[發(fā)明專利]一種基于離子吹掃型膜進(jìn)樣的離子遷移譜儀

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210555933.8
• 申請日: 2012-12-19
• 公開（公告）號: CN103887143A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李海洋;周慶華;陳創(chuàng);程沙沙;梁茜茜;彭麗英
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類號: H01J49/26
• 分類號: H01J49/26;H01J49/02;G01N27/64
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于離子吹掃型膜進(jìn)樣的離子遷移譜儀，有效地提高膜進(jìn)樣裝置對樣品的透過率和透過速度以及儀器的響應(yīng)速度和靈敏度。

背景技術(shù)

離子遷移譜（Ion?Mobility?Spectrometry，IMS）技術(shù)是20世紀(jì)70年代出現(xiàn)的一種分離檢測技術(shù)，與質(zhì)譜、色譜等傳統(tǒng)技術(shù)相比，其具有結(jié)構(gòu)簡單、靈敏度高、分析速度快等特點(diǎn)，適于現(xiàn)場使用。離子遷移譜儀主要由離子源、離子門、遷移區(qū)和檢測器組成。離子源使樣品分子、N₂、O₂和水蒸氣電離，產(chǎn)生的離子很容易與分子發(fā)生離子分子反應(yīng)，得到多種產(chǎn)物離子。離子在電場的驅(qū)使下通過周期性開啟的離子門進(jìn)入遷移區(qū)，與逆流的中性漂氣分子不斷地碰撞，由于這些離子在電場中具有不同的遷移速率，使得不同的離子得到分離，先后到達(dá)檢測器。

膜進(jìn)樣裝置為離子遷移譜提供了一種直接、連續(xù)的進(jìn)樣方式，推進(jìn)了離子遷移譜在連續(xù)在線監(jiān)測領(lǐng)域中的應(yīng)用。同時，由于半透膜的存在，可有效地防止顆粒物和水蒸氣進(jìn)入離子遷移譜，達(dá)到了部分消除干擾的效果。一般情況下，樣品分子透過半透膜后需在載氣的作用下離開膜表面，然而小流速的載氣不能及時帶走膜表面的樣品分子，從而導(dǎo)致膜內(nèi)外側(cè)的樣品濃差逐漸減小，降低了樣品的透過率和透過速度；過大流速的載氣則會對樣品起著稀釋作用，從而降低儀器的靈敏度。

由此，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種基于離子吹掃型膜進(jìn)樣的離子遷移譜儀。樣品以分子的形式透過半透膜，在反應(yīng)離子的吹掃作用下，分子在膜表面發(fā)生電離；在膜進(jìn)樣裝置前后電場與載氣的共同作用下離子迅速離開膜表面，提高了膜內(nèi)外兩側(cè)的樣品濃差，從而提高樣品在膜進(jìn)樣裝置中的透過率和透過速度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于離子吹掃型膜進(jìn)樣的離子遷移譜儀。

一種基于離子吹掃型膜進(jìn)樣的離子遷移譜儀，包括膜進(jìn)樣裝置和離子遷移譜，離子遷移譜包括依次排布的電離源、電離反應(yīng)區(qū)、離子門、離子遷移區(qū)、柵網(wǎng)、離子接收極。

膜進(jìn)樣裝置為一端開口、另一端密閉的箱體，箱體的開口端設(shè)置有半透膜，箱體上設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口，箱體的開口端置于離子遷移譜的電離反應(yīng)區(qū)；半透膜將箱體的內(nèi)部腔室與離子遷移譜的電離反應(yīng)區(qū)分隔開，使它們互不連通；電離源作用下生成的反應(yīng)離子吹掃暴露于電離反應(yīng)區(qū)的膜表面，使樣品分子在膜表面上發(fā)生電離。

電離反應(yīng)區(qū)包括二個以上的電極環(huán)，膜進(jìn)樣裝置設(shè)置于兩個電極環(huán)之間，兩個電極環(huán)分別通過導(dǎo)線接外界直流電壓。

膜進(jìn)樣裝置中的半透膜為平面或管狀的硅橡膠膜。

電離源為放射性電離源或光電離源或放電電離源。

當(dāng)電離源為光電離源時，于載氣中加入摻雜劑用于產(chǎn)生反應(yīng)離子。

摻雜劑為丙酮、乙醇、甲苯。

箱體的進(jìn)氣口通過管路與樣品氣氣源相連，箱體的出氣口放空或通過管路接收集瓶。

于箱體的進(jìn)氣口或出氣口處設(shè)有采樣泵。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

電離源作用下生成的反應(yīng)離子吹掃暴露于電離反應(yīng)區(qū)的膜表面，使樣品分子在膜表面上即被電離，生成的離子在電場和載氣的共同作用下迅速離開膜表面，保持了膜兩側(cè)的最大樣品濃差，提高膜進(jìn)樣裝置對樣品的透過率和透過速度，從而提高儀器的靈敏度和響應(yīng)速度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明采用平面膜時的3種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明采用管狀膜時的2種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為放射性電離源結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為光電離源結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為放電電離源結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了一種基于離子吹掃型膜進(jìn)樣的離子遷移譜儀。

膜進(jìn)樣裝置為一端開口、另一端密閉的箱體，箱體的開口端設(shè)置有半透膜，箱體上設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口，箱體的開口端置于離子遷移譜的電離反應(yīng)區(qū)；半透膜將箱體的內(nèi)部腔室與離子遷移譜的電離反應(yīng)區(qū)分隔開，使它們互不連通；電離源作用下生成的反應(yīng)離子吹掃暴露于電離反應(yīng)區(qū)的膜表面，使樣品分子在膜表面上發(fā)生電離。

電離反應(yīng)區(qū)包括二個以上的電極環(huán)，膜進(jìn)樣裝置設(shè)置于兩個電極環(huán)之間，兩個電極環(huán)分別通過導(dǎo)線接外界直流電壓。

膜進(jìn)樣裝置中的半透膜為平面或管狀的硅橡膠膜。

電離源為放射性電離源或光電離源或放電電離源。

當(dāng)電離源為光電離源時，于載氣中加入摻雜劑用于產(chǎn)生反應(yīng)離子。

摻雜劑為丙酮、乙醇、甲苯。

箱體的進(jìn)氣口通過管路與樣品氣氣源相連，箱體的出氣口放空或通過管路接收集瓶。