[实用新型]一种离子源以及离子迁移谱仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及离子迁移谱检测技术领域，具体涉及一种离子源以及离子迁移谱仪。

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。它是基于气相离子在电场中迁移速率的差异对物质进行表征的分析技术。与传统的色谱和质谱等检测技术相比具有设备结构简单、在常压条件下工作而无需真空系统、检测灵敏度高、分析速度快、易于小型化和便携化等优点。其中离子源是IMS技术的重要组成部分，在样品分子电离成样品离子过程中起关键作用。

传统的离子源需要利用注射泵将样品溶液推进，在高电场的作用下，形成带电液滴，经注射泵推力和牵引电场的作用，喷射形成雾化离子团，再经收集极采集离子信号，达到检测分析样品的目的。该传统方案下，对电场(电压)要求高、功耗大、样品消耗多。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于利用采样泵的推力和强牵引电场的作用使得采样泵输出的样品溶液形成雾化离子团，样品消耗多、对电压要求高从而功耗也大。

为此，本实用新型实施例提供了如下技术方案：

一种离子源，包括：进样管、冷凝针、冷却组件、对电极片和高压电源，进样管用于导入混合在水蒸气中的样品，冷却组件与冷凝针的一端连接，用于降低冷凝针上的温度，以使得混合在水蒸气中的样品凝结在冷凝针上，高压电源在冷凝针和对电极片之间形成电场，用于将凝结在冷凝针另一端上的液滴破碎成向对电极片方向移动的离子化喷雾。

可选地，冷却组件包括半导体制冷片，半导体制冷片包括热端、冷端，设置在冷端与热端之间的P型半导体元件和N型半导体元件，以及用于供电的直流电源，在冷端电流由N型半导体元件流向P型半导体元件，在热端电流由P型半导体元件流向N型半导体元件，半导体制冷片的冷端与冷凝针的一端固定。

可选地，冷却组件还包括导体件，导体件设置在热端与N型半导体元件、P型半导体元件之间，以及冷端与N型半导体元件、P型半导体元件之间，用于引导电流的流向。

可选地，冷却组件包括冷却箱，冷却箱上设有与冷凝针一端配合插接的凹槽，冷却箱内设有用于填充冷却液的冷却腔。

可选地，冷却液为液氮或液氦。

可选地，冷却箱上设有冷却液入口和冷却液出口，用于实现冷却液的流动。

一种离子迁移普仪，包括：

上述任一种离子源，用于形成样品的雾化离子团；

离子迁移管，用于传送样品的雾化离子团；

检测组件，对离子迁移管传送过来的样品的雾化离子团进行成分分析。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型实施例提供的离子源，待检测的样品与水蒸气混合后从进样管以气体形式进入壳体内，当其遇到温度较低的冷凝针时，将会在冷凝针上凝结成液体，然后再由高压电源提供的极强电场将冷凝针针尖处的液滴破碎成直径极小的带电小液滴并向对电极片移动，从而形成离子化的样品喷雾。该离子源仅需将少量的待测样品与水蒸气混合就可以形成用于检测的离子团，与现有技术中需要将样品溶液推进离子源腔室相比，其对样品的需求量大大地减少。另外，本实施例中仅需要将凝结于冷凝针针尖处的液滴破碎成雾化离子团，与现有技术中采样泵推进的样品溶液需要利用高电场形成带电液滴、然后再利用电场形成雾化离子团相比，其所需要的电压比较小，因此该离子源的功耗也比传统的离子源低。

2.本实用新型实施例提供的离子源，利用半导体制冷片为冷凝针降温以将与水蒸气混合的样品凝结成液滴，半导体制冷片不需要任何制冷剂、没有污染源，工作时没有振动，使用寿命长，结构简单、尺寸小、安装容易。半导体制冷片是电流换能型器件，通过输入电流的控制可以实现温度的控制。另外，其热惯性非常小，制冷时间很快。