[发明专利]一种新型的套筒式离子迁移管

说明书

本发明公开了一种新型套筒式离子迁移管，具体讲一种套筒式高场非对称波形离子迁移管，它包括进样口、电离区、分离区、检测区等，沿轴向方向依次排列。分离区由两个及两个以上套筒电极构成；检测区由两个及两个以上套筒电极对构成。通过调控不同套筒电极的间距，可以同时实现多种化合物的同时测定；也可以获得同一种化合物在不同分离电压下的谱图信息，提高识别准确性。每本发明可以同时提供两个或两个以上的检测通道，实现两个或两个以上化合物的同时测定，缩短检测周期；使用单一的高场非对称性射频电压和直流补偿电源，不需要多个电源，结构简单、体积小，便于加工和产业化推广。

技术领域

本发明涉及大气压分离分析技术，具体地说是一种新型套筒式离子迁移管，包括电离区、分离区、检测区等，沿轴向方向依次排列。分离区由一个中心电极和两个及两个以上同轴、平行但不共面的套筒电极构成；检测区由N个处于同轴心的相互平行且绝缘的圆筒状电极构成。两个或两个以上的检测电极对构成。每一对分离电极対至少一个为地电极、至少一个电极为高压非对称场电极。每一对检测电极对一个电极施加正偏置电压，一个电极施加负偏置电压。本发明可以利用同一个非对称电源，通过调控两个或两个以上的检测通道的间距，实现两个或两个以上化合物的同时测定，缩短检测周期；使用单一的高场非对称性射频电压和直流补偿电源，不需要多个电源，结构简单、体积小，便于加工和产业化推广。

背景技术

高场非对称波形离子迁移管是基于传统离子迁移谱技术不断发展起来的一门物质分析检测技术，首次公开报道是在1993年，由前苏联Buryakov等提出。它是基于离子在高场(E/N>40Td，1Td＝10^-17Vcm²)、低场(E/N<2Td)中离子迁移率变化来实现不同物质的检测。

非对称场离子迁移谱的原理如下：离子的迁移率可以表示为：

K＝K₀(1+α)

其中，K为高场下离子的迁移率，K₀为低场下离子的迁移率，为高场下离子迁移率相对于低场下的变化率，其值可正可负，因物质而异。低场下α＝0。

以载气使物质离子垂直于电场方向通过漂移区，漂移区施加以射频正负切换的非对称场，整个射频周期内，电压的时间平均值为零。这样，在高低场区段内，离子以迁移率K沿电场都有一垂直位移，但是，若高场与低场下的迁移率不同，在一个周期内离子总体上将在垂直于方向上离开原来的位置，产生一个净位移。经过一定时间的积累，离子的这种位移将使其打到电极上而被中和。为了使这种离子顺利通过检测区，可以在原来的电场上叠加一直流电场，当所加直流电场适当时，离子在垂直方向上的净位移为零，进而可以顺利通过检测通道被检测到。通过扫描上述的直流电场，就可以检测不同的离子。

高场非对称波形离子迁移管技术具有检测灵敏度高，设备简单，体积小，便于携带，检测成本低等优点，越来越受到人们的重视。目前，它可以被应用爆炸物的监测，毒品稽查，生化战剂的检测等许多领域。目前，文献和专利报道的高场非对称波形离子迁移管包括平板结构(200910086487.9、201310191739.0)、圆柱形结构(200810229883.8)。此前的平板结构装置仅仅实现了单一极性(亲电子性或亲质子性)离子的检测。为了提高检测速度，减小分析时间，专利200810229883.8提出了一种并联式、串联式组合式高场非对称波形离子迁移管，通过设置二个或二个以上的地电极套筒；但是由于要对样品进行分流，会减小目标化合物浓度、导致检测灵敏度下降。另外，阵列式结构往往需要多个高场非对称性射频电压和直流补偿电源，不利于微型化和产业化推广。

本发明提供了一种套筒式高场非对称波形离子迁移管，通过一体化设计加工，使用单一的高场非对称性射频电压和直流补偿电源，实现多化合物同时测定，减小分析时间、实现高通量分析。

发明内容