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原文传递小型化放电光离子化检测器

专利名称：	小型化放电光离子化检测器
摘要：	提供一种用于使样品组分离子化并且检测样品组分的放电离子化电流检测器，其中，样品组分被UV光离子化。检测器包括UV光源和微流体通道，该微流体通道具有包含导电材料或半导体材料的第一表面以及包含导电材料或半导体材料的相对的第二表面，第一表面和第二表面中的一者是集电极并且第一表面和第二表面中另一者是偏置电极，微流体通道被配置成接收样品组分。微流体通道与UV光源流体连通，使得在被激励的情况下，来自UV光源的UV光可以进入微流体通道并且使样品组分离子化，该样品组分释放电子，并且通过集电极和偏置电极检测离子化的样品组分和电子。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	美国;US
申请人：	密执安州立大学董事会
发明人：	范旭东;朱洪波;樱林胜雄
专利状态：	有效
申请日期：	2017-08-24T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-21T00:00:00+0800
申请号：	CN201780059788.5
公开号：	CN109791130A
代理机构：	北京集佳知识产权代理有限公司
代理人：	王萍;陈炜
分类号：	G01N30/64(2006.01);G;G01;G01N;G01N30
申请人地址：	美国密歇根州
主权项：	1.一种用于使样品组分离子化并且检测所述样品组分的放电离子化电流检测器，其中，所述样品组分被UV光离子化，所述检测器包括： UV光源；和微流体通道，其具有包含导电材料或半导体材料的第一表面和包含导电材料或半导体材料的相对的第二表面，所述第一表面和所述第二表面中的一者是集电极，并且所述第一表面和所述第二表面中另一者是偏置电极，所述微流体通道被配置成接收所述样品组分，其中，所述微流体通道与所述UV光源流体连通，使得在被激励的情况下，来自所述UV光源的UV光能够进入所述微流体通道并且使所述样品组分离子化，所述样品组分释放电子，并且通过所述集电极和所述偏置电极检测离子化的所述样品组分和所述电子。 2.根据权利要求1所述的放电离子化电流检测器，还包括使所述UV光源与所述微流体通道分离的壁，所述壁包括选择性地允许UV光从所述UV光源传递到所述微流体通道的孔口。 3.根据权利要求1所述的放电离子化电流检测器，其中，所述UV光源包括等离子体产生装置，所述等离子体产生装置包括第一等离子体感应电极和相对的第二等离子体感应电极，其中，所述第一等离子体感应电极和所述第二等离子体感应电极设置在相对的电介质阻挡层上。 4.根据权利要求3所述的放电离子化电流检测器，其中，所述电介质阻挡层各自具有大于或等于约1μm至小于或等于约500μm的厚度。 5.根据权利要求3所述的放电离子化电流检测器，其中，所述等离子体感应电极之间具有在3mm以下的距离。 6.根据权利要求3所述的放电离子化电流检测器，其中，所述等离子体产生装置的所述电介质阻挡层各自具有大于或等于约1μm至小于或等于约500μm的厚度，并且所述等离子体感应电极之间具有小于或等于约3mm的距离。 7.根据权利要求1所述的放电离子化电流检测器，其中，所述微流体通道还包括至少一个出口部和在第一端部处的至少一个样品组分入口部，使得所述至少一个样品组分入口部允许样品组分流动通过所述微流体通道并且通过UV光被离子化，并且所述出口部允许从所述检测器去除离子化的样品组分。 8.根据权利要求7所述的放电离子化电流检测器，还包括从所述微流体通道延伸至所述出口部的出口通道。 9.根据权利要求1所述的放电离子化电流检测器，其中，所述UV光源包括等离子体产生装置，所述等离子体产生装置包括：第一电介质阻挡层，其具有设置在所述第一电介质阻挡层的第一暴露表面上的第一导电材料；以及相对的第二电介质阻挡层，其具有设置在第二暴露表面上的第二导电材料，其中，在所述第一介质阻挡件与所述第二介质阻挡件之间限定等离子体产生空隙，所述等离子体产生空隙是等离子体产生通道或等离子体产生腔室中任一者。 