CN1361922A - 微型机场致非对称离子迁移过滤器和检测系统 - Google Patents

微型机场致非对称离子迁移过滤器和检测系统 Download PDF

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Abstract

一种用于检测系统的微型机场致非对称离子迁移过滤器(24)包括一对隔开基片,在基片之间和样品入口(16)和出口之间界定了流动通道;安置于通道中的离子过滤器,包括一对隔开的过滤器电极(20,22),一个电极与一个基片相连;电控制器(30),用于在离子过滤器电极间施加偏压和非对称周期电压以控制通过过滤器的离子的通道。

Description

微型机场致非对称离子迁移过滤器和检测系统
本发明的领域
本发明涉及场致非对称离子迁移(FAIM)过滤器，更具体地涉及微型机FAIM过滤器和分光计。
本发明的背景
随着恐怖主义及军事行动和对环境关注的增加，检测及确定爆炸物，毒品，化学和生物试剂以及空气量的能力变得更加重要。以前对这些试剂的检测是通过传统的质谱仪、快速离子迁移质谱仪和传统加工的FAIM质谱仪来实施的。
质谱仪非常灵敏并具有高选择性，可以提供快速的反应时间。然而，质谱仪体积大并需要极大功率来操作。为了将离子从中性分子中分离来实现对选定离子的检测，它们还需要功率强大的真空泵来维持高真空度，所以它们还是非常昂贵的。
另一种简便的质谱仪技术是快速离子迁移质谱仪，它是一种目前使用在大多数便携化学武器和爆炸物检测器中的方法。检测不仅依赖于质谱，而且也依赖于分子电荷和截面。然而，由于这些不同的特性，对分子种类的识别不象质谱仪一样确定并精确。当试图减小快速离子迁移质谱仪的大小时，即漂移管长度小于2英寸，它们一般会有不可接受的分辨及灵敏性限制。在快速离子迁移中，分辨能力与漂移管长度成正比。漂移管长度越长，分辨能力越好，只要漂移管也足够宽以使所有离子不会由于渗滤而损失到侧壁。因此，一般地，最小化快速离子迁移系统会导致系统性能下降。虽然这些装置相对便宜并可靠，但它们还是有一些限制。首先，通过检测器的样品量少，所以要增加分光计的灵敏性，要么检测器电子元件必须具有非常高的灵敏性，需要昂贵的电子元件，要么需要浓缩器，增加系统的复杂性。此外，要控制将离子注射到漂移管中，通常还需要控制门和门控电子元件。
FAIM分光计是前苏联20世纪80年代发展出来的。FAIM分光计允许选取的离子通过过滤器，而阻断不需要离子的通过。传统的FAIM分光计体积大并且昂贵，如整个装置大小接近1立方英尺，造价超过25,000美元。这些系统不适于使用在需要小型检测器的应用中。这些系统也相对慢，产生完整的样品气体光谱需要一分钟，它们制备起来很复杂并且不能批量制备。
本发明的简述
本发明的目的是提供FAIM过滤器和检测系统，其能比传统FAIM装置更快更精确地控制选取离子的流动以制备样品光谱。
本发明的另一个目的是提供这样的过滤器和检测系统，其能在不需要扫过偏压的情况下检测多种预选取的离子。
本发明的另一个目的是提供这样的过滤器和检测系统，其甚至能在没有偏压的情况下检测选取的离子。
本发明的另一个目的是提供这样的过滤器和检测系统，其能依据离子的轨迹空间检测离子。
本发明的另一个目的是提供这样的过滤器和检测系统，其具有高分辨能力。
本发明的另一个目的是提供这样的过滤器和检测系统，其能比传统的检测装置要快速地检测选取的离子。
本发明的另一个目的是提供这样的过滤器和检测系统，其具有十亿分之几到万亿分之几的灵敏度。
本发明的另一个目的是提供这样的过滤器和检测系统，其可包装在单一电路片中。
