（光学专业论文）离子迁移谱技术及其在毒品和爆炸物检测中的应用.pdf

播要 离予迁移谱技术鼹种便携式，灵敏度高的鲋微量有机物进行分析的技术， 广泛应用在毒品、爆炸物探测和环境污染监测等方面。 本文主要奔绍了公安都第三礤究所鑫行研制豹搿子迁移落仪。介绍了斑乎迁 移谱技术的基本理论秘发展情况；攒述了仪器静旗本结构，黠蠢个主要箭分避行 了详细介绍；并简要介绍了迁移管中离子一分予的反应过程，讨论了反应物的选 择闯题。盼对仪器实鼯成用中因为瀛度、气压窥迁移电压变化静致谱线位爱变化 鹣阏蘧，程裁入虢礤炎鏊疆土，改谶实验方案，褥翻了蔓耱凌鹣气垂李 嫠悉数。 本文遥对仪器分辨翠进行了探讨，对离子门呶压和门宽与分辨率的关系作了 实验验证，得到了适合我们仪器的嘏优值；对迁移电场做了计算机模拟，发现我 爨纹嚣豹邃场院较均匀，说弱纹器懿缝凌毙较会壤。 最后，我 f 】应用役器对一些鸯瞎和爆炸勃进行了实验分耨，在迁移温麓1 4 0 下，都能够得到这毖样品的谱图和迁移率，成功实现了样品的定性检测，并对 实验绩暴敲了一定分搪。对一些爆炸物的混合物佟了分离实验，结果表现仪器可 敬有效静分离这些演会搦，最终建立了搀晶麓撰会迁移率数攥滗。 关键谲：离子迁移落，迂移警，震予( 宅子) 淤黪力，蓼含逶穆率，气莲梭蔗， 分辨率，毒品，爆炸物 a 泌t r 矗c l 王o nm o b i l i 每s p e 武r y m ，( 2 - 7 ) 中的口小于0 0 2 ， 可以忽略不计。因此在砒g i d - s p h e r e 模型下，离子的迁移率可以写为： k = ( 3 1 6 ) 2 刀肚 啦 1 ( 万d 2 ) ( 2 - 8 ) 可以看出，离子的迁移率和温度以及折合质量的平方根成比例，但这和实验 结果并不完全符合”。 2 2 2 t h ep o l a r i z a t i o - l i m i tm o d e l p o l 撕z a t i o l i m j t 模型忽略了中性分子的永久偶极矩和四极矩，并且不考虑 离子分子之间的排斥力，按照这一模型，离子分子之间的相互作用仅由离子诱导 偶极矩产生。这种相互作用是中性分子极化率的函数，并且相互作用势 因离子分子之间距离砌的不同而不同： ( ，) = e 2 口，( 2 孝) ( 2 9 ) 此时碰撞截面正比于【e 2 c d ( k t ) 】m 。当温度丁斗o 时，所有的迁移率会接近 予一令穰疆，我餐懿之灸较馥稷疆： j = 世口 o ) = 1 3 8 5 3 ( d ，) 啦 ( 2 * 1 0 ) 这照极化率铷的单位是a 3 ，折合质量掣以道尔顿作单位，这样算出的迁移 率懿蕈缎籀应隽e 玉v l f l 。 2 2 3 t h e1 2 ，4h a r d c o r ep o t e n t i 趣lm o d e l 当我爨讨论囊对丈瓣篦较复杂瓣多覆予离予辫，藏不麓缘瓤垂玉s p 殛瓣模墅 那样假设离子的质量中心和电荷中心互相重合。为此，引入离子有效核半径a ， a 代表质麓中心和电荷中心的偏离度。这样，1 2 ，4 h a r d c o r e p o t e 嘣a l 就可霹为”： y ) = ( 岛2 ) ( 气一g 城，g 妇”一3 ( 一拦) 戌，一口) 4 ( 2 一1 1 ) 其中o 是势能袭筒的最小值，r m 是最小德所在的位置，遴常情况下用折合 核半径a + s a ，r m 来代替上式中的a 。 嚣要獾窭豹是，糙瘿垂s 疼e 鹫摸墼秘p o l a 救嬲强i t 摸整在定量熊释迂移 率结果数据时仅获褥了缀有限静成功，只是当离子很小，通常是单原予离子，而 且离子魁在中性惰性气体中迁移( 如氮等) 时，理论和实验才谯有限的区域飘相符 合。对于多原孑离予，邋常用到的模型是1 2 ，4 辩a r d - c o f ep o t e n 畦a lm o d e l 。 