CN112924531B - 离子迁移谱仪迁移管、操作方法及离子迁移谱仪 - Google Patents

Abstract

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。

Description

离子迁移谱仪迁移管、操作方法及离子迁移谱仪

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。

可选地，所述聚焦罩结构的形状包括锥形、弧形及喇叭形中的任意一种。

另外，本发明还提供一种离子迁移谱仪，包括如上述方案中任意一项所述的迁移管。

另外，本发明还提供一种如上述方案中任意一项所述的离子迁移谱仪迁移管的操作方法，所述操作方法包括如下步骤：

提供关闭电压，以关闭离子门，所述关闭电压控制方式包括：离化区的电压大于第二离子门栅的电压大于第一离子门栅的电压大于第一个迁移区电极的电压；

提供开启电压，以开启离子门，所述开启电压的控制方式包括：在所述第一离子门栅处施加脉冲电压，并控制所述第一离子门栅的总电压大于所述第二离子门栅的电压大于第一个迁移区电极的电压。

可选地，在所述离子门开启的过程中，在所述第一离子门栅上施加所述脉冲电压的同时还在所述第二离子门栅上施加补偿电压，所述补偿电压施加的时长为所述脉冲电压施加时长的5％-10％。

可选地，所述补偿电压的电压值不大于所述脉冲电压的电压值。

可选地，所述补偿电压的施加与所述脉冲电压同时施加。

如上所述，本发明的离子迁移谱仪迁移管、操作方法及离子迁移谱仪，引入了聚焦区，还可以进一步引入零场隔离区，从而可以使得迁移管在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设法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。

附图说明

图1显示为本发明一示例中离子迁移谱仪迁移管的结构示意图。

图2显示为图1所示示例中离子门区与两层的聚焦罩结构和隔离区电极的放大示意图。

图3显示为采用Simion软件建立的本发明迁移管结构模型。

图4显示为本发明一示例中离子迁移谱仪迁移管的操作方式流程图。

图5显示为采用Simion软件对传统迁移管模型运行10000个事例所获得的特征迁移谱。

图6显示为采用Simion软件对本发明迁移管模型及离子门控方式门模式下运行10000个事例所获得的特征迁移谱。

图7显示为本发明提供的对比例中的传统迁移管结构示意图。

元件标号说明

1 电离区

101 离化源

2 聚焦区

201 聚焦罩结构

3 离子门区

301 第一离子门栅

302 第二离子门栅

4 零场隔离区

401 隔离区电极

5 迁移区

501 迁移区电极

502 收集结构

S1～S2 步骤

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

如在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。此外，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。另外，本发明中使用的“介于……之间”包括两个端点值。

在本申请的上下文中，所描述的第一特征在第二特征“之上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例一：

如图1所示，本发明提供一种离子迁移谱仪迁移管，具体涉及一种具有离子存储、浓缩功能的离子迁移管结构和门控方式以及采用该方式工作的离子迁移谱仪。所述迁移管至少包括：电离区1、聚焦区2、离子门区3以及迁移区5。

其中，电离区1提供用于离化样品分子/其它分子的电离能和离化空间；离子门区3用于提供离子的加速电场/截止电场和迁移时钟信号；迁移区5提供均匀的弱漂移电场和电中性的逆向流场，使迁移率不同的离子群在迁移室区得到分离，另外，经分离的离子群先后到达法拉第杯，产生离子信号。另外，本发明的迁移管还包括聚焦区2，其聚焦罩与离化源形成的聚焦电场不仅能起到提供反应区的效果，还能对处于离化源与第一离子门栅区间内的离子群进行轴向压缩，起到提高离子群离子密度的目的。

下面将结合附图详细说明本发明的离子迁移谱仪迁移管的结构。

如图1所示，本发明的迁移管包括电离区1，包括离化源101，待测样品在离化源101的作用下产生产物离子群。

在一示例中，电离区1包括离化源101和源座(图中未示出)，源座用于离化源101的安装和固定，具体结构根据离化源的类型和结构设计。可选地，电离源101可以为放射源，如⁶³Ni、³H，也可以使用非放射源，如UV、DBD(介质阻挡放电)，及电晕放电电离源等。

在一示例中，以⁶³Ni源为例加以说明。⁶³Ni源为在长22mm宽10mm的C形镍基弹片，内侧蒸镀有⁶³Ni同位素的片状电离源。根据片状电离源的尺寸和结构设计了源座，源座内径7.5mm并能与C形镍基弹片良好配合。另外，还可以在源座底部设置有安装限位凸台，用于限制及提示放射源安装到位，还可以进一步在源座侧壁顶端设置凹槽方便离化源夹取安装。

