[发明专利]一种平板式结构高场不对称波形离子迁移谱联用仪

说明书

本发明涉及一种平板式结构高场不对称波形离子迁移谱联用仪。包括高场不对称波形离子迁移管，高场不对称波形离子迁移管内设有离子源、第一分离区、第二分离区、偏置电极及弱电流检测电极，第一分离区由第一离子分离电极及第二离子分离电极构成，且第一离子分离电极与预分离电压源相连，第二离子分离电极与直流电压源相连，第二分离区由第三离子分离电极及第四离子分离电极构成，且第三离子分离电极与分离电压源相连，第四离子分离电极与直流扫描电压源相连，偏置电极与偏置电压源相连，弱电流检测电极与弱电流探测器相连。本发明在不牺牲高场不对称波形离子迁移谱检测灵敏度的情况下大幅度降低了所需的分离电压值，并提高了检测精度。

技术领域

本发明涉及离子迁移谱仪领域，具体涉及一种平板式结构高场不对称波形离子迁移谱联用仪。

背景技术

高场不对称波形离子迁移谱，其原理是基于离子在高低电场共同作用下其离子迁移率发生非线性变化而实现物质的高分离和识别。该技术具有结构简单、离子利用率高和检测连续等一系列优势，在爆炸物、毒品和挥发性有机物等领域已得到广泛的应用。该技术首先被前苏联提出，其结构是采用两个平行的平板电极或者是同轴的圆筒结构(迁移区)和一个离子采集电极，样品随载气进入到离化区并被离化，离化后的样品离子随载气进入迁移区，离子在迁移区受到高频电场的作用下在其一个周期内做多次上下震荡运动，且每次震荡运动都会向垂直迁移区极板运动一个单位，经过多次运动样品离子最终打到极板上而湮灭，如果在迁移区极板上施加一个直流补偿电压可使样品特征离子持续通过迁移区，进而被检测器检测到，得到的样品谱图可用作样品的分析。高场不对称波形离子迁移谱谱仪具有结构简单、离子利用率高和检测连续等一系列优势，在现场检测领域的广泛应用。

高场不对称波形离子迁移谱在高电场作用下离子迁移率发生非线性变化实现物质准确识别，当分离电压增加时，将大幅度降低高场不对称波形离子迁移谱仪的检测灵敏度，不利于痕量物质检测，且现有的高压模块一般体积较大，难以于高场不对称波形离子迁移谱迁移管保证高度集成化，这都制约了高场不对称波形离子迁移谱仪在现场检测等领域的发挥。高场不对称波形离子迁移谱在现场痕量检测主要依赖样品谱图解析，样品谱图蕴涵了大量的信息，包括流场、电场、离子迁移率和补偿电压-分离电压关系信息，这些信息的获取主要依赖于洁净的样品谱图，然而在复杂的环境下，在同一分离电压条件下，多数物质特征离子的样品谱图中所对应的补偿电压值差异较小，导致高场不对称波形离子迁移谱仪在现场检测时获得的各物质谱图重合度高，且当分离电压较小时，物质离子所对应的补偿电压值在零伏附近，离化源离化样品时已产生离子团簇，且这些离子团簇分子量大，离子迁移率小，其补偿电压值基本也在零伏附近，不随分离电压的增加而增加，这将都不利于样品的准确检测、分析。这些方法有效的提高了高场不对称波形离子迁移谱仪检测分辨率，但其在复杂的使用过程中提高检测周期，不利于高场不对称波形离子迁移谱仪在现场快速检测和分析样品。

专利CN200710023322采用介质放电离化源的高场不对称波形离子迁移谱仪，实现了高场不对称波形离子迁移谱迁移管与离化源的高度集成，降低了仪器的整体体积。但存在以下问题：其一，在复杂的环境下分离物质需要较大的分离电压值，造成分离电压源模块体积较大，难以系统高度集成，造成FAIMS谱仪体积较大；其二，在分析多峰物质时，无法获得每个峰完整的分离电压-补偿电压的关系谱图。

发明内容

本发明的目的在于提供一种平板式结构高场不对称波形离子迁移谱联用仪，该离子迁移谱解决了分离电压值大带来灵敏度低、电源模块体积大和复杂条件下完整的分离电压-补偿电压谱图难以获取等问题，为高场不对称波形离子迁移谱在低电场条件下现场领域的应用提供了可靠的技术方案。