RU2293973C2 - Organic matter ion source - Google Patents
Organic matter ion source Download PDFInfo
- Publication number
- RU2293973C2 RU2293973C2 RU2005111268/28A RU2005111268A RU2293973C2 RU 2293973 C2 RU2293973 C2 RU 2293973C2 RU 2005111268/28 A RU2005111268/28 A RU 2005111268/28A RU 2005111268 A RU2005111268 A RU 2005111268A RU 2293973 C2 RU2293973 C2 RU 2293973C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ion
- electrode
- emitter
- diameter
- active surface
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области аналитического приборостроения, а более конкретно к источникам ионов органических соединений, например, для газовых хроматографов или дрейф-спектрометров, предназначенных для обнаружения паров органических веществ в составе воздуха, в частности паров органических молекул из класса взрывчатых, наркотических и физиологически активных веществ.The invention relates to the field of analytical instrumentation, and more specifically to sources of ions of organic compounds, for example, for gas chromatographs or drift spectrometers designed to detect vapors of organic substances in the air, in particular vapors of organic molecules from the class of explosive, narcotic and physiologically active substances .
Известен источник ионов органических соединений [1], содержащий электрод, поверхность которого выполнена из радиоактивного материала, электрод для управления и контроля ионного тока, устройство для анализа ионного тока (дрейф-спектрометр) и внешний насос для прокачки воздуха. Основным недостатком известного устройства является неоптимальность его конструкции, что приводит к низкой эффективности ионизации органических молекул в источнике ионов данной конструкции и к трудности контроля величины ионного тока. В то же время используемый способ ионизации (радиоизотопный) позволяет получать ионы практически всех классов органических молекул.A known source of ions of organic compounds [1], containing an electrode whose surface is made of radioactive material, an electrode for controlling and monitoring the ion current, a device for analyzing ion current (drift spectrometer) and an external pump for pumping air. The main disadvantage of the known device is the non-optimality of its design, which leads to a low efficiency of ionization of organic molecules in the ion source of this design and to the difficulty of controlling the magnitude of the ion current. At the same time, the ionization method used (radioisotope) makes it possible to obtain ions of almost all classes of organic molecules.
Известен ряд источников ионов, в которых используются другие способы ионизации органических молекул - лазерный в газовой фазе, лазерный на поверхности активного элемента, поверхностно-ионизационный и т.д. В частности, известен источник ионов органических соединений [2], содержащий помещенные в замкнутый или проточный объем поверхностно-ионизационный термоэмиттер ионов, снабженный нагревателем и датчиком температуры, и электрод для контроля ионного тока термоэмиттера. Анализируемый воздух, содержащий молекулы органических веществ, подают в указанный объем, термоэмиттер нагревают до рабочей температуры и регистрируют величину ионного тока в цепи электрода для контроля ионного тока. При этом между поверхностями термоэмиттера и электрода для контроля ионного тока может быть помещено дополнительное устройство для анализа ионного тока, например дрейф-спектрометр.A number of ion sources are known in which other methods of ionizing organic molecules are used — laser in the gas phase, laser on the surface of the active element, surface ionization, etc. In particular, a source of ions of organic compounds is known [2], which contains a surface-ionizing ion thermoelectric emitter placed in a closed or flowing volume, equipped with a heater and a temperature sensor, and an electrode for controlling the ion current of the thermo emitter. The analyzed air containing molecules of organic substances is fed into the indicated volume, the thermoemitter is heated to operating temperature and the ion current is recorded in the electrode circuit to control the ion current. In this case, an additional device for analyzing the ion current, for example, a drift spectrometer, can be placed between the surfaces of the thermal emitter and the electrode for monitoring the ion current.
