[发明专利]双模式离子迁移谱仪

说明书

技术领域

本公开涉及离子迁移谱分析方法和装置，以及尤其涉及用于飞行时间离子迁移谱分析的方法和装置，并且还尤其针对在双模式离子迁移谱单体(cell)中使用的方法和装置。

背景技术

离子迁移谱仪(IMS)可以通过使材料离子化并测量所得到的离子在已知电场下行进已知距离所花费的时间来从感兴趣样本中识别材料。每个离子的飞行时间可以通过检测器来测量，并且飞行时间与离子通过气体的迁移率相关联。离子的迁移率与其质量和碰撞截面有关。因此，通过测量检测器中离子的飞行时间，推断离子的身份是可行的。这些飞行时间可以图形地或数字地被显示为等离子图。

不同材料产生不同的带电离子。离子迁移谱仪可以被用于筛选违禁品诸如爆炸物和麻醉品的痕迹。麻醉品通常可以在以正模式操作的IMS中可检测，而麻醉品可以在负模式中可检测。一些化学武器制剂可以在正模式中被检测，以及其它违禁品可以在负模式中被检测。因此一些IMS设备包括正模式单体和负模式单体二者。

在空间资源和电力资源不受限制的情况下，提供正模式IMS单体和负模式IMS单体二者是没有问题的。在手持式设备中，对设备的大小和重量都存在约束。在IMS电源单元中使用的材料的介电击穿问题也对IMS装置施加电压相关的大小约束。

发明内容

本发明的方面和示例在随附权利要求中陈述。

附图说明

现在将通过结合附图仅以示例的方式来描述一些实施方式，其中：

图1示出IMS单体的示意性剖视图；

图2是在诸如图1所示的IMS单体中使用的结合的离子门和检测器的图示；以及

图3是在诸如图1所示的IMS单体中使用的结合的排斥极电极和检测器的图示。

具体实施方式

本公开的实施方式提供双模式IMS装置，其中电场被提供以使正离子沿着漂移室向着正离子的检测器移动。相同的电场还使负离子在其他方向沿着漂移室向着负离子的检测器移动。位于一侧的负离子的检测器和正离子源通过漂移室与另一侧的正离子的检测器和负离子源分离。因此本公开的实施方式提供单个双模式IMS单体，其可以使用单个电压分布来使不同极性的离子以不同方向移动。因此本公开的实施方式可以使用单个公共电源来使正离子和负离子二者移动。这种IMS装置的一种示例在图1中被示出。

本公开的实施方式还提供适用于用作检测器的离子门。这种离子门可以在参考图1所描述的装置中使用。本公开的另一实施方式提供适用于作为检测器操作的排斥极电极。这种排斥极电极还可以在诸如参考图1所描述的装置中被使用。

图1示出离子迁移谱仪100，该离子迁移谱仪100包括漂移室104，第一离子源102-1、108-1、第二离子源102-2、108-2，第一离子检测器106-1、110-1和第二离子检测器106-2、110-2。所述第一离子源102-1、108-1和所述第二检测器106-2、110-2被布置在所述漂移室104的一端且所述第二离子源102-2、108-2和所述第一检测器106-1、110-1被布置在漂移室104的另一端。

所述第一检测器106-1、110-1可以包括用于收集正离子的第一收集电极106-1和耦合到所述第一收集电极106-1的第一信号确定器110-1。类似地所述第二检测器106-2、110-2可以包括用于收集负离子的第二收集电极106-2和耦合到所述第二收集电极106-2的第二信号确定器110-2。

所述第一信号确定器110-1和所述第二信号确定器110-2可以被耦合至控制器112。所述控制器112还可以被耦合至所述第一离子源102-1、108-1和所述第二离子源102-2、108-2并且被耦合至电场施加器，该电场施加器被布置成提供电场以使正离子从所述第一离子源102-1、108-1向着所述第一离子检测器移动，并使负离子从所述第二离子源102-2、108-2移动至所述第二检测器。