【摘 要】
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目前,便携式质谱仪在不同领域都有着重要的研究价值,不断推广于食品安全、公共安全、化学战剂检测、临床诊断和毒品检测等领域。相比于实验室大型质谱仪拥有体积小、重量轻、功耗低、现场快速检测、便携性好的特点。大气压接口是质谱仪便携化的关键技术,不仅影响了仪器的体积与功耗,还制约了质谱仪的性能。本文针对便携式质谱仪高性能、便携化的需求,分析了非连续大气压接口存在的问题,设计了非连续亚大气压接口技术,开发了一
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目前,便携式质谱仪在不同领域都有着重要的研究价值,不断推广于食品安全、公共安全、化学战剂检测、临床诊断和毒品检测等领域。相比于实验室大型质谱仪拥有体积小、重量轻、功耗低、现场快速检测、便携性好的特点。大气压接口是质谱仪便携化的关键技术,不仅影响了仪器的体积与功耗,还制约了质谱仪的性能。本文针对便携式质谱仪高性能、便携化的需求,分析了非连续大气压接口存在的问题,设计了非连续亚大气压接口技术,开发了一台基于非连续亚大气压接口的便携式质谱仪。针对便携式质谱仪进样量低的问题,研究了非连续亚大气压接口多重离子注入技术,提高仪器灵敏度。具体包括以下内容:（1）完成了离子源控制系统的硬件与嵌入式软件的设计与实现,为便携式质谱仪实验平台搭建提供支持。（2）设计了非连续亚大气压接口技术,提高了质谱信号的稳定性。（3）开发了一套便携式质谱仪实验平台,包括压亚气压复合型离子源、非连续亚大气压接口、三维离子阱质量分析器、离子检测器和电路控制系统。电喷雾电离源和热解吸电喷雾电离源的亚气压复合离子源,进样方式丰富,适应气体、液体、固体样品的检测。便携式质谱仪的体积为长50 cm×宽45 cm×高20 cm,重量小于18 kg,功耗小于120 W,质量范围为80-1000 amu,单位质量分辨率,质量准确性和稳定性在0.5 amu范围内。（4）开发了非连续亚大气压接口多重离子注入技术,设计了该技术的质谱扫描参数优化方法,对夹管阀开启间隔、冷却射频振幅和夹管阀开启时间等主要参数进行了系统优化,实现了峰值强度11.6倍的提高,信噪比和检查限10倍以上的提升。（5）完成了自制的便携式质谱仪违禁毒品的检测,进行了非连续亚大气压接口的多重离子注入技术的对比实验,灵敏度提高了2倍以上。总之,本文从质谱仪理论出发,探索高性能和高便携化的质谱仪,设计了非连续亚大气压接口技术,开发了一台非连续亚大气压接口的便携式质谱仪,开发了非连续亚大气压接口多重离子注入技术,提高了灵敏度与稳定性,对毒品检测的具有一定的意义。
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