用于化学电离样品的设备和方法技术

本发明专利技术公开了一种用于电离气态流体样品的电离设备。所述电离设备包括电离器，其配置于提供反应物离子；离子改性器，其配置于改性所述反应物离子，以及反应区域，其配置于接收经改性的反应物离子和样品并且将样品与经改性的反应物离子合并以便电离样品，从而用于被配置于鉴定样品中受关注物质的检测器所分析。

Equipment and methods for chemical ionization samples

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于化学电离样品的设备和方法
本专利技术涉及用于电离样品的设备和方法，所述样品例如气态流体样品，诸如气体、蒸气和气溶胶。
技术介绍
电磁场对离子的影响可用于表征它们的性质。例如，在质谱中，电场可用于加速离子，并且通过磁场引起的加速离子的偏转可用于推断它们的质量与电荷比率。在离子迁移光谱测定法中，离子可逆向漂移气体流朝向检测器移动，并且离子的移动速度可用于推断它们通过漂移气体的迁移。无论是在环境大气压下，或者在受控的压力条件下，诸如真空下，两种技术可以通过分析电磁场(诸如电场和/或磁场)对离子的影响来鉴定受关注物质。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供用于电离通过检测器分析的气态流体样品的改进的方法和设备。气态流体的实例包括气体和蒸气。附图说明在所附权利要求书中描述本专利技术的各方面和实施方式，现在将参考附图仅通过举例以描述本专利技术，其中：图1A显示电离设备的一种实例；图1B显示电离设备的另一种实例；图2显示包括电离设备的检测器的实例；和图3显示说明图2的设备的操作方法的流程图。在附图中，相同的参考数字用于表示相同的要素。具体实施方式本专利技术的实施方式涉及通过与反应物离子合并，使气态流体样品电离的方法和设备。本专利技术的实施方式目的是能够在电离设备中提供多种不同的反应物离子。这些反应物离子可随后用于电离气态流体样品以用于通过检测器分析。一些种类的反应物离子可与一些种类的样品相互作用，以产生不需要的干扰物离子，这可能干扰检测器对样品的分析。在一些实施方式中，反应物离子可被改性以抑制这些不需要的干扰物离子的产生。因此，比起其它可能的方法，这样可以提供更加正确的样品信息。本专利技术的一种实例为电离设备(ionisingapparatus)，其包括电离器(ioniser)，其配置于提供反应物离子，例如通过电离气态流体，诸如空气和/或掺杂剂。该设备还包括离子改性器(ionmodifier)，其配置于在气态流体样品与经改性的反应物离子合并以电离该样品之前改性所述反应物离子。通过选择是否改性反应物离子，可改变与样品混合的反应物离子的种类。这可能使不需要的干扰物离子的产生受到抑制，或者由相同的气态流体样品得到不同的所选种类的产物离子。不同的技术可用于电离在这样的检测器中分析的样品。紫外光可直接用于电离样品。更通常，如下间接电离样品：首先使用电晕放电(coronadischarge)和电离辐射(ionisingradiation)源(诸如β-粒子)在检测器内由空气产生离子，随后将这些离子与样品混合，以使得这些离子与样品分子发生离子-分子反应(ion-moleculereaction)。在这种情况下，产生的初始离子被称为反应物离子(reactantions)，而由样品分子产生的离子称为产物离子(productions)。还可行的是向检测器中加入蒸气(称为掺杂剂)，使得它们被初始空气离子电离，随后这些新的反应物离子经由离子-分子反应而电离样品。采用这种方式，可控制样品电离的化学过程，以优先电离待检测的化合物且不电离在样品中的一些潜在的干扰物化合物。这样便能够鉴定的采用其他途径可能难以将离子彼此区分的物质。在一种实施方式中，在反应物离子产生区域中产生离子，配置电场将它们移动并穿过离子改性区域并随后进入反应区域(在反应区域中引入样品)。可将掺杂剂蒸气流引入反应物离子产生区域，而不含掺杂剂蒸气的气流可配置于将掺杂剂蒸气移出所述改性区域，使得相对于在所述反应物离子产生区域中掺杂剂的浓度，在所述改性区域中掺杂剂蒸气的浓度降低。所述改性区域位于进入反应物离子产生区域中的掺杂剂流和进入所述反应区域中样品流之间。在一种实施方式中，配置电场以将反应物离子和/或经改性的反应物离子移动至在反应区域中的样品内。可提供离子门以控制来自反应区域的产物离子流。本专利技术的实施方式还提供用于检测受关注物质的检测设备。所述检测设备可包括上述配置于电离样品以便为检测器提供产物离子的电离设备。所述检测器可包括离子迁移分光计(ionmobilityspectrometer)和/或质谱仪。在一种实施方式中，所述设备配置于产生反应物离子，以及在将经改性的反应物离子与样品合并而产生被检测器分析的产物离子之前，改性反应物离子。在一种实施方式中，可以控制所述设备以将样品与反应物离子合并，从而产生第一产物离子，并基于向检测器提供这些第一产物离子来分析样品。可随后控制设备以得到反应物离子，并在将经改性的反应物离子与样品合并以产生第二产物离子之前改性该反应物离子。经改性的反应物离子可以与所述反应物离子不同，例如它们可能具有不同的组成成分，例如具有不同的质量，或具有不同的化学性质，例如具有不同的能量性质。可选择性运行离子改性器，例如可基于从第一反应物离子与样品合并得到的检测器信号来操控离子改性器以改性反应物离子。在一些实施方式中，可提供第二离子改性器，并配置于改性产物离子。图1A显示电离设备1。所述电离设备1包括反应物离子产生区域6、离子改性器2和反应区域8。