小型高分辨电子轰击离子源反射式飞行时间质谱仪的研制
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第 40 卷 2012 年 10 月
分析化学 ( FENXI HUAXUE) 仪器装置与实验技术 Chinese Journal of Analytical Chemistry
第 10 期 1616~ 1621
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: / D O I 1 0. 3 7 2 4 S P. J . 1 0 9 6. 2 0 1 2. 2 0 4 0 3
摘
要
带来的干扰问题 ㊂ 本实验自行研制了一种小型高分辨气体分析质谱仪 , 它采用电子轰击离子源反射式飞行时 , / ㊂ 在直接大气压进 FWHM) 实现了 CO 和 N2 的半峰谷分离 ; 在m 仪器分辨率达到 5000( FWHM) z 69 的位置 , ㊂ 使用 ADC 采集时 , 样条件下 , 可以检测到空气中 136 Xe( 含量 7.8 m g/m3 ) 和 80 Kr ( 含量 2.8 m g/m3 ) 仪器的动态范 围为 106 ㊂ 该仪器将作为高端气体质谱仪 , 应用于过程监测在 线 分 析 ㊁ 环境有机挥发物研究㊁ 热分析质谱及催 化反应监测等领域 ㊂ 关键词 气体分析质谱仪 ;电子轰击离子源 ;质量分辨率 ;飞行时间质谱
仪器装置与实验技术
小型高分辨电子轰击离子源反射式飞行时间质谱仪的研制
何 坚*
1 2
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1 引
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1
黄如俊 1
李 刚2
3
唐紫超 2
林水潮 3
( 中科院大连化学物理研究所 ,大连 110623)
( 厦门大学物理与机电学院 , 分析仪器实验室 , 厦门 361005)
( 厦门大学化学化工学院 ,厦门 361005)
( , 德国 Pfeiffer 公 司 ) 其 抽 速 为 67 L/s㊂ 高真空 电离源真空度为 1ˑ 10-5 Pa, 连续进样时电离室 的真空度由进样针阀控制 ㊂ 仪器的真空腔总长 450 mm, 分 析 器 全 长 380 mm, 无场飞行区 200 mm㊂ 分析器及电离源总重量约 11 kg㊂ 仪器进样系统的设计较为简单 , 可以直 接
子初始能量分散对分辨率的影响 ; 双推斥脉冲场有助于减小后头时间的影响 ; 反射镜既可以提高离子有 效飞行距离 , 又可以对空间分散进行补偿 , 是获得高分辨率的重要保证 ㊂ 整个分析器由离子 入射调制区 ㊁ 推斥区 ㊁ 加速区 ㊁ 无场飞行区 ㊁ 反射镜 ㊂具体 和离子检测器 6 个部 分 组 成 ( 图 1 和 图 3) 的实验参数先通 过 计 算 机 反 复 优 化 , 最后再进行 ㊂入射狭缝后面装有一组 实际微调而得到 ( 表 2) 单透镜 , 它的中间 电 极 由 两 片 电 压 独 立 可 调 的 极 片构成 , 不仅对进入狭缝的离子再次聚焦 , 而且可 以调节离子 飞 行 方 向 , 补 偿 装 配 误 差㊂分 析 器 参 数的优化设计只 是 获 得 高 分 辨 的 前 提 条 件 , 在实 际研制过程中还有许多因素会影响仪器的最终分 辨率 ㊂ 如均匀场 的 设 计 与 弥 散 电 场 的 控 制 ㊁ 电源 稳定精度 ㊁ 机械加 工 精 度 与 装 配 精 度 及 离 子 传 输 系统聚焦性能等 ㊂
质荷比 / m z 29 40
分子式 Formula C2 H5 + Ar + C3 H4 + C2 H3 O+ C3 H7 + CO2 + N2 O+ C2 H3 OH+ C3 H8 +
精确质量数 Accuracy mass 29.03860 39.96183 40.03077 43.01786 43.05426 43.98929 44.00050 44.02569 44.06209
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第 10 期
何 坚等 :小型高分辨电子轰击离子源反射式飞行时间质谱仪的研制
