CN1532543A - 化学剂的探测装置及探测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种适用于硫磺芥子气和路氏毒气1探测的化学剂探测装置及探测方法，该装置具有探测化学剂的速度快、误报率低、探测化学剂的种类全和无人连续监测的特点。在本发明中，探测装置由取入样品并加热的样品导入部1、使从样品导入部1来的样品离子化的离子化部2、质量分析部3和解析数据的计算机6构成。当利用计算机6辨认出硫磺芥子气或路氏毒气1所特有的规定信号时，可以确定该样品。
Description
技术领域
本发明涉及化学剂的探测装置及探测方法，特别涉及适用于使用质量分析仪和大气压化学离子化(APCI)的方法探测2，2’-Dichloroethyl suphide(以下，称作硫磺芥子气)和2-Chlorovinyldichloroarsine(以下称作路氏毒气)的化学剂的探测装置及探测方法。
背景技术
近年来，为了对付以沙林事件为首的化学恐怖行动，需要用来探测化学剂的探测装置。化学剂的探测一般使用对化学剂进行分析的方法，其主流是利用气体色谱-质量分析法(LC/MS)进行检查。而且，通常很少根据样品去检测化学剂本身，而是通过检测残留性高的分解物去证明化学剂的存在。
此外，作为进行化学剂分析的其他分析装置的先有技术，已知的有对挥发性或非挥发性化合物进行分离分析的液体色谱-质量分析法(LC/MS)。
图14是说明先有技术的使用液体色谱-质量分析法的分析装置的概略构成的图，下面，说明先有技术的分析装置。在图14中，101是液体色谱仪(LC)，102是连结管，103是离子源，104是离子源电源，105、109是信号线，106是质量分析部，107是真空系，108是离子检测器，110是数据处理部。
先有技术的使用液体色谱-质量分析法的分析装置如图14所示，由按成分分离样品溶液的液体色谱仪(LC)101、受离子源电源的控制生成来自样品分子的离子的离子源103、利用真空系107进行排气来分析已生成的离子的质量的质量分析部106、检测已分析的离子的的离子检测器108和处理数据的数据处理部110构成。而且，包含离子源103、质量分析部106和离子检测器108的部分构成质量分析装置(MS)。
如前所述，使用液体色谱仪(LC)101按成分分离了的样品溶液经连结管102导入在大气压下工作的离子源103。离子源103通过信号线105受离子源电源104的控制，生成来自样品溶液中的样品分子的离子。接着，将生成的离子导入质量分析部106，进行质量分析。质量分析部106通过真空系107进行真空排气。质量分析过的离子由离子检测器108检测出来。检测的信号经信号线109送往数据处理部110，给出质谱仪或色谱仪等的分析数据。
象前述那样构成的分析装置的质量分析装置必须在真空中处理离子，所以，与液体色谱仪(LC)101之间必须有接口装置。即，LC是需要在大气压下处理大量的水或有机溶煤的装置，而MS是在高真空状态下处理离子的装置。因此，两者直接结合很困难。
此外，称之为IMS的方式是利用放射线源的与样品的离子化的组合去测定离子在电场中的移动度的方式，作为现场探测，它是主流方式，欧洲、美国的产品很多。而且，IMS方式与GC/MS、LC/MS相比，因可以小型化故具有包括军事方面的应用等多种用途。因IMS不利用m/Z(离子的质量数/离子的价数)进行样品的判别，故探测器便于士兵携带，探测器有粗略的显示，当发出警报时，士兵便穿上防护服。
再有，先有技术中的IMS方式例如有美国专利第6225623B1号说明书中记载的技术。
前述的先有技术存在以下问题。电子离子化(EI)技术因给探测物本身加很强的能量，故容易使探测物分解。GC/MS探测装置难以监测大于探测物分子量的离子，难以确定样品。用于探测物分离的GC或LC处理又会延长探测时间。
IMS方式不能确定化学剂的种类，因与很宽范围内的化合物进行反应，故具有难以进行探测样品的判定和误报率高的问题。如前所述，IMS方式的现状是样品的确定困难，且误报率高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于硫磺芥子气和路氏毒气探测的化学剂探测装置及探测方法，可以解决上述那样的先有技术中的问题，该装置具有探测化学剂的速度快、误报率低、探测化学剂的种类全和无人连续监测的特点。
