膜吹掃進(jìn)樣的高場(chǎng)非對(duì)稱波形離子遷移譜儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種膜吹掃進(jìn)樣的高場(chǎng)非對(duì)稱波形離子遷移譜儀，包括膜進(jìn)樣裝置、電離源、電離反應(yīng)區(qū)、離子遷移區(qū)、屏蔽電極區(qū)、離子檢測(cè)區(qū)。采用的技術(shù)手段包括：將膜進(jìn)樣裝置應(yīng)用于高場(chǎng)非對(duì)稱波形離子遷移譜儀；膜進(jìn)樣裝置位于電離反應(yīng)區(qū)；電離源作用下生成的反應(yīng)離子吹掃暴露于電離反應(yīng)區(qū)的膜表面；有效地提高高場(chǎng)非對(duì)稱波形離子遷移譜儀的響應(yīng)速度和靈敏度。
【專利說(shuō)明】膜吹掃進(jìn)樣的高場(chǎng)非對(duì)稱波形離子遷移譜儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種膜吹掃進(jìn)樣的高場(chǎng)非對(duì)稱波形離子遷移譜儀，有效地提高高場(chǎng)非對(duì)稱波形離子遷移譜的響應(yīng)速度和靈敏度。
【背景技術(shù)】
[0002]高場(chǎng)非對(duì)稱波形離子遷移譜(High-fieldasymmetric waveform ionmobilityspectrometry,FAIMS)是利用離子遷移率在高低場(chǎng)下的差異進(jìn)行離子分離的。樣品由載氣帶進(jìn)入電離區(qū)，然后被電離的樣品離子進(jìn)入遷移區(qū)。遷移區(qū)一般為兩塊平行的平板或是同軸的圓筒結(jié)構(gòu)。在其中的一塊平板上加上非對(duì)稱波形的射頻電場(chǎng)，另一塊接地。在遷移區(qū)內(nèi)離子在高頻電場(chǎng)的作用下會(huì)在與載氣方向垂直的方向上做上下震蕩的運(yùn)動(dòng)。由于在高低場(chǎng)離子的遷移率不同，在高頻電場(chǎng)的每個(gè)周期，離子都會(huì)在垂直方向上產(chǎn)生一個(gè)位移，最終離子打到極板上而湮滅掉。如果在高頻電場(chǎng)上施加一匹配的補(bǔ)償電壓，抵消離子在非對(duì)稱場(chǎng)下產(chǎn)生y方向的位移，使離子能夠通過(guò)漂移區(qū)，到達(dá)檢測(cè)極。通過(guò)在一定范圍內(nèi)對(duì)補(bǔ)償電壓進(jìn)行掃描，就可以使得不同樣品離子在特定補(bǔ)償電壓下通過(guò)遷移區(qū)到達(dá)檢測(cè)極，實(shí)現(xiàn)樣品的檢測(cè)。
[0003]膜進(jìn)樣裝置為離子遷移譜提供了一種直接、連續(xù)的進(jìn)樣方式，推進(jìn)了高場(chǎng)非對(duì)稱波形離子遷移譜儀在連續(xù)在線監(jiān)測(cè)領(lǐng)域中的應(yīng)用。同時(shí)，由于半透膜的存在，可有效地防止顆粒物和水蒸氣進(jìn)入離子遷移譜，達(dá)到了部分消除干擾的效果。
[0004]由此，本發(fā)明設(shè)計(jì)了膜吹掃進(jìn)樣的高場(chǎng)非對(duì)稱波形離子遷移譜儀。樣品以分子的形式透過(guò)半透膜，在反應(yīng)離子的吹掃作用下，分子在膜表面發(fā)生電離；在載氣的作用下離子迅速離開(kāi)膜表面，有效地提高高場(chǎng)非對(duì)稱波形離子遷移譜的響應(yīng)速度和靈敏度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種膜吹掃進(jìn)樣的高場(chǎng)非對(duì)稱波形離子遷移譜儀。
[0006]一種膜吹掃進(jìn)樣的高場(chǎng)非對(duì)稱波形離子遷移譜儀，包括膜進(jìn)樣裝置、電離源、電離反應(yīng)區(qū)、離子遷移區(qū)、屏蔽電極區(qū)、離子檢測(cè)區(qū)。
[0007]膜進(jìn)樣裝置為密閉的腔體，于腔體側(cè)壁上設(shè)有通孔，通孔上覆蓋有半透膜，于腔體側(cè)壁上設(shè)有腔體的進(jìn)氣口和出氣口，膜進(jìn)樣裝置的半透膜所在端面置于電離反應(yīng)區(qū)中；半透膜將箱體的內(nèi)部腔室與離子遷移譜的電離反應(yīng)區(qū)分隔開(kāi)，使它們互不連通；
