[发明专利]逆流均匀场离子迁移率谱仪

权利要求书

1.一种离子迁移率装置，其包括：

多个电极，所述多个电极沿着轴线布置，所述轴线从第一端延伸到第二端，所述多个电极被配置成在所述第二端附近接收气体流动，并且提供从所述第二端到所述第一端的所述气体流动的扩展，使得所述第二端处的第一气体速度大于所述第一端处的第二气体速度；

电源，所述电源被配置成：

在俘获和平衡时间段期间，向所述多个电极施加第一电势以产生第一电场，所述第一电场沿着所述轴线的长度是均匀的；

在喷射时间段期间，向所述电极施加第二电势以产生第二电场，所述第二电场沿着从所述第一端到所述第二端的所述轴线的长度是均匀的并且大于所述第一电场；

其中在所述俘获和平衡时间段期间，离子基于其离子迁移率沿着所述轴线分离到平衡位置，在所述平衡位置中，由所述电场施加的力与由所述气体流动施加的拖曳力平衡；并且

其中在所述喷射时间段期间，离子被所述第二电场驱出所述第二端，使得维持了在所述俘获和平衡时间段期间实现的所述分离，

其中所述多个电极的至少一个子集具有沿着从所述第二端到所述第一端的方向减小的长度或直径。

2.根据权利要求1所述的离子迁移率装置，其中所述气体流动在所述俘获和平衡时间段以及所述喷射时间段期间是恒定的。

3.根据权利要求1所述的离子迁移率装置，其中所述多个电极形成通道，所述通道的横截面从所述第二端到所述第一端增大。

4.根据权利要求1所述的离子迁移率装置，其中所述多个电极形成具有恒定横截面的通道。

5.根据权利要求4所述的离子迁移率装置，其中所述多个电极的至少一个子集创建用于所述气体流动的远离所述通道的流动路径。

6.一种用于操作离子迁移率装置的方法，所述方法包括：

将离子提供到所述离子迁移率装置的第一端，所述离子迁移率装置包含多个电极，所述多个电极沿着轴线布置，所述轴线从第一端延伸到第二端；

在所述离子迁移率装置的所述第二端附近提供气体流动，所述多个电极被配置成提供从所述第二端到所述第一端的所述气体流动的扩展，使得气体流动速度从所述第二端到所述第一端减小；

在与所述气体流动相反的方向上以第一量级施加电场，所述电场沿着所述轴线是均匀的；

基于离子的离子迁移率沿着所述轴线将所述离子分离到平衡位置，所述平衡位置是由所述电场施加的力与由所述气体流动施加的拖曳力平衡的位置；

通过将所述电场增加到第二量级，从所述第二端喷射离子，

其中所述多个电极的至少一个子集具有沿着从所述第二端到所述第一端的方向减小的长度或直径。

7.根据权利要求6所述的方法，其进一步包括对样品进行电离以产生所述离子。

8.根据权利要求6所述的方法，其进一步包括在所述离子被喷射出来后对所述离子进行分析。

9.根据权利要求6所述的方法，其中所述气体流动是均匀的。

10.根据权利要求6所述的方法，其中所述多个电极形成具有可变横截面的通道。

11.根据权利要求6所述的方法，其中所述多个电极形成具有恒定横截面的通道。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述多个电极的至少一个子集创建用于所述气体流动的远离所述通道的流动路径。