CN105319311A - 用于使毛细管柱与气相色谱-质谱（gc-ms）系统解除联接的方法和系统 - Google Patents

Abstract

在此披露了一种用于在使毛细管柱与气相色谱-质谱(GC-MS)系统解除联接的过程中使用的管柱密封工具。该管柱密封工具包括接合结构，该接合结构用于将该管柱密封工具可移除地固定在该GC-MS系统的高真空罩内，处于在传输管线的高真空端与该GC-MS系统的质量分析器之间的位置处。此外，该管柱密封工具包括密封元件，该密封元件是在非密封位置与密封位置之间可致动的。在使用期间，当该管柱密封工具插入到该GC-MS系统中并且当该密封元件处于该密封位置时，该密封元件与该传输管线的该第一端形成次级真空密封。

Description

用于使毛细管柱与气相色谱-质谱（GC-MS）系统解除联接的方法和系统

发明领域

本发明大体涉及带电粒子分析器，并且更具体地，涉及一种用于使毛细管柱与气相色谱-质谱(GC-MS)系统解除联接，而不对至少部分地含有该毛细管柱的高真空罩排气的系统和方法。

发明背景

管柱的维护和/或更换是质谱领域中的一个常规过程，通常需要操作员在使毛细管柱与该系统解除联接之前冷却质谱仪并且将高真空腔室排气至大气压力。这个过程是耗时的，因为在用该仪器继续生产性工作之前，操作员必须等待该系统冷却、排气以及随后在启动后再热化。例如，每次在一个四极质量分析器上执行这个过程，损失估计5小时的仪器时间。另外，对于需要仅可通过在升高的温度下的几个小时的“烘烤”来实现的超高真空压力的一些分析仪器，这个时间增加。

为避免以上所述的缺点，许多操作员已经安装“无排气”管柱改换系统。这些系统通常要求在管柱路径中安装另外的限流器，以及储气罐以在管柱维护期间防止污染。不幸的是，“无排气”系统的使用使操作员不能将毛细管柱的端部定位成紧邻电离源。如此，除增加复杂性之外，这些“无排气”系统也具有在该管柱路径中引入活性位点(activesite)的趋势，这导致对注入样本的响应减小以及校准曲线的较差线性。

更换GC-MS系统中的毛细管柱的一个替代性的、不过更冒险的方法要求操作员移除当前管柱，并且将真空腔室暴露于高流量的环境空气，同时快速安装新的管柱。除了在泵送系统上产生应变以及导致受热部件的氧化之外，这个方法还具有将套圈微粒和粉尘引入该离子源和透镜组件中以及对这些管柱造成损害的风险。这个方法的成功强烈取决于操作员技术、经验和敏捷性。

在常规管柱维护期间遇到的另一个困难是每次更换管柱时，确保适当地定位该毛细管柱的出口端。该管柱的适当定位需要高水平的操作员技术以及专用工具的使用。当该管柱被再附接时，不能适当定位该管柱可能会影响使用该GC-MS系统获得的分析结果的可再现性和可靠性。

提供一种克服现有技术的上述限制和缺点中至少一部分的方法和系统将是有利的。

本发明实施例的概述

根据本发明的至少一个实施例的一个方面，提供了一种用于使毛细管柱与气相色谱-质谱(GC-MS)系统解除联接的方法，包括：将离子源作为一个单元从该GC-MS系统中移除，该离子源在移除前设置在传输管线的高真空端与该GC-MS系统的质量分析器之间；代替该离子源插入具有在非密封位置与密封位置之间可致动的密封元件的管柱密封工具，该密封元件在插入过程中维持在该非密封位置中；将该密封元件从该非密封位置致动至该密封位置，以便与该传输管线的该高真空端形成次级真空密封；在建立该次级真空密封之后，破坏在该毛细管柱与该传输管线的与该高真空端相反的一端之间的初级真空密封；并且抽取该毛细管柱远离并离开该传输管线。

