一種表面解吸常壓化學電離源的離子遷移譜裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種表面解吸常壓化學電離源的離子遷移譜裝置，屬于痕量物質(zhì)檢測領域，包括樣品引入裝置、電離源和待測離子的分離檢測裝置，樣品引入裝置位于分離檢測裝置的離子化區(qū)正下方，并通過橡膠管相連，所述電離源為表面解吸常壓化學電離裝置，該電離裝置與分離檢測裝置的離子化區(qū)端面緊密配合，且電離裝置的電離針放電端位于該分離檢測裝置的離子化區(qū)中樣品引入裝置的進樣口正上方。本實用新型在傳統(tǒng)離子遷移譜儀的基礎上，通過提供一種靈敏度高、選擇性好、適用范圍寬、操作簡單、無損無污染的表面解吸常壓化學電離源提出一種新型的離子遷移譜裝置，實現(xiàn)對痕量有機化合物的快速檢測。
【專利說明】—種表面解吸常壓化學電離源的離子遷移譜裝置

【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及一種新型電離源的離子遷移譜裝置，具體是一種應用在離子遷移譜儀上的一種表面解吸常壓化學電離源，并且與離子遷移譜儀的分離檢測裝置能夠很好耦合的痕量化合物快速檢測裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]近些年，恐怖襲擊活動屢屢發(fā)生，毒品交易走私活動日益猖獗，環(huán)境惡化日趨嚴重，許多國家和部門都在加速研究一種快速、便攜、靈敏、安全的檢測儀器以便對這些過程進行控制。一般來說，這種探測可以分為兩種基本類型:一類是對大宗爆炸物或毒品等的檢測，這可以通過X射線、Y射線探測技術(shù)或中子成像技術(shù)來實現(xiàn)，已經(jīng)在許多場合中獲得了應用；另一類是對被測物對象的氣態(tài)分子或顆粒物作痕量檢測，是基于分子水平上的高靈敏度檢測。對于后一類檢測技術(shù)，目前還處于不斷探索和改進階段，從技術(shù)上說可以采用化學發(fā)光法、質(zhì)譜分析法和電化學法等，然而這些檢測技術(shù)或需要較長時間的樣品預處理過程，或因為儀器體積大，價格昂貴等原因而無法滿足實時、現(xiàn)場、快速檢測。
[0003]離子遷移譜技術(shù)(1n Mobility Spectrometry, IMS)是在20世紀70年代初發(fā)展起來的一種痕量化學物質(zhì)探測技術(shù)，其主要是通過氣相離子遷移率來表征各種不同的化學物質(zhì)，以實現(xiàn)對各種化學物質(zhì)的分析檢測的目的。IMS以其靈敏度高、檢測速度快、體積小、功耗低等眾多優(yōu)點，廣泛應用于爆炸物、毒品、化學戰(zhàn)劑以及環(huán)境污染物的快速檢測中。用于離子遷移譜檢測中的離子遷移譜儀一般由樣品引入系統(tǒng)、電離源、離子門、離子遷移區(qū)、檢測器、數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)等六個主要部分組成。離子遷移譜的發(fā)展歷史表明，新的電離源的研制與開發(fā)具有特別重要的意義。傳統(tǒng)的離子遷移譜儀廣泛使用的電離源為放射性的63Ni源，其具有穩(wěn)定性好、能耗低、無噪音干擾、簡單易用等優(yōu)點。但是這種電離源離子強度低、線性范圍窄，尤其是具有放射性污染，從而限制了其推廣應用。
實用新型內(nèi)容
[0004]為了克服現(xiàn)有離子遷移譜儀中電離源存在的不足，本實用新型提供了一種使用表面解吸常壓化學電離源的離子遷移譜裝置。其具體方案如下:
[0005]一種表面解吸常壓化學電離源的離子遷移譜裝置，包括樣品引入裝置、電離源和待測離子的分離檢測裝置，樣品引入裝置位于分離檢測裝置的離子化區(qū)正下方，并通過橡膠管相連，所述電離源為表面解吸常壓化學電離裝置，該電離裝置與分離檢測裝置的離子化區(qū)端面緊密配合以保證密封性，且電離裝置的電離針放電端位于該分離檢測裝置的離子化區(qū)中樣品引入裝置的進樣口正上方。
[0006]所述的表面解吸常壓化學電離裝置設有同軸放置的固定架、電離管和電離針，電離針置于電離管內(nèi)部，電離管固定在與之垂直的固定架上，并通過固定架與分離檢測裝置配合。
[0007]電離管為一細長的中空管，其前端伸入分離檢測裝置的離子化區(qū)，后端密封，中部設有氣體接口。
[0008]所述電離針是鎳鎘金屬的放電針，同軸置于電離管的中空管腔內(nèi)，電離針前端放電端伸出電離管并伸入待測離子的分離檢測裝置的離子化區(qū)，電離針后端連接高壓電源。