反应物离子产生区域6可包括电离器12，和用于引入掺杂剂蒸气的第一入口14，并且可包括第一出口16。在图1A中所示的实例中，所述离子改性器2配置于将所述电离器12与反应区域8分隔。所述反应区域8包括用于向反应区域引入样品的第二入口18，并且可包括第二出口20。如在图1A中所示的，控制器4与所述电离器12和离子改性器2以及与电场施加器10连接，该电场施加器配置于施加电场以使离子从电离器12朝离子改性器2移动。可运行所述电离器12以施加电离能从而在反应物离子产生区域6中形成反应物离子(例如反应物离子产生区域包括用于引入掺杂剂的第一入口)，所述电离器可通过电离掺杂剂产生反应物离子，在不使用掺杂剂时，所述电离器可通过电离空气产生反应物离子。在一些实施方式中，所述电离器12包括电晕放电电离器12，电离器12还可包括电离辐射的放射性源，诸如β-粒子。所述离子改性器2可配置于碎裂离子(fragmentions)，例如通过提高它们的有效温度，例如通过加热离子和/或通过将它们置于交流电场中，例如射频(radiofrequency，RF)电场。在一些实例中，所述离子改性器2包括两个电极。在离子改性器2电极之间的区域可提供离子改性区域，由此为了将所述反应物离子从反应物离子产生区域6移动至反应区域8，所述反应物离子将穿过所述离子改性区域，在这里它们可处于交流电场中。在一种实例中，在离子从反应物离子产生区域6到反应区域8的行进方向上，两个电极可彼此间隔开。这些电极可各自为平面的，并且可各自包括多个导体，例如可以以规则图案布置，诸如格子，例如筛网。所述离子改性器2可包括加热器。所述第二入口18可配置于将气态流体样品送入反应区域8中以便被电离。所述第二出口20可配置于使得样品相比流入离子改性区域更偏向流出反应区域8。所述第一入口14和第一出口16可配置于提供掺杂剂流，例如气态流体并穿过反应物离子产生区域6。入口和出口可布置以引导掺杂剂流围绕电离器12，并且还可配置于相比引导掺杂剂流向离子改性器2而更偏向流出出口。所述电场施加器10可包括电极，其配置于施用电场以将反应物离子从反应物离子产生区域6移动穿过离子改性区域并移动至所述反应区域8。在操作中，通过所述第一入口14，可将掺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电离气态流体样品的电离设备，所述电离设备包括：电离器，其配置于提供反应物离子；离子改性器，其配置于改性所述反应物离子，以及反应区域，其配置于接收经改性的反应物离子和样品并且将样品与经改性的反应物离子合并以便电离所述样品，从而用于被配置于鉴定所述样品中受关注物质的检测器所分析。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.25 GB 1413236.91.一种用于电离气态流体样品的电离设备，所述电离设备包括：电离器，其配置于提供反应物离子；离子改性器，其配置于改性所述反应物离子，以及反应区域，其配置于接收经改性的反应物离子和样品并且将样品与经改性的反应物离子合并以便电离所述样品，从而用于被配置于鉴定所述样品中受关注物质的检测器所分析。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备包括掺杂剂流提供器，其配置于提供穿过所述电离器的掺杂剂流；和电场施加器，其配置于将所述反应物离子从所述掺杂剂流移出并移至所述离子改性器。3.一种用于检测受关注物质的检测设备，该设备包括：根据权利要求1或2所述的电离设备，其配置于电离样品以提供产物离子；检测器，其配置于根据分析所述电离设备产生的产物离子而检测受关注物质；以及电场施加器，其配置于将所述产物离子移至所述检测器。4.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述离子改性器布置在所述电离器和所述反应区域之间。5.根据前述权利要求1或2所述的设备，其中，所述离子改性器配置于将反应物离子处于交流电场中。6.根据前述权利要求1或2所述的设备，其中，所述设备包括控制器，其配置于操控所述电离器产生反应物离子，以及操控所述离子改性器以便基于所述电离器的运行计时来选择所述离子改性器的运行计时。7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述设备包括离子门，其配置于控制产物离子移动出所述反应区域的通道，其中，所述控制器配置于基于所述电离器和离子改性器中至少一种的运行计时来控制所述离子门的运行计时。8.根据权利要求2所述的设备，其中，所述掺杂剂流提供器配置于在第一方向提供掺杂剂流，并且所述电场施加器配置于在不同于所述第一方向的第二方向上将所述反应物离子移至改性区域。9.根据前述权利要求1、2或8所述的设备，其中，所述设备包括吹扫气提供器，其配置于提供穿过所述离子改性器的吹扫气流，从而使得提供给所述离子改性器的吹扫气流比至所述反应区域的大。10.根据权利要求3所述的设备，其中，控制器配置于基于来自所述检测器的信号来操控所述离子改性器。11.根据权利要求3所述的设备，其中，所述检测器包括离子迁移分光计和质谱仪中的一种。12.一种电离气态流体的方法，所述方法包括：电离掺杂剂以提供反应物离子；改性所述反应物离子，以及将经改性的反应物离子与样品合并以电离气态流体。13.一种分析样品的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·泰勒，J·爱金逊，
申请(专利权)人：史密斯探测沃特福特有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB