CN102129949B - 用于更换质谱仪中的离子源的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于更换质谱仪中的离子源的系统和方法。具体地，本发明提供了一种更换质谱(MS)系统中的离子源的方法，该质谱系统包括离子源、容纳离子源的真空室以及联锁室，该离子源包括电离腔、至少一个电离元件和至少一个聚焦元件。所述方法包括：打开联锁室和真空室之间的阀门；将离子源通过打开的阀门移动到联锁室中，并且关闭阀门；以及将离子源从联锁室取出。离子源还可以包括用于以基本一个动作插入对接台中的装置，其中，该对接台在与所述离子源插接后提供用于离子源的操作的、满足需要的电连接。

Description

用于更换质谱仪中的离子源的系统和方法

技术领域

本发明涉及用于更换质谱仪中的离子源的系统和方法。

背景技术

通常，质谱仪测量由样品产生的离子，从而允许识别和定量样品中的分子内容。质谱仪包括离子源，用于对样品进行电离，以用于随后的聚焦、过滤、检测和分析。离子源例如包括离子腔(即，离子源中发生电离的小的部分)、一个或多个电离元件(例如，通常包含诸如钨或铼的细丝、电子反射器、接触引脚和支撑块的结构)以及一个或多个离子聚焦元件(诸如，静电透镜)。透镜和离子腔的内表面随着使用而被污染。此外，电离元件的细丝会在使用多个小时之后断裂，使得整个丝结构，即电离元件，成为质谱仪中最常消耗的。因为质谱仪的灵敏度和性能依赖于包括离子腔和任何聚焦元件以及可工作电离机构(即，具有固体电连接的完整细丝)在内的离子源的清洁度，所以根据常规维护惯例，离子源必须被清洁(完全或部分)并且电离元件必须被更换。

通常，更换过程是非常耗时的，通常最少需要大约4个小时。质谱仪必须被停机，并慢慢冷却和放空，这必然包括损失操作真空。此外，如果允许更换离子源烘烤和平衡8个或更多个小时(例如，整夜)，则其性能提高。常规离子源更换过程所需的大部分时间归咎于提供质谱仪的冷却和放空，然后在更换离子源一旦被安装后进行加热并实现可接受水平的真空和背景。就是说，一旦质谱仪被冷却并放空到大气压之后，用清洁的离子源替换污染离子源或更换丝组件(例如，电离元件)实际所需时间较短。

通常，离子腔可被从质谱仪取出而不用停机和破坏真空(美国专利申请公开No.2009/0242747)。但是，由于结构的复杂性和牢固的电连接的必要性，取出电离元件(例如丝组件)通常需要停机。

发明内容

在一个方面，本申请公开了一种更换质谱(MS)系统中的离子源的方法，所述质谱系统包括所述离子源、容纳所述离子源的真空室、以及联锁室，所述离子源包括电离腔、至少一个电离元件和至少一个聚焦元件，所述方法包括：打开所述联锁室和所述真空室之间的阀门；将所述离子源通过所述打开的阀门移动到所述联锁室中，并且关闭所述阀门；将所述离子源从所述联锁室取出；将更换离子源置于所述联锁室中；通过将所述吹扫气体注入所述联锁室中来吹扫所述联锁室；抽空所述联锁室中的所述吹扫气体，直到所述联锁室内的压力在所述低压值以下；打开所述联锁室和所述真空室之间的所述阀门；以及将所述更换离子源从所述联锁室通过所打开的阀门移动到所述真空室中，并且关闭所述阀门。

在一个方面，本申请公开了一种用于更换质谱(MS)系统中的离子源的控制器，所述质谱系统包括真空室、联锁室和所述离子源，所述离子源包括电离腔、至少一个电离元件和至少一个聚焦元件，所述控制器包括：吹扫装置，用于通过使得吹扫气体被注入到所述联锁室中来吹扫所述联锁室；抽空装置，用于通过如下方式来抽空所述联锁室中的所述吹扫气体：使所述联锁室的至少一个出口阀门被打开用于所述吹扫气体逸出，直到所述联锁室内的压力在预定的低压值以下，同时保持所述真空室内的压力在所述低压值以下；阀门控制装置，用于在抽空所述联锁室之后打开所述联锁室和所述真空室之间的阀门，使得所述离子源能够通过所打开的阀门被移入到所述联锁室中，并且用于在所述离子源处于所述联锁室中之后关闭所述阀门；以及冷却装置，用于通过使冷却气体被注入到所述联锁室中来将所述联锁室中所述离子源冷却到预定温度，所述冷却气体将所述联锁室内的压力调节到预定的高压值以上，使得所述离子源能够被从所述联锁室取出。

在一个方面，本申请公开了一种离子源，包括：离子腔；电离元件，用于在电子冲击或化学电离操作模式下发射电子；以及聚焦元件，其中，整个所述离子源被构造成在大体上一个动作中插入对接台中，其中所述对接台在与所述离子源插接后提供用于所述离子源的操作的满足需要的电连接。

在一个方面，本申请公开了一种离子源组件，包括上述的离子源和与所述离子源以可拆卸方式配合的把手，其中，所述把手被进一步构造成与容器配合，所述容器当与所述把手配合时包封所述离子源。

在一个方面，本申请公开了一种质谱系统，包括：上述的离子源；所述对接台；容纳所述离子源的真空室；联锁室；可操作来使所述真空室向所述联锁室打开的阀门；质量分析器；以及检测器。

根据本发明的各种实施方式，离子源被构造成在大体上一个动作中插入到对接台中或从对接台拔出。因此，可以在不破坏真空的情况下取出离子源。

附图说明

根据下面的详细描述，在参考附图阅读的情况下，将最好地理解示例性实施方式。要强调的是，各种特征不一定是按比例绘制的。实际上，为了清楚起见，可能有意地增大或缩小了尺寸。只要适用和可行，相似的标号指代相似的元件。

图1A、1B和1C是示出了根据代表性实施方式的包括可取出离子源的质谱系统的框图。

图2是根据代表性实施方式的可取出离子源和可回缩转移尖端的透视图。

图3是根据代表性实施方式的可取出离子源和可回缩转移尖端的透视图。

图4是根据代表性实施方式的质谱系统的联锁室和真空室的透视图。

图5是示出了根据代表性实施方式用于从质谱仪取出离子源的方法的流程图。

图6是示出了根据代表性实施方式的吹扫用于从质谱仪更换离子源的联锁室的方法的流程图。

图7A、7B和7C是示出了根据代表性实施方式的抽空用于从质谱仪更换离子源的联锁室的方法的流程图。

图8是示出了根据另一代表性实施方式的用于冷却离子源的方法的流程图。

图9是示出了根据代表性实施方式的用于将离子源更换到质谱仪中的方法的流程图。

图10是示出了根据代表性实施方式的处理单元的功能框图，所述处理单元被编程来执行用于更换质谱仪中的离子源的算法。

图11是示出了常规离子源的功能框图。

图12是示出了根据代表性实施方式的质谱系统的可取出离子源的框图。

图13是示出了根据代表性实施方式的在放空质谱仪之后更换离子源的方法的流程图。

图14A、14B和14C是根据代表性实施方式的保护容器、经改进的盖子和可取出的离子源的透视图。

具体实施方式

本发明的实施方式提供了用于从真空室取出整个离子源而不破坏真空室中的真空的方法，以及提供了可以从质谱系统快速拆下的离子源。在各种实施方式中，离子源被构造成在大体上一个动作中插入到对接台中或从对接台拔出。因此，可以在不破坏真空的情况下取出离子源。

本发明的实施方式不仅允许取出离子腔，而且允许取出包括离子腔、聚焦元件和最易消耗部件(电离元件(例如丝组件))在内的整个离子源。此外，所述各种实施方式通过提供用于更换离子源的清洁存储装置、用于从真空联锁(interlock)室吹扫(purge)污染物的方法和硬件、用于一旦从质谱仪取出热离子源之后快速冷却该离子源的方法和硬件以及用于将更换离子源快速加热到高于操作温度以清除任何污染物的方法和硬件，缩短了一旦安装好清洁的并可工作的更换离子源之后达到分析的峰值性能的时间。例如，通过包括加热器/传感器组件作为可取出离子源的部件，解决快速加热更换离子源的能力。此外，各种实施方式提供了高度自动化以防止设备损伤并防止对于使用者的伤害的更换方法。最后，如果完全“无放空”系统的成本对于某些使用者是不容许的，那么各种实施方式还提供了用于在放空模式下更换整个离子源的方法和设备，而不会存在常规方法和设备所需的断开和重新连接多个导线时涉及的耗时、复杂性和错误风险。在各种实施方式中所描述的离子源(包括腔、透镜和电离元件)可以被取出和安装，而不需要取出任何紧固件或导线连接，并且清洁存储装置的盖子可以用作消除取出或安装清洁、完全可工作的离子源的过程中对于甚至清洁手套的需要的工具。

在下面的详细描述中，为了说明而非限制的目的，阐述了公开具体细节的，以便提供对于根据本发明的实施方式的完全理解。但是，对于受益于本公开的技术人员来说将清楚的是，偏离在此所公开的具体细节的根据本发明的其他实施方式仍然落在所附权利要求的范围内。而且，可以省略对于公知的装置和方法的描述，避免模糊对于示例性实施方式的描述。这样的方法和装置也在本发明教导的范围内。

图1A是示出了根据代表性实施方式的在质谱仪中具有可更换的离子源的质谱系统的功能框图。

参考图1A，质谱系统100a包括联锁室120，所述联锁室120通过阀门140连接到质谱仪(MS)160的主真空室150。MS160还包括可取出的离子源161、分析器/检测器162、包括高真空泵170和低真空泵或前级泵172的真空/泵系统、以及各种电子模块(没有示出)和软件(由处理单元180表示)。入口装置155，诸如气相色谱(GC)装置，通过运输管线156向离子源161提供样品。真空室150例如可以是真空岐管，其容纳可取出的离子源161和用于识别各种样品的分子内容物的分析器/检测器162。