在破坏该初级真空密封之后，通过该次级真空密封的气体流速不超过100毫升/分钟。

在某些实施方式中，通过该次级真空密封的该气体流速不超过50毫升/分钟。

在某些实施方式中，通过该次级真空密封的该气体流速不超过10毫升/分钟。

根据本发明的至少一个实施例的一个方面，提供了一种用于使毛细管柱与气相色谱-质谱(GC-MS)系统解除联接的系统，包括：传输管线，该传输管线具有设置在该GC-MS系统的高真空罩内并且与该GC-MS系统的可移除离子源子组件对准的第一端，并且具有与该第一端相反的第二端，该第二端的尺寸被设定以便接收毛细管柱的出口端；初级真空密封元件，该初级真空密封元件用于在该毛细管柱与该传输管线的该第二端之间形成初级真空密封，当该初级密封形成时，该毛细管柱的该出口端定位在该高真空罩内并且与该可移除离子源流体连通；以及管柱密封工具，该管柱密封工具被配置成在移除该可移除离子源子组件之后，在该传输管线的该第一端与该GC-MS系统的质量分析器之间的位置处插入到该GC-MS系统中，该管柱密封工具包括在非密封位置与密封位置之间可致动的密封元件；以及致动器，该致动器用于在该非密封位置与该密封位置之间选择性地致动该密封元件，其中当该管柱密封工具插入到该GC-MS系统中并且当该密封元件处于该密封位置时，该密封元件与该传输管线的该第一端形成次级真空密封。

根据本发明的至少一个实施例的一个方面，提供了一种用于在使毛细管柱与气相色谱-质谱(GC-MS)系统解除联接的过程中使用的管柱密封工具，该管柱密封工具包括：接合结构，该接合结构用于将该管柱密封工具可移除地固定在该GC-MS系统的高真空罩内，并且处于在传输管线的高真空端与该GC-MS系统的质量分析器之间的位置处；以及在非密封位置与密封位置之间可致动的密封元件；其中当该管柱密封工具插入到该GC-MS系统中并且当该密封元件处于该密封位置时，该密封元件与该传输管线的该第一端形成次级真空密封。

根据本发明的至少一个实施例的一个方面，提供了一种用于在使毛细管柱与气相色谱-质谱(GC-MS)系统解除联接的过程中使用的管柱密封工具，该管柱密封工具包括：接合结构，该接合结构用于将该管柱密封工具可移除地固定在该GC-MS系统的高真空罩内，并且处于在传输管线的高真空端与该GC-MS系统的质量分析器之间的位置处；以及轮状密封元件，该轮状密封元件通过轴结构可旋转地安装至该管柱密封工具的主体；其中当该管柱密封工具插入到该GC-MS系统中并且当该密封元件处于该密封位置时，该密封元件被设置用于与该传输管线的该第一端形成次级真空密封。

附图简要说明

现在本发明将仅通过举例并且参考附图进行描述，其中贯穿若干视图，类似的参考号指代类似元件，并且其中：

图1A是示出具有邻近传输管线设置的可移除离子源的一个大体装配的GC-MS系统的简化图。

图1B是示出移除该可移除离子源的图1A的该系统的简化图。

图1C是示出在插入管柱密封工具之前的图1A的该系统的简化图。

图1D是示出该管柱密封工具被设置邻近该传输管线的该出口端，但在该管柱密封工具的密封元件与该传输管线之间形成密封之前的图1A的该系统的简化图。

图1E是示出在该管柱密封工具的该密封元件被致动到密封位置中之后的图1A的该系统的简化图。

图2A是示出根据本发明的一个实施例的管柱密封工具的简化侧视图。

图2B是示出邻近传输管线设置，并且在该密封元件与该传输管线之间形成密封之前的图2A的该管柱密封工具的简化端视图。

图2C是示出邻近传输管线设置，并且在该密封元件与该传输管线之间形成密封之后的图2A的该管柱密封工具的简化端视图。

图3是示出邻近传输管线设置的根据本发明的一个实施例的另一个管柱密封工具的透视剖视图。

图4A是示出处于非密封位置的图3的该管柱密封工具的简化图。

图4B是示出处于密封位置的图3的该管柱密封工具的简化图。

图5是示出邻近传输管线设置的根据本发明的一个实施例的另一个管柱密封工具的透视剖视图。

图6是示出邻近传输管线设置的根据本发明的一个实施例的又一管柱密封工具的透视剖视图。

图7是根据本发明的一个实施例的一种方法的简化流程图。

本发明实施例的详细说明

以下说明的提出是为了使本领域的普通技术人员能够制造和使用本发明，并且是在特定的应用和其要求的背景下提供的。对于所披露的实施例的各种修改对于本领域的普通技术人员来说将是显而易见的，并且在此定义的一般原则可以在不脱离本发明的范围的情况下适用于其他实施例和应用。因此，本发明不旨在受限于所披露的实施例，而旨在符合与在此披露的原则和特征一致的最宽的范围。