本发明的另一个目的是提供这样的过滤器和检测系统，其具有实施及制备有效的成本。
本发明产生于这样的事实，即非常小，精确并快速的FAIM过滤器和检测系统可通过使用一对隔开的基片在样品入口和出口之间界定流动通道并在流动通道中安置离子过滤器来获得，过滤器包括一对隔开的电极(一个电极与一个基片相连)和控制器(控制器用来选择性地在电极间施加偏压和非对称周期电压以控制通过过滤器的离子通道)。
本发明产生于这样的事实，即通过提供一组过滤器，每个过滤器与不通的偏压相连，过滤器可用来在没有扫过偏压的情况下检测多种选取的离子。
本发明产生于这样的事实，即通过改变周期电压的负载循环，而不需要偏压。
本发明产生于这样的事实，即通过分段检测器，通过依据当离子离开过滤器时离子的轨迹空间检测离子，离子检测可高精确度和高分辨能力地实施。
本发明的特点是用于检测系统的微型机场致非对称离子迁移过滤器。在样品入口和出口之间有一对隔开的基片，在它们之间界定了流动通道，离子过滤器安置于通道中，过滤器包括一对隔开的过滤器电极，一个电极与一个基片相连，以及电控制器，电控制器用来选择性地在电极间施加偏压和非对称周期电压以控制通过过滤器的离子通道。
在优选的实施方案中，可以有检测器，在离子过滤器的下游，用来检测离开过滤器的离子。检测器可以包括多个段，这些段沿着流动通道分开，根据离子轨迹空间分开离子。可以有吸持电极，对电控制器反应，用来当离子通过过滤器时浓缩选取的离子。吸持电极可以是硅。硅电极可以用作为间隔物，用来间隔基片。可以有加热器用来加热流动通道。加热器可以包括离子过滤器电极。电控制器可以包括选择性地施加电流通过过滤器电极以加热过滤器电极的装置。基片可以是玻璃。玻璃可以是Pyrex。可以有电离源，在过滤器的上游，用来电离来自样品入口的流体。电离源可以包括放射源。电离源还可以包括紫外线灯。电离源还可以包括电晕放电装置。可以有清洁空气入口，用来引导提纯的空气进入流动通道。可以有与流动通道连通的泵，用来调节通过流动通道的流体流动。
本发明的特点是场致非对称离子迁移过滤器和检测系统。有包含样品入口和出口之间的流动通道的外壳，离子过滤器安置于流动通道中，离子过滤器包括一对隔开的过滤器电极，用来在离子过滤器电极间施加偏压和非对称周期电压来控制通过过滤器的离子通道的电控制器，和分段检测器，在离子过滤器的下游，沿着流动通道分开的各段依据离子的轨迹空间分开离子。
在优选的实施方案中，可以有吸持电极，对电控制器反应，用来当离子通过过滤器时浓缩离子。吸持电极可以是硅。硅电极可以用作为间隔物，用来间隔过滤器电极。可以有加热器用来加热流动通道。加热器可以包括离子过滤器电极。电控制器可以包括选择性地施加电流通过过滤器电极以加热过滤器电极的装置。可以有电离源，在过滤器的上游，用来电离来自样品入口的流体。电离源可以包括放射源。电离源还可以包括紫外线灯。电离源还可以包括电晕放电装置。可以有清洁空气入口，用来引导提纯的空气进入流动通道。可以有与流动通道连通的泵，用来调节通过流动通道的流体流动。
本发明的特点是场致非对称离子迁移过滤器组。有在样品入口和出口之间界定至少一个流动通道的外壳，多个离子过滤器安置在外壳内，每个离子过滤器包括一对隔开的过滤器电极，和用来在每对离子过滤器电极间施加偏压和非对称周期电压来控制通过每个过滤器的离子通道的电控制器。
