于MIMIC数据库,它含有许多生理信息。本文提出了将集合经验模态分解(EEMD)、倒谱、快速傅里叶变化和过零点检测相结合的方法,从PPG中可靠地估算脉搏率(PR)、心率(HR)和呼吸频率(RR)。首先,将PPG信号通过EEMD分解为有限个固有模态函数(IMF)。因为EEMD有自适应滤波特性,所以估算不同的生理参数时,可以用不同的IMF分量来重构信号。其次,估算脉搏率时,舍去低频含有伪迹的IMF,再通过过零点检测可以得到瞬时脉搏率。然后,估算心率时,用1 Hz~1.67 Hz(60次/分钟~100次/分钟)的IMF来重构信号,再求倒谱,选取反映心脏活动的频带来得到心率。最后,估算呼吸率时,用0.05 Hz~0.75 Hz(3次/分钟~45次/分钟)的IMF来重构信号,然后对呼吸信号求快速傅里叶变化得到频谱图,寻找频谱图中的峰值得到呼吸率。对来自MIMIC数据库的53个成人PPG信号进行了仿真。仿真结果表明使用该综合信号处理方法提取的生理参数与实际生理参数一致,且该方法有运算量小,精确度高的优点(误差不超过1.17%)。     

极端服役环境下的风电机组塔架结构参数优化研究

以大型风电机组塔架为对象,开展了极端服役环境下的塔架结构参数优化设计研究。采用壁厚分段式线性变化结构对塔架进行描述,介绍了基于BEM理论的风电机组气动载荷分析方法,运用有限元仿真分析塔架结构参数与极限载荷作用下的应力以及结构参数与固有频率的关联特性,采用支持向量机(SVM)方法分别构建了结构参数与应力、固有频率的快速计算模型。以质量最小为目标,强度、固有频率和边界条件为约束对塔架结构参数进行了设计优化,引入遗传算法(GA)进行优化求解。对某2MW风电机组塔架进行实例设计研究,结果表明优化后的塔架质量减小3.5%。      

傅里叶变换表面离化离子迁移率谱仪

表面离化离子迁移率谱仪是一种可用于痕量含氮有机污染物检测的装置,具有灵敏度高、响应快等特点。文中尝试将傅里叶变换技术应用于表面离化离子迁移率谱仪,以提高表面离化离子利用率,从而提高仪器的信噪比。以三乙胺检测为例,比较了线性扫频和步进扫频两种工作模式。结果表明,与传统单周期扫描法相比,傅里叶变换表面离化离子迁移率谱仪的信噪比提高约3～5倍;线性扫频模式有更短的检测周期和较高的信噪比;在相近信噪比条件下,线性扫频模式傅里叶变换离子迁移率谱仪的扫描周期仅是多周期扫描信号平均法用时的1/4,因而更适用于快速检测。     

Simulation of low-vacuum cylindrical ion trap mass spectrometry

Low-vacuum mass spectrometry (MS) is desirable because it reduces the size, weight, cost, and power of the instruments. A method was developed that uses Langevin collision theory to simulate the trajectory of ions in a low-vacuum environment. A low-vacuum simulation platform of cylindrical ion trap MS was then built in COMSOL Multiphysics based on this method. In comparison with the traditional damping force model, this approach described the motion of ions more accurately. The sensitivity and resolution of the instrument were simulated under different operating modes. The adoption of a small mass background gas, a higher frequency for the radio frequency voltage, a smaller ion trap size and a higher temperature allowed mass analysis to be conducted under low vacuum. In addition, the results were applied to experiment measurements, and excellent mass spectra of organic compounds were obtained up to a maximum pressure of 2?Pa, showing the effectiveness of the results obtained from the simulation.     

芴基荧光聚合物材料合成中间体的质谱分析

本文报导了新化合物 2 ,7-双 ( 4,4 ,5 ,5 -四甲基 -1 ,3 ,2二氧杂硼烷 -二基 ) -9,9-二辛基芴的 EI和 ESI的质谱 ,利用质谱 -质谱 ( MS/ MS)分析 ,确认了该谱图中母离子和子离子的关系 ,讨论了其碎裂途径 ,为其结构鉴定提供了依据     

基于离子阱质谱的离子碰撞截面积测量方法研究进展

近年来,随着分子结构分析需求的不断增加,开发离子阱质量分析器测量离子碰撞截面积的方法成为研究热点。该方法能降低仪器复杂度,并且能同时获得高分辨的质量和分子立体结构信息,逐渐成为与离子淌度谱（IMS）互补的测量碰撞截面积的有效手段。目前,已经实现了傅里叶变换离子回旋共振阱（FT ICR）、轨道离子阱（Orbitrap）、四极离子阱（QIT）、静电线性离子阱（ELIT）测量离子碰撞截面积（CCS）。但该项技术仍存在诸多挑战,如分辨率不高、受气压因素影响、无法区分同分异构体等。本文阐述了离子与缓冲气体分子碰撞理论、不同离子阱质谱仪测量碰撞截面积的方法,并总结测量方法的优缺点,展望未来的研究方向。     

分散型固相萃取-气相色谱串联质谱法测定食品中8种芳氧苯氧丙酸酯类除草剂的残留量

建立了大豆、绿茶、大米、胡萝卜、菠菜、豌豆、大蒜、草莓、蜂蜜、猪肉、鱼肉、鸡蛋等12种食品中8种芳氧苯氧丙酸酯类除草剂残留量的分散型固相萃取-气相色谱串联质谱(DSPE-GC-MS/MS)分析方法。样品由含1%冰醋酸的正己烷的饱和乙腈溶液提取,分散型固相萃取法净化,采用气相色谱-串联质谱分时段反应离子监测技术进行测定,外标法定量。所有农药在10~1 000μg.L-1范围内线性良好;方法定量限(LOQ)均低于10μg.kg-1;在10、20、40μg.kg-1三个添加水平下,大豆等12种代表性基质中所有农药的平均回收率均处于70%~120%之间,RSD≤13%;该方法选择性较好,不仅能够用于多种食品基质的残留检测,而且还能较好地解决本底成分相当复杂的大蒜基质极易出现的干扰问题。     

AP1000核电站余热排出热交换器的抗震性能分析

建立了核电站余热排出热交换器的动力模型,通过管梁单元、集中质量单元、弹簧单元及刚性梁连接单元等较准确地模拟了设备结构的动力特征,同时通过等效密度的修正考虑了液体及水动力附加质量的影响.通过反应谱动力分析和等效静力分析方法相结合,综合考虑了低阶模态的动态反应和高阶模态的静态反应,得到了安全停堆地震(SSE)工况下结构内的...