[发明专利]一种非放射性离子迁移管

说明书

技术领域

本发明基于离子迁移谱和试剂分子辅助光电离技术，设计了一种非放射性离子迁移管。

背景技术

离子迁移谱(Ion Mobility Spectrometry,IMS)技术20世纪70年代出现的一种分离检测技术，与质谱、色谱等传统技术相比，其具有结构简单、灵敏度高、分析速度快等特点，已被广泛地应用于爆炸物筛查、毒品稽查和VOCs的在线监测等。离子迁移谱仪主要由离子源、离子门、迁移区和检测器组成。离子源使样品分子、N₂、O₂和水蒸气电离，产生的离子很容易与分子发生离子分子反应，得到多种产物离子。离子在电场的驱使下通过周期性开启的离子门进入迁移区，与逆流的中性漂气分子不断地碰撞，由于这些离子在电场中具有不同的迁移速率，使得不同的离子得到分离，先后到达检测器。

放射性电离源由于其结构简单、稳定性好、寿命长、无需额外供电以及易于维护等优点，成为了商品化离子迁移谱仪器中应用最广泛的电离源。然而，其辐射问题给操作、运输和处理均带来了不变，为离子迁移谱仪的应用推广带来了严重的影响。迄今为止，已有光电离、放电电离等多种非放射性电离源与离子迁移谱仪相结合，但在负离子模式下往往生成CO₃^-、NO_x^-等反应试剂离子，由于反应活性和电子亲和势的限制，无法测定电子亲和势或反应活性较弱的化合物。

本发明基于试剂分子辅助光电离技术，设计了一种非放射性离子迁移管；该离子迁移管生成的试剂离子主要为O₂^-，与放射性电离源产生的试剂离子一致，在不影响离子迁移管测定功能的基础上很好地解决了放射性问题。

发明内容

本发明设计了一种非放射性离子迁移管，离子迁移管包括壳体内依次同轴设置的电离区、离子门、迁移区、栅网和离子接收极；靠近离子接收极的壳体壁上设有漂气入口，漂气入口与漂气气源相连通；离子门与电离区之间的壳体壁上设有载气入口，载气入口与载气气源相连通；靠近电离区的壳体壁上设有气体出口，该气体出口放空。

电离区气体流经的气体通道为长方体，长方体的长度方向与离子迁移管轴线平行、宽度小于等于迁移区的内径，与长方体长度方向平行的长方体中心轴线与离子迁移管轴线重合。

于电离区内设有真空紫外灯，真空紫外灯与电离区的气体通道处相连通，真空紫外灯的窗口处于气体通道的长方体长边和宽边所在平面处。

气体通道的高度小于其长度和宽度。

气体通道的高度为1～5mm。

离子迁移管在单向气流模式下运行，电离区内的气流方向与漂气的气流方向一致。

真空紫外灯的光束方向与气体通道内的气流方向之间呈10～90度。

于载气或漂气中添加有试剂分子，或于载气和漂气中同时添加有试剂分子。

试剂分子包括丙酮、丁酮、苯、甲苯、二甲苯和乙醇中的一种或二种以上。

真空紫外灯包括直流式和射频式。

本发明基于试剂分子辅助光电离技术，设计了一种非放射性离子迁移管；该离子迁移管生成的试剂离子主要为O₂^-，与放射性电离源产生的试剂离子一致，在不影响离子迁移管测定功能的基础上很好地解决了放射性问题。

附图说明

图1为本发明中的非放射性离子迁移管的结构示意图，此时真空紫外灯光束方向与电离区内气流方向呈90度。

其中，1为气体出口，2为真空紫外灯，3为电离区，4为载气入口，5为离子门，6为迁移区，7为绝缘环，8为导电环，9为栅网，10为离子接收极，11为漂气入口。

图2为本发明中的非放射性离子迁移管的结构示意图，此时真空紫外灯光束方向与电离区内气流方向呈60度。

图3为采用图1结构装置所测定的试剂离子O₂^-的离子迁移谱图。

具体实施方式

本发明设计了一种非放射性离子迁移管，离子迁移管包括壳体内依次同轴设置的电离区、离子门、迁移区、栅网和离子接收极；靠近离子接收极的壳体壁上设有漂气入口，漂气入口与漂气气源相连通；离子门与电离区之间的壳体壁上设有载气入口，载气入口与载气气源相连通；靠近电离区的壳体壁上设有气体出口，该气体出口放空。

电离区气体流经的气体通道为长方体，长方体的长度方向与离子迁移管轴线平行、宽度小于等于迁移区的内径，与长方体长度方向平行的长方体中心轴线与离子迁移管轴线重合。