امروزه از منبع يونيزاسيون تخليه كرونا در انواع دستگاه هاي اسپكترومتر جرمي (MS) و يا اسپكترومتر تحرك يوني (IMS) جهت يونيزاسيون نمونه استفاده ميشود. در منابع يونيزاسيون تخليه كرونا در مد منفي كه تا كنون استفاده مي شده، تشكيل يونهاي منفي NOx ميتواند به شدت بر سيگنال حاصل از دستگاه اثر گذاشته و حتي آن را از بين ببرد. از اينرو تاكنون اكثر موارد استفاده از اين منبع در مد مثبت بوده و در موارد خيلي محدود با انجام طراحي هاي خاص و ايجاد شرايط سخت دستگاهي از منبع تخليه كروناي منفي استفاده شده است. در اين اختراع با اعمال طراحي بسيار ساده از تشكيل انواع يونهاي NOx جلوگيري شده و بنابراين علاوه بر ايجاد مقدار زيادي از الكترون و در نتيجه افزايش حساسيت دستگاه، طيفهاي حاصل از دستگاههاي MS و يا IMS بسيار ساده تر و تفسيرپذيرتر بدست مي آيند.

اين اختراع يك محفظه براي ورود نمونه به دستگاه¬هاي آناليز گاز(براي مثال اسپكتروسكوپي تحرك يوني) است.اين قطعه از جنس استيل316 ساخته شده و طراحي آن به گونه¬اي است كه قسمت ورودي گاز، قسمت المنت و قسمت تزريق نمونه در كنار هم و در يك قطعه قرار مي¬گيرند.اين قطعه هم براي تزريق نمونه و هم براي اتصال مستقيم سرنگ ريز¬ استخراج فاز جامد (SPME) به¬دستگاه مناسب مي¬باشد. علاوه بر SPME اتصال روش¬هاي ريز¬ استخراجي چون استخراج به¬روش ريز قطره و استخراج مايع- مايع به روش پخشي و ... با دستگاه به¬راحتي انجام‌پذير مي‌باشد.

اخيرا استفاده از بستر‌هاي متخلخل از جمله كاغذ براي اسپري مايع و تشكيل يون‌ها در فاز گازي استفاده شده كه در روش‌هاي اندازه‌گيري نمونه به روش اسپكترومتر جرمي به¬كار رفته است. كاغذ يا ساير بستر‌هاي متخلخل نقش مهمي‌ براي انتقال حلال بر اساس عملكرد مويينگي خود از طريق ميكروكانال‌هاي سطح دارند. قطعات كاغذ به شكل مثلثي برش داده ميشود واسپري به كمك ميدان الكتريكي‌ ايجاد شده در نوك كاغذ صورت مي گيرد. در روش يونيزاسيون اسپري كاغذ، نمونه روي يك قطعه كاغذ قرار مي گيرد و با اعمال ولتاژ بالا به كاغذ خيس شده يون ها تشكيل مي شود. در اين پژوهش، براي اولين بار استفاده از فيلم نازك استخراجي بر پايه ي آپتامر تثبيت شده روي كاغذ سلولزي به عنوان منبع يونيزاسيون اسپري كاغذ با اسپكترومتر تحرك يوني مورد استفاده قرار گرفته است. هدف از اين تحقيق بررسي آناليز گونه ها با اسپري كاغذ در صورتي كه گونه به صورت انتخاب پذير بر روي كاغذ جذب شده است، مي باشد. كاغذ نه تنها به عنوان منبع يونيزاسيون بلكه به عنوان يك جاذب آپتامري انتخابي عمل مي كند. در اين روش آناليت بر روي يك كاغذ مثلثي شكل با جاذب آپتامري قرار گرفته وسپس واجذب نمونه و فرايند يونيزاسيون با استفاده از حلال شويشي و اعمال ولتاژ به كاغذ صورت مي گيرد.

