基于高场非对称波形离子迁移谱的生化传感器的设计(英文) 被引量：3

1

作者 李华 王晓浩 +1 位作者 唐飞 林镇翔 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期2218-2223,共6页

基于高场非对称波形离子迁移谱原理设计了一种由离子源,迁移区和检测器3部分组成的生化传感器。传感器采用真空紫外灯作离子源,高纯氮(99.999%)为载气,在常压下工作。加工了两种由两平行金属极板组成的迁移区,一种由两平板铜块组成,尺寸... 基于高场非对称波形离子迁移谱原理设计了一种由离子源,迁移区和检测器3部分组成的生化传感器。传感器采用真空紫外灯作离子源,高纯氮(99.999%)为载气,在常压下工作。加工了两种由两平行金属极板组成的迁移区,一种由两平板铜块组成,尺寸为25 mm×10 mm×1 mm;另外一种由微机电(MEMS)工艺加工,尺寸为20 mm×10 mm×1.5 mm。MEMS工艺加工的迁移区间距为1.5 mm,电场强度<10 000 V/cm,不能过滤丙酮离子;铜块迁移区间距为1 mm,电场强度>10 000 V/cm。当方波非对称射频电压峰峰值为1 600 V,频率为195.8 kHz,占空比为30%,补偿电压为-8.63 V时,采用平板铜块迁移区实现了丙酮离子的位移补偿,实验结果验证了传感器的性能。 展开更多

关键词 高场非对称波形离子迁移谱 生化传感器 迁移区 微机电系统

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基于高场非对称离子迁移谱(FAIMS)技术快速检测水基食品模拟物中乙酸乙酯

2

作者 赖莺 林睿 +5 位作者 蔡鹭欣 董清木 黄宗平 涂星朋 丁华军 孙伟佳 《分析试验室》 CAS CSCD 北大核心 2018年第10期1128-1132,共5页

基于高场非对称离子迁移谱(FAIMS)技术建立了水基食品模拟物中乙酸乙酯的测定方法,并与顶空气相色谱质谱法(GC-MS)的检测结果进行了比较。考察了样品扫描次数、加热温度、加热时间、取样体积、溶剂掺杂等因素对检测的影响。结果表明在... 基于高场非对称离子迁移谱(FAIMS)技术建立了水基食品模拟物中乙酸乙酯的测定方法,并与顶空气相色谱质谱法(GC-MS)的检测结果进行了比较。考察了样品扫描次数、加热温度、加热时间、取样体积、溶剂掺杂等因素对检测的影响。结果表明在最佳的实验条件下乙酸乙酯的检出限为0.4 mg/L,其单体离子峰强度在低浓度(0~1.4 mg/L)范围与其浓度呈线性关系。与顶空GC-MS法相比,本方法操作更便捷、快速,但抗干扰能力较差。 展开更多

关键词 高场非对称离子迁移谱 乙酸乙酯 水基食品模拟物 食品接触材料

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高场强不对称波形迁移谱原理与性能探讨 被引量：11

3

作者 林丙涛 孔德义 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2008年第2期35-38,共4页

高场强不对称波形迁移谱(FAIMS)检测技术相对于传统的离子迁移谱技术有结构简单、选择性和分辨力高等诸多优点。详细阐述了其结构特点及其工作基本原理,分析了提高其精度的几种方法,介绍了FAIMS的研究进展和待解决的问题。

关键词 高场强不对称波形迁移谱 离子迁移谱 微型化

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高场非对称波形离子迁移谱(FAIMS)技术快速检测中药材中二氧化硫 被引量：7

4

作者 汪小知 李娟 +5 位作者 赵伟军 李灵峰 李鑫 李鹏 吴越 王玉 《药物分析杂志》 CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1611-1617,共7页

目的：建立硫熏中药材中二氧化硫残留的快速检测方法。方法：利用亚硫酸盐与硫酸反应产生二氧化硫的原理,采用高场非对称波形离子迁移谱（FAIMS）技术快速检测中药中二氧化硫残留;并用GC-MS法和中国药典附录方法分别进行定性和定量验证... 目的：建立硫熏中药材中二氧化硫残留的快速检测方法。方法：利用亚硫酸盐与硫酸反应产生二氧化硫的原理,采用高场非对称波形离子迁移谱（FAIMS）技术快速检测中药中二氧化硫残留;并用GC-MS法和中国药典附录方法分别进行定性和定量验证。结果：FAIMS法可对中药中二氧化硫进行快速定性并定量。二氧化硫的线性范围为3.0-150 mg·kg-1（r=0.9982）,检出限为3 mg·kg-1,回收率在77.1%-88.7%范围内,RSD为0.5%-4.9%（n=6）。结论：该法测定结果与药典法对比无显著性差异,方法学验证结果表明适用于中药材二氧化硫残留量的快速定性和定量筛选测定。 展开更多

