[发明专利]离子迁移谱仪迁移管、操作方法及离子迁移谱仪

说明书

本发明提供一种离子迁移谱仪迁移管、操作方法及离子迁移谱仪，迁移管至少包括：电离区、聚焦区、离子门区以及迁移区，其中，聚焦区位于电离区与离子门区之间，包括聚焦罩结构，聚焦罩结构与离化源形成聚焦电场，产物离子群自聚焦罩结构进入离子门区。本发明引入了聚焦区，还可以进一步引入零场隔离区，可以使离子注入迁移区前使产物离子浓度提高，还可以在离子群注入迁移区瞬间压缩离子群使离子群宽度变窄，可以使电荷收集盘接收到的信号峰更高、更窄，从而可以使得迁移谱仪的灵敏度和分辨率将同时获得提高。

技术领域

本发明属于痕量探测技术领域，特别是涉及一种离子迁移谱仪迁移管、操作方法及离子迁移谱仪。

背景技术

离子迁移谱技术是一种基于分子水平的痕量检测技术，它依据不同离子在均匀弱电场下漂移速率的差异实现物质的分离定性。由于具有结构简单、灵敏度高、检测速度快等的优点，离子迁移谱技术已被广泛的应用于防化、反恐、缉毒等领域。近年来，离子迁移谱的应用深入到医疗诊断和其它复杂检测领域。例如人体呼出气疾病筛查检测；术中血液麻醉剂含量监测；集装箱毒品、爆炸物、危险化学品的非侵入式快速通关查验等。低饱和蒸气压及日益复杂的样品的检测需求，对离子迁移谱仪的分辨率和灵敏度提出了更高的要求。

其中，迁移管是离子迁移谱仪的核心部件。气化的被测样品分子在电离源的作用下，通过分子离子反应生成相对稳定的产物离子。产物离子群经周期性开启的离子门进入迁移区漂移。不同的产物离子由于荷质比、几何构型和碰撞截面等的差异，在经过一段电场后被分离并先后到电荷收集器完成检测。迁移管的离子存储/反应区结构、离子门控制方式在很大程度上决定了迁移谱仪的灵敏度和分辨率。

为了提高离子迁移谱仪的检测灵敏度，迁移管的一种结构是在离化源和离子门之间设置一段反应区，通过延长分子离子反应空间和时间来产生更多产物离子；另一种是在离化源与离子门之间设置聚焦导向电极和离子存储电极来提高离子浓度。但无论增加反应区还是存储电极都难以进一步提高离子迁移谱仪检测灵敏度。且设置的聚焦导向电极，由于入口内径明显小于离化源内径，离化的反应离子会在进入导向电极前严重损失。

因此，如何提供一种离子迁移谱仪迁移管、操作方法及离子迁移谱仪，以解决现有技术中的上述问题实属必要。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种离子迁移谱仪迁移管、操作方法及离子迁移谱仪，用于解决现有技术中迁移谱仪的灵敏度和分辨率难以有效提高等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种离子迁移谱仪迁移管，包括：

电离区，包括离化源，待测样品在所述离化源的作用下产生产物离子群；

离子门区，位于所述电离区一侧，包括第一离子门栅、第二离子门栅以及位于二者之间的绝缘片，且所述第一离子门栅靠近所述电离区设置；

聚焦区，位于所述电离区与所述离子门区之间，包括聚焦罩结构，所述聚焦罩结构与所述离化源形成聚焦电场，所述产物离子群自所述聚焦罩结构进入所述离子门区；

迁移区，位于所述离子门区远离所述电离区一侧，包括若干个间隔排布的迁移区电极。

可选地，所述迁移管还包括零场隔离区，位于所述离子门区与所述迁移区之间，包括隔离区电极，所述离子门区输出的所述产物离子群自所述隔离区电极进入所述迁移区。

可选地，所述隔离区电极与所述第二离子门栅为一体成型的结构；所述隔离区电极的长度介于2mm-6mm之间。

可选地，所述聚焦罩结构与所述第一离子门栅为一体成型的结构；所述聚焦罩结构的长度介于3mm-8mm之间。

可选地，所述聚焦罩结构具有靠近所述离化源的入口及与所述入口相对的出口，所述入口的直径大于所述出口的直径，且所述出口的直径大于等于所述离化源的内径。