此外，为了达到上述目的，具有取入检查样品且温度设定在通过电晕放电使其正或负离子化的110℃～180℃的离子源和对上述离子源生成的离子进行质量分析的质量分析部，并检测来自被探测的化学剂的信号。
此外，为了达到上述目的，具有：取入检查样品且温度设定在通过电晕放电使其正或负离子化的110℃～180℃的离子源；对上述离子源生成的离子进行质量分析的质量分析部；监测来自要探测的化学剂的具有m/z(离子的质量数/离子的价数)的离子的离子强度的装置。
进而，为了达到上述目的，具有取入检查样品且加热上述检查样品的温度设定在且温度设定在110℃～180℃的样品导入部、温度设定在通过电晕放电使加热发生的气体正或负离子化的110℃～180℃的离子源和对上述离子源生成的离子进行质量分析的质量分析部，并检测来自被探测的化学剂的信号。
此外，为了达到上述目的，具有：取入检查样品且加热上述检查样品的温度设定在且温度设定在110℃～180℃的样品导入部；温度设定在通过电晕放电使加热发生的气体正或负离子化的110℃～180℃的离子源；对上述离子源生成的离子进行质量分析的质量分析部；监测来自要探测的化学剂的离子强度的装置。
此外，为了达到上述目的，具有：取入检查样品且加热上述检查样品的温度设定在且温度设定在110℃～180℃的样品导入部；温度设定在通过电晕放电使加热发生的气体正或负离子化的110℃～180℃的离子源；对上述离子源生成的离子进行质量分析的质量分析部；监测来自要探测的化学剂的具有m/z(离子的质量数/离子的价数)的离子的离子强度的装置。
如前所述，上述离子源使用逆流型大气压化学离子化(APCI)方法构成，该方法是从上述样品导入部来的检查样品在电晕放电发生部和质量分析部之间导入，流向与质量分析部相反的电晕放电发生部。
具有上述装置的本发明可以探测所有的化学剂且误报率低，特别适用于硫磺芥子气和路氏毒气1的探测。而且，使用了从样品导入部来的检查样品在电晕放电发生部和质量分析部之间导入并流向与质量分析部相反的电晕放电发生部的逆流型大气压化学离子化(APCI)方法的化学剂探测是本发明特有的技术。
附图说明：
图1是表示本发明的一实施形态的化学剂较装置的概略构成的方框图。
图2是表示本发明的实施形态的探测装置的外观的斜视图。
图3是表示图2所示的滤纸加热部(加热炉)的构成例的截面图。
图4是表示本发明的实施形态的探测装置的离子化部、质量分析部的构成例的方框图。
图5是说明从本发明的实施形态得到的硫磺芥子气的质量谱的图。
图6是说明将硫磺芥子气作为样品导入并检测出的m/z＝123、158的信号的样品导入部的温度为110℃、离子源的温度为110℃的特性的图。
图7是说明将硫磺芥子气作为样品导入并检测出的m/z＝123、158的信号的样品导入部的温度为180℃、离子源的温度为150℃的特性的图。
图8是说明漂移电压与将硫磺芥子气作为样品导入并检测出的m/z＝123的信号的关系的图。
图9是说明从本发明的实施形态得到的路氏毒气1的质量谱的图。
图10是说明将路氏毒气1作为样品导入并检测出的m/z＝187、205的信号的样品导入部的温度为30℃、离子源的温度为110℃的特性的图。
图11是说明将路氏毒气1作为样品导入并检测出的m/z＝187、205的信号的样品导入部的温度为110℃、离子源的温度为110℃的特性的图。
图12是说明将路氏毒气1作为样品导入并检测出的m/z＝187、205的信号的样品导入部的温度为180℃、离子源的温度为150℃的特性的图。
图13是说明漂移电压对将路氏毒气1作为样品导入并检测出的m/z＝187、205的信号的依存性的图。
图14是说明先有技术的使用了液体色谱-质量分析法的分析装置的概略构成的图。
发明的具体实施方式
下面，根据附图详细说明本发明的化学剂探测装置及探测方法的实施形态。
图1是表示本发明的一实施形态的化学剂较装置的概略构成的方框图。在图1中，1是样品导入部，2是离子化部，3是质量分析部，4是控制部，5是吸入泵，6是测量处理用计算机，7是真空泵，16是样品。
本发明的实施形态的化学剂探测装置如图1所示，其构成包括样品导入部1、离子化部2、质量分析部3、控制部4、吸入泵5、测量处理用计算机6和真空泵7。在这样构成的化学剂探测装置中，***样品导入部1的附着有危险物微粒子的样品16通过设在样品导入部1中的未图示的加热机构加热后变成气体。已变成气体的样品通过由吸入泵5产生的图中粗线所示的大气流81导入离子化部2。吸入泵5具有排出吸入的大气的功能和利用质量流控制器使吸入量在0～2升/分钟之间可变的功能。
