Двухрежимный спектрометр ионной подвижности

1. Спектрометр ионной подвижности, включающий:
первый источник ионов, сконфигурированный для предоставления анализируемых положительных ионов, аппликатор электрического поля, выполненный с возможностью обеспечения электрического поля, сконфигурированного для перемещения положительных ионов в первом направлении к первому датчику, выполненному с возможностью регистрации положительных ионов, и
второй источник ионов для предоставления анализируемых отрицательных ионов, при этом упомянутый аппликатор электрического поля выполнен с возможностью перемещения отрицательных ионов во втором направлении, отличающемся от первого направления, к первому источнику ионов и ко второму датчику ионов, выполненному с возможностью регистрации отрицательных ионов.
2. Спектрометр ионной подвижности по п. 1, в котором первый источник ионов включает первый ионизатор, сконфигурированный для предоставления ионов путем воздействия ионизирующей энергией на газообразную среду, при этом спектрометр ионной подвижности включает контроллер, сконфигурированный для выбора момента срабатывания второго датчика в зависимости от времени срабатывания первого ионизатора.
3. Спектрометр ионной подвижности по любому из предшествующих пунктов, в котором второй источник ионов включает второй ионизатор, сконфигурированный для предоставления ионов путем воздействия ионизирующей энергией на газообразную среду, при этом спектрометр ионной подвижности включает контроллер, сконфигурированный для выбора момента срабатывания первого датчика в зависимости от времени срабатывания второго ионизатора.
4. Спектрометр ионной подвижности по любому из предшествующих пунктов, включающий первый ионный затвор, выполненный с возможностью управления прохождением ионов от первого источника ионов к первому датчику, и второй ионный затвор, выполненный с возможностью управления потоком ионов от второго источника ионов ко второму датчику.
5. Спектрометр ионной подвижности по п. 4, в котором второй датчик подключен для регистрации ионов, поступающих на первый ионный затвор.
6. Спектрометр ионной подвижности по п 5., в котором первый затвор способен функционировать в режиме затвора для управления прохождением ионов от первого источника ионов к первому датчику и в режиме регистрации ионов для сбора регистрируемых ионов.
7. Спектрометр ионной подвижности по любому из п.п. 1-4, в котором первый источник ионов включает первый отражатель, выполненный с возможностью перемещения положительных ионов к первому датчику, а также выполненный с возможностью регистрации поступления отрицательных ионов.
8. Спектрометр ионной подвижности по п. 7, в котором второй датчик включает первый отражатель.
9. Спектрометр ионной подвижности по п. 7 или 8, включающий первый экранирующий электрод, сконфигурированный для препятствования возбуждению тока ионами, проходящими от второго источника ионов, в первом отражателе до их поступления на первый отражатель.
10. Спектрометр ионной подвижности по любому из предшествующих пунктов, в котором первый источник ионов и второй источник ионов отделены друг от друга зоной дрейфа.
11. Спектрометр ионной подвижности по п. 10, в котором аппликатор электрического поля сконфигурирован для обеспечения профиля напряжения, являющегося симметричным относительно центральной точки дрейфовой камеры.
12. Спектрометр ионной подвижности по п. 11, в котором профиль напряжения в центральной точке дрейфовой камеры основан на опорном напряжении.
13. Спектрометр ионной подвижности по п. 10, 11 или 12, включающий впуск дрейфового газа в зоне дрейфа, сконфигурированный для обеспечения потока дрейфового газа к первому источнику ионов и ко второму источнику ионов.
14. Спектрометр ионной подвижности по п. 13, включающий первый выпуск дрейфового газа, сконфигурированный таким образом, что дрейфовый газ протекает от впуска дрейфового газа к первому источнику ионов и вытекает из первого выпуска дрейфового газа.
15. Спектрометр ионной подвижности по п. 13 или 14, включающий второй выпуск дрейфового газа, сконфигурированный таким образом, что дрейфовый газ протекает от впуска дрейфового газа ко второму источнику ионов и вытекает из второго выпуска дрейфового газа.
16. Спектрометр ионной подвижности по любому из предшествующих пунктов, включающий канал, сконфигурированный для обеспечения потока газообразной среды после первого впуска, для подачи ионизируемого образца из потока к первому источнику ионов, и после второго впуска, для подачи ионизируемого образца из потока ко второму источнику ионов.
17. Спектрометр ионной подвижности по п. 16, в котором первый впуск и второй впуск включают отверстие или мембрану.
18. Спектрометр ионной подвижности по любому из предшествующих пунктов, включающий контроллер, сконфигурированный для управления выпуском ионов из первого источника ионов или из второго источника ионов в зависимости от момента времени выпуска ионов из соответствующего другого первого источника ионов или второго источника ионов.
19. Спектрометр ионной подвижности по п. 18, в котором управление выпуском ионов включает управление работой ионного затвора.
20. Спектрометр ионной подвижности по любому из предшествующих пунктов, включающий модификатор ионов, который расположен между первым источников ионов и вторым источником ионов.
21. Спектрометр ионной подвижности по п. 20, включающий контроллер, который сконфигурирован для приведения в действие модификатора ионов в зависимости от момента выпуска ионов из первого источника ионов и/или второго источника ионов.
