[發明專利]具有帶電材料輸送腔室的離子遷移譜裝置

在審

• 申請號: 201480028334.8
• 申請日: 2014-03-18
• 公開（公告）號: CN105209898A
• 公開（公告）日: 2015-12-30
• 發明（設計）人: B·阿塔曼丘卡;V·邦達連科;V·瑟奇耶夫;H·扎列斯基;D·萊文;M·品尼爾斯基;I·庫貝利克;Q·卞;S·費爾德貝格;D·J·格林;B·博索;A·J·帕特爾
• 申請（專利權）人: 蒙特利爾史密斯安檢儀公司
• 主分類號: G01N27/62
• 分類號: G01N27/62;H01J49/02;H01J49/04
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 李翔;李雪

技術領域

本申請要求于2013年3月18日提交的、名稱為“具有帶電粒子輸送腔室的離子遷移譜(IMS)裝置”、申請號為No.61/802,928的美國臨時申請的權益，本申請通過引用的方式包含了該美國臨時申請的全部。并且，本申請還要求于2013年7月31日提交的、名稱為“具有帶電粒子輸送腔室的離子遷移譜裝置”、申請號為No.61/860,773的美國臨時申請的權益。

背景技術

離子遷移譜(Ionmobilityspectrometry)涉及分析技術，該分析技術被用于分離和識別電離材料，例如，分子和原子。電離材料可以基于暴露于電場的載體緩沖氣體(carrierbuffergas)的遷移率而在氣相下被識別。因此，離子遷移譜(IMS)可以通過使材料電離并測量離子到達探測器的時間而從待檢測的樣品中識別材料。例如，IMS探測器使用了離子輸送腔室，在離子輸送腔室中，電場將電離的材料從腔室的入口驅動至腔室的出口。離子的飛行時間與其自身的遷移率有關，離子的遷移率與電離的材料的質量以及幾何形狀有關。IMS探測器的輸出功率可以通過波峰的高度相比于遷移時間的光譜直觀地描繪出。在一些實施例中，IMS探測器在高溫下(例如，大于100℃(+100℃))運行。在其他實施例中，IMS探測器在無需加熱的情況下運行。IMS探測器可以應用于軍事和安全，例如，檢測藥品、爆炸物等。IMS探測器也可以應用于實驗室分析，例如質譜測量的互補探測技術、液相色譜等。多段式的帶電材料輸送腔室經常會受到限制，包括費用高、裝配復雜、維護頻繁以及可靠性問題。目前還存在其他的基于具有連續導體或內部連續導電涂層的玻璃管或陶瓷管的單片式腔室，它們具有非均勻性和/或不穩定性電阻，這會降低檢測質量。

發明內容

本發明描述的離子探測器組件包括帶電材料輸送腔室(例如，用于電離/反應和/或遷移區)、入口組件以及收集組件。所述帶電材料輸送腔室由大致絕緣材料和/或半導體材料形成。圖案化電阻軌跡設置在所述帶電材料輸送腔室的內部面和外表面中的一者或者兩者上。所述圖案化電阻軌跡設置為連接至電能供應源。所述入口組件和所述收集組件與所述帶電材料輸送腔室流體連通。所述入口組件包括用于接收樣品的入口、用于電離樣品的反應室以及用于控制電離的樣品進入所述帶電材料輸送腔室的門(agate)。所述收集組件包括用于在電離的樣品穿過所述帶電材料輸送腔室后收集電離的樣品的收集盤。

這部分內容用于以簡要的形式介紹本申請的觀點，這種簡要的形式在下文的說明書中將會進行詳細的描述。這部分內容的目的并不是等同于本申請要求的關鍵特征或者必要特征，也不是用于確定本發明的保護范圍。

附圖說明

下文將參考附圖對本發明進行詳細的描述。在說明書和附圖中的不同實施例中，相同的附圖標記可能會代表類似的或者相同的部件。

圖1是與本發明公開的實施例相一致的離子遷移譜(IMS)系統的示意圖，該離子遷移譜系統包括具有圖案化電阻軌跡(apatternedresistivetrace)的遷移腔室，該圖案化電阻軌跡設置在遷移腔室的內表面。

圖2是與本發明公開的實施例相一致的具有圖案化電阻軌跡的遷移腔室的局部立體剖視圖，該圖案化電阻軌跡設置在遷移腔室的內表面。

圖3是與本發明公開的實施例相一致的具有螺旋電阻軌跡(ahelicalresistivetrace)的遷移腔室的局部立體剖視圖，該螺旋電阻軌跡設置在遷移腔室的內表面，圖中以幻影的形式示出了遷移腔室的一部分以說明電阻軌跡的螺旋圖案。

圖4是與本發明公開的實施例相一致的設置在帶電材料輸送室(例如，圖2中示出的遷移腔室)的內表面的電阻軌跡的圖案的示意圖，圖中，電阻軌跡包括大于270°的多匝線圈，所述多匝線圈的方向至少大致垂直于所述帶電材料輸送腔室的縱向軸線，并且電阻軌跡的相鄰線圈通過設置在帶電材料輸送腔室的內表面的跳躍部彼此串聯。

圖5是與本發明公開的實施例相一致的設置在帶電材料輸送室(例如，圖2中示出的遷移腔室)的內表面的電阻軌跡的示意圖，圖中，電阻軌跡包括小于270°的多匝線圈，該多匝線圈的方向至少大致垂直于所述帶電材料輸送腔室的縱向軸線，并且電阻軌跡的相鄰匝通過設置在帶電材料輸送腔室的內表面的跳躍部彼此串聯。

圖6是與本發明公開的實施例相一致的帶電材料輸送腔室的局部剖視圖，該帶電材料輸送腔室具有設置在帶電材料輸送腔室外表面的圖案化電阻軌跡和/或設置在帶電材料輸送腔室內表面的圖案化電阻軌跡。