质谱仪器研制专辑分享二——用于低质荷比离子传输的射频四极杆导向装置的研制

近日，《质谱学报》出版了由复旦大学杨芃原教授组织，全国多家质谱研制相关课题组参与撰写的“质谱仪器研制专辑”，专辑主要包含四极杆的离子光学和串联振荡技术;四极杆的导向装置、四极杆质量分辨自动调节技术、三重四极杆仪器开发平台以及三重四极杆质谱分析软件等硬软件技术;双线形离子阱间离子传输技术和静电轨道离子阱离子切向引入技术;小型飞行时间质谱和离子束诊断飞行时间质谱;复合离子源技术和激光后电离技术;以及集成了质谱技术的超宽波段光解离光谱系统和调控纳微尺度分子组装装置的研制等内容。

　　仪器信息网授权对本专辑内容进行转载，以下为系列分享第二期，题为“用于低质荷比离子传输的射频四极杆导向装置的研制”的文章，作者贺飞耀，通讯作者为四川大学段忆翔教授。

　　段忆翔教授，博士生导师，现任四川大学分析仪器研究中心主任，是四川大学分析仪器研究中心的创始人。科技部重大科学仪器设备开发专项项目负责人。自2010年8月回国至今，开发研制了系列激光诱导击穿光谱仪，基于等离子体的便携式光谱仪，质子转移反应质谱仪，离子迁移谱仪等多种分析测试仪器，已申请专利共计80余项，发表SCI论文200余篇。作为项目负责人承担多个国家、省部各种项目。

　　其课题组主要的研究方向有： 新型质谱离子源与质谱技术、激光光谱分析技术、新型生物传感器及光纤传感技术、创新型分析仪器的研发等。

　　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。文章介绍课题组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80mm，杆半径2.6mm，内切圆半径2.25mm，该装置可针对性地实现低质荷比挥发性有机化合物（VOC）离子的聚焦传输。利用SIMION8.1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0.2-0.3Pa时的传输效率最高；当频率为3-4MHz，电压幅值（Vp-p）为500V左右时，对丙酮、甲苯等低质荷比VOCs（< m/z 100）的传输效率接近76%，且离子束直径≤0.7mm。该装置结构简单、成本低、传输效率高，具有潜在的实用价值，有望应用于PTR-TOF MS系统。

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来源：《质谱学报》