CN105188937A - 用于液体样品引入的设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于使用气体流将液体样品液滴引入到分析装置中的方法和设备，这些液滴是通过将声能施加到一定量的液体样品上产生的。可以将声能施加到安置于样品支架的固体表面上的一定量的液体样品上，以便从该量的样品喷射样品液滴；该样品液滴可以被夹带在气体流中；并且该样品液滴可以使用该气体流被运送到分析装置中。

Description

用于液体样品引入的设备和方法

技术领域

本发明涉及用于分析仪器的液体样品引入系统的领域并且涉及其中样品必须以液滴流形式引入的那些分析装置。本发明涉及用于利用声学液滴发生器来产生液滴以直接注入分析装置中的装置。

背景

以液滴的形式供应到分析装置的液体样品通常使用喷雾器产生气溶胶来提供。利用此类液滴的分析装置包括电离和/或激发源，如微波诱导等离子体(MIP)、电感耦合等离子体(ICP)和火焰。这些分析装置提供了进行MIP和ICP发射光谱法(OES)、MIP和ICP质谱法(MS)、原子吸收光谱法(AA)和原子荧光光谱法(AFS)的谱仪。典型地将该含样品的液体使用喷雾器利用惰性气体(例如氩气)流形成为液滴流。喷雾器产生具有宽范围尺寸的液滴。然而，当该分析装置利用等离子体或火焰解离和激发或电离样品时，因为等离子体和火焰这两者在解离大液滴时均是低效的，通常在喷雾器和炬管之间设置喷雾室以便排除来自样品流进入分析装置中的大液滴。该喷雾室过滤该液滴流，通过使该流遵循一条这样的曲折路径，使得这些较大液滴撞击到该喷雾室中的表面上并且被排出，较小液滴被该气体流运送到该炬管内。在ICP-OES和ICP-MS的情况下，众所周知的是仅1-2％的雾化的含样品的液体处于适合于在该炬管内进行处理的足够小的液滴的形式，并且因此这种样品引入形式是低效的。

用于产生样品液滴流的替代方法包括使用连续流体喷射微液滴发生器(G.M.Hieftje和H.V.Malmastadt，分析化学(AnalyticalChemistry)，第40卷，第1860-1867页，1968年)和振动孔单分散气溶胶发生器(H.Kawaguchi等人，光谱化学学报(SpectrochimicaAta)，第41B卷，第1277-1286页，1986年，T.Nomizu等人，分析原子光谱学杂志(JournalofAnalyticalAtomicSpectrometry)，第17卷，第592-595页，2002年)。一次产生一个液滴的能力和由此更完全地控制该液滴喷射过程-所谓的“按需液滴(droplet-on-demand)”技术-长久以来被视为是希望的。当液滴发生器属于其中液滴生成设备使单个液滴能响应于控制信号被喷射的类型时，该液滴发生器是一类被称为按需液滴发生器的发生器中的一种。主要设计用于喷墨印刷的一种具有这种能力的早期发生器是一种压电液滴发生器(美国专利3683212)。此种液滴发生器用于产生含有样品物质的液滴流，使这些液滴穿过烘箱以便在注入ICP内之前将该液滴蒸发至完全或部分干燥，以便研究氧化物离子的形成(J.B.French，B.Etkin，R.Jong，分析化学，第66卷，第685-691页，1994年)。压电液滴发生器和烘箱的这种联用被称为单分散干燥微粒注射器(MDMI)并且此种系统已经用于其他研究中(J.W.Olesik和S.E.Hobbs，分析化学，第66卷，第3371-3378页，1994年；A.C.Lazar和P.B.Farnsworth，应用光谱学(AppliedSpectroscopy)，第53卷，第457-470页，1999年；A.C.Lazar和P.B.Farnsworth，应用光谱学，第51卷，第617-624页，1997年)。已经成功地实现了使用压电液滴发生器而不在烘箱中进行去溶剂化作为亚纳升(sub-nanolitre)样品引入技术用于激光诱导分解光谱法和电感耦合等离子体光谱法(S.Groh等人，分析化学，第82卷，第2568-2573页，2010年；A.Murtazin等人，光谱化学学报，第67B卷，第3-16页，2012年)。

所有这些液滴发生装置要求液体样品被送入液滴发生装置内的封闭体积中。典型地，制备样品并且储存在容器中，并且这些容器通常以阵列接近于该分析装置存储，使得这些容器可以被自动取样器进入。自动取样器将吸取管置于这些容器之一内，并且样品被抽入该管内并使用抽吸运送到液滴发生器中。因此含样品的液体与该吸取管相接触并且与液滴发生器的内表面接触。一旦样品吸取完成，自动取样器将该吸取管从含样品的容器中移出并且将其移动到包含洗涤溶液的容器中。将洗涤溶液抽入到吸取管中并且到液滴发生器中并且冲洗至废物以便在下一个样品进入前冲洗掉先前样品的残余物。对于上述所有液滴发生装置，无论是否使用自动取样器，都要求如用于从储存容器转移包含样品的液体的管的装置，并且该液滴发生器本身将暴露表面呈现给该包含样品的液体。

由于谱法日益增长的常规使用，样品处理量已成为最重要的要求之一，由于经常就是它最终决定了常规应用中的每次分析的成本。随着仪器装备和自动样品处理的增加的灵敏度，样品处理量大体上不受样品引入或分析时间的限制，但受到来自先前样品的物质在该样品引入系统和谱仪的部件上的沉积造成的记忆效应的限制。由于这些谱仪的增加的灵敏度和它们的最终检出限，沉积在该样品引入系统上的物质在上述“清洗”周期过程中被逐渐冲走并且典型地在每个样品之后需要至少40-60秒来将记忆效应减少到可接受阈值以下。此外，将液体从容纳容器运送到液滴发生器的时间可能是显著的，从而增加了用于样品吸取和洗涤溶液吸取这两者的时间。

仪器装备的发展已经增加了分析装置的灵敏度并且样品溶液时常要求稀释。已经设计了多种用于自动稀释样品的方法(例如在美国专利7,998,434中描述的)。为了监控并且校正精度变化，经常使用内标物。稀释与添加标准物这两者均要求在引入到该分析装置之前对液体进行混合。对于以上所有液滴发生装置，典型地待混合的液体是在吸取之前在容器内混合，亦或在这些包含液体的容器与液滴发生器之间的位置处混合。照此，要求另外的液体处理装置或方法步骤，并且要求另外的容器或单独的混合装置。任何混合装置和相关联的液体容纳导管还必须在其下次使用前进行洗涤。

已利用R.W.Wood和A.Loomis在1927[哲学杂志(PhiliosophicalMagazine)4(22)，417-436]首次报道的现象开发了声学液滴喷射系统。自换能器发射的声能可以在液体中被转化成动能。如果声能被聚焦在液体的自由表面附近，则液滴可以从液体表面喷出，液滴尺寸随着声能频率相反地缩放。可以产生从约20pl至2μl的液滴体积和数百液滴/秒的液滴喷射速度。不同于其他液滴喷装置，样品液体与该液滴喷射器或取样装置，如喷嘴、移液管吸头、或针形工具(pintool)之间不发生接触。现有技术的声学液滴喷射器已经被用于将液滴从孔板向上喷射以沉积到位于就在这些孔板上方的固体表面或接收板上。因此，液滴是从容纳容器转移到相对紧密贴近的接收容器上。