[0009]固定架密封安裝在待測離子的分離檢測裝置的離子化區(qū)端面。
[0010]所述待測離子的分離檢測裝置為常規(guī)離子遷移譜儀中除樣品引入系統(tǒng)和放射性電離源之外的部分，為常規(guī)離子遷移譜儀中離子門、離子遷移區(qū)、檢測器、數(shù)據(jù)采集與控制系的統(tǒng)稱。
[0011]所述離子遷移區(qū)是由若干個不銹鋼金屬環(huán)和絕緣環(huán)交替排列組成的空腔遷移管，內(nèi)徑Icm,長度7-8cm ;遷移管內(nèi)加設有200_210V/cm的均勻電場,遷移管外面設加熱層,力口熱溫度為140°C。
[0012]本實用新型的優(yōu)點在于:1、本實用新型在傳統(tǒng)的離子遷移譜儀中以新型的表面解吸常壓化學電離裝置替代了放射性電離源，提高了離子遷移譜儀的性能，消除了使用放射性電離源對操作者的潛在威脅。2、本實用新型電離裝置采用表面解吸常壓化學電離方式，結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)，并且可方便的拆卸并重新組裝。3、表面解吸常壓化學電離裝置中使用的均是常用的實驗室器材，成本低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖中，1-樣品引入裝置，2-表面解吸常壓化學電離裝置，3-待測離子的分離檢測
>J-U ρ?α裝直。

【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】本實用新型的【具體實施方式】，圖中相同的結(jié)構(gòu)和功能的器件已用相同的附圖標記標出，附圖只是用于幫助解釋本實用新型，并不代表本實用新型范圍的限制，同時附圖為示意，并未按比例畫出。
[0016]本實用新型提出一種表面解吸常壓化學電離源的離子遷移譜裝置，同樣包括傳統(tǒng)離子遷移譜儀的樣品引入裝置I和待測離子的分離檢測裝置3，在此基礎上，本實用新型增加了新型的表面解吸常壓化學電離裝置2作為電離源(替換原放射性電離源)，參見圖1所示；
[0017]本實用新型中，樣品引入裝置I與常規(guī)離子遷移譜儀的樣品引入系統(tǒng)相同，采用循環(huán)吸氣進樣，并通過離子遷移譜儀的控制系統(tǒng)控制進樣裝置的加熱、溫度控制以及輔助氣體流量控制，樣品引入裝置I上置選擇性滲透膜。
[0018]電離裝置2包括電離針22、電離管23和固定架24，電離裝置2通過固定架24與待測離子的分離檢測裝置3緊密配合，電離針22處于樣品引入裝置I正上方；電離管23為一細長的中空管，其前端伸入分離檢測裝置3的離子化區(qū)，后端密封，中部設有氣體接口 25用于引入輔助解吸氣體；電離針22為材質(zhì)鎳鎘金屬的放電針，同軸置于電離管23的中空管腔內(nèi)，電離針前端放電端伸出電離管23并伸入待測離子的分離檢測裝置3的離子化區(qū)位于進樣裝置I的進樣口正上方，電離針22后端連接高壓電源；固定架24密封安裝在待測離子的分離檢測裝置3的離子化區(qū)端面。
[0019]待測離子的分離檢測裝置3包括常規(guī)的離子遷移譜儀中除樣品引入系統(tǒng)和放射性電離源之外的部分，即將傳統(tǒng)離子遷移譜儀中離子門(圖1所示的離子柵門)、離子遷移區(qū)(圖1所示的漂移區(qū))、檢測器、數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)統(tǒng)稱待測離子的分離檢測裝置。在本實用新型中，離子遷移區(qū)(漂移區(qū))是由若干個不銹鋼金屬環(huán)(圖1所示聚焦環(huán))和絕緣環(huán)交替排列組成的空腔遷移管，內(nèi)徑1cm，長度7-8cm ;遷移管內(nèi)加設有200-210V/cm的均勻電場，遷移管外面設加熱層，加熱溫度為140°C。
[0020]本實用新型中，待測離子的分離檢測裝置3通過橡膠管與樣品引入裝置I相連，樣品引入裝置I的進樣口裝設選擇性滲透膜用于除去吸入氣體中的大部分水分子和氨分子，抑制形成離子簇進而提高儀器的分辨率；表面解吸常壓化學電離裝置2的電離針22置于電離管23內(nèi)部，電離管23固定在與之垂直的固定架24上，并通過固定架24與分離檢測裝置3緊密配合。通過以上裝配得到表面解吸常壓化學電離離子遷移譜裝置。
[0021]利用本裝置進行實驗時，采取的操作步驟是:
[0022]1、組裝表面解吸常壓化學電離離子遷移譜裝置；
[0023]2、開啟離子遷移譜裝置，等待電離管溫度、進樣口溫度、解吸溫度、遷移氣體等到達設定值；
