[发明专利]一种新型高场不对称波形离子迁移谱装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型高场不对称波形离子迁移谱装置，通过增加了两路载气入口，可以有效提高高场不对称波形离子迁移谱检测的灵敏度。

背景技术

高场不对称波形离子迁移谱(FAIMS)技术是在传统离子迁移谱技术上发展起来的一种新的气相离子分离技术。利用高电场强度下(11000V／cm以上)不同离子的迁移率对电场强度的变化来分离不同种类的离子，具有结构简单、易于微型化等优点，在爆炸物、毒品和环境污染物监测等领域具有广阔的应用前景。

高场不对称波形离子迁移谱按照迁移管结构的不同分为平板型和圆柱形两种，实验室主要研究平板型FAIMS。FAIMS迁移管主要由三部分组成：离子化区、迁移区和检测区。在离子化区离子化源将样品分子电离为分子，并由载气带入迁移区；迁移区上端电极施加射频电压和直流补偿电压，当直流补偿电压与离子补偿电压相等时，离子在一个射频电压周期内沿垂直电极方向的位移为零，该种离子能通过迁移区到达检测区，其他离子则撞击到迁移区电极上被中和为中性分子；到达检测区的离子撞击到极板上形成电流信号输出。改变射频电压和周期扫描的直流补偿电压，可获得不同离子的检测信号。

载气流速是影响高场不对称波形离子迁移谱的灵敏度的重要参数，因为FAIMS尺寸都很小，为了配合射频电压周期和避免离子过多损失，要求离子迁移时间比较短，而且目前高场不对称波形离子迁移谱多采用一路载气，载气流速大约为2-4L／min，但是在此载气流速下，样品分子在电离区停留时间很短，不会反应很完全。但是如果载气流速过低，迁移时间又会变长，离子损失变大。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型高场不对称波形离子迁移谱装置，该装置改变传统高场不对称波形离子迁移谱只有一路载气的状况，增加另外两路载气，使电离区和迁移区的载气流速不同，电离区载气流速小于迁移区载气流速，以保证样品分子在电离区充分电离，形成统一的产物离子，可以提高高场不对称波形离子迁移谱检测的灵敏度。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种新型平板式高场不对称波形离子迁移谱装置，其特征在于：包括三个载气入口，其中载气入口(1)与电离区和迁移区平行，载气入口(3)和载气入口(4)与电离区和迁移区垂直，分别位于电离区和迁移区的上下两侧，且后两个载气入口位于电离区之后，三路载气在迁移区汇集，携带产物离子经过迁移区到达检测区来检测。

所述的载气入口(1)的载气方向与电离区和迁移区中心轴线方向平行，经过电离区和迁移区。

载气入口(3)和载气入口(4)位于电离区后，载气初始方向与电离区和迁移区垂直，经过一个斜面引流入迁移区，而且只经过迁移区不经过电离区。

载气入口(1)载气流量设置为200-500mL／min。

载气入口(3)和载气入口(4)载气流量分别为1—1.5L／min。

三路载气在迁移区汇集成一路，经过迁移区和检测区，由出气口排出。

产物分子经过电离区被充分电离，经过第一路低流速载气携带进入迁移区，在迁移区内经过三路载气的携带下，在射频电压下的补偿电压与直流补偿电压相等的产物离子，可以到达检测区被检测到达检测区被检测，气体通过排气口排出。

载气为净化后的空气。

本发明的优点

该新型高场不对称波形离子迁移谱与之前FAIMS相比，多了两路载气，且两个载气入口位于电离区后，其优点在于：第一路载气流量为200-500mL／min，第二三路载气流量分别为1—1.5L／min，电离区只经过第一路载气，迁移区内经过三路载气，因此产物离子进入电离区内，在较小流速的载气携带下，可以充分电离，形成稳定的产物离子，然后再在三路载气的携带下，快速经过迁移区，当离子的补偿电压与直流补偿电压相等时，离子经过迁移区进入检测区被检测。该装置一方面可以保证样品分子充分电离，形成稳定产物离子，避免了由于电离不充分，形不成产物离子或是产物离子不一致，从而损失样品的状况；另一方面迁移区载气流速足够大，可以保证离子迁移时间足够短，避免因迁移时间过长从而损失产物离子的状况，

附图说明

下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

图1为新型高场不对称波形离子迁移谱装置示意图，此仪器主要包括以下几个部分：载气入口1、离子化区2、载气入口3、载气入口4、迁移区5、射频电压和直流扫描补偿电压6、检测区7、致偏电压8、信号输出9、出气口10。

图2为新型高场不对称波形离子迁移谱气流方式示意图。

具体实施方式