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从 50% 峰谷位置分离所需的 最 低 分 辨 率 ㊂ 气 体 分 析 质 谱 仪 的 进 样 方 式 多 为 混 合 进 样 , 如果分辨率不 够, 就很难解决同质量数离子的干扰问题 , 只能通过对其碎片峰或同位 素 峰 进 行 检 测 , 因此容易产生定 性错误和定量误差 ㊂ 从半峰谷分离开 , QMS 很难胜任 ㊂ 飞行时 间 质 谱 仪 ( TOF MS ) 具 有 分 析 速 度 快㊁ 分 辨 率 高㊁ 质量精度高 和质量范围 宽 等 优 点 ㊂ 在 综 合 考 虑 成 本 和 体 积 因 素 的 条 件 下 , TOF MS 是 实 现 这 个 任 务 的 最 佳 选 择 [7~ 9] ㊂ 为此 , 本实验室自行研制了一台小型高分辨 电 子 轰 击 源 飞 行 时 间 质 谱 仪 ㊂ 通 过 对 EI 源 结 构 及 电参数的优化设计 , 不仅提高了离子引出效率 , 而且降低了离子的空间 分 散 ; 质量分析器则采用了离子 垂直引入 ㊁ 双推斥脉冲场 ㊁ 栅网弥散场补偿和二级有网反射镜等多种技术 ㊂ 实现了在仪器腔体总长仅为 / , 45 cm 的条件下 , 在m 质量分辨率达到 3000( Full width at half maximum, FWHM) 实现了 CO 和 z 28 的位置 , N2 的半峰谷分 离 ㊂ 在 直 接 大 气 压 进 样 条 件 下 , 可 以 检 测 到 空 气 中 136 Xe ( 含 量 7.8 m g/m3 ) 和 80 Kr ( 含量 ㊂ 使用 ADC 采集时 , 2.8 mg/m3 ) 仪器的动态范围为 106 ㊂ 本仪器既可以作为高端气体分析质谱仪 , 还可以开 , 发为车载质谱仪和可移动的台式气相色谱 质谱联用仪( GC TOF MS) 因此具有广阔的市场和应用前景 ㊂ 按照表 1 的计算 , 在质量数 28 amu 的 位 置 , 质 量 分 析 器 的 分 辨 率 必 须 达 到 2500, 才 能 将 N2 和 CO
图2 Fig. 2 大气压下毛细管差分进样系统示意图 Schematic graph of capillary differential inlet system
果将直接影响到仪器的分辨本领 ㊂
图3 Fig. 3
EI 源的仿真优化设计图 Simulation result of EI with Simion 3D software
最低分辨 率要求 Minimum Resolution ( FWHM) 807 580 1 1 8 1
714
43
N2 + C2 H4 + N N+
15
2 4 9 6
44
1209
29
C13 O+
8 0 7
2012 04 17 收稿 ; 2012 05 23 接受 本文系中央高校科研业务费 ( No.2010121042) 资助项目 * E mail: jianhe98@ yahoo.cn -
14
精确质量数 Accuracy mass 15.99436 16.01818 16.03077 17.00220 17.02601 27.99437 28.00559 28.03077 29.00263 29.03877
最低分辨 率要求 Minimum Resolution ( FWHM) 672
常用的气体分析质谱仪使用四极 杆 质 谱 作 为 分 析 器 , 分 辨 率 一 般 低 于 300, 无法解决同质量数离子
/ 间质量分析器 ㊂ 仪器腔体总 长 45 cm, 在m 质 量 分 辨 率 达 到 3000 ( Full width at half maximum, z 28 的 位 置 ,
2 实验方法
2. 1 仪器结构 图 1 是自行研制的小型电子轰击源 垂直引入式飞行时间质谱仪结构示意图 ㊂ 它包括 4 个部分 : 进 样针系统 ㊁ 离子源及离子传输系统 ㊁ 质量分析 器 ㊂ 由 抽 速 260 L/s 的 Hipace 300 分 子 泵 ( 德 国 Pfeiffer 公 司) 保证分析器腔内的真空度为 1ˑ 10-5 Pa, 离 子源所在真空腔配有独立的 Hipace 80 分 子 泵
言
范围宽等优点 ㊂ 目前 , 气体分析质谱仪已经应用于石油化工生产 ㊁ 催 化 反 应 及 热 重 气 体 分 析㊁ 标准气体 食品发酵过程气体监测 [4] ㊁ 汽车尾气分析 [5] 和工业废气分析等领域 ㊂ 常用的气体分析质谱仪的质量分析器多采用四极杆质谱 ( QMS) 作为质量分析器 , 例如美国 SRS 公