10.根据权利要求9所述的放电离子化电流检测器，其中，所述等离子体产生空隙是具有大于或等于约1mm3至小于或等于约20mm3的体积的等离子体产生腔室。 11.一种用于使样品组分离子化并且检测所述样品组分的放电离子化电流检测器，其中，使用由放电产生的等离子体使所述样品组分离子化，所述检测器包括：样品组分检测部，其包括样品组分入口、从所述入口延伸的微流体通道、具有限定所述微流体通道的第一侧壁的表面的第一电极、以及具有限定所述微流体通道的第二侧壁的表面的第二电极，所述第二侧壁与所述第一侧壁相对，其中，所述微流体通道具有由所述第一电极与所述第二电极之间的空间限定的大于或等于约1μm至小于或等于约1mm的宽度；以及等离子体产生部，其包括：气体入口；等离子体产生空隙，所述等离子体产生空隙限定在底部电介质阻挡层与顶部电介质阻挡层之间并且与所述气体入口流体连通，所述顶部介质阻挡件与所述底部介质阻挡件相对，其中，所述底部电介质阻挡层和所述顶部电介质阻挡层单独地具有大于或等于约1μm至小于或等于约500μm的厚度，其中，所述样品组分检测部的所述微流体通道与所述等离子体产生部的所述等离子体产生空隙流体连通。 12.根据权利要求11所述的放电离子化电流检测器，还包括：第一样品组分出口通道，其从所述微流体通道延伸至所述检测器的一侧处的第一样品组分出口，其中，所述第一电极的第二表面和所述第二电极的第二表面中的一者限定所述第一样品组分出口通道的侧壁。 13.根据权利要求12所述的放电离子化电流检测器，还包括：第二样品组分出口通道，其从所述微流体通道延伸至所述检测器的一侧处的第二样品组分出口，其中，所述第一电极的所述第二表面或所述第二电极的所述第二表面中另一者限定所述第二样品组分出口通道的侧壁。 14.根据权利要求13所述的放电离子化电流检测器，其中，所述第一出口通道通过具有孔口的壁纵向地分支，所述孔口选择性地允许从所述等离子体产生部产生的离子化光进入所述样品组分检测部。 15.根据权利要求14所述的放电离子化电流检测器，其中，所述壁使所述等离子体产生部与所述样品组分检测部分离。 16.根据权利要求11所述的放电离子化电流检测器，其中，所述等离子体产生空隙是具有大于或等于约1mm3至小于或等于约20mm3的体积的等离子体产生腔室。 17.根据权利要求11所述的放电离子化电流检测器，其中，在所述分析物入口和所述气体入口中设置有保护柱。 18.一种检测样品组分的方法，所述方法包括：在等离子体产生空隙中产生发射离子化光的等离子体，所述等离子体产生空隙限定于底部电介质阻挡层与顶部电介质阻挡层之间，所述底部电介质阻挡层和所述顶部电介质阻挡层单独地具有大于或等于约1μm至小于或等于约500μm的厚度；在微流体通道两端施加偏置电压，所述微流体通道设置在限定所述微流体通道的第一壁的第一电极与限定所述微流体通道的第二壁的第二电极之间，所述第二壁与所述第一壁以大于或等于约1μm至小于或等于约1mm的距离相对；将样品组分递送通过所述微流体通道，其中，所述离子化光接触所述样品组分并且使所述样品组分离子化以产生样品组分阳离子和电子；以及在所述第一电极和所述第二电极处检测所述样品组分阳离子和所述电子。 19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述等离子体由选自氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氮(N2)以及它们的组合的气体产生。 20.根据权利要求18所述的方法，其中，所述离子化光在接触所述样品组分并且使所述样品组分离子化之前传递通过壁的孔口，并且其中，所述壁阻止所述等离子体与所述样品组分以及所述电极接触。 21.根据权利要求18所述的方法，其中，在所述递送之前通过气相色谱从样品混合物中分离所述样品组分。
所属类别：	发明专利