[发明专利]离子接收极

说明书

离子接收极，属于离子漂移谱鉴定领域，本发明为解决离子接收极采用实心金属圆盘存在气流不稳定，进而导致IMS仪器性能降低的问题。本发明包括左电极片、右电极片和导电圆环；左电极片和右电极片分别固接在导电圆环左右两侧；三者外径相等，且与漂移管的内径相等；左电极片和右电极片平行相对设置，左电极片上密集均布多个第一离子孔，右电极片上密集均布多个第二离子孔，且左电极片上的多个第一离子孔与右电极片上的多个第二离子孔相互交错。本发明双层带孔结构有效避免大进气流量下出现不稳定气流。

技术领域

本发明属于离子漂移谱鉴定领域，涉及离子漂移谱鉴定过程中的离子接收极结构。

背景技术

离子迁移谱(Ion Mobility Spectrometry,IMS)是一种根据离子的迁移率对物质进行鉴定的技术。迁移率是离子的一种属性，在相同的漂移环境下，不同的离子具有不同的迁移率，经过固定长度和场强的漂移区后，不同的离子将先后到达离子接收极，进而得到分离。

在IMS仪器中，离子在漂移区电场和相向而来漂移气的共同作用下运动，因此漂移区稳定的气流，是实现物质鉴定的基础与前提。漂移气从漂移管的末端在流量计的精确控制下进入漂移管，如图1所示。离子接收极位于漂移管后端是一种将离子入射转化为电信号的装置，传统上，离子接收极是一块被称作法拉第盘的实心金属圆盘。漂移气从进气口进入漂移管后，由于离子接收极的阻挡，漂移气从离子接收极与漂移管壁之间的空隙进入漂移区，离子接收极变成了漂移气气路中的一块屏障，离子接收极右侧形成了一块低压区，这造成了离子接收极附近气流的不稳定。

Vautz W等在文献Vautz W,Sielemann S,Baumbach J I.3D gas flowsimulation as a tool for the characterisation and optimisation of ionmobility spectrometers[J].Int J Ion Mobil Spectrom,2004,7:19-24.中指出，当漂移气的流量较小时，漂移区的气体近乎稳定，当漂移气流量增大时，在接收极附近出现了明显的湍流，流量越大，湍流越明显，湍流的出现影响了仪器的灵敏度和分辨率；H LI等在文献Han F,Zhang H,Peng L,et al.A simulation model study of the coupled field inthe IMS drift tube[J].International Journal for Ion Mobility Spectrometry,2016,19(4):219-226；Han F,Du Y,Cheng S,et al.Computational fluid dynamics-Monte Carlo method for calculation of the ion trajectories and applicationsin ion mobility spectrometry[J].International Journal of Mass Spectrometry,2012,309:13-21.中指出，当流量大于600ml/min时，接收极附近出现明显的湍流，并影响分辨率；杨杰、曹树亚、郭成海等在文献离子迁移(IMS)漂移管的多物理场模拟方法研究[J].现代科学仪器,2011(6):41-46.中通过仿真也同样发现了不稳定气流的存在。多位研究者指出了接收极会影响漂移区气流的稳定，进而导致IMS仪器性能的降低，但目前尚未发现针对该不平稳气流的解决方案。

发明内容

本发明目的是为了解决离子接收极采用实心金属圆盘存在气流不稳定，进而导致IMS仪器性能降低的问题，提供了一种离子接收极。

本发明所述离子接收极，包括左电极片1、右电极片2和导电圆环3；左电极片1和右电极片2分别固接在导电圆环3左右两侧；三者外径相等，且与漂移管的内径相等；