在本发明的说明书中，除非含蓄或明确地理解或另外陈述，应理解一个以单数出现的词语涵盖它的相对应的复数，并且以复数出现的词语涵盖它的相对应的单数。另外，除非含蓄或明确地理解或另外地陈述，应理解在此描述的任何给定的部件或实施例、对该部件列出的任何可能的候选或替代物可总体上被单独使用或者彼此组合使用。另外，除非含蓄或明确地理解或另外地陈述，应理解这样的候选或替代物的任何列表仅仅是说明性的，并不是限制性的。

此外，除非另外指示，否则在说明书和权利要求书中使用的表示组成部分、组成成分、反应条件等等的数量的数字应被理解为是由术语“大约”修饰的。因此，除非相反地指示，否则在本说明书和所附权利要求书中阐述的数值参数是近似值，可取决于试图通过在此呈现的主题获得的所需要的特性而不同。至少，并且不是试图限制等价物原则对本权利要求范围的应用，应当至少根据报告的有效位数的数字并且通过应用寻常的舍入技术来解释每个数值参数。尽管阐述在此呈现的主题的广泛范围的数值范围和参数是近似值，但是在具体实例中阐述的数值是尽可能准确地报告的。然而，任何数值本质上就包含了必然由它们相应的测试测量中所存在的标准偏差引起的某些误差。

使用质谱仪的某些市场专注于通过该仪器运行尽可能多的样品。排气、拆卸、清洁、再装配以及随后将该系统抽空至操作压力所需的时间是昂贵且耗时的。然而，如果可将维护的排气和抽空方面从等式中去除，那么可在操作中获得大量的时间和/成本节约。附图和相关文字披露了解决这种市场需要的方法、系统和设备。以一种便利的方式，在破坏一个气相色谱-质谱(GC-MS)系统中的该初级真空密封之前建立次级真空密封，例如在常规管柱维护或管柱更换期间。所述方法、系统和设备允许操作员为了维护和/或更换使该毛细管柱与该GC-MS系统解除联接，而不必须将该仪器排气和/或冷却。

现参考图1A，示出具有邻近一个传输管线104设置的一个可移除离子源102的一个大体装配的GC-MS系统100的简化图。通过一个具体且非限制性的实例，根据2010年5月4日授权的美国专利号7,709,790的传授内容来配置可移除离子源102，并且所述美国专利的全部内容通过应用在此并入。可移除离子源102，以及包括但不限于加热器块106、离子导向器108和分析器110以及传输管线104的出口(高真空)端112的该系统100的其他部件包含在共用或分段的真空罩114内。毛细管柱116的端部部分延伸穿过传输管线104，直到真空罩114内的传输管线104的出口端112。套圈118或另一个适合的元件在毛细管柱116与传输管线104之间形成初级真空密封。以这种方式，注入到毛细管柱116上的样品可引入到真空罩114中，在该真空罩中，在通过离子导向器108运输至分析器110之前，使用离子源102将该样品离子化。

应理解，如图1A所示的单个分析器110可包括多种能够进行质谱的单级分析器系统，例如飞行时间(TOF)装置、线性离子阱(LIT)、磁性和静电分析器、四极子、离子回旋共振(ICR)仪、轨道阱、或傅里叶变换质谱仪(FTMS)。此外，也可在具有多于一个分析器的一个串联质谱仪(已知为在空间上串联)中利用本发明的这些实施例，如本领域的普通技术人员已知的。例如，一个质量分析器可将一个前体与进入一个质量分析器的许多前体分离，此后，该分离前体在一个碰撞室内与一种气体碰撞，从而导致该分离前体破碎。一个第二质量分析器随后可将由该破碎的分离前体产生的碎片分类。

如图1B所示，离子源102是作为一个单元从该GC-MS系统100中可移除的。具体地说，使用插入/撤回(I/R)工具(未示出)接合离子源102端部的一个锁定特征结构(或接合结构)，并且随后沿图中框箭头的方向将离子源102撤出系统100。使用一个阀门系统以避免在该工具的插入和离子源102的移除过程中对真空罩114排气的需要。如图1B所示，从系统100移除离子源102留下一个紧邻传输管线104的出口端112的空隙。使用套圈118在管柱116与传输管线104之间维持该初级真空密封，这样使得环境气氛不能通过传输管线104而进入真空罩114。