微调针阀( GW J2, 北 京 川 北 科 技 公 司) 关 闭 时, -
, ㊂ 大气进样 ( 图 1) 也可以采用差分进 样 ( 图 2) 进样毛细管为内径 200~ 300 m m 的 不 锈 钢 管 , 长度 30 cm, 与 KF10 的 三 通 相 连 , 通过抽速为 1 L/s 的机械 泵 使 三 通 内 的 真 空 保 持 在 100 ~ 公司 ) 监 视 其 真 空 度㊂ 在 不 进 样 时, 可以完全 200 Pa㊂ 样品的实际进样量由高真空微调针阀
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分 析 化 学
第 40 卷
子的初始能 量 分 散 , 因 此 EI 源 的 离 子 聚 焦 效 2. 3 质量分析器 飞行时间 质 谱 分 析 器 的 设 计 理 论 已 多 有 报道 [10,11] , 在此不再赘 述 ㊂ 本 实 验 室 自 2002 年 至今已经研 制 了 十 余 台 高 分 辨 飞 行 时 间 质 谱 仪 [12,13] ㊂ 鉴于以 往 的 研 制 经 验 , 本仪器的质量 分析器采用离子垂直引入 ㊁ 双推斥脉冲场和二 级有网反 射 镜 的 设 计 ㊂ 垂 直 引 入 可 以 减 小 离
气体分析质谱仪与其它气体分析仪器相比具有普适性好 ㊁ 定 性 准 确㊁ 灵 敏 度 高㊁ 分析速度快和动态
制备 ㊁ 半导体及镀膜注气排气监测 ㊁ 钢 铁 冶 金 炉 气 分 析㊁ 环 境 有 机 挥 发 物 监 测 [1,2] ㊁ 钻 井 勘 探 气 体 分 析 [3] ㊁ 司的 RGA 系列 ㊁ 英国 Hiden 公司的 CATLAB[4] 和德国 Pfeiffer 公司的 OmniStar 气体分析质谱仪 [3] ㊂ 质量 范围通常为 100~ 300 amu, 分辨率 < 300, 只能实现相差单质量数的气体分离 ㊂ 事实上 , 很多气体的精确 质量 是 非 常 接 近 的 ㊂ 表 1 列 出 的 是 一 些 分 子 量 在 5 0 amu 以 内 常 见 气 体 的 精 确 质 量 , 以及将它们从
表 1 小分子气体 ( 的精确质量表 M W < 50 amu) Table 1 Accuracy mass of low mass gas molecules ( M W < 50 amu)
质荷比 / m z 分子式 Formula O+ 16 NH2 + CH4 + 17 OH+ NH3 + CO+ 28
控制 , 并配有 MPT100 高 真 空 规 ( 德 国 Pheiffer
图1 Fig. 1
小型 EI TOF MS 的结构示意图 -
Schematic graph of miniature EI TOF MS -
关闭针阀 , 使离子源处于极限真空 , 以减少样品污染 ; 在进样时 , 针阀 不 仅 能 准 确 调 节 样 品 进 样 量 , 而且 2. 2 离子源 仪器的 EI 源设计如图 3 所示 , 它主要包括 6 个 部 分 : 推 斥 极 ㊁ 灯 丝㊁ 电 离 室㊁ 引 出 极㊁ 聚焦极和出射 极 ㊂ 采用价廉易得的 G4 型小灯泡灯丝作为电子 发 射 源 , 其 线 径 为 0.1 mm, 并 配 有 上 下 两 组, 可自动切 ㊂ 设 计 时, 电子入射狭 缝 为 1 mm ˑ 2 mm, 电 子 实 际 利 用 率 约 2% ( 实 际 进 入 电 离 室 的 电 子 比 例) 使用 近 30% , 离子最后也能很好地聚焦成平行于推斥板的离子束 ㊂ 由于未采用多极杆碰撞冷却方法降低离 , ㊂ 换 ㊂ 灯丝对地电压 10~ 100 V 可调 ( 即 电 子 能 量) 电 子 发 射 电 流 控 制 在 40~ 500 m A( 通 常 为 120 m A) , Simion 3D 软件对离子源进行仿真优化 ( 图 3) 确定各电极的机械尺寸和电参数 ㊂ 离子引出孔 ㊁ 聚焦极 ㊁ 出射极和分析器入射狭缝的开孔直径分别设计为 3, 3, 2 和 1 mm㊂ 模拟结果表明 , 径向离子引出效率接 可以减小电离源的真空度受到进样压力波动的影响 , 并能承受数倍于大气压的进样 ㊂
分析化学 ( FENXI HUAXUE) 仪器装置与实验技术 Chinese Journal of Analytical Chemistry