Основным недостатком известного устройства являются низкая эффективность формирования ионного пучка, направляемого с поверхности эмиттера ионов в устройство для регистрации или анализа ионного тока. Это обусловлено действием объемного заряда ионного пучка, приводящего к подавлению ионного тока с поверхности термоэмиттера, и сильной расходимости ионного пучка, выходящего с поверхности термоэмиттера.The main disadvantage of the known device is the low efficiency of formation of an ion beam directed from the surface of the ion emitter into a device for recording or analyzing ion current. This is due to the action of the space charge of the ion beam, which leads to the suppression of the ion current from the surface of the thermal emitter, and the strong divergence of the ion beam emerging from the surface of the thermal emitter.
Наиболее близким к заявленному изобретению является источник ионов органических соединений, например для спектрометров ионной дрейфовой подвижности [3], включающий входной штуцер с каналом для забора потока анализируемого воздуха, эмиттер ионов, имеющий плоскую активную поверхность диаметром D, электрод для контроля ионного тока, имеющий центральный канал диаметром d<D и обращенный одним торцом с зазором в сторону активной поверхности эмиттера ионов, причем электрод для контроля ионного тока и активная поверхность эмиттера ионов имеют общую аксиальную ось симметрии, перпендикулярную активной поверхности эмиттера ионов, при этом источник потока ионов герметично и электрически изолированно соединен с внешним устройством для регистрации и анализа ионного тока, полость которого соединена с внешним насосом для прокачки воздуха последовательно через источник потока ионов и устройство для регистрации и анализа ионного тока.Closest to the claimed invention is a source of ions of organic compounds, for example for ion drift mobility spectrometers [3], including an inlet with a channel for sampling the flow of analyzed air, an ion emitter having a flat active surface with a diameter D, an electrode for controlling ion current, having a central a channel with a diameter d <D and facing one end with a gap toward the active surface of the ion emitter, the electrode for controlling the ion current and the active surface of the ion emitter have a common axial axis of symmetry perpendicular to the active surface of the ion emitter, wherein the ion flow source is hermetically and electrically isolated connected to an external device for detecting and analyzing the ion current, the cavity of which is connected to an external pump for pumping air in series through the ion flow source and device for recording and ion current analysis.
Известный источник ионов позволяет достаточно эффективно формировать радиально сходящиеся ионные пучки, анализ которых может быть осуществлен, например, с использованием дрейф-спектрометров коаксиального типа, в которых ионный пучок проходит в зазоре между электродами параллельно образующим дрейф-спектрометра [1, 3].A well-known ion source makes it possible to efficiently generate radially converging ion beams, the analysis of which can be carried out, for example, using coaxial-type drift spectrometers in which the ion beam passes in the gap between the electrodes parallel to the formation of the drift spectrometer [1, 3].
Основным недостатком известного источника ионов является конструктивная трудность совмещения такого источника ионов с дрейф-спектрометрами других типов, например с дрейф-спектрометрами плоского типа [4] или с дрейф-спектрометрами коаксиального типа, в которых движение ионов проходит в зазоре между коаксиальными электродами не параллельно, а перпендикулярно образующим цилиндрических электродов. В то же время дрейф-спектрометры такого типа позволяют достичь большего разрешения при меньших габаритных размерах спектрометров. Кроме того, в известном источнике ионов конструктивно трудно использовать сменные эмиттеры ионов, обеспечивающие различные механизмы ионизации органических молекул - радиоизотопный, поверхностно-ионизационный, лазерный и т.д.The main disadvantage of the known ion source is the structural difficulty of combining such an ion source with other types of drift spectrometers, for example, flat-type drift spectrometers [4] or with coaxial type drift spectrometers in which the ion movement in the gap between the coaxial electrodes is not parallel, and perpendicular to forming cylindrical electrodes. At the same time, drift spectrometers of this type make it possible to achieve higher resolution with smaller overall dimensions of the spectrometers. In addition, in a known ion source it is structurally difficult to use replaceable ion emitters that provide various mechanisms of ionization of organic molecules - radioisotope, surface-ionization, laser, etc.
