[发明专利]非对称场离子迁移谱仪

说明书

技术领域

本发明涉及离子迁移技术领域，具体地涉及一种非对称场离子迁移谱仪。

背景技术

非对称场离子迁移是一种新型的离子迁移技术，它利用带电分子团在强电场下迁移率随电场强度变化而改变的特性对分子进行识别。通常，非对称离子迁移谱仪由两片平行的电极、收集电极组成，电极长通常小于10mm，宽小于5mm，其间距为0.5mm。电极由镀在两片玻璃板上的金属铜形成。分子电离后在均匀气流的作用下进入电极，只有满足一定条件的带电分子能够通过电极间隙到达收集极。一片电极接地，另一片上施加幅度高达1000V左右、脉宽几十纳秒的脉冲，同时施加一补偿直流电压，只有满足条件K1×t1＝K2×t2的离子能通过，其中K1是离子在强电场下的迁移率，t1是高压脉冲宽度，K2是弱电场下的固有迁移率，t2是弱电场脉宽。通过扫描直流补偿电压释放不同的离子，达到鉴别物质的目的。

然而，上述的平行电极板的非对称场离子迁移谱仪不能精确地分离出不同离子的峰位。有鉴于此，确实需要一种具有新的电极结构的离子迁移谱仪。

发明内容

本发明的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。

相应地，本发明的目的之一是提供一种能够精确分辨出不同离子的峰位的非对称场离子迁移谱仪。

本发明的目的之一是提供一种能够在同一个补偿电压下分辨出不同离子的非对称场离子迁移谱仪。

本发明的目的之一是提供一种能够减少直流电压扫描的时间的非对称场离子迁移谱仪。

根据本发明的一个方面，提供一种非对称场离子迁移谱仪，包括：

电离源，用于产生离子；

电极板；

多个电极丝，所述多个电极丝与所述电极板相对且间隔开一分析间隙，在所述电极板和所述多个电极丝之间提供高压电场，从而形成了一离子迁移区，所述电极丝用于收集未通过所述离子迁移区的离子；

收集电极，设置在所述离子迁移区的后端，用于收集通过所述离子迁移区的离子。

具体地，所述多个电极丝可以包括至少一对彼此相邻的参考丝和信号丝，所述至少一对参考丝和信号丝中的参考丝和信号丝彼此间隔一预定距离设置，所述每对参考丝和信号丝之间具有一电位差。

进一步地，所述各自一对参考丝和信号丝中的参考丝和信号丝可以分别经由电容连接到电感耦合器的同一侧的两端，使得从电感耦合器的另一侧提取有关每个信号丝收集的离子的信号。

具体地，所述每对参考丝和信号丝之间的电位差可以小于或等于5V。

具体地，所述参考丝电位为0V，所述信号丝电位可以为+5V或-5V。

进一步地，所述非对称场离子迁移谱仪还可以包括设置在所述离子迁移区的前端的一对相对的导入电极，所述离子源被设置成位于所述一对导入电极中的一个导入电极的中间部分。

进一步地，所述分析间隙可以为0.5mm，所述电极丝的直径为0.1-0.3mm，所述各电极丝的间距为0.1-0.5mm。

进一步地，所述电极板可以为镀覆在玻璃材料或绝缘体上的铜镀层，所述电极丝为铜丝或镀覆在绝缘体上的铜丝。

进一步地，所述电离源可以为放射性源、电晕源或激光。

进一步地，所述电离源可以为电晕针。

进一步地，所述非对称场离子迁移谱仪还可以包括一控制器，用于施加非对称高电压射频波形和直流补偿电压到电极板和所述多个电极丝上。

本发明的上述不特定的实施方式至少具有下述一个或者多个方面的优点和效果：提高离子峰位分辨的精确性，减少直流电压的扫描时间和补偿电压的种类，从而提高离子检测效率。

附图说明

本发明的这些和/或其他方面和优点从下面结合附图对优选实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明的实施例的非对称场离子迁移谱仪的电极结构的结构示意图；

图2是在与电离源一起使用时图1中的电极结构的示意图；

图3是三种不同的离子A、B、C经过图1的电极结构的分布的模拟结果的视图；

图4是三种不同的离子A、B、C离子同时出射时在电极丝上获得的离子分布结果视图；

图5a、5b和5c分别是分子量为127、227、327的离子A、B、C落在图1中的电极结构上的分布结果视图。

具体实施方式