[实用新型]离子迁移管

说明书

技术领域

本发明涉及离子迁移管技术领域，特别涉及离子迁移管。

背景技术

离子迁移谱(IMS)已成为基于分子水平上较成熟的现场痕量检测技术。离子迁移谱仪中的核心部件为离子迁移管。在迁移管中，样品分子在电离源的作用下，通过质子夺取、电子附着、电子交换等生成相对稳定的产物离子可以产生相应的产物离子。产物离子通过离子门的控制在近乎同一时间内成批的进入迁移区进行迁移。这些产物离子在大气压环境的恒定电场中，它们因受电场的加速和中性迁移气分子的碰撞减速，在宏观上就表现为获得了一个恒定的平均速度。由于不同的产物离子其荷质比、几何构型和碰撞截面不同，因而获得的平均速度也不同，所以在经过一段电场以后他们就被分离，先后到达探测器从而完成被检测。

由于离子迁移谱仪具有灵敏度高、分析速度快、价格低、结构简单、便携等的优点而被广泛应用于爆炸物探测、毒品筛查以及化学战剂预警等领域。但是，分辨能力较低一直是困扰离子迁移谱应用和发展的瓶颈之一。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种离子迁移管，包括内部空间以及位于内部空间的可打开和关闭的离子门；内部空间包括具有电位绝对值V1的电离区和迁移区，物质由电离区一端进入离子迁移管，在电离区被离化，之后被电场驱使进入迁移区；

其中，电离区和迁移区之间设置的离子门包括具有电位绝对值V2的第一离子门栅和具有电位绝对值V3的第二离子门栅，第一离子门栅和第二离子门栅相互平行、通过绝缘片间隔开且将离子迁移管划分为所述电离区和迁移区；迁移区至少包括具有电位绝对值V4的第一迁移区电极和具有电位绝对值V5的第二迁移区电极，第二迁移区电极比第一迁移区电极远离第二离子门栅；

其中，在所述离子门被打开时，在第一离子门栅和第一迁移区电极之间形成被离化的离子的势阱以便对进入迁移区的离子群压缩。

在一个实施例中，在所述离子门被打开时，第一离子门栅的电位绝对值V2＞第一迁移区电极的电位绝对值V4＞第二离子门栅的电位绝对值V3≥第二迁移区电极的电位绝对值V5。

在一个实施例中，在所述离子门被打开时，保持第一离子门栅的电位绝对值V2和电离区的电位绝对值V1不变，对第二离子门栅施加反向的脉冲电位，使得第二离子门栅电位绝对值V2减小一个脉冲电位绝对值。

在一个实施例中，在所述离子门被打开时，迁移区的包括第一迁移区电极和第二迁移区电极的电极的电位绝对值保持与所述离子门关闭情况下相同。

在一个实施例中，在所述离子门保持关闭的情况下，离子迁移管设置为使得电离区的电位绝对值V1≥第二离子门栅的电位绝对值V3＞第一离子门栅的电位绝对值V2＞第一迁移区电极的电位绝对值V4＞第二迁移区电极的电位绝对值V5。

在一个实施例中，在所述离子门保持关闭的情况下，第二离子门栅的电位绝对值V3比第一离子门栅的电位绝对值V2高7～30伏特，并且第二离子门栅的电位绝对值V3与电离区的电位绝对值V1的差值不高于50伏特。

附图说明

图1为本发明一个实施例的离子迁移管的示意图；

图2为采用Simion软件对传统迁移管所建模型图；

图3为采用Simion软件对所建迁移管模型在常规工作方式下运行10000个事例所获得的离子迁移谱；

图4为采用Simion软件对所建迁移管模型在根据本发明的实施例的工作模式下运行10000个事例所获得的离子迁移谱。

具体实施方式

尽管本发明容许各种修改和可替换的形式，但是它的具体的实施例通过例子的方式在附图中示出，并且将详细地在本文中描述。然而，应该理解，随附的附图和详细的描述不是为了将本发明限制到公开的具体形式，而是相反，是为了覆盖落入由随附的权利要求限定的本发明的精神和范围中的所有的修改、等同形式和替换形式。附图是为了示意，因而不是按比例地绘制的。

常规的离子迁移管主要由电离区11、迁移区30和探测器三部分组成，如图1。其中，电离区11与迁移区30采用离子门隔开。迁移区30和探测器则采用离子门隔开。离子门通常采用两个间隔开或者说是靠得很近的门栅形成，并且两个门栅之间通过绝缘片隔开。门栅可以是金属细丝形成的门栅，两个门栅之间加绝缘片。