В основу настоящего изобретения положена задача разработать конструкцию источника радиально расходящегося потока ионов органических соединений, совместимую со всеми типами дрейф-спектрометров - плоского типа, коаксиального типа, в котором движение ионов проходит параллельно образующим электродов спектрометра, коаксиального типа, в котором движение ионов проходит перпендикулярно образующим спектрометра, а также допускающую использование сменных эмиттеров ионов или других элементов конструкции источника ионов, обеспечивающих реализацию различных механизмов ионизации органических молекул.The basis of the present invention is to develop a source design of a radially diverging ion flux of organic compounds that is compatible with all types of drift spectrometers — flat type, coaxial type, in which the ion movement is parallel to the generators of the spectrometer electrodes, of a coaxial type, in which the ion movement is perpendicular spectrometer, as well as allowing the use of removable ion emitters or other structural elements of the ion source, providing real zatsiyu different mechanisms of ionization of organic molecules.
Поставленная цель достигается тем, что эмиттер ионов снабжен кожухом, соосным с активной поверхностью эмиттера ионов и имеющим цилиндрическую боковую поверхность диаметром D1>D и плоскую торцевую поверхность, сопряженную с активной поверхностью эмиттера ионов по диаметру D и с цилиндрической боковой поверхностью кожуха по диаметру D1, при этом входной штуцер герметично закреплен на втором торце электрода для контроля ионного тока таким образом, что их каналы сообщаются, вокруг электрода для контроля ионного тока герметично и электрически изолированно расположен аксиально симметричный фокусирующий электрод, обращенный своей торцевой поверхностью в сторону плоской торцевой поверхности кожуха, причем зазоры между активной поверхностью эмиттера ионов, плоской торцевой поверхностью кожуха и торцами электрода для контроля ионного тока и фокусирующего электрода сообщаются с полостью внешнего устройства для регистрации и анализа ионного тока и с каналами электрода для контроля ионного тока и входного штуцера, при этом диаметр d выбирают в интервале d=(0,2-0,4)·D, внешний диаметр торца фокусирующего электрода, обращенного в сторону плоской торцевой поверхности кожуха эмиттера ионов, выбирают равным D1, a внешний диаметр торца электрода для контроля ионного тока, обращенного в сторону активной поверхности эмиттера ионов, выбирают равным D.This goal is achieved in that the ion emitter is equipped with a casing coaxial with the active surface of the ion emitter and having a cylindrical side surface with a diameter D 1 > D and a flat end surface conjugated with the active surface of the ion emitter in diameter D and with a cylindrical side surface of the casing in diameter D 1, the inlet nozzle is hermetically fixed to the second end of the electrode to control the ion current so that their channels are communicated around the electrode to control the ion current and sealingly Electrical axially symmetric focusing electrode is located in isolation, facing its end surface towards the flat end surface of the casing, and the gaps between the active surface of the ion emitter, the flat end surface of the casing and the ends of the electrode to communicate with the ion current and the focusing electrode communicate with the cavity of an external device for recording and analysis ion current and with electrode channels for monitoring the ion current and the input fitting, while the diameter d is selected in the range d = (0.2-0.4) · D, external diameter the meter of the end face of the focusing electrode facing the flat end surface of the casing of the ion emitter is chosen equal to D 1 , and the outer diameter of the end of the electrode to control the ion current facing the active surface of the ion emitter is chosen equal to D.