真空室150被密封以保持由真空系统提供的真空。例如，高真空泵170可以是涡轮分子泵或油扩散泵，前级真空泵172可以是旋转叶片泵或隔膜泵。在描绘的实施方式中，如下所讨论的，前级真空泵172既用于对高真空泵170进行前级泵吸，还用于利用阀门142和144抽空联锁室120。

在一个实施方式中，联锁室120和真空室150之间的阀门140是闸门阀。例如，闸门阀140可以通过经由电磁阀打开和关闭的加压管线以气动方式操作，例如需要65-80psi。通常，闸门阀是可靠的，并且包括可靠密封件和故障传感器，所述故障传感器可以用于检测阀门140没有完全打开或没有完全关闭的情况，如将在下面参考图5的框518和524以及图9的框918和926所讨论的。例如，如果供应管线减压，阀门140可能仅仅部分打开或关闭。此外，故障传感器可以检测触发处理单元180以使得到联锁室120中的吹扫和/或冷却气体的引入变得不能的故障状态，这将在下面参考图5和9进行讨论。当然，阀门140可以被实现为各种其他类型的阀门，诸如可电磁操作的闸门阀，蝶阀，球阀，柱塞阀等，这都没有偏离本发明教导的范围。

在各种实施方式中，分析器/检测器162可以包括例如一个或多个质量分析器、分裂装置和检测器。通常，离子源161接收包括待识别的分子的样品，并且电离样品，以将离子提供给质量分析器/检测器162。质量分析器可以是任何类型的质量分析器或多种类型的质量分析器的任何组合，包括例如四极质谱分析器或飞行时间(Q-TOF)质谱分析器，扇形磁场分析器或离子阱分析器。

在可选地利用合适的吹扫气体吹扫并抽空联锁室120之后，通过操作探针110将离子源161经由阀门140移动到联锁室120中，以及通过利用合适的冷却气体冷却联锁室120内的离子源161，可在操作温度和真空被维持的同时，从真空室150取出离子源161。为了成为可取出的，离子源161必须被构造成使离子源161的各种部件上所形成的电连接可以以可取出方式插入与MS160的接口电路(图1A中没有示出)连接的对接台的相应插座中，这将下面参考图12讨论。更换离子源161可以是新的或经清洁的离子源。

在所描绘的实施方式中，吹扫气体和冷却气体是相同的(例如，氮气)，并且从气体源130通过气体输入管线131泵入联锁室120中。在替代实施方式中，可以利用相同或不同的气体，通过各自的输入阀门，从吹扫气体源提供吹扫气体，并从单独的冷却气体源提供冷却气体，这没有偏离本发明教导的范围。

处理单元180被连接(由虚线所示)到各种部件，包括联锁室120、阀门140、入口装置155、质谱仪电子模块、真空系统(例如，高真空泵170和前级真空泵172)、吹扫和冷却气体关断阀(没有示出)、抽空阀142和144、运输管线156、辅助流动模块(没有示出)等等，以使得离子源161的全部或一部分更换过程自动化，并且提供失效安全特征，这将在下面讨论。使用者可以通过图形用户界面181与处理单元180交互，所述图形用户界面181允许使用显示器182和接口装置(未示出)，诸如键盘、鼠标、操纵杆、指轮等等。下面将参考图10更详细讨论处理单元180的实施方式。虽然被单独地描绘，但是应该理解，在不同实施方式中，处理单元180可以被包括在MS160和入口装置155的一个或任意组合中。

在所描绘的实施方式中，离子源161可以与探针110配合，从MS160的接口电路和对接台断开，并以可滑动方式通过打开的阀门140移动到联锁室120中。例如，探针110可以在近端具有把手，并且在远端具有配合机构，诸如弹簧卡子、磁性卡子、锁销卡子或其他类型的卡子。通常，探针110可以穿过联锁室120和阀门140插入到真空室150中，被旋转或被以其他方式操作以利用配合机构与离子源161附接，并穿过阀门140拉出到联锁室120中。在各种实施方式中，探针110可以由使用者手动操作或由控制器(例如，处理单元180)自动操作。

离子源161至少包括离子腔、一个或多个电离元件(例如，丝组件)、一系列透镜或聚焦元件、以及与入口装置155进行接口的装置。在一个实施方式中，离子源161还包括内部加热器和传感器，用于帮助对更换离子源161加热达烘烤时间段的时间长度，这将在下面参考图9的框928讨论。根据代表性实施方式，离子源161的实施例由图12提供，其描绘了可取出的离子源1260和相应的对接台1280。此外，更换离子源161可以例如被存储在具有干燥剂的瓶或容器中，并且例如，盖子可以被配置来利用与探针110相同类型的连接固定离子源161。图14A到图14C示出了根据代表性实施方式的保护容器、盖子和可取出离子源的透视图。容器和盖子将更换离子源161密封并悬挂在容器内，以保持更换离子源161的超洁/干燥状态，直至插入。

离子源161的电离元件是可消耗的，因此具有有限的寿命。为了防止电离元件在分析期间失效，从而导致不期望的停机时间和样品损失，通常执行常规的维护来更换电离元件。常规地，更换电离元件需要与清洁离子源161相同的冗长保养过程。由于此预期的停机时间，所以虽然离子源161可以包括两个电离元件，但是使用者可能决定不在失效时立即更换首先失效的电离元件。但是，根据各种实施方式的可取出离子源161提供了使得清洁的离子源被安装(或者，例如仅仅一个电离元件或其他部件被更换)并且在短的时间段内(例如，约三十到六十分钟)准备好并以完全的灵敏度运行的能力。

根据MS160的操作模式，从离子源161的电离元件的丝发射出的电子可以使分析物电离以及分裂，例如如在电子轰击(EI)操作模式中。但是，在化学电离(CI)操作模式中，从丝发射出的电子优先电离二次试剂气体的分子，诸如甲烷、氨气、异丁烯等等。试剂气体离子随后电离分析物，根据分析物的性质产生正的以及负的分析物离子。注意，离子源161的结构可以根据其是EI离子源还是CI离子源而稍微地变化。例如，CI离子源中的孔尺寸较小，在CI离子源中连接在一起的某些透镜元件在EI离子源中是分离的，在EI离子源中使用的主要材料(例如镍铬合金材料Inconel)不同于在CI离子源中使用的主要材料(例如钼)等等。但是，因为基本结构基本相同，所以不管是离子源161是EI离子源、CI离子源还是另一种具有相容构造的离子源，如上所讨论的，离子源161可以以可取出的方式插入对接台(不用放空真空室150)。因此，根据各种实施方式，离子源161可以被替换为同一类型或不同类型的新的或清洁的离子源，这没有偏离本发明教导的范围。

例如，入口装置155可以是任何类型的被构造来控制向MS160输入样品的装置，诸如GC装置或直接插入的实心探针。真空室150包括运输管线156，其用于将离子源161与入口装置155连接。例如，当入口装置155是GC装置时，GC柱通过运输管线156插入，所述运输管线156被构造为具有在实体上插入离子源161的相应开口中的尖端。运输管线156被固接(真空密闭)到真空室150，并且GC柱可以穿过运输管线156滑动，以与真空室150内的离子源161配合。GC柱被固接(真空密闭)到运输管线156的GC端。

图1B是示出了根据另一代表性实施方式的在质谱仪中具有可更换离子源的系统的功能框图。

图1B描绘了质谱系统100b，所述质谱系统100b包括联锁室120，所述联锁室120通过阀门140连接到MS160的主真空室150。MS160还包括可取出的离子源161、分析器/检测器162、包括高真空泵170和低真空泵或前级泵172的真空/泵系统、以及各种电子模块(没有示出)和软件(由处理单元180表示)。入口装置155，诸如GC装置，通过运输管线156向离子源161提供样品。真空室150例如可以是真空岐管，其容纳可取出的离子源161和用于识别和定量分析物样品的分析器/检测器162。

例如，高真空泵170可以是涡轮分子泵或油扩散泵，前级真空泵172可以是旋转叶片泵或隔膜泵。但是，与图1A的质谱系统100a不同，质谱系统100b的联锁室120包括单独的、专用低真空泵175，其用于通过阀门145抽空联锁室120，所述低真空泵175也可以是例如旋转叶片泵或隔膜泵。专用低真空泵175的使用提高了联锁室120的抽空操作的效率，因为两个阀门142和144被一个阀门145代替，由此消除了泵吸联锁室120时的步骤。例如，因为当使用专用低真空泵175时在联锁室120的抽空期间没有不利地影响高真空泵170的性能的危险，所以不仅该过程中的步骤被消除，而且由于单个阀门145可以是高导通阀门，用于抽空联锁室120所需的时间也被减少了。

图1C是示出了根据另一代表性实施方式的在质谱仪中具有可更换离子源的系统的功能框图。

图1C描绘了质谱系统100c，所述质谱系统100c包括：MS160；联锁室120，其通过阀门140连接到MS160的主真空室150；以及入口装置155，其用于通过运输管线156向MS160的可取出离子源161提供样品，这些如上面参考图1A和图1B所讨论的。MS160包括真空/泵系统，所述真空/泵系统包括高真空泵170和低真空泵或前级泵172。

在质谱系统100c中，例如，在图1A中描绘的两通阀门142和144被一个三通阀门147代替，所述三通阀门147布置在前级真空泵172和高真空泵170之间。阀门147包括朝向联锁室120的常闭端口和朝向前级真空泵172的公共端口。在本实施方式中，阀门147是高导通性的，因此不会限制在正常操作期间对高真空泵170进行前级泵吸所需的功能。