[0008]或膜進(jìn)樣裝置為一管狀膜，管狀膜的兩端分別為進(jìn)氣口和出氣口，管狀膜置于電離反應(yīng)區(qū)中。
[0009]膜進(jìn)樣裝置中的半透膜為平面或管狀的硅橡膠膜。
[0010]電離源為放射性電離源或光電離源或放電電離源。
[0011]當(dāng)電離源為光電離源時(shí)，于氣路中加入摻雜劑用于產(chǎn)生反應(yīng)離子。
[0012]摻雜劑為丙酮、乙醇、甲苯。
[0013]箱體的進(jìn)氣口通過(guò)管路與樣品氣氣源相連，箱體的出氣口放空或通過(guò)管路接收集瓶。
[0014]于箱體的進(jìn)氣口或出氣口處設(shè)有采樣泵。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
[0016]將膜進(jìn)樣裝置應(yīng)用于高場(chǎng)非對(duì)稱波形離子遷移譜；膜進(jìn)樣裝置位于電離反應(yīng)區(qū)；電離源作用下生成的反應(yīng)離子吹掃暴露于電離反應(yīng)區(qū)的膜表面；有效地提高高場(chǎng)非對(duì)稱波形離子遷移譜器的響應(yīng)速度和靈敏度。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明采用平面膜時(shí)的3種高場(chǎng)非對(duì)稱波形離子遷移譜結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明采用管狀膜時(shí)的2種高場(chǎng)非對(duì)稱波形離子遷移譜結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]本發(fā)明提供了一種膜吹掃進(jìn)樣的高場(chǎng)非對(duì)稱波形離子遷移譜儀。
[0020]膜進(jìn)樣裝置為一端開(kāi)口、另一端密閉的箱體，箱體的開(kāi)口端設(shè)置有半透膜，箱體上設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口，箱體的開(kāi)口端置于高場(chǎng)非對(duì)稱波形離子遷移譜儀的電離反應(yīng)區(qū)；半透膜將箱體的內(nèi)部腔室與離子遷移譜的電離反應(yīng)區(qū)分隔開(kāi)，使它們互不連通；電離源作用下生成的反應(yīng)離子吹掃暴露于電離反應(yīng)區(qū)的膜表面，使樣品分子在膜表面上發(fā)生電離。
[0021]膜進(jìn)樣裝置中的半透膜為平面或管狀的硅橡膠膜。
[0022]電離源為放射性電離源或光電離源或放電電離源。
[0023]當(dāng)電離源為光電離源時(shí)，于載氣中加入摻雜劑用于產(chǎn)生反應(yīng)離子。
[0024]摻雜劑為丙酮、乙醇、甲苯。
[0025]箱體的進(jìn)氣口通過(guò)管路與樣品氣氣源相連，箱體的出氣口放空或通過(guò)管路接收集瓶。
[0026]于箱體的進(jìn)氣口或出氣口處設(shè)有采樣泵。
[0027]如圖1和圖2所示，其中I為電離源，2電離反應(yīng)區(qū)，3離子遷移區(qū)，4為檢測(cè)區(qū)，5為遷移電極極板，6為輔助電極，7為檢測(cè)電極，8為載氣入口，9為載氣出口，10為樣品進(jìn)氣口，11為樣品出氣口，12為半透膜。樣品從樣品進(jìn)氣口進(jìn)入膜進(jìn)樣裝置，其分子在濃差的作用下透過(guò)半透膜；電離源作用下生成的反應(yīng)離子直接吹掃暴露于電離反應(yīng)區(qū)的膜表面，使得上面的樣品分子發(fā)生電離，生成的離子在載氣的作用下迅速離開(kāi)膜表面，載氣載帶被電離的樣品離子進(jìn)入遷移區(qū)。由于在高低場(chǎng)離子的遷移率不同，通過(guò)在一定范圍內(nèi)對(duì)補(bǔ)償電壓進(jìn)行掃描，就可以使得不同樣品離子在特定補(bǔ)償電壓下通過(guò)遷移區(qū)到達(dá)檢測(cè)極，實(shí)現(xiàn)樣品的檢測(cè)。
【權(quán)利要求】