Величину D1 выбирают из соотношения D1=(1,4-2,2)·D, при этом торцевая поверхность фокусирующего электрода, обращенная в сторону плоской торцевой поверхности кожуха эмиттера ионов, выполнена в виде плоской кольцевой поверхности, параллельной плоской торцевой поверхности кожуха и отстоящей от нее на расстояние Н=(0,15-0,4)·D, а торцевая поверхность электрода для контроля ионного тока, обращенная в сторону активной поверхности эмиттера ионов, выполнена в виде усеченного конуса, своим большим диаметром D совмещенного с внешним диаметром данного торца и отстоящего от активной поверхности эмиттера ионов на расстояние h=(0,8-1,5)·Н, а своим меньшим диаметром d совмещенного с каналом электрода для контроля ионного тока и отстоящего от линии совмещения поверхностей электрода для контроля ионного тока по диаметру D в сторону, противоположную активной поверхности эмиттера ионов, на расстояние H1=(0,2-0,5)·H.The value of D 1 is selected from the relation D 1 = (1.4-2.2) · D, while the end surface of the focusing electrode facing the flat end surface of the casing of the ion emitter is made in the form of a flat annular surface parallel to the flat end surface of the casing and separated by a distance H = (0.15-0.4) · D, and the end surface of the electrode for controlling the ion current, facing the active surface of the ion emitter, is made in the form of a truncated cone, its large diameter D combined with the outer diameter of a given torus a and a distance h = (0.8-1.5) · N that is spaced apart from the active surface of the ion emitter, and with its smaller diameter d combined with the electrode channel to control the ion current and spaced apart from the surface alignment electrode for controlling the ion current in diameter D in the direction opposite to the active surface of the ion emitter, at a distance of H 1 = (0.2-0.5) · H.
Активная поверхность эмиттера ионов выполнена из сплава на основе молибдена, вольфрама, ванадия или из оксидной бронзы щелочного металла и переходного металла, обеспечивающих селективную поверхностную ионизацию органических молекул, при этом эмиттер ионов дополнительно снабжен нагревателем и датчиком температуры эмиттера ионов.The active surface of the ion emitter is made of an alloy based on molybdenum, tungsten, vanadium or of bronze oxide of an alkali metal and transition metal, which provide selective surface ionization of organic molecules, while the ion emitter is additionally equipped with a heater and an ion emitter temperature sensor.
Активная поверхность эмиттера ионов или торец электрода для контроля ионного тока, обращенный в сторону эмиттера ионов, выполнены из материала, содержащего радиоактивный изотоп, например, Ni63 или тритий.The active surface of the ion emitter or the end of the electrode for controlling the ion current, facing the ion emitter, is made of a material containing a radioactive isotope, for example, Ni 63 or tritium.
Заявленная конструкция иллюстрируется чертежом.The claimed design is illustrated in the drawing.
Устройство включает следующие элементы:The device includes the following elements:
1 - активный элемент эмиттера ионов с активной поверхностью диаметром D, 2 - кожух эмиттера ионов с внешним диаметром D1, 3 - электрод для контроля ионного тока с каналом диаметром d, 4 - Входной штуцер, 5 - фокусирующий электрод, 6 - стенки внешнего устройства для регистрации и анализа ионного тока, содержащего, например, коллектор 11 для измерения тока ионов источника ионов, 7 - выходной штуцер, соединенный с внешним насосом для прокачки воздуха через источник ионов, 8 - дополнительный нагреватель активной поверхности эмиттера ионов, 9 - датчик температуры, 10 - изоляторы, А - направление забора анализируемого воздуха, В - направление прокачки воздуха внешним насосом, С - направление движения ионов из источника ионов и движения газового потока в зазоре между электродами источника ионов, Е - направление части потока ионов, достигающей электрода для контроля ионного тока.1 - an active element of an ion emitter with an active surface with a diameter of D, 2 - a casing of an ion emitter with an external diameter of D 1 , 3 - an electrode for monitoring the ion current with a channel of diameter d, 4 - an input fitting, 5 - a focusing electrode, 6 - walls of an external device for recording and analyzing the ion current, containing, for example, a collector 11 for measuring the ion current of the ion source, 7 - an output fitting connected to an external pump for pumping air through the ion source, 8 - an additional heater of the active surface of the ion emitter, 9 - temperature sensor rounds, 10 - insulators, A - the direction of intake of the analyzed air, B - the direction of air flow by an external pump, C - the direction of movement of ions from the ion source and the movement of the gas flow in the gap between the electrodes of the ion source, E - the direction of the part of the ion flow reaching the electrode for ion current control.
