[发明专利]一种具有双循环气路的离子迁移率谱仪

说明书

技术领域

本发明涉及离子迁移技术领域，尤其涉及一种具有双循环气路的离子迁移率谱仪。

背景技术

离子迁移技术作为一种物质分子检测技术起源于二十世纪六十年代，离子迁移率谱仪的基本原理是：通过将外界被测分子吸入迁移管内离子化，测定特征离子在弱电场中的迁移率来检测痕量物质的种类。离子迁移率谱仪通常采用放射离化源实现分子的离子化，此过程为气相分子—离子间的化学反应过程，由被测分子与反应离子发生化学反应生成特征产物离子，待测物特征产物离子的浓度大小直接影响检测结果。根据化学反应平衡常数定义可知，特征产物离子浓度大小除了取决于被测分子浓度外，还取决于反应离子浓度，而反应离子浓度极易受到迁移管内极性小分子(如水分子)浓度影响。

为便于直观理解极性小分子水分子对产物离子浓度影响，下面以毒品分子放射离子化为例加以说明。在这类物质的检测中，为抑制其它干扰离子的形成，一般加入质子结合能力较强的掺杂剂如NH₃，此情况下主要发生两级离子分子化学反应：

其中(H₂O)_xH⁺为初级反应离子，为次级反应离子，AH⁺为产物离子。固定温度条件下，式(1)的反应平衡常数K₁固定不变，其表达式如下：

K1=C((H2O)NH4+)C(H2O)(x-1)C((H2O)xH+)C(NH3)---(3)]]>

其中C表示各离子、分子的平衡浓度。随着水分子浓度的增加，(H₂O)_xH⁺的x值变大，由于单位时间内放射源释放的β电子数量一定，(H₂O)_xH⁺浓度基本维持平衡不变；掺杂剂NH₃浓度不变；由式(3)可知，随着水分子浓度的增加，次级反应离子的浓度会显著减小，这是因为水分子浓度对平衡常数K₁的贡献因子为x-1次方。

同样，式(2)的反应平衡常数K₂的表达式为