理論模擬和實驗對照研究幅值掃描ac對離子阱質譜性能的影響

王偉民，靳留雨，徐福興，丁傳凡

(寧波大學，浙江省先進質譜技術與分子檢測重點實驗室，質譜技術與應用研究院，材料科學與化學工程學院，浙江 寧波 315211)

離子阱質譜因優異的靈敏度，相對較高的操作氣壓，可以進行時間上的串級質譜分析，并且具有易于小型化等優點，成為質譜大家族中極具特色的質量分析器，廣泛應用于科研、軍工、航天、生命科學等領域。離子阱質譜的發展可以分為4個階段：第1階段為質量選擇性檢測(mass-selective detection)。1953年，Paul和Dehmelt教授[1]首次提出利用三維雙曲面離子阱囚禁帶電粒子，并因此獲得了1989年的諾貝爾物理學獎。第2階段為質量選擇存儲(mass-selective storage)，Dawson和Whetten等[2]通過在阱的端蓋電壓上加載周期性的脈沖電壓實現離子的激發出阱，離子阱開始發展成為真正意義上的質譜儀，但是該離子阱質譜需要確保只有單個質量離子進入阱中分析。第3階段為質量選擇激發(mass-selective ejection)。George Stafford，Kelly等[3-4]發展了質量選擇不穩定檢測模式，通過掃描射頻電壓，離子從阱中按照質量順序從低到高激發出阱，質量對離子信號強度形成了質譜圖。第4階段為離子阱質譜的小型化(miniaturization)。Cooks教授課題組[5]發展了圓柱離子阱、矩形離子阱質量分析器等；Austin教授[6]發展了環形離子阱；Schwartz等[7]發展了雙曲面線性離子阱；Ding等[8-9]發展了PCB離子阱、三角離子阱等，這一系列性能優異的小型化離子阱質量分析器，不僅克服了傳統三維離子阱分析器難以加工的缺點，而且進一步降低了成本、簡化了操作，實現了小型化。

通過在離子阱的徑向或軸向上加載偶極ac(alternating current)電壓，是實現離子阱質量選擇不穩定檢測模式的重要途徑。……