Источник ионов работает следующим образом. Штуцер 7 соединяют с внешним насосом и через спектрометр прокачивают воздух атмосферного давления с объемной скоростью (2÷6) литров/мин. Коллектор ионов 11 и электрод для контроля ионного тока 6 соединяют с устройствами для измерения ионного тока, например с микроамперметрами или усилителями тока. В варианте с поверхностно-ионизационным эмиттером ионов с помощью нагревателя 8 устанавливают рабочую температуру активной поверхности эмиттера ионов в интервале (200÷600)°С в зависимости от типа материала термоэмиттера. В варианте с радиоизотопным способом ионизации поверхность электрода 1 или торец электрода 3 выполняют из материала, содержащего радиоактивный элемент. На эмиттер ионов подают положительный потенциал в интервале 30÷300 Вольт в зависимости от величины зазора между электродами и величины потока воздуха. На фокусирующий электрод 5 подают потенциал в интервале (-20÷+20) Вольт в зависимости от величины потенциала на эмиттере ионов. Органические молекулы, попавшие в зазор между электродами эмиттера ионов, в варианте с поверхностно-ионизационным эмиттером ионов ионизируются на активной поверхности эмиттера ионов, а в варианте с радиоизотопным способом ионизации - в зазоре между электродами. В обоих случаях образуются положительно заряженные ионы органических молекул, которые потенциалом электрода 1, потенциалом фокусирующего электрода 5 и потоком воздуха направляются по стрелкам С и регистрируются коллектором 11. Величины потенциалов на электродах подбираются таким образом, чтобы часть ионного тока по стрелкам Е достигала электрода 3. Это позволяет контролировать работу источника ионов независимо от типа устройства 6.The ion source works as follows. The fitting 7 is connected to an external pump and atmospheric pressure air is pumped through the spectrometer at a space velocity (2 ÷ 6) liters / min. The ion collector 11 and the electrode for monitoring the ion current 6 are connected to devices for measuring ion current, for example, microammeters or current amplifiers. In the embodiment with a surface-ionizing ion emitter using a heater 8, the operating temperature of the active surface of the ion emitter is set in the range (200 ÷ 600) ° C depending on the type of material of the thermoemitter. In an embodiment with a radioisotope ionization method, the surface of the electrode 1 or the end face of the electrode 3 is made of a material containing a radioactive element. A positive potential is applied to the ion emitter in the range of 30–300 Volts depending on the size of the gap between the electrodes and the magnitude of the air flow. A potential in the range of (-20 ÷ + 20) Volts is applied to the focusing electrode 5, depending on the value of the potential on the ion emitter. Organic molecules that fall into the gap between the electrodes of the ion emitter, in the embodiment with a surface-ionizing ion emitter, are ionized on the active surface of the ion emitter, and in the embodiment with a radioisotope ionization method, in the gap between the electrodes. In both cases, positively charged ions of organic molecules are formed, which are directed by the potential of the electrode 1, the potential of the focusing electrode 5 and the air flow along arrows C and recorded by the collector 11. The potentials on the electrodes are selected so that part of the ion current along the arrows E reaches the electrode 3. This allows you to control the operation of the ion source, regardless of the type of device 6.
Для того чтобы обеспечить оптимальную работу источника ионов, диаметр канала электрода для контроля ионного тока d выбирают в интервале d=(0,2÷0,4)·D. Если d<0,2·D, то не обеспечивается эффективная фокусировки ионного потока из-за сильного градиента скорости газового потока по радиусу источника ионов, если d>0,4·D, то не обеспечивается эффективный сбор ионов из центральной области зазора (при радиоизотопной ионизации) или с центра поверхности эмиттера (при поверхностной ионизации). Для обеспечения оптимальности фокусировки потока ионов внешний диаметр торца фокусирующего электрода, обращенного в сторону плоской торцевой поверхности кожуха эмиттера ионов, выбирают равным внешнему диаметру этого кожуха, а для обеспечения максимальной эффективности сбора части потока ионов электродом 3 внешний диаметр его торца, обращенного в сторону активной поверхности эмиттера ионов, выбирают равным диаметру активной поверхности эмиттера ионов.In order to ensure optimal operation of the ion source, the diameter of the electrode channel for monitoring the ion current d is selected in the range d = (0.2 ÷ 0.4) · D. If d <0.2 · D, then effective focusing of the ion flow is not ensured due to the strong gradient of the gas flow velocity along the radius of the ion source, if d> 0.4 · D, then efficient collection of ions from the central region of the gap is not ensured (for radioisotope ionization) or from the center of the surface of the emitter (with surface ionization). To ensure optimal focusing of the ion flux, the outer diameter of the end face of the focusing electrode facing the flat end surface of the casing of the ion emitter is chosen equal to the outer diameter of this casing, and to maximize the efficiency of collecting a portion of the ion flux by the electrode 3, the outer diameter of its end facing the active surface the ion emitter, is chosen equal to the diameter of the active surface of the ion emitter.