在优选的实施方案中，每个离子过滤器与一个流动通道相连。在每个离子过滤器的下游有检测器，用来检测离开每个所述过滤器的离子。每个检测器可以包括多个段，这些段沿着流动通道分开，根据离子轨迹空间分开离子。可以有多个吸持电极，对电控制器反应，用来当离子通过每个过滤器时浓缩离子。每个吸持电极可以是硅。硅电极可以用作为间隔物，用来间隔过滤器电极。可以有加热器用来加热至少一个流动通道。加热器可以包括每对离子过滤器电极。电控制器可以包括选择性地施加电流通过每对过滤器电极以加热过滤器电极的装置。可以有电离源，在每个过滤器的上游，用来电离来自样品入口的流体。电离源可以包括放射源。电离源还可以包括紫外线灯。电离源还可以包括电晕放电装置。可以有清洁空气入口，用来引导提纯的空气进入至少一个流动通道。可以有与每个流动通道连通的泵，用来调节通过每个流动通道的流体流动。
本发明的特点是使用在检测系统中的未补偿场致非对称离子迁移过滤器。有样品入口和出口之间的流动通道的外壳，离子过滤器安置在通道中，离子过滤器包括一对隔开的过滤器电极，和用来在离子过滤器施加未补偿非对称周期电压来控制通过离子过滤器的离子通道的电控制器，和用来选择性地调节周期电压的负载循环以瞄准(target)要进行检测的选取离子种类或多种离子的选择性电路。
在优选的实施方案中，可以有检测器，在离子过滤器的下游，用来检测离开过滤器的离子。检测器可以包括多个段，这些段沿着流动通道分开，根据离子轨迹空间分开离子。可以有吸持电极，对电控制器反应，用来当离子通过过滤器时浓缩离子。吸持电极可以是硅。硅电极可以用作为间隔物，用来间隔过滤器电极。可以有加热器用来加热流动通道。加热器可以包括离子过滤器电极。电控制器可以包括选择性地施加电流通过过滤器电极以加热过滤器电极的装置。可以有电离源，在过滤器的上游，用来电离来自样品入口的流体。电离源可以包括放射源。电离源还可以包括紫外线灯。电离源还可以包括电晕放电装置。可以有清洁空气入口，用来引导提纯的空气进入流动通道。可以有与流动通道连通的泵，用来调节通过流动通道的流体流动。
本发明的特点是场致非对称离子迁移过滤器。有包含样品入口和出口之间的流动通道的外壳，离子过滤器安置于流动通道中，离子过滤器包括一对隔开的过滤器电极，一对横向于流动通道的吸持电极，和用来在离子过滤器电极间施加第一偏压和非对称周期电压和在吸持电极间施加第二偏压来控制通过过滤器的离子通道的电控制器。
在优选的实施方案中，可以有检测器，在离子过滤器的下游，用来检测离开过滤器的离子。检测器可以包括多个段，这些段沿着流动通道分开，根据离子轨迹空间分开离子。可以有吸持电极。硅电极可以用作为间隔物，用来间隔过滤器电极。可以有加热器用来加热流动通道。加热器可以包括离子过滤器电极。电控制器可以包括选择性地施加电流通过过滤器电极以加热过滤器电极的装置。电控制器可以包括选择性地施加电流通过吸持电极以加热吸持电极的装置。可以有电离源，在过滤器的上游，用来电离来自样品入口的流体。电离源可以包括放射源。电离源还可以包括紫外线灯。电离源还可以包括电晕放电装置。可以有清洁空气入口，用来引导提纯的空气进入流动通道。可以有与流动通道连通的泵，用来调节通过流动通道的流体流动。本发明的示图简述
从下列对优选实施方案和所附示图的描述，此领域中的技术人员会想到其他目的，特点和优点。
图1是依据本发明的微型机过滤器和检测系统的示意方框图；
图2示意表示当离子流过图1所示的过滤器电极流向检测器时的离子；
图3A图示了检测丙酮所需的偏压和可获得的灵敏度；
图3B，如同图3A，图示了检测二乙基甲基胺所需的偏压；
图4是依据本发明的隔开的微型机过滤器的剖视图；
图5是包装的微型机过滤器和检测系统的三维视图，包括流体流动泵，演示了可以实现的最小尺寸；
图6是依据本发明的一个实施方案的分解图，其中过滤器检测器组安置在单一流动通道中；
图7如同图6，是分离图，其中过滤器组是重叠的，一个过滤器和检测器与单一流动通道相连。
图8是图7所示排列的过滤器和检测器系统的单一流动通道的剖视图。
