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離子遷移譜的工作原理

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離子遷移譜的工作原理

發布日期:2020-10-12 作者:a 點擊:

    IMS,是離子遷移譜(Ion mobility spectroscopy)的簡稱,離子遷移譜(ion mobility  spectrometry,IMS)技術是從20世紀60年代末發展起來的一門檢測技術,它以離子遷移時間的差別來進行離子的分離定性,借助類似於色譜保留時間的概念,起初被稱為等離子體色譜。  基於氣相離子在弱電場中的遷移率來檢測識別不同種類物質的一種常壓分析化學方法,又被成為常壓質譜。  離子遷移譜在環境氣壓條件下進行工作.。特別適合於一些揮發性有機化合物的痕量探測,爆炸物、化學戰劑和大氣汙染物等。  IMS係統的核心部分是遷移管,遷移管分為電離區和遷移區兩部分,中間以離子門分隔開。被測樣品被加熱氣化後,由載氣帶入電離區,載氣分子和樣品分子在離子源放射性Ni的作用下發生一係列的電離反應和離子-分子反應,形成各種產物離子。在電場的作用下,這些產物離子通過周期性開啟的離子門進入遷移區。一方麵從電場獲得能量作定向漂移,  另一方麵與逆向流動的中性遷移氣體分子不斷碰撞而損失能量,由於這些產物離子的質量, 所帶電荷, 碰撞截麵和空間構型各不相同,  故在電場中各自遷移速率不同,使得不同的離子到達探測器上的時間不同而得到分離。  離子遷移譜技術的中心部件是漂移管,工作原理如下:  首先被檢測的樣品蒸汽或微粒氣化後經過一層半浸透膜濾除其中的煙霧、無機分子和水分子等雜質,然後被載氣攜帶進入漂移管的反響區。在反響區內,樣品氣首先被63Ni放射源發射的射線電離,構成產物離子,在反響區電場的作用下,產物離子移向離子門。  控製離子門的開關脈衝,構成周期性進入漂移區的離子脈衝。在漂移電場的作用下,產物離子沿軸向向搜集電極漂移。離子的遷移率依賴於其質量、尺寸和所帶電荷。  不同物質生成的產物離子在同一電場下的遷移率不同,因而經過整個漂移區長度所用的漂移時間也不同。在已知漂移區長度和漂移區內電場條件下,丈量出離子經過漂移區抵達搜集電極所用的時間,就能夠計算出離子的遷移率(遷移率的定義是指在單位電場強度作用下離子的漂移速度),從而能夠辨識被檢測物品種;  經過丈量離子峰的麵積,就能夠預算出被檢測物的濃度;經過改動反響區和漂移區電場方向,IMS漂移管能夠同時監測正負離子。因而,能夠同時監測多種化學物質。

            

    離子遷移譜的工作原理

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