现参考图1C，示出系统100和管柱密封工具120。管柱密封工具120被配置成在离子源102被移除时配合到紧邻传输管线104的出口端112的该空隙中。管柱密封工具120具有一个密封元件122，该密封元件安排在管柱密封工具120上，这样使得当管柱密封工具120完全插入到该空隙中时，密封元件122与传输管线104的出口端112相对。具体地说，图1C描绘了在沿框箭头方向将管柱密封工具120插入到该空隙中的过程中处于一个非密封位置的密封元件122。使用一种工具(例如用于移除离子源102的该相同的I/R工具)接合管柱密封工具120一端的锁定特征结构并且将管柱密封工具120插入穿过该未示出的阀门系统且进入该空隙中。一旦处于完全插入的位置，如图1D所示，密封元件122被致动到一个密封位置中。例如，密封元件122的至少一部分沿图中框箭头的方向且朝向传输管线104的出口端112被致动。任选地，一个线性致动器或一个旋转致动器用来将密封元件122的至少一部分致动到该密封位置中。

现参考图1E，示出完全插入到紧邻传输管线104的该空隙中并且具有处于该密封位置的密封元件122的管柱密封工具120。该密封元件抵靠传输管线104的出口端112形成次级真空密封。不必须形成具有与该初级真空密封相同的质量的次级真空密封。具体地说，在不在该泵送系统上设置过度应力的情况下，可忍受短时间的相对小的泄露。当然，可忍受的通过该次级真空密封的最大气体流速尤其取决于操作员更换管柱并且再建立该初级真空密封花费多长时间。通过一个具体且非限制性的实例，该次级真空密封将进入真空罩114的气体流量限制至少于100毫升/分钟。在某些实施方式中，该次级真空密封将进入真空罩114的气体流量限制至少于50毫升/分钟。在某些实施方式中，该次级真空密封将进入真空罩114的气体流量限制至少于10毫升/分钟。然而，应理解，不同的气体可对该次级真空密封的质量提出不同的要求。

当然，图1A-E描绘了在不将仪器排气或冷却的情况下，在使毛细管柱116与GC-MS系统100解除联接的过程中执行的步骤。为了在常规维护后更换管柱116，或为了将一个不同的毛细管柱联接至GC-MS系统100，以相反顺序执行基本上相同的步骤。简单地说，将毛细管柱116的一端插入到传输管线104的在真空罩114外部且与出口端112相反的端部中。毛细管柱116穿过传输管线104前进，直到它与管柱密封工具120的密封元件122接触。有利地，密封元件122充当该管柱的一个“止动件”，并且确保毛细管柱116的准确和精确定位，而无需使用专用工具或提供大量的操作员培训。一旦该管柱处于正确位置，就将套圈118收紧并且再建立该初级真空密封。密封元件122随后被致动至该非密封位置，从而破坏该次级真空密封，并且允许通过该阀门系统将该管柱密封工具从该GC-MS系统中移除。最后，通过该阀门系统将离子源102插入到该GC-MS系统中，并且该GC-MS系统的生产性操作可重新开始。

现参考图2A-C，示出根据本发明的一个实施例的一个管柱密封工具200的经过选择的特征结构。图2A是示出管柱密封工具200的大体形状的侧视图，该管柱密封工具被配置成配合到紧邻系统100的传输管线104的出口端112的该空隙中。管柱密封工具200包括任选对准键202，该对准键用于在工具200插入到系统100中时确保与传输管线104正确对准。锁定特征结构204(或接合结构)设置在管柱密封工具200的一端，用于接合一个未示出的I/R工具的互补特征结构，该I/R工具用于插入和撤回管柱密封工具200。还在图2A中示出的是密封元件206，该密封元件是由一种可锻高温材料制造的。通过几个具体且非限制性的实例，密封元件206是由硅橡胶、氟化弹性体以及聚酰亚胺中的一种制造的。

密封元件206是在一个非密封位置(如图2B所示)与一个密封位置(如图2C所示)之间可致动的。该管柱密封工具包括一个致动器(在这个具体实例中是一个旋转致动器208)，用于在该非密封位置与该密封位置之间致动密封元件206。具体地说，旋转致动器208导致密封元件206变形，并且从而迫使密封元件206的一部分径向向外移动且与传输管线104的出口端112接合。如图2B和2C所示，可在密封元件206接合传输管线104的出口端112以便形成次级真空密封之后移除套圈118，并且然后可使毛细管柱116与该系统解除联接而不用对共用真空罩114排气。