图9演示了苯和丙酮的同时多样检测。
图10如图1是示意方框图，其中过滤器没有偏压补偿，而周期电压的负载循环变化以控制通过过滤器的离子流动；
图11图示了具有变化的负载循环的非对称周期电压，其在没有偏压的情况下施加在图9的过滤器上以过滤选取的离子；
图12是过滤器和检测器系统的示意图，其中检测器是分段的，以在离子离开过滤器时空间检测离子。本发明所优选实施方案
在图1中，FAIM分光计10，通过泵14抽气(由箭头12表示)通过入口16进入电离区域18来操作。电离气体通过平行的电极板20和22之间，其包括离子过滤器24，之后的流动通道26。当气体离子通过板20和22之间时，气体离子暴露在由电压发生器28对电子控制器30反应而施加在板上的电压诱导的电极板20和22之间的非对称振荡电场中。
当离子通过过滤器24时，一些离子被板20和22中和，而其他离子通过并被检测器32感应到。检测器32包括在预定电压的顶部电极33和一般接地的底部电极35。顶部电极33使离子向下偏斜向电极35。然而，哪个电极能检测离子取决于离子和施加在电极上的电压。并且，通过使用顶部电极33作为一个检测器以及底部电极作为第二检测器可以检测多种离子。电子控制器30可以包括，如放大器34和微处理器36。放大器34放大检测器34的输出，其是检测器34收集的电荷的函数，并将输出提供给微处理器36进行分析。类似地，可以提供放大器34’(虚线中所示的)，其中电极33也用作为检测器。
在图2中，当离子38通过交变非对称电场40时，其相对气体流动12是横向的，电场40使离子沿着42a，42b，和42c通道“摆动”。电场40一般是±(1000-2000)伏范围的直流电，具有最大场强度为40,000伏/厘米。具体离子占据的通道是其质量，大小，截面和电荷的函数。一旦离子达到电极20或22，离子就被中和。通过施加在板20和22上的偏压，也通过电压发生器28(图1中)对微处理器36反应，在电极20和22之间同时诱导第二偏压或补偿场44，一般在±2000伏/厘米或±100伏范围的直流电，以使预先选取的离子种类通过过滤器24到检测器32。补偿场44是恒定偏压，其弥补交变非对称场40以允许预先选取的离子，如离子38通过检测器32。这样，使用适当的偏压，具体离子种类将会跟随通道42c，而不需要的离子将会跟随通道42a和42b(当它们遇到电极板20和22时就会被中和)。
FAIM分光计10的输出是对于给定偏压44检测器32上电荷量的测量。在给定补偿偏压下设置的过滤器24越长，在检测器32上聚集的电荷越多。然而，用预先确定的电压范围扫过补偿电压44，样品气体12的完整光谱就可获得。对于给定的气体样品，依据本发明的FAIM分光计一般需要少于30秒及少到1秒就可制备完整的光谱。
通过改变补偿偏压44，可以改变要检测的种类以提供气体样品的完整光谱。例如，使用-3.5伏偏压，如图3A中浓度峰值46所示，检测丙酮浓度低到十亿分之八十三。相反，在-6.5伏偏压时，如图3B中峰值48所示，检测二乙基甲基胺浓度低到十亿分之二百八十。
在图4中，过滤器24大小约为1英寸。分光计10包括隔开的基片52和54(如玻璃，从Corning Glass，Corning N.Y获得的Pyrex)，以及分别安装在基片52和54上的电极20和22(其可以是如金，钛，或铂)。基片52和54被间隔物56a和56b隔开，间隔物可通过蚀刻或切割硅晶片制备。间隔物56a-b的厚度确定了电极20和22之间的距离。并且，在硅间隔物56a-b上施加相同的电压，一般为±(10-1000伏直流电)，将间隔物56a和56b转化为电极，电极产生吸持电场58，为了获得更好的样品光谱，吸持电场将离子通道导引或吸持到流动通道26的中心，如图1所示。为了吸持离子，间隔物电极56a-b必须施加相同的电压，以便将离子“推动”到流动通道26的中心。通过保留更多的离子以致更多的离子撞击检测器34，这样可以提高系统的灵敏度。但是，这不是本发明必需的限制。
