一种真空紫外分区电离离子源离子迁移谱

本发明涉及离子迁移谱仪器，尤其涉及一种真空紫外分区电离离子源离子迁移谱。

背景技术：

1、离子迁移谱(ion mobility spectrometry，ims)技术是从20世纪60年代末发展起来的一门检测技术，它以离子迁移时间的差别来进行离子的分离定性，借助类似于色谱保留时间的概念，起初被称为等离子体色谱；

2、目前，离子迁移谱中使用紫外灯配合掺杂气的电离源，通常是把掺杂气和待检测气体通入到同一个区域内，这就可能会形成更复杂的化学反应，如此则会掩蔽目标反应，降低针对目标分子的检测灵敏度，甚至使目标离子无法被电离，导致后续仪器检测时会出现很多干扰的信号；另外，可能其中一些反应的能垒较低从而更容易发生，这样则会掩蔽住我们更需要的反应通道，从而使目标离子的电离效率降低。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种真空紫外分区电离离子源离子迁移谱。

2、本发明提供的一种真空紫外分区电离离子源离子迁移谱，包括漂移管外壳，所述漂移管外壳的内部沿其长度方向依次设置有真空紫外灯、离子源电离区、离子源反应区、离子源漂移区及离子检测组件；其中，

3、所述真空紫外灯，通过第一隔离安装环固定的设置于所述漂移管外壳内部的一端，用于发射真空紫外光子；穿过所述漂移管外壳并穿入所述第一隔离安装环的内部分别设置有电离辅助气进气管及气体排出管；

4、所述离子源电离区，其远离所述第一隔离安装环的一侧固定的设置有第二隔离安装环，穿过所述漂移管外壳并穿入所述第二隔离安装环的内部设置有待测气体进气管；所述第一隔离安装环与第二隔离安装环之间抵接的固定设置有内部为漏斗状的金属电极组件，用于将离子集中引导加速运动至所述待测气体进气管处；

5、所述离子源反应区，其与所述离子源漂移区之间设置有用于控制离子是否能进入所述离子漂移区内部的离子栅门；

6、所述离子检测组件，设置于所述漂移管外壳远离所述真空紫外灯的一端，用于将所述离子源漂移区内的离子束转变为可检测的电信号，并将电信号通过放大器进行放大。

7、优选的，所述金属电极组件包括4个环形的第一金属电极，每个所述第一金属电极的两侧均抵接设置有环形的第一隔离片；所述第一隔离片与第一金属电极的内径沿所述第一隔离安装环向靠近所述第二隔离安装环的方向逐渐减小，使其内部电场形成一个离子漏斗状。

8、优选的，所述离子栅门包括栅门支撑架，所述栅门支撑架的中部设置有贯穿孔；所述栅门支撑架上的两侧对称的分别设置有浅线槽及深线槽，所述浅线槽与深线槽交替设置；所述栅门支撑架上位于两个对称的浅线槽或两个对称的深线槽之间分别缠绕设置有金属丝线，用于在相邻的两个所述金属丝线之间形成电场。

9、优选的，所述离子检测组件包括固定的设置于所述漂移管外壳远离所述真空紫外灯一端的后盖，所述后盖的内侧抵接设置有第三隔离安装环；所述后盖的内侧固定的设置有离子检测器，所述第三隔离安装环上固定的设置有不锈钢栅网，所述不锈钢栅网设置于所述离子检测器远离所述后盖一侧的2mm处；所述离子检测器通过所述后盖上固定设置的电子连接器与所述放大器连接。

10、优选的，所述离子源反应区及离子源漂移区的内部均交替的设置有环形的第二金属电极及第二隔离片。

11、优选的，所述漂移管外壳的内部固定的设置有沿其长度方向上的高压分压板，所述第一金属电极与第二金属电极均与所述高压分压板连接；所述高压分压板上位于每两个相邻的所述第二金属电极之间以及第二金属电极与所述不锈钢栅网之间均焊接设置有阻值相同的电阻，所述电阻的两端施加直流高压。

12、优选的，所述第一隔离安装环、第一金属电极、第一隔离片、第二隔离安装环、离子栅门、第二金属电极、第二隔离片、第三隔离安装环、不锈钢栅网、离子检测器于所述漂移管外壳的内部相互抵接设置，且与所述漂移管外壳的内部均同轴设置。

13、优选的，所述离子检测器为采用紫铜材料制作的金属圆盘。

14、优选的，穿过漂移管外壳并穿入所述离子源反应区的内部设置有吹扫气进气管。

15、优选的，穿过所述后盖与所述离子源漂移区的内部相连通的设置有缓冲气进气管。

16、相对于现有技术而言，本发明的有益效果是：

17、本发明的真空紫外分区电离离子源离子迁移谱，本申请的技术方案将离子源分成电离区和反应区，把掺杂气和待检测气体分别通入至离子源电离区及离子源反应区，这样就可以将两步反应通过电场进行隔离，调控分子离子反应发生的位置，进而使用电场调控离子传输，反应离子只有在电场的驱动下才能到达反应区与待测分子发生电荷转移反应，进而可以降低后续检测中噪声的干扰。

18、除此之外，将离子源电离区设计成为离子漏斗的形式，可使反应离子减速聚焦，提高反应离子与待测气体分子的碰撞几率，提高电离效率，从而提高仪器灵敏度；

19、实现了将离子源与离子迁移谱相结合的形式，分析气体待检测物。

20、应当理解，技术实现要素：部分中所描述的内容并非旨在限定本发明的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

技术特征：

1.一种真空紫外分区电离离子源离子迁移谱，其特征在于，包括漂移管外壳，所述漂移管外壳的内部沿其长度方向依次设置有真空紫外灯、离子源电离区、离子源反应区、离子源漂移区及离子检测组件；其中，

2.根据权利要求1所述的真空紫外分区电离离子源离子迁移谱，其特征在于，所述金属电极组件包括4个环形的第一金属电极，每个所述第一金属电极的两侧均抵接设置有环形的第一隔离片；所述第一隔离片与第一金属电极的内径沿所述第一隔离安装环向靠近所述第二隔离安装环的方向逐渐减小，使其内部电场形成一个离子漏斗状。

3.根据权利要求2所述的真空紫外分区电离离子源离子迁移谱，其特征在于，所述离子栅门包括栅门支撑架，所述栅门支撑架的中部设置有贯穿孔；所述栅门支撑架上的两侧对称的分别设置有浅线槽及深线槽，所述浅线槽与深线槽交替设置；所述栅门支撑架上位于两个对称的浅线槽或两个对称的深线槽之间分别缠绕设置有金属丝线，用于在相邻的两个所述金属丝线之间形成电场。

4.根据权利要求3所述的真空紫外分区电离离子源离子迁移谱，其特征在于，所述离子检测组件包括固定的设置于所述漂移管外壳远离所述真空紫外灯一端的后盖，所述后盖的内侧抵接设置有第三隔离安装环；所述后盖的内侧固定的设置有离子检测器，所述第三隔离安装环上固定设置有不锈钢栅网，所述不锈钢栅网设置于所述离子检测器远离所述后盖一侧的2mm处；所述离子检测器通过所述后盖上固定设置的电子连接器与所述放大器连接。

5.根据权利要求4所述的真空紫外分区电离离子源离子迁移谱，其特征在于，所述离子源反应区及离子源漂移区的内部均交替的设置有环形的第二金属电极及第二隔离片。

6.根据权利要求5所述的真空紫外分区电离离子源离子迁移谱，其特征在于，所述漂移管外壳的内部固定的设置有沿其长度方向上的高压分压板，所述第一金属电极与第二金属电极均与所述高压分压板连接；所述高压分压板上位于每两个相邻的所述第二金属电极之间以及第二金属电极与所述不锈钢栅网之间均焊接设置有阻值相同的电阻，所述电阻的两端施加直流高压。

7.根据权利要求5所述的真空紫外分区电离离子源离子迁移谱，其特征在于，所述第一隔离安装环、第一金属电极、第一隔离片、第二隔离安装环、离子栅门、第二金属电极、第二隔离片、第三隔离安装环、不锈钢栅网、离子检测器于所述漂移管外壳的内部相互抵接设置，且与所述漂移管外壳的内部均同轴设置。

8.根据权利要求4所述的真空紫外分区电离离子源离子迁移谱，其特征在于，所述离子检测器为采用紫铜材料制作的金属圆盘。

9.根据权利要求1所述的真空紫外分区电离离子源离子迁移谱，其特征在于，穿过漂移管外壳并穿入所述离子源反应区的内部设置有吹扫气进气管。

10.根据权利要求4所述的真空紫外分区电离离子源离子迁移谱，其特征在于，穿过所述后盖与所述离子源漂移区的内部相连通的设置有缓冲气进气管。

技术总结本发明公开了一种真空紫外分区电离离子源离子迁移谱，真空紫外灯固定的安装于漂移管外壳内部的一端；离子源电离区的内部安装有内部为漏斗状的金属电极组件；离子源反应区其与离子源漂移区之间安装有用于控制离子是否能进入离子漂移区内部的离子栅门；离子检测组件设置于漂移管外壳远离真空紫外灯的一端。本发明的真空紫外分区电离离子源离子迁移谱，将离子源分成电离区和反应区，将两步反应通过电场进行隔离，调控分子离子反应发生的位置，进而使用电场调控离子传输，反应离子只有在电场的驱动下才能到达反应区与待测分子发生电荷转移反应，可以降低后续检测中噪声的干扰。技术研发人员：王铁,燕昊,张凯林,张昊,毛钢钢,刘晗哲受保护的技术使用者：天津理工大学技术研发日：技术公布日：2024/8/20