关键词 高场非对称波形离子迁移谱(faims) 二氧化硫 中药材安全监测 快速检测

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基于MEMS的新型高场不对称波形离子迁移谱仪 被引量：6

5

作者 陈池来 赵聪 +9 位作者 王电令 程玉鹏 孔德义 王焕钦 高钧 高理升 林新华 王英先 殷世平 张瑞 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2011年第2期112-117,共6页

简要回顾了离子迁移谱技术的发展历程,叙述了常规离子迁移谱的局限性。阐述了基于MEMS工艺的新型高场不对称波形离子迁移谱技术,该技术以物质离子的离子迁移率在高场下的非线性变化特性为基础,可实现对物质离子的空间分离。以MEMS技术... 简要回顾了离子迁移谱技术的发展历程,叙述了常规离子迁移谱的局限性。阐述了基于MEMS工艺的新型高场不对称波形离子迁移谱技术,该技术以物质离子的离子迁移率在高场下的非线性变化特性为基础,可实现对物质离子的空间分离。以MEMS技术为主体,自主研发了高场不对称波形离子迁移谱仪,并对挥发性有机物、苯系物、爆炸物和农药等样品进行了检测,结果表明该离子迁移谱仪能够对苯、丙酮、对二甲苯、爆炸物梯恩梯和农药硫丹等物质实现快速、高分辨和高灵敏度检测,检测精度达10-9量级,线性度达0.95。该结果展示了其在物质离子分离检测方面的巨大潜力,以及在环境、食品安全和生物大分子等领域的优越性和前景,其研究成果将推动下一代物质离子分离检测技术的发展。 展开更多

关键词 高场不对称波形离子迁移谱 非线性离子迁移率 微电子机械系统 离子迁移谱 快速检测

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用于高场非对称波形离子迁移谱系统的阵列式微法拉第筒离子检测器 被引量：6

6

作者 唐飞 王晓浩 张亮 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期2597-2602,共6页

提出了一种可减小高场非对称波形离子迁移谱(FAIMS)系统体积的阵列式微法拉第筒离子检测器,该检测器具有结构简单、稳定性好、噪声小、量程大、可在大气压条件下工作等优点。阵列式微法拉第筒包括栅电极、敏感电极、屏蔽电极3部分,其中... 提出了一种可减小高场非对称波形离子迁移谱(FAIMS)系统体积的阵列式微法拉第筒离子检测器,该检测器具有结构简单、稳定性好、噪声小、量程大、可在大气压条件下工作等优点。阵列式微法拉第筒包括栅电极、敏感电极、屏蔽电极3部分,其中敏感电极由数十个直径为200μm的硅圆柱交错排列而成。通过典型的MEMS工艺制作,法拉第筒与平板型FAI MS系统的MEMS工艺完全兼容。Fluent仿真结果表明,这种阵列式的设计,气体运动阻力较小,流场分布有助于载气中离子被充分吸收。与KEITHLEY237电流表级联后,测得阵列式微法拉第筒的噪声水平在0.5 pA以下。对丙酮样本进行了实验测试,结果显示其输出信号为210 pA左右,表明该阵列式微法拉第筒满足FAIMS系统的要求。 展开更多

关键词 高场非对称波形离子迁移谱 微机电系统 法拉第筒 离子检测器 微弱电流

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湿度对UV-FAIMS基于谱峰位置的谱图识别影响 被引量：3

7

作者 王泓伟 陈池来 +4 位作者 刘友江 张晓天 张乐华 孔德义 朱利凯 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2014年第10期655-658,683,共5页

湿度是高场不对称离子迁移谱(FAIMS)检测的一个重要环境参数。常温常压下,以6种常见的挥发性有机物(丙酮、乙醇、异丙醇、异丁醇、邻二甲苯和对二甲苯)为样品,研究了载气湿度对紫外灯高场不对称离子迁移谱(UV-FAIMS)基于谱峰位置的谱图... 湿度是高场不对称离子迁移谱(FAIMS)检测的一个重要环境参数。常温常压下,以6种常见的挥发性有机物(丙酮、乙醇、异丙醇、异丁醇、邻二甲苯和对二甲苯)为样品,研究了载气湿度对紫外灯高场不对称离子迁移谱(UV-FAIMS)基于谱峰位置的谱图识别影响。实验结果表明,随着载气湿度的增大,各样品最大谱峰数增加。干燥条件下所选样品的主峰位置都很靠近,大都在5 V附近。随着载气湿度增大,各样品主峰位置发生偏移,且偏移程度不同。因此,选择合适的湿度使各样品谱峰数较少,且谱峰位置差异较大,能提高UV-FAIMS基于谱峰位置谱图识别的准确性。 展开更多