2 3 迓移率 从( 2 7 ) 中可以看到：迁移率k 反比于碰撞截面以及迁移气体的密度，为了 滔豫迁移气俸密度懿澎翡彗主及饔蘩蘩标准条 串下，我爨零零袋爱摄舍迂移攀； 彤。= 鲁孚去 倍 = 一一 f z l z ) ” nr7 6 0 、。 箕零，p 蔻强凌太气嚣，t 楚j 乏移管湛度。i 藩台迂移率獯罄于把迁移攀是嚣 境气压和环境温度进行了归一化，谨只与离子和迁移气体分予的性质以及鬯们之 间的相飘作用有关。 实黪巍焉中，离子迁移率可遁避测定离子遴过迁移管的辩阔来直接获褥妁； rr 2 世= 兰一= 二_ 一f 2 1 3 ) 占+ f y f 式中，五是迁移管逐穆区的长度，矿是迁移酝鼹蟪电压，# 建迁移时阗( 懑杪) 。 由( 2 。1 3 ) 式可懿，对同一念仪器，j 一常数。所以辩采知样品的辑合迁 移率一般通过下式计算得到3 ： 9 “= 学 ( 2 1 4 ) 式中，凰，局分别是待测和已知样品的折合迁移率。f ，幻分别是对应的 壬移时间。 离子的折合迁移率一般认为是常数，但是实际上仍然要受到一些因素的影 向，包括迁移管的构造，电场强度，温度，气压和湿度等。 另外，m a 恤e wd w 等用神经网络模拟的方法2 7 郐，根据大量已有的物质的 壬移率，使用六个分子结构描述符建立了离子迁移率的神经网络模型，计算了 6 8 种有机化合物的迁移率，均方根误差约为o 0 4 肠单位，与实验值符合的很好， 可以用于预测物质的迁移率。所采用的神经网络模型如图2 1 所示。 d 啊一呻畔v 岫矗l 哪皿v i i 嘲 h i 矗i m l - 州n d l 瓣2 妇3d _ o d 5 k 图2 1 前馈三层神经网络模型结构和函数 第三章电离区内的离子。分子反应 一般认为离子一分子反应主要发生在电离区，在迁移区不发生离子一分子 反应。这里所说的离子一分子反应主要指电离区发生的生成反应物离子和产物离 子的反应。采用订s 技术检测物质的第一步，就是要把待测样品分子电离形成 离子。电离过程首先对空气分子进行，生成反应物离子，然后样品分子和反应物 离子之间相互碰撞后发生质子或电子转移反应。这种电荷之间的转移反应由参加 反应的分子的质子或电子亲和力决定，电荷会从质子或电子亲和力小的分子转移 到亲和力大的分子上面。 l l l l i o n el l i ， l o r g a i l o m e r c u d a l s o u i n i n e s p y n l v a t ee s t e 侣 f u m a r a _ c ee g t e r s p 酷廿d d 船 l a 口m a t o m n i 们c o m p o u n d s a 1 k y l a t e dl e a d s b 衲沁m 吨e s a n h y 鲥d e s e n o l s n v 9 l 口+ _ 口r h “o g e n 址e dc o m p o u n 出 【 q a i i p h a t i c a l c o h o 】s k e t o n 船 a l d e h y d e s a m i n 嚣 n i 研l e s m d n o h a l o m p o u n d s l k o 图3 1 部分物质的相对电子亲和力( 左) 和质子亲和力( 右) 顺序表 ( 箭头方向是亲和力增强的方向，引自g a e i c 哪a n ，z k a l p ，工o nm 曲i l n y s p e c 廿0 m e 订y ， c r cp r e s s ，u s a ，1 9 9 4 ) 3 1 空气电离的过程 由于d 讧s 是工作在环境大气压下，在样品进入之前，电离区的离子主要是由 1 1 6 3 n i 放射源发出的b 电子和空气中的n 2 、0 2 、以及h 2 0 等发生一系列复杂化学 反应生成的。生成的离子根据所带电荷的不同可以分为两种：正离子和负离子。 这些离子就作为反应物离子存在。 