網(wǎng)站導航
深圳市英寶碩科技有限公司：能看見“味道”的技術 —— IMS
公司背景
深圳市英寶碩科技有限公司成立于2014年，總部位于深圳寶安區(qū)，是一家專注于危害氣體檢測解決方案的國家高新技術企業(yè)。經(jīng)過十一年發(fā)展，英寶碩在安全生產(chǎn)、公共安全、應急救援、檢驗檢疫四大領域形成了豐富的技術、產(chǎn)品和解決方案，在主動測量(量子級聯(lián)激光技術)、被動成像(傅里葉快速掃描技術）及快速分離(離子遷移譜技術)三個cutting-edge technology擁有完全自主知識產(chǎn)權實現(xiàn)了進口產(chǎn)品的國產(chǎn)替代。
能看見“味道”的技術 - IMS
基于即時通訊系統(tǒng)的化學探測器目前逐步商業(yè)化，并應用于實地探測TICs（Toxic Industrial Chemical）、非法藥物和IED。近些年，IMS（離子遷移譜）技術也被當作分析生物材料的研究工具，特別是在蛋白質組學和代謝組學方面。
IMS是一種分離技術，可以根據(jù)氣體相中的質量、電荷和流動性來區(qū)分電離分析物分子。因此，IMS儀器能夠定量地檢測和識別氣相及其降解產(chǎn)物。
如圖1所示，一個典型的IMS由漂移管組成，漂移管通常分為電離區(qū)和漂移區(qū)，漂移區(qū)是離子分離和檢測發(fā)生的地方。電離區(qū)和漂移區(qū)由離子門分隔，該門用于脈沖電離區(qū)產(chǎn)生的離子并將它們注入漂移區(qū)。
圖1.一個典型的IMS組成
IMS是通過進氣口將樣品蒸汽吸入檢測器。為了使檢測器性能穩(wěn)定，它必須在干凈、干燥的空氣中運行。入口處過濾器頻繁使用，因為它們限制水分、灰塵和其他微粒進入漂移細胞，同時允許待檢測的化合物通過。這些過濾器允許樣品中的化學物質通過擴散到達電離區(qū)，而水分子和其他滲透率低的化學物質將被廢氣帶走。這些過濾器也可能導致敏感度降低和反應時間增加。
在進入電離區(qū)后，樣品蒸汽在大氣條件下被電離。各種電離源都可以使用，然而，較為普遍的通常是一個發(fā)射器放射源，如鎳63。鎳63由于其高穩(wěn)定性、無噪聲操作、對動力的需求小、機械和物理穩(wěn)定性以及Explosive environment中的內在安全性，一直是IMS的優(yōu)先來源。
當從鎳63源釋放的高能粒子與空氣中的氮和氧反應時，電離開始，通過大氣壓化學電離生成反應物離子。當樣品蒸汽到達IMS的電離區(qū)時，樣品中的中性化合物與反應物離子發(fā)生離子分子反應，形成產(chǎn)物離子。為了進一步提高探測器的選擇性，可以在漂移氣體中加入試劑離子或摻雜劑，后者是在恒壓下引入的干空氣流，其流動方向與離子漂移方向相反。這就導致了漂移氣體中的離子和分子之間的碰撞。
IMS檢測器常用的摻雜劑有氨和AC、用于爆炸物檢測的氯化溶劑和用于麻醉檢測的煙堿。AC是一種非常常見的摻雜劑，常用于Military IMS detector，因為它阻止了一些化合物(如碳氫化合物)形成離子，這些化合物會干擾探測過程，但仍然允許CWAs形成離子。這導致更少的物種被電離，因此許多干擾被消除。
下一步是電場中的離子遷移到漂移區(qū)，在那里，離子根據(jù)它們的離子流動性被分離。產(chǎn)生的離子通過由電子門控制的非常短的脈沖進入漂移區(qū)。當離子門打開時，電場被移除，從而允許離子進入漂移區(qū)，然而當離子門打開時，并不是所有的離子都能被注入漂移管。探測模式，正模式或負模式，決定了哪些離子將能夠進入漂移區(qū)，并依賴于電離區(qū)和離子收集器之間的電場梯度。例如，當離子集電極側的電壓高于電離側時，儀器就被稱為處于負模式，因此，只有負離子被注入，反之，正離子被注入。此外，這種電場梯度可以在正負模式之間交替，以允許檢測正負離子。
在進入漂移管時，離子受到均勻的、微弱的電場的作用，加速它們向漂移管末端的法拉第接收盤靠近，如圖1所示。在這個接收盤中，離子碰撞并釋放它們的電荷，這些電荷被記錄為電流。然后，信號處理器將產(chǎn)生的電流處理成一系列峰值，這些峰值表示各種物質的相對漂移時間。漂移時間是離子被注入漂移區(qū)域到離子與接收盤碰撞之間的時間間隔。因此，漂移時間是由碰撞頻率控制的，正如預期的那樣，較大的離子將比較小的離子經(jīng)歷更多的碰撞，將需要更長的時間通過漂移管。由于IMS不是在真空條件下操作的，所觀察到的漂移時間通常在毫秒左右。隨著時間的推移，產(chǎn)生的一系列峰值的電流圖被稱為離子遷移譜，圖2給出了一個例子，光譜中峰的強度(高度)與電荷量相對應。
圖 2 離子遷移譜峰的強度與電荷量相對應
信號處理系統(tǒng)將樣本的相對漂移時間和信號特征關聯(lián)起來，并將結果與檢測器的內部庫進行模式匹配比較。當檢測到該物質時將報告，當信息符合設置的標準時將產(chǎn)生警報并存儲在檢測器的庫中。
【關于英寶碩】
英寶碩位于中國科技創(chuàng)新之都——深圳，是具有自主研發(fā)實力的國家高新技術企業(yè)和深圳市專精特新企業(yè)。秉承應用驅動創(chuàng)新的經(jīng)營理念，公司始終專注于先進氣體探測產(chǎn)品的研制、生產(chǎn)及推廣，為有安全、應急及反恐需求的用戶提供一站式服務。（了解更多行業(yè)咨詢可搜索英寶碩官方網(wǎng)站或微信公眾號）
ENboso｜深圳英寶碩
公司信息
訪問官網(wǎng)
我要咨詢
每日熱詞