为了保持精确并可靠地操作分光计10，聚集在电极板20和22上的中和离子必须清除掉。这可通过加热流动通道26来实施。例如，在图1中控制器30可以包括电源29(在虚线中所示)，其对微处理器36反应提供给电极板20和22电流I，以加热板除去聚集的分子。同样地，在图4中电流I可以替换地施加在间隔物电极56a和56b上，以加热流动通道26并清洁板20和22。
在图5中包装的FAIM分光计10可以一英寸地一英寸地减小到一英寸。泵14安装在基片52上，用来将气体样品12抽入到入口16中。在图1中，在电离气体样品前或后，可通过再循环泵14将清洁干燥的空气引入到流动通道26中。电子控制器30可以噬刻到硅控制层60中，硅控制层60与基片52和54结合形成分光计10的外壳。基片52和54和控制层60可以结合在一起，如使用阳极键合，以提供极其小的FAIM分光计。微型泵14和14a提供大体积吞吐量，其进一步加速了气体样品12的分析。泵14和14a可以是装配有小型离心空气压缩机转子的传统微型转盘驱动发动机或是微型机泵，其产生每分钟1到4升的流量。泵14的一个实例是从Florida，Clearwater，Sensidyne有限公司获得的泵。
虽然依据本发明的FAIM分光计能快速产生具体气体样品的光谱，但使用过滤器组32能进一步减少作这些所需的时间。  在图6中，FAIM分光计10可以包括过滤器组62和单一流动通道26。样品气体28在通过电离源18后，通过吸持电极56a-h引导到过滤器组62中，电离源18可以包括紫外线光源，放射装置或电晕放电装置。过滤器组62包括如成对的过滤器电极20a-e和22a-e，可以通过在每对电极施加不同的补偿偏压44(如图2中)以及用不同电压范围扫过每对电极(大大降低扫过时间)同时检测多种离子种类。然而，根据分光计的大小，过滤器组62可以包括任何数量的过滤器。包括检测器32a-e的检测器组64同时检测多种选取的离子种类，从而降低了获得气体样品12的光谱所需的时间。电极对享用相同的非对称周期交流电电压40。
在图5中，通过再循环泵14a可将清洁干燥的空气经清洁干燥空气入口66引入到流动通道26中。抽进清洁干燥空气有助于降低FAIM分光计对湿度的灵敏度。并且，如果分光计在没有清洁干燥的空气下操作并将已知的气体样品引入到装置中，那么装置可能被用作为湿度感应器，由于产生的光谱会随着湿度浓度的变化而发生改变，与给定样品的标准光谱不同。
然而，在图7中，不是过滤器组62的每个过滤器32a-e享用相同的流动通道26，而是提供了个体流动通道26a-e，这样每个流动通道与它相连，如入口16，电离源18a，吸持电极56a’，56b’，离子过滤器电极对20a，22a，检测器电极对33a，35a和出口68a。
在操作中，如图8所示，样品气体12进入入口16a，并由电晕放电装置18a电离。电离的样品通过吸持电极56a导引到过滤器24a中。当离子通过离子过滤器电极20a和22a时，不需要的离子被中和，而选取的离子经通过过滤器24a由检测器32a检测。
如在图9中所示，由苯(峰值50)和丙酮(峰值51)构成的多种，同时检测，演示了依据本发明的组合过滤器和检测器的优势。