发明内容

鉴于上述，已经作出本发明。

在第一独立方面，本发明提供了一种将液体样品引入分析装置中的方法，该方法包括以下步骤：将声能施加到安置于样品支架的固体表面上的一定量的液体样品上，以从该量的样品喷射样品液滴；在气体流中夹带该样品液滴；并且使用该气体流将该样品液滴运送到该分析装置中。

在另一个独立方面，本发明提供了一种用于分析装置的样品引入系统，包括：适用于安置一定量的液体样品的样品支架的固体表面；被安排为使得在使用时将声能朝向该固体表面发射的声换能器；被安排为供应气体流的气体供应；以及被安排在该气体供应与该样品支架之间并且在该样品支架与该分析装置的入口之间的气体导管。

在使用中，将一定量的液体样品安置于固体表面上并且将声能从声换能器引导朝向该液体样品。声能引起液体样品的液滴从该量的液体样品的自由表面被喷射。引导气体流以便夹带样品液滴并且运送该液滴远离在该固体表面上该量的液体样品并且进入分析装置中。在此还描述了用于引导该气体流以便夹带样品液滴并且优选运送它以使得它并不接触沿着该量的液体样品与分析装置之间的运送路径的任何表面的手段。

优选地，将样品液滴沿运送路径运送到分析装置中并且该样品液滴在离开该量的样品之后并且在进入该分析装置之前不接触沿该运送路径的任何固体表面。优选地，气体流在其进入样品入口时进入该分析装置。优选地，在该气体流中夹带的样品液滴进入该分析装置并且在夹带的样品液滴内的样品材料在该分析装置内被激发或电离，而不接触在其从该量的样品的行程上的任何固体表面。

在一些实施例中，将该量的样品安置在容纳容器内样品支架的固体表面上，优选地，该容纳容器是容纳容器的阵列之一，该样品支架包括该容纳容器阵列；更优选地，将该量的样品安置在孔板内样品支架的固体表面上。优选地，该样品支架包括多个样品支撑位点，如容纳容器、凹陷、突起、或已经经过表面处理(如蚀刻或浸渍)的位点。在一些实施例中，将该量的样品以液滴的形式安置在样品支架的固体表面上，在这种情况下，该样品支架可以不包括容纳容器，但是可以是，例如，平坦的玻璃载片或局部表面突起或其他局部化的位点。

该固体表面优选地包括惰性材料；优选地，该惰性材料包括以下项中的一种或多种：聚苯乙烯、PFA、LCP、PTFE、尼龙、PEEK、陶瓷或玻璃。

优选地，将声能穿过该样品支架的固体表面施加到该量的样品上。优选地该声换能器被安排为使得在使用中，声能朝向该样品支架的第一表面发射并且该量的液体样品安置在该样品支架的第二表面上，该第二表面不同于该第一表面。在一些实施例中，该声换能器被安排为穿过容纳容器侧壁发射声能，并且该量的样品安置在该容纳容器内。优选地，该样品支架的第一和第二表面是基本上彼此平行的。优选地，在其中该样品支架包括容纳容器的实施例中，该第一表面被安排为在使用时是样品支架的下侧并且该第二表面被安排为是样品支架的上侧；最优选地，该第二表面是在该容纳容器内部并且是该容纳容器的内部下表面。当该样品支架包括平板并且该量的样品安置在该平板的一侧(该第二表面)上时，该第一表面被安排为在使用时是该样品支架的另一侧。

气体供应被安排为供应气体流。该气体流优选地包括惰性气体。更优选地，该气体实质上仅包括惰性气体。优选地，该气体包括以下项中的一种或多种：N₂、He、Ar、SF₆、Xe、Ne、Kr。该气体流速优选是在0.1与2巴之间的压力下在0.1与3l.min^-1之间。该气体可以在任何适合的温度下，当液体样品包含挥发性物质时较低的温度是有益的。优选地，恰在将该声能施加到该量的样品之前将惰性气体流引导至在固体表面上的该量的样品。

在其他实施例中，诸如其中该分析装置是原子吸收光谱仪的那些，该气体优选是所希望的氧化剂和燃料气体以适当比率的预混合混合物，或是所希望的氧化剂和所希望的燃料气体之一。

在一些优选的实施例中，在运送该样品液滴时，以第一流速供应气体流，并且在不运送样品液滴时并且恰在将声能施加到该量的样品上之前，以第二流速供应气体流，该第二流速优选地是大于该第一流速。在一些实施例中该第一流速可以是大于第二流速，但优选该第二流速是大于该第一流速。应用该第二流速气体流有利地在液滴喷射之前清扫了在该量的样品周围区域中的体积的残余气体。液滴喷射通过施加第一幅值的声能引发。在进行这种清扫时，可以施加第二幅值的声能，该第二幅值是低于第一幅值，以便确定该量的样品的特性，例如像，声换能器与该量的样品的自由表面之间的距离，这对于调节随后施加的声能的焦点是有用的。因此优选地，在运送样品液滴时以第一流速供应该气体流，并且当不运送样品液滴时以第二流速供应该气体流并且同时恰在施加导致液滴从该量的样品中喷射的第一幅值声能之前应用第二幅值声能确定该量的样品的特性，该第二流速是大于该第一流速。

优选地，供应该气体流以便形成气体帘幕，该气体帘幕在样品液滴离开该量的样品的表面时至少部分地围绕该量的样品和/或部分地围绕该样品液滴，术语气体帘幕在此用来表示部分或完全的气体护层。实施本发明的设备包括被安排在该气体供应与该样品支架之间并且在该样品支架与该分析装置的入口之间的气体导管。优选地，该气体导管包括被安排在该气体供应与该样品支架之间的第一气体导管以及被安排在该样品支架与该分析装置的入口之间的第二气体导管。当将该量的样品以液体滴形式安置在样品支架的固体表面上时，优选地，该第一气体导管被配置为供应气体至该样品支架的第一表面，并且该气体流在一个或多个通道中穿过该样品支架的一部分，这些通道从该样品支架的第一表面延伸通过到第二表面，该量的样品被安置在该样品支架的第二表面上(该样品支架的第一和第二表面已经在以上描述)。在优选的实施例中，其中该量的样品安置在容纳容器内样品支架的固体表面上并且该样品支架的第二侧是在该容纳容器的内部并且是该容纳容器的内部下表面，优选地，该气体流在一个或多个通道中穿过该样品支架的一部分。在一些实施例中，这些通道从该第一表面并且在容纳容器的一个或多个侧壁内延伸到第三表面，该第三表面与该量的样品相比离该第一表面的距离更大，例如该第三表面可形成容纳容器的边缘。在其他实施例中，这些通道通过表面而进入样品支架并且在样品支架内延伸至该第三表面。当该容纳容器是孔板内的孔时，该第三表面优选是该孔板的上表面的一部分，如将进一步描述的。当气体帘幕至少部分地围绕该量的样品并且该量的样品安置在容纳容器的内部下表面上时，在气体在该容纳容器的一个或多个侧壁内形成的一个或多个通道中行进的同时，气体帘幕部分地围绕该量的样品。优选地，将气体帘幕主要垂直于该量的样品安置在其上的固体表面那侧引导并且引导远离那侧。优选地该气体导管以气体帘幕的形式供应该气体流，该气体帘幕至少部分地围绕与该样品支撑位点相邻的体积，以便在该样品液滴离开该样品支撑位点上该量的样品表面时部分地围绕该样品液滴。