本发明的迁移管还包括离子门区3，位于所述电离区1一侧，如图中所示的右侧，离子门区3包括第一离子门栅301、第二离子门栅302以及位于二者之间的绝缘片(图中未示出)，且所述第一离子门栅301靠近所述电离区1设置。其中，隔开的第一离子门栅301和第二离子门栅302构成迁移管工作的离子门，离子门组件用于提供离子的加速电场/截止电场和迁移时钟信号，基于离子门的控制，产物粒子群进入迁移区。

本发明的迁移管还包括迁移区5，位于所述离子门区3远离所述电离区1一侧，例如，如图1中所示，位于离子门区3的右侧，所述迁移区5包括若干个间隔排布的迁移区电极501，即，迁移区5的迁移室由绝缘层-金属迁移区电极501交替焊接而成，迁移室提供均匀的弱漂移电场和电中性的逆向流场使迁移率不同的离子群在迁移室区得到分离。此外，经分离的离子群先后到达收集装置(如法拉第杯)502，产生离子信号。

另外，如图1所示，本发明的迁移管还包括聚焦区2，所述聚焦区2位于所述电离区1与所述离子门区3之间，包括聚焦罩结构201，其中，所述产物离子群自所述聚焦罩结构进入所述离子门区，所述聚焦罩结构201与所述离化源101形成聚焦电场，不仅能起到提供反应区的效果，还能对处于离化源101与第一离子门栅301区间内的离子群进行轴向压缩，起到提高离子群离子密度的目的。

在一示例中，如图2所示，可选地，所述聚焦罩结构201具有靠近所述离化源101的入口201a及与所述入口相对的出口201b，所述入口201a的直径大于所述出口201b的直径，且所述出口201b的直径大于等于所述离化源101的内径，优选为所述出口201b的直径大于所述离化源101的内径，当然，在其他示例中，也可以是所述入口201a的直径等于所述出口201b的直径，且大于等于所述离化源101的内径。较大的聚焦罩入口有利于保证来自源区的产物离子和反应离子的有效接收，有利于离子浓度及密度的提高。

在一示例中，所述入口201a的直径d1介于9-11mm之间，所述出口201b的直径d2介于6-8mm之间，例如，在一可选示例中，所述入口201a的直径d1为10mm，所述出口201b的直径d2为7mm之间，离化源101的内径为6mm。另外，需要说明的是，对于这里的内径可以理解为，对于圆形开口用直径表示，当设置为正方形开口和长方形开口时，可以理解为直径，当为不规则的开口时，可以理解为开口边缘点连线的最长尺寸。该示例中，入口和出口形状为圆形。

作为示例，聚焦罩结构201的形状包括锥形、弧形及喇叭形中的任一中，即，朝向离化源101的开口的形状，其自离子门区指向离化区的方向，开口呈逐渐放大的形状，也即，聚焦罩结构201的入口至出口方向的截面上，侧壁的截面形状可以是直线或曲线，以利于聚焦功能的实现。当然，还可是其它具有离子聚焦功能的形状。

作为示例，所述聚焦罩结构201与所述第一离子门栅301为一体成型的结构，其材料可以为现有的离子门栅的材料。如第一离子门栅可以是金属细丝形成的门栅，聚焦罩结构201为与第一离子门栅一体形成的位于第一门栅边缘处的环形结构，靠近离化源设置。

在一示例中，所述聚焦罩结构201的长度s介于3mm-8mm之间，例如，可以设计为5mm、6mm。这里的长度是可以理解为朝向离化源101方向的超出第一离子门栅的聚焦罩的厚度。其中，设置长度大于等于3mm，有利于聚焦效果的发挥，设置长度小于等于8mm，可防止由离子浓度进一步增大导致的库伦斥力增加导致的系统灵敏度降低。本发明的聚焦罩结构201可以发挥现有技术中反应区的作用，从而替代现有技术中的反应区，传统迁移管反应区一般在10～30mm，本发明基于上述设置还可以减小该处尺寸。

基于本发明的聚焦区的设计，可以在离子门关闭时，聚焦罩结构201一方面可接收来自源区的全部产物离子和反应离子并为反应离子和未反应的样品分子提供合适的分子离子反应时间，提高产物离子浓度；另一方面，聚焦罩结构201还能对离化源与第一离子门栅区间内的离子群进行轴向压缩，提高离子群离子密度。

另外，如图1所示，作为示例，本发明的迁移管还零场隔离区4，位于所述离子门区3与所述迁移区5之间，包括隔离区电极401，以提供零点场空间，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。其中，离子群零场隔离区4包括隔离区电极401，可在离子门开启过程中为先后注入的离子群提供短暂的零电场空间，可降低注入离子群受离子门脉冲电场及迁移电场的影响。零场隔离区4能在开门期间起到降低由离子门脉冲电场及迁移电场对离子初始位置差异造成的离子峰展宽的影响，另外，还可以为执行电压补偿提供了便利条件。