导入作为离子源的离子化部2的检查样品送往后述的电晕放电用的针电极前端的电晕放电区，通过加在针电极上的正的高电压(2kV～5kV左右)，与对象成分对应，使其正离子化。而且，只有正离子化了的成分从离子化部2加给质量分析部3再导入外加的电场中，通过设在离子化部2中的第1细孔的离子或除分子之外的剩余物质利用吸入泵5向离子化部2的外部排出，然后，向装置外部排出。此外，通过使样品导入部1及离子化部2之间的样品导入通路和离子化部2保持高温状态，可以防止样品吸附在导入通路的内壁或离子化部2的内部。
导入质量分析部3的离子通过利用真空泵7减压后的质量分析部3内的差动排气部，通过静电透镜系会聚后，再利用质量分析仪对其进行质量分析。真空泵7具有使装入质量分析仪的容器保持高真空状态的功能。从质量分析仪取出的离子通过质量分析部3中的2次电子倍增管变换成电子，得到的电流信号经放大器放大后送往测量处理用计算机6。
测量处理用计算机6处理从质量分析部3输入的信号，并显示质量数/电荷(m/z)和离子强度的关系(质量谱)或某m/z的离子强度的时间变化(质量色谱)等。最终的显示也可以不是上述质量谱或质量色谱，而是进一步简化了的东西。即，当将本发明的实施形态的化学剂的探测装置作为危险物探测装置使用时，只要显示是否已检测出有问题的化学剂即可。
控制部4进行构成探测装置的各功能部的ON/OFF控制或温度/电压/真空压力的设定和状态监视等。它们之间的连接用图1细线所示的控制信号、数据82表示。
如前所述，若按照本发明的实施形态，可以用质量分析部3对附着在***样品导入部1中的样品16上的危险物微粒子进行分析。
图2是表示本发明的实施形态的探测装置的外观的斜视图。如图2所示，探测装置由具有滤纸***口20的滤纸加热部21、分析部22和显示部23构成，可以利用配置在装置下部的车轮移动。
通常，在搬运化学剂的过程中，极微量的化学剂附着在接触该化学剂的人的手、皮肤或衣服等上。当这人摸过手提包等身边的物件时，这些身边的物件也会附着化学剂。
因此，本发明的实施形态使用象布或滤纸那样的清洁柔软的材料(以下记载的是试纸，但材料不一定是纸)擦拭作为检查对象(探测对象物)的手提包等的表面，并分析附着在该试纸上的化学剂。即，经滤纸***口20将附着有化学剂的试纸***滤纸加热部21。试纸在滤纸加热部21中加热，使附着在试纸上的化学物质汽化，并利用分析部22进行分析。分析部22装有具有根据图1说明了的构成的探测装置，同时设有已登录了有关来自化学剂的信号的信息的数据库。而且，当根据分析的结果和登录在数据库中信息确认已检测出化学剂特有的规定的信号时，测量处理用计算机6在显示部23中显示警报。
图3是表示图2所示的滤纸加热部(加热炉)的构成例的截面图。在图3中，24是滤纸，25是托盘，25’是抓手，26是托盘架，27是传感器，28是卤素灯，29是空气取入管，30是过滤器，31是样品导入管，32是外罩。
滤纸加热部(加热炉)21由托盘架26、设在托盘架上作为热源的卤素灯28和放置滤纸24的托盘25构成。在这样的滤纸加热部21中，首先，作为擦拭检查对象物的试纸的滤纸24放置在载片式托盘25上。放置滤纸24的托盘25***托盘架26内。当传感器27测出托盘25已塞入规定的位置时，设在托盘架26的上部的卤素灯28被点亮。利用卤素灯28的热线加热滤纸24，使附着在滤纸24上的物质汽化。加热温度最好是100℃以上。从滤纸24产生的样品和从空气取入管29取入的空气一起，经样品导入管31送往分析部22。
再有，空气取入管29可以设置用来除去灰尘等的过滤器30，此外，因滤纸加热部21的温度高，故为了安全起见可以设置隔热的外罩32或把手25′。此外，作为样品导入部1，也可以是将从外部吸入的检查样品(探测物)直接导入离子化部2的部件。
图4是表示本发明的实施形态的探测装置的离子化部、质量分析部的构成例的方框图。在图4中，33是针电极，34是对置电极，35是开口部，36是吸入泵，37a、37b是带细孔的电极，38a是第1离子导入细孔，38b是第2离子导入细孔，39是差动排气部，40a、40b是排气系，41是真空部，42a、42b是端盖(end cap)电极，43是离子会聚透镜，44是环形电极，45是石英环，46是气体供给器，47是气体导入管，48是门电极，49是变换电极，50是闪烁器，51是光电倍增管，52是数据处理装置。