Вариант исполнения, в котором торец фокусирующего электрода, обращенный в сторону эмиттера ионов, имеет плоскую форму поверхности, причем данная поверхность параллельна плоской части поверхности кожуха эмиттера ионов, а расстояние между ними равно Н=(0,15÷0,4)·D, позволяет обеспечить возможность изменения объемной скорости прокачки воздуха через спектрометр без изменения величин напряжения на фокусирующих электродах. При Н<0,15·D или Н>0,4·D при изменении режима прокачки воздуха требуется подстройка фокусирующего потенциала, что затрудняет обеспечение воспроизводимости режимов работы источника ионов. При этом величину D1 выбирают из соотношения D1=(1,4÷2,2)·D. При D1<1,4·D не обеспечивается эффективная фокусировка ионного потока из-за малой протяженности области фокусировки. При D1>2,2·D фокусировка также нарушается из-за расхождения ионного пучка вследствие действия объемного заряда ионного пучка.An embodiment in which the end face of the focusing electrode facing the ion emitter has a flat surface shape, and this surface is parallel to the flat part of the surface of the casing of the ion emitter, and the distance between them is H = (0.15 ÷ 0.4) · D, allows you to provide the ability to change the volumetric rate of pumping air through the spectrometer without changing the voltage values on the focusing electrodes. When H <0.15 · D or H> 0.4 · D, when changing the air pumping mode, adjustment of the focusing potential is required, which makes it difficult to ensure reproducibility of the ion source operating modes. The value of D 1 is selected from the relation D 1 = (1.4 ÷ 2.2) · D. When D 1 <1.4 · D, the effective focusing of the ion flux is not ensured due to the small extent of the focusing region. At D 1 > 2.2 · D, the focusing is also disturbed due to the divergence of the ion beam due to the action of the space charge of the ion beam.
При большой концентрации органических молекул в прокачиваемом потоке воздуха из-за действия объемного заряда ионов величина ионного тока может выйти на насыщение. Поэтому для обеспечения большого динамического диапазона источника ионов в частном случае его исполнения торцевая поверхность электрода для контроля ионного тока, обращенная в сторону активной поверхности эмиттера ионов, выполнена в виде усеченного конуса, своим большим диаметром D совмещенного с внешним диаметром данного торца и отстоящего от активной поверхности эмиттера ионов на расстояние h=(0,8÷1,5)·Н, а своим меньшим диаметром d совмещенного с каналом электрода для контроля ионного тока и отстоящего от линии совмещения поверхностей электрода для контроля ионного тока по диаметру D в сторону, противоположную активной поверхности эмиттера ионов, на расстояние H1=(0,2÷0,5)·h. При h<0,8·Н или при h>1,5·Н по кольцевой границе между фокусирующим электродом и электродом для контроля ионного тока образуются завихрения газового потока, приводящие в запиранию ионного тока из источника ионов. При H1<0,2·h не обеспечивается эффективный сбор ионов по всей поверхности эмиттера, при H1>0,5·h слишком мала скорость газового потока в центральной части эмиттера, что также снижает эффективность сбора ионов.At a high concentration of organic molecules in the pumped air stream, due to the action of the space charge of ions, the ion current can reach saturation. Therefore, to ensure a large dynamic range of the ion source in the particular case of its execution, the end surface of the electrode for controlling the ion current facing the active surface of the ion emitter is made in the form of a truncated cone, its large diameter D combined with the outer diameter of this end face and spaced from the active surface ion emitter at a distance h = (0.8 ÷ 1.5) · N, and with its smaller diameter d combined with the electrode channel to control the ion current and spaced from the surface alignment line the electrode for monitoring the ion current along the diameter D in the direction opposite to the active surface of the ion emitter, at a distance H 1 = (0.2 ÷ 0.5) · h. For h <0.8 · N or for h> 1.5 · N along the annular boundary between the focusing electrode and the electrode to control the ion current, turbulences of the gas flow are formed, leading to the blocking of the ion current from the ion source. For H 1 <0.2 · h, efficient collection of ions over the entire surface of the emitter is not ensured; for H 1 > 0.5 · h, the gas flow rate in the central part of the emitter is too low, which also reduces the efficiency of ion collection.