第 10 期 1616~ 1621
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摘
要
带来的干扰问题 ㊂ 本实验自行研制了一种小型高分辨气体分析质谱仪 , 它采用电子轰击离子源反射式飞行时 , / ㊂ 在直接大气压进 FWHM) 实现了 CO 和 N2 的半峰谷分离 ; 在m 仪器分辨率达到 5000( FWHM) z 69 的位置 , ㊂ 使用 ADC 采集时 , 样条件下 , 可以检测到空气中 136 Xe( 含量 7.8 m g/m3 ) 和 80 Kr ( 含量 2.8 m g/m3 ) 仪器的动态范 围为 106 ㊂ 该仪器将作为高端气体质谱仪 , 应用于过程监测在 线 分 析 ㊁ 环境有机挥发物研究㊁ 热分析质谱及催 化反应监测等领域 ㊂ 关键词 气体分析质谱仪 ;电子轰击离子源 ;质量分辨率 ;飞行时间质谱
仪器装置与实验技术
小型高分辨电子轰击离子源反射式飞行时间质谱仪的研制
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1 引
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黄如俊 1
李 刚2
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唐紫超 2
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( 中科院大连化学物理研究所 ,大连 110623)
( 厦门大学物理与机电学院 , 分析仪器实验室 , 厦门 361005)
( 厦门大学化学化工学院 ,厦门 361005)
( , 德国 Pfeiffer 公 司 ) 其 抽 速 为 67 L/s㊂ 高真空 电离源真空度为 1ˑ 10-5 Pa, 连续进样时电离室 的真空度由进样针阀控制 ㊂ 仪器的真空腔总长 450 mm, 分 析 器 全 长 380 mm, 无场飞行区 200 mm㊂ 分析器及电离源总重量约 11 kg㊂ 仪器进样系统的设计较为简单 , 可以直 接
子初始能量分散对分辨率的影响 ; 双推斥脉冲场有助于减小后头时间的影响 ; 反射镜既可以提高离子有 效飞行距离 , 又可以对空间分散进行补偿 , 是获得高分辨率的重要保证 ㊂ 整个分析器由离子 入射调制区 ㊁ 推斥区 ㊁ 加速区 ㊁ 无场飞行区 ㊁ 反射镜 ㊂具体 和离子检测器 6 个部 分 组 成 ( 图 1 和 图 3) 的实验参数先通 过 计 算 机 反 复 优 化 , 最后再进行 ㊂入射狭缝后面装有一组 实际微调而得到 ( 表 2) 单透镜 , 它的中间 电 极 由 两 片 电 压 独 立 可 调 的 极 片构成 , 不仅对进入狭缝的离子再次聚焦 , 而且可 以调节离子 飞 行 方 向 , 补 偿 装 配 误 差㊂分 析 器 参 数的优化设计只 是 获 得 高 分 辨 的 前 提 条 件 , 在实 际研制过程中还有许多因素会影响仪器的最终分 辨率 ㊂ 如均匀场 的 设 计 与 弥 散 电 场 的 控 制 ㊁ 电源 稳定精度 ㊁ 机械加 工 精 度 与 装 配 精 度 及 离 子 传 输 系统聚焦性能等 ㊂
质荷比 / m z 29 40
分子式 Formula C2 H5 + Ar + C3 H4 + C2 H3 O+ C3 H7 + CO2 + N2 O+ C2 H3 OH+ C3 H8 +
精确质量数 Accuracy mass 29.03860 39.96183 40.03077 43.01786 43.05426 43.98929 44.00050 44.02569 44.06209
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第 10 期
何 坚等 :小型高分辨电子轰击离子源反射式飞行时间质谱仪的研制
1617
