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离子迁移谱的工作原理
浏览次数:126发布日期:2019-07-05
   IMS,是离子迁移谱(Ion mobility spectroscopy)的简称,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。

  基于气相离子在弱电场中的迁移率来检测识别不同种类物质的一种常压分析化学方法,又被成为常压质谱。

  离子迁移谱在环境气压条件下进行工作.。特别适合于一些挥发性有机化合物的痕量探测,爆炸物、化学战剂和大气污染物等。

  IMS系统的核心部分是迁移管,迁移管分为电离区和迁移区两部分,中间以离子门分隔开。被测样品被加热气化后,由载气带入电离区,载气分子和样品分子在离子源放射性Ni的作用下发生一系列的电离反应和离子-分子反应,形成各种产物离子。在电场的作用下,这些产物离子通过周期性开启的离子门进入迁移区。一方面从电场获得能量作定向漂移, 另一方面与逆向流动的中性迁移气体分子不断碰撞而损失能量,由于这些产物离子的质量, 所带电荷, 碰撞截面和空间构型各不相同, 故在电场中各自迁移速率不同,使得不同的离子到达探测器上的时间不同而得到分离。

  离子迁移谱技术的中心部件是漂移管,工作原理如下:

  首先被检测的样品蒸汽或微粒气化后经过一层半浸透膜滤除其中的烟雾、无机分子和水分子等杂质,然后被载气携带进入漂移管的反响区。在反响区内,样品气首先被63Ni放射源发射的射线电离,构成产物离子,在反响区电场的作用下,产物离子移向离子门。

  控制离子门的开关脉冲,构成周期性进入漂移区的离子脉冲。在漂移电场的作用下,产物离子沿轴向向搜集电极漂移。离子的迁移率依赖于其质量、尺寸和所带电荷。

  不同物质生成的产物离子在同一电场下的迁移率不同,因而经过整个漂移区长度所用的漂移时间也不同。在已知漂移区长度和漂移区内电场条件下,丈量出离子经过漂移区抵达搜集电极所用的时间,就能够计算出离子的迁移率(迁移率的定义是指在单位电场强度作用下离子的漂移速度),从而能够辨识被检测物品种;

  经过丈量离子峰的面积,就能够预算出被检测物的浓度;经过改动反响区和漂移区电场方向,IMS漂移管能够同时监测正负离子。因而,能够同时监测多种化学物质。

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