高場不對稱波形離子遷移譜（high-Field Asymmetric waveform Ion Mobility Spectrometry,FAIMS）是一種基于高電場下離子遷移率非線性變化差異的離子分離和物質(zhì)成分檢測技術(shù)。除了具有快速、高靈敏等常規(guī)離子遷移譜（Ion Mobility Spectrometry,IMS）的優(yōu)點外,FAIMS還具有核心分析器易于微機電系統(tǒng)（MEMS）加工、離子流連續(xù)、離子差分分離等特征,在物質(zhì)成分在線監(jiān)測、同分異構(gòu)體分離等方面具有獨特優(yōu)勢。其獨立使用以及與色譜、質(zhì)譜聯(lián)用已在爆炸物檢測、公共安全等定性領(lǐng)域得到了成功應(yīng)用。然而,精確的離子損耗模型缺失,導(dǎo)致了FAIMS在物質(zhì)成分定量上的困難,制約了其在環(huán)境、食品等定量分析領(lǐng)域的應(yīng)用。造成該問題的主要原因在于:1)離子傳送過程研究缺失。FAIMS實現(xiàn)離子分離過程包含離子化、離子傳送和離子分離三大部分,但現(xiàn)階段所有的理論和仿真研究都集中于FAIMS分離過程,而忽略了FAIMS內(nèi)部離子傳送過程,隱含了離子入口處濃度恒定的假設(shè),這不符合低溫等離子體理論。2)實驗參數(shù)變化范圍過窄。FAIMS中離子運動極其復(fù)雜,在微區(qū)多... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

離子遷移譜原理示憊圖

作為最早提出的一類離子遷移譜，ＤＴＩＭＳ已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于商業(yè)中。產(chǎn)品包??括：Ｓｍｉｔｈｓ?Ｄｅｔｃｉｏｎ?公司生產(chǎn)的?ＩＯＮＳＣＡＮ?４００Ｂ、Ｅｘｃｅｌｌｉｍｓ?公司生產(chǎn)的?ＨＰＩＭＳ??ＴＭ、ＡＩＲＳＥＮＳＥ?Ａｎａｌｙｔｉｃｓ?ＧｍｂＨ公司生產(chǎn)的ＧＤＡ系列產(chǎn)品等。??（２）行波離子遷移譜（ＴＷＩＭＳ）??行波離子遷移譜（Ｔｒａｖｅｌｉｎｇ?Ｗａｖｅ?Ｉｏｎ?Ｍｏｂｉｌｉｔｙ?Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ，?ＴＷＩＭＳ）和飛行??時間離子遷移譜具有相似的結(jié)構(gòu)，不同之處在于其遷移分析器內(nèi)部具有不同的電??場分布特征［３８—３９］。如圖１．３所示，ＴＷＩＭＳ?—方面通過在相鄰環(huán)形電極上施加相??位相反的射頻電壓以提供徑向離子約束（這使得ＴＷＩＭＳ具有很高的傳輸效率），??另一方面采用周期性施加的脈沖電壓推動離子整體向前運動的同時做周期性振??蕩運動。ＴＷＩＭＳ工作時，逐次從裝置的一端到另一端施加直流脈沖電壓，在固??定的脈沖停留時間之后，電壓步進到下一個電極對，從而產(chǎn)生行波。行波電場如??“海浪”一樣連續(xù)不斷地由遷移分析器入口處向出口處移動，而離子像“沖浪”一樣??被推動著向前運動。當(dāng)離子被行波推動時，具有較大遷移率的離子與氣體分子碰??撞較少，具有較小遷移率的離子碰撞較多。通過控制行進電壓波的周期和幅值即??。??