在优选实施例中，该声换能器将声能穿过该样品支架的固体表面施加到该量的样品上。优选地，该声换能器将声能穿过样品支架的第一表面施加到该量的样品上并且从样品支架的第二表面出来，该第一和第二表面已经在以上描述。优选的是，该第一和第二表面的至少一部分是基本上平行的，使得对于所有声能束沿着该声能的路径通过样品支架的路径长度是基本相同的。在一个优选的实施例中，该声换能器位于该第一气体导管内，如将要进一步描述的。

实施本发明的设备包括被安排在该气体供应与该样品支架之间并且在该样品支架与该分析装置的入口之间的气体导管。优选地，该气体导管包括被安排在该气体供应与该样品支架之间的第一气体导管以及被安排在该样品支架与该分析装置的入口之间的第二气体导管。优选地，该第二气体导管包括载气管并且该载气管接收至少一些在使用中由该第一导管递送的气体。更优选地，该载气管接收基本上所有的在使用中由该第一导管递送的气体。该气体导管用来在气体流从该样品支架行进到分析装置时至少部分地限制该气体流，并且从而限制被喷射的液滴的部分或整个运送路径。在优选实施例中，包括载气管的第二气体导管用来在气体流从该样品支架行进到分析装置时至少部分地限制该气体流，并且从而限制被喷射的液滴的部分或整个运送路径。

在优选实施例中，该第一气体导管通过气密性密封件被密封到样品支架的表面上以便在该一个或多个通道在样品支架上出现时围绕它们并且该第二气体导管通过气密性密封件被密封到样品支架的另一个表面上，以便在该一个或多个通道在样品支架的另一个表面上出现时围绕它们。该一个或多个气密性密封件可以通过O-环弹性体密封件实现，和/或该样品支架的相关表面本身可以包括可压缩的材料。

当将该量的样品以液滴形式安置在样品支架的固体表面上时，优选地将第二气体导管的入口(其可以包括载气管)置于与该样品支架的固体表面(该量的样品安置在其上)的一部分接触，并且该第二气体导管至少部分地围绕该量的样品并且至少部分地围绕一个或多个通道，这些通道从该固体表面的第一侧延伸穿过至第二侧，该量的样品安置在该固体表面的第二侧上。更优选地，该第二气体导管的入口与该量的样品置于其上的固体表面接触并且形成气密性密封，并且该第二气体导管至少部分地围绕该量的样品并且至少部分地围绕一个或多个通道，这些通道从该固体表面的第一侧延伸穿过至第二侧，该量的样品安置在该固体表面的第二侧上。可替代地，该样品支架可以包括突起，如小杆，在这种情况下：或者使用单一气体导管并且该气体导管至少部分地围绕该突起；或者该第一气体导管或第二气体导管至少部分地围绕该突起，并且第一气体导管的出口至少部分地连接到第二气体导管的入口上。

当将该量的样品安置在容纳容器内的样品支架的固体表面上并且该样品支架的第二表面是在该容纳容器的内部并且是该容纳容器的内部下表面时，优选地当一个或多个通道在该样品支架的第三表面上出现时该第二气体导管(其可以包括载气管)至少部分地围绕并且更优选地完全围绕它们，这些通道从该样品支架的第一表面延伸穿过至该样品支架的第三表面，如以上描述的。在另一个优选的实施例中，这些通道从第三表面上的一个位置延伸到在第三表面上的另一个位置，如将进一步描述的。当样品支架的这个第三表面包括边缘时，该第二气体导管的入口优选地还邻接该边缘，更优选使用气密性密封件，以便在该一个或多个通道在第三表面上出现时围绕它们。该气密性密封件可以通过O-环弹性体密封件实现，和/或该样品支架的表面本身可以包括可压缩的材料。

用于通过气体导管供应气体流的替代安排包括联接至该气体供应并且联接至该样品支架上的第一气体导管、以及联接至该样品支架以及该分析装置入口上的第二气体导管，其中第一气体导管将气体供应至样品支架中的第一组一个或多个通道并且第二气体导管接收来自样品支架中第二组一个或多个通道的气体，该第一组一个或多个通道与第二组一个或多个通道处于气体连通。优选地，该第一组一个或多个通道以及该第二组一个或多个通道从样品支架的同一表面上均可进入并且最优选地该表面是如上所述的样品支架的第三表面，在这种情况下声换能器不包括在该第一气体导管内。在这种情况下，该气体导管以气体帘幕的形式供应该气体流，该气体帘幕至少部分地围绕与该样品支撑位点相邻的体积，以便在该样品液滴离开该样品支撑位点上该量的样品表面时部分地围绕该样品液滴。以下给出了这种实施例的示例。

从样品区域延伸到分析装置的气体导管能够以直线延伸(即该气体导管的轴线以直线延伸)，或者它可以延伸以结合一个或多个方向改变(例如，它可沿着弯曲路径延伸)。优选地，该路径是使得样品液滴在离开该量的样品之后并且在进入分析装置之前不接触沿着运送路径的任何固体表面，并且取决于该气体导管的直径(除其他条件之外)，这可以限制例如任何弯曲部的最小曲率半径。优选地，该气体导管从样品区域到分析装置轴向延伸在10与100mm之间的距离。在一些实施例中，气体导管可以比此更长，延伸在100与1000mm之间。当所喷射的液滴尺寸对于有效地直接注射到分析装置中过大时，可以在运送路径中结合液滴调节器，如下所述，在这种情况下，第二导管或载气管可以在样品支架与分析装置的入口之间的安排中结合这样一个液滴调节器。

从样品区域延伸到分析装置的气体导管可具有不同的截面形状(截面为垂直于管轴线)。优选地，该气体导管的截面是基本上圆形的。优选地，当气体导管延伸远离样品支架时，内截面面积有所减小(即导管在至少一个维度上变窄)，以便提高在该量的液体样品的表面上方区域内气体的流速。

优选地，气体流在其进入样品入口时进入该分析装置。优选地，气体导管的出口直接连接到该分析装置的入口上。更优选地，气体导管与该分析装置的入口形成了单一部件，使得不存在气流阻力的离散阶跃变化，这种变化可能增加液滴接触固体表面的风险。当气体导管的出口直接连接到该分析装置的入口上时，优选地，该分析装置入口的内截面面积比该气体导管的出口的内截面面积更大。优选地，在该气体流中夹带的样品液滴进入该分析装置并且在夹带的样品液滴内的材料在该分析装置内被激发或电离，而不接触在其从该量的样品的行程上的任何固体表面。

分析装置优选地是以下项之一：原子吸收光谱仪、电感耦合等离子体光发射光谱仪、电感耦合等离子体质谱仪、微波诱导等离子体光发射光谱仪、微波诱导等离子体质谱仪、原子荧光光谱仪、激光增强电离光谱仪。本发明非常适合于与电感耦合等离子体光发射光谱仪或电感耦合等离子体质谱仪中任何一个一起使用。最优选地，该分析装置是电感耦合等离子体光发射光谱仪。

