^{طیف سنجی تحرک یونی نوع ساده شده طیف سنجی زمان پرواز  است که در فشار اتمسفر کار می کند. کاربرد اصلی این روش در تشخیص و آنالیز گونه های شیمیایی گازی، مایع و جامد است. حساسیت تکنیک در حد نانوگرم و ppb و سرعت آنالیز در حد چند ثانیه است. تزریق نمونه به دستگاه بسیار ساده و اغلب مستقیم و بدون آماده سازی. این دستگاه در تحقیقات علمی و تشخیص گازهای سمی، سموم غذایی و دارو ها کارایی بالا دارد.}

^{در این نوع طیف سنجی ابتدا نمونه به بخار تبدیل شده و مولکولهای آن باردار می شوند. یونها در یک لوله رانش (Drift Tube) توسط میدان الکتریکی رانده می شوند. سپس یونها با عبور از یک شاتر گرید (shutter Grid) بصورت دسته ای وارد ناحیه رانش می شوند. در آنجا نیز تحت میدان الکتریکی در فشار اتمسفر رانده می شوند. یونهای کوچک با سرعت بیشتر و یونهای بزرگ با سرعت کمتری رانده می شوند. بدین ترتیب یونهای مختلف در طی حرکت از هم جدا شده و به ترتیب به آشکار ساز می رسند و طیف تحرک یونی را پدید می آورند. زمان هر پیک نشان دهنده نوع ماده و شدت آن مقدار ماده را می دهد. شمای دستگاهIMS در شکل زیرآمده است. سرعت یونها از روی زمان پیک بدست می آید که تحرک یونی را نشان میدهد و از روی آن به نوع گونه می توان پی برد.}

^{IMS یک روش آنالیز دستگاهی است که تا حدی می توان آنرا مشابه دستگاه گاز کروماتوگرافی GC دانست با این تفاوت که نمونه تزریق شده به دستگاه پس از تبخیر یونیزه شده و سپس یونها در یک ستون حاوی گاز حرکت داده می شوند. یونها با سرعتهای متفاوت حرکت  کرده و در راه از هم جدا می شوند. ستون یا لوله ی اصلی از دو قسمت اصلی ناحیه یونش و ناحیه رانش (دریفت) تشکیل شده که توسط یک  شبکه به نام شاترگرید از هم جدا شده اند. نمونه مورد آنالیز پس از تبخیر بهمراه گاز حامل وارد ناحیه یونش شده و در آنجا با استفاده از ولتاژ بالا باردار می شود. یونها بدلیل وجود میدان الکتریکی به سمت  کلکتور حرکت می کنند اما شاتر گرید مانع نفوذ آنها به ناحیه رانش می گردد.}

 

ورود نمونه  به دستگاه

^{برای یونیزه کردن نمونه، ابتدا  باید آنرا به فرم گازی تبدیل کرد. برای این منظور نمونه های جامد باید حرارت داده شده تا بخار شوند. این کار در قسمت تزریق نمونه دستگاه (Injection Port) که تا دمای 250 درجه گرم می شود انجام می پذیرد. برای مایعات تنها بخار آنها مناسب است که در بسیاری از موارد پس از رقیق سازی مناسب مورد استفاده قرار می گیرد. گازها مستقیما به دستگاه تزریق می شوند.}

 

فرایند یونیزاسیون

^{یونها از طریق یونیزاسیون شیمیایی در فشار اتمسفر تولید می شوند. منبع یونیزاسیون معمول در IMS، عنصر رادیواکتیو 63Ni است. اما در این دستگاه هیچ گونه ماده رادیواکتیوی استفاده نشده است و بجای آن تخلیه کرونا بعنوان منبع یونیزاسیون مورد استفاده قرار گرفته است. امتیاز این منبع نسبت به منبع رادیواکتیو، سیگنال به نویز بالاتر و عدم نیاز به مجوزهای قانونی می باشد. این نوع تخلیه با طراحی خاصی انجام شده که طی اختراع شماره  42767 به ثبت رسیده و مقاله آن در مرجع زیر منتشر شده است.}

^{Design and Optimization of a Corona Discharge Ionization Source for Ion Mobility Spectrometry”, M. Tabrizchi, T. Khayamian, Review of Scientific Instruments,71 (2000), 2321-2328.}

^{یونهای اولیه همواره در تخلیه کرونا تشکیل می­شوند که اکثراً H3O+ و NH4+ هستند. این یونها به یونهای واکنشگر(Reactant Ions, RI) معروف هستندکه در واکنش با مولکولهای نمونه  آنها را پروتون دار می کنند.}

^{M + H3O+→ MH+ +H2O}

^{چنانچه آمونیاک در ناحیه واکنش وجود داشته باشد (که معمولا مقادیر جزئی بصورت ناخالصی در گاز وجود دارد) بجایH3O+ یونهایNH4+ تشکیل می شود و آنها مولکولهای نمونه را پروتون دار می کنند. راندمان یونش در این دستگاه به پروتون خواهی ترکیب بستگی دارد. هر چه پروتون خواهی ترکیب از پروتون خواهی آب بیشتر باشد، نمونه بهتر یونیزه شده و حساسیت دستگاه نسبت به آن بیشتر است.}

^{اگر از پلاریته منفی استفاده شود، بسته به نوع گاز، یونهای منفی یا الکترون تولید می شود. در نیتروژن و هلیم خالص الکترون با جریان شدید از مرتبه (100 mA)  تولید می شود. در حضور اکسیژن یونهای O2- و NO2- تولید می شود که در واکنش با مولکولهای نمونه یون منفی تولید می کنند.}

 

تحرک یون

^{اساس شناسایی مولکولها در این تکنیک بر اندازه گیری سرعت حرکت یونها در میدان الکتریکی استوار است. سرعت یونها در میدان به خاصیت تحرک یونی یا (Ion Mobility) بستگی دارد که خود تابع جرم ، اندازه و شکل یون است.یونها در لوله رانش تحت تاثیر میدان الکتریکی با سرعت ثابتی حرکت می کنند. این سرعت به سرعت رانش یا Drift Velocity (vd­) معروف است. سرعت یون با میدان الکتریکیE رابطه مستقیم دارد. بطوریکه:}

 ^V=K.E

^{در این رابطه K ضریب تحرک یونی نامیده می شود که با بار، جرم واندازه یون و گازی که در آن شناور است رابطه دارد. با توجه به سرعت رانش یونها  (vd)در میدان الکتریکی  اعمال شده در طول لوله رانش(E)، می توان تحرک یون (K) را محاسبه کرد. این ضریب هر گونه یونی جزء خواص ذاتی آن یون بوده و مانند اثر انگشت برای شناسایی آن  بکار میرود.}

 

روش شناسایی ترکیبات

^{هر ماده یون های منحصر به بفردی تولید می کند که مجموعاً طیف تحرک یونی را می سازند.}