在图4中，在离子化部2上配置针电极33，并与对置电极34之间加高电压。由此，在针电极33的前端发生电晕放电，首先，是氮、氧和水蒸气等离子化。这些离子称作一次离子。一次离子因电场的作用而向对置电极34一侧移动。经样品导入管31向对置电极34和带细孔的电极37a之间供给的、从样品导入部来的检查样品利用吸入泵36，经设在离子化部2的对置电极34上的开口部35流向针电极33一侧，通过与1次离子进行反应而离子化。
对置电极34和带细孔的电极37a之间具有1kV左右的电位差，离子向带细孔的电极37a方向移动，经细孔38a进入差动排气部39。在差动排气部39中产生绝热膨胀，离子附着溶媒分子等，引起所谓群集。为了减轻群集，希望用加热器等加热带细孔的电极37a、37b。
若使用图4所示的结构的离子化部2，由电晕放电生成的1次离子因针电极33和对置电极34之间的电位差而向对置电极34的方向移动，进而，通过开口部35向带细孔的电极37a方向移动。来自样品导入部的检查样品向对置电极34和带细孔的电极37a之间移动，所以，1次离子和检查样品引起反应。由电晕放电产生的中性分子等因吸入泵36的作用而从对置电极34向针电极33的方向移动，所以，可以利用电晕放电除去，进而，很难流入1次离子和样品进行反应的区域。这样，将电晕放电的1次离子生成区和1次离子与样品的离子化反应区区分开来，防止电晕放电产生的自由基中性分子流入离子化区，因此，可以减小离子化区域的样品分解。
如前所述，本发明的实施形态利用大气中的电晕放电生成1次离子，利用该1次离子和检查样品的化学反应，使检查样品离子化。该方法称作大气压离子化法。若是硫磺芥子气，则使用对针电极33加正的高电压在生成正离子的正离子化方式。这时，1次离子大多是水分子的离子[(H2O)+]。当设M是探测对象的分子，H是氢原子时，典型的正离子化反应式可以表示为：
若是路氏毒气，则使用对针电极33加负的高电压在生成负离子的负离子化方式。这时，1次离子大多是水分子的离子[(O2)+]。典型的负离子化反应式可以表示如下。下式中，M表示气体中的分子。
象前述那样生成的离子经在带细孔的电极37a开口的第1离子导入细孔38a、利用排气系40a排气的差动排气部39和在带细孔的电极37b开口的第2离子导入细孔38b，导入由利用排气系40b排气的真空部41。在带细孔的电极37a和37b之间加称作漂移电压的电压。该漂移电压使进入差动排气部39的离子向第2离子导入细孔38b的方向漂移，因此，具有提高离子导入细孔38b的离子透过率的效果，通过使差动排气部39残留的气体分子和离子发生冲突，还具有使附着在离子上的水等溶媒分子脱离的效果。进而在带细孔的电极37b上加电压。该电压影响离子通过设在端盖电极42a上的开口部时的能量(入射能量)。
本发明的实施形态使用的离子俘获质量分析器的离子俘获效率因依赖于离子的入射能量，故设定上述电压以提高俘获效率。导入真空部41的离子被离子会聚透镜43会聚后，导入由端盖电极42a、42b和环形电极44构成的离子俘获质量分析器。端盖电极42a、42b和环形电极44由石英环45支撑。
从气体供给器64经气体导入管47向质量分析器导入氦等冲突气体，门电极48是为了控制离子入射到离子俘获质量分析器的时间而设置的。经质量分析后向质量分析器的外部排出的离子利用由变换电极49、闪烁器50和光电倍增管51构成的检测器检测出来。离子对施加使离子加速的电压的变换电极49冲突。通过离子对变换电极49的冲突，从变换电极49的表面放出带电粒子。该带电粒子由闪烁器检测出来，其信号经光电倍增管放大。检测出的信号送往数据处理装置52。前面，对使用离子俘获质量分析器作为质量分析仪的情况进行了说明，但也可以使用四极质量分析器作为质量分析仪。
数据处理装置52鉴别来自要检测的化学剂、例如硫磺芥子气的具有m/z的正离子，若是路氏毒气1，则鉴别来自路氏毒气1的具有m/z的负离子，通过求出该信号的强度，检定是否已检测出作为要检测的化学剂的硫磺芥子气或路氏毒气1。当数据处理装置52检测出硫磺芥子气或路氏毒气1时，在显示部23显示警报，同时还显示已检测出的化学剂。该警报的显示可以通过产生引起注意的高音或使红色警报灯闪光来进行。
图5是说明从本发明的实施形态得到的硫磺芥子气的质量谱的图。该例子是在将硫磺芥子气的蒸汽直接导入样品导入部的情况下进行正离子检测、漂移电压50V、离子化部的温度150℃、样品导入部的温度180℃的设定的例子。