در طرح پيشنهادي، پس از آماده سازي فاز جاذب (فاز ساكن كروماتوگرافي گازي و يا ديگر جاذب هاي مناسب)، مقدار مشخصي از آن را در مسير عبور گاز حامل قرار ميدهيم. به اين منظور از يك لوله تفلوني (ميتواند از جنسهاي ديگري نيز استفاده شود) به طول چند سانتيمتر و با قطر چند ميليمتر استفاده شد. اين لوله، خروجي محفظه تزريق دستگاه را به ورودي ناحيه يونيزاسيون سل IMS متصل ميكند. براي انجام فرايند جداسازي آناليت از حلال، ابتدا محلول نمونه در محفظه تزريق دستگاه به بخار تبديل شده و سپس به كمك گاز حامل از ميان جاذب عبور ميكند. در اين قسمت، آناليت و حلال با توجه به ضرايب تقسيم متفاوت خود با جاذب، از يكديگر جدا ميشوند، به صورتيكه ابتدا حلال به ناحيه يونيزاسيون وارد ميشود و بعد از يك تاخير زماني مناسب (چند ثانيه) آناليت وارد ناحيه يونيزاسيون دستگاه خواهد شد. بنابراين، بر خلاف روشهاي پيشين ذكر شده، آناليت بدون حضور و مزاحمت رقابتي حلال، مورد آناليز قرار خواهد گرفت.

در اين اختراع از سيستم واجذب گرمايي استخراج جذبي ميله چرخان با پوشش پليمرهاي جاذب با طيف سنج تحرك يوني(TDU-SBSE-IMS) جهت آناليز نمونه هاي استخراج شده مورد استفاده قرار گرفته است. بدين صورت كه در مدت زماني مشخص ميله چرخان، استخراج از محلول هاي آبي را انجام داده و سپس به درون محفظه دستگاه قرار داده مي شود و دو بازو بر روي يك ديگر قرار گرفته مي شوند، با توجه به قرار گيري المنت، محيط درون دستگاه گرم شده و موجب آزاد سازي ماده جذب شده از سطح پليمر پوشش داده شده بر روي ميله چرخان مي گردد و همچنين با ورود گاز به اين محفظه بسته باعث انتقال نمونه هاي آزاد شده به سر سوزن و از آنجا به سمت دستگاه طيف سنج تحرك يوني شده در نتيجه، اين مواد آزاد شده به منبع تخليه كرونا طيف سنج تحرك يوني وارد شده و با توجه به اينكه در اين منبع تخليه الكتريكي صورت مي گيرد باعث يونيزه شدن نمونه مي گردد و با ولتاژ بسيار بالايي كه در محيط رانش دستگاه اعمال مي شود يون شتاب گرفته و در نهايت توسط دتكتور فنجانك فارادي ايجاد سيگنال كرده و شناسايي مي گردد.

در اين طرح كوپل دو تكنيك مهم در آناليز مواد شيميايي انجام شده است . اين دو تكنيك عبارتند از: 1- تكنيك كروماتوگرافي گازي Gas Chromatography,GC كه يكي از تكنيك هاي قوي جداسازي تركيبات شيميايي مي باشد و 2- تكنيك اسپكترومتر تحرك يوني Ion Mobility Spectrometry,IMS كه بر پايه سرعت حركت يون هاي فاز گازي در يك ميدان الكتريكي استوار مي باشد و به عنوان آشكارساز بسيار حساس و سريع جهت شناسايي و اندازه گيري تركيبات مختلف مورد استفاده قرار مي گيرد. در اين طرح نخستين بار در دنيا، دستگاه GC-IMS به گونه اي طراحي و ساخته شده است كه نمونه در زمان بسيار كوتاهي پس از آشكارسازي از دستگاه خارج شود. به عبارت ديگر اثر حافظه براي دستگاه بسيار كم مي باشد به گونه اي كه آناليز نمونه هاي خارج شده از دستگاه GC يكي پس از ديگري قابل انجام مي باشد و هر تركيب در آناليز گونه هاي ديگر مزاحمتي ندارد و يا كمترين مزاحمت را داراست. در اين اختراع ، با عبور ستون كاپيلاري GC از داخل سوزن كرونا علاوه بر سادگي در نحوه ورود نمونه با سل IMS باعث افزايش حساسيت سيستم ميشود. همچنين باطراحي ويژه قطعه Inter face بصورت T شكل براحتي گاز Makeup وارد سوزن كرونا شده و با عبور از اطراف ستون GC نمونه خارج شده از سر ستون را به مركز ناحيه يونش (تخليه كرونا) منتقل مي نمايد.

در اين طرح نخستين بار در ايران كوپل دو تكنيك مهم كروماتوگرافي مايع Liquid Chromatography, LC و تكنيك اسپكترومتر تحرك يوني Ion Mobility Spectrometry, IMS انجام شده است. روش IMS بر پايه سرعت حركت يون هاي فاز گازي در يك ميدان الكتريكي استوار مي باشد و به عنوان آشكار ساز بسيار حساس و سريع جهت شناسايي و اندازه گيري تركيبات مختلف مورد استفاده قرار مي گيرد. در اين طرح، دستگاه LC-IMS به گونه اي طراحي و ساخته شده است كه سوزن الكترو اسپري بيرون از گرمكن سل IMS قرار مي گيرد كه اين عمل باعث جلوگيري از تبخير حلال در داخل سوزن و در نتيجه از رسوب كردن نمونه مورد آناليز در داخل سوزن جلويري مي شود همچنين استفاده از گاز حلال زدايي گرم علاوه بر گاز رانش جهت افزايش سرعت تبخير حلال از خوشه هاي يوني توليد شده توسط منبع الكترواسپري مي باشد. سيستم LC-IMS توسط تركيبات شيميايي استاندارد از جمله تستسترون مورد آزمايش قرار گرفته و پس از رفع نواقص، از دستگاه ساخته شده در جهت آناليز تركيبات شيميايي مختلف موجود در نمونه هاي بيولوژيكي بهره برداري مي شود. همچنين اين دستگاه باعث افزايش توانايي سيستم IC جهت آناليز همزمان تركيبات متنوع با خاصيت پروتون خواهي و يا الكترون خواهي مي شود.

در اين طرح نخستين بار در دنيا منبع يونيزاسيون پلاسماي دماي پايين (Low temperature plasma) در دستگاه اسپكترومتر تحرك يوني (LTP-IMS,Ion mobility spectrometry) به گونه اي طراحي و ساخته شده است كه بدون مراحل آماده سازي نمونه امكان آناليز مستقيم تركيبات مختلف بصورت گاز، مايع و يا جامد را فراهم مي سازد. پلاسماي دماي پايين (LTP) با ايجاد يك پتانسيل بالاي AC و (3-5KV) بين دو الكترود كه در داخل و خارج يك لوله شيشه اي تعبيه شده است ايجاد مي گردد با داشتن جرياني از گازهاي هليم، آرگون، نيتروژن و يا هوا در داخل لوله شيشه اي يونش مولكول هاي گاز اتفاق افتاده و منجر به توليد پلاسماي سرد مي گردد. چنانچه آناليت به شكل گاز باشد مستقيما با يون هاي واكنشگر واكنش داده و به يون تبديل مي شود و در صورتي كه نمونه به فرم مايع و يا جامد نيز باشد با برخورد يون هاي موجود در پلاسما به سطح نمونه، عمل واجذبي همراه با يونيزاسيون مولكول هاي آناليت انجام مي پذيرد. امتياز مهم اين روش يونيزاسيون استفاده از آن در آناليز مستقيم مواد شيميايي مختلف شامل داروها، مواد منفجره و ساير آلاينده هاي زيست محيطي باقيمانده بر روي سطح انواع بستر ها ، حتي انگشت انسان بدون هيچ خطري از جمله شوك الكتريكي و يا انتقال حرارت مي باشد.