在i m s 中，正负离子是同时产生的，为了避免正负离子发生中和反应，通 常在迁移管上加上高压，根据高压的方向把i m s 分成正、负两种模式状态，在 电离区加上和迁移区相同方向的电压。这样，在每一种工作模式下，另外一种极 性的离子在电离区就会被电极中和掉。毒品和易制毒化学晶大多生成正离子，工 作在正模式下，爆炸物一般电负性较强，工作在负模式下。 电离区里中性气体分子的种类、电离区温度以及空气的湿度对离子的生成都 有很大的影响”。在s 中，一般都是用经过净化后含有极少量水分( 1 0 p p m ) 的空气作为载气和迁移气体。 3 1 1 正离子的形成过程 根据订s m s 分析结果，纯净的空气和n i 6 3 发出的b 电子经过一系列的化 学反应，生成的正离子有如下几种：饵2 0 ) 。一，n o + ，饵2 0 ) 。n o + 3 0 3 1 3 2 ( n = 1 ，2 ，3 ) 。 反应产生的离子迁移谱图如图( 3 2 ) 3 3 所示。 图3 2 正反应物离子形成的迁移谱图 根据g o o d 3 2 ，3 3 等人以及s h a h 岔4 的报道，o 2 0 ) k i ro 【_ l ，2 ，3 ) 可以由以下一系 列化学反应生成： 水合质子 n 2 + e n 2 + + 2 e 。 n 2 十+ 2 n 2 一n 4 + + n 2 ( 3 - 1 ) ( 3 2 ) 妒壬差2 0 珏z 广2 n 2( 3 3 ) h 2 0 + + h 2 0 一时唧2 0 ) + o h( 3 - 4 ) 科唧2 0 ) + h 2 0 十n2 h 扩但2 0 ) 2 + n2( 3 5 ) 珏+ 鸥o ) 2 + h 2 + n2 _ 妒强。) 3 + n 2 ( 3 - 6 ) n o + n 2 + 十n n o + 十n 2 铵离子 窿疆毛0 ) 心黻3 _ 确戳+ + 珏2 0 其中，( 3 4 ) 式中的2 0 ) h + 并不稳定，它会和h 2 0 以及n2 继续反应，生成 更加稳砖的o 2 0 ) 2 h + 和口2 0 ) 3 矿。 嚣( 3 2 ) 瑟示匏哭爨一静毙较毽想戆媾提，在道霉分辨率势苓太裹熬戳s 中， 经过迸一步的质谱分析我们会发现每一根谱线其实并不代表一种离子，丽怒由几 种不同的离子组成的 。如果空气纯净度不高，其中包含离予的成分可能滋要复 杂。造成这季孛现象静主要原因是强v 董s 静离讫发生在环境大气疆下，稼之为大气 压证学蓠亿( a 缸o s 曲e 纛c 溉s s l 鹚c 蠹e m i c 啦i o n i 绷鸭艘c 玲，在艚e l 下，棚至 碰撞形成离子的能量并不高，被离化的分子几乎不会形成碎片，离子和分予比较 容易反殿形成团簇2 6 ，从而造成不同的水合质予。迁移管内泓度对团簇的大小有 较大戆影豌，舞毒潺发哥疆袋多黧簇悫遵。鹣数量，获霹袋强蔟交枣，爱之， h 2 0 的数量会增加，豳簇变大。 对于上述饵2 0 ) k 的生成过穰，人们的看法比较一致。但是对于n o + 的生 成剐看浚不一。具体w 参考据关文欺3 0 1 3 1 。 3 1 2 负离子的形成过程 空气秘6 3 n i 放射源发出的8 电予捧用，容易形成0 2 和o 臻薄耪负离予3 6 3 ”8 ： e - + 0 2 + 0 2 汉n 2 ) 一一0 2 + 0 2 ( o rn 2 ) ( 3 7 ) e 。+ h 2 0 h 1 +o h ( 3 8 ) h + b o _ 0 h + h 2( 3 - 9 ) 霹撵，宅餐遣会强疆0 浚及c 晓、0 2 等缀续炭应生成爵蒺燕子； o h 2 0 + 0 2 ( o r n 2 ) _ 0 2 0 ) 0 2 + 0 2 ( o r n 2 )( 3 一l o ) o h + h 2 0 巾0 2 ( o r n 2 ) a 睨o ) o h - + 0 2 ( 0 r n 2 ) ( 3 - 1 1 ) 鼹o ) 0 2 + e 貔一 c 0 2 ) o f + h 2 0 ( 3 - 1 2 ) 鞋上关于反应物离子生成静介缮我们都蹙驻含有镞譬永分的纯净奎气凳蘸 提的，如果空气中还禽有其它杂质，则生成的反应物离子可能要复杂的多。