[發(fā)明專利]一種多脈沖場離子注入壓縮離子遷移管

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111491428.7
• 申請日: 2021-12-08
• 公開（公告）號: CN116246932A
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王衛(wèi)國;倉懷文;黃衛(wèi);張遠智;李海洋
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H01J49/06
• 分類號: H01J49/06
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

本發(fā)明涉及分析儀器中的一種多脈沖場離子注入壓縮離子遷移管，包括絕緣內(nèi)筒，BN離子門，和法拉第盤；BN離子門將絕緣內(nèi)筒分為兩個區(qū)域電離反應(yīng)區(qū)和遷移區(qū)；于遷移區(qū)靠近法拉底盤處設(shè)有漂氣入口，于電離反應(yīng)區(qū)遠離BN離子門一側(cè)設(shè)有氣體出口、靠近BN離子門一側(cè)設(shè)有樣品入口；于BN離子門上開門時施加的電勢U1，電離反應(yīng)區(qū)電場強度為E1，遷移區(qū)電場強度為E2；于電離反應(yīng)區(qū)內(nèi)、距離(離子遷移管軸線方向的距離)BN離子門為L1的位置設(shè)有垂直于離子遷移管軸線方向的金屬柵網(wǎng)作為脈沖離子注入柵網(wǎng)；于脈沖離子注入柵網(wǎng)上施加的電勢為U1+El×L1+P1，于遷移區(qū)內(nèi)、距離(離子遷移管軸線方向的距離)BN離子門為L2的位置設(shè)有垂直于離子遷移管軸線方向的脈沖壓縮金屬柵網(wǎng)；脈沖壓縮金屬柵網(wǎng)上施加的電勢為U1?E2×L2+P2。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及分析儀器中的一種多脈沖場離子注入壓縮離子遷移管，具體講是通過在遷移管內(nèi)不同區(qū)域增加?xùn)啪W(wǎng)、并在特定時間施加脈沖電壓，提高離子注入量和空間壓縮，從而提高靈敏度和分辨率。

背景技術(shù)

近年來，便攜式檢測儀器受到廣泛關(guān)注，被應(yīng)用于公共安全、環(huán)境污染監(jiān)測等領(lǐng)域。離子遷移譜具有靈敏度高、檢測速度快、便攜等特點，是目前應(yīng)用最多的技術(shù)之一。然而，由于離子遷移譜的分辨率不高，在復(fù)雜環(huán)境中往往會發(fā)生誤報。另外，為了實現(xiàn)極早期預(yù)警，需要進一步提高檢測靈敏度。雖然可以通過調(diào)控反應(yīng)離子來調(diào)控電離反應(yīng)，但僅僅限于個別體系、不具有通用性。因此，如何提高離子遷移譜自身的分辨能力一直是研究的重點。例如，杜永齋等人發(fā)明的一種空間聚焦離子門組件及空間聚焦離子遷移管(專利號CN201110226912)，一種空間聚焦離子門組件，包括離子門，其特征在于：于離子門(2)的一側(cè)設(shè)有平行于離子門的聚焦柵網(wǎng)?(3)，離子門(2)及聚焦柵網(wǎng)(3)組合成空間聚焦離子門組件(1)；所用的離子門?(2)是Bradbury，Nielsen型離子門，由共平面但相互間絕緣的兩組金屬絲平行排列構(gòu)成，在離子門的第一組金屬絲上施加相當于其所處遷移管中位置的電勢的恒定電壓，第二組金屬絲上施加周期性的高壓，其絕對值高于第一組金屬絲上的恒定電壓絕對值，并處于第一金屬絲上電壓絕對值的≥?100％且≤300％范圍內(nèi)；該高壓在第一組金屬絲與第二組金屬絲間形成阻斷離子的控制電場，實現(xiàn)離子門的功能，將離子周期性的注入到遷移區(qū)(6)?中；在聚焦柵網(wǎng)(3)上施加另一恒定電壓，其絕對值小于第一金屬絲上的恒定電壓絕對值，并在其所處遷移管中位置處的電勢的0且≤200％范圍內(nèi)；第二組金屬絲上高壓在其與聚焦柵網(wǎng)(3)間形成一個聚焦電場，實現(xiàn)聚焦功能，將注入的離子進行壓縮。王衛(wèi)國等人發(fā)明的一種空間聚焦離子門組件及空間聚焦型離子遷移管(專利號CN201210394772)，一種空間聚焦離子門組件，其特征在于：離子門由高壓金屬絲組和低壓金屬絲組構(gòu)成，高壓金屬絲組和低壓金屬絲組分別處于相互平行的兩個平面內(nèi)，且高壓金屬絲組中的金屬絲與低壓金屬絲組中的金屬絲于平行于它們所處平面的一平面上的投影相互交叉分布；高壓金屬絲組中的金屬絲相互平行設(shè)置，低壓金屬絲組中的金屬絲相互平行設(shè)置。

上述通過提高離子門上電壓來提高分辨率，其提高幅度有限。另外，當脈寬減小時，離子注入量太少，嚴重影響靈敏度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種多脈沖場離子注入壓縮離子遷移管，顯著提升質(zhì)譜靈敏度和分辨率。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種多脈沖場離子注入壓縮離子遷移管，

包括絕緣內(nèi)筒，BN離子門，法拉第盤；BN離子門將絕緣內(nèi)筒分為兩個區(qū)域電離反應(yīng)區(qū)和遷移區(qū)；于遷移區(qū)靠近法拉底盤處設(shè)有漂氣入口，于電離反應(yīng)區(qū)遠離BN離子門一側(cè)設(shè)有氣體出口、靠近BN離子門一側(cè)設(shè)有樣品入口；

于BN離子門上開門時施加的電勢U1，電離反應(yīng)區(qū)電場強度為E1，遷移區(qū)電場強度為E2；