1.一種膜吹掃進(jìn)樣的高場(chǎng)非對(duì)稱波形離子遷移譜儀，包括依次順序設(shè)置的電離反應(yīng)區(qū)、離子遷移區(qū)、屏蔽電極區(qū)、離子檢測(cè)區(qū)，電離反應(yīng)區(qū)的側(cè)壁上設(shè)有電離源，其特征在于: 一膜進(jìn)樣裝置為密閉的腔體，于腔體側(cè)壁上設(shè)有通孔，通孔上覆蓋有半透膜，于腔體側(cè)壁上設(shè)有腔體的進(jìn)氣口和出氣口，膜進(jìn)樣裝置的半透膜所在端面置于電離反應(yīng)區(qū)中；半透膜將箱體的內(nèi)部腔室與離子遷移譜的電離反應(yīng)區(qū)分隔開(kāi)，使它們互不連通； 或膜進(jìn)樣裝置為一管狀膜，管狀膜的兩端分別為進(jìn)氣口和出氣口，管狀膜置于電離反應(yīng)區(qū)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜吹掃進(jìn)樣的高場(chǎng)非對(duì)稱波形離子遷移譜儀，其特征在于:電離源作用下生成的反應(yīng)離子吹掃暴露于電離反應(yīng)區(qū)的膜表面，使樣品分子在膜表面上發(fā)生電離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜吹掃進(jìn)樣的高場(chǎng)非對(duì)稱波形離子遷移譜儀，其特征在于:膜進(jìn)樣裝置中的半透膜為平面或管狀的硅橡膠膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜吹掃進(jìn)樣的高場(chǎng)非對(duì)稱波形離子遷移譜儀，其特征在于:電離源為放射性電離源或光電離源。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的膜吹掃進(jìn)樣的高場(chǎng)非對(duì)稱波形離子遷移譜儀，其特征在于:當(dāng)電離源為光電離源時(shí)，于氣路中加入摻雜劑用于產(chǎn)生反應(yīng)離子；摻雜劑為丙酮、乙醇或甲苯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜吹掃進(jìn)樣的高場(chǎng)非對(duì)稱波形離子遷移譜儀，其特征在于: 膜進(jìn)樣裝置為兩端開(kāi)口的套筒式結(jié)構(gòu)，于兩端開(kāi)口處的內(nèi)套筒和外套筒間設(shè)有環(huán)狀連接板，于內(nèi)套筒和外套筒間間形成一中空的腔體，于腔體側(cè)壁上設(shè)有腔體的進(jìn)氣口和出氣口，于腔體的一側(cè)環(huán)狀連接板上或內(nèi)套筒上設(shè)有環(huán)狀通孔，一環(huán)狀半透膜覆蓋于通孔上，膜進(jìn)樣裝置腔體的環(huán)狀連接板上和內(nèi)套筒置于電離反應(yīng)區(qū)中；電離反應(yīng)區(qū)內(nèi)的氣流從內(nèi)套筒中流過(guò)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜吹掃進(jìn)樣的高場(chǎng)非對(duì)稱波形離子遷移譜儀，其特征在于:膜進(jìn)樣裝置或管狀膜的進(jìn)氣口通過(guò)管路與樣品氣氣源相連，膜進(jìn)樣裝置或管狀膜的出氣口放空或通過(guò)管路接收集瓶。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的膜吹掃進(jìn)樣的高場(chǎng)非對(duì)稱波形離子遷移譜儀，其特征在于:于膜進(jìn)樣裝置或管狀膜的進(jìn)氣口或出氣口處設(shè)有采樣泵。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜吹掃進(jìn)樣的高場(chǎng)非對(duì)稱波形離子遷移譜儀，其特征在于: 一膜進(jìn)樣裝置為密閉的腔體，于腔體右側(cè)壁上設(shè)有通孔，通孔上覆蓋有半透膜，于腔體側(cè)壁上下兩端分別設(shè)有腔體的進(jìn)氣口和出氣口，于腔體內(nèi)、腔體進(jìn)氣口和出氣口間設(shè)有一橫向擋板，橫向擋板與半透膜之間留有空隙，膜進(jìn)樣裝置的半透膜所在端面置于電離反應(yīng)區(qū)中；且半透膜垂直于電離反應(yīng)區(qū)內(nèi)的氣流方向。
【文檔編號(hào)】H01J49/26GK103854951SQ201210528196
【公開(kāi)日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2012年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月6日
【發(fā)明者】李楊, 李海洋, 周慶華 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所