可替代地，该分析装置可以是利用去溶剂化膜(诸如Nafion^TM管)的飞行时间质谱仪，以及电离装置如电晕放电、光电离源，或放射性电离源，例如⁶³Ni箔、²⁴¹Am、或氚(³H)。该分析装置还可以是离子迁移率分析器，利用去溶剂化膜，诸如Nafion^TM管。设想了其他类型的适合与本发明一起使用的分析装置。

该分析装置的入口优选地包括至炬管的注射管的入口，其中该分析装置利用炬管(例如像在ICP-OES或ICP-MS中)。当该分析装置是原子吸收光谱仪时，该分析装置的入口包括至燃烧器的入口。当该分析装置是原子荧光光谱仪时，该分析装置的入口包括至光学单元的入口。

液滴可以具有适合于该分析装置的任何尺寸。优选地，该液滴尺寸位于在0.1至10μm直径的范围内。这个尺寸的液滴适合于高效直接注射到例如感应耦合等离子体内。可替代地，该液滴直径可以是10至200μm。当要求较高的样品流速并且有限的声能重复率是可用时，这个尺寸的液滴可以是有利的。

较大的液滴在其使用气体流运送时可能要求位于该量的样品与分析装置之间并且在该样品液滴的运送路径中的液滴调节器，该液滴调节器被配置成从该液滴中去除溶剂。优选地，溶剂通过使用加热的气体、光学加热器、对流加热器、微波加热器、R.F.加热器、或宽带I.R.源(如LED、激光、电激发灯丝)；或窄带I.R.源(例如，LED或激光)通过蒸发而从液滴去除。因此，液滴调节器优选包括一个或多个上述装置(加热的气体的供应，光学加热器等)。当使用窄带源时，该源将优选地在与该样品的吸收频率匹配的波长下发射。

优选地，将声能反复施加到该量的样品上，以便从一个量的液体样品产生液滴流持续一段时间。优选地，该声换能器是由计算机控制的。

在优选的实施例中，该样品支架包括孔板，每个孔具有在5μl与2ml之间的内部容量。优选地，该孔板包括多个孔。当该样品支架包括多个样品支撑位点时，如容纳容器、凹陷、突起、或已经经历表面处理(如蚀刻或浸渍)的位点，优选地，该样品支架与声换能器的相对位置周期性地改变，从而在由声换能器发射的声能的路径内放置不同量的样品。在优选的实施例中，将样品支架相对于该声换能器移动，使得声能可以被顺序地施加到包括在样品支架内的一些或所有的样品支撑位点上。优选地，样品支架与声换能器的相对移动是使用自动化装置完成的并且是由计算机控制的。气体导管优选地也相对于样品支架移动，优选地通过自动化装置，使得气体导管可递送气体至并且离开不同的样品支撑位点。该声换能器和该气体导管两者优选地在垂直于样品支架的方向上使用线性致动器移动。不同的此类致动器是本领域已知的。一旦声换能器和气体导管已经移动远离该样品支架，该样品支架可以被重新定位并且该声换能器和气体导管然后可以再施加到样品支架上，使得样品可以从新的样品支撑位点发射并且在气体流中运送到该分析装置中。当该样品支架包括呈圆形安排的样品支撑位点阵列时，有利地是该样品支架可以简单地旋转以将不同的样品支撑位点定位到声换能器的路径中以及气体导管的路径中。

不同的样品支撑位点的辨识可通过已知的手段，例如条形码或RFID识别来完成，以使不同的样品可以被跟踪并且不同类型的样品支架安排可以被识别。

有利的是该气体导管、声学液滴发生器、样品支架板和分析装置的入口可以包括在充有惰性气体(如氩气)的外壳内，使得安置在样品支架上的样品不暴露于周围空气中。可替代地，当样品被包括在容器内时，每个容器可以由聚合物膜覆盖以保护免受周围空气，并且在将该第二气体导管定位到与样品支撑位点相邻的样品支架上的过程中，该聚合物薄膜密封可以被打破以提供从该样品支撑位点发射液滴的路径。

多个量的样品可以手动地或通过自动化装置引入到该一个或多个样品支撑位点之上或之中。多个量的不同的样品可以安置于不同的样品支撑位点上。当存在多个样品支撑位点时，该多个量的一个或多个样品优选地同时通过自动化装置引入到多个样品支撑位点之上或之中。自动化装置包括在本领域中或通过任何其他手段已知的泵。

两种不同的液体可以使用以下方法引入分析装置进行同时分析，该方法包括以下步骤：使用第一按需液滴发生器以提供第一液体的第一液滴流；使用第二按需液滴发生器以提供第二液体的第二液滴流，并且将该第一和第二液滴流在它们进入该分析装置之前合并。该方法可以使用用于分析装置的样品引入系统进行，该样品引入系统包括适用于从第一液体产生液滴流的第一按需液滴发生器；适用于从第二液体产生液滴流的第二按需液滴发生器；被安排为供应第一气体流用于夹带从该第一液体产生的液滴的气体供应；被安排为供应第二气体流用于夹带从该第二液体产生的液滴的气体供应；以及气体导管，该气体导管在该分析装置入口的上游，被安排为在该第一和第二气体流进入该分析装置之前合并它们。

按需液滴液滴发生器是一种类型的液滴发生器，其中液滴发生设备使单个液滴能响应于控制信号被喷射。本发明可应用于各种已知的以及至今未知的按需液滴发生器。优选地，该按需液滴发生器包括以下项之一：压电致动液滴发生器、热喷墨装置、单分散干燥微粒注射器、声换能器(例如被配置在此处所述的根据本发明的另外独立方面的样品引入系统中)。

当存在多个样品支撑位点时，优选地一些样品支撑位点可以是多个量的稀释剂位置的位点并且一些可以是多个量的一种或多种标准物位置的位点。提供一个以上的按需液滴发生器(它优选地包括声换能器)然后可用于基本上同时从第一位点发射样品液滴流和从一个或多个其他位点发射稀释剂和/或一种或多种标准物的液滴流。优选地，将该第一和第二液滴流在气体流中合并并且该气体流将这些液滴运送到该分析装置的入口。优选地，在样品支架上的每个位点设置有气体流，并且将这些气体流在它们到达分析装置之前合并，由此在到达分析装置之前混合这些液滴流，这些液滴流由来自不同位点的不同成分组成，这些不同成分被同时递送到该分析装置。优选地，该一个或多个气体流包括惰性气体并且更优选地基本上仅惰性气体。优选地，该惰性气体包括氩气。有利的是当液滴在飞行中并且不与任何表面接触时发生有效混合。因此，优选地多个液滴从各自安置于固体表面上的多个量的液体基本上同时产生并且其中至少一个量的液体包含样品并且一个量的液体包含稀释剂和/或标准物。使用气体流将这些样品液滴运送到分析装置中，并且该气体流包含第一气体流，并且将第二气体流与第一气体流合并，该第二气体流包含稀释剂液滴或标准物液滴。当该样品使用包括声换能器的按需液滴发生器分配时，该样品有利地不会接触该样品支架的表面之外的任何固体表面并因此不存在不同样品的分析之间所要求的冲洗，因为这些不同的样品安置在不同的样品支撑位点上。在这种情况下，该第二按需液滴发生器可以是任何类型的，因为它仅仅分配有待与不同的样品组合的包含稀释剂和/或标准物的单一溶液。

