CN111220685A - 一种高通量的离子迁移谱仪 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高通量的离子迁移谱仪，在迁移谱反应区的上下二侧以及反应区左端位置分别设置三个真空紫外灯光电离源,用于高通量气体样品的高效电离，用于离子迁移谱实时检测高通量气体样品，将实际样品的检测灵敏度至少提高3倍以上，用于机场安检中TATP等新型爆炸物的高通量在线筛查检测。

Description

一种高通量的离子迁移谱仪
技术领域
本发明基于光电离离子迁移谱，进一步提高样品的电离效率，从而提高待测物的灵敏度，用于机场安检等的高通量筛查，以及化工污染源的有毒有害物品的检测。
背景技术
离子迁移谱的检测速度快、灵敏度高，可用于爆炸物和毒品以及化学战剂的检测等。对于爆炸物检测，通常是通过采样布擦拭可疑的潜在携带者、或者是行李箱表面，此种擦拭采样的方式不仅检测速度慢，而且容易造成误报等。
为此，发展此高通量的离子迁移谱，目的是实现安检过程中的高通量气体检测，用于现场检测的爆炸物高通量筛查，提高筛查的灵敏度。用于TATP等易挥发性样品的检测，提前筛查出可疑样品，防患于未然。此外还可以用于化工污染源有毒有害气体的检测等。
气体样品直接通过负压采样，进入到离子迁移谱中，反应区内三个真空紫外灯，直接对样品进行高通量电离，可将高通量气体样品检测的灵敏度提高3倍以上。
发明内容
本发明通过采用试剂分子辅助光电离技术，在反应区上下二侧和左端分别添加三个可用于气体样品直接光电离的真空紫外灯，提高了样品的电离效率，用于高通量样品的电离和检测，将样品的检测灵敏度至少提高3倍以上。
附图说明
图1为高通量离子迁移谱仪，其中，1、2和3为真空紫外灯，4为质量流量计,5为漂气气流入口,6为样品气入口,7为5kV高压电源,8为采样泵,9为BN-Grid离子门,10为导电环，11为栅网，12为放大器。
图2为样品TATP在a,b,c,d四种模式下检测的热解析曲线。
具体实施方式
一种高通量的离子迁移谱仪，离子迁移谱包括左侧的反应区和右侧迁移区,在远离迁移区的反应区左端设有第一真空紫外灯光电离源,于反应区的上下二测分别设置有第二、第三真空紫外灯光电离源，用于高通量样品的于反应区的高效电离。
上下二侧的第二、第三真空紫外灯圆形光窗相对同轴放置、和离子迁移管的圆筒形反应区从左至右的轴向平行，左端的第一真空紫外灯的圆形光窗和离子迁移管圆筒形反应区的轴向垂直，第一、第二、第三真空紫外灯出射光相交于反应区左端中部。
漂气由离子迁移管的远离反应区的迁移区右端尾部进入到离子迁移管内，于离子迁移管的迁移区和反应区之间设有离子门，样品气由离子迁移管的中间靠近离子门的反应区进入到离子迁移管内，通过离子反应区左端设置的出气口将样品气源源不断的抽入到离子迁移管内，出气口经质量流量计和采样泵相连。
采样泵之前的流量计设置在200-600ml/min，漂气流速设置在100-500ml/min，样品气抽入到迁移管的流速则为50-500ml/min。
出气口位于第二或第三真空紫外灯光窗左侧、第一真空紫外灯的光窗右侧的反应区侧壁面上。
实施例1
利用试剂分子辅助光电离技术，检测100ng TATP的顶空蒸气,a模式下，不开灯1、2和3，检测不到TATP信号，如图2(a)所示动态跟踪曲线，信号强度为0mV。
实施例2
利用试剂分子辅助光电离技术，检测100ng的TATP的顶空蒸气,b模式下，只开灯1，不开灯2和灯3，检测到微弱的TATP信号，如图2(b)所示动态跟踪曲线，信号强度为48mV。
实施例3
利用试剂分子辅助光电离技术，检测100ng的TATP的顶空蒸气,c模式下，只开灯1和灯2,不开灯3，检测到稍强的TATP信号，如图2(c)所示动态跟踪曲线，信号强度为98mV。
实施例4
利用试剂分子辅助光电离技术，检测100ng的TATP的顶空蒸气，d模式下，同时开灯1、灯2和灯3，检测到较强的TATP信号，如图2(d)所示动态跟踪曲线，信号强度为156mV。

Claims (6)

1.一种高通量的离子迁移谱仪，其特征在于：离子迁移谱包括左侧的反应区和右侧迁移区,在远离迁移区的反应区左端设有第一真空紫外灯光电离源,于反应区的上下二测分别设置有第二、第三真空紫外灯光电离源，用于高通量样品的于反应区的高效电离。
2.根据权利要求1所述离子迁移谱仪，其特征在于：上下二侧的第二、第三真空紫外灯圆形光窗相对同轴放置、和离子迁移管的圆筒形反应区从左至右的轴向平行，左端的第一真空紫外灯的圆形光窗和离子迁移管圆筒形反应区的轴向垂直，第一、第二、第三真空紫外灯出射光相交于反应区左端中部。
3.根据权利要求1所述离子迁移谱仪，其特征在于：漂气由离子迁移管的远离反应区的迁移区右端尾部进入到离子迁移管内，于离子迁移管的迁移区和反应区之间设有离子门，样品气由离子迁移管的中间靠近离子门的反应区进入到离子迁移管内，通过离子反应区左端设置的出气口将样品气源源不断的抽入到离子迁移管内，出气口经质量流量计和采样泵相连。
4.根据权利要求2所述离子迁移谱仪，其特征在于：采样泵之前的流量计设置在200-600ml/min，漂气流速设置在100-500ml/min，样品气抽入到迁移管的流速则为50-500ml/min。
5.根据权利要求2所述离子迁移谱仪，其特征在于：出气口位于第二或第三真空紫外灯光窗左侧、第一真空紫外灯的光窗右侧的反应区侧壁面上。
6.根据权利要求1和2所述的离子迁移谱仪，其特征在于：检测样品时有4种模式，分别为a、b、c和d模式，a模式下，不开灯1、2和3；b模式下，只开灯1，其中灯2和3关闭；c模式下，只开灯1和灯2,其中灯3关闭；d模式下，同时开灯1、灯2和灯3。
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GOPI KRISHNA KAFLE等: "State of ion mobility spectrometry and applications in agriculture: A review", 《ENGINEERING IN AGRICULTURE, ENVIRONMENT AND FOOD》 *

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