在联锁室120的抽空期间，三通阀门147被针对高真空泵170关闭，并且对于联锁室120打开指定的时间长度。例如，在此第一时间期间，阀门147被切换，就在需要将阀门147切换回到高真空泵170之前，联锁室120迅速从大气压抽空到刚好低于约1托。高真空泵170能够忍受短时间的密封无前级泵吸，在该段时间期间，前级管线(foreline)压力增高，但是不会有害地影响性能或可靠性。根据高真空泵170的类型和尺寸，当前级管线的压力达到预定水平(例如，用量表(没有示出)测量)时，需要恢复前级真空泵172的前级泵吸功能。

因此，图1C描绘了如下的构造：三通阀门147被打开和关闭短的时间长度，以交替地抽空联锁室120，同时维持高真空泵170的正常操作，直至联锁室120被抽空到打开阀门140所需的水平。阀门147然后在前级泵172和高真空泵170之间保持打开，这是阀门147的正常操作位置。与图1A中的质谱系统100a不同，无需为了保护高真空泵170通过低导通路径缓慢抽空联锁室120，所述高真空泵170对于联锁室120的抽空流程也是敞开的。相反，因为阀门147允许高真空泵170被完全隔离一定时间长度，所以联锁室120在利用单个前级泵的情况下被更快和更高效地抽空。

图2是代表性离子源161和运输管线156的连接部分的透视图。离子源161包括孔210，所述孔210被构造来接收运输管线156(其可以被加热)的可回缩的运输尖端220，以可操作地连接离子源161和入口装置155。运输管线156经由法兰244(如图3所示)连接到真空室150一侧，保持真空室150内的真空，并且运输尖端220通过风箱结构(bellows)230(如图3所示)横向(当在图2和3中观察时)移动。在一个实施方式中，利用手动致动的杆，使运输尖端220伸入孔210中，用于与离子源161连接；以及从孔210回缩，允许取出离子源161。但是，在替代实施方式中，运输尖端220可由各种其他装置手动地或通过控制器(例如处理单元180)自动地移动，诸如电动机、凸轮、气动缸等等，这不偏离本发明教导的范围。例如，运输尖端220的移动可以由平行于运输管线156的运动轴线布置的气缸(没有示出)以及受例如三通电磁阀控制的压力管线提供。在代表性实施方式中，气缸可以是单一动作、由弹簧返回的气缸，例如由螺线管致动。

图3是代表性离子源161和运输管线156的连接部分的透视图，其处于“外出”位置，使得运输尖端220与离子源161脱离。图3包括离子源161的经横向剖开的一部分，并且示出了孔210，所述孔210可以包括用于引导伸入的运输尖端220的基本圆锥形的插入物。GC柱在被容纳在风箱结构230中的运输尖端220内部。如上所述，运输尖端220可以通过孔210伸入离子源161以及从离子源161回缩。当然，可以包括回缩运输管线156和/或运输尖端220的其他手段，这没有偏离本发明教导的范围。

除了清洁离子源161之外，MS160的灵敏度还依赖于可回缩运输尖端220和GC柱相对于离子源161的离子腔的内表面的内径的位置，以及离子源161的离子腔内的压力。因此，运输尖端220和GC柱穿过固定导通性的短管状孔210，并且终止于离子源161内确定的位置。

图4是根据代表性实施方式的质谱系统的联锁室和真空室的透视图。

参考图4，示出了处于打开位置的联锁室120，其通过铰链部分351连接到真空室150的延伸部分151的前外面。当处于关闭位置时，联锁室120和真空室150经由延伸部分151形成气密密封。在各种实施方式中，可以包括将联锁室120与真空室150和/或延伸部分151连接的其他手段，这没有偏离本发明教导的范围。联锁室120包括内部部分321，其被示出为大致圆筒形形状，但是可以包括其他形状，这没有偏离本发明教导的范围。在取出过程中离子源161被移入到内部部分321中。真空室150也包括内部部分352。

联锁室120的内部部分321和真空室150的内部部分352可以通过阀门140的操作连通，所述阀门140在代表性实施方式中被描绘为气动闸门阀，但是在各种实施方式也可以包括其他类型的阀门。阀门140包括阀门开口141和闸门143，所述闸门143通过横跨阀门开口141滑动而打开和关闭。闸门143的操作可以例如由处理单元180控制。为了透视，示出了处于部分打开位置的闸门143。当闸门143处于完全打开位置时，在联锁室120的吹扫和抽空之后，离子源可以被从真空室150移入到联锁室120中，这将在下面讨论。

离子源161被示出为处于取出位置，在该取出位置上，其被附接到探针110的远端。如所描绘的，离子源161可能是受污染的离子源，或需要新的丝组件或其他部件的离子源，其刚刚被从真空室150移入到联锁室120中，然后在联锁室120打开了之后被向前推出联锁室120，使得使用者能够在实体上将离子源161与探针110断开(例如根据下面参考图5所描述的方法)。或者，图4中的离子源161可以是清洁或新的更换离子源，其刚刚被附接到探针110上，以允许离子源161插入真空室150中(例如根据下面参考图9所描述的方法)。在离子源161被拉入到联锁室120中之后，联锁室120然后被闭合到真空室150上，以穿过阀门140插入离子源161。图4清楚地示出了离子源161的孔210，其被构造来在离子源161一旦被置于真空室150内时接收可回缩运输尖端220。

图5是示出了根据代表性实施方式用于从质谱仪取出离子源的方法的流程图。在各种实施方式中，图5所示的方法的全部或一部分可以在例如由处理单元180执行的软件算法的控制下，自动地实施，这没有偏离本发明教导的范围。

方法开始于框510，其中接收到从MS160取出离子源161的请求。例如，使用者可以通过GUI181发出命令，通知系统100离子源161将被取出。在一个实施方式中，使用者可以响应MS160提供的例如基于离子源161的累计使用时间或操作效率或操作状态的某些测量值离子源161需要被更换的信息、警告或其它指示。例如，离子源161的一个或多个电离元件(例如，丝组件)可以指示故障，或者MS160可以分析最近的调整文件并指示清洁将是有利地。

作为响应，在框512中，离子源161和/或MS160做好取出离子源161的准备。例如，离子源161的离子源热区，透镜和电离元件可以被关断，并且分析器/检测器162的四极和/或其他过滤装置可以被设为预定的烘烤温度(例如200℃)。而且，处理单元180可以询问使用者来确认联锁室120在阀门140处闭合或以其他方式附接到真空室150上。在一个实施方式中，处理单元180接收来自联锁室120或远程传感器(没有示出)的指示联锁室120闭合和密封的时间的信号。然后，如果处理单元180还没有接收到这样的信号，则取出离子源161所需的后续动作将被阻止或禁止，和/或故障将例如被指示在显示器182上。

框514指示吹扫操作，其中，利用由气体源130供应的吹扫气体吹扫联锁室120。吹扫操作的目的是在操作阀门140之前从联锁室120去除湿气、空气和污染物。这是因为在抽空操作之后，如下所述，联锁室120内的压力可以仍然比真空室150内的压力高10到100倍，在所述真空室150中，MS160的各种元件，包括运输管线156，仍是热的。因此，重要的是，不管闸门140何时打开，使得氧气、水等的浪涌最小化，以避免对于离子源161、分析器/检测器162等等的损坏。如上所述的，吹扫操作可以被完全自动化(例如在处理单元180的控制下)，完全手动(例如通过手动操作阀门和压力计的监视)，或两者的组合，这没有偏离本发明教导的范围。

根据代表性实施方式，示例性的吹扫操作被描绘于图6中。参考图6，在框620中，连接联锁室120和气体源130的吹扫气体阀门被打开，允许吹扫气体经由气体输入管线131进入联锁室120。例如，吹扫气体可以是干氮气，但是也可以使用其他气体或其他气体的组合。在框622中，利用压力计(没有示出)监视联锁室内的压力，以便相对于压力达到各种预定的水平所需对时间探明联锁室120内的压力。

基于这样的监视，在框624判断是否在预定的第一时间段内压力超过预定目标值。例如，吹扫气体阀可以被打开约60秒，在此时间期间，判断是否在约5秒的预定第一时间段内联锁室120内的压力超过约760托的目标值。如果在第一时间段内压力没有超过预定目标值(框624：否)，则在框625中例如在显示器182上指示故障。

如果在第一时间段内压力超过预定目标值(框624：是)，则在框626中判断联锁室120内的压力是否在预定的第二时间段上被保持在预定目标值。例如，可以判断联锁室120内的压力是否保持在约760托的目标值(或接近约760托的目标值)至少约60秒的预定的第二时间段，或者判断吹扫气体阀保持打开多长时间。

如果压力没有被保持在预定目标值长达预定的第二时间段(框626：否)，则在框625中例如在显示器182上指示故障。如果压力保持在目标值或接近目标值长达预定的第二时间段(框626：是)，则在框628中吹扫气体阀被关闭，并且该方法回到图5。如上所述的，吹扫气体阀的打开和关闭以及压力和时间的监视可以被完全自动化、完全手动或两者的组合，这没有偏离本发明教导的范围。

再次参考图5，框516指示抽空操作，其中，联锁室120中的吹扫气体被抽空，并且使得联锁室120内的压力更接近真空室150内的低压(例如，真空)，但是联锁室120中的压力可以仍然比真空室150中的压力高10到1000倍。然后，可以在框518中打开阀门140，同时基本保持真空室150内的低压(例如，真空)。就像框514指示的吹扫操作一样，由框516指示的抽空操作可以被完全自动化(例如在处理单元180的控制下)，完全手动(例如通过手动操作阀门和压力计的监视)，或两者的组合，这没有偏离本发明教导的范围。