22. Устройство, включающее ионный затвор и датчик ионов для спектрометра ионной подвижности, при этом ионный затвор включает первый электрод, второй электрод и контроллер затвора, сконфигурированный для управления относительным напряжением на первом электроде и втором электроде для управления прохождением ионов через ионный затвор, при этом датчик подключен к первому электроду и/или ко второму электроду для регистрации поступления ионов на ионный затвор.
23. Устройство по п. 22, в котором контроллер затвора сконфигурирован для поддержания выбранного напряжения на первом электроде, и в котором датчик подключен к первому электроду.
24. Устройство по п. 23, в котором контроллер затвора выполнен с возможностью изменения напряжения на втором электроде относительно упомянутого выбранного напряжения для запирания затвора.
25. Устройство по п. 22, 23 или 24, в котором датчик включает усилитель, один из выходов которого подключен к первому электроду.
26. Устройство по п. 21, в котором усилитель включает изолированный операционный усилитель.
27. Устройство по любому из п.п. 22-26, включающее экранирующий электрод, сконфигурированный для препятствования обнаружению ионов датчиком до поступления ионов на первый электрод.
28. Устройство по п. 27, в котором экранирующий электрод расположен между первым электродом и источником ионов.
29. Спектрометр ионной подвижности, включающий первый источник ионов, отделенный от дрейфовой камеры первым устройством по любому из п.п. 22-28, и второй источник ионов, отделенный от дрейфовой камеры вторым устройством по любому из п.п. 22-28.
30. Спектрометр ионной подвижности по п. 4, 5 или 6, в котором первый ионный затвор обеспечен устройством по любому из п.п. 22-28, и второй ионный затвор обеспечен вторым устройством по любому из п.п. 22-28.
31. Спектрометр ионной подвижности по п. 29 или 30, включающий контроллер, который сконфигурирован для отпирания или запирания ионного затвора первого устройства в зависимости от отпирания или запирания ионного затвора второго устройства.
32. Спектрометр ионной подвижности по п. 31, включающий контроллер, который сконфигурирован для приведения в действие первого устройства для регистрации ионов в ответ на отпирание ионного затвора второго устройства для пропускания ионов.
33. Способ управления ионным затвором для спектрометра ионной подвижности, включающий отпирание затвора для обеспечения пропускания первых ионов через затвор, запирание затвора для препятствования прохождению ионов через затвор и, пока затвор закрыт, регистрацию поступления вторых ионов на затвор, при этом знак заряда вторых ионов отличается от первых ионов.
34. Способ по п. 33, в котором регистрация включает сбор ионов на электроде ионного затвора.
35. Способ управления парой ионных затворов, отделенных друг от друга дрейфовой камерой спектрометра ионной подвижности, включающий отпирание первого из ионных затворов для обеспечения пропускания ионов ко второму ионному затвору, и регистрацию поступления ионов на второй ионный затвор.
36. Способ по п. 35, включающий поддержание второго ионного затвора запертым для регистрации поступления ионов.
37. Способ по любому из пп. 33-36, в котором первый ионный затвор включает два электрода, при этом способ включает подачу напряжения между двумя электродами для сбора положительных ионов на одном из двух электродов и отрицательных ионов на другом из упомянутых двух электродов и регистрацию поступления положительных или отрицательных ионов на соответствующем электроде из упомянутых двух электродов.
38. Способ по п. 37, в котором подача напряжения включает запирание затвора.
39. Комбинированное отражающее и регистрирующее устройство для спектрометра ионной подвижности, включающее:
ионизатор для ионизации образца,
электрод,
устройство подачи напряжения, сконфигурированное для подачи напряжения на упомянутый электрод для перемещения первых ионов от ионизатора и электрода, и
датчик, подключенный к упомянутому электроду и сконфигурированный для регистрации поступления вторых ионов на упомянутый электрод, при этом знак заряда вторых ионов отличается от первых ионов.
40. Устройство по п. 39, включающее контроллер, который сконфигурирован для получения сигнала от датчика в течение отрезков времени, когда ионизатор неактивен.
41. Устройство по п. 39 или 40, в котором упомянутый электрод включает отталкивающую пластину.
42. Устройство по любому из пп. 39-41, также включающее экранирующий электрод, сконфигурированный для препятствования обнаружению вторых ионов датчиком до их поступления на упомянутый электрод.
43. Устройство по п. 41, в котором экранирующий электрод электрически изолирован.
44. Спектрометр ионной подвижности, включающий первое устройство по любому из пп. 39-43, отделенное от второго устройства по любому из пп. 39-43 дрейфовой камерой.
45. Спектрометр ионной подвижности по п. 44, в котором устройство подачи напряжения в упомянутом первом устройстве и устройство подачи напряжения в упомянутом втором устройстве сконфигурированы для перемещения положительных ионов от первого устройства через дрейфовую камеру для регистрации вторым устройством и для перемещения отрицательных ионов от второго устройства через дрейфовую камеру для регистрации первым устройством.
46. Двуполярная ячейка IMS-спектрометра, включающая источник положительных ионов и датчик для регистрации отрицательных ионов, отделенный дрейфовой камерой от источника отрицательных ионов, а также датчик для регистрации положительных ионов.
47. Способ, включающий приведение в действие ячейки IMS-спектрометра одновременно в положительном и отрицательным режимах с использованием общего профиля напряжения для ускорения как положительных, так и отрицательных ионов при прохождении через общую дрейфовую зону.