[0024]3、將電離針施以3KV-5KV的高壓，使離子化區(qū)內(nèi)的氣霧電離；
[0025]4、將樣品放入樣品引入裝置中，通過進樣口向離子遷移譜裝置內(nèi)進樣；
[0026]5、從離子遷移譜裝置中獲取并保存檢測結(jié)果。
[0027]利用本實用新型首先將采集到的待測物質(zhì)離化使之產(chǎn)生產(chǎn)物離子，產(chǎn)物離子在電場的作用下分離，最后由于達到檢測器的時間不同從而實現(xiàn)對痕量有機化合物的快速檢測。例如，利用本實用新型裝置對痕量爆炸物TNT的檢測結(jié)果顯示，與傳統(tǒng)的放射性電離源離子遷移譜裝置相比，檢出限提高一個數(shù)量級，達到了 Pg量級。
[0028]本實用新型提供的表面解吸常壓化學電離離子遷移譜裝置，為離子遷移譜儀提供了一種新型電離裝置，該電離技術(shù)通過采用放電針對離子試劑(空氣、水蒸氣等)電暈放電產(chǎn)生離子流束與樣品流在表面碰撞，從而將樣品中的待測物進行萃取電離從而使待測物發(fā)生離子化，產(chǎn)生待測物的離子，由于采用放電針電暈放電具有很高的電離能力，可以將非極性分子甚至生物大分子電離；同時，本實用新型電離裝置結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡單、使用方便，可對各種檢查樣品進行電離分析。
[0029]值得說明的是，上述實施例僅用于本實用新型，其中各部件結(jié)構(gòu)、連接方式都是可以有所變化的，凡是在本實用新型技術(shù)方案的基礎上進行的等同變換和改進，均不應排除在本實用新型的保護范圍之外。
【權(quán)利要求】
1.一種表面解吸常壓化學電離源的離子遷移譜裝置，包括樣品引入裝置、電離源和待測離子的分離檢測裝置，樣品引入裝置位于分離檢測裝置的離子化區(qū)正下方，并通過橡膠管相連，其特征在于:所述電離源為表面解吸常壓化學電離裝置，該電離裝置與分離檢測裝置的離子化區(qū)端面緊密配合，且電離裝置的電離針放電端位于該分離檢測裝置的離子化區(qū)中樣品引入裝置的進樣口正上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面解吸常壓化學電離源的離子遷移譜裝置，其特征在于:所述的表面解吸常壓化學電離裝置設有同軸放置的固定架、電離管和電離針，電離針置于電離管內(nèi)部，電離管固定在與之垂直的固定架上，并通過固定架與分離檢測裝置配合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述表面解吸常壓化學電離源的離子遷移譜裝置，其特征在于:電離管為一細長的中空管，其前端伸入分離檢測裝置的離子化區(qū)，后端密封，中部設有氣體接□。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的表面解吸常壓化學電離源的離子遷移譜裝置，其特征在于:所述電離針是鎳鎘金屬的放電針，同軸置于電離管的中空管腔內(nèi)，電離針前端放電端伸出電離管并伸入待測離子的分離檢測裝置的離子化區(qū)，電離針后端連接高壓電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的表面解吸常壓化學電離源的離子遷移譜裝置，其特征在于:固定架密封安裝在待測離子的分離檢測裝置的離子化區(qū)端面。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的表面解吸常壓化學電離源的離子遷移譜裝置，其特征在于:所述待測離子的分離檢測裝置為常規(guī)離子遷移譜儀中除樣品引入系統(tǒng)和放射性電離源之外的部分，為常規(guī)離子遷移譜儀中離子門、離子遷移區(qū)、檢測器、數(shù)據(jù)采集與控制系的統(tǒng)稱。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的表面解吸常壓化學電離源的離子遷移譜裝置，其特征在于:所述離子遷移區(qū)是由若干個不銹鋼金屬環(huán)和絕緣環(huán)交替排列組成的空腔遷移管，內(nèi)徑1cm，長度7-8cm ;遷移管內(nèi)加設有200-210V/cm的均勻電場，遷移管外面設加熱層，加熱溫度為140。。。
【文檔編號】H01J49/16GK203929711SQ201420130981
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月21日
【發(fā)明者】劉林, 朱小兵, 王姜, 陳煥文 申請人:東華理工大學