图3是示出根据本发明的一个实施例的包括管柱密封工具302的一个系统300的透视剖视图。管柱密封工具302的大体形状被配置成配合到紧邻一个GC-MS系统的传输管线104的出口(高真空)端112的该空隙中。该管柱密封工具任选地包括一个对准键(未示出)，该对准键用于在工具302插入到系统300中时确保与传输管线104正确对准。锁定特征结构304(或接合结构)设置在管柱密封工具302的一端，用于接合一个未示出的I/R工具的互补特征结构，该I/R工具用于插入和撤回管柱密封工具302。还在图3中示出的是密封元件306，该密封元件是由一种可锻高温材料制造的。通过几个具体且非限制性的实例，密封元件306是由硅橡胶、氟化弹性体以及聚酰亚胺中的一种制造的。

也参考图4A和4B，密封元件306是在一个非密封位置306'(如图4A所示)与一个密封位置306”(如图4B所示)之间可致动的。更具体地，管柱密封工具302包括一个致动器，在这个具体实例中是一个基于内凸轮的致动器，该致动器包括一个固定凸轮308和一个移动凸轮310。密封元件306、固定凸轮308以及移动凸轮310与引导构件314和保持板316一起安装在一个共用轴312上。当移动凸轮310相对于固定凸轮308旋转时，其间的间距增加，并且密封元件306在固定凸轮308与引导构件314的相邻表面之间被压缩。引导构件314是由一种适合的材料例如VespelSCP5000制造的。通常，用于制造管柱密封工具302的各种部件的材料应能够承受大于350℃的温度。

在压缩期间，该密封元件沿至少一个方向膨胀或凸起，从而在非密封位置306'与密封位置306”之间致动。在图4中，密封元件306凸起一个距离“d”，该距离未按比例绘制，而是将其放大以便提供对操作原理的更好理解。在实践中，管柱密封工具302的尺寸被设定类似于在离子源102被移除时在加热块106中产生的该空隙。该密封元件充分凸起，以便抵靠传输管线104的出口端112形成该次级真空密封。如先前参考图2B和2C讨论的，可在密封元件206接合传输管线104的出口端112以便形成该次级真空密封之后移除套圈118，并且然后可使毛细管柱116与该系统解除联接而不用对共用真空罩114排气。

图5是示出根据本发明的一个实施例的包括管柱密封工具502的一个系统500的透视剖视图。应理解，管柱密封工具502和管柱密封工具302依赖于类似的操作原理。具体地说，管柱密封工具302和502二者用于对应地沿轴312和512的长度在纵向上对应地压缩密封元件306和506。在该纵向上压缩密封元件306和506导致密封元件306和506在垂直于该纵向的方向上“向外凸起”。更具体地，密封元件306和506朝向传输管线104的出口端112向外凸起，并且以此形成次级真空密封。

仍参考图5，管柱密封工具502的大体形状被配置成配合到紧邻一个GC-MS系统的传输管线104的出口(高真空)端112的该空隙中。管柱密封工具502任选地包括一个对准键(未示出)，该对准键用于在工具502插入到系统500中时确保与传输管线104正确对准。锁定特征结构504(或接合结构)设置在管柱密封工具502的一端。具体地说，锁定特征结构504包括沿保持板516的周边设置的倾斜突片结构。锁定特征结构504被安排成接合被配置具有加热块106的板520的互补的倾斜突片结构518。

在使用期间，使用一个未示出的I/R工具将管柱密封工具502插入到图5所示的该位置中。操作员将管柱密封工具502插入到当可移除离子源102被移除时产生的该空隙中，其中施加足够的压力，以便在端部板522与引导元件514的表面之间部分地压缩密封元件506。密封元件506是由一种可锻高温材料制造的。通过几个具体且非限制性的实例，密封元件506是由硅橡胶、氟化弹性体以及聚酰亚胺中的一种制造的。引导元件514是由一种适合的材料例如VespelSCP5000制造的。通常，用于制造管柱密封工具502的各种部件的材料应能够承受大于350℃的温度。

该操作员随后扭转该I/R工具，从而迫使管柱密封工具502的倾斜突片锁定特征结构504被驱动到互补的倾斜突片特征结构518下方，并且从而进一步压缩密封元件506并且导致密封元件506朝向传输管线104的出口端112凸起并以此形成次级真空密封。这种倾斜突片设计使得整个管柱密封工具502，如图5所示，能够使用该I/R工具来轻易和快速地联接至加热器块组件106以及与其解除联接。