在其中要求至分析装置中的低液滴进入率的情况下，液滴流可以通过在样品支架下游增加附加的气体来稀释。稀释在这种情况下是进入该分析装置中的气体流中的液滴密度的降低，并且它是通过将附加的气体流加入到在其中夹带液滴的气体流中实现的。附加的气体可以具有与在其中夹带液滴的气体流相同或类似的组成，或者它可以是不同的气体。附加的气体还可用于增加进入该分析装置的气体流速，其中该装置要求比夹带液滴所希望的更高的气体流速。因此，存在一种将液体样品引入如先前所述的分析装置中的方法，其中该气体流包括第一气体流，并且第二气体流在该分析装置的上游与该第一气体流合并。

有利的是，本发明提供了通过在气体流中夹带液滴将声发射的液滴供应到分析装置。在现有技术系统中，声学液滴发生器已被用于从一定量的样品发射液滴并且将它们沉积到与声换能器相对紧密贴近的另一表面上。在本发明中，该气体流有利地将液滴直接运送到分析装置中。优选地，将液滴运送到该分析装置，其中一旦这些液滴离开该量的液体样品的表面则不接触任何表面。与分析装置一起使用声学液滴发生器使得液滴能被供应到该分析装置而不使用管道将含样品的液体从存储容器运送到液滴发生器并且其中该液滴发生器本身不会将暴露的表面呈现给该含样品的液体。因此，不存在对于在不同样品的吸取之间清洗液滴发生器的管道或表面的要求，并且至分析装置的样品通过量大大增加。

所提供的其他优点包括将样品与稀释剂和/或标准物在进入分析装置入口的气体流中混合，而不要求任何混合容器，否则其表面将要求在接纳另一个样品之前进行清洗。混合在气体流内发生而无需进一步的干预，并且因此不要求额外的混合装置，从而降低了复杂性。

附图说明

图1是利用声学液滴喷射器的现有技术的液滴喷射系统的示意图。

图2是使用分析用装置用于样品分析的现有技术的样品引入系统的示意图。

图3是本发明的实施例的示意图，图3a是孔板顶视图的示意图。图3b是图3a的孔板在标有A-A的截面上的示意截面图。图3c是图3b的孔板与示出的另外部件的示意截面图。

图4是本发明的另一个实施例的示意截面图。

图5是本发明的又另一个实施例的示意截面图。

详细说明

图1是利用声学液滴喷射器的现有技术的液滴喷射系统的示意图。待分配液体10被容纳在样品容器阵列20内，该容器阵列在这种情况下是孔板。声换能器和透镜系统30提供了脉冲声能40，该脉冲声能从声换能器32行进，并且穿过所结合的透镜系统34，之后被发射穿过孔板20并且进入容器之一22内。结合到换能器和透镜系统30中的透镜系统34被安排为将声脉冲聚焦在容器22内液体的表面区域12上。当到达表面区域12时，声能40破坏液体的表面，以喷射液体10的液滴14。液滴14(不按比例)离开表面区域12并且向上行进，大致正交地离开表面区域12，并沉积在接收板50上，在其中的孔之一内。通过这种方式，液体可通过逐滴地从样品容器22转移到接收板50。声换能器和透镜系统30、样品容器阵列20以及接收板50的相对位置可以改变，使得阵列20中不同容器内的样品液体可接收聚焦的声能并且所发射的液滴可以在接收板50上不同的地方被收集。优选地，这些相对位置使用自动化装置确定。在阵列20内的不同样品容器中不同液面可以要求透镜系统34的聚焦的变化，以便确保声能聚焦在相应液体的表面区域中。已设计了使用从液体表面反射的声能来测量此类容器内的液面的方法并且此类信息可以用来以自动化方式不断改变透镜系统34的聚焦性能。

图2是使用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)作为分析装置用于样品分析的现有技术的样品引入系统的示意图。图2示出了喷雾器60，具有样品入口管62和气体入口管64。典型地，喷雾器60由玻璃制成。在使用中，将液体样品流(未示出)供应到入口管62中，同时将惰性气体(通常为氩气)供应到气体入口管64中。惰性气体在它从喷雾器66的尖端离开时具有足够的流速从而引起局部压降，该压降作用是从变窄的样品入口管68抽取液体样品并且将自管68出现的液体破碎成液滴69。由此种喷雾器产生大范围的液滴尺寸。来自喷雾器60的气体流进入喷雾室70中，其在本实施例中是具有撞击球72的撞击球喷雾室。喷雾室70典型地由玻璃或惰性聚合物制成。样品液滴69被夹带在气体流中并且致使许多液滴冲击撞击球72，而一部分围绕撞击球72流动。冲击撞击球72的液滴主要是较大的液滴，并且通过这种方式，撞击球72用来滤掉较大的液滴，在此类液滴内的液体沿撞击球72向下流动并且通过废物出口74流到废物中。如已经指出的，使用所描述类型的气动喷雾器，所产生的液滴只有1-2％具有对于分析有用的尺寸。围绕撞击球72流动的更小的液滴被气体流携带到出口76，并进入炬管80的入口。炬管80包括注射管82、辅助管84和外部管86。典型地，炬管80是由石英玻璃或陶瓷元件制成的。进入注射管82的气体流被称为注射气体。附加气体经由入口85被供应到辅助管84，并且该气体流被称为辅助气体。再一个气体流通过入口87供应到外管86，并且该气体流被称为冷却气体，因为它主要是用于沿外管86的内表面引入气体屏障。ICP线圈90被用来将RF功率(典型地，在27MHz)耦合到在区域88内的外部管86中形成的等离子体(等离子体未示出)上。通过注射管82进入炬管80入口的液滴在该注射气体中被运送到等离子体的轴线区域91，在此处它们去溶剂化和原子化并且所释放的原子中一部分被电离。穿过等离子体的样品产物通过孔94进入样品锥92，并且进入质谱仪的入口系统(未示出)。

图2的喷雾器60、喷雾室70和炬管80可以可替代地与ICP-OES分析装置一起使用。类似的炬管安排用于MIP光谱法中；AA和AFS使用稍微不同地设计的炬管。

图3是本发明的实施例的示意图。图3a是孔板顶视图的示意图。图3b是图3a的孔板在标有A-A的截面上的示意截面图。图3c是图3b的孔板与示出的另外部件的示意截面图。孔板300被描绘于图3中，包括三个孔，301、302、303，每个孔包括样品支撑位点；因此，描绘了三个样品支撑位点并且孔板300包括多个孔。孔302包括侧壁304，并且孔302具有内部下表面306，在该内部下表面上安置一定量的液体样品310(该量的样品310在图3a中不可见)。该量的液体样品310部分地填充孔302并完全覆盖内部下表面306；因此，在这个实例中样品支架的固体表面包括孔302的内部下表面306(即，内部下表面306是样品支撑位点)。

孔板300进一步包括通道320，这些通道部分地围绕孔301、302、303。参见孔302，通道320从第一表面307并且在孔302的一个或多个侧壁304内延伸到第三表面309，表面309与该量的样品310相比离第一表面307的距离更大，第三表面309形成孔302的边缘。第一表面307可以包括弯曲表面的部分，并且可以包括具有方向变化的平坦表面，如图3b中所示。通道320不完全围绕孔302的边缘，因为设置了支撑肋322(示于图3a中)，从而将孔302的内壁部分323附接到孔302的外壁部分324上。在此实例中，支撑肋322从第三表面309延伸到第一面307，从而提供了在部分323与324之间的刚性附接。在其他实施例中，支撑肋可以仅延伸从第三表面309朝向第一表面307的路径的一部分并且可以存在有更多的支撑肋以实现类似的刚性程度。

