[发明专利]定性识别样品中一种或二种以上特定物质的方法

说明书

技术领域

本发明涉及离子迁移谱技术领域，尤其涉及一种利用离子迁移率对温度变化曲线定性识别样品中一种或两种以上特定物质的方法。 

背景技术

离子迁移谱（IMS，Ion Mobility Spectrometry是Cohen和Karasek在1970年提出的。它是一种利用气相离子在电场中的迁移率不同而对样品分子进行识别分离与检测的技术。由于不同样品的产物离子的质量、所带电荷、碰撞截面和空间构型各不相同，因而在电场中各自的离子迁移率或约化迁移率不同，故可以对不同的样品分子做出定性分析。与此同时当迁移管温度发生变化时，样品分子的迁移率或约化迁移率会随着发生变化，并且不同的样品分子变化趋势不相同，利用不同的变化趋势也可以识别和分析不同样品分子。 

近年来，离子迁移谱仪作为一种快速的分析仪器，它具有大气压力条件下工作、灵敏度高、分析速度快、价格便宜、便携等优点，特别适合于一些挥发性有机化合物的痕量探测，如爆炸物、化学战剂、毒品、大气和工作环境污染等，已经广泛的应用在机场安检和战地勘查，并在环境监测、工业生产、生物医学等方面获得了越来越多的应用。 

如图1所示，常规的离子迁移谱仪包括进样系统1、反应区18、迁移区19和信号检测部分20等部分。其中离子源位于电离区3中，气态样品分子在这区间电离成离子，离子门4将离化区和迁移区划分开。另外，信号检测与输出部分由法拉底盘10、放大器11、A/D转换器12以及数据处理单元13等组成。当气态样品分子进入反应区电离成离子后，经过脉冲控制周期性开启的离子门进入迁移区，其中迁移区分布有均匀电场，产物离子在从电场中获得能量作定向漂移的同时又与逆向流动的中性迁移气体分子不断碰撞而损失能量，因此在宏观上形成了沿电场方向的迁移速度。由于不同的产物离子，它的质量、所带电荷、碰撞截面和分子的空间结构均不相同，因此不同的样品分子具有不同的迁移速度，而漂移经过相同长度的迁移区到达法拉第盘所需要的迁移时间也不相同。利用迁移时间可以计算得到不同样品分子的离子迁移率和约化迁移率。利用不同的离子迁移率或约化迁移率可以对不同的样品分子进行识别。 

虽然离子迁移率或约化迁移率可以对不同的样品分子进行识别，但是相似结构和性质的物质具有相近的离子迁移率或约化迁移率，而且不同的迁移管，结构不能完全一致，这会使得迁移区分布的电场均匀性和迁移气体 的均匀性都会受到影响，不仅导致产物离子的损失，而且还会导致即使在同一台设备上，不同时间对同一物质测得的离子迁移率都会发生变化。 

因此，虽然通过离子迁移谱能够对物质进行识别，但是离子迁移率与迁移气体的温度、湿度以及气体流场均匀性密切相关，通过离子迁移率建立的离子迁移谱库会受到检测环境和设备的制约，导致在不同的环境和设备下，对同一被检测物质会得到不同的识别结果，因此，利用离子迁移谱进行物质识别的方法存在一定的技术缺陷，不能作为对物质识别标定的唯一标准。 

发明内容

本发明目的在于提供一种利用物质的离子迁移率或约化迁移率随温度的变化曲线识别物质和分离两种或三种以上的物质的方法，使得离子迁移谱不再受检测环境和设备的制约，使用该方法建立的离子迁移率随温度变化曲线数据库具有通用性。 

为了实现上述目的，定性识别样品中一种或二种以上特定物质的方法，采用离子迁移谱仪进行检测，以空气为载气和漂气； 

1）首先，将所需定性识别的特定物质标准品送入离子迁移谱仪进行检测，通过改变迁移管内的温度，获取从20-150℃范围内的3个或4个以上不同温度下的特定物质标准品的离子峰；以特定物质标准品迁移率或约化迁移率为纵坐标、以温度为横坐标；建立所需定性识别的特定物质标准品迁移率或约化迁移率于温度从20-150℃范围内的变化曲线； 

2）然后，将待测样品送入离子迁移谱仪进行检测，通过改变迁移管内的温度，获取从20-150℃范围内的3个或4个以上不同温度下的待测样品的离子峰组，将待测样品的每个离子峰组中的离子峰按顺序编号； 

以不同离子峰组中相对应编号的离子峰的迁移率或约化迁移率为纵坐标，以离子峰的离子迁移率或约化迁移率所对应的离子峰组的采集温度为横坐标；建立待测样品中所有物质的离子迁移率或约化迁移率于温度从20-150℃范围内的变化曲线； 

3）最后，将步骤2）获得的待测样品中所有物质的变化曲线与步骤1）获得的所需定性识别的特定物质标准品的变化曲线进行比对，定性识别样品是否含有所需定性识别的特定物质。 

所需定性识别的特定物质可为一种或二种以上的物质；