图6是示出根据本发明的一个实施例的包括管柱密封工具602的一个系统600的透视剖视图。管柱密封工具602的大体形状被配置成配合到紧邻一个GC-MS系统的传输管线104的出口(高真空)端112的该空隙中。管柱密封工具602任选地包括一个对准键(未示出)，该对准键用于在工具602插入到系统600中时确保与传输管线104正确对准。在使用期间，使用一个I/R工具(604)将管柱密封工具602插入到图6所示的该位置中。更具体地，操作员将管柱密封工具602插入到当可移除离子源102被移除时产生的该空隙中，其中施加足够的压力，以使轮状密封元件606滚动过传输管线104的出口端112。密封元件606是由一种可锻高温材料制造的并且被成型，这样使得它在该传输管线的出口端112与一个带肩螺钉608之间变成被压缩的，当管柱密封工具602完全插入时，该带肩螺钉将密封元件606旋转安装至管柱密封工具602的一个主体610。带肩螺钉608也充当一个轴，当管柱密封工具602被插入时，轮状密封元件606围绕该轴旋转。管柱密封工具602的主体610的一端包括一个接合结构(未示出)。该接合结构用于将管柱密封工具602可移除地固定在该GC-MS系统的该高真空罩内，处于在一个传输管线的高真空端与该GC-MS系统的一个质量分析器之间的一个位置处。通过几个具体且非限制性的实例，密封元件606是由硅橡胶、氟化弹性体以及聚酰亚胺中的一种制造的。通常，用于制造管柱密封工具602的各种部件的材料应能够承受大于350℃的温度。

现参考图7，示出根据本发明的一个实施例的一种用于使毛细管柱与GC-MS系统解除联接的方法的简化流程图。在700处，将一个可移除离子源作为一个单元从该GC-MS系统中移除。该离子源在移除前设置在一个传输管线的一个高真空端与该GC-MS系统的一个质量分析器之间。例如，使用一个I/R工具来接合该可移除离子源的一端，并且随后通过一个阀门系统将该可移除离子源从该GC-MC系统中抽出，以便避免对该GC-MC系统的一个共用真空罩排气的需要。在702处，代替该离子源插入一个管柱密封工具。该管柱密封工具具有在非密封位置与密封位置之间可致动的一个密封元件，并且该密封元件在该管柱密封工具的插入过程中维持在该非密封位置中。在704处，将该密封元件从该非密封位置致动至该密封位置，以便与该传输管线的该高真空或出口端形成次级真空密封。在706处，在建立该次级真空密封之后，破坏在该毛细管柱与该传输管线的与该高真空端相反的一端之间的初级真空密封。例如，将用于在该传输管线与该毛细管柱之间形成一个密封的一个套圈放松，并且使该传输管线对环境气氛压力开放。最后，在708处，抽取该毛细管柱远离并离开该传输管线。在破坏该初级真空密封并将该管柱从该传输管线中移除之后，通过该次级真空密封的气体流速不超过100毫升/分钟。在某些实施方式中，通过该次级真空密封的气体流速不超过50毫升/分钟。在某些实施方式中，通过该次级真空密封的气体流速不超过10毫升/分钟。可忍受的通过该次级真空密封的最大气体流速取决于包括以下各项的因素：执行管柱维护所需的时间长度、以及环境气氛中存在的气体等。

当然，图7描绘在不将仪器排气或冷却的情况下，在使毛细管柱与GC-MS系统解除联接的过程中执行的步骤。为了在常规维护后更换该管柱，或为了将一个不同的毛细管柱联接至该GC-MS系统，以相反的顺序执行基本上相同的步骤700-708。简单地说，将该毛细管柱的一端插入到该传输管线的与该出口端相反的端部中。该毛细管柱穿过该传输管线前进，直到它与该管柱密封工具的该密封元件接触。有利地，该密封元件充当该管柱的一个“止动件”，并且确保该毛细管柱的精确和准确定位，而无需使用专用工具或提供大量的操作员培训。一旦该管柱处于该正确位置，就将该套圈收紧并且再建立该初级真空密封。该密封元件随后被致动到该非密封位置中，从而破坏该次级真空密封，并且允许通过该阀门系统从该GC-MS系统中移除该管柱密封工具。最后，通过该阀门系统将该离子源插入到该GC-MS系统中，并且该GC-MS系统的生产性操作可重新开始。