图3c示出了声换能器350，其被安排为使得在使用中声能朝向孔302的样品支架的第一表面307发射并且该量的液体样品310安置在样品支架的第二表面308上。在此实例中，样品支架的第二表面308是与内部下表面306相同的表面并且表面308形成了在其上安置该量的样品310的固体表面。该样品支架的第一表面307和第二表面308的一部分是基本上彼此平行的。声能从声换能器350朝向该量的样品310安置在其上的固体表面发射，该声能穿过样品支架的第一表面307并且从样品支架的第二表面308出来。

气体供应(未示出)被安排为将气体流335供应到第一气体导管330，第一气体导管330安排在气体供应与样品支架之间，第二气体导管340被安排在样品支架(孔302)与分析装置的入口(未示出)之间。因此，在本实例中安排在气体供应与样品支架之间以及样品支架与分析装置的入口之间的气体导管包括第一气体导管330和第二气体导管340。第二气体导管340的入口邻接孔302的边缘并且在通道320在第三表面309上出现时围绕这些通道。气体流335沿着气体第一气体导管330行进到样品支架的第一表面307并且流入并且穿过通道320，从通道320出来进入第二气体导管340，在此处气体流行进到分析装置的入口。因此该气体流被供应以便形成气体帘幕，该气体帘幕至少部分地围绕该量的样品310，同时气体在孔302的侧壁304内形成的通道320中行进。将气体帘幕主要垂直于该量的样品310安置在其上的固体表面308那侧引导并且引导远离那侧。如图3c中所示，声换能器350位于第一气体导管330内，连同声换能器的驱动电子设备355在壳体356内。到声换能器的驱动电子设备355上的电气连接件未在图中示出，但穿过第一气体导管330的壁到控制器，该控制器包括计算机(也未示出)。气体流围绕壳体356穿过，该壳体包括声换能器的驱动电子设备355和声换能器350，在环形通道331内。

声能聚焦在液体样品310的表面区域312上(图3c中示出)。该声能使用透镜系统(未示出)聚焦，该透镜系统与换能器350结合在一起，该透镜系统被安排为将由换能器350发射的声脉冲聚焦到在孔302内液体样品310的表面区域312上，声脉冲穿过孔302的下表面306。当到达表面区域312时，声能(未示出)破坏液体的表面，以喷射液体样品310的液滴314(液滴314不是按比例示出的)。液滴314离开表面区域312，并且向上行进，大约正交地远离液体样品310的表面并且进入第二气体导管340，在此液滴被夹带到在第二导管340中流动的气体流中(如上所述)并且样品液滴使用该气体流被运送到分析装置中。第二气体导管340的截面形状是基本上圆形的。当第二气体导管340延伸远离样品支架时，该第二气体导管的内截面面积有所减小(即管道变窄)，以便提高在该量液体样品310的表面上方区域内气体的流速。

第一气体导管330通过使用弹性体332的气密性密封件被密封到样品支架的第一表面307上并且第二气体导管340通过使用弹性体342的气密性密封件被密封到样品支架的第三表面309上。第二气体导管340用来在气体流从该样品支架行进到分析装置时限制气体流，并且从而限制被喷射的液滴的运送路径。该第二气体导管从样品支架到ICP-OES分析装置的入口延伸75mm并且不包含方向的突然变化，使得样品液滴在离开该量的样品之后并且在进入分析装置之前不接触沿着运送路径的任何固体表面。在此实例中，液滴直径为5μm，并且该液滴是高度适合用于直接注射到ICP-OES光谱仪的炬管的入口，在此处它可以被高效地去溶剂化、原子化并且激发。

在图3的实施例中，孔301、302、303具有500ul的内部容量并且孔板300由聚丙烯制成。气体供应包括氩气，气体流速为在1.5-1.8大气压的压力下0.5l.min^-1，气体温度为20-25℃。在第二气体导管中的平均气体速度是1.2-1.5m.s^-1。这些工作参数适于水性样品(如饮用水)在ICP-OES分析装置中的分析。

声换能器350被控制为以便朝该量的液体样品310的表面区域312重复地发射第一幅值的声能的声辐射脉冲，由此重复地发射液滴用于夹带在气体流中。周期性地在此过程中，并且在第一幅值的声能的声辐射脉冲施加到新量的液体样品上之前，辐射第二幅值的声能的脉冲，该第二幅值比第一幅值更低。该第二幅值脉冲被用来确定声换能器350与该量的样品310的表面区域312之间的距离。这得以实现，因为换能器350还包括用于检测反射的声能的检测器。通过测量所发射的声能脉冲与声能的反射脉冲的检测之间的时间段，换能器350与该量的液体样品310的表面区域312之间的有效路径长度可确定，并且该信息被用于调节控制透镜的参数，该透镜聚焦随后施加的第一幅值的声辐射。这个过程在一系列第一幅值的声能的声辐射脉冲过程中周期性地利用，使得不断减小量的液体样品310的表面区域312的位置可以被正确地确定。

将多个量的不同样品安置于孔310，302和303内。将样品支架(孔板300)和声换能器350的相对位置周期性改变，从而在由声换能器350发出的声能的路径中放置不同量的样品。将样品支架相对于该声换能器移动，使得声能可以被顺序地施加到孔板300的每个孔301、302和303内。通过移动样品支架并且保持换能器350在相对于分析装置的入口的相同位置，第二气体导管340的路径保持固定并且可以确保液滴在离开该量的样品与进入分析装置之间不与任何固体表面接触。样品支架300与声换能器350的相对移动是使用自动化装置完成的并且由计算机控制。第一和第二气体导管330、340由线性致动器(未示出)分别正交于第一表面307和第三表面309移动以便从孔板300脱离接合，从而使孔板300能被移动，使得第一和第二气体导管330、340可以与和不同的孔对齐的孔板300重新接合。被附接到第一气体导管330上的声换能器350、声换能器电子设备355和壳体356随着第一气体导管330移动。

在将样品液滴314从该量的液体样品310运送到分析装置时，以第一流速供应气体流，并且在不运送样品液滴时并且是恰在将声能施加到该量的样品上之前，以第二流速供应气体流，该第二流速是大于该第一流速。第二气体流的应用有利地在液滴喷射之前清除了在该量的样品周围区域的体积的残余气体，并且该第二气体流的这种应用在由声换能器350发射的声能路径中安置不同量的样品后立即进行，使得在该安置过程中所包括的残留大气气体不会与样品液滴同时带入分析装置中。

图4是本发明的又一个实施例的示意截面图。该实施例共享了关于图3描述的前述实施例的一些特征并且类似的部件具有相同的标识符。孔板400被描绘于图4中，包括三个孔，401、402、403。孔402包括侧壁404，并且孔402具有内部下表面406，在其上安置一定量的液体样品410。该量的液体样品410部分地填充孔402并完全覆盖内部下表面406；因此，在这个实例中样品支架的固体表面包括孔402的内部下表面406。

