Arbeitsprinzip der GC-IMS Technologie

Ionen-Mobilitäts-Spektrometrie (IMS) ist ein analytisches Verfahren zur Bestimmung individueller flüchtiger Verbindungen in Gasgemischen. Die Separation basiert auf spezifischen Flugzeiten, die ionisierte Substanzen für eine bestimmte Strecke (drift tube) in einem definierten elektrischen Feld benötigen.

Im Vergleich zu anderen Techniken wie z.B. TOF-MS, diffundieren die Ionen bei Atmosphärendruck gegen ein inertes Drift-Gas. Die Flugzeit der Ionen einer Substanz wird durch ihre molekulare Masse und geometrische Struktur bestimmt, so dass auch Isomere voneinander getrennt werden können. Zur Detektion wird der Ionenstrom mittels Elektrometer gemessen. Die Ionisierung der Gasmoleküle kann verschiedenartig erzielt werden:  G.A.S. setzt eine weiche Ionisierung mittels eines schwachen ß-Stahler aus Tritium (H3) ein (unterhalb der Freigrenze der IAEA bzw. EURATOM-Direktive 96/26). 

Die 3H-Quelle erzeugt in einem ersten Schritt durch eine Kaskade von Reaktionen Reaktionsionen ausgehend von der Elektronenemission des β-Strahlers mit dem Driftgas [1]. Das Ergebnis, der sog. Reaktionsionenpeak (RIP), repräsentiert die Gesamtmenge an bereitstehenden Ionen. In Stickstoff und Luft entstehen H+(H2O)n und O2-(H2O)n als Reaktionsionen. Die chemische Ionisierung von Analyten mittels Reaktionsionen führt zur Ausbildung von spezifischen Analytionen, wenn die Protonenaffinität des Analyten höher ist als die von Wasser (691kJ/mol).

Dies ist typischerweise für alle organische Substanzen mit Heteroatom der Fall.

 [1] Eiceman, G. and Karpas, Z., Ion Mobility Spectrometry, ISBN 0-88493-2247-2