图7A、7B和7C是示出了根据代表性实施方式的抽空用于从质谱仪取出离子源161的联锁室120的可供选择的示例性方法的流程图。代表性方法依赖于系统100的构造。具体地，当系统100包括单个前级泵(例如前级泵172，如图1A所示)，用于创建联锁室120中的低压和用于真空室150的高真空泵170的前级泵吸时，可以实施图7A所示的方法。当使用单个前级泵172时，联锁室120具有两个气体抽空阀，具有节流口的阀门142(例如排气阀)和没有节流口的阀门144。当系统100包括多个前级泵(例如前级泵172和175，如图1B所示)，使得联锁室120和真空室150的高真空泵170分别具有相应的专用前级泵时，可以实施图7B所示的方法。当使用多个前级泵时，联锁室120可以具有一个没有节流口的气体抽空阀145。当系统100包括通过三通阀147连接到高真空泵170的单个前级泵(例如前级泵172，如图1C所示)时，可以实施图7C所示的方法。

参考图7A，在框722打开联锁室120的第一气体抽空阀142，使得吹扫气体被前级泵172从联锁室120泵吸，并且通过泵过滤器作为排气输出。第一气体抽空阀142可以是排气阀，例如具有约10-3l/s的节流口，限制流出联锁室120的吹扫气体的流量。在框724中，利用压力计(没有示出)监测联锁室120内的压力，以便判定联锁室120内的压力降到预定目标值的时间。

基于该监测，在框726中判断压力是否在预定的第一时间段内降到低于预定的第一目标值。例如，联锁室120中的压力应该在约10秒内降到约760托以下的压力。如果压力没有在预定的第一时间段内降到低于预定的第一目标值(框726：否)，则在框725中例如在显示器182上指示故障。如果压力在预定的第一时间段内降到预定的第一目标值以下(框726：是)，则在框728中判断压力是否接着在预定的第二时间段内降到预定的第二目标值以下。例如，联锁室120中的压力应该在打开第一气体抽空阀的约5分钟内降到约50托以下的压力。如果压力没有在预定的第二时间段内降到预定的第二目标值以下(框728：否)，则在框725中例如在显示器182上指示故障。

如果压力在预定的第二时间段内降到预定的第二目标值以下(框728：是)，则在框730中打开联锁室120的第二气体抽空阀144。在一个实施方式中，当压力达到第二目标值时，可以自动触发第二气体抽空阀144的打开。而且，在一个实施方式中，第二气体抽空阀144可以与第一气体抽空阀142同时打开。第二气体抽空阀144没有节流口，由此具有比第一气体抽空阀142更大的开口(例如，约0.120英寸)。这允许由前级泵172从联锁室120泵吸的吹扫气体无障碍流出，并作为排气输出。在框732中，利用压力计监测联锁室120内的压力，以便判定联锁室120内的压力降到预定水平的时间。

基于该监测，在框734中判断压力是否在预定的第三时间段内降到预定的第三目标值以下。例如，联锁室120中的压力应该在打开第二气体抽空阀144的约5分钟内降到低于约100毫托的压力。如果压力没有在预定的第三时间段内降到预定的第三目标值以下(框734：否)，则在框725中例如在显示器182上指示故障。如果压力在预定的第三时间段内降到预定的第三目标值以下(框7346：是)，则在框736中关闭第一气体抽空阀142和第二气体抽空阀144。如上所述的，气体抽空阀142和144的打开和关闭以及压力和时间的监视可以被完全自动化、完全手动或两者的组合，这没有偏离本发明教导的范围。

并且，如上所述，联锁室120的抽空在图7A中以两个步骤进行，以允许使用一个泵，例如前级泵172，来对用于提供真空室150中的真空的高真空泵170进行前级泵吸，以及抽空联锁室120。装配有节流口的第一气体抽空阀142在前级泵172和联锁室120之间打开。节流口防止大的吹扫气体(例如，氮气)流入量朝向高真空泵170行进，并倒回到真空室150中。这样的突然的吹扫气体急流将导致高真空泵170关机，潜在地损害其寿命。此外，来自前级泵172的流体将被运载穿过高真空泵170进入真空室150，潜在地污染MS160的灵敏元件。此外，如果第一气体抽空阀142和第二气体抽空阀144在阀门140打开(例如，在图5的框518)时保持打开，则高真空泵170将对于前级泵172进行逆向抽吸，潜在地使得来自前级泵172的污染物穿过阀门140进入真空室150。但是，一旦联锁室120被抽空到约50托，则后续的穿过第二(非节流)阀144、使得压力达到约100毫托的气体流量太低，以致不会对高真空泵170和MS160带来任何不利影响。

图7B描绘了当联锁室120和连接到真空室150的高真空泵170各自分别具有专用的前级泵，即前级泵175和172。这避免了使用单个前级泵的潜在问题。参考图7B，在框742打开联锁室120的气体抽空阀145，使得吹扫气体被前级泵175从联锁室120泵吸，并且作为排气输出。气体抽空阀145与上面参考图7A所讨论的第二气体抽空阀144相似，没有节流口。

在框744中，利用压力计(没有示出)监测联锁室120内的压力，以便判定联锁室120内的压力降到预定水平的时间。基于该监测，在框746中判断压力是否在预定的时间段内降到预定的目标值以下。例如，联锁室120中的压力应该在约5秒内降到低于约760托的压力，并且在约5分钟内降到低于约100毫托的压力。如果压力没有在预定的时间段内降到预定的目标值以下(框746：否)，则在框745中例如在显示器182上指示故障。如果压力在预定的时间段内降到预定的目标值以下(框746：是)，则在框750中关闭气体抽空阀。如上所述的，气体抽空阀145的打开和关闭以及压力和时间的监视可以被完全自动化、完全手动或两者的组合，这没有偏离本发明教导的范围。

图7C描绘了当联锁室120和高真空泵170通过三通阀147连接到同一前级泵，即前级泵172时的代表性抽空方法。如上所述，阀门147具有三个端口，与高真空泵170的前级管线连接的第一端口、与前级泵172连接的第二端口和与联锁室120连接的第三端口。在正常操作时，第一和第二端口打开，第三端口关闭。

参考图7C，在框762中，阀门147的朝向高真空泵170的第一端口被关闭，并且阀门147的朝向联锁室120的第三端口被打开，使得吹扫气体被前级泵172从联锁室120泵吸，并且作为排气输出。阀门147的朝向前级泵172的第二端口在整个过程中保持打开。在一个实施方式中，阀门142与上面参考图7A所讨论的第二气体抽空阀144相似，没有节流口，因此联锁室120被迅速抽空到刚好低于例如约1托。

在框764中，监测高真空泵170的前级管线压力。例如，可以利用压力计(例如，与用于监测联锁室120的压力的压力计不同)实时监测前级管线压力。根据该监测，在所描绘的实施方式中，在框765中判断联锁室压力是否在预定的时间段内降到预定的目标值以下，如参考图7B所讨论的。例如，联锁室120中的压力应该在约5秒内降到低于约760托的压力，并且在约5分钟内降到低于约100毫托的压力。当然，下面所讨论的基于在框766中进行的前级管线压力判断抽空被暂停的时间必须被计算到预定时间段中。如果压力没有在预定的时间段内降到预定的目标值以下(框765：否)，则在框771中例如在显示器182上指示故障。如果压力在预定的时间段内降到预定的目标值以下(框765：是)，则过程继续进行到框766。如上所述的，气体抽空阀147的打开和关闭以及前级管线压力、联锁室压力和各种时间的监视可以被完全自动化、完全手动或两者的组合，这没有偏离本发明教导的范围。

在框766中判断前级管线压力是否已经增大到高于预定水平。当判定前级管线压力没有超过预定水平时(框766：否)，则在框770判断联锁室120中的压力是否低于预定目标值。当联锁室120中的压力不低于预定水平时(框770：否)，则阀门147的朝向高真空泵170的第一端口保持关闭，阀门147的朝向联锁室120的第三端口保持打开，允许对联锁室120的抽空继续进行，并且过程返回到框764。当联锁室120中的压力低于预定水平时(框770：是)，则在框772，阀门147的朝向高真空泵170的第一端口被打开，阀门147的朝向联锁室120的第三端口被关闭，允许对联锁室120的抽空继续进行，由此停止抽空，并且过程返回到图5。

再次参考框766，当判定高真空泵170的前级管线中的压力超过预定水平时(框766：是)，则在框768，阀门147的朝向高真空泵170的第一端口被打开、阀门147的朝向联锁室120的第三端口被关闭预定的时间段，暂时中止联锁室120的抽空。因此，高真空泵170与前级泵172重新连接，使得高真空泵170和前级泵172能够在高真空泵170的前级管线处重建低压(例如，真空)。然后，过程返回到框762，其中，阀门147的朝向高真空泵170的第一端口被关闭，并且阀门147的朝向联锁室120的第三端口被打开，通过重新连接联锁室120和前级泵172允许抽空继续进行。在可供选择的实施方式中，阀门147的朝向高真空泵170的第一端口可以被打开，并且阀门147的朝向联锁室120的第三端口可以被关闭在高真空泵170的前级管线处重建低压所实际需要的时间段(实时测量)。而且，在可供选择的实施方式中，在框766中可以进行与预定时间段的比较(与预定前级管线压力值相对)，允许阀门147的朝向高真空泵170的第一端口被关闭、阀门147的朝向联锁室120的第三端口被打开仅仅短的时间段，在此时间段期间，高真空泵170的前级管线处的压力以及因此真空室150中的压力将不会受到显著影响。

再次参考图5，一旦联锁室120已经被吹扫和抽空，联锁室120内的压力基本更接近真空室150内的压力。因此，在框518，联锁室120和真空室150之间的阀门140被打开。由于压差减小，所以从联锁室120到真空室150中的气体浪涌可以被高真空泵170迅速抽走，使得连接好的联锁室120和真空室150处于在阀门140被打开之前真空室150所处的相同高真空压力下。在一个实施方式中，基于指示联锁室内的压力已经降到适当的目标值的信号，在处理单元180的控制下自动打开阀门140。此外，在一个实施方式中，如下面参考框522所讨论的，在试图将离子源161移入联锁室120中之前，例如通过处理单元180自动执行检查，以确认阀门140被完全打开。当阀门140没有被完全打开时，提供故障指示。