如图5所示，这时，检测出m/z＝123、158的信号。硫磺芥子气因其分子量MHD＝158、160，故m/z＝123是(MHD-C1)+的信号，m/z＝158是(MHD)+的信号。即，当检测m/z＝123、158两者的信号时，则认为已检测到硫磺芥子气。该检测方法的误报率小，但有时会出现当别的成分偶然给出m/z＝123(或158)的信号时或只检测出m/z＝123(或158)时却误报为已监测到硫磺芥子气的情况。
图6～图7是说明将硫磺芥子气作为样品导入并检测出的m/z＝123、158的信号与温度的关系的图。图6所示的例子是当样品导入部的温度为110℃、离子源的温度为110℃时吸入一定时间的硫磺芥子气后停止吸入时的离子强度信号随时间的变化。样品导入部由带温度调整功能的SUS配管构成。图7所示的例子是当样品导入部的温度为180℃、离子源的温度为150℃时吸入一定时间的硫磺芥子气后停止吸入时的离子强度信号随时间的变化。样品导入部由带温度调整功能的SUS配管构成。
通过将样品导入部和离子源的温度设定为高温状态，可以减小吸附并使硫磺芥子气加速到达离子源。具有能缩短从吸入气体到检测出信号的信号上升时间和从停止吸入到信号电平回到背景电平的信号下降时间的效果。
图8是说明漂移电压与将硫磺芥子气作为样品导入并检测出的m/z＝123的信号的关系的图。由该图可知，当漂移电压在40V到80V之间，可以得到比背景噪声大的信号。背景噪声是未将硫磺芥子气作为样品导入时的m/z＝123的信号电平。将比背景噪声大的信号作为监视器，可以判定是否检测到硫磺芥子气。因此，通过将漂移电压设定在50-80V之间可以获得大的信号量。
图9是说明从上述本发明的实施形态得到的路氏毒气1的质量谱的图。该例子是在将路氏毒气1的蒸汽直接导入样品导入部的情况下进行负离子检测、漂移电压-40V、离子化部的温度180℃、样品导入部的温度180℃的设定的例子。
如图9所示，在该例的情况下，检测出了m/z＝187、205的信号。路氏毒气1因其分子量ML＝206、208，故m/z＝205是(ML-H)-的信号，m/z＝187是路氏毒气1的分解物的信号。即，当检测出m/z＝187、205两者的信号时，认为已检测到路氏毒气1。该检测方法的误报率小，但有时会出现当别的成分偶然给出m/z＝187(或205)的信号时或只检测出m/z＝187(或205)时却误报为已监测到路氏毒气1的情况。
图10～图12是说明将路氏毒气1作为样品导入并检测出的m/z＝187、205的信号与温度的关系的图。图10所示的例子是当样品导入部的温度为30℃、离子源的温度为110℃时吸入一定时间的路氏毒气1后停止吸入时的离子强度信号随时间的变化。样品导入部由聚四氟乙烯(登录商标)配管构成。图11所示的例子是当样品导入部的温度为110℃、离子源的温度为110℃时吸入一定时间的路氏毒气1后停止吸入时的离子强度信号随时间的变化。样品导入部由带温度调整功能的SUS配管构成。图12所示的例子是当样品导入部的温度为180℃、离子源的温度为150℃时吸入一定时间的路氏毒气1后停止吸入时的离子强度信号随时间的变化。样品导入部由带温度调整功能的SUS配管构成。
通过将样品导入部和离子源的温度设定为高温状态，可以减小吸附并使硫磺芥子气加速到达离子源。具有能缩短从吸入气体到检测出信号的信号上升时间和从停止吸入到信号电平回到背景电平的信号下降时间的效果。
图13是说明漂移电压与将路氏毒气1作为样品导入并检测出的m/z＝187、125的信号的关系的图。由该图可知，当漂移电压在-30V到-60V之间，可以得到比背景噪声大的信号。背景噪声是未将路氏毒气1作为样品导入时的m/z＝187、205的信号电平。将比背景噪声大的信号作为监视器，可以判定是否检测到路氏毒气1。因此，通过将漂移电压设定在-30--60V之间可以获得大的信号量。
如以上说明的那样，若按照本发明，通过吸入检查样品再利用探测装置[大气压化学离子化(APCI)-质量分析仪(MS)]确认m/z，可以容易确认有无硫磺芥子气或路氏毒气1。
Claims (22)
1、一种化学剂探测装置，其特征在于：具有取入检查样品且温度设定在通过电晕放电使其正离子化的110℃～180℃的离子源和对上述离子源生成的离子进行质量分析的质量分析部，检测来自要探测的化学剂的信号。
2、一种化学剂探测装置，其特征在于：具有取入检查样品且温度设定在通过电晕放电使其正离子化的110℃～180℃的离子源和监视来自要探测的化学剂的离子的强度的装置。
3、一种化学剂探测装置，其特征在于：具有取入检查样品且温度设定在通过电晕放电使其正离子化的110℃～180℃的离子源、对上述离子源生成的离子进行质量分析的质量分析部和监视来自要探测的化学剂的具有m/z(离子的质量数/离子的价数)的离子的离子强度的装置。
