电子轰击源垂直加速式飞行时间质谱仪的研制

介绍了自制的电子轰击离子源（electron ionization, EI）垂直加速式飞行时间质谱仪（orthogonal acceleration time-of-flight mass spectrometer, Oa-TOF MS）的原理,结构以及初步的实验结果。搭建了电子轰击源垂直加速式飞行时间质谱仪,并得到室内空气成分谱图。结果表明,仪器分辨率优于2 000（full width at half maximum,FWHM）,质量精度优于4×10^-5,可以用于气体成分的快速定性分析。     

单颗粒气溶胶质谱仪自动粒径校正方法

单颗粒气溶胶质谱仪通常采用空气动力学透镜进样,通过测量透镜出口每一个颗粒物的速度来推算颗粒物的空气动力学直径。然而,颗粒物速度受透镜前端压力的影响较大,该压力发生微小变化就会导致颗粒物粒径检测发生偏差。本研究提出一种适用于单颗粒气溶胶质谱仪的自动粒径校正方法,预先记录几组一定透镜前端压力范围内的粒径校准参数,然后根据进样压力的变化,使软件自动通过插值算法拟合相应的粒径校正方程对颗粒物粒径测量值进行校正,从而保证在指定的压力波动范围内粒径测量结果的准确性。实验结果表明,当透镜前端压力在164.92~352.45 Pa范围变化时,该方法对于152~3100 nm颗粒物的测径偏差大部分都在10 nm以内。模拟结果表明,该方法能够保证仪器在海拔8 km范围内粒径测量的准确性,可以应用到所有采用空气动力学进样及激光颗粒物粒径测量的仪器中,能够极大地增加仪器对外界环境的适应性并提高数据结果的可靠性。     

MPEG-4 AAC感知噪声替代算法的研究与改进

针对先进音频编码(AAC)中感知噪声替代(PNS)标准算法在对噪声进行检测时容易造成误判而导致编码音质恶化的问题,提出了一种新的噪声检测算法.该算法利用了噪声频谱比音调频谱更为平坦的特性,设置了帧和比例因子带的双重门限,以对噪声进行精确检测.另外,在PNS模块中加入了预编码模块以进一步提高PNS的编码效率.实验结果表明,与标准算法相比,该算法大大提高了噪声的检测精度,在不增加编码复杂度的同时获得了更高的编码效率.     

轨道阱边缘场效应及其补偿方法的研究

静电轨道阱(Orbitrap)自推出以来已被证明是一款强大的离子分析器,其分辨率受电极结构中边缘场的影响。因此,亟需研究由离子入射孔和外电极间隙共同导致的畸变场对分辨率的影响,并提出边缘场效应的解决方法。本实验利用离子光学仿真软件(SIMION)分别建立了理想、畸变和矫正3种结构模型,以测量不同初始轴向振幅和不同轨道半径对应的轴向振动周期分散来衡量轨道阱可以达到的极限分辨率。通过对比理想模型的实验结果与理论结果,验证了仿真参数选取和离子运动计算方法的可靠性;在畸变模型实验中,探究外电极间隙和离子入射孔导致的边缘场效应引起的离子轴向运动周期分散情况,及其对分辨率产生的影响;在矫正模型实验中证明了可以通过调节2个补偿电极的电压来修正畸变场,从而克服离子入射孔和外电极间隙共同产生的边缘场效应,乃至其他缺陷所引起的场畸变问题,仿真得到轨道阱对m/z 100离子的极限质量分辨率可达2 500 000。     

飞行时间质谱仪国内研究状况及发展趋势

本文介绍飞行时间质谱仪的发展历史,对近二十年来国内飞行时间质谱仪的研制状况做较全面的概述。最后结合国内情况,介绍飞行时间质谱仪为适应不同应用领域研究对象的需要,目前主要的两个发展方向,一个是发展超高分辨、高灵敏度的高档仪器,另一个是发展小型台式仪器。     

单颗粒质谱仪进样装置的设计与模拟

目前,广泛采用空气动力学透镜 喷嘴作为单颗粒质谱仪的进样装置。针对大气环境污染物PM2.5的研究需要,对单颗粒质谱仪进样装置中空气动力学透镜 喷嘴（聚焦颗粒的空气动力学直径在0.3~3 μm范围内）进行优化设计,并选用Fluent软件对颗粒运动进行数值模拟。仿真结果表明：优化设计的进样装置对粒径0.3~3 μm范围的颗粒聚焦效果较好,在距离装置出口24 cm处的颗粒束宽在0.03 mm以内。因此,优化设计的进样装置能满足单颗粒质谱仪对PM2.5颗粒进样聚焦的要求。     

全二维气相色谱-飞行时间质谱法检测两种玫瑰精油成分

建立了全二维气相色谱-飞行时间质谱联用法测定土耳其玫瑰精油和苦水玫瑰精油成分的分析方法.样品经过稀释后进样分析,两种玫瑰精油共计检出501种成分,通过质谱数据库比对后选择正反匹配度均大于800的色谱峰,共有329种成分得到鉴定,两种精油分别鉴定出246和193种成分.329种成分中醇类74种、烯烃类80种、酯类71种、...     

车载生物气溶胶质谱仪用小型化双极质量分析器的设计

生物气溶胶是大气中一类特殊的气溶胶，实时检测与识别生物气溶胶是实现生物预警预报的前提。小型车载生物气溶胶质谱仪对双极飞行时间(TOF)质量分析器的设计提出了要求。本研究基于指数脉冲延时引出技术开展小型TOF设计，结合SIMION 2020软件，模拟了速度分散为峰值800 m/s的高斯分布，空间分散0.3 mm情况下的粒子飞行轨迹。采用粒子群优化算法(PSO)自动优化TOF多组电极电压以及延迟时间。在130 ns延迟时间下，即使是极限的空间分散和能量分散也能实现全质量范围内的分辨率超过500,不同颗粒之间的质量偏差可控制在0.4 u以内。对比模拟分析了方波脉冲延时引出和指数脉冲延时引出对单个颗粒形成离子的分辨率影响，结果表明，指数脉冲延时引出在全质量范围内的分辨率显著优于方波脉冲。实验模拟了在颗粒处于光斑中心以及光斑偏左和偏右0.15 mm的极限情况下，颗粒电离位置对质谱分辨率的影响，结果表明，分辨率存在差异，但仍优于500。通过实际检测黑炭颗粒，小型TOF在全质量范围内可获得500以上的分辨率，能够满足车载生物气溶胶质谱仪的分辨率要求。虽然小型TOF的飞行长度为SPAMS 0525的6...