在框520中，将入口装置155与离子源161连接的运输管线156被缩回。在一个实施方式中，取出离子源161时所沿的轴线可以与运输管线156的轴线基本垂直(或以其他方式相交)，由此要求运输管线156被暂时缩回，以取出离子源161。在一个实施方式中，利用通过打开三通电磁阀、伺服电机等致动的气缸，在处理单元180的控制下自动缩回运输管线。或者，可以利用配置来致动风箱结构(例如图3的风箱结构230)以将运输管线156的运输尖端220从离子源161抽出的杆(没有示出)或其他装置(诸如轮、按钮等等)，手动地缩回运输管线156。或者，运输管线156可以被构造成利用除了风箱结构之外的其他缩回方法(例如滑动密封等)来缩回，这没有偏离本发明教导的范围。

在框522，将离子源161从真空室150通过打开的阀门140实体地移动到联锁室120中，同时真空室150内的压力和温度被基本保持(即，真空室150中的真空被保持，并且MS160的所有部件保持操作温度)。在一个实施方式中，利用探针110将离子源161手动地移动到联锁室120中。如上所讨论的，例如，探针110可以穿过联锁室120和阀门140插入到真空室150中，旋转以通过锁销卡子或其他连接机构与离子源161附接，并穿过阀门140拉出到联锁室120中。在各种实施方式中，探针110可以在处理单元180的控制下自动化操作。一旦离子源161被移入到联锁室120中，在框524中，阀门140被关闭。在一个实施方式中，在框524中，使用者响应于来自处理单元180的软件提示，关闭阀门140。相同的提示可以触发软件控制的冷却工序，这将在下面参考框526讨论。

框526表示利用冷却气体在联锁室120中冷却离子源161的操作。根据代表性实施方式，示例性的冷却操作被描绘于图8中。参考图8，在框820中确定离子源161的温度和相应的冷却时段。例如，可以测量离子源161的温度，并且可以基于所测量的温度由处理单元180确定相应的冷却时段。或者，可以基于MS160和/或离子源161的已知的操作特性，估计离子源161的温度和/或合适的冷却时段。

在框822中，连接联锁室120和气体源130的冷却气体阀(其可以与吹扫气体阀相同)被打开，允许冷却气体经由气体输入管线131进入联锁室120。在框824中，利用压力计(没有示出)监视联锁室内的压力，以便确定联锁室120内的压力何时超过预定水平。基于这样的监视，在框826判断是否在预定的间段内压力超过预定目标值。例如，联锁室120中的压力应该在约10秒内超过约760托的压力。如果在预定间段内压力没有超过预定目标值(框826：否)，则在框845中例如在显示器182上指示故障。

如果在预定间段内压力超过预定目标值(框826：是)，则在框828中允许离子源161在联锁室120中冷却长达冷却时间段的长度。例如，如果在框820中判定MS160中的离子源161的温度为约230℃，则冷却时间段被确定为约10分钟，在此期间，离子源161保留在联锁室120中。如上所述的，与温度相对应的冷却时间段可以由处理单元180例如通过访问关于冷却时间段和温度的预先构建的数据库来确定。在可供选择的实施方式中，在联锁室120内可以实时监测离子源161的温度，从而可知离子源161实际冷却到期望温度(例如100℃)的时间。

一旦离子源161已被冷却，在框830中，冷却气体阀被关闭，并且过程回到图5。如上所述的，冷却气体阀的打开和关闭以及压力和时间的监视可以被完全自动化、完全手动或两者的组合，这没有偏离本发明教导的范围。

再次参考图5，一旦离子源161已在联锁室120中冷却，联锁室120内的压力与环境压力基本相同。因此，在框528中，可以打开联锁室120，以允许取出离子源161。例如，在图3和4所示的实施方式中，联锁室120通过基于铰链构件351枢转到打开位置而被打开。然后，可以将离子源161(仍然与探针110的末端附接)推出打开的联锁室120，例如如图4所示，然后可以将其从探针110手动取下。

在一个实施方式中，处理单元180例如基于温度和/或冷却费时和/或联锁室120内的压力通知使用者何时可以安全打开联锁室120。而且，联锁室120可以包括可由处理单元180控制的锁定机构，以防止使用者过早打开联锁室120，过早打开联锁室120可能导致热的离子源161的表面氧化和/或对于使用者的伤害。

在一个实施方式中，在图5的框524之后，在允许冷却气体流入联锁室之前，例如由处理单元180自动执行检查，以确认阀门140被完全关闭。当阀门140没有被完全关闭和/或阀门140的关闭状态不能被确认时，提供故障指示，并且联锁室120被锁定在原位。在一个实施方式中，可以利用软件锁将联锁室120锁定在原位。然而，注意，在所描绘的结构中，如果阀门140没有被完全关闭则不可能打开联锁室120，这是因为真空室150中的真空会可靠地将联锁室120保持在原位。

在离子源161被取出之后，新的或清洁的离子源(也被称为离子源161)被附接到探针110的端部。图9是示出了根据代表性实施方式的用于将离子源161更换到MS160中的方法的流程图。

参考图9，在框910中，例如由处理单元180接收更换离子源161的请求。例如，使用者可以通过GUI181发出命令，通知系统100新的离子源161将被插入到MS160中。作为响应，在框912中，确认离子源161被附接到探针110的端部并且联锁室120已经被关闭。例如，处理单元180可以相应地通过GUI181和显示器182询问使用者，并且等待由使用者输入的确认应答。在可供选择的实施方式中，处理单元180可以接收来自联锁室120、探针110和/或远程传感器(没有示出)的电子信号，所述电子信号是自动指示离子源161的状态以及联锁室120被关闭和密封和/或离子源161被附接和联锁的电子信号。而且，处理单元180可以询问使用者来确认在阀门140处联锁室120是否关闭或以其他方式附接到真空室150。如果处理单元180没有收到这样的信号，用于插入离子源161所需的后续动作将被阻止或禁止，和/或例如在显示器182上指示故障。

框914和916分别指示吹扫操作和抽空操作。在框914的吹扫操作中，如上面参考图6所讨论的，利用由气体源130供应的吹扫气体吹扫联锁室120。吹扫操作的目的是从联锁室120去除湿气、空气和污染物。吹扫操作可以被完全自动化(例如在处理单元180的控制下)，完全手动(例如通过手动操作阀门和压力计的监视)，或两者的组合，这没有偏离本发明教导的范围。在框916的抽空操作中，如上面参考图7A、7B和7C所讨论的，将抽空联锁室120的吹扫气体，使得联锁室120内的压力更接近真空室150内的压力。然后在框918中，可以打开阀门140，同时保持真空室150内的低压。抽空操作和阀门140的打开可以被完全自动化(例如在处理单元180的控制下)，完全手动(例如通过手动操作阀门和压力计的监视)，或两者的组合，这没有偏离本发明教导的范围。

在各种实施方式中，框914的吹扫操作可以以与参考图5的框514和图6所述的吹扫操作基本相同的方式进行，框916的抽空操作可以以与参考图5的框516和图7A、7B和7C所述的抽空操作基本相同的方式进行。因此，对这些的描述将不再参考图9进行重复。

在抽空操作之后，联锁室120内的压力明显更低，例如在被编码的(coded)或手动观察的设定点压力以下，使得可以安全打开阀门140，同时保持真空室150中的真空。然后，在框918中可以打开阀门140，同时保持真空室150内的低压。换句话说，一旦阀门140打开，在高真空泵170和其前级泵172的泵吸下，吹扫气体被抽空，使得联锁室120和真空室150将平衡到相同的高真空压力。如上面分别参考图7A和7B的框736和750所讨论的，在阀门140打开之前，气体抽空阀142、144和145必须被关闭，这防止高真空泵170对前级泵172或175进行逆向抽吸。类似地，如上面参考图7C的框772所讨论的，在阀门140打开之前，三通气体抽空阀147必须在前级泵172和联锁室120之间关闭，这防止高真空泵170对前级泵172进行逆向抽吸。在一个实施方式中，基于指示联锁室内的压力已经降低到低于适当的目标值的信号，在处理单元180的控制下自动打开阀门140。此外，在一个实施方式中，如下面参考框920所讨论的，在试图将离子源161移入真空室150之前，例如通过处理单元180自动执行检查，以确认阀门140被完全打开。当阀门140没有被完全打开时，提供故障指示。

在框920中，将离子源161从联锁室120通过打开的阀门140实体地移动到真空室150中，同时真空室150内的压力保持基本不变(即，真空室150中的真空被保持)。离子源161可以利用探针110手动移动到真空室150中。在一个实施方式中，探针110是基本自行对准的，允许真空室150中的真空将探针110和离子源161拖入接合状态。使用者可以将离子源161手动地推动一段短的距离，以保证离子源161在MS160内的电连接。而且，在一个实施方式中，探针110被构造成使得离子源161以高的平动和转动自由度在其远端游动。这允许例如离子源161的电接触引脚与对接台的相应插座适当地自对准。

在框922中，一旦离子源161被置于真空室150内，将离子源161从探针110松开，并且将探针110取下到联锁室120中。在各种实施方式中，探针110的操作可以在处理单元180的控制下自动化。

一旦离子源161被插入真空室150中，则在框924中确认离子源161的连续性。例如，可以由处理单元180检测离子源161的加热器、传感器和/或丝电路的连续性。如果检测到各种故障，诸如丝开路，可以例如在显示器182上指示故障。在框926中，一旦插入的离子源161的连续性被确认，则探针110被移动到联锁室120，并且阀门140被关闭。在一个实施方式中，在框926之后，在允许吹扫气体或冷却气体瞬间填充联锁室120使得其可以被打开或离子源161可以被从真空室150取出之前，例如由处理单元180自动执行检查，以确认阀门140被完全关闭。当阀门140没有被完全关闭和/或阀门140的关闭状态不能被确认时，提供故障指示，并且联锁室120被锁定在原位。