虽然以上描述构成了本发明的多个实施例，但应认识到，在不脱离所附权利要求的公正含义的情况下本发明容许进一步修改和改变。

Claims (27)

1.一种用于使毛细管柱与气相色谱-质谱(GC-MS)系统解除联接的方法，该方法包括：

将离子源作为一个单元从该GC-MS系统中移除，该离子源在移除前设置在传输管线的高真空端与该GC-MS系统的质量分析器之间；

代替该离子源插入具有在非密封位置与密封位置之间可致动的密封元件的管柱密封工具，该密封元件在插入过程中维持在该非密封位置中；

将该密封元件从该非密封位置致动至该密封位置，以便与该传输管线的该高真空端形成次级真空密封；

在建立该次级真空密封之后，破坏在该毛细管柱与该传输管线的与该高真空端相反的一端之间的初级真空密封；并且

抽取该毛细管柱远离并离开该传输管线。

2.如权利要求1所述的方法，包括：

通过与该高真空端相反的该端将毛细管柱的出口端插入到该传输管线中，并且使该毛细管柱前进直到该出口端接触该密封元件；

在该毛细管柱与该传输管线的与该高真空端相反的该端之间建立该初级真空密封；

将该密封元件从该密封位置致动至该非密封位置，以便破坏该次级真空密封；

将该管柱密封工具从该GC-MS系统中移除；并且

在该传输管线的该高真空端与该GC-MS系统的该质量分析器之间插入该离子源。

3.如权利要求2所述的方法，其中在不对共用封闭真空进行排气的情况下执行这些步骤中的每一个。

4.如权利要求3所述的方法，包括将该GC-MS系统的至少一个加热元件维持在与当该GC-MS系统以一种分析模式操作时所设定的相同的温度下。

5.如权利要求3所述的方法，其中该移除步骤和该插入步骤包括在环境气氛与高真空之间使用真空互锁装置来对应地转移该离子源和该管柱密封工具。

6.如权利要求1所述的方法，其中在破坏该初级真空密封之后，通过该次级真空密封的气体流速不超过100毫升/分钟。

7.如权利要求1所述的方法，其中在破坏该初级真空密封之后，通过该次级真空密封的气体流速不超过50毫升/分钟。

8.如权利要求1所述的方法，其中在破坏该初级真空密封之后，通过该次级真空密封的气体流速不超过10毫升/分钟。

9.一种用于使毛细管柱与气相色谱-质谱(GC-MS)系统解除联接的系统，该系统包括：

传输管线，该传输管线具有设置在该GC-MS系统的高真空罩内并且与该GC-MS系统的可移除离子源子组件对准的第一端，并且具有与该第一端相反的第二端，该第二端的尺寸被设定以便接收毛细管柱的出口端；

初级真空密封元件，该初级真空密封元件用于在该毛细管柱与该传输管线的该第二端之间形成初级真空密封，当该初级真空密封形成时，该毛细管柱的该出口端定位在该高真空罩内并且与该可移除离子源流体连通；以及

管柱密封工具，该管柱密封工具被配置成在移除该可移除离子源子组件之后，在该传输管线的该第一端与该GC-MS系统的质量分析器之间的位置处插入到该GC-MS系统中，该管柱密封工具包括在非密封位置与密封位置之间可致动的密封元件；以及

致动器，该致动器用于在该非密封位置与该密封位置之间致动该密封元件，

其中当该管柱密封工具插入到该GC-MS系统中并且当该密封元件处于该密封位置时，该密封元件与该传输管线的该第一端形成次级真空密封。

10.如权利要求9所述的系统，其中该密封元件是由选自由以下各项组成的组的材料制造的：硅橡胶、氟化弹性体、以及聚酰亚胺。

11.如权利要求9所述的系统，其中该致动器为包括凸轮机构的线性致动器，并且其中在该非密封位置与该密封位置之间致动该密封元件包括沿该管柱密封工具的纵向轴线压缩该密封元件，这样使得该密封元件在垂直于该纵向轴线的方向上经受伸长。

12.如权利要求11所述的系统，其中该凸轮机构包括固定凸轮和移动凸轮，该移动凸轮是相对于该固定凸轮可旋转的，并且其中旋转该移动凸轮改变沿该纵向在该固定凸轮与该移动凸轮之间的间距。

