[發明專利]一種高場非對稱波形離子遷移譜儀樣品高效電離方法

在審

• 申請號: 201611036618.9
• 申請日: 2016-11-23
• 公開（公告）號: CN108091542A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 李楊;李海洋;趙琨;李京華;陳創;鞠幫玉
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H01J49/10
• 分類號: H01J49/10;G01N27/62
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

一種高場非對稱波形離子遷移譜儀樣品高效電離方法，高場非對稱波形離子遷移譜儀是利用樣品離子自身的遷移率在高電場與低電場下的區別進行離子區分的。將原來既用于載帶樣品進入電離區又用于將電離生成的樣品離子在遷移區橫向傳輸到達檢測區的載氣分成兩路氣源。載氣可根據需要調至所需流量將樣品帶入電離區，而不必兼顧遷移區內樣品離子傳輸需要的大流量傳輸氣，延長了樣品在電離區的停留時間，使得樣品可以充分電離。充分電離后的樣品離子由傳輸氣載帶進入分離區，實行分離后到達檢測區進行檢測。因此本方法在兼顧正、負離子都能檢測的前提下，不采用電場手段既可增加樣品的電離效率，本發明簡單實用，成本低，適用范圍廣。

技術領域

本發明涉及差分式離子遷移譜技術，具體是一種高場非對稱波形離子遷移譜儀樣品高效電離方法。

背景技術

差分式離子遷移譜(Differential Ion Mobility Spectrometry,DMS)，也被稱作高場非對稱波形離子遷移譜(Field-Asymmetric Waveform Ion Mobility Spectrometry，FAIMS)，是一種基于高場和低場作用下離子遷移率的差異進行分離的新型離子遷移譜技術，該方法最早由Gorshkov在1982年提出，直到1990s初期，才由Krylov和Nazarov等人進行了實驗驗證。根據結構的不同可以分為平板式和圓筒式其中平板式離子遷移譜的工作原理主要由電離區、分離區和檢測區構成。平板式DMS的分離區由兩塊平行電極板構成，在其中的一塊平板上加上非對稱波形的射頻電場(Dispersion Voltage，DV)，另一塊接地。

高場非對稱波形離子遷移譜是利用離子遷移率在高低場下的差異進行離子分離的。樣品由載氣帶進入電離區，然后被電離的樣品離子進入遷移區。遷移區一般為兩塊平行的平板。在其中的一塊平板上加上非對稱波形的射頻電場，另一塊接地。在遷移區內離子在高頻電場的作用下會在與載氣方向垂直的方向上做上下震蕩的運動。由于在高低場離子的遷移率不同，在高頻電場的每個周期，離子都會在垂直方向上產生一個位移，最終離子打到極板上而湮滅掉。如果在高頻電場上施加一匹配的補償電壓，抵消離子在非對稱場下產生y方向的位移，使離子能夠通過漂移區，到達檢測極。通過在一定范圍內對補償電壓進行掃描，就可以使得不同樣品離子在特定補償電壓下通過遷移區到達檢測極，實現樣品的檢測。通過施加特定補償電壓達到選擇性檢測樣品的目的。

高場非對稱波形離子遷移譜作為一種大氣壓條件下的分離分析技術，由于具有靈敏度高，檢測速度快，儀器設備簡單以及易于實現在線分析和檢測等優點，已廣泛應用于國土、公共安全領域，如化學戰劑，毒品緝查和爆炸物的現場檢測。近年來，隨著高場非對稱波形離子遷移譜技術的發展，離子遷移譜在生物大分子分析、環境監測以及過程控制等領域也得到了應用，而且范圍還在不斷地擴大。但是目前高場非對稱波形離子遷移譜所用載氣往往既用于載帶樣品進入電離區又用于將電離生成的樣品離子在遷移區橫向傳輸到達檢測區。高場非對稱波形離子遷移譜儀上下極板間距較小，樣品在一定流速下通過電離區時線速度較大，在電離區停留時間較短，電離效率大大降低。

發明內容

本發明的一種高場非對稱波形離子遷移譜儀樣品高效電離方法。

一種高場非對稱波形離子遷移譜儀樣品高效電離方法，高場非對稱波形離子遷移譜儀包括：高場非對稱波形離子遷移譜遷移極板的上極板和下極板，平板狀上極板和下極板平行且相對設置，通過上、下遷移極板上設置的分離電極和接收電極分別于上、下極板之間形成遷移區、檢測區；

樣品由載氣載帶經電離源電離后的離子由載氣與傳輸氣共同載帶進入分離區，實行分離后到達檢測區進行檢測，尾氣及中性分子由廢氣排出。

上極板上的分離電極施加有非對稱射頻電壓與直流補償電壓，下極板上的分離電極接地，形成了高場非對稱波形離子遷移譜的分離區。

高場非對稱波形離子遷移譜遷移極板的上極板和下極板，平行且相對設置用的間隔間距的材料可以是PEEK、不銹鋼、玻璃等具有一定硬度材質。