关键词 高场不对称离子迁移谱(faims) 紫外灯(UV) 湿度 谱图识别 挥发性有机物(VOC)

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应用高场非对称离子迁移谱技术检测食品接触材料中甲基丙烯酸甲酯的迁移量 被引量：3

8

作者 赖莺 林睿 +4 位作者 董清木 黄宗平 涂星朋 林伟靖 孙伟佳 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期660-666,共7页

应用高场非对称离子迁移谱(FAIMS)技术,无需经过萃取、富集等过程,可直接进样分析甲基丙烯酸甲酯在水基食品模拟物中的迁移量.通过考察扫描次数、样品温度、取样体积、载气流速和溶剂掺杂对离子特征信号的影响,确定甲基丙烯酸甲酯的检... 应用高场非对称离子迁移谱(FAIMS)技术,无需经过萃取、富集等过程,可直接进样分析甲基丙烯酸甲酯在水基食品模拟物中的迁移量.通过考察扫描次数、样品温度、取样体积、载气流速和溶剂掺杂对离子特征信号的影响,确定甲基丙烯酸甲酯的检出限为10μg/L,并建立了FAIMS检测甲基丙烯酸甲酯的离子流强度与浓度关系曲线.该方法操作便捷、灵敏度高、分析速度快,能满足实际工作的要求. 展开更多

关键词 高场非对称离子迁移谱 甲基丙烯酸甲酯 食品接触材料

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集成式MEMS-FAIMS分析器在线快速检测不同标号汽油 被引量：2

9

作者 王晗 徐青 +1 位作者 李珂 陈池来 《微纳电子技术》 北大核心 2019年第9期745-753,共9页

车用汽油质量及泄漏问题严重影响人们的出行安全和生活环境。基于微电子机械系统(MEMS)工艺制备了高场不对称波形离子迁移谱(FAIMS)分析器,提出了基于FAIMS峰位置差异的不同标号汽油一维在线检测方法和基于离子迁移率非线性变化函数的... 车用汽油质量及泄漏问题严重影响人们的出行安全和生活环境。基于微电子机械系统(MEMS)工艺制备了高场不对称波形离子迁移谱(FAIMS)分析器,提出了基于FAIMS峰位置差异的不同标号汽油一维在线检测方法和基于离子迁移率非线性变化函数的二维在线检测方法。结果表明,分离电压范围1050~1110V为三种标号汽油的最佳一维鉴别条件。在该分离条件下,不同标号的汽油对应不同的峰位置。为进一步提高鉴别准确率,通过求解离子迁移率非线性变化函数二阶和四阶系数α2、α4,构建了不同标号汽油的二维识别方法。结果表明,不同标号汽油的离子峰在α2、α4张成的平面内分布于不同的区域。该研究为不同标号汽油的快速鉴别及现场检测提供了技术支持。 展开更多

关键词 高场不对称波形离子迁移谱(faims) 微电子机械系统(MEMS) 在线检测 分析器 准确率

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高场不对称波形离子迁移谱技术实验研究 被引量：2

10

作者 高磊 熊继军 唐飞 《传感器世界》 2008年第4期11-13,共3页

介绍了一种新型的环境检测技术—基于高场非对称波形离子迁移谱技术(FAIMS,High-field Asymmetric Waveform Ion Mobility Spectrometry)。采用微加工工艺自制的FAIMS器件,以乙醇和丙酮混合物样品为实验对象,搭建实验平台并通过实验方... 介绍了一种新型的环境检测技术—基于高场非对称波形离子迁移谱技术(FAIMS,High-field Asymmetric Waveform Ion Mobility Spectrometry)。采用微加工工艺自制的FAIMS器件,以乙醇和丙酮混合物样品为实验对象,搭建实验平台并通过实验方法研究了FAIMS技术原理。实验研究结果表明,在保持载气流量和高场非对称波形电源参数不变的情况下,选择合适的直流扫描电压的值,可以从样品离子中成功地分离出乙醇离子。实验结果很好地验证了FAIMS技术的正确性。 展开更多

关键词 高场非对称波形离子迁移谱技术 faims器件 验证

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热解析-高场非对称波形离子迁移谱(FAIMS)技术快速检测合成色素 被引量：2

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作者 李娟 赵伟军 +3 位作者 李灵锋 李鑫 李鹏 汪小知 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1403-1408,共6页

