CN106024574A - 一种基于碳纳米管电离源的faims - Google Patents

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李鹏
汪小知
李灵锋
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Abstract

本发明提供一种基于碳纳米管电离源的FAIMS，包括PCB板和支撑固定板，所述支撑固定板内部从所述开放端至所述连接端依次设置有碳纳米管电离源、FAIMS芯片和检测器，所述检测器设置在所述PCB板上，所述进气口、所述碳纳米管电离源、所述FAIMS芯片和检测器之间形成贯穿所述支撑固定板和PCB板的通道；其中所述碳纳米管电离源包括电源，所述电源的正极连接对电极，所述电源的负极连接碳纳米管电极，所述碳纳米管电极包括碳纳米管层和衬底，所述碳纳米管层设置在所述衬底的内侧且与所述对电极相对，在所述碳纳米管层与所述对电极中间留有样品通过的通道。该方案中，碳纳米管层可直接在所述衬底上涂一层来生成，非常简单方便。

Description

一种基于碳纳米管电离源的FAIMS
技术领域
本发明涉及光电领域，具体涉及一种基于碳纳米管电离源的FAIMS。
背景技术
高场非对称波形离子迁移谱(Field Asymmetric Waveform IonMobility Spectrometry,FAIMS)技术是前苏联科学家另辟蹊径发展的一种迁移谱技术，在上世纪90年初首次由Buryakov等公开发表。传统离子迁移谱技术主要是依靠低电场下(<1000V/cm)各种离子迁移率的不同，样品离子到达检测器的漂移时间不同来分离识别不同化合物而达到分析检测的目的。在低电场下(<1000V/cm)，物质的离子迁移率是恒定的常数，与场强无关。而在高电场(>10000V/cm)下，不同离子迁移率与电场之间的呈现复杂的非线性依赖关系。该非线性关系与电场强度有关。高场非对称波形离子迁移谱技术就是基于这一点，在两个平行电极上加入一个交替变化的高低电场，不同的离子在一个交替变化周期电场的迁移量将不同，同时在电场方向上引入一个直流补偿电压，来调节区分出不同的离子。
FAIMS在初期以其高选择性和信噪比引起了广泛关注，但是存在着体积较大、制作工艺较复杂、功耗较高且很难批量生产的问题。此后国外一些公司致力于研究微型离子迁移谱仪，主要有平板型和圆筒型。圆筒型微型离子迁移谱仪原理同平板型一样，只是将两个电极分别是内部的实心圆柱和外面的圆桶，与平板型相比其受外界的电场干扰较小，从而有更高的灵敏度，但是其对制作工艺要求非常高，不适合批量生产。
不论是圆筒型还是平板型，现有产品都只是作为整个高场非对称波形离子迁移谱仪的一部分，而没有集成离子源和检测仪，从而外接的时候会增大体积，使通道增长，会降低离子浓度。
为了解决这一技术问题，中国CN101067616A号发明专利公布了一种纵向高场不对称波形离子迁移谱装置，包括介质阻挡放电离化源、屏蔽电极、检测仪。所述介质阻挡放电离化源包括阻挡介质，即硼硅玻璃及镀于硼硅玻璃上的离化电极和离化电路，屏蔽电极置有分别平行镀于硼硅玻璃上的离化迁移内屏蔽电极、离化迁移外屏蔽电极和迁移检测屏蔽电极。虽然该发明集成了电离源、离子迁移管和检测仪，但是该发明中离子源外加离化电压可以达到几千伏以上，能量耗损大并且容易对其他部件造成干扰，虽然其也采用了屏蔽电极来解决此问题，但是不可能完全消除离子源上所加的高压对其他器件的影响，只能改善，所以还是会对其他不同区域造成电场干扰，降低装置的稳定性和灵敏度。此外，该技术方案中采用硼硅玻璃，并在硼硅玻璃上镀离化电极和离化电路，由于玻璃材质易碎、加工不便，导致该设备生产与装配很不方便。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的集成的微型高场非对称波形离子迁移谱中离子源都要外加很大的离化电压因而对其他区域造成电场干扰，影响装置的稳定性和灵敏性的问题。