在一个实施方式中，在操作MS160之前，在框928中，将离子源161和系统100的各个热区加热长达烘烤时间段的长度。例如，离子源161可以被加热到约320℃，运输管线156可以被加热到约340℃，并且分析器/检测器162可以被加热到约200℃。一旦所有区达到各自的设定温度(例如在约3-4分钟内)，其被保持长达烘烤时间段的长度，所述烘烤时间段可以例如为约8分钟到约20分钟。然后，这些区被冷却到各自的操作温度，对于离子源161为约230℃，对于运输管线156为约280℃，对于分析器/检测器162为约150℃。例如，冷却可能耗时约15分钟。

在一个实施方式中，因为加热器和传感器被包括在可取出的离子源161内，所以上述的快速加热工序是可能的。例如，加热器可以是夹在离子源161的关键元件(例如排斥极(repeller)和主体)之间的40W加热器。加热器的布置允许这些元件被冲击式加热，并在最少的时间内排出残余的水。在另一实施方式中，加热器的电阻电路可以被包封在例如烧结氮化铝或其它超洁材料的盘中，所述盘的表面平坦度性能有利于最大的传热，即使是在真空中。

在框930中，运输管线156被伸出，以连接入口装置155与离子源161。在各种实施方式中，利用经由电磁阀、伺服电机等致动的、被配置来致动风箱结构(例如风箱结构230)或其他可移动真空密封联接(诸如滑动密封)的气缸，在处理单元180的控制下，自动伸出运输管线156。或者，可以利用配置来致动风箱结构或其它可移动真空密封联接的杆或其他装置(诸如轮、按钮等等)，手动地伸出运输管线156。可回缩运输管线156提供用于将运输管线156的运输尖端220插入离子源161(例如，通过孔210)的手段。

在设定了热区并且伸出了运输管线156之后，可以执行短调整算法，以调整MS160的部件并检查空气和水。于是，利用新的或清洁的离子源161的MS160做好了运行准备，而不用停机、冷却、放空或再加热MS160。

在一个实施方式中，在已经更换了离子源161之后，可以将联锁室120从真空室150取下。例如，可以打开联锁室120的吹扫和/或冷却气体阀(例如，持续约1秒)，以便提高联锁室120内的压力。然后，可以打开和/或取下联锁室120，并且可以将盖子附装和锁住在真空室150的闸门140和延伸部分151上。或者，联锁室120可以保持与真空室150连接，在此情况下，气体抽空阀可以打开，以保持联锁室120清洁，准备下次使用。

因此，如上所述，图5-9所示的代表性方法使得MS160和入口装置155的所有热区能够在取出脏的离子源161和插入清洁的离子源161或取出和插入不同类型的离子源(例如EI和CI离子源161)期间保持在热的操作温度下并保持平衡。相反，常规维护需要所有的热区被关停并冷却到例如低于100℃。因此，如上所讨论的，各种实施方式的离子源161可以被更换并且在约30分钟或1小时内以完全的灵敏度运行。此外，高真空泵170能够持续以全速运行，使得真空室150和MS160的各种元件可以保持在操作真空下。此外，除了离子源161之外，MS160的任何元件不会暴露于污染物或氧气/水。

图12是示出了根据代表性实施方式的质谱系统的可取出离子源的框图。图11是示出了用于与图12所示的可取出离子源比较的常规离子源的功能框图。

参考图11，常规离子源1160包括第一聚焦元件1161、第二聚焦元件1162、第三聚焦元件1163、第一电离元件1164和第二电离元件1165。加热和传感元件1166临近第一聚焦元件1161。如图所示，存在六个硬接线到质谱接口电路板1170上的引线，其必须分别被手动地插入到第一聚焦元件1161、第三聚焦元件1163、第一电离元件1164和第二电离元件1165中，如引线端部的箭头所指示的。此外，存在四个硬接线到加热器和传感元件1166上的引线，其必须被手动地插入到接口电路板1170中，如各个引线的端部的箭头所指示的。此外，两个蝶形螺钉(没有示出)例如通过第二聚焦元件1162将离子源1160固定到质谱仪的机架上。

为了从质谱取出离子源1160，首先必须由使用者将所有引线从各个元件1161，1163，1164，1165和接口电路板1170实体地拔出。类似地，为了将离子源1160插入质谱仪，首先必须将所有引线实体地插入各个元件1161，1163，1164，1165和接口电路板1170中。手动拔出和插入引线是耗时的并且容易发生错误。而且，质谱仪必须被完全放空和冷却，因为使用者必须实体地达到真空室内部，以接近引线和/或接口电路板1170。因此，离子源1160不能被结合到根据各种实施方式的质谱系统(例如质谱系统100a、100b或100c)中，因此不能例如利用探针110远程地完成断开/连接。

作为比较，根据代表性实施方式，图12所示的可取出离子源1260包括对接台1280，其使得所有离子源1260的操作所需的引线永久性接线到质谱仪(例如，质谱仪160)的接口电路板1270上。离子源1260包括第一聚焦元件1261、第二聚焦元件1262、第三聚焦元件1263、第一电离元件1264和第二电离元件1265。加热和传感元件1266临近第一聚焦元件1261。

如各个箭头所示的，加热和传感元件1266经由四个引脚插入对接台1280的第一部分1281，第一电离元件1264经由两个引脚插入对接台1280的第二部分1282。而且，如相应的箭头进一步指示的，第一聚焦元件1261和第二聚焦元件1262分别经由一个引脚插入第三部分1283中，第二电离元件1265经由两个引脚插入第四部分1284中，第三聚焦元件1263经由一个引脚插入第五部分1285中。注意，所有箭头指向相同方向(即插入方向)，指示离子源1260可以通过如下电连接到接口电路板1270：将离子源1260在对接台1280内对齐、然后沿插入方向滑动或挤压离子源1260，使得对应于离子源1260的各个元件的引脚进入对接台1280的相应插座。此外，因为当所有引脚已经被插入时离子源1260被机械地固定在对接台1280内，所以不需要如参考图11所讨论的蝶形螺丝。通过简单地沿与箭头相反的方向(即，抽出方向)滑动或拉出离子源1260，从对接台1280取出离子源1260，这导致对应于离子源1260的各个元件的引脚从对接台1280的相应插座断开。

相应地，代表性离子源1260可以被插入和连接到对接台1280，以及从对接台1280断开和抽出，而使得使用者不必实体地接触离子源1260、接口电路板1270和/或引脚和插头。因此，如上所述，例如利用探针110可以将离子源1260远程地插入质谱仪160和从质谱仪160抽出，不必放空或冷却真空室150。例如，如参考图5的框522所述的，离子源1260可以附接到探针110上并且移入联锁室120中，同时保持真空室150中的真空。类似地，例如，如参考图9的框920所述的，离子源1260可以被附接到探针110上并插入真空室150中，同时保持真空室150中的真空。

因此，根据各种实施方式，如上所述，利用对接台，整个离子源，包括电离元件(例如，两个完整的丝组件，其是可消耗的)和任选的加热器/传感器组件是可取出和可更换的。所有电连接都是牢固的引脚/插座型连接器，即使对于电流运载元件(诸如丝组件和加热器)也提供了可靠的连接。因此，各种实施方式为多种元件(例如复杂的丝组件和加热器)提供了可拆卸方式的牢固电连接。取出和更换例如断裂的丝组件的能力为使用者提供了显著的益处。在可取出离子源中包括加热器(和传感器)提供了快速加热并以最短的时间达到优异性能的手段，为使用者进一步提供益处。

离子源可以被刚性安装到探针上，但是本发明也提供了包括游动安装以应付将可取出元件与固定元件对齐的任务的实施方式。离子源以高的平动和转动自由度在探针的端部游动，允许其与对接台自行对准。例如，离子源以柔性方式联接到探针，使得离子源可以倾斜并相对于探针在各个方向上轻微移动。在一些实施方式中，探针被构造为具有相对于探针的其余部分摆动的尖端，并且离子源被联接到该尖端。因此，当探针/离子源组合靠近对接台时，对接台的特征用于引导游动的离子源以及其引脚触头，以与对接台的相应插座精确(和可靠)配合。此外，多个引脚和插座的的配合起到额外的提供位于可取出离子源上的聚焦元件与在质谱仪内保持固定的四极过滤器的精确对齐的功能。类似地，多个引脚和插座的的配合提供丝与由磁组件(同样在质谱仪内保持固定)产生的磁场的精确对齐。将可取出离子源与这些固定元件精确对齐的能力对于给质谱仪带来可重复性和其性能是关键的。

并且，为了在插入新的/清洁的离子源之后并且以最及时的方式提供高品质分析，离子源必须在高温下被至少瞬时烘烤。因此，加热器和传热路径必须快速、可靠、清洁和高效。本发明的实施方式通过设置紧固到可取出离子源的一部分上的高性能加热器，诸如烧结氮化铝加热器，解决了需要在更换之后迅速回到峰值性能的问题。在离子源组件中包括加热器/传感器通过建立可靠的热传导路径，优化了到关键元件的传热，这样的可靠热传导路径在加热器和传感器不是离子源组件的整体组成部分的情况下不能被可靠地获得。

作为完全"自动化和不放空"系统的替代方案(例如，如果完全"自动化和不放空"系统对于某些使用者在成本上是不容许的)，则替代性实施方式提供了以放空模式更换包括可消耗丝组件在内的整个离子源的手段，而不会有在常规系统的放空模式下的离子源更换所需的断开和再连接大量导线中涉及的耗时、复杂度和错误风险。如上例如参考图12所描述的，当离子源根据不放空工序或放空工序被更换时，根据前面的讨论，不需要取下任何紧固件或接线连接就可以取出和安装离子源。此外，包括在离子源中的高性能加热器提供快速和高效加热和清洁离子源的手段，由此快速达到完全性能操作状态，无论离子源是通过不放空工序还是通过放空工序更换。此外，如前所讨论的，已经存储在清洁储存容器中的离子源将更快速达到完全性能操作状态，无论离子源是通过不放空工序还是通过放空工序安装。

