Documento 2014
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Estudio sobre el modelo de colisión iónica en una trampa de iones cuadrupolo
He Muyi Guoxu
Resumen: Iones en movimiento y neutros en una trampa de iones Las moléculas del gas portador chocan e intercambian energía, lo que hace que los iones se "enfríen", es decir, la amplitud de su movimiento disminuye. La detección y el análisis de este proceso de descomposición es muy importante para obtener propiedades de la muestra, como la masa de iones y el área de la sección transversal de la reacción de iones. La tecnología de detección basada en este principio se utiliza ampliamente en instrumentos como FT-ICR [1]. Las teorías actuales para estudiar el mecanismo de colisión de iones incluyen principalmente el modelo de colisión de Langevin [2] y el modelo de colisión de esfera dura [3], los cuales tienen ciertas limitaciones. Este trabajo presenta un modelo de colisión híbrido basado en una trampa de iones cuadrupolo, que combina efectivamente las características teóricas del modelo de colisión de Langevin y el modelo de colisión de esfera dura, permitiendo que el modelo describa de manera razonable y precisa la atenuación de iones en el proceso de trampa de iones. Se utilizó el método promedio para resolver las ecuaciones diferenciales de movimiento del modelo de colisión de Langevin, el modelo de colisión de esfera dura y el modelo de colisión híbrida, y se obtuvieron las trayectorias teóricas de atenuación de iones de los tres modelos. Mediante la comparación de trayectorias, se puede obtener el impacto de diferentes modelos en el proceso de atenuación de iones. Para verificar la racionalidad del modelo híbrido, se realizó un experimento de simulación de trayectoria iónica basado en Matlab y se realizó un ajuste de curva teórica en los datos de simulación. Las condiciones de simulación son: se aplica un voltaje de RF con una frecuencia de MHz a una trampa de iones lineal con un tamaño geométrico de 5 × 5 mm, un grado de vacío de 65438 ± 0 mTorr, un gas portador tampón de helio y angiotensina II ( tamaño del ion r0 = 0,883 nm, relación masa-carga m/z = 523), la posición inicial del ion está a 4 mm del centro del subpozo y el tiempo de simulación es de 100 ms. Los resultados preliminares de q son. de la siguiente manera: en la etapa inicial de la desintegración (antes de 53 ms), la colisión de iones es principalmente una colisión de bola dura, la desintegración posterior está dominada por la colisión de Langevin, es decir, los iones en diferentes posiciones en la trampa de iones chocan de manera diferente debido a diferentes Los iones de alta energía son propensos a colisiones duras con bolas y viceversa. El modelo tradicional no puede describir todo el proceso de esta atenuación, pero el modelo híbrido refleja razonablemente los cambios entre diferentes modelos. El experimento de simulación de trayectoria iónica verificó esta conclusión (imagen). Se utilizaron los modelos de Langevin, esfera dura y teoría mixta para ajustar los resultados de la simulación, y R~2 fueron 0,7447, 0,988l y 0,995438+02 respectivamente, es decir, el modelo mixto puede describir mejor los resultados de la simulación. Por otro lado, las propiedades de los iones de muestra también afectan su proceso de descomposición. El proceso de atenuación de iones de muestra con alto número de masa y gran radio está dominado por la colisión de bolas duras y viceversa, el proceso de atenuación está dominado por la colisión de Langevin. Factores como el tipo de gas portador, la temperatura, el grado de vacío y el tamaño de la trampa de iones también afectan el modelo de colisión de iones en diversos grados. Los resultados anteriores muestran que el modelo híbrido puede representar razonablemente el proceso de desintegración de iones que no puede describirse mediante un modelo único. Al analizar el proceso de atenuación del modelo de mezcla, se puede obtener la información de masa y tamaño de la muestra, lo que ayuda a mejorar el efecto de detección de la espectrometría de masas con trampa de iones.
Gracias por verlo y descargarlo a tiempo.