[发明专利]离子迁移过滤器

说明书

一种用于过滤气体样本中的离子的离子过滤器(120)。所述离子过滤器(120)具有第一离子通道(132)，其用于从所述气体样本中的目标化学物质中过滤离子。所述离子过滤器(120)具有第二离子通道(134)，其用于从所述气体样本中的所述目标化学物质中过滤离子。所述第二离子通道(134)与所述第一离子通道(132)分离。温度控制区域(136)与所述第一离子通道和第二离子通道热接触，以控制所述第一离子通道(132)和第二离子通道(134)之间的温度差。还提供了从气体样本中的目标化学物质中过滤离子的方法。

技术领域

本发明涉及离子迁移过滤器，例如但不限于场非对称离子迁移谱过滤器。

背景技术

离子迁移谱仪被用于探测气体(例如空气)中的特定化学物质。差分式离子迁移谱(Differential mobility spectrometry，DMS)，又称场非对称波形离子迁移谱(field-asymmetric waveform ion mobility spectrometry，FAIMS)，被认为是对气相离子进行分离和表征的有力工具。在分析应用中使用DMS时，DMS谱的稳定性和重复性是重要问题，如Krylov等人在《国际质谱学杂志(International Journal of Mass Spectrometry)》第279期(2009年)的第119页至125页中阐释的“差分式离子迁移谱中的温度效应(Temperatureeffects in differential mobility spectrometry)”。已知漂移气体压力和温度对离子迁移的场依赖性、DMS谱中的波峰位置变化有影响，Krylov的论文提出了可用于DMS谱的温度校正的模型。

US2005/0167587A1描述了在不同温度下支持FAIMS操作以提高FAIMS的分离能力的设备。该设备包括FAIMS分析器和温度传感器，所述FAIMS分析器具有用于从接收到的离子中分离出离子子集的分析器区域，所述温度传感器用于感测所述分析器区域内的温度。与所述温度传感器通信的温度控制器响应于来自所述温度传感器的输出信号，可控地影响所述分析器区域内的温度。如US2005/0167587A1中所阐释的，温度的升高导致了CV谱中的波峰因增加的离子分离而加宽。在这种条件下，在室温下分离的两个离子可能无法在100℃分离。类似地，在室温下未能分离的两个离子也可能在10℃分离。FAIMS的温度被保持在期望的工作温度和/或可以被可控制地从第一期望工作温度改变到第二期望工作温度，以用于不同的分离。

申请人还认识到需要用于选择性地区分特定化学物质的可替换的解决方案。

发明内容

根据本发明，提供了如所附权利要求所阐述的设备。本发明的其他特征将从从属权利要求和以下描述中变得明了。

我们描述了一种用于过滤气体样本中的离子的离子过滤器，包括：第一离子通道，其用于从所述气体样本中的目标化学物质中过滤离子；第二离子通道，其用于从所述气体样本中的所述目标化学物质中过滤离子，其中所述第二离子通道与所述第一离子通道分离；温度控制区域，其与所述第一离子通道和所述第二离子通道热接触，在使用时，所述温度控制区域控制所述第一离子通道和所述第二离子通道之间的温度差。

所述离子过滤器可以被用于场非对称波形离子迁移谱(FAIMS)，因此如下文更详细地解释的，所述离子过滤器可以是包括有驱动信号系统的系统的一部分，该驱动信号系统对离子过滤器施加电场。在使用时，所述驱动信号系统将被称为色散场的振荡电场与直流电压一起施加，该直流电压为离子过滤器提供补偿场，以在气体样本中的离子穿过离子过滤器时控制离子的迁移率。以这种方式，只有特定化学物质或目标化学物质种类的离子通过离子过滤器，而其他化学物质种类的离子接触到离子过滤器，并因此从气体样本中过滤出来。可替换地，所述离子过滤器也可以根据其他已知技术对离子种类进行过滤。因此，所述离子过滤器可以适于通过调整气体样本中的离子的离子迁移率来过滤离子种类。