已发现，补偿偏压不是检测选取的离子种类或多种离子种类所必需的。在图10中，通过改变施加在过滤器24的电极20和22上的非对称周期电压的负载循环，就不需要在板电极20和22上施加恒定偏压。对控制电子元件30反应，电压发生器28改变非对称交变电压40的负载循环。在图11中，通过改变周期电压40的负载循环，可以控制选取离子的通道32c。作为实例，而不是作为限制，电场40的负载循环可以是四分之一：25％高，波峰70和25％低，波谷72，离子38c接近板20被中和。然而，通过将电压40a改变为40％，波峰70a，离子38c通过板20和22，没有被中和。通常负载循环在10％-50％高和90％-50％低范围变化。因此，通过改变电场40的负载循环，在没有偏压情况下可以控制离子通道。
为了更进一步改善FAIM分光计的分辨能力，在图12中，检测器32可以分段。这样，当离子通过过滤器电极20和22之间的过滤器24时，个体离子38c’-38c””可被空间地检测，离子具有根据离子的大小、电荷和截面确定的其轨迹42c’-42c””。检测器段32’将具有一种浓度的一种离子种类的离子，而检测器段32”会具有不同的离子种类浓度，由于每段可以检测特殊的离子种类，这样就增加了光谱的分辨能力。
尽管本发明的具体特点在一些示图中显示，而没有在另一些示图中显示，这仅是为了方便，依据本发明每种特点都可以结合任何或所有其他特点。
此领域中的技术人员会想到其他实施方案，这些实施方案包括在下列权利要求书中。

Claims (77)

1.一种用于检测系统的微型机场致非对称离子迁移过滤器，
包括：
一对隔开的基片，在它们之间和样品入口和出口之间界定流动通道；
安置于通道中的离子过滤器，包括一对隔开的过滤器电极，一个电极与一个基片相连；以及
电控制器，用于在离子过滤器电极间施加偏压和非对称周期电压以控制通过过滤器的离子的通道。
2.根据权利要求1的微型机过滤器，进一步包括检测器，在离子过滤器的下游，用来检测离开过滤器的离子。
3.根据权利要求2的微型机过滤器，其中检测器包括多个段，这些段沿着流动通道分开以依据离子的轨迹空间分开离子。
4.根据权利要求1的微型机过滤器，进一步包括吸持电极，其对电控制器反应，用来当离子通过过滤器时浓缩选取的离子。
5.根据权利要求4的微型机过滤器，其中吸持电极是硅。
6.根据权利要求5的微型机过滤器，其中硅电极用作为隔开所述基片的间隔物。
7.根据权利要求1的微型机过滤器，进一步包括加热器，用来加热流动通道。
8.根据权利要求7的微型机过滤器，其中加热器包括离子过滤器电极。
9.根据权利要求8的微型机过滤器，其中电控制器进一步包括用来选择性地施加电流通过过滤器电极以加热过滤器电极的装置。
10.根据权利要求1的微型机过滤器，其中基片是玻璃。
11.根据权利要求10的微型机过滤器，其中玻璃是Pyrex。
12.根据权利要求1的微型机过滤器，进一步包括电离源，在过滤器的上游，用来电离来自样品入口的流体。
13.根据权利要求12的微型机过滤器，其中，电离源包括放射源。
14.根据权利要求12的微型机过滤器，其中电离源包括紫外线灯。
15.根据权利要求12的微型机过滤器，其中电离源包括电晕放电装置。
16.根据权利要求1的微型机过滤器，进一步包括清洁空气入口，用来将提纯的空气引入到流动通道中。
17.根据权利要求1的微型机过滤器，进一步包括与流动通道连通的泵，用来调节通过流动通道的流体流动。
18.一种场致非对称离子迁移过滤器和检测系统，包括：
包含样品入口和出口之间的流动通道的外壳；
安置于通道中的离子过滤器，包括一对隔开的过滤器电极；
电控制器，用于在离子过滤器电极间施加偏压和非对称周期电压以控制通过过滤器的离子的通道；以及
分段的检测器，在离子过滤器的下游，它的段沿着流动通道分开以依据离子的轨迹空间分开离子。