孔板400进一步包括通道420，以及在孔板内连接到通道420上的通道421。通道420和通道421仅仅从孔板400的单一表面409可进入，该表面是如先前已描述的第三表面。表面409包括孔402的边缘。通道420和421不完全围绕孔402的边缘，以与图3中的肋322类似的方式设置了支撑肋(但未示出)，然而通道420和421这两者几乎完全围绕孔402的边缘。

以关于图3中描述的那种类似方式示安排声换能器350，使得在使用中声能朝向孔402的样品支架的第一表面407发射，该量的液体样品410安置在样品支架的第二表面408上。然而，在图4的实施例中，声换能器350、声换能器的驱动电子设备355和壳体356没有安置在第一气体导管内，而是相反地未封闭的。该样品支架的第一表面407和第二表面408的一部分是基本上彼此平行的。声能从声换能器350朝向该量的样品410安置在其上的固体表面发射，该声能穿过样品支架的第一表面407并且从样品支架的第二表面408出来。声能如关于图3描述的聚焦并且聚焦的声能的脉冲(未示出)从液体样品410的表面区域412喷射液体样品液滴414。

在此实施例中，安排气体供应(未示出)以将气体流335供应到第一气体导管430，该第一气体导管430安排在该气体供应与样品支架之间。气体流335进入通道421并且然后进入通道420，从表面409出来进入液体样品410的表面上方区域，该区域是在第二气体导管440内，在此处气体流行进到分析装置的入口。第二气体导管440被安排在样品支架与分析装置的入口之间(未示出)。因此，供应该气体流以形成气体帘幕，该气体帘幕至少部分地围绕与该样品支撑位点相邻的体积，以便在该样品液滴离开该样品支撑位点上该量的样品表面时部分地包围该样品液滴。当气体帘幕在通道420内并且在恰在液体样品410表面上方的区域中的第二气体导管440内行进时，将气体帘幕主要垂直于该量的样品410安置于其上的固体表面408那侧引导并且远离那侧。

液滴414离开表面区域412，并且向上行进，大约正交地远离液体样品410的表面并且进入第二气体导管440，在此液滴被夹带到在第二导管440中流动的气体流中并且样品液滴使用该气体流被运送到分析装置中。第二气体导管440的截面形状是基本上圆形的。当第二气体导管440延伸远离样品支架时，该第二气体导管的内截面面积有所减小(即管道变窄)，以便提高在该量液体样品410的表面上方区域内气体的流速。

第一气体导管430通过使用弹性体432的气密性密封件被密封到样品支架的第三表面409上并且第二气体导管440通过使用弹性体442的气密性密封件被密封到样品支架的第三表面409上。第二气体导管440用来在气体流从该样品支架行进到分析装置时限制气体流，并且从而限制被喷射的液滴的运送路径。该第二气体导管从样品支架到ICP-MS分析装置的入口延伸55mm并且不包含方向的突然变化，使得样品液滴在离开该量的样品之后并且在进入分析装置之前不接触沿着运送路径中的任何固体表面。在此实例中，液滴直径为5μm，并且该液滴是高度适合用于直接注射到ICP-MS光谱仪的炬管的入口，在此处它可以被高效地去溶剂化、原子化并且电离。

在图4的实施例中，孔401、402、403具有500μl的内部容量并且孔板400由聚丙烯制成。气体供应包括氩气，气体流速为在1.5大气压的压力下0.7l.min^-1，气体温度为20℃。在第二气体导管中的平均气体速度是1.5m.s^-1。这些工作参数适于水性样品(如饮用水)在ICP-MS分析装置中的分析。

声换能器的操作以类似于关于图3的实施例中描述的那种的方式控制。将多个量的不同样品安置于孔板400的不同孔中并且声换能器350和样品支架板400的相对运动使不同样品能从孔板400被分配。声换能器350、声换能器的电子设备355和壳体356在此实施例中使用线性致动器(未示出)移动，其具有在正交于第一表面407的方向上的移动。气体导管430和440有利地如同图4的实施例中的移动那样通过第二线性致动器(未示出)移动，其具有在正交于第三表面409的方向上的移动。通过这种方式，声换能器350、声换能器的电子设备355和壳体356从孔板400脱离接合，并且第一和第二气体导管430、440也从孔板400脱离接合，从而使得孔板400中不同的孔然后能被定位，使得声换能器350、声换能器的电子设备355、壳体356和气体导管430、440可以接合到不同的孔上，并且可以分配不同样品。孔板400、第一和第二气体导管430、440、至分析装置的入口、包括声换能器350和声换能器的电子设备355的壳体356都被维持在保护性氩气气氛中，使得在定位不同孔用于分配不同的样品的过程中，基本上从所有孔以及气体导管中排除了污染气体。

图5是本发明的又另一个实施例的示意截面图。图5描绘了孔板500，包括孔501、502、503、504、505，每个孔被部分地填充有流体。孔502被部分地填充有液体样品510并且孔505被部分地填充有含有液体标准物511的溶液。第一声换能器系统550被安排为递送聚焦在液体510的表面区域上的多个声能量脉冲，以便从该表面喷射液体样品的液滴流，并且第二声换能器系统551被安排为递送聚焦在液体511的表面区域上的多个声能脉冲，以便从该表面喷射液体标准物的液滴流。气体导管530联接到孔502上，用于提供气体流535，并且气体导管540也联接到孔502上，用于引导气体535离开孔502。气体导管531联接到孔505上，用于提供气体流536，并且气体导管541也联接到孔505上，用于引导气体536离开孔505。以与关于图4的实施例中描述的安排类似的方式在孔板500中形成了连接气体导管530与气体导管540、以及连接气体导管531与气体导管541的通道。从液体样品510发射的液滴被夹带在气体导管540内的气体流535中。从液体标准物511发射的液滴被夹带在气体导管541内的气体流536中。气体导管540和541在542处被连接在一起并且气体流535和536被合并以形成气体流537，其流动穿过被连接到分析装置的入口(未示出)的气体导管543。因此样品液滴流与标准物液滴流在它们进入分析装置之前被合并。气体535和气体536是高纯度氩气，但是可以理解的是在其他实施例中也可使用另一种或多种合适的气体。气体导管540、541、543被安排为使得对于这些导管内流动的气体不存在突然的方向变化，并且这将确保在离开孔板之后并且在进入分析装置之前不存在液滴与任何固体表面的接触。

如在此(包括在权利要求书中)所用，除非上下文另外指示，否则在此术语的单数形式应理解为包括复数形式，反之亦然。举例来说，除非上下文另外指示，否则在此(包括在权利要求书中)一个单数参考物，如“一个(a)”或“一个(an)”意指“一个或多个”。

遍及本说明书的描述和权利要求书，词“包含”、“包括”、“具有”和“含有”以及这些词的变化形式(例如“包含着(comprising)”和“包含了(comprises)”等)意指“包括但不限于”，并且并不打算(并且并不)排除其他组件。

应了解，可以对本发明的上述实施例作出变化，但这些变化仍属于本发明的范围内。除非另外说明，否则本说明书中所披露的每个特征可以被用于相同、等效或类似目的的替代性特征替换。因此，除非另外说明，否则所披露的每个特征仅是一系列通用等效或类似特征的一个实例。

在此提供的任何和所有实例或示例性语言(“举例来说”、“如”、“例如”以及类似语言)的使用仅旨在更好地说明本发明并且不指示对本发明的范围进行限制，除非另外要求。本说明书中的语言不应被解释为表示任何未提出权利要求的元素对于本发明的实施是必不可少的。

