CN103107060A - 一种具备射频约束功能的离子迁移谱 - Google Patents

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史磊
张世宇
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Abstract

一种具备射频约束功能的离子迁移谱，包括离子源（1）、漂移管（2）、射频电极（3）和探测器（4）；在离子迁移谱的漂移管上的相邻电极上施加相位相反的射频电压，通过射频电压使离子在靠近电极的位置碰撞概率增强，使离子的迁移路径被约束在漂移管的中心线上，提高离子迁移谱的灵敏度和分辨率。

Description

一种具备射频约束功能的离子迁移谱
技术领域
本发明涉及离子迁移谱仪技术领域，具体涉及一种具备射频约束功能的离子迁移谱。
背景技术
离子迁移谱（ion mobility spectrometry，IMS)，也称离子迁移率谱，是在20世纪70年代出现的一种新的气相分离和检测技术。它以离子漂移时间的差别来进行离子的分离定性，由于其结构简单，灵敏度高，能在大气压和常温下使用而被广泛应用于一些挥发性有机化合物的痕量探测。
IMS通常由离子迁移管、气路系统、采样与进样系统、离子门控制系统、高压电源系统、温度加热控制电路、信号放大采集和数据处理系统七部分组成。当样品由载气带入电离反应区后，载气分子和样品分子在离子源的作用下发生一系列的电离反应和离子-分子反应，形成各种产物离子。在电场的驱使下，这些离子通过周期性开启的离子门进入漂移区。在与逆流的中性飘逸气体分子不断碰撞的过程中，由于这些离子在电场中各自迁移速率不同，使得不同的离子得到分离，先后到达收集极被检测。
但是，当离子在迁移区飞行时，离子随着飞行时间的延长而逐渐分散，很多离子会扩散到迁移区周围的电极上，并且，由于离子的分散，使离子到达探测器的时间也不统一，大大的降低了仪器的灵敏度和分辨率。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种具备射频约束功能的离子迁移谱，其利用射频电场来约束离子迁移谱中的离子路径，达到提高灵敏度和分辨率的目的。
本发明提供了一种具备射频约束功能的离子迁移谱，包括离子源、漂移管、射频电源和探测器。在离子迁移谱的漂移管上的相邻电极上施加相位相反的射频电压，通过射频电压使离子在靠近电极的位置碰撞概率增强，使离子的迁移路径被约束在漂移管的中心线上，实现提高灵敏度和分辨率的目的。
本发明提供的具备射频约束功能的离子迁移谱，所述施加射频电压的射频电极的射频场频率为几百KHz到若干MHz，交流或脉冲信号的电压（Vpp）为0-300V。所述施加射频电压的施加方式为相邻的电极相位相反，间隔的电极相位相同。
本发明的有益效果是：本发明可以利用射频电场使离子的迁移路径约束在迁移管的中心线上，减少由于离子扩散到电极上或到达探测器时间不统一所引起的灵敏度和分辨率降低。
附图说明
图1是本发明一种具备射频约束功能的离子迁移谱的结构示意图；（1）为离子源，（2）为漂移管，（3）为射频电极，（4）为探测器；
图2是计算机模拟的没有射频约束场时(a)和有射频约束场时(b)离子迁移轨迹的差异。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，本发明一种具备射频约束功能的离子迁移谱由漂移管电极、探测器、离子源和射频电源构成。离子由离子源产生后通过电子门进入漂移区，由于受到射频电场的约束，使迁移路径集中在漂移管的中心线上，最终到达探测器检测。射频场的频率为几百KHz到若干MHz，Vpp为0~300V。射频电源的施加方式为相邻的电极相位相反，间隔电极相位相同。

Claims (3)

1.一种具备射频约束功能的离子迁移谱，包括离子源、漂移管、射频电极和探测器，其特征在于：在普通离子迁移谱的漂移管相邻的电极上施加了相位相反的射频电压，通过射频电压使离子在靠近电极的位置碰撞概率增强，使离子的迁移路径被约束在漂移管的中心线上，进而提高了分辨率与灵敏度。
2.按照权利要求1所述具备射频约束功能的离子迁移谱，其特征在于：所述施加射频电压的射频电极的射频场频率为几百KHz到若干MHz，交流或脉冲信号的电压Vpp为0-300V。
3.按照权利要求1所述具备射频约束功能的离子迁移谱，其特征在于：所述施加射频电压的施加方式为相邻的电极相位相反，间隔的电极相位相同。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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