Для реализации механизма поверхностной ионизации органических молекул активную поверхность эмиттера ионов выполняют из сплава на основе молибдена, вольфрама, ванадия (ионизация соединений их класса аминов) или из оксидной бронзы щелочного металла и переходного металла (ионизация соединений из класса нитросоединений), обеспечивающих селективную поверхностную ионизацию органических молекул, при этом эмиттер ионов дополнительно снабжен нагревателем и датчиком температуры эмиттера ионов. Для реализации механизма радиоизотопной ионизации органических молекул активную поверхность эмиттера ионов или торец электрода для контроля ионного тока, обращенный в сторону эмиттера ионов, выполняют из материала, содержащего радиоактивный изотоп, например, Ni63 или тритий. При этом ионизируются все классы органических молекул, однако эффективность ионизации ниже, чем при поверхностной ионизации.To implement the mechanism of surface ionization of organic molecules, the active surface of the ion emitter is made of an alloy based on molybdenum, tungsten, vanadium (ionization of compounds of their class of amines) or of oxide bronze of an alkali metal and transition metal (ionization of compounds of the class of nitro compounds), which provide selective surface ionization of organic molecules, while the ion emitter is additionally equipped with a heater and a temperature sensor for the ion emitter. To implement the mechanism of radioisotope ionization of organic molecules, the active surface of the ion emitter or the end face of the ion current control electrode facing the ion emitter is made of a material containing a radioactive isotope, for example, Ni 63 or tritium. In this case, all classes of organic molecules are ionized, however, the ionization efficiency is lower than with surface ionization.
Изложенное показывает, что в научно-технической и патентной литературе отсутствуют технические решения, позволяющие достичь указанных технических результатов с помощью вышеуказанных приемов и средств, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условиям патентоспособности: «новизна» и «изобретательский уровень». Заявленная конструкция может быть реализована в промышленности, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию патентоспособности: «промышленная применимость».The foregoing shows that in the scientific, technical and patent literature there are no technical solutions to achieve the indicated technical results using the above methods and means, which allows us to conclude that the claimed invention meets the patentability conditions: “novelty” and “inventive step”. The claimed design can be implemented in industry, which allows us to conclude that the claimed invention meets the patentability condition: “industrial applicability”.
Испытания макета источника ионов, изготовленного в соответствии с заявленным изобретением, показали, что он может быть использован со всеми типами дрейф-спектрометров, а его динамический диапазон превышает 8 порядков величины.Tests of the prototype of the ion source made in accordance with the claimed invention showed that it can be used with all types of drift spectrometers, and its dynamic range exceeds 8 orders of magnitude.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES
1. Патент США №5420424 от 30 мая 1995 (аналог).1. US patent No. 5420424 of May 30, 1995 (analogue).
2. Патент РФ №2186384 от 21 декабря 1999 (аналог).2. RF patent No. 2186384 of December 21, 1999 (analogue).
