【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)是離子遷移譜組件bn型離子門的一種工作控制方法，通過對常規(guī)工作模式的改變，使控制脈沖加在bn型離子門的兩組柵絲上相互配合對離子門進行控制調(diào)節(jié)，實現(xiàn)了遷移率歧視改善，離子富集提升靈敏度。
技術(shù)介紹
1、離子遷移譜(ion?mobility?spectrometry,ims)中的離子門是影響儀器性能的關(guān)鍵部件之一。離子門通過周期性開啟和關(guān)閉，控制產(chǎn)物離子進入漂移區(qū)，從而實現(xiàn)對離子的分離和檢測。離子門的通斷時間、電壓設置和結(jié)構(gòu)形式均對ims儀器的靈敏度和分辨率有顯著影響。bradbury-nielsen型離子門(bng)是ims中常用的離子門結(jié)構(gòu)之一。它由平行設置的細金屬絲或螺旋線狀電極構(gòu)成，這些電極以叉指形式間隔分離，形成獨立的處在同一平面的電極。在電場的作用下，離子門通過調(diào)節(jié)電極電壓來控制離子的通過。當兩電極電位相同時，離子能通過電極平面區(qū)；當兩電極電位有一定電位差時，離子產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)對離子的控制。bng型離子門的顯著優(yōu)點在于其廣泛的適用性，它不受電離源類型的限制，能夠無縫對接各種遷移管，加之關(guān)門電位差較小，控制電路設計相對簡潔，因此深受商業(yè)化離子遷移譜儀器的青睞。然而，bng缺點在于垂直關(guān)門電場的引入會導致離子門周邊電場發(fā)生扭曲，且關(guān)門電壓越高，電場扭曲現(xiàn)象越為嚴重。這種電場扭曲不僅會引起離子團的形態(tài)變化，還可能導致遷移率歧視現(xiàn)象，從而對離子遷移譜的整體性能造成不利影響。
2、在2012年的研究中杜永齋等人觀察到：bng關(guān)門時，其產(chǎn)生的關(guān)門電場會滲透到相鄰的離子遷移區(qū)及反應區(qū)。這種電場向遷移區(qū)的滲透效
3、本專利技術(shù)將提出一種控制bng的新方法，在利用提升gvd增大bng前區(qū)域的富集效應同時，降低bng關(guān)門電壓形成的離子清空區(qū)對ims遷移區(qū)中離子團的消耗，使得富集過的不同遷移率離子可以高效注入遷移區(qū)，提高ims檢測靈敏度。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)提供一種離子遷移譜中bn型離子門的控制方法，旨在利用bng前電勢阱富集離子的同時，通過脈沖波形，削弱bng的清空區(qū)引發(fā)的遷移率歧視造成的離子損失，提升ims靈敏度。
2、為了實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案為：
3、一種離子遷移譜中bn型離子門的控制方法，所述的離子遷移譜包括離子遷移管，離子遷移管包括沿離子遷移方向依次設置的電離源、電離區(qū)、bradbury-nielsen型離子門、遷移區(qū)和離子接收極；
4、所述bradbury-nielsen型離子門由4個以上條狀電極從上至下平行間隔設置構(gòu)成，從上至下，奇數(shù)的條狀電極作為第一門電極，偶數(shù)的條狀電極作為第二門電極；或，由同幾何中心的環(huán)狀電極同幾何中心從內(nèi)至外間隔設置構(gòu)成；從內(nèi)至外，奇數(shù)的環(huán)狀電極作為第一門電極，偶數(shù)的環(huán)狀電極作為第二門電極；
5、第一門電極與第二門電極分別和獨立的脈沖直流高壓電源相連；并且第一門電極和第二門電極相互絕緣；
6、按第一預設時段t1、第二預設時段t2和第三預設時段t3依次向第一門電極和第二門電極上施加脈沖電壓；
7、在第一預設時段t1內(nèi)，同時在第一門電極和第二門電極上施加第一電壓v1，從而在離子遷移管內(nèi)產(chǎn)生一個直流電場，該電場的方向是從離子源指向離子接收極，在此作用下，電離區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的離子通過離子門進入遷移區(qū)域；
8、在第二預設時段t2內(nèi)，第一門電極、第二門電極上同時施加高于第一電壓v1的第二電壓v2，在離子遷移管的電離區(qū)內(nèi)形成沿離子門指向離子源方向的直流電場，電離區(qū)中的離子向著離子源方向運動，在離子遷移管的遷移區(qū)內(nèi)形成沿離子門指向離子接收極方向的直流電場，進入遷移區(qū)中的離子向著離子接收極運動；