4、一种化学剂探测装置，其特征在于：具有取入检查样品且加热上述检查样品的温度设定在110℃～180℃的样品导入部、温度设定在通过电晕放电使加热发生的气体正离子化的110℃～180℃的离子源和对上述离子源生成的离子进行质量分析的质量分析部，检测来自要探测的化学剂的信号。
5、一种化学剂探测装置，其特征在于：具有取入检查样品且加热上述检查样品的温度设定在110℃～180℃的样品导入部、温度设定在通过电晕放电使加热发生的气体正离子化的110℃～180℃的离子源、对上述离子源生成的离子进行质量分析的质量分析部和监视来自要探测的化学剂的离子的强度的装置。
6、一种化学剂探测装置，其特征在于：具有取入检查样品且加热上述检查样品的温度设定在110℃～180℃的样品导入部、温度设定在通过电晕放电使加热发生的气体正离子化的110℃～180℃的离子源、对上述离子源生成的离子进行质量分析的质量分析部和监视来自要探测的化学剂的具有m/z(离子的质量数/离子的价数)的离子的离子强度的装置。
7、权利要求1至6的任何一项记载的化学剂探测装置，其特征在于：上述离子源使用逆流型大气压化学离子化(APCI)方法构成，该方法是从上述样品导入部来的检查样品流向发生电晕放电的针电极。
8、权利要求1至6的任何一项记载的化学剂探测装置，其特征在于：加在设在上述质量分析部的差动排气部的两侧的带细孔的电极之间的漂移电压设定在50V～80V。
9、权利要求1至6的任何一项记载的化学剂探测装置，其特征在于：上述要探测的化学剂是2，2’-Dichloroethyl sulphide。
10、权利要求3、6中的任何一项记载的化学剂探测装置，其特征在于：上述监视装置监视具有m/z(离子的质量数/离子的价数)＝123、158的离子的离子强度并探测2，2’-Dichloroethyl sulphide。
11、一种化学剂的探测方法，其特征在于：取入检查样品且通过电晕放电使将上述检查样品加热到110℃～180℃发生的气体正离子化，对生成的离子进行质量分析，检测来自要探测的化学剂的信号。
12、一种化学剂探测装置，其特征在于：具有取入检查样品且温度设定在通过电晕放电使其负离子化的110℃～180℃的离子源和对上述离子源生成的离子进行质量分析的质量分析部，检测来自要探测的化学剂的信号。
13、一种化学剂探测装置，其特征在于：具有取入检查样品且温度设定在通过电晕放电使其负离子化的110℃～180℃的离子源和对上述离子源生成的离子进行质量分析的质量分析部，以及监视来自要探测的化学剂的离子的强度的装置。
14、一种化学剂探测装置，其特征在于：具有取入检查样品且温度设定在通过电晕放电使其负离子化的110℃～180℃的离子源、对上述离子源生成的离子进行质量分析的质量分析部和监视来自要探测的化学剂的具有m/z(离子的质量数/离子的价数)的离子的离子强度的装置。
15、一种化学剂探测装置，其特征在于：具有取入检查样品且加热上述检查样品的温度设定在110℃～180℃的样品导入部、温度设定在通过电晕放电使加热发生的气体负离子化的110℃～180℃的离子源和对上述离子源生成的离子进行质量分析的质量分析部，检测来自要探测的化学剂的信号。
16、一种化学剂探测装置，其特征在于：具有取入检查样品且加热上述检查样品的温度设定在110℃～180℃的样品导入部、温度设定在通过电晕放电使加热发生的气体负离子化的110℃～180℃的离子源、对上述离子源生成的离子进行质量分析的质量分析部和监视来自要探测的化学剂的离子的强度的装置。
17、一种化学剂探测装置，其特征在于：具有取入检查样品且加热上述检查样品的温度设定在110℃～180℃的样品导入部、温度设定在通过电晕放电使加热发生的气体负离子化的110℃～180℃的离子源、对上述离子源生成的离子进行质量分析的质量分析部和监视来自要探测的化学剂的具有m/z(离子的质量数/离子的价数)的离子的离子强度的装置。
18、权利要求12至17的任何一项记载的化学剂探测装置，其特征在于：上述离子源使用逆流型大气压化学离子化(APCI)方法构成，该方法是从上述样品导入部来的检查样品流向发生电晕放电的针电极。
19、权利要求12至17的任何一项记载的化学剂探测装置，其特征在于：加在设在上述质量分析部的差动排气部的两侧的带细孔的电极之间的漂移电压设定在-30V～-60V。
