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Erklärung des Begriffs "Ionenmobilitätsspektrometrie (IMS)"

Die Ionenmobilitätsspektrometrie (IMS) basiert auf der Tatsache, dass Ionen im elektrischen Feld gegen die Strömungsrichtung eines Gases driften. Die Driftgeschwindigkeit hängt dabei von der Masse und Struktur eines Ions ab. Aufgrund der unterschiedlichen Driftgeschwindigkeiten werden die zu untersuchenden Substanzen durch zeitliche Auflösung getrennt (TOF - Time of Flight). Kernelement eines IMS ist die Driftröhre, die sich in Reaktionsraum und Driftraum unterteilen lässt. Im Reaktionsraum wird die Probe mit einer β^- Strahlung meist aus einer ⁶³Ni Quelle ionisiert. Im Driftraum befindet sich das elektrische Feld (mit Feldstärken von bis zu 1.000 V/cm), welches die Ionen durchfliegen. Am Ende des Driftraums ist der Detektor, der die Ionen registriert. Alle drei Segmente sind durch zwei elektrische Gitter getrennt. Somit kann der Einlass der ionisierten Substanzen genau festgelegt werden.

IMS kann bei Normalbedingungen angewendet werden. Als Driftgas kann Luft verwendet werden. Die zeitliche Auflösung ist so genau, dass man sogar zwischen Isomeren unterscheiden kann. Aufgrund der schnellen und empfindlichen Detektion von verschiedensten flüchtigen Verbindungen und kleiner bzw. tragbarer Bauform ist IMS eine etablierte Analysemethode. Gerade die mobilen Geräte für die Sprengstoff-, Drogen- oder Kampfstoffdetektion sind weit verbreitet. Weitere Anwendungsbereiche finden sich in der Arbeitsplatzüberwachung, Prozesskontrolle und bei der Überwachung von Raumfähren.

Field Asymmetric Ion Mobility Spectrometer (FAIMS) unterscheidet sich von der TOF-IMS durch die Art des elektrischen Feldes. Während bei TOF-IMS ein konstantes Feld von unter 1.000 V/cm angelegt wird, wird bei FAIMS ein asymmetrisches Wechselfeld mit maximalen Spannungen oberhalb von 10.000 V/cm angelegt. Die Driftröhre besteht somit aus zwei Elektroden.