作为示例，所述隔离区电极401与所述第二离子门栅302为一体成型的结构；其材料可以为现有的离子门栅的材料。如第二离子门栅可以是金属细丝形成的门栅，隔离区电极401为与第二离子门栅一体形成的位于第二门栅边缘处的环形结构，靠近迁移区设置。在一示例中，隔离区电极401的结构可以是圆环形结构。在另一示例中，隔离区电极401的结构还可以与聚焦罩结构201设置为相同的形状，二者的长度可以进行不同设置。

作为示例，所述隔离区电极401的长度t介于2mm-6mm之间，如可以为3mm、5mm。

另外，基于所述隔离区电极401的设计，还为执行电压补偿提供了便利条件。在一示例中，为进一步降低由离子门开启过程中离子初始位置差异造成的离子峰展宽，本发明的离子迁移管在离子门开启过程中执行电压补偿，如，补偿时间占离子门脉冲时间的5～10％。另外，在一示例中，设置所述补偿电压的电压值不大于所述脉冲电压的电压值。本发明实施例中，设置为补偿电压值与脉冲电压值相等。

基于本发明的上述设计，可以在离子注入迁移区前设法使产物离子浓度提高，在离子群注入迁移区瞬间设法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。如此，迁移谱仪的灵敏度和分辨率将同时获得提高。即，其可以通过调节反应区结构来提高离子存储和浓缩效果。并对离子门电极结构和控制方式进行调节对在开门时间内由于离子初始状态及所处位置及电势不同的离子群进行电压补偿，降低离子群分布离散程度从而达到提高仪器分辨率的目的。

实施例二：

参见图4所示，本发明还提供一种如实施例一方案中任意一项所述的离子迁移谱仪迁移管的操作方法，所述操作方法包括如下步骤：

参见图1所示，提供关闭电压，以关闭离子门，其中，V1为离化区1电极电压的绝对值，V2为第一离子门栅301的电压，V3为第二离子门栅302的电压，V4为靠近离子门区的第一个迁移区电极501的电压，管体外壳和收集极为零电位，所述关闭电压控制方式包括：离化区1的电压V1大于第二离子门栅302的电压V3大于第一离子门栅301的电压V2大于第一个迁移区电极501的电压V4，即：V1>V3>V2>V4

另外，所述操作方法还包括步骤：提供开启电压，以开启离子门，所述开启电压的控制方式包括：在离子门开始的瞬间，在第一离子门栅301处施加一个同原先电压极性相同的脉冲Vg1，在离子门开启时，所述第一离子门栅301的总电压(V2+Vg1)大于第二离子门栅302的电压V3大于第一个迁移区电极501的电压V4，即：(V2+Vg1)>V3>V4。

作为示例，在所述离子门开启的过程中，在所述第一离子门栅301上施加所述脉冲电压Vg1的同时还在所述第二离子门栅302上施加补偿电压Vg2，所述补偿电压Vg1施加的时长为所述脉冲电压Vg1施加时长的5％-10％。可以是脉冲电压施加在聚焦罩结构上，聚焦罩结构设置在第一离子门栅上，二者电性连接，优选为一体设计，可以是补偿电压施加在隔离区电极上，隔离区电极设置在第二离子门栅上，二者电性连接，优选为一体设计。

其中，为弥补注入离子群中离子包宽度/离子初始位置差异对离子峰展宽的影响，可在第一离子门栅301(具有本身电压V2)上施加Vg1(如300V)的脉冲电压，开启离子门的同时同步为第二离子门栅302(具有本身电压V3)施加补偿电压Vg2(如50V)，补偿电压施加时长为离子门开启时长(所述脉冲电压Vg1的施加时长)的5～10％。例如，开门时间100us则补偿电压施加时间不超过10us。当离子门开启时，靠近迁移区5的离子由结合补偿电压的加速电压V2+Vg1-V3-Vg2加速进入聚焦隔离区，而远离迁移5的离子群由V2+Vg1-V3加速进入聚焦隔离区，最终，离子群在迁移区弱电场及迁移气流的反向碰撞下穿过抑制栅，到达法拉第盘并被收集。

作为示例，所述补偿电压的施加与所述脉冲电压同时施加，以利于保证远离迁移区的离子群由V2+Vg1-V3加速进入聚焦隔离区。在另一示例中，所述补偿电压的施加还可以早于所述脉冲电压的施加，例如，补充电压的100/1-200/1施加在脉冲电压之前。