作為最早提出的一類離子遷移譜，ＤＴＩＭＳ已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于商業(yè)中。產(chǎn)品包??：Ｓｍｉｔｈｓ?Ｄｅｔｃｉｏｎ?公司生產(chǎn)的?ＩＯＮＳＣＡＮ?４００Ｂ、Ｅｘｃｅｌｌｉｍｓ?公司生產(chǎn)的?ＨＰＩＭＳ??Ｍ、ＡＩＲＳＥＮＳＥ?Ａｎａｌｙｔｉｃｓ?ＧｍｂＨ公司生產(chǎn)的ＧＤＡ系列產(chǎn)品等。??（２）行波離子遷移譜（ＴＷＩＭＳ）??行波離子遷移譜（Ｔｒａｖｅｌｉｎｇ?Ｗａｖｅ?Ｉｏｎ?Ｍｏｂｉｌｉｔｙ?Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ，?ＴＷＩＭＳ）和飛行??間離子遷移譜具有相似的結(jié)構(gòu)，不同之處在于其遷移分析器內(nèi)部具有不同的電??分布特征［３８—３９］。如圖１．３所示，ＴＷＩＭＳ?—方面通過在相鄰環(huán)形電極上施加相??位相反的射頻電壓以提供徑向離子約束（這使得ＴＷＩＭＳ具有很高的傳輸效率），??另一方面采用周期性施加的脈沖電壓推動離子整體向前運動的同時做周期性振??蕩運動。ＴＷＩＭＳ工作時，逐次從裝置的一端到另一端施加直流脈沖電壓，在固??的脈沖停留時間之后，電壓步進到下一個電極對，從而產(chǎn)生行波。行波電場如??海浪”一樣連續(xù)不斷地由遷移分析器入口處向出口處移動，而離子像“沖浪”一樣??推動著向前運動。當(dāng)離子被行波推動時，具有較大遷移率的離子與氣體分子碰??較少，具有較小遷移率的離子碰撞較多。通過控制行進電壓波的周期和幅值即??實現(xiàn)不同離子的分離。??射頻（＋）?射頻（－）??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于UV-FAIMS的揮發(fā)性氯代苯檢測方法[J]. 吳志遠,余健文,劉友江,陳池來.  光譜學(xué)與光譜分析. 2017(10)
[2]芯片級非對稱場離子遷移譜技術(shù)快速識別不同霉變煙草[J]. 周沅楨,張強,羊一濤,李靈鋒,汪小知.  中國煙草學(xué)報. 2016(06)
[3]利用紫外光離子源高場不對稱波形離子遷移譜快速、現(xiàn)場檢測水中氨的含量[J]. 李山,陳池來,朱德泉,關(guān)柯,阮智銘,劉友江,余健文,徐青.  分析化學(xué). 2016(11)
[4]高場非對稱波形離子遷移譜分離電壓的溫度非線性誤差建模與補償[J]. 高磊,徐效文.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2016(05)
[5]高場非對稱波形離子遷移譜（FAIMS）技術(shù)快速檢測中藥材中二氧化硫[J]. 汪小知,李娟,趙偉軍,李靈峰,李鑫,李鵬,吳越,王玉.  藥物分析雜志. 2014(09)
[6]基于紫外光離子源高場不對稱波形離子遷移譜的化學(xué)戰(zhàn)劑模擬劑檢測[J]. 劉友江,陳池來,張樂華,張曉天,王泓偉,孔德義.  分析化學(xué). 2014(09)
[7]利用高場非對稱波形離子遷移譜技術(shù)快速鑒別降糖中藥中的西藥成分[J]. 李靈鋒,王鐵松,韓可,徐天白,王琦,李鵬,汪小知.  分析化學(xué). 2014(04)
[8]芯片級高場非對稱波形離子遷移譜技術(shù)檢測危險品[J]. 張潔,李靈鋒,郭大鵬,張媛,王琦,李鵬,汪小知.  分析化學(xué). 2013(07)
[9]圓柱型高場非對稱波形離子遷移譜的數(shù)值模擬和實驗研究[J]. 韓豐磊,趙琨,王衛(wèi)國,李海洋.  現(xiàn)代科學(xué)儀器. 2012(02)
[10]一種基于厚膜工藝的高集成度FAIMS遷移管的研制[J]. 趙聰,陳池來,陳然,王煥欽,王電令,劉友江,高鈞,尤暉,孔德義,Juergen Brugger.  分析儀器. 2012(02)



本文編號：3145928