采用热解析-高场非对称波形离子迁移谱（FAIMS）技术快速检测柯衣定、孔雀石绿、罗丹明B和甲基红4种合成色素．通过对热解析温度和载气流量进行优化，确定了不同色素的离子特征信号．在最佳分析条件下，热解析温度为160℃，载气流量为1... 采用热解析-高场非对称波形离子迁移谱（FAIMS）技术快速检测柯衣定、孔雀石绿、罗丹明B和甲基红4种合成色素．通过对热解析温度和载气流量进行优化，确定了不同色素的离子特征信号．在最佳分析条件下，热解析温度为160℃，载气流量为1．6L／min，采用不同模式下补偿电压（CV）值定性，以FAIMS在正模式下检测柯衣定（CV=0．41V）和罗丹明B（CV=-0．89V），在负模式下检测甲基红（CV=-0．67V）和孔雀石绿（CV=0．02V）；用外标法定量检测了样品中的4种合成色素，线性关系R2≥0．9967，检出限为2．5～10μg／L，定量限为5～20μg/L，加标回收率≥78．2％，相对标准偏差RSD≤8％．本文为FAIMS技术快速检测合成色素提供了一定的技术基础． 展开更多

关键词 高场非对称波形离子迁移谱 合成色素 柯衣定 孔雀石绿 罗丹明B 甲基红

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基于水分掺杂的高场非对称波形离子迁移谱检测硫化氢的研究 被引量：1

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作者 张永谦 高适 +3 位作者 左国民 张立功 马斌 王学峰 《分析测试学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期239-245,共7页

高场非对称波形离子迁移谱(FAIMS)是一种芯片级高灵敏度快速分析检测技术,其在大气压环境下工作的特点使之受环境影响明显,其中气体的湿度是显著影响因素,湿度的变化可引起迁移区离子反应机理以及迁移过程的变化。该文研究了干燥条件下... 高场非对称波形离子迁移谱(FAIMS)是一种芯片级高灵敏度快速分析检测技术,其在大气压环境下工作的特点使之受环境影响明显,其中气体的湿度是显著影响因素,湿度的变化可引起迁移区离子反应机理以及迁移过程的变化。该文研究了干燥条件下痕量硫化氢的定量检测方法,确定了DF=33%时的检测线性范围与回归方程。利用PTFE管渗透作用,设定水浴温度为40~90℃,考察了不同含量水分对FAIMS检测硫化氢的影响。通过考察不同湿度下硫化氢的FAIMS特征谱图以及特征离子峰,研究了掺杂水分对于硫化氢谱峰峰值、补偿电压以及检测分辨率的影响。结果表明,FAIMS对于硫化氢的检测谱图清晰可见,能够准确定位其特征离子峰。随着气体中水分增多,不同分离电场下的产物离子峰峰值增大,说明湿度增大在一定程度上提高了灵敏度,DF=35%时的检出限为1.43×10^-3 mg/m^3。 展开更多

关键词 高场非对称波形离子迁移谱 掺杂水分 检出限 分辨率

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基于PCB钎焊工艺制作小型双PCB组合式气体FAIMS传感器及其实验研究

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作者 曾鸿达 杜晓霞 +2 位作者 牟家浩 黄介南 李华 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第7期865-872,共8页

为解决FAIMS成本高、工艺复杂等问题,基于PCB钎焊技术,设计制作了一种小型双PCB组合式气体FAIMS传感器。该传感器在PCB极板上设计了U型气孔槽,利用低温焊锡膏将极板隔离并形成离子通道,使板间距控制在0.2 mm,并将针-环离子源、迁移区以... 为解决FAIMS成本高、工艺复杂等问题,基于PCB钎焊技术,设计制作了一种小型双PCB组合式气体FAIMS传感器。该传感器在PCB极板上设计了U型气孔槽,利用低温焊锡膏将极板隔离并形成离子通道,使板间距控制在0.2 mm,并将针-环离子源、迁移区以及检测区进行了组合,组合尺寸为61 mm×57 mm×3.4 mm。针-环离子源中针尖曲率半径为28μm的不锈钢针为放电阴极,PCB极板上3 mm过孔敷铜的铜环作为放电阳极。研究表明,随着射频电压的升高,分辨率从0.3增加到3.9,增加载气湿度能提高谱峰的分辨率,增加载气流速能提高谱峰的灵敏度,加入一定比例的改性剂能够实现同分异构体的分离,且传感器对乙酸乙酯的检出限达到64μg/L,检测时间为6 s。所设计的FAIMS传感器具有造价低、气密性好、分辨率高等特点。 展开更多

关键词 高场非对称波形离子迁移谱 PCB钎焊工艺 气体传感器 针-环离子源

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