从 50% 峰谷位置分离所需的 最 低 分 辨 率 ㊂ 气 体 分 析 质 谱 仪 的 进 样 方 式 多 为 混 合 进 样 , 如果分辨率不 够, 就很难解决同质量数离子的干扰问题 , 只能通过对其碎片峰或同位 素 峰 进 行 检 测 , 因此容易产生定 性错误和定量误差 ㊂ 从半峰谷分离开 , QMS 很难胜任 ㊂ 飞行时 间 质 谱 仪 ( TOF MS ) 具 有 分 析 速 度 快㊁ 分 辨 率 高㊁ 质量精度高 和质量范围 宽 等 优 点 ㊂ 在 综 合 考 虑 成 本 和 体 积 因 素 的 条 件 下 , TOF MS 是 实 现 这 个 任 务 的 最 佳 选 择 [7~ 9] ㊂ 为此 , 本实验室自行研制了一台小型高分辨 电 子 轰 击 源 飞 行 时 间 质 谱 仪 ㊂ 通 过 对 EI 源 结 构 及 电参数的优化设计 , 不仅提高了离子引出效率 , 而且降低了离子的空间 分 散 ; 质量分析器则采用了离子 垂直引入 ㊁ 双推斥脉冲场 ㊁ 栅网弥散场补偿和二级有网反射镜等多种技术 ㊂ 实现了在仪器腔体总长仅为 / , 45 cm 的条件下 , 在m 质量分辨率达到 3000( Full width at half maximum, FWHM) 实现了 CO 和 z 28 的位置 , N2 的半峰谷分 离 ㊂ 在 直 接 大 气 压 进 样 条 件 下 , 可 以 检 测 到 空 气 中 136 Xe ( 含 量 7.8 m g/m3 ) 和 80 Kr ( 含量 ㊂ 使用 ADC 采集时 , 2.8 mg/m3 ) 仪器的动态范围为 106 ㊂ 本仪器既可以作为高端气体分析质谱仪 , 还可以开 , 发为车载质谱仪和可移动的台式气相色谱 质谱联用仪( GC TOF MS) 因此具有广阔的市场和应用前景 ㊂ 按照表 1 的计算 , 在质量数 28 amu 的 位 置 , 质 量 分 析 器 的 分 辨 率 必 须 达 到 2500, 才 能 将 N2 和 CO
图2 Fig. 2 大气压下毛细管差分进样系统示意图 Schematic graph of capillary differential inlet system
果将直接影响到仪器的分辨本领 ㊂
图3 Fig. 3
EI 源的仿真优化设计图 Simulation result of EI with Simion 3D software
最低分辨 率要求 Minimum Resolution ( FWHM) 807 580 1 1 8 1
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N2 + C2 H4 + N N+
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2 4 9 6
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C13 O+
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2012 04 17 收稿 ; 2012 05 23 接受 本文系中央高校科研业务费 ( No.2010121042) 资助项目 * E mail: jianhe98@ yahoo.cn -
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精确质量数 Accuracy mass 15.99436 16.01818 16.03077 17.00220 17.02601 27.99437 28.00559 28.03077 29.00263 29.03877
最低分辨 率要求 Minimum Resolution ( FWHM) 672
常用的气体分析质谱仪使用四极 杆 质 谱 作 为 分 析 器 , 分 辨 率 一 般 低 于 300, 无法解决同质量数离子
/ 间质量分析器 ㊂ 仪器腔体总 长 45 cm, 在m 质 量 分 辨 率 达 到 3000 ( Full width at half maximum, z 28 的 位 置 ,
2 实验方法
2. 1 仪器结构 图 1 是自行研制的小型电子轰击源 垂直引入式飞行时间质谱仪结构示意图 ㊂ 它包括 4 个部分 : 进 样针系统 ㊁ 离子源及离子传输系统 ㊁ 质量分析 器 ㊂ 由 抽 速 260 L/s 的 Hipace 300 分 子 泵 ( 德 国 Pfeiffer 公 司) 保证分析器腔内的真空度为 1ˑ 10-5 Pa, 离 子源所在真空腔配有独立的 Hipace 80 分 子 泵
言
