[发明专利]频谱系统

说明书

我们描述了一种用于利用场非对称离子迁移谱(FAIMS)系统检测湿度的方法和装置。该系统可以包括电离器，用于在气体样本中生成离子，其中每个离子具有相关联的离子迁移率；离子过滤器，用于通过对生成的离子施加补偿场和弥散场来分离离子；检测器，用于检测来自离子过滤器的输出；以及处理器。所述处理器可以被配置以提取所测量的输出的峰值强度谱，所述输出的峰值强度是补偿场和弥散场的函数；计算提取的谱的转折点；确定场非对称离子迁移系统的操作参数；从数据库中获得多个已知转折点，每个已知转折点都具有相关联的湿度，并且每个已知转折点都是使用具有与所确定的操作参数一致的操作参数的场非对称离子迁移系统获得；以及通过比较计算的转折点和已知转折点来确定湿度。

技术领域

本发明涉及用于离子迁移系统的装置和方法。更具体地说，本发明涉及一种用于使用场非对称离子迁移谱(FAIMS)系统来检测湿度的方法和设备。

背景技术

使用离子迁移系统使气体离子化的能力可用于广泛的应用(包括许多化学物质检测应用)。离子化技术广泛应用于气体成分感测，在该技术中，气体样本被离子化，然后被分离成可单独检测的组成部分。两个众所周知的例子是离子迁移谱(IMS)和场非对称离子迁移谱(FAIMS)，也称为差分迁移谱(DMS)。离子迁移检测技术往往非常适合于测量气体混合物的微量组分，这些混合物通常由载气和以低浓度(例如百万分之一或十亿分之一水平)混合的其他气体组成。

离子迁移技术也可以有效地使用于一定的气压范围内，包括接近一个大气的压力。这使得它们尤其对测量空气中的低水平杂质非常有用。在被检测前，样本气体通过电离器，以生成电离分子群，然后以某种方式对该电离分子群进行操作，这些方式包括根据电离分子在电场中的特性对电离分子进行分离或选择。通常使用的电离器包括放射源、诸如紫外灯的基于光的装置，以及诸如电晕放电电离器的静电装置。

如例如在Krylov等人在《国际质谱学杂志(International Journal of MassSpectrometry)》279(2009)119-125中的“差分迁移谱中的温度效应(Temperature effectsin differential mobility sepectrometry)”中所阐述，DMS谱的稳定性和重复性是在分析应用中使用差分迁移谱(DMS)的重要问题。众所周知，包括湿度在内的各种因素会影响离子迁移的场依赖性，改变DMS谱中的峰值位置。

本申请人已经认识到解决离子迁移系统的湿度问题的需求。

发明内容

根据本发明，提供了一种如所附权利要求所述的系统和方法。本发明的其他特征将根据从属权利要求和下面的描述而明了。

我们描述了一种使用场非对称离子迁移系统来确定湿度的方法，该方法包括：在流经场非对称离子迁移系统的气体样本中生成离子；对生成的离子施加补偿场(compensation field)和弥散场(dispersion field)；测量输出离子电流；提取所测量的输出的峰值强度谱，所述输出的峰值强度是补偿场和弥散场的函数；计算所提取的谱的转折点；确定场非对称离子迁移系统的操作参数；从数据库中获取多个已知转折点，所述多个已知转折点中的每个已知转折点具有相关联的湿度值，并且每个已知转折点通过使用具有与所确定的操作参数一致(aligned with)的操作参数的场非对称离子迁移系统来获得；以及通过比较所计算的转折点和已知转折点来确定湿度值。

这样，场非对称离子迁移谱(FAIMS)可以用作湿度计，因此可以测量湿度。例如，场非对称离子迁移谱(FAIMS)可以用于测量空气湿度。可以相对快速地完成一系列步骤，以便能够实时地进行湿度测量。