在质谱仪中，等离子体通常用于电离样品和惰性背景气体。在将血浆中产生的离子发送到确定样品化学成分的质量过滤器中之前，必须将它们聚焦于具有适当小径的光束中。一种聚焦离子的一种方法是使用离子漏斗。聚焦离子是整体设计的关键阶段，因此对漏斗的运营原则有基本的了解很重要。
用离子漏斗改善质量和离子迁移率光谱法
离子漏斗由一堆内径降低的环电极组成。由于RF和DC电势的组合以及背景气体的存在，这些设备可以通过径向限制离子并将其移动到漏斗的狭窄端来聚焦离子束。这样，漏斗可以在离子源和质量过滤器之间传输带有最小离子损耗的离子。
离子漏斗的模拟。
离子漏斗可用于将离子注入四极质量过滤器和离子迁移率光谱仪，使它们能够分离并分析离子气体的混合物。这些设备具有多种应用，例如：
当然，在使用离子漏斗之前，我们需要深入了解其设计和功能。
使用AC/DC和粒子跟踪模块研究离子漏斗
在此示例中，我们分析了结合RF和DC电位的离子漏斗的聚焦效应。该模型包含一组绝缘的环形电极，这些电极暴露于RF电位，并具有相邻的电极偏移。此外，漏斗中还有一个中性的氩气缓冲气体。为了建模离子和中性背景气的相互作用，我们使用碰撞带有an的节点松紧带子节点和蒙特卡洛碰撞设置。
RF电位在径向上限制了离子，而直流偏置将它们引导到日益狭窄的电极上。这两个磁场的叠加使漏斗能够聚焦离子，通过漏斗发送它们，并抵消热分散体和库仑的排斥效应。
为了创建此模型，我们在ComsolMultiphysics®软件中使用三个不同的接口：
- 这静电计算DC字段的接口
- 这电流计算交流场的接口
- 这带电的粒子跟踪通过漏斗模拟离子运动的接口。该界面解释了AC和DC场的相互作用以及气体中中性颗粒的相互作用，尽管由于其密度合适，因此没有考虑离子本身之间的相互作用。
检查仿真结果
离子漏斗的仿真结果表明，正离子通过逐渐的直流偏置成功地从漏斗的较大端转移到窄端。为了将离子保持在漏斗中，交流电压在相邻电极之间保持不相相。如下所示，这导致电极附近的电势梯度非常大。
当时间= 0时，电动力离子漏斗的组合电势。
使用此模型，我们还研究了漏斗中的离子轨迹。这些轨迹表明，离子局限于日益小的面积。由于这种限制，可以将离子有效地运输到另一个设备，例如质量过滤器。
电动力离子漏斗中的阳性离子轨迹。
继续前进，让我们仔细看看位于漏斗狭窄端的离子。当离子沿阳性释放X- 轴，它们变得统一分布在z- 当它们到达漏斗末端时。
这X- 和y- 离子的坐标处的漏斗的狭窄端。在此图中，蓝色指示仍在漏斗中的粒子，红色表示已退出漏斗的粒子。请注意，这些结果可能与前两个图不同，因为碰撞节点使用随机数来决定是否在每个时间步骤发生碰撞。
想尝试这个离子漏斗示例吗？通过下面的按钮访问模型文档和关联的MPH文件。
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