另外，在一示例中，设置所述补偿电压的电压值不大于所述脉冲电压的电压值。本发明实施例中，设置为补偿电压值与脉冲电压值相等。

为了进一步说明本发明的有益效果，对对比例迁移管及本发明结构的迁移管的进行对比，对比例迁移管结构如图5所示，含离化区、反应区和迁移区(自第二离子门栅向后算起的区间)。其中，离化区长度设置为10mm，反应区长度15cm，迁移区长度设置为66mm，迁移区电场强度设置为220～300V/cm；传统的离子迁移谱仪为了使样品分子离化充分，通常会设置较长的反应区为样品分子与反应离子提供充分反的反应时间来获得浓度相对饱和的产物离子。然而过长的反应区不仅不能使产物离子浓度进一步提高且会因库伦斥力导致产物离子损失在周围电极上。此外，还会降低离子迁移谱仪的便携性。

其中，与传统迁移管不同的是本发明的离子迁移谱仪在离化源后设置离子聚焦结构取代传统离子迁移谱仪的反应区。并在聚焦结构后设置离子群零场隔离区。聚焦结构包含聚焦罩和第一离子门栅，离子群零场隔离区的包含第二离子门栅和隔离电极。即，在对比例的迁移管结构基础上，将反应区替换为厚度4mm，聚焦入口内径10mm，出口外径7mm的含门锥形聚焦罩结构，并将第二离子门栅替换为含门的厚度为2mm内径为7mm的圆环结构。离子门压差、迁移区电极电压与传统迁移管一致，离子门补偿电压10us。

其中，对于上述结构进行对比，图5为采用Simion软件对传统迁移管模型运行10000个事例所获得的离子迁移谱，其中，设定离子门开门时间为100us，周期为30ms。获得迁移谱半峰宽为0.201ms，峰位为10.280ms，分辨率为51.263。图6为采用Simion按本发明结构、离子门控制方式按本方案更改后运行10000个事例获得的迁移谱图，其中设定离子门开门时间为100us，周期为30ms。获得迁移谱半峰宽为0.165ms，峰位为10.350ms，分辨率为62.694。

可见，按照本发明对迁移管反应区、离子注入结构和离子注入进行电压补偿，由于改进后迁移区增加了2mm，特征迁移时间延长0.070ms，迁移谱半峰宽由0.201ms降至0.165ms，分辨率提高了20％左右，离子接收率由8.419％提高至27.490％，灵敏度提高了2倍以上。

实施例三：

本发明还提供一种离子迁移谱仪，包括如实施例一中任意一项所述的迁移管，其他结构可以采用现有设计。对本实施例的离子迁移谱仪的操作方法包括采用实施例二的方法操作。

综上所述，本发明的离子迁移谱仪迁移管、操作方法及离子迁移谱仪，引入了聚焦区，还可以进一步引入零场隔离区，从而可以使得迁移管在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设法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。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种离子迁移谱仪迁移管，其特征在于，所述迁移管包括：

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，其中，所述聚焦罩结构具有靠近所述离化源的入口以及与所述入口相对的出口，并且，所述入口的直径大于所述出口的直径，所述出口的直径大于等于所述离化源的内径；

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。

2.根据权利要求1所述的离子迁移谱仪迁移管，其特征在于，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。

3.根据权利要求2所述的离子迁移谱仪迁移管，其特征在于，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。

4.根据权利要求1所述的离子迁移谱仪迁移管，其特征在于，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。

5.根据权利要求1所述的离子迁移谱仪迁移管，其特征在于，所述聚焦罩结构的形状包括锥形、弧形及喇叭形中的任意一种。

6.一种离子迁移谱仪，其特征在于，包括如权利要求1-5中任意一项所述的迁移管。

7.一种如权利要求1-5中任意一项所述的离子迁移谱仪迁移管的操作方法，其特征在于，所述操作方法包括如下步骤：

提供关闭电压，以关闭离子门，所述关闭电压控制方式包括：离化区的电压大于第二离子门栅的电压大于第一离子门栅的电压大于第一个迁移区电极的电压；

提供开启电压，以开启离子门，所述开启电压的控制方式包括：在所述第一离子门栅处施加脉冲电压，并控制所述第一离子门栅的总电压大于所述第二离子门栅的电压大于第一个迁移区电极的电压。

8.根据权利要求7所述的离子迁移谱仪迁移管的操作方法，其特征在于，在所述离子门开启的过程中，在所述第一离子门栅上施加所述脉冲电压的同时还在所述第二离子门栅上施加补偿电压，所述补偿电压施加的时长为所述脉冲电压施加时长的5％-10％。

9.根据权利要求8所述的离子迁移谱仪迁移管的操作方法，其特征在于，所述补偿电压的电压值不大于所述脉冲电压的电压值。

10.根据权利要求8所述的离子迁移谱仪迁移管的操作方法，其特征在于，所述补偿电压的施加与所述脉冲电压同时施加。