图13是示出了根据代表性实施方式的在放空质谱仪之后更换离子源的方法的流程图。图14A、14B和14C是根据代表性实施方式的保护性清洁储存容器、经改进的盖子和可取出的离子源的透视图。

参考图13，为了更换质谱仪(例如MS160)的离子源(例如离子源161)，在框1310中，质谱仪首先被冷却和放空，包括冷却和放空真空室(例如真空室150)。在框1312中，MS160的仪器盖被打开(手动地)，所有外部接线被断开。在框1314中，用于访问MS分析器(例如，分析器/检测器162)的检修门被打开。

在框1316中，被污染的、具有断裂的丝或因为其他方面需要被更换的离子源利用清洁储存容器1420的经改进的盖子1410(其实例示于图14A-14C中)滑出MS分析器。更具体地，参考图14A，盖子1410包括处于盖子1410内表面上的突起部分1412和连接器按钮1414。连接器按钮1414的构造可以与上述的探针110的远端上的卡子基本相同，使得同样的可取出离子源(例如离子源161)可以用于不放空模式和放空模式。例如，参考图14B，离子源161由此经由连接器按钮1414连接到盖子1410的内表面上。然后，离子源161可以被插入储存容器1420中，如图14C所示，或以其他方式被处置。因此，离子源161可以被从MS分析器取出，而不用使用者必须穿戴清洁手套(因为只有盖子1410接触离子源)或者不用使用者像从常规的MS分析器取出常规离子源所需的那样，必须手动断开多个导线(例如，连接到常规离子源的，如图11所示)以及松开蝶形螺丝或其他固定机构。

在框1318中，利用清洁储存容器1420的盖子1410将新的或清洁的或者没有断裂的丝的更换离子源滑动到MS分析器中。例如，如图14C所示，更换离子源161可以被预先密封在储存容器1420内，所示储存容器1420是清洁环境。从清洁储存容器1420直接取下更换离子源161被连接到其上的盖子1410，然后将其用作工具，以将更换离子源161实体地插入MS分析器中，不用使用者必须接触更换离子源161。换句话说，盖子1410可以被用作把手或工具，用于在放空模式中取出和插入MS系统的离子源。注意，使用盖子1410消除了用户在取出或插入过程中穿戴清洁手套的需要。此外，使用者不必像安装常规MS分析器中的常规离子源所需的那样，手动地连接多根导线(例如，连接到常规离子源的，如图11所示)以及再连接蝶形螺丝或其他固定机构。

在插入更换离子源161之后，在框1322中，MS系统被开通，并且使用者等待期望的温度和性能水平。如上所述的，因为更换离子源161已经是清洁的，并且在各种实施方式中高性能加热器可以被包括在离子源组件中，所以在放空和离子源更换之后，MS系统较之常规MS系统更迅速地达到完全性能操作状态。

图10是示出了根据代表性实施方式被编程来执行用于更换质谱仪中的离子源的算法的处理单元的功能框图。就是说，图10示出了处理单元180的一个代表性实施方式，其整体地或部分地执行根据代表性实施方式的用于从质谱仪160取出离子源161的过程。

在处理单元180中所示的各种“部件”可以利用软件控制的微处理器，例如处理器1021、硬接线逻辑电路、固件或其组合，来实体地实现。并且，虽然为了说明的目的，在代表性处理单元180中这些部件按功能被分隔开，但是它们可以以各种方式组合成任何实体实现方式。

在所描绘的实施方式中，处理单元180包括处理器1021、存储器1022、总线1029和接口1025-1026。处理器1021被配置来结合存储器1022执行一个或多个逻辑或数据算法，包括根据各种实施方式的离子源取出和更换过程。处理器1021也可以执行其他过程，诸如控制MS160和入口装置155的用于对各种样品进行质谱分析的基本功能。处理器1021可以由硬件、固件或软件体系结构的任何组合构成，并且包括其自带的存储器(例如，非易失性存储器)，所述存储器用于存储允许其执行各种功能的可执行软件/固件可执行代码。或者，如下所讨论的，可执行代码可以被存储在存储器1022内的指定存储器位置中。在一个实施方式中，处理器1021可以是例如执行操作系统的中央处理单元(CPU)，所述操作系统诸如为MicrosoftCorporation的Windows操作系统、Novell,Inc.的NetWare操作系统或SunMicrosystems,Inc.的Unix操作系统。操作系统控制处理单元180的其他程序的执行。

存储器1022可以是任何数量、类型和组合的非易失性只读存储器(ROM)1023和易失性随机访问存储器(RAM)1024，并且存储各种类型的信息，诸如可由处理器1021(和/或其他部件)执行的信号和/或计算机程序和软件算法，例如用于实现根据各个实施方式的离子源取出和更换操作以及移动设备的地理位置确定的基本功能。如由ROM1023和RAM1024所统指的，存储器1022可以包括任何数量、类型和组合的有形计算机可读介质，诸如盘驱动器、电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、CD、DVD、通用串行总线(USB)驱动器等等。此外，例如，存储器1022可以存储离子源161的操作温度和相应的冷却时间长度之间的预定关系，如上面参考图8的框828所讨论的。

此外，如上所讨论的，处理单元180可以与使用者交互，以便接收命令、提出询问、提供故障指示等等。例如，在图10的所示实施方式中，例如，使用者和/或其他计算机可以利用各种输入装置通过I/O接口1025并且利用各种显示装置通过显示接口1026(其可以包括GUI181)与处理单元180相互作用。输入装置可以包括键盘、键座、跟踪球、鼠标、触摸板或触摸式显示屏等等。

在各种实施方式中，根据代表性实施方式，图5-9的操作可以被实现为可由装置，诸如处理单元180，执行的处理模块。例如，处理模块可以是处理单元180和/或处理器1021的一部分，并且可以被实现为配置来执行指定操纵的软件、硬连线逻辑电路件和/或固件的任何组合。具体地，软件模块可以包括由各种计算机语言，诸如C++、C#或Java，中的任何一种写成的源代码，并且被存储在有形计算机可读存储介质上，例如，诸如上面针对存储器1022所讨论的那些计算机可读存储介质。在一个实施方式中，软件模块可以是可由处理器1021执行的SoRware指令集。

示例性实施方式

本发明的示例性实施方式包括但不限于如下：

1.一种更换质谱(MS)系统中的离子源的方法，所述质谱系统包括所述离子源、容纳所述离子源的真空室、以及联锁室，所述离子源包括电离腔、至少一个电离元件和至少一个聚焦元件，所述方法包括：

打开所述联锁室和所述真空室之间的阀门；

将所述离子源通过所述打开的阀门移动到所述联锁室中，并且关闭所述阀门；以及

将所述离子源从所述联锁室取出。

2.根据实施方式1所述的方法，还包括：

在打开所述阀门之前，通过下述方式来吹扫所述联锁室：将吹扫气体注入所述联锁室中，并且抽空所述联锁室中的所述吹扫气体，直到所述联锁室内的压力低于预定的低压值，同时使得所述真空室内的压力保持低于所述低压值。

3.根据实施方式1或2所述的方法，还包括：

通过将冷却气体注入到所述联锁室中，将所述联锁室中的所述离子源冷却到预定温度，所述冷却气体将所述联锁室内的压力调节到高于预定的高压值。

4.根据实施方式1-3中任意一个所述的方法，还包括：

将可移动运输管线从与所述离子源的配合状态缩回，同时保持所述真空室内的压力低于所述低压值，所述运输管线与向所述质谱系统提供样品的入口装置连接。

5.根据上述实施方式中任意一个所述的方法，还包括：

在打开所述联锁室和所述真空室之间的所述阀门之前，自动确定所述联锁室内的压力；以及

当所述联锁室内的压力大于所述低压值时，阻止所述阀门打开。

6.根据实施方式3-5中任意一个所述的方法，其中，从所述联锁室取出所述离子源的步骤包括：

在关闭所述阀门之后打开所述联锁室，其中，当所述联锁室内的压力低于所述高压值时，所述联锁室不能被打开。

7.根据实施方式3-6中任意一个所述的方法，其中，所述冷却气体与所述吹扫气体相同。

8.根据上述实施方式中任意一个所述的方法，还包括：

将更换离子源置于所述联锁室中；

通过将所述吹扫气体注入所述联锁室中来吹扫所述联锁室；

抽空所述联锁室中的所述吹扫气体，直到所述联锁室内的压力低于所述低压值；

打开所述联锁室和所述真空室之间的所述阀门；以及

将所述更换离子源从所述联锁室通过所打开的阀门移动到所述真空室中，并且关闭所述阀门。

9.根据实施方式8所述的方法，还包括：

将所述真空室内的所述更换离子源加热到高于操作温度达预定的烘烤时间段长度；以及

在所述烘烤时间段之后，将所述真空室内的所述更换离子源冷却到所述操作温度，用于调整和操作。

10.根据实施方式4所述的方法，还包括：

将更换离子源置于所述联锁室中；

通过将所述吹扫气体注入所述联锁室中来吹扫所述联锁室；

抽空所述联锁室中的所述吹扫气体，直到所述联锁室内的压力低于所述低压值；

打开所述联锁室和所述真空室之间的所述阀门；

将所述更换离子源从所述联锁室通过所打开的阀门移动到所述真空室中，并且关闭所述阀门；以及

插入所述可移动运输管线以配合到所述离子源中，同时保持所述真空室内的压力低于所述低压值。

11.根据实施方式2所述的方法，其中，吹扫所述联锁室包括：

打开所述联锁室的第一阀门，以使得所述吹扫气体能够填充所述联锁室，所述联锁室内的压力提高到高于所述高压值。

12.根据实施方式11所述的方法，其中，抽空所述联锁室包括：

关闭所述联锁室的所述第一阀门；

打开所述联锁室的第二阀门，以使得所述吹扫气体的初始部分能够离开所述联锁室，所述联锁室内的压力降低到预定的中等压力值以下；以及

打开所述联锁室的第三阀门，以使得所述吹扫气体的另外部分能够离开所述联锁室，所述联锁室内的压力进一步降低到所述低压值以下。

13.根据实施方式12所述的方法，还包括：

当在打开所述联锁室的所述第一阀门之后的预定的第一时间段内没有获得所述高压值时，当在打开所述联锁室的所述第二阀门之后的预定的第二时间段内没有获得所述中等压力值时，或当在打开所述联锁室的所述第三阀门之后的预定的第三时间段内没有获得所述低压值时，自动指示故障。

