專利名稱：雙面離子源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過雙極性離子遷移技術(shù)對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分析及鑒 別時(shí)所使用的離子源，屬于安全檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
雙極性離子遷移率譜儀(雙極性IMS)能夠同時(shí)探測(cè)具有正、負(fù) 離子親和力的分子，因此能夠同時(shí)對(duì)多種物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，如毒品、爆 炸物。這使得雙極性IMS的應(yīng)用范圍很廣。
但現(xiàn)有的離子源主要是針對(duì)于單極性IMS設(shè)計(jì)的。這些離子源 應(yīng)用于雙極性IMS中時(shí)，表現(xiàn)出很明顯的缺點(diǎn)，如樣品分子電離效 率低、離子有效利用率低，及離子源結(jié)構(gòu)不合理等。
目前一些專用于雙極性IMS中的電離源也存在不足。如在專利 US7259369 B2中，樣品分子在系統(tǒng)外部的電離室中離化后，由載流 氣體攜帶進(jìn)入到雙極性IMS中心的四極離子阱中，之后存儲(chǔ)于離子 阱中的離子分別進(jìn)入兩端的正、負(fù)離子漂移管中進(jìn)行測(cè)量。
此專利中離子源的優(yōu)點(diǎn)是不受電離方式及源體形狀的限制，可為 現(xiàn)有的電離源中的任何一種，如放射性同位素、電暈、激光等；其缺 點(diǎn)是在樣品離子從離子源向離子阱遷徙的過程中，大量的離子損失 掉，大大降低了離子的有效利用率。同時(shí)分立的電離室增加了 IMS 的體積及生產(chǎn)成本。
另外，為提高電離效率，普通的用于IMS的放射性離子源產(chǎn)生 的離子云分布范圍較廣，如圖1所示。管狀Ni63源ll產(chǎn)生的離子云 12沿管軸方向分布在一個(gè)寬廣空間內(nèi)，這種分布導(dǎo)致IMS的分辨率 較差
發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提出了一種用于雙極性IMS 的離子源結(jié)構(gòu)，它有利于從根本上增強(qiáng)IMS的靈敏度，增強(qiáng)樣品分 子的電離效率，從而允許降低電離源的強(qiáng)度，同時(shí)允許正、負(fù)離子穿 越離子源，從而增大了離子的有效利用率。
在本發(fā)明的一個(gè)方面，提出了一種離子源，包括板狀的源體，
所述源體在兩個(gè)側(cè)面都具有放射性；并且所述源體形成為允許正負(fù)離 子穿越源體。
優(yōu)選地，源體由放射性同位素材料構(gòu)成。
優(yōu)選地，所述源體具有厚度0.01-lmm。
優(yōu)選地，源體的放射性強(qiáng)度范圍為0.5-10mCi。
優(yōu)選地，所述離子源的透過率為25%-95%。
本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于離子源結(jié)構(gòu)能夠增強(qiáng)樣品分子的電 離效率，形成的樣品離子集中分布在源體兩側(cè)的扁平空間內(nèi)，這種離 子云分布有利于提高IMS的靈敏度。同時(shí)，此發(fā)明中的源體本身具 有一定的透過率，在源體兩側(cè)產(chǎn)生的正負(fù)離子可以穿過源體，被分離 到源體的兩側(cè)，因此能夠有效地提高離子的利用效率。


從下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)將更 明顯，其中
圖1所示為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的管狀離子源產(chǎn)生的離子云團(tuán)的示意圖。
圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的離子源產(chǎn)生的離子云團(tuán)的示意圖。 圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的離子源的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的離子源的應(yīng)用示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參考附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。在附圖中，雖 然示于不同的附圖中，但相同的附圖標(biāo)記用于表示相同的或相似的組 件。為了清楚和簡(jiǎn)明，包含在這里的已知的功能和結(jié)構(gòu)的詳細(xì)描述將被省略，否則它們將使本發(fā)明的主題不清楚。
圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的離子源產(chǎn)生的離子云團(tuán)的示意圖。如
圖2所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的離子源為一雙面具有放射性的網(wǎng)狀的 圓形放射性同位素離子源。
如圖2所示的離子源由放射性同位素材料構(gòu)成，它是具有一定厚 度(O.Ol-lmm)的平面源，其外形結(jié)構(gòu)可為圓板、矩形平板等。源體 雙面具有放射性，其強(qiáng)度范圍為0.5-10mCi。離子源具有一定的透過 率(25%-95%)，允許正、負(fù)離子穿越源體。因此，離子源可為具有 穿透性的結(jié)構(gòu)，如網(wǎng)狀、中心帶較大的孔或者多個(gè)較小的孔、或者孔 被網(wǎng)覆蓋等形狀。
因此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的離子源0產(chǎn)生的離子云22主要集中 在源體兩側(cè)的扁平空間內(nèi)，如圖3所示。與普通的用于IMS的放射 性同位素源相比，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的離子源結(jié)構(gòu)有利于提高IMS 的分辨，并有利于降低離子源的輻射強(qiáng)度。
圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的離子源的應(yīng)用示意圖。雙極性IMS 由離子源O、正離子漂移管6、負(fù)離子漂移管5、正離子門4、負(fù)離子 門3等構(gòu)成，離子源設(shè)置于雙極性IMS中心。
在離子源O兩側(cè)的電極中，電極l的電位高于離子源O的電位， 電極2的電位低于離子源0的電位。因此，在電極l、 2之間形成了 均勻電場(chǎng)。樣品氣體由離子源O上方進(jìn)入后被離化，在離子源兩側(cè)產(chǎn) 生了大量的正、負(fù)混合離子。這些離子主要集中在以離子源O為中心 的扁平空間內(nèi)。
在兩側(cè)電場(chǎng)的作用下，電極1與離子源0之間的正離子穿過離子 源0進(jìn)入正離子門4內(nèi)。電極2與離子源0之間的負(fù)離子穿過離子源 0進(jìn)入負(fù)離子門3內(nèi)。之后通過對(duì)離子門電位的控制，可以將正、負(fù) 離子釋放到兩端的正離子漂移管6、負(fù)離子漂移管5中。
因此，在上述的雙極性IMS中，樣品氣體到達(dá)離子源0附近并 被離化，形成的樣品離子主要集中在離子源O兩側(cè)的扁平空間內(nèi)。并 且，在附近電場(chǎng)的作用下，離子源O兩側(cè)產(chǎn)生的混合在一起的正負(fù)離 子可以穿過離子源O，被分離到源體的兩側(cè)，而不是損失在源兩側(cè)。
5上面的描述僅用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng) 該理解，在不脫離本發(fā)明的范圍的任何修改或局部替換，均應(yīng)該屬于 本發(fā)明的權(quán)利要求來限定的范圍，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán) 利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1、一種離子源，包括板狀的源體，所述源體在兩個(gè)側(cè)面都具有放射性，并且所述源體形成為允許正負(fù)離子穿越源體。
2、 如權(quán)利要求1所述的離子源，其中，源體由放射性同位素材 料構(gòu)成。
3、 如權(quán)利要求1所述的離子源，其中所述源體具有厚度 0.01畫lmm。
4、 如權(quán)利要求1所述的離子源，其中源體的放射性強(qiáng)度范圍為 0.5-10mCi。
5、 如權(quán)利要求1所述的離子源，其中所述離子源的透過率為 25%-95%。
全文摘要
公開了一種離子源，包括板狀的源體，所述源體在兩個(gè)側(cè)面都具有放射性；并且所述源體形成為允許正負(fù)離子穿越源體。本發(fā)明的離子源結(jié)構(gòu)能夠增強(qiáng)樣品分子的電離效率，形成的樣品離子集中分布在源體兩側(cè)的扁平空間內(nèi)，這種離子云分布有利于提高IMS的靈敏度。另外，由于源體本身具有一定的透過率，在源體兩側(cè)產(chǎn)生的正負(fù)離子可以穿過源體，被分離到源體的兩側(cè)，因此能夠有效地提高離子的利用效率。
文檔編號(hào)H01J49/40GK101587815SQ20081011194
公開日2009年11月25日 申請(qǐng)日期2008年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月19日
發(fā)明者代主得, 張仲夏, 張清軍, 張陽天, 華 彭, 曹士娉, 徽 李, 李元景, 津 林, 林德旭, 毛紹基, 王少鋒, 王清華, 陳志強(qiáng) 申請(qǐng)人:同方威視技術(shù)股份有限公司