9、在第三預設時段t3內(nèi)，第一門電極保持第二預設時段t2內(nèi)高于第一電壓v1的第二電壓v2，而第二門電極施加的電壓則回到第一電壓v1。在離子遷移管電離區(qū)中形成一個方向是從離子源指向離子門的直流電場，促使電離區(qū)內(nèi)的離子向離子門方向移動。同時，在第一門電極與第二門電極之間，產(chǎn)生了一個垂直于離子遷移管軸線的電場，這個電場有效阻止了電離區(qū)中的離子通過離子門進入遷移區(qū)。在遷移區(qū)內(nèi)又形成了一個方向是從離子門指向離子接收極直流電場。在這個電場的作用下，遷移區(qū)中的離子會依次到達離子接收極并被檢測出來。
10、所述的條狀電極為金屬絲或纏繞于圓柱體上的螺旋線狀電極或金屬片或金屬網(wǎng)片；環(huán)狀電極為圓環(huán)狀電極或方環(huán)狀電極。
11、第一預設時段t1的值介于0.001ms-1ms之間，第二預設時段t2的值介于0.001ms-1ms之間，第三預設時段t3的值介于1ms-50ms之間。以第一預設時段t1、第二預設時段t2和第三預設時段t3的加和構(gòu)成離子門工作的一個完整周期。離子遷移譜工作時，第一門電極和第二門電極上所施加的電壓按照第一預設時段t1、第二預設時段t2和第三預設時段t3周期性循環(huán)調(diào)節(jié)變化。
12、第一預設時段t1為離子門的開門時間，離子由電離區(qū)經(jīng)離子門注入遷移區(qū)。
13、第二預設時段t2和第三預設時段t3的加和為離子門的關(guān)門時間，離子無法進入遷移區(qū)。
14、第一預設時段t1與第二預設時段t2必須在時間上緊密相連，兩個時段之間不可存在延遲操作，也不可存在時間上的重疊，必須保持嚴格的前后相連關(guān)系。
15、所述第一電壓v1為離子遷移管的位置電壓。以第一電壓v1為參考，第二電壓v2值與第一電壓值之差一般在10-700v，且v2﹥v1。
16、有益效果
17、本專利技術(shù)所述的施加在bng上的脈沖電壓波形，在離子門關(guān)閉時可以提高gvd獲取更強的電勢阱富集效果，可以增大ims靈敏度。但是gvd增大會伴隨著更強的清空區(qū)效應使得富集的離子被損失掉。新施加的脈沖波形可以在第二預設時間間隔內(nèi)使離子門保持關(guān)閉的同時，使得兩組柵絲電勢相等，消除了清空區(qū)的問題，從而削弱由此帶來的遷移率歧視問題，使得ims獲得更高的靈敏度。
18、本專利技術(shù)可實本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種離子遷移譜中BN型離子門的控制方法，所述的離子遷移譜包括離子遷移管，離子遷移管包括沿離子遷移方向依次設置的電離源(4)、電離區(qū)(6)、Bradbury-Nielsen型離子門(8)、遷移區(qū)(7)和離子接收極(5)；其特征在于：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于：第一電壓V1為離子遷移管的位置電壓，第二電壓V2與第一電壓V1之差在10-700V之間，且V2﹥V1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于：第一預設時段t1為離子門的開門時間，第二預設時段t2和第三預設時段t3之加和為離子門的關(guān)門時間，第一預設時段t1與第二預設時段t2在時間上緊密相連，兩個時段之間不存在延遲操作，也不存在時間上的重疊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于：所述的條狀電極為金屬絲或纏繞于圓柱體上的螺旋線狀電極或金屬片或金屬網(wǎng)片；環(huán)狀電極為圓環(huán)狀電極或方環(huán)狀電極。
6.如權(quán)利要求1所述的脈沖電壓波形，其特征在于：離子遷移譜工作時，第一門電極(8-1)和第二門電極(
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種離子遷移譜中bn型離子門的控制方法，所述的離子遷移譜包括離子遷移管，離子遷移管包括沿離子遷移方向依次設置的電離源(4)、電離區(qū)(6)、bradbury-nielsen型離子門(8)、遷移區(qū)(7)和離子接收極(5)；其特征在于：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于：第一電壓v1為離子遷移管的位置電壓，第二電壓v2與第一電壓v1之差在10-700v之間，且v2﹥v1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于：第一預設時段t1為離子門的開門...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李海洋，楊其穆，陳創(chuàng)，徐一仟，潘慢慢，蔣丹丹，
申請(專利權(quán))人：中國科學院大連化學物理研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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