范围宽等优点 ㊂ 目前 , 气体分析质谱仪已经应用于石油化工生产 ㊁ 催 化 反 应 及 热 重 气 体 分 析㊁ 标准气体 食品发酵过程气体监测 [4] ㊁ 汽车尾气分析 [5] 和工业废气分析等领域 ㊂ 常用的气体分析质谱仪的质量分析器多采用四极杆质谱 ( QMS) 作为质量分析器 , 例如美国 SRS 公
微调针阀( GW J2, 北 京 川 北 科 技 公 司) 关 闭 时, -
, ㊂ 大气进样 ( 图 1) 也可以采用差分进 样 ( 图 2) 进样毛细管为内径 200~ 300 m m 的 不 锈 钢 管 , 长度 30 cm, 与 KF10 的 三 通 相 连 , 通过抽速为 1 L/s 的机械 泵 使 三 通 内 的 真 空 保 持 在 100 ~ 公司 ) 监 视 其 真 空 度㊂ 在 不 进 样 时, 可以完全 200 Pa㊂ 样品的实际进样量由高真空微调针阀
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分 析 化 学
第 40 卷
子的初始能 量 分 散 , 因 此 EI 源 的 离 子 聚 焦 效 2. 3 质量分析器 飞行时间 质 谱 分 析 器 的 设 计 理 论 已 多 有 报道 [10,11] , 在此不再赘 述 ㊂ 本 实 验 室 自 2002 年 至今已经研 制 了 十 余 台 高 分 辨 飞 行 时 间 质 谱 仪 [12,13] ㊂ 鉴于以 往 的 研 制 经 验 , 本仪器的质量 分析器采用离子垂直引入 ㊁ 双推斥脉冲场和二 级有网反 射 镜 的 设 计 ㊂ 垂 直 引 入 可 以 减 小 离
气体分析质谱仪与其它气体分析仪器相比具有普适性好 ㊁ 定 性 准 确㊁ 灵 敏 度 高㊁ 分析速度快和动态
制备 ㊁ 半导体及镀膜注气排气监测 ㊁ 钢 铁 冶 金 炉 气 分 析㊁ 环 境 有 机 挥 发 物 监 测 [1,2] ㊁ 钻 井 勘 探 气 体 分 析 [3] ㊁ 司的 RGA 系列 ㊁ 英国 Hiden 公司的 CATLAB[4] 和德国 Pfeiffer 公司的 OmniStar 气体分析质谱仪 [3] ㊂ 质量 范围通常为 100~ 300 amu, 分辨率 < 300, 只能实现相差单质量数的气体分离 ㊂ 事实上 , 很多气体的精确 质量 是 非 常 接 近 的 ㊂ 表 1 列 出 的 是 一 些 分 子 量 在 5 0 amu 以 内 常 见 气 体 的 精 确 质 量 , 以及将它们从
表 1 小分子气体 ( 的精确质量表 M W < 50 amu) Table 1 Accuracy mass of low mass gas molecules ( M W < 50 amu)
质荷比 / m z 分子式 Formula O+ 16 NH2 + CH4 + 17 OH+ NH3 + CO+ 28
控制 , 并配有 MPT100 高 真 空 规 ( 德 国 Pheiffer
图1 Fig. 1
小型 EI TOF MS 的结构示意图 -
Schematic graph of miniature EI TOF MS -
关闭针阀 , 使离子源处于极限真空 , 以减少样品污染 ; 在进样时 , 针阀 不 仅 能 准 确 调 节 样 品 进 样 量 , 而且 2. 2 离子源 仪器的 EI 源设计如图 3 所示 , 它主要包括 6 个 部 分 : 推 斥 极 ㊁ 灯 丝㊁ 电 离 室㊁ 引 出 极㊁ 聚焦极和出射 极 ㊂ 采用价廉易得的 G4 型小灯泡灯丝作为电子 发 射 源 , 其 线 径 为 0.1 mm, 并 配 有 上 下 两 组, 可自动切 ㊂ 设 计 时, 电子入射狭 缝 为 1 mm ˑ 2 mm, 电 子 实 际 利 用 率 约 2% ( 实 际 进 入 电 离 室 的 电 子 比 例) 使用 近 30% , 离子最后也能很好地聚焦成平行于推斥板的离子束 ㊂ 由于未采用多极杆碰撞冷却方法降低离 , ㊂ 换 ㊂ 灯丝对地电压 10~ 100 V 可调 ( 即 电 子 能 量) 电 子 发 射 电 流 控 制 在 40~ 500 m A( 通 常 为 120 m A) , Simion 3D 软件对离子源进行仿真优化 ( 图 3) 确定各电极的机械尺寸和电参数 ㊂ 离子引出孔 ㊁ 聚焦极 ㊁ 出射极和分析器入射狭缝的开孔直径分别设计为 3, 3, 2 和 1 mm㊂ 模拟结果表明 , 径向离子引出效率接 可以减小电离源的真空度受到进样压力波动的影响 , 并能承受数倍于大气压的进样 ㊂