]为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种基于碳纳米管电离源的FAIMS，包括PCB板和支撑固定板，所述支撑固定板的一端为连接端，连接在所述PCB板上，另一端为开放端，在所述开放端上设置有进气口和电源接口；所述支撑固定板内部从所述开放端至所述连接端依次设置有碳纳米管电离源、FAIMS芯片和检测器，所述检测器设置在所述PCB板上，所述进气口、所述碳纳米管电离源、所述FAIMS芯片和检测器之间形成贯穿所述支撑固定板和PCB板的通道；其中所述碳纳米管电离源包括电源，所述电源的正极连接对电极，所述电源的负极连接碳纳米管电极，所述碳纳米管电极包括碳纳米管层和衬底，所述碳纳米管层设置在所述衬底的内侧且与所述对电极相对，在所述碳纳米管层与所述对电极中间留有样品通过的通道。
优选地，所述碳纳米管层通过在所述衬底上涂一层碳纳米管加工而成。
优选地，所述碳纳米管层包括垂直生长的碳纳米管。
优选地，所述碳纳米管层的厚度为20-200纳米。
优选地，还包括紫外线发生装置，设置在所述衬底的背面。
优选地，还包括加热装置，所述加热装置设置在所述衬底的背面。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的基于碳纳米管电离源的FAIMS，依次设置有碳纳米管电离源、FAIMS芯片和检测器，碳纳米管电离源包括电源，所述电源的正极连接对电极，所述电源的负极连接碳纳米管电极，所述碳纳米管电极包括碳纳米管层和衬底，所述碳纳米管层设置在所述衬底的内侧且与所述对电极相对。该方案中，碳纳米管层可直接在所述衬底上涂一层来生成，非常简单方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1中基于碳纳米管电离源的FAIMS。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本实施例中提供一种基于碳纳米管电离源的FAIMS，如图1所示，包括PCB板和支撑固定板，所述支撑固定板的一端为连接端，连接在所述PCB板上，另一端为开放端，在所述开放端上设置有进气口和电源接口；所述支撑固定板内部从所述开放端至所述连接端依次设置有碳纳米管电离源、FAIMS芯片和检测器，所述检测器设置在所述PCB板上，所述进气口、所述碳纳米管电离源、所述FAIMS芯片和检测器之间形成贯穿所述支撑固定板和PCB板的通道。
其中所述碳纳米管电离源包括电源，所述电源的正极连接对电极，所述电源的负极连接碳纳米管电极，所述碳纳米管电极包括碳纳米管层和衬底，所述碳纳米管层设置在所述衬底的内侧且与所述对电极相对，在所述碳纳米管层与所述对电极中间留有样品通过的通道。
所述碳纳米管层通过在所述衬底上涂一层碳纳米管加工而成。
所述碳纳米管层包括垂直生长的碳纳米管。
所述碳纳米管层的厚度为20-200纳米。
还包括紫外线发生装置，设置在所述衬底的背面。
还包括加热装置，所述加热装置设置在所述衬底的背面。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种基于碳纳米管电离源的FAIMS，包括PCB板和支撑固定板，所述支撑固定板的一端为连接端，连接在所述PCB板上，另一端为开放端，在所述开放端上设置有进气口和电源接口；其特征在于：
所述支撑固定板内部从所述开放端至所述连接端依次设置有碳纳米管电离源、FAIMS芯片和检测器，所述检测器设置在所述PCB板上，所述进气口、所述碳纳米管电离源、所述FAIMS芯片和检测器之间形成贯穿所述支撑固定板和PCB板的通道；
其中所述碳纳米管电离源包括电源，所述电源的正极连接对电极，所述电源的负极连接碳纳米管电极，所述碳纳米管电极包括碳纳米管层和衬底，所述碳纳米管层设置在所述衬底的内侧且与所述对电极相对，在所述碳纳米管层与所述对电极中间留有样品通过的通道。
2.根据权利要求1所述的基于碳纳米管电离源的FAIMS，其特征在于，所述碳纳米管层通过在所述衬底上涂一层碳纳米管加工而成。
3.根据权利要求2所述的基于碳纳米管电离源的FAIMS，其特征在于，所述碳纳米管层包括垂直生长的碳纳米管。
4.根据权利要求1或2或3所述的基于碳纳米管电离源的FAIMS，其特征在于，所述碳纳米管层的厚度为20-200纳米。
5.根据权利要求4所述的基于碳纳米管电离源的FAIMS，其特征在于，还包括紫外线发生装置，设置在所述衬底的背面。
6.根据权利要求5所述的基于碳纳米管电离源的FAIMS，其特征在于，还包括加热装置，所述加热装置设置在所述衬底的背面。
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