13.如权利要求12所述的系统，其中在使用期间，该密封元件在该固定凸轮的表面与引导元件的表面之间被压缩。

14.如权利要求9所述的系统，其中该致动器是包括凸轮机构的旋转致动器，并且其中在该非密封位置与该密封位置之间致动该密封元件包括使该密封元件沿径向向外偏转。

15.如权利要求9所述的系统，其中该致动器包括设置在该管柱密封工具的一端的第一倾斜突片结构，以及被配置具有该GC-MS系统的加热块的互补的第二倾斜突片结构，其中该密封元件安装在该管柱密封工具的轴上，并且其中该管柱密封工具在插入过程中旋转，以便在这些第二倾斜突片结构下驱动这些第一倾斜突片结构，这样使得该密封元件沿平行于该轴的纵向被压缩，并且在垂直于该纵向的方向上经受伸长。

16.如权利要求15所述的系统，其中在使用期间，该密封元件在安装在该轴上的端板的表面与也安装在该轴上的引导元件的表面之间被压缩。

17.如权利要求9所述的系统，其中该管柱密封工具包括对准键，该对准键用于在该管柱密封工具插入到该GC-MS系统中时将该密封元件与该传输管线对准。

18.如权利要求9所述的系统，其中该致动器包括插入/撤回工具，并且该密封元件包括轮状结构，并且其中在该非密封位置与该密封位置之间选择性地致动该密封元件包括使该插入/撤回工具前进到该GC-MS系统中，直到该轮状结构密封性地接合该传输管线的该第一端。

19.一种用于在使毛细管柱与气相色谱-质谱(GC-MS)系统解除联接的过程中使用的管柱密封工具，该管柱密封工具包括：

接合结构，该接合结构用于将该管柱密封工具可移除地固定在该GC-MS系统的高真空罩内，并且处于在传输管线的高真空端与该GC-MS系统的质量分析器之间的位置处；以及

密封元件，该密封元件是在非密封位置与密封位置之间可致动的；

其中当该管柱密封工具插入到该GC-MS系统中并且当该密封元件处于该密封位置时，该密封元件被安置成用于与该传输管线的该第一端形成次级真空密封。

20.如权利要求19所述的管柱密封工具，其中该密封元件是由选自由以下各项组成的组的材料制造的：硅橡胶、氟化弹性体、以及聚酰亚胺。

21.如权利要求19所述的管柱密封工具，包括用于在该非密封位置与该密封位置之间选择性地致动该密封元件的致动器。

22.如权利要求21所述的管柱密封工具，其中该致动器是包括凸轮机构的线性致动器，并且其中在该非密封位置与该密封位置之间致动该密封元件包括沿该管柱密封工具的纵向轴线压缩该密封元件，这样使得该密封元件在垂直于该纵向轴线的方向上经受伸长。

23.如权利要求22所述的管柱密封工具，其中该凸轮机构包括固定凸轮和移动凸轮，该移动凸轮是相对于该固定凸轮可旋转的，并且其中旋转该移动凸轮改变沿该纵向在该固定凸轮与该移动凸轮之间的间距。

24.如权利要求21所述的管柱密封工具，其中该致动器是包括凸轮机构的旋转致动器，并且其中在该非密封位置与该密封位置之间致动该密封元件包括使该密封元件沿径向向外偏转。

25.如权利要求19所述的管柱密封工具，其中该接合结构包括设置在该管柱密封工具的一端用于与该GC-MS系统的互补的第二倾斜突片结构接合的第一倾斜突片结构，其中该密封元件安装在该管柱密封工具的轴上，并且其中该管柱密封工具在插入过程中旋转，以便在这些第二倾斜突片结构下驱动这些第一倾斜突片结构，这样使得该密封元件沿平行于该轴的纵向被压缩，并且在垂直于该纵向的方向上经受伸长。

26.如权利要求19所述的管柱密封工具，其中该密封元件包括通过轴结构安装至该管柱密封工具的主体的轮状结构，该轮状结构是围绕该轴结构可旋转的。

27.一种用于在使毛细管柱与气相色谱-质谱(GC-MS)系统解除联接的过程中使用的管柱密封工具，该管柱密封工具包括：

接合结构，该接合结构用于将该管柱密封工具可移除地固定在该GC-MS系统的高真空罩内，并且处于在传输管线的高真空端与该GC-MS系统的质量分析器之间的位置处；以及

轮状密封元件，该轮状密封元件通过轴结构可旋转地安装至该管柱密封工具的主体；

其中当该管柱密封工具插入到该GC-MS系统中并且当该密封元件处于该密封位置时，该密封元件被设置用于与该传输管线的该第一端形成次级真空密封。