[发明专利]改进的存储式离子迁移率谱仪及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及离子迁移率谱仪，尤其是一种对离子具有存储作用的离子迁移率谱仪。 

背景技术

离子迁移率谱是一种气相离子电泳技术。它是一种利用离子在电场中的迁移率不同而分离样品的技术。被测样品被加热气化后，在放射性⁶³Ni离子源的作用下发生一系列的电离反应和离子—分子反应，形成各种产物离子。例如毒品和大部分化学战剂具有很高的质子亲和力，在放射源的作用下易于俘获质子而成为正离子，爆炸物具有很高的电子亲和力，易于俘获电子成为负离子。故针对与不同的样品可以工作在正离子模式和负离子模式下。在电场的作用下，这些产物离子通过周期性开启的离子门进入漂移区，由于这些产物离子的质量，所带电荷，碰撞截面和空间构型各不相同，故在电场中各自迁移速率不同，使得不同的离子到达探测器上的时间不同而得到分离。 

现有的离子迁移率谱仪是两段分区，即电离区和漂移区。将漂移区分出一部分，作为离子交换区，采用电子脉冲门离子注入技术，在加速电场里设置可以阻隔离子运动的门结构。开始分析前离子门始终为关闭状态，电离源产生的离子在电场作用下，全部打到门网上损耗掉。对离子分析时，离子门打开一段很短的时间，离子直接通过离子门，再经过漂移区到达探测器。其中的离子门对离子没有一点存储作用，离子利用率较低，灵敏度不高。请参阅图1-2，其中包括电离腔12，第一电极13，第二电极14，漂移区电极15，第一脉冲延时发生器16，接收极17，分压电阻18，信号采集和数据处理系统19，高压模块20。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种改进的存储式离子迁移率谱仪及其控制方法， 其具有离子存储功能，离子利用率较高，能克服现有技术中存在的“离子利用率较低，灵敏度不高”等缺点。 

为达到以上目的，本发明的解决方案是： 

提供一种存储式离子迁移率谱仪，包括电离区和漂移区，在该电离区和漂移区之间设置有离子存储区。该离子存储区包括第一栅网电极、电离腔、第二栅网电极和第三栅网电极，该第一栅网电极置于电离腔前，该第二栅网电极置于电离腔后，第三栅网置于第二栅网电极后、漂移区前。所述第一栅网电极可为栅网状，第二栅网电极可为圆环形栅极，第三栅网电极可为丝网状。所述栅网电极的外径为25-35mm，内径为20-25mm，厚度为0.4-0.6mm；所述栅网为化学刻蚀网，厚度为0.4-0.6mm。 

工作在正离子模式下时，第一栅网电极始终接正高压V₁；存储阶段，电离腔、第二栅网电极均接正电压V₂，第三栅网电极接正电压V₃，其中V₁＞V₃＞V₂，经过时间T₁后，在电离腔加正向脉冲电压PV₁，所加的时间T₂就是脉冲的宽度；又过一段时间T₃后向第三栅网电极加一负向脉冲电压PV₂，使得V₂＞V₃-PV₂，其中T₃＜T₂。 

工作在负离子模式下时，第一栅网电极始终接负高压-V₁；存储阶段，电离腔、第二栅网电极均接负电压-V₂，第三栅网电极接负电压-V₃，其中-V₁＜-V₃＜-V₂，经过时间T₁后，在电离腔加负向脉冲电压PV₃，所加的时间T₂就是脉冲的宽度；又过一段时间T₃后向第三栅网电极加一正向脉冲电压，脉冲幅度为PV₂，使得-V₂＜-V₃+PV₂，其中T₃＜T₂。 

本发明的进步效果在于：采用离子存储结构取代离子门，具有存储离子的功能，样品离子产生后，在脉冲关闭期间，样品离子被限制在离子存储区，而不是直接打到离子门上损失掉，通过依次在电离腔和第三栅网电极上加电压脉冲使离子存储后进入漂移区，从而可以提高样品离子的检出效率，从本质上有效提高了仪器检测灵敏度。 

附图说明

图1为现有离子迁移率谱仪的结构示意图；