14.根据实施方式11所述的方法，其中，抽空所述联锁室包括：

关闭所述联锁室的所述第一阀门；以及

打开所述联锁室的第二阀门，以使得所述吹扫气体能够离开所述联锁室，所述联锁室内的压力降低到低于所述低压值。

15.根据上述实施方式中任意一个所述的方法，其中，将所述离子源从所述联锁室移动到所述真空室包括：

通过所述打开的阀门对探针致动，使得所述离子源配合在所述探针的远端处，其中，所述离子源以平动和转动机动性在所述探针的所述远端游动；以及

将所述探针沿纵向轴线穿过所打开的阀门滑动到所述真空室中，直到所述离子源与对接台自行对准。

16.一种计算机可读介质，其存储可由计算机处理器执行的程序，所述程序包括用于执行上述实施方式中的任意一个的方法的代码。

17.一种计算机可读介质，其存储可由计算机处理器执行的、用于更换质谱(MS)系统中的离子源的程序，所述质谱系统包括真空室、联锁室和所述离子源，所述离子源包括电离腔、至少一个电离元件和至少一个聚焦元件，所述计算机可读介质包括：

吹扫代码段，用于通过使得吹扫气体被注入到所述联锁室中来吹扫所述联锁室；

抽空代码段，用于通过如下方式来抽空所述联锁室中的所述吹扫气体：使所述联锁室的至少一个出口阀门被打开用于所述吹扫气体逸出，直到所述联锁室内的压力低于预定的低压值，同时保持所述真空室内的压力低于所述低压值；

阀门控制代码段，用于在抽空所述联锁室之后打开所述联锁室和所述真空室之间的阀门，使得所述离子源能够通过所打开的阀门被移入到所述联锁室中，并且用于在所述离子源处于所述联锁室中之后关闭所述阀门；以及

冷却代码段，用于通过使冷却气体被注入到所述联锁室中来将所述联锁室中所述离子源冷却到预定温度，所述冷却气体将所述联锁室内的压力调节到预定的高压值以上，使得所述离子源能够被从所述联锁室取出。

18.根据实施方式17所述的计算机可读介质，还包括：

缩回代码段，用于使可移动运输管线从与所述离子源的配合状态缩回，同时保持所述真空室内的压力低于所述低压值，所述运输管线与向所述质谱系统提供样品的入口装置连接。

19.一种离子源，包括：

离子腔；电离元件；以及聚焦元件；

其中，所述离子源被构造成在大体上一个动作中插入对接台中，其中所述对接台在与所述离子源插接后提供用于所述离子源的操作的满足需要的电连接。

20.根据实施方式19所述的离子源，还包括加热器。

21.根据实施方式18或19所述的离子源，还包括传感器。

22.根据实施方式19-21中任意一个所述的离子源，其中，所述电离元件是丝组件。

23.根据实施方式19-21中任意一个所述的离子源，包括两个丝组件。

24.根据实施方式19-23中任意一个所述的离子源，其中，所述离子源是电子冲击离子源或化学电离离子源。

25.一种离子源组件，包括实施方式19-24中任意一个所述的离子源和与所述离子源以可拆卸方式配合的把手，其中，所述把手被进一步构造成与容器配合，所述容器当与所述把手配合时包封所述离子源。

26.一种质谱系统，包括：实施方式19-24中任意一个所述的离子源；所述对接台；容纳所述离子源的真空室；联锁室；可操作来使所述真空室向所述联锁室打开的阀门；质量分析器；以及检测器。

27.根据实施方式26所述的质谱系统，其中，所述离子源与可缩回的运输管线连接，用于接收分析物。

虽然在此描述了具体实施方式，但是可以进行多种变化，这些变化仍然落入本发明的构思和范围内。在检阅了本发明的说明书、附图和权利要求书之后，这样的变化将变得清楚。因此，本发明的范围仅仅受到所附权利要求书的限制。

Claims (19)

1.一种更换质谱(MS)系统中的离子源的方法，所述质谱系统包括所述离子源、容纳所述离子源的真空室、以及联锁室，所述离子源包括电离腔、至少一个电离元件和至少一个聚焦元件，所述方法包括：

打开所述联锁室和所述真空室之间的阀门；

将所述离子源通过所打开的阀门移动到所述联锁室中，并且关闭所述阀门；

将所述离子源从所述联锁室取出；

将更换离子源附接成到探针的远端，使得所附接的更换离子源以平动和转动自由度游动；以及

用所述探针将所述更换离子源置于所述联锁室中。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在打开所述阀门之前，通过下述方式来吹扫所述联锁室：将吹扫气体注入所述联锁室中，并且抽空所述联锁室中的所述吹扫气体直到所述联锁室内的压力在预定的低压值以下，同时使得所述真空室内的压力保持在所述低压值以下。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括：

通过将冷却气体注入到所述联锁室中，将所述联锁室中的所述离子源冷却到预定温度，所述冷却气体将所述联锁室内的压力调节到预定的高压值以上。

4.根据权利要求3所述的方法，还包括：

将可移动的运输管线从与所述离子源的配合状态缩回，同时保持所述真空室内的压力在所述低压值以下，所述运输管线与向所述质谱系统提供样品的入口装置连接。

5.根据权利要求2所述的方法，还包括：

在打开所述联锁室和所述真空室之间的所述阀门之前，自动确定所述联锁室内的压力；以及

当所述联锁室内的压力大于所述低压值时，阻止所述阀门打开。

6.根据权利要求3所述的方法，其中，所述冷却气体与所述吹扫气体相同。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括：

通过将吹扫气体注入所述联锁室中来吹扫所述联锁室；

抽空所述联锁室中的所述吹扫气体，直到所述联锁室内的压力在预定的低压值以下；

打开所述联锁室和所述真空室之间的所述阀门；以及

将所述更换离子源从所述联锁室通过所打开的阀门移动到所述真空室中，并且关闭所述阀门。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括：

将所述真空室内的所述更换离子源加热到操作温度以上达预定长度的烘烤时间段；以及

在所述烘烤时间段之后，将所述真空室内的所述更换离子源冷却到所述操作温度，用于调整和操作。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，将所述离子源从所述联锁室移动到所述真空室的步骤包括：

通过所打开的阀门对探针致动，使得所述离子源配合在所述探针的远端处，其中，所述离子源以平动和转动机动性在所述探针的所述远端游动；以及

将所述探针沿纵向轴线穿过所打开的阀门滑动到所述真空室中，直到所述离子源与对接台自行对准。

10.一种用于更换质谱(MS)系统中的离子源的控制器，所述质谱系统包括真空室、联锁室和所述离子源，所述离子源包括电离腔、至少一个电离元件和至少一个聚焦元件，所述控制器包括：

吹扫装置，用于通过使得吹扫气体被注入到所述联锁室中来吹扫所述联锁室；

抽空装置，用于通过如下方式来抽空所述联锁室中的所述吹扫气体：使所述联锁室的至少一个出口阀门被打开用于所述吹扫气体逸出，直到所述联锁室内的压力在预定的低压值以下，同时保持所述真空室内的压力在所述低压值以下；

阀门控制装置，用于在抽空所述联锁室之后打开所述联锁室和所述真空室之间的阀门，使得所述离子源能够通过所打开的阀门被移入到所述联锁室中，并且用于在所述离子源处于所述联锁室中之后关闭所述阀门；以及

冷却装置，用于通过使冷却气体被注入到所述联锁室中来将所述联锁室中的所述离子源冷却到预定温度，所述冷却气体将所述联锁室内的压力调节到预定的高压值以上，使得所述离子源能够被从所述联锁室取出。

11.根据权利要求10所述的控制器，还包括：

缩回装置，用于使可移动的运输管线从与所述离子源的配合状态缩回，同时保持所述真空室内的压力在所述低压值以下，所述运输管线与向所述质谱系统提供样品的入口装置连接。

12.一种离子源，包括：

离子腔；

电离元件，用于在电子冲击或化学电离操作模式下发射电子；以及

聚焦元件，

其中，所述离子源被构造成在大体上一个动作中整个插入对接台中，其中所述对接台在与所述离子源插接后提供用于所述离子源的操作的满足需要的电连接。

13.根据权利要求12所述的离子源，还包括加热器。

14.根据权利要求12所述的离子源，还包括传感器。

15.根据权利要求12所述的离子源，其中，所述电离元件是丝组件。

16.根据权利要求15所述的离子源，包括两个丝组件。

17.一种离子源组件，包括权利要求12所述的离子源和与所述离子源以可拆卸方式配合的把手，其中，所述把手被进一步构造成与容器配合，所述容器当与所述把手配合时包封所述离子源。

18.一种质谱系统，包括：

权利要求12所述的离子源；

所述对接台；

容纳所述离子源的真空室；

联锁室；

可操作来使所述真空室向所述联锁室打开的阀门；

质量分析器；以及

检测器。

19.根据权利要求18所述的质谱系统，其中，所述离子源与可缩回的运输管线连接，用于接收分析物。