19.根据权利要求18的场致非对称离子迁移过滤器和检测系统，进一步包括吸持电极，其对电控制器反应，用来当离子通过过滤器时浓缩选取的离子。
20.根据权利要求19的场致非对称离子迁移过滤器和检测系统，其中吸持电极是硅。
21.根据权利要求20的场致非对称离子迁移过滤器和检测系统，其中硅电极用作为隔开所述基片的间隔物。
22.根据权利要求18的场致非对称离子迁移过滤器和检测系统，进一步包括加热器，用来加热流动通道。
23.根据权利要求22的场致非对称离子迁移过滤器和检测系统，其中加热器包括离子过滤器电极。
24.根据权利要求23的场致非对称离子迁移过滤器和检测系统，其中电控制器进一步包括用来选择性地施加电流通过过滤器电极以加热过滤器电极的装置。
25.根据权利要求18的场致非对称离子迁移过滤器和检测系统，进一步包括电离源，在过滤器的上游，用来电离来自样品入口的流体。
26.根据权利要求25的场致非对称离子迁移过滤器和检测系统，其中，电离源包括放射源。
27.根据权利要求25的场致非对称离子迁移过滤器和检测系统，其中电离源包括紫外线灯。
28.根据权利要求25的场致非对称离子迁移过滤器和检测系统，其中电离源包括电晕放电装置。
29.根据权利要求18的场致非对称离子迁移过滤器和检测系统，进一步包括清洁空气入口，用来将提纯的空气引入到流动通道中。
30.根据权利要求18的场致非对称离子迁移过滤器和检测系统，进一步包括与流动通道连通的泵，用来调节通过流动通道的流体流动。
31.一种场致非对称离子迁移过滤器组，包括：
在样品入口和出口之间界定至少一个流动通道的外壳；
安置于外壳内的多个离子过滤器，每个过滤器包括一对隔开的过滤器电极；
电控制器，用于在每个所述的离子过滤器电极对间施加偏压和非对称周期电压以控制通过每个所述的过滤器的离子的通道。
32.根据权利要求3 1的过滤器组，其中每个所述的过滤器是与一个流动通道相连的。
33.根据权利要求31的过滤器组，进一步包括检测器，在每个所述过滤器的下游，用来检测离开每个所述过滤器的离子。
34.根据权利要求33的过滤器组，其中每个所述的检测器包括多个段，这些段沿着流动通道分开以依据离子的轨迹空间分开离子。
35.根据权利要求33的过滤器组，进一步包括多个吸持电极，其对电控制器反应，用来当离子通过每个所述的过滤器时浓缩选取的离子。
36.根据权利要求35的过滤器组，其中每个所述的吸持电极是硅。
37.根据权利要求36的过滤器组，其中硅电极用作为隔开过滤器电极的间隔物。
38.根据权利要求31的过滤器组，进一步包括加热器，用来加热所述的至少一个流动通道。
39.根据权利要求38的过滤器组，其中加热器包括每个所述的离子过滤器电极对。
40.根据权利要求38的过滤器组，其中电控制器进一步包括用来选择性地施加电流通过每个所述的过滤器电极对以加热过滤器电极的装置。
41.根据权利要求31的过滤器组，进一步包括电离源，在每个所述的过滤器上游，用来电离来自样品入口的流体。
42.根据权利要求41的过滤器组，其中，电离源包括放射源。
43.根据权利要求41的过滤器组，其中电离源包括紫外线灯。
44.根据权利要求41的过滤器组，其中电离源包括电晕放电装置。
45.根据权利要求31的过滤器组，进一步包括清洁空气入口，用来将提纯的空气引入到至少一个流动通道中。
46.根据权利要求31的过滤器组，进一步包括与每个所述的流动通道连通的泵，用来调节通过每个所述的流动通道的流体流动。
47.一种用于检测系统的未补偿场致非对称离子迁移过滤器，
包括：包含样品入口和出口之间的流动通道的外壳；
安置于通道中的离子过滤器，包括一对隔开的过滤器电极；
