[发明专利]一种离子迁移谱检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测系统，具体地说是一种离子迁移谱检测系统。

背景技术

离子迁移谱技术（Ion Mobility Spectrometry,简称：IMS），也称离子迁移率谱，是在20 世纪70年代初出现的一种新的气相分离和检测技术。它以离子漂移时间的差别来进行离子的分离定性，借助类似于色谱保留时间的概念，起初被称为等离子体色谱。离子迁移谱通常分为3个主要部分：与外部大气接口的进样部分；进行电离分离和离子探测的迁移管；获取、分析和显示谱图的检测装置。

离子迁移谱技术常用气泵吸入通过半透膜进样的方式采样和进样。样品由载气带入电离反应区后，载气分子和样品分子在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。在电场的驱使下，这些离子通过周期性开启的离子门进入漂移区。在与逆流的中性漂移气体分子不断碰撞的过程中，由于这些离子在电场中各自迁移速率不同，使得不同的离子得到分离，先后到达收集极被检测。

中国专利CN102313774A公开了一种用于离子迁移谱仪的离子门结构和离子迁移谱仪的操作方法，其包括依次排列包括源前电极、电离源、锥形电极、等电位电极、第一环或网电极、迁移区电极、抑制栅 和法拉第盘。在该专利第【0036】段公开了该离子迁移谱仪的离子门结构在使用过程中，离化后的样品离子在引出电场与载气的作用下到达存储电极附近，在离子存储阶段，由于存储电极附近的电场为0，因此离子到达后便被存储在存储电极附近的存储区域中。在这样的离子迁移谱仪结构中，需要严格控制载气量的大小，如果载气较大，存储在存储区中的样品离子便会被强大的载气带走而进入泵，从而造成大量存储离子的损失；而如果载气量过小，则容易造成进入检测装置中的离子量减少，降低了检测结果的准确性。

此外，高电场不对称波形离子迁移谱（High-Field Asymmetric Waveform Ion Mobility Spectrometry,简称：FAIMS）技术是在传统离子迁移谱技术基础上发展起来的一种新的气相离子分离技术。该技术利用不同离子的迁移率在高电场（一般为15000V/cm）中具有不同变化趋势的固有性质实现离子的分离，相对于传统离子迁移谱技术，灵敏度更高的优点，在爆炸物、毒品、环境污染物等痕量物质检测领域有广阔的应用前景。

中国专利CN102646571A公开了一种基于离子抽风气系统的高场不对称波形离子迁移谱仪，包括电路系统和离子迁移管，所述离子迁移管包括离子源、分离检测系统和离子风抽气系统；离子迁移管的管体由两片镀有电极且与支撑梁紧密连接形成气流通道的基板组成，所述电极包括分离电极、检测电极、放电电极和牵引电极；其中分离电极、检测电极及其间的气流通道构成分离检测系统，放电电极、牵引电极及其间的气流通道构成离子风抽气系统；所述离子源置于基板进气口端内侧。离子风电路在放电电极和牵引电极之间加上高电压并产生击穿气流的强电场，第一放电电极和第二放电电极的尖端发生放电并产生离子，这些离子在电场作用下到达第一牵引电极和第二牵引电极，离子在行进过程中碰撞气体分子从而产生定向的气流，气流方向从放电电极到牵引电极。即该高场不对称波形离子迁移谱仪中，待测样品的样气和外界空气通过离子风抽气系统吸入高场不对称波形离子迁移谱仪中，待检测后，废气从出气口排出。在该现有技术中，通过采用离子风抽气系统实现待测样品在离子迁移谱仪中的运动，具有较高的集成度并避免了气泵抽气系统的不良影响，但由于离子风抽气系统不能产生较大的气流，因此其检测速度和精度无法满足实际需求；并且由于待测样品在高场不对称波形离子迁移谱仪中运动较慢，很容易污染检测器，因此将对高场不对称波形离子迁移谱仪的使用寿命产生较大的不利影响；同时，由于待测样品完全由离子风抽气系统产生的负压拉动，该负压容易影响待测样品中的离子运动，因此也会对检测结果产生不良的影响。

也就是说，现有技术中对于待测样品在检测器中的运动都是通过产生负压抽吸的方式实现的，若负压太大，由于负压状态下电离出来的离子的迁移方向和迁移距离会因负压而产生偏差，因此会影响检测精度和灵敏性；若负压较小，一方面其检测速度较低，另一方面也易对检测器造成污染，影响实际的检测结果。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中的离子迁移谱检测装置为了使样品气体到达设置位置，设置其工作环境都为负压状态下工作，但在负压状态下，电离出来的离子的迁移方向和迁移距离会因负压而产生偏差，检测精度和灵敏性较差，进而提供一种检测精度和灵敏性高的离子迁移谱检测系统。