无机高氯酸盐表面的原位化学转化和电离的制作方法

文档序号:9769082阅读:575来源:国知局
无机高氯酸盐表面的原位化学转化和电离的制作方法
【专利说明】无机高氯酸盐表面的原位化学转化和电离
[0001]相关申请引用
[0002]本申请要求2013年7月24日递交的题为“无机高氯酸盐表面的原位化学转化和电离”的美国临时专利申请系列N0.61/857,721的优先权,通过引用将其合并于此。
【背景技术】
[0003]基于解吸作用的检测系统(desorpt1n-based detect1n systems)通常用于鉴定样品中的化学试剂。现有可用的基于解吸作用的检测系统,例如,基于拭子解吸作用的离子迁移谱系统(swab desorpt1n-based 1n mobility spectrometry systems),非常适用于检测当被加热到合理的温度(例如,低于250摄氏度)时能够蒸发的物质。可选地,当前可用的基于解吸作用的检测系统也非常适用于检测加热时分解生成能够容易蒸发和被检测的特性物质的物质。然而,一些样品中含有适合检测的物质(例如,分析物、化学试剂),但并不具备上述特性。

【发明内容】

[0004]本发明公开了一种用于通过分析物检测系统提供样品中无机氧化剂的原位化学转化和电离的方法。该方法包括通过电离源的入口将气体弓I入所述分析物检测系统的电离源。该方法进一步包括引导所述气体通过电离源以生成离子。该方法进一步包括引导所述离子离开电离源并通向所述样品,所述样品位于所述电离源的近端,所述样品还位于周围环境(ambientenvironment)中。所述离子与所述样品发生化学反应,并从样品中解吸出分析物,所述分析物由无机氧化剂产生,所述被解吸的分析物具有比所述无机氧化剂更低的熔点和/或更好的解吸动力学。该方法进一步包括通过所述分析物检测系统的分析仪接收所述被解吸的分析物。
[0005]本发明公开了一种分析物检测系统,该系统用于实施提供样品中无机氧化剂的原位化学转化和电离的方法。该系统包括电离源。所述电离源被配置为使用放电在所述电离源内产生离子,并使用气流引导所述离子离开所述电离源并通向位于电离源近端的样品,所述样品位于周围环境中,所述离子与所述样品发生化学反应以从样品中解吸出分析物。该系统进一步包括被配置为用于接收和分析从样品中解吸的分析物的分析仪,例如质谱仪、离子迀移谱仪或两者的结合。进一步地,所述样品含有无机氧化剂,如氯酸盐或高氯酸盐。所述被解吸的分析物由所述离子和所述无机氧化剂之间的化学反应产生。所述被解吸的分析物具有比所述无机氧化剂更低的熔点和/或更好的解吸动力学。
[0006]提供本
【发明内容】
以简化的形式引入概念的选择,在下面的【具体实施方式】中将进一步介绍。本
【发明内容】
不旨在确定所要求保护的主题的关键技术特征或必要技术特征,也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
【附图说明】
[0007]详细描述将参考附图进行。在附图中,附图编号(reference number)最左边的数字表示附图编号首次出现的附图。说明书和附图的不同实例中,相同附图编号的使用可以指代相似或相同的项目。
[0008]图1是根据本发明公开的实施方式的分析物检测系统的概念性示意框图,该框图包括该系统的电离源的局部视图。
[0009]图2A是根据本发明公开的实施方式的分析物检测系统的电离源的局部视图。
[0010]图2B是根据本发明公开的实施方式的如图2A所示的电离源的局部截面图。
[0011 ]图3是根据本发明进一步公开的实施方式的分析物检测系统的概念性示意框图。
[0012]图4是根据本发明更进一步公开的实施方式的分析物检测系统的概念性示意框图。
[0013]图5是说明根据本发明公开的实施方式的通过使用如图1所示的分析物检测系统的分析物检测系统,用于提供样品中无机氧化剂的原位化学转化和电离的方法的流程图。
[0014]图6是说明根据本发明公开的实施方式的通过使用如图4所示的分析物检测系统的分析物检测系统,用于提供样品中无机氧化剂的原位化学转化和电离的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0015]图1是分析物检测系统(例如,样品分析系统、化学试剂探测器)100的图解。所述分析物检测系统100包括电离源(例如,表面电离源)102。在实施方式中,电离源102被配置为用于解吸和电离样品材料(例如,样品)150中的至少一种分析物。在实施方式中,所述电离源102是介质阻挡放电离子源(dielectric barrier discharge 1n source)。例如,所述电离源102是低温等离子体(LTP)探针。
