[發(fā)明專利]離子遷移率譜儀

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210011498.2
• 申請(qǐng)日: 2012-01-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102543646A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張偉;顏毅堅(jiān);馬軍;徐翔;劉立秋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢矽感科技有限公司
• 主分類號(hào): H01J49/00
• 分類號(hào): H01J49/00;G01N27/62
• 代理公司: 深圳市中原力和專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 44289
• 代理人: 曹撫全;王英鴻

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及離子遷移技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種離子遷移率譜儀。

背景技術(shù)

每一種分子，尤其是有機(jī)分子都有其獨(dú)特的尺寸、分子結(jié)構(gòu)形狀以及電荷比。因此，離子化后的分子在電場(chǎng)、或電磁混合場(chǎng)中被加速，因受逆向遷移氣體（緩沖氣體）碰撞，離子化后的分子會(huì)以某一特定速率勻速直線或圓周運(yùn)動(dòng)，該速率可測(cè)量。依據(jù)該可測(cè)量的速率計(jì)算出相應(yīng)分子其相應(yīng)的遷移率，反過(guò)來(lái)再依據(jù)不同分子的遷移率就能夠確定分子的種類。

離子遷移率譜儀（IMS?，Ion?Mobility?Spectrometer）就是這樣一種利用離子遷移具有特定遷移率的原理來(lái)檢測(cè)給定樣品分子的儀器。近年來(lái)，隨著食品安全檢測(cè)、反恐爆炸物質(zhì)檢測(cè)需求的加大，離子遷移率譜儀得到了廣泛應(yīng)用。

如圖1所示，現(xiàn)有的離子遷移率譜儀包括：用于獲取樣品分子的進(jìn)樣機(jī)構(gòu)（圖中未示）、遷移管11、放大器12、A/D采樣器13、數(shù)據(jù)處理單元14、顯示單元15和數(shù)據(jù)庫(kù)16。

其中，遷移管11，由離子門(mén)113劃分成離化區(qū)112和遷移區(qū)114兩部分，離化區(qū)112也稱為反應(yīng)室。離化區(qū)112中設(shè)有離子源（圖中未標(biāo)示）、遷移氣體出口116和被檢測(cè)物樣品分子入口120，遷移區(qū)114中設(shè)有遷移氣體入口118和Faraday探測(cè)器115。

被檢測(cè)物在進(jìn)樣機(jī)構(gòu)中被加熱，其氣化后的樣品分子從被檢測(cè)物樣品分子入口120由載氣帶入到遷移管11的離化區(qū)112，在離子源作用下發(fā)生一系列化學(xué)電離反應(yīng)后，生成產(chǎn)物離子，并經(jīng)過(guò)周期性開(kāi)啟的離子門(mén)進(jìn)入遷移區(qū)114，遷移區(qū)114內(nèi)設(shè)有均勻電場(chǎng)，產(chǎn)物離子一方面從電場(chǎng)中獲得能量作定向遷移，另一方面與逆向流動(dòng)的中性遷移氣體分子不斷碰撞而損失能量，于是宏觀上形成了沿電場(chǎng)方向的遷移速度。由于不同的產(chǎn)物離子，其質(zhì)量、所帶電荷、碰撞截面和分子空間結(jié)構(gòu)各不相同，因此，在電場(chǎng)中不同的產(chǎn)物離子其遷移速度都不同，其到達(dá)Faraday探測(cè)器115上的時(shí)間也不同，所以，我們通過(guò)計(jì)算離子的遷移率，就能夠?qū)Σ煌奈镔|(zhì)進(jìn)行識(shí)別。

當(dāng)Faraday探測(cè)器115探測(cè)到離子電流后，經(jīng)與Faraday探測(cè)器115連接的放大器12將微小的電流信號(hào)（pA~nA級(jí)）放大，并輸出給A/D采樣器13，A/D采樣器13將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)再輸出給數(shù)據(jù)處理單元14，數(shù)據(jù)處理單元14計(jì)算出樣品分子的離子遷移率，并形成樣品分子的離子遷移譜，之后，與數(shù)據(jù)庫(kù)16中保存的已知物質(zhì)離子遷移譜進(jìn)行對(duì)比，若有一致的離子遷移譜，則通過(guò)顯示單元15進(jìn)行報(bào)警，若沒(méi)有一致的離子遷移譜，也通過(guò)顯示單元15告知。

本申請(qǐng)人申請(qǐng)的中國(guó)專利201110212235.3離子遷移譜儀，也給出了一種新型離子遷移率譜儀結(jié)構(gòu)，對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的離子遷移率譜儀進(jìn)行了很多技術(shù)改進(jìn)。

但是，上述所有離子遷移率譜儀，其遷移管都只有一個(gè)，當(dāng)檢測(cè)完一種被檢測(cè)物后，因被檢測(cè)物離子在遷移管中存有殘留，需要對(duì)該遷移管進(jìn)行清潔，然后再檢測(cè)另外一種被檢測(cè)物。離子遷移管的清潔一般采用吹入干凈空氣將遷移管中殘留的被檢測(cè)物帶走的方法，其目的是防止殘留的被檢測(cè)物影響下一被檢測(cè)物的檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性。實(shí)踐中，對(duì)遷移管的清潔一般需要20分鐘左右，不能滿足快速、連續(xù)檢測(cè)多種不同被檢測(cè)物的需求。

發(fā)明內(nèi)容

為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種離子遷移率譜儀，使其可以快速、連續(xù)檢測(cè)多種不同的被檢測(cè)物。

于是，本發(fā)明提供了一種離子遷移率譜儀，包括用于獲取樣品分子的進(jìn)行機(jī)構(gòu)、用于探測(cè)離子電流的Faraday探測(cè)器、以及至少兩個(gè)遷移管，每個(gè)遷移管均與進(jìn)樣機(jī)構(gòu)連接，F(xiàn)araday探測(cè)器設(shè)置在每個(gè)遷移管上。

其中，在離子遷移率譜儀上設(shè)有用于選擇使用哪個(gè)遷移管的按鈕開(kāi)關(guān)。

本發(fā)明所述離子遷移率譜儀，通過(guò)設(shè)置兩個(gè)以上遷移管，使得當(dāng)一遷移管或者多個(gè)檢測(cè)管進(jìn)行清潔時(shí)，可以繼續(xù)使用其他清潔的遷移管進(jìn)行不同被檢測(cè)物的檢測(cè)，達(dá)到使用一臺(tái)離子遷移率譜儀可以快速、連續(xù)檢測(cè)多種不同被檢測(cè)物的目的，提高檢測(cè)效率。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中離子遷移率譜儀結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)施例所述離子遷移率譜儀結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面，結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。