[发明专利]离子改性

说明书

一种离子迁移光谱仪包括：离子生成器，用于电离样本；检测器，通过漂移室与所述离子生成器隔开，其中离子能够沿着所述漂移室从所述离子生成器向所述检测器行进；门，用于控制离子从所述离子生成器到所述漂移室的通路；离子调节器，布置在所述离子生成器和所述检测器之间且包括第一电极和第二电极；以及电压供应器，被配置为在所述第一电极和所述第二电极之间提供时变电压，其中所述时变电压具有至少2.5MHz的频率。

本公开涉及设备和方法，且更具体地涉及光谱仪以及涉及光谱测定方法。

离子迁移光谱仪(IMS)能够通过电离材料(例如，分子、原子等等)以及测量其在已知电场下使所产生的离子行进已知距离的时间来识别感兴趣的样本的材料。每个离子的迁徙时间能够由检测器测量，且该迁徙时间与离子的迁移率相关联。离子的迁移率涉及其质量以及几何结构。因此，通过在检测器在测量离子的迁徙时间，推断离子的标识是可能的。这些迁徙时间可以被用图形或数字显示为等离子体色谱图。其他类型的光谱仪，诸如质谱仪，同样根据如由它们的质荷比确定的它们的迁移率分析离子。

为了提高光谱仪识别感兴趣样本中的离子的能力，建议使用射频RF电场(例如，通过分割它们)提供能够用来推断离子的标识的附加信息来修改一些离子。这在离子的测量中提供了附加的自由度，且因此可以提高解析离子之间的差异的能力。在存在杂质或者在困难的操作环境中执行测量的情况下，或者在样本包括具有类似几何结构和质量等的离子的情况下，检测和识别离子的IMS的能力和离子改性是解决这些问题的一种方式。

期望增加通过应用射频电场改性的离子的比以及改性过程的能量效率。

现在将通过仅示例的方式参考附图对本公开的实施方式进行描述，其中：

图1为光谱仪的局部剖面的视图；

图2示出了图1所示的光谱仪的原理图，并且在插图中示出了离子改性电极的布置；

图3示出了诸如图1和图2中所示的设备的操作方法的流程图；

图4示出了选择不同频率的离子改性电压时，母离子与子离子之间的峰值幅度比与所施加的离子改性电压的函数关系图；

图5示出了选择不同频率的离子改性电压时，离子损耗与所施加的离子改性电压的函数关系图；

图6示出了选择不同频率的离子改性电压时，母离子与子离子之间的峰值幅度比与所施加的离子改性电压的另一函数关系图；以及

图7还示出了选择不同频率的离子改性电压时，母离子与子离子之间的峰值幅度比与所施加的离子改性电压的另一关系图。

在附图中，相同的参考数字用来指示相同的元件。

本公开的各方面涉及应用高频交流电场以对来自感兴趣样本的离子进行改性。尽管在现有技术中存在普遍偏见，但已经发现高频电场的使用(诸如2.5MHz或更高的频率)能够出人意料地增加离子改性的效果。

离子调节器能够布置在离子生成器和检测器之间离子从离子生成器向检测器行进的路径上。离子调节器可以包括两个电极，且行进通过两个电极之间的区域的离子可以经历交流电场。在本公开的方面中，离子调节器电极中的一个电极的电压可以被控制为变为小于另一电极的电压。

本公开的一方面中的，离子调节器的第一电极可以包括布置在离子行进方向上的导体，其中导体之间具有离子能够通过的间隙。离子调节器的第二电极可以包括布置在离子行进通过第一电极的间隙的路径中的导体。可以假定离子沿着检测器行进的路径中的障碍物的增加会增加将丢失的离子的数量，然而，已然发现本公开的这些实施方式可以出人意料地增加离子改性的程度(例如，母离子到子离子的转换)。

图1为离子迁移光谱仪(IMS)100的局部剖面的视图。图2示出了同一光谱仪的原理图。图2的插图A示出了从图2标记的线A-A所看的两个电极126、127的布置。