另外， 迁移管内的温度，空气中水分的禽蹩对反应物离子的构成也褥很大影响。因此， 3 保持空气的纯净以及迁移管内工作条件的稳定对反应物离子的形成及至耵订s 的 性能都有重要的意义。 3 2 产物离子的形成过程 空气离子形成以后，当有样品进入皿讧s ，样品分子和反应物离子相互碰撞， 在质子或电子亲和力的作用下，空气离子上的电荷会转移到样品分子上，形成产 物离子。 3 2 1 正产物离子的形成过程 正产物离子主要由以下两个过程形成3 9 ，其中r 指反应物分子，p 指样品分 子： r h +p r+p r r +p r p + 此外，团簇离子也会一起生成： 质子转移( 3 1 3 ) 质子吸附( 3 - 1 4 ) p h +nh 2 0 _ p h + ( h 2 0 ) 。 ( 3 - 1 5 ) p r + p 一p 2 r二聚作用( 3 1 6 ) p 2 矿+ nh 2 0 p 2 一饵2 0 ) 。二聚物簇化( 3 1 7 ) 方程降1 3 ) 发生的质子转移反应是讧s 产物离子形成过程中发生频率最高的 反应，这里的f t r 其实就是( h 2 0 ) 。h + 。由于在反应物离子中a 嘎o ) 。矿所占比重最 大，因此产物离子主要通过质子转移反应生成。只要样品分子p 的质子亲和力大 于反应物离子r 的质子亲和力，此反应就可以发生。( 3 1 4 ) 的亲质子吸附反应主 要发生在样品分子和n 出+ 之间。由于对是空气中含有的微量杂质n h 3 离化生 成的，因此，只要空气足够纯净，此反应发生的可能性并不大。 3 2 2 负产物离子的形成过程 和正产物离子的形成相类似，负产物离子主要通过电子转移反应生成。由于 n 诅s 中负产物离子的形成过程和e c d ( e l e c 伽n - c a p 姐ed e t e c t o r ) 中的化学反应过 程非常的相似，因此对这一过程的研究主要是通过研究e c d 中气态离子的化学 特性获得的。k a r a s e k 4 0 、g 血n s m d 4 1 和p e l l i z a r i 4 2 等人的工作奠定了订s 负反应离 子形成过程研究的基础。 负产物离子主要由以下三种过程形成”： r _ + p 一r + p 。 电荷转移( 3 1 8 ) r + a p 一r + a + p 。分离电荷捕获( 3 - l9 ) 1 4 r + h p 一r h + p 。 质子夺取( 3 2 0 ) 和正产物离子会形成团簇离子一样，在这里团簇离子也会一起生成。而且， 温度和空气中含有的水分对此有很大的影响。 3 3 反应物的作用及反应物离子的产生 在实际的讧s 技术中，通常会在电离区内另外加入某种试剂r ，这种物质 称为反应物，反应物分子会先与空气离子发生反应生成新的反应物离子，取代原 来的空气离子，反应物离子再和样品分子反应，最终形成产物离子。反应物离子 一方面起到仪器校准的作用，另一方面还能提高仪器的灵敏度和选择性。反应物 分子的质子或电子亲和力通常分别和待测样品分子的质子或电子亲和力相近，但 略小。这样，这样可以有效地避免那些比反应物的亲和力小的杂质的干扰。 反应物分子和空气离子的反应在正模式下主要是质子提取和电荷转移反应， 在负模式下主要是电子附着和电子离解俘获反应。 在我们的仪器中，正离子模式下采用烟酰胺作为反应物，它的质子亲和力要 大于空气所形成的离子而小于样品离子的，而且通过载气可以持续的以一定的浓 度输送到电离区，形成一个明显的离子峰。这样可以有效的减少各种杂质离子的 干扰，提高仪器的稳定性。 负离子模式下，尤其是针对爆炸物，根据da _ 呲等4 3 的研究，采用四氯化碳 c c l 4 作为反应物效果较好。