电控制器，用于在离子过滤器电极间施加偏压和非对称周期电压以控制通过过滤器的离子的通道；以及
选择性电路，用来在离子过滤器间施加未补偿非对称周期电压以瞄准要检测的选取的离子种类或多种离子种类。
48.根据权利要求47的离子迁移过滤器，进一步包括检测器，在离子过滤器的下游，用来检测离开过滤器的离子。
49.根据权利要求48的离子迁移过滤器，其中检测器包括多个段，这些段沿着流动通道分开以依据离子的轨迹空间分开离子。
50.根据权利要求48的离子迁移过滤器，进一步包括吸持电极，其对电控制器反应，用来当离子通过过滤器时浓缩选取的离子。
51.根据权利要求50的离子迁移过滤器，其中吸持电极是硅。
52.根据权利要求51的离子迁移过滤器，其中硅电极用作为隔开过滤器电极的间隔物。
53.根据权利要求47的离子迁移过滤器，进一步包括加热器，用来加热流动通道。
54.根据权利要求51的离子迁移过滤器，其中加热器包括离子过滤器电极。
55.根据权利要求54的离子迁移过滤器，其中电控制器进一步包括用来选择性地施加电流通过过滤器电极以加热过滤器电极的装置。
56.根据权利要求47的离子迁移过滤器，进一步包括电离源，在过滤器的上游，用来电离来自样品入口的流体。
57.根据权利要求56的离子迁移过滤器，其中，电离源包括放射源。
58.根据权利要求56的离子迁移过滤器，其中电离源包括紫外线灯。
59.根据权利要求56的离子迁移过滤器，其中电离源包括电晕放电装置。
60.根据权利要求47的离子迁移过滤器，进一步包括清洁空气入口，用来将提纯的空气引入到流动通道中。
61.根据权利要求47的离子迁移过滤器，进一步包括与流动通道连通的泵，用来调节通过流动通道的流体流动。
62.一种场致非对称离子迁移过滤器，包括：
包括：包含样品入口和出口之间的流动通道的外壳；
安置于通道中的离子过滤器，包括一对隔开的过滤器电极；
一对相对于流动通道横向的吸持电极；
电控制器，用于在离子过滤器电极间施加第一偏压和非对称周期电压以及在吸持电极间施加第二偏压以控制通过过滤器的离子的通道。
63.根据权利要求62的过滤器，进一步包括检测器，在离子过滤器的下游，用来检测离开过滤器的离子。
64.根据权利要求63的过滤器，其中检测器包括多个段，这些段沿着流动通道分开以依据离子的轨迹空间分开离子。
65.根据权利要求62的过滤器，其中吸持电极是硅。
66.根据权利要求65的过滤器，其中硅电极用作为隔开过滤器电极的间隔物。
67.根据权利要求62的过滤器，进一步包括加热器，用来加热流动通道。
68.根据权利要求67的过滤器，其中加热器包括离子过滤器电极。
69.根据权利要求67的过滤器，其中加热器包括吸持电极。
70.根据权利要求68的过滤器，其中电控制器进一步包括用来选择性地施加电流通过过滤器电极以加热过滤器电极的装置。
71.根据权利要求68的过滤器，其中电控制器进一步包括用来选择性地施加电流通过吸持电极以加热吸持电极的装置。
72.根据权利要求62的过滤器，进一步包括电离源，在过滤器的上游，用来电离来自样品入口的流体。
73.根据权利要求71的过滤器，其中，电离源包括放射源。
74.根据权利要求71的过滤器，其中电离源包括紫外线灯。
75.根据权利要求71的过滤器，其中电离源包括电晕放电装置。
76.根据权利要求62的过滤器，进一步包括清洁空气入口，用来将提纯的空气引入到流动通道中。
77.根据权利要求62的过滤器，进一步包括与流动通道连通的泵，用来调节通过流动通道的流体流动。
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