[0016]通常,参考图1、2A和2B(FIGS.1、2A和2B),在实施方式中,电离源(如,LTP探针)102包括壳体(housing)104,所述壳体包括一个或多个入口(106,108)。在典型的实施方式中,入口 106是输送气体入口,入口 108是掺杂剂气体(dopant gas)入口。在实施方式中,电离源(如,LTP探针)102包括探针尖端(probe tip)110。在实施方式中,电离源(如,LTP探针)102包括第一电极112。例如,所述第一电极112是针状电极。在实施方式中,所述第一电极112由导电材料,如不锈钢,组成。
[0017]在实施方式中,所述电离源(如,LTP探针)102包括第二电极114。例如,所述第二电极114是对电极(counter electrode)、套筒电极(sleeve electrode)和/或外部电极(outer electrode) 114。在实施方式中,所述第二电极114由导电材料,如铜带,组成。
[0018]在实施方式中,电离源(如,LTP探针)102包括介质阻挡(dielectric barrier)116。在实施方式中,所述介质阻挡116由电绝缘材料组成。例如,所述电绝缘材料是玻璃、石英、陶瓷和聚合物。在实施方式中,所述介质阻挡116被配制为将第一电极112和第二电极114电分离(electrically separating)。例如,所述介质阻挡116是两端开口的玻璃管。在实施方式中,所述第一电极112延伸到壳体104中并进入介质阻挡(如,玻璃管)116的近端。在实施方式中,第二电极114可与介质阻挡(如,玻璃管)116的外部部分接触或不接触。在一些实施方式中,所述第一电极112在介质阻挡(如,玻璃管)116内轴向居中。
[0019]在实施方式中,所述电离源(如,LTP探针)102包括或被配置为与交流(AC)电源118连接。所述电源118被配置为施加电压或电流到第一电极112或第二电极114,并通过在气体中产生电场以产生低温等离子体。例如,施加的电流是交流电(AC)或直流电(DC)。在一些实施方式中,第一电极112接地,第二电极114接收来自电源118的电压。在其它实施方式中,第二电极114接地,第一电极112接收来自电源118的电压。在其它实施方式中,两个电极(112,114)都被连接到第一直流电源903,所述第一直流电源903使电压升高到与由第二直流电源904施加到仪器入口的电压相近的水平。在实施方式中,第二直流电源904可以是正确操作分析仪124所需要的,或者其可以恰好是传统分析仪(legacy analyzer)中设计的方式。
[0020]在实施方式中,运输气流通过电离源102的一个或多个入口(如,运输气体和/或掺杂剂气体入口)( 106或108)供给到电离源(如,LTP探针)102并流过电离源102。例如,运输气体可以是任何类型的气体,例如氦气、氮气、氩气、压缩空气、环境空气、干燥空气等。在实施方式中,低温等离子体被运输气流(如,连续的气流)推动通过并离开电离源(如,LTP探针)102。特定的掺杂剂分子可被添加到在入口 106的气流中,以便在放电区域形成有益于与样品反应和生成分析物的离子。掺杂剂分子可通过入口 108添加到气流中,使其可与放电区域产生的离子反应,或与未进行放电的样品本身反应。
[0021]在实施方式中,等离子体是低温等离子体(LTP)。所述LTP可被表征为具有高能量电子、相对低的动能但具有反应性离子和中性粒子(neutrals)的非均衡等离子体。在实施方式中,所述LTP是环境等离子体(ambient plasma),可用于从表面解吸和电离分析物,并生成分析物的分子离子(molecular 1n)或碎片离子(molecular 1n)。在实施方式中,分析物离子可为乳酸盐硝酸根离子(lactate nitrate 1n)、乳酸-硝酸根离子(lactate-nitrate 1ns)、乳酸根离子(lactate 1ns)和/或硝酸根离子(nitrate 1ns)。在实施方式中,所述等离子体是在电极(112,114)之间通过介电限制位移电流(dielectriclimiting t
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