Claims (39)

1.一种用于将液体样品引入到分析装置中的方法，包括以下步骤：

将声能施加到安置于样品支架的固体表面上的一定量的液体样品上，以便从该量的样品喷射样品液滴；

在气体流中夹带该样品液滴；并且

使用该气体流将该样品液滴运送到该分析装置中。

2.如权利要求1所述的方法，其中该样品液滴在离开该量的样品之后并且在进入该分析装置之前不接触任何固体表面。

3.如任一前述权利要求所述的方法，其中该气体流在其进入样品入口时进入该分析装置。

4.如任一前述权利要求所述的方法，其中在该气体流中夹带的样品液滴进入该分析装置并且在该夹带的样品液滴内的样品材料在该分析装置内被激发或电离，而不接触在其从该量的样品的行程上的任何固体表面。

5.如任一前述权利要求所述的方法，其中将该量的样品安置在孔板内的固体表面上。

6.如任一前述权利要求所述的方法，其中将该量的样品以液滴形式安置在该固体表面上。

7.如任一前述权利要求所述的方法，其中该固体表面包括惰性材料。

8.如任一前述权利要求所述的方法，其中将该声能穿过该固体表面施加到该量的样品上。

9.如任一前述权利要求所述的方法，其中该气体流包括惰性气体。

10.如任一前述权利要求所述的方法，其中该分析装置是以下项之一：原子吸收光谱仪、电感耦合等离子体光发射光谱仪、电感耦合等离子体质谱仪、微波等离子体光发射光谱仪、微波等离子体质谱仪、原子荧光光谱仪、激光增强电离光谱仪。

11.如任一前述权利要求所述的方法，其中该液滴直径位于0.1-10μm范围内。

12.如任一前述权利要求所述的方法，其中该液滴直径位于10-200μm范围内。

13.如任一前述权利要求所述的方法，其中供应该气体流以形成气体帘幕，该气体帘幕在样品液滴离开该量的样品时至少部分地围绕该样品液滴。

14.如任一前述权利要求所述的方法，其中在运送该样品液滴时，以第一流速供应该气体流，并且在不运送样品液滴时并且恰在将该声能施加到该量的样品上之前，以第二流速供应该气体流，该第二流速大于该第一流速。

15.如任一前述权利要求所述的方法，其中恰在将该声能施加到该量的样品之前将惰性气体流引导至在固体表面上的该量的样品。

16.如任一前述权利要求所述的方法，其中多个液滴从各自安置于固体表面上的多个量的液体基本上同时产生并且其中至少一个量的液体包含样品并且一个量的液体包含稀释剂或标准物。

17.如任一前述权利要求所述的方法，其中该气体流包含第一气体流，并且将第二气体流与该第一气体流合并，该第二气体流包含稀释剂液滴或标准物液滴。

18.如任一前述权利要求所述的方法，其中在样品液滴使用该气体流运送时在该量的样品与该分析装置之间并且在该样品液滴的路径中安置液滴调节器，该液滴调节器被配置成从该液滴中去除溶剂。

19.如任一前述权利要求所述的方法，其中将声能反复施加到该量的样品上，以便产生液滴流。

20.如任一前述权利要求所述的方法，其中该声能是通过从换能器发射声能施加的并且该固体表面相对于该换能器周期性移动，以便在由该换能器发射的声能的路径中定位不同量的样品。

21.如权利要求20所述的方法，进一步包括恰在将不同量的样品定位在该声能的路径中之后，刺穿附接到该样品支架上的聚合物膜密封的步骤。

22.一种用于分析装置的样品引入系统，包括：

适用于安置一定量的液体样品的样品支架的固体表面；

被安排为使得在使用时将声能朝向该固体表面发射的声换能器；

被安排为供应气体流的气体供应；以及

被安排在该气体供应与该样品支架之间并且在该样品支架与该分析装置的入口之间的气体导管。

23.如权利要求22所述的设备，其中该气体导管包括被安排在该气体供应与该样品支架之间的第一气体导管以及被安排在该样品支架与该分析装置的入口之间的第二气体导管。

24.如权利要求23所述的设备，其中该样品支架、该第二气体导管、该分析装置的入口以及该第一气体导管的至少一部分被包括在充有惰性气体的外壳内。

25.如权利要求22至24中任一项所述的设备，其中该样品支架的固体表面包括适用于安置一定量的液体样品的样品支撑位点，该样品支撑位点包括一个或多个凹陷、突起、或已经经历表面处理的位点，并且该样品支撑位点是部分或完全被包括在该气体导管内。

26.如权利要求22至24中任一项所述的设备，其中该样品支架包括容纳容器阵列。

27.如权利要求26所述的设备，其中在该容纳容器阵列中的多个容纳容器包含多个量的液体样品并且聚合物膜片材密封在这些容纳容器内的多个量的液体样品。

28.如权利要求22至27中任一项所述的设备，其中该样品支架包括一个或多个由惰性材料组成的样品支撑位点。

29.如权利要求22至28中任一项所述的设备，其中将该气体流安排为在一个或多个通道内穿过该样品支架的一部分，这些通道延伸穿过该样品支架的一部分。

30.如权利要求29所述的设备，其中该样品支撑位点是容纳容器的内表面内并且这些通道在该容纳容器的一个或多个侧壁中延伸。

31.如权利要求22至30中任一项所述的设备，其中该样品支架的固体表面包括适用于安置一定量的液体样品的样品支撑位点并且该气体导管被安排为以气体帘幕的形式供应该气体流，该气体帘幕至少部分地围绕与该样品支撑位点相邻的体积。

32.如权利要求31所述的设备，其中该气体导管包括第一气体导管，该第一气体导管被安排为以气体帘幕的形式供应该气体流，该气体帘幕通过使其穿过一个或多个通道至少部分地围绕与该样品支撑位点相邻的体积，这些通道延伸穿过该样品支架的一部分。

33.如权利要求32所述的设备，其中该气体导管包括第二气体导管，该第二气体导管被安排为接收从该一个或多个通道出现的气体并将其运送至该分析装置的入口。

34.如权利要求23和在从属于权利要求23时的24至33中任一项所述的设备，其中该第二气体导管从该样品区域到该分析装置轴向延伸在10与100mm之间的距离。

35.如权利要求23和在从属于权利要求23时的24至34中任一项所述的设备，其中该第二气体导管具有内截面面积，该内截面面积随着该第二气体导管延伸远离该样品支架而减小。

36.如权利要求22至35中任一项所述的设备，进一步包括位于该样品支架与该分析装置的入口之间的液滴调节器，该液滴调节器被配置为从穿过其的液体液滴中去除溶剂。

37.如权利要求22至36中任一项所述的设备，进一步包括用于移动该样品支架以及该声换能器的相对位置的控制器和机构。

38.一种分析装置，包括如权利要求22至37中任一项所述的样品引入系统。

39.如权利要求22-38中任一项所述的设备，其中该分析装置是以下项之一：原子吸收光谱仪、电感耦合等离子体光发射光谱仪、电感耦合等离子体质谱仪、微波等离子体光发射光谱仪、微波等离子体质谱仪、原子荧光光谱仪、激光增强电离光谱仪。