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技術(shù)文章

離子遷移譜原理是什么

閱讀:1276          發(fā)布時間:2024-9-3

離子遷移譜(Ion Mobility Spectrometry,IMS)的原理主要基于氣相離子在電場中的遷移速度差異進行物質(zhì)的分析。以下是對其原理的詳細闡述:

基本概念

定義:離子遷移譜是一種用于分析氣體中離子化合物的技術(shù),它利用離子在電場中的遷移速度差異,通過氣體動力學(xué)分離離子,并檢測其遷移時間來進行分析。

應(yīng)用:該技術(shù)廣泛應(yīng)用于安全檢查、爆炸品探測、環(huán)境污染監(jiān)測、生物醫(yī)學(xué)等多個領(lǐng)域。

工作原理

電離過程:

待分析樣品中的分子通過電離源(如放電、放射性源或化學(xué)電離等)被轉(zhuǎn)化為帶電粒子(離子)。

遷移過程:

這些離子在弱電場中遷移。在遷移過程中,離子會受到氣體分子的碰撞和阻力作用,導(dǎo)致其遷移速度不同。

較大、較重的離子遷移速度較慢,而較小、較輕的離子遷移速度較快。

分離與檢測:

利用電場或其他手段,在氣體環(huán)境中實現(xiàn)離子的分離,使不同離子能夠以不同速度遷移到檢測區(qū)域。

檢測器(如截流檢測器和電離檢測器等)檢測離子遷移的時間,并將檢測到的信號與離子的遷移時間相關(guān)聯(lián)。

通過與已知標準物質(zhì)進行比對,可以確定分析樣品中離子的成分和濃度。

核心部件

電離區(qū):被測樣品被加熱氣化后,由載氣帶入電離區(qū),在離子源的作用下發(fā)生電離反應(yīng),形成產(chǎn)物離子。

遷移區(qū):產(chǎn)物離子在電場作用下通過周期性開啟的離子門進入遷移區(qū),在遷移過程中受到電場加速和氣體阻尼的雙重作用,實現(xiàn)分離。

檢測器:檢測離子到達探測器的時間,形成相應(yīng)的譜圖。

特點

快速分析:離子遷移譜具有較快的分析速度,可以在短時間內(nèi)對大量樣品進行分析。

高靈敏度:對于低濃度的氣體成分或微量物質(zhì)具有較高的靈敏度,可達到ppb(十億分之一)或更低水平。

多成分分析:能夠同時分析樣品中多個離子成分,適用于復(fù)雜氣體混合物的分析。

綜上所述,離子遷移譜通過電離、遷移和檢測等步驟,利用離子在電場中的遷移速度差異進行物質(zhì)分析,具有快速、高靈敏度和多成分分析等優(yōu)勢。


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