但是c c l 4 是液体，挥发度很高，而且，在超过饱和 浓度后，对反映物离子的形成有负面的影响，所以需要采取措施减少它的挥发速 度，使电离区的c c l 4 的浓度保持在饱和浓度附近，减少团簇离子的产生，同时 也有利于c c l 4 长期使用。 3 4 总结 本章主要介绍了i m s 中空气分子的电离反应、反应物离子和产物离子的形 成过程，由于讧s 本身条件的限制，并且很难进行定量的研究，因此这些研究 成果基本上都是从m s 瓜f s 或者e c d 的研究间接取得的。尽管由于彼此工作条 件的差异，其中一些反应过程有时可能并不完全适用于讧s ，但它们至少能大致 的阐述其中的离子分子反应过程，有助于了解n 以s 内部离子分子的反应机理。 第蹿章离予迁移率谶佼硬件结构 一台离子迁移谱仪最核心的部分是迁移管，它是离子擞成、漂移并被探测 的场所。以及一套外豳的控制电路和设备来提供其工作的环城和条件，并对整个 工俸蓬纛送行控穰淡及送行售号采集蠢鼗蹇签瑷。零章将黠我髓在公安蘩第三磁 究所所做的i m s 作一凝体介绍，并详细介绍迁移管的构造及其设计中应该注意 的一些闯题。 4 1 离子迂移谱役国l s ) 静总律分缀 一个基本的蹦8 系统如图( 2 1 ) 所示，它鹫本上由以下七大部分组成：离子 迁移管，载气秘迁移气髂疆强系绞( 麓称气路系统) ，采样与滋搀系统，离予门控 带i 系统，菇压电源系统，温度热热羧青l 电路，僚学放大、采祭秘数据处褒系统。 在这里筒，除了迁移管、气路系统以及采样与逃样系统是纯粹的硬件外，麒余部 分则是控制电路并童接由计算机对工作状态进稃总体控制。 图4 1 粼s 系统方裰强 迁移锵是d 订s 仪器的主体，以迁移管为中心，其余各部分都直接或间接与迁 移管相逡，并对迁移镣的工作进行控制或协调。在下面的部分，我们将详细介绍 迂移警戆耱造莠蹶便澎英余零分终一奔缨。 1 6 4 2 i m s 核心部件迁移管的结构 迁移管的基本结构如图( 4 2 ) 所示，它包括样品入口，电离区，离子门，迁移 区和探测器等几个部分4 4 。 图4 2 迁移管的基本结构 如图( 4 2 ) ，样品分子在载气的带动下从样品入口进入迁移管，在电离区里被 离化并形成样品离子。然后，当离子门开启时，离子进入迁移区，在迁移管内电 场和迁移气体的综合作用下，不同的离子先后到达探测器并被探测，最后形成如 图( 4 3 ) 所示的迁移谱图。 7 5 0 1 1 2 51 50 0 一 图4 _ 3 离子迁移谱图图 4 4 离子门门栅结构 迁移管的最前部是样品入口，被测样品在载气的带动下由此进入电离区，载 气一般是纯净的氮气或净化过的空气。在我们所做的仪器中，考虑到实际应用过 程中仪器的便携性，我们采用的是通过分子筛净化过的纯净空气。仪器主要有两 种进样方式：被动进样方式和主动进样方式。 1 、被动进样方式 这种进样方式需要由操作员主动收集样品微粒并送入机器，由机器进行熟解 吸进样。被动进样装置如图4 5 所示： 1 7 ：进离 ：样化 ：口区 图4 5 被动进样装鬻 操作员使用吸附片擦拭被测物体表面之后放入机头和进样口之间。机头在马 达懿带毯下终蔽黪冀繁基在群磊入嚣土，透过捉头菇在疆辫冀上嚣多疆热煞片黠 吸附片进行加热，使吸附片上面的被测样品徽粒解吸附，同时通过气泵对吸附片 吹载气于净的空气) ，将待测样品带入电离区。完成进样过稷。 2 、主动进榉方式 这种方式不需要吸辩片静参与。魏图毒i 5 蕨永： 图4 6 主动迸样装鬣 暖气瑟可激壹接程物体表嚣逶避稷气象采嶷爆炸耱徽耱秘蒸气，送入离纯 区。为了提高采集效率通常在吸气口使用加热片溅者加热灯熬来提高温度，蛆有 利于爆炸物微粒的吸入。吸气口的结构需要改谶，目前的结构会导致气裂污染， 影羲努辑绥栗。 仪器中采用酤n i p 放射性材料制成的金属箔为电离源，它释放出来的蹴子最 大动能可达6 7 k e v ，平均能量有1 9 k e v ，半衰期长达8 5 年，逸使得仪器w 以长 对翔的谯用还能保持较离的离纯效攀，两且在我 3 设定的离化瀑度下性镌比较稳 定。