20、权利要求12至17的任何一项记载的化学剂探测装置，其特征在于：上述要探测的化学剂是2-chlorovinyldichloroarsine。
21、权利要求14、17中的任何一项记载的化学剂探测装置，其特征在于：上述监视装置监视具有m/z(离子的质量数/离子的价数)＝187、205的离子的离子强度并探测2-chlorovinyldichloroarsine。
22、一种化学剂的探测方法，其特征在于：取入检查样品且通过电晕放电使将上述检查样品加热到110℃～180℃发生的气体负离子化，对生成的离子进行质量分析，检测来自要探测的化学剂的信号。
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|---|---|---|---|---|
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| JP2006322899A (ja) * | 2005-05-20 | 2006-11-30 | Hitachi Ltd | ガスモニタリング装置 |
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| CA2726521A1 (en) * | 2008-05-30 | 2009-12-23 | Thermo Finnigan Llc | Method and apparatus for generation of reagent ions in a mass spectrometer |
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| JP5372623B2 (ja) * | 2009-07-03 | 2013-12-18 | 株式会社日立製作所 | 質量分析装置及び質量分析方法 |
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| RU2472149C1 (ru) * | 2011-07-19 | 2013-01-10 | Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Способ определения массовой концентрации люизита в воде, содержащей иприт, газохроматографическим методом с применением пламенно-ионизационного детектора |
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Family Cites Families (12)
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|---|---|---|---|---|
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| US6653626B2 (en) * | 1994-07-11 | 2003-11-25 | Agilent Technologies, Inc. | Ion sampling for APPI mass spectrometry |
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| DE19608963C2 (de) * | 1995-03-28 | 2001-03-22 | Bruker Daltonik Gmbh | Verfahren zur Ionisierung schwerer Moleküle bei Atmosphärendruck |
| GB9602158D0 (en) * | 1996-02-02 | 1996-04-03 | Graseby Dynamics Ltd | Corona discharge ion sources for analytical instruments |
| JPH11173962A (ja) * | 1997-12-15 | 1999-07-02 | Mitsubishi Electric Corp | 試料表面の有機物分析装置及び有機物分析方法 |