3. Банных О.А., Поварова К.Б., Капустин В.И., Новый подход к поверхностной ионизации и дрейф-спектроскопии органических молекул ЖТФ, 2002, том 72, вып.12, с.88-93 (прототип).3. Bannykh OA, Povarova KB, Kapustin VI, A new approach to surface ionization and drift spectroscopy of organic molecules of ZhTF, 2002, volume 72, issue 12, pp. 88-93 (prototype) .
4. Банных О.А., Поварова К.Б., Капустин В.И. и др., Физические методы обнаружения паров взрывчатых веществ. Перспективные материалы. 2000, №5, с.87-94.4. Bannykh OA, Povarova KB, Kapustin V.I. et al., Physical methods for the detection of explosive vapors. Promising materials. 2000, No. 5, p. 87-94.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005111268/28A RU2293973C2 (en) | 2005-04-18 | 2005-04-18 | Organic matter ion source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005111268/28A RU2293973C2 (en) | 2005-04-18 | 2005-04-18 | Organic matter ion source |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2293973C2 true RU2293973C2 (en) | 2007-02-20 |
Family
ID=37863587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005111268/28A RU2293973C2 (en) | 2005-04-18 | 2005-04-18 | Organic matter ion source |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2293973C2 (en) |
-
2005
- 2005-04-18 RU RU2005111268/28A patent/RU2293973C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Банных О.А., Поварова К.Б., Капустин В.И., Новый подход к поверхностной ионизации и дрейф - спектроскопии органических молекул ЖТФ, 2002, том 72, вып.12, с.88-93. Банных О.А., Поварова К.Б., Капустин В.И. и др., Физикохимия поверхностной ионизации некоторых типов органических молекул. Доклады Академии наук, 2002, том 385, №2, с.200-204. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Malcolm et al. | Miniature mass spectrometer systems based on a microengineered quadrupole filter | |
| US6822225B2 (en) | Pulsed discharge ionization source for miniature ion mobility spectrometers | |
| Kim et al. | A multicapillary inlet jet disruption electrodynamic ion funnel interface for improved sensitivity using atmospheric pressure ion sources | |
| EP2040825B1 (en) | Miniaturized ion mobility spectrometer | |
| US20120326023A1 (en) | ION MOBILITY SPECTROMETER to MASS SPECTROMETER INTERFACE | |
| US7244931B2 (en) | Ion mobility spectrometer with parallel running drift gas and ion carrier gas flows | |
| KR102078116B1 (en) | Integrated capacitor transimpedance amplifier | |
| Song et al. | Rectilinear ion trap mass spectrometer with atmospheric pressure interface and electrospray ionization source | |
| CA2076507C (en) | Simple compact ion mobility spectrometer | |
| JP2007510272A (en) | Improved fast ion mobility spectroscopy using an hourglass-type electrodynamic funnel and internal ion funnel | |
| CN104749264A (en) | Gas chromatograph-ion mobility spectrometer (GC-IMS)-combined equipment | |
| EP1994546B1 (en) | High sensitivity slitless ion source mass spectrometer for trace gas leak detection | |
| KR102078117B1 (en) | Capacitive transimpedance amplifier with offset | |
| GB2428872A (en) | Ion mobility spectrometer with parallel-running drift gas and ion carrier gas flow | |
| RU2293973C2 (en) | Organic matter ion source | |
| Liao et al. | Portable nanoelectrospray periodic focusing differential ion mobility spectrometer for the rapid screening of illicit drugs | |
| Tam et al. | Liquid phase ion mobility spectrometry | |
| RU2293978C2 (en) | Ion drift mobility spectrometer's collector unit | |
| RU2293974C2 (en) | Ion mobility drift spectrometer | |
| Yan et al. | Ion transmission in an electrospray ionization‐mass spectrometry interface using an S‐lens | |
| RU2293975C2 (en) | Ion mobility ion spectrometer's collector unit | |
| US20220276201A1 (en) | Ion mobility spectrometer with center rod | |
| Kolomiets et al. | Vortex focusing of ions produced in corona discharge | |
| US11092569B1 (en) | Apparatus and methods for detection of molecules | |
| JP2008084850A (en) | Ion trap time-of-flight mass spectroscope |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130419 |