与簇它类型毫离漂稻耽，它秃辩舞接电源，鹱减小7 仪器翡箨袄，溺辩又可 以消除由于放电引起的干扰，提高了测量的信噪比。当然，采用6 3 n 邱放冀寸性离 化也有一定的缺陷，它有辐射性，w 能会对人体造成伤害。在仪器的研制过程中， 我爨謦缎袋震藏象滔波淹1 8 e i 蠢2 5 氆c i 熬啜蕊漂寒试验窆气戆襄毽程发，骧 期望增强信号的强度。但实验却发现并没有明照的结果出现，因此从安全的角度 考虑，我们最后采用的是放射活殿为1 0 m c i 的酗n i - b 放射性电离源。 样菇分子在电离黧里形戒离予藤，并不直接进入迂穆区，褥是先集结凌离子 门的前酃。兵有在离子门开癌时，才簸同步避入迁移区中避幸予漂移。离子门实际 上是两个靠得很近( 0 1 m m ) 的门栅( 如图4 4 所示) 中间夹着一屡绝缘半透膜级成， 如二甲基醚树脂2 6 、聚丙烯6 薄膜等，斑要用于除去吸入气体中的部分水分予和氨 1 8 分子，抑制形成离子团簇进而提高仪器的分辨率，同时又保持d 垤s 系统内部干净。 在两个门栅上加上和离子迁移方向相反的电压信号，产生大约6 0 0 v c m 的电 场。在离子门关闭时，离子门前面存在一个势阱，离子就存在这个势阱中。当电 压信号撤去时，离子门开启，离子在电场力的作用下进入迁移区内产生漂移运动。 离子门的开关时间对仪器的分辨率和灵敏度有极大的影响，开门时间越长，进入 迁移区的离子数就越多，灵敏度提高，到了一定时间后离子峰幅度至0 达最大值， 同时离子峰变宽，仪器分辨率降低，反之亦然。从这两方面综合考虑，我们的仪 器采用的开门时间为o 2 m s 。 在构造上，迁移管是由若干个不锈钢金属环和绝缘陶瓷环交替排列组成的空 腔管子，内径约为7 5 m m ，外径约1 5 m m ，总长度约1 4 c m ，其中迁移区长度约 7 c m ，陶瓷环的厚度一般是金属环厚度的1 0 倍左右，如图( 4 7 ) ( 4 8 ) 所示。 图4 7 公安部第三研究所研制的订s 迁移管实物图 图4 8 迁移管构造霉 在迁移管的两端加上1 5 0 0 v 左右的高压，并在每个绝缘陶瓷环上镀上8 0 0 k 1 9 的电阻，这样在迁移区就产生了2 1 0 、代m 的均匀电场。迁移管的外面是加热层 和保温层，电离区的注入温度保持在1 8 0 ，迁移区内迁移温度保持在1 4 0 左 右，这一方面可以方便地对一些难于挥发的固态物质，如毒品等进行采样；另一 方面升高温度可以减少管内的记忆效应，提高仪器的灵敏度4 5 ，这两个温度都是 可调的。 在迁移管的后部还需充入迁移气体( d r i f ig a s ) ，并和载气构成一回路。气体流 量约2 0 0 m l m i n 。加入迁移气体一方面可以把一些杂质气体从迁移管中去掉，另 一方面可以阻止多余的中性样品分子进入迁移区后继续产生离化反应，避免了由 于继续反应导致的谱线变宽，从而提高了仪器的灵敏度和分辨率4 6 。便携式的讧s 大多采用空气同时作为迁移气体和载气，这样，就必须有一套气体的制各系统来 对空气进行净化，以去除空气中的杂质和多余的水分。一般是让空气通过分子筛 等吸附剂，我们的仪器中使用了1 3 x 型号的分子筛，可以有效的除去空气中的 部分水和二氧化碳。 电离区离化反应所需要的反应物载气也由外围气路提供，本机气路采用闭路 循环方式，如图4 9 所示。 气路系纯陌 气泵 图4 9 气路闭路循环模式不惹图 以一个气泵提供循环气流，以节流阀分配迁移气流量和反应物载气流量。另 以一个气泵提供采样气流。气路和提供循环动力的气泵中不能有油污性的物质存 在，并且密封性要好。经分子筛过滤的空气通过一个三通阀分流一部分回电离区， 途中经过一个装有反应物的金属仓，作为反应物的载气，持续将适量的反应物蒸 气带入电离区。 2 0 图4 1 0 公安部第三研究所研制的i m s