| JP3904322B2 (ja) * | 1998-04-20 | 2007-04-11 | 株式会社日立製作所 | 分析装置 |
| US6326615B1 (en) * | 1999-08-30 | 2001-12-04 | Syagen Technology | Rapid response mass spectrometer system |
| US6537382B1 (en) * | 2000-09-06 | 2003-03-25 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Decontamination methods for toxic chemical agents |
| US6894276B1 (en) * | 2000-09-20 | 2005-05-17 | Hitachi, Ltd. | Probing method using ion trap mass spectrometer and probing device |
| JP3660279B2 (ja) * | 2001-07-23 | 2005-06-15 | 株式会社日立製作所 | 試料イオン化装置及び質量分析計 |
| JP3787116B2 (ja) * | 2002-11-06 | 2006-06-21 | 株式会社日立製作所 | 化学剤の探知方法 |
-
2003
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- 2003-08-22 CN CNA031551327A patent/CN1532543A/zh active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101122606B (zh) * | 2006-08-09 | 2012-09-05 | 株式会社神户制钢所 | 化学武器用药剂的分解反应装置及监测方法 |
| CN102468111A (zh) * | 2010-11-08 | 2012-05-23 | 株式会社日立高新技术 | 质量分析装置 |
| CN104681391A (zh) * | 2010-11-08 | 2015-06-03 | 株式会社日立高新技术 | 质量分析装置 |
| CN104681391B (zh) * | 2010-11-08 | 2017-08-25 | 株式会社日立高新技术 | 质量分析装置 |
| CN103221812A (zh) * | 2010-11-11 | 2013-07-24 | 株式会社日立制作所 | 分析装置及分析方法 |
| CN103221812B (zh) * | 2010-11-11 | 2015-11-25 | 株式会社日立制作所 | 分析装置及分析方法 |
| CN104198603A (zh) * | 2014-09-01 | 2014-12-10 | 中国人民解放军军事医学科学院毒物药物研究所 | 巯基类亲核取代衍生化试剂的分析用途及方法 |
| CN104198603B (zh) * | 2014-09-01 | 2016-09-14 | 中国人民解放军军事医学科学院毒物药物研究所 | 巯基类亲核取代衍生化试剂的分析用途及方法 |
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Effective date of registration: 20080509 Address after: Japan Ibaraki County Mito City Applicant after: Japan Hitachi high tech control system Co-applicant after: Police science police research director Address before: Tokyo, Japan Applicant before: Company of Hitachi Co-applicant before: Police science police research director |
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| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |