[發明專利]用于質譜儀的脈沖進樣裝置及質譜設備

有效

• 申請號: 201610278831.4
• 申請日: 2016-04-28
• 公開（公告）號: CN105789020B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 余泉;張建超;倪凱;錢翔;王曉浩
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳研究生院
• 主分類號: H01J49/04
• 分類號: H01J49/04;H01J49/26
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司44223
• 代理人: 王震宇

技術領域

本發明涉及分析儀器領域，特別是涉及一種用于質譜儀的脈沖進樣裝置及質譜設備。

背景技術

質譜儀(Mass Spectrometer,MS)是一類將物質分子離子化，按質荷比進行分離并檢測其強度來做定性定量分析的儀器。一臺完整的質譜儀主要由進樣系統(包括離子源和離子傳輸系統)、質量分析器、信號檢測系統和真空系統組成。質譜儀的離子進樣系統包括離子源和離子傳輸裝置，其負責從樣品產生氣相離子并將樣品傳輸到質量分析器中進行檢測。離子進樣系統性能的好壞關系到質譜儀的靈敏度、分辨率等主要指標的好壞。

在小型質譜儀中，由于體積限制，一般只設一級真空腔，當液體樣品以大流量連續進樣時，將會破壞真空腔內的真空度，從而大大降低小型質譜儀的靈敏度。

為了保證進樣時小型質譜儀中的真空度，現有的一個解決方案是采用內徑小的毛細管進行進樣，減小單位時間進入真空腔和質量分析器中的樣品。但這種方法不利于得到較強的質譜信號。

為了保證進樣時小型質譜儀中的真空度，另外一個被廣泛采用的解決方案是采用DAPI(非連續大氣壓下接口)的進樣方式，電離產生的氣相離子通過DAPI中間的閥脈沖式地進入到真空腔及質量分析器內。

發明內容

本發明的主要目的在于克服現有技術的不足，提供一種用于質譜儀的脈沖進樣裝置，其結構簡單，控制方便可靠，能夠實現質譜儀的脈沖進樣，保證進樣過程中小型質譜儀的真空度，同時能夠提高質譜儀的靈敏度和信號強度。另一目的是提供一種具有該脈沖進樣裝置的質譜設備。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種用于質譜儀的脈沖進樣裝置，包括中空毛細管、離心管、驅動機構以及控制模塊，所述驅動機構由所述控制模塊控制，所述驅動機構的驅動作用使得所述離心管與所述中空毛細管之間發生相對運動，以使所述中空毛細管的尖端與所述離心管中的樣品溶液接觸而進樣或脫離所述離心管中的樣品溶液，其中所述驅動機構的驅動方式經控制以使得所述中空毛細管實現脈沖式進樣。

進一步地：

還包括毛細管支撐固定機構，所述驅動機構為驅動所述離心管進行運動的離心管驅動機構，所述中空毛細管固定在所述毛細管支撐固定機構上。

所述離心管驅動機構包括步進電機、絲桿、絲桿螺母以及離心管支撐板，所述步進電機耦合到所述絲桿，所述絲桿螺母安裝在所述絲桿上，所述離心管支撐板固定在所述絲桿螺母上，所述離心管安裝在所述離心管支撐板上，所述絲桿與所述絲桿螺母將所述電機的轉動轉化為所述離心管支撐板的直線運動，所述離心管支撐板承載所述離心管與所述中空毛細管之間發生所述相對運動。

所述絲桿豎立地布置，所述離心管支撐板水平地固定在所述絲桿螺母上，所述絲桿與所述絲桿螺母將所述電機的轉動轉化為所述離心管支撐板的上下直線運動，所述中空毛細管通過所述毛細管支撐固定機構豎立地布置在所述離心管的上方，所述離心管支撐板帶動所述離心管上下運動以實現其與所述中空毛細管之間的所述相對運動。

所述毛細管支撐固定機構包括豎立地布置的滑桿、固定在所述滑桿的上端的接頭支撐板以及安裝在所述接頭支撐板上的毛細管連接頭，所述中空毛細管固定在所述毛細管連接頭上，所述離心管支撐板上開設有滑桿通孔，所述滑桿穿過所述滑桿通孔，從而使所述離心管支撐板可沿所述滑桿上下滑動。

所述離心管支撐板的所述滑桿通孔上安裝有直線軸承，所述直線軸承外側與所述離心管支撐板過盈配合，所述直線軸承內側的滾珠與所述滑桿滾動接觸。

所述毛細管連接頭為中通結構，所述毛細管連接頭通過外螺紋與所述接頭支撐板上開設的螺紋孔固定連接，所述中空毛細管從所述毛細管連接頭中間穿過并受所述毛細管連接頭約束而固定，優選地，所述毛細管連接頭包括一端手擰用的圓環和另一端漸小的錐形結構，所述錐形結構上設有用于與所述支撐板旋緊配合的外螺紋。

所述中空毛細管與所述毛細管連接頭之間設置有毛細管套管，所述毛細管套管為可變形的材料，或者所述毛細管套管與所述毛細管連接頭均為可變形的材料，以使所述中空毛細管能夠對于所述毛細管連接頭進行上下位置調整，優選地，所述毛細管套管為橡膠材料，所述毛細管連接頭為PEEK或聚四氟乙烯材料，所述中空毛細管為石英毛細管。

所述控制模塊包括直流電源、信號發生器和電機驅動器，所述直流電源通過所述信號發生器連接電機驅動器，所述電機驅動器對信號發生器產生的控制信號進行調制，生成驅動信號，并將驅動信號輸出至所述步進電機。

一種質譜設備，包括質譜儀和連接至所述質譜儀的離子源的進樣裝置，所述進樣裝置為所述的脈沖進樣裝置。