CN107452593A - 一种质谱仪的进出样装置及质谱仪 - Google Patents
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Abstract
一种质谱仪的进出样装置及质谱仪，其中，该进出样装置包括本体，本体内设有真空密封的主腔，本体的上表面开设有通槽，且本体的上表面还设有舱门以及舱门驱动组件；主腔内设有移动组件以及放置在移动组件上的靶槽，移动组件的一侧设有托架，托架用于将靶槽从移动组件上托起以及将托起的靶槽放置在移动组件上；托架的下方设有顶杆组件，本体的下表面设有通孔，顶杆组件包括顶杆驱动器以及顶杆，顶杆穿过通孔且在顶杆外侧套接有套筒；顶杆用于将托架上的靶槽顶向通槽以及将靶槽重新放置在托架上；当顶杆将靶槽顶至通槽时，靶槽、通槽和舱门形成封闭的辅腔，辅腔内设有抽真空装置。本发保证了真空环境的安全，且进出靶过程更顺畅。
Description
技术领域
本发明涉及质谱仪领域，尤其是一种质谱仪的进出样装置及质谱仪。
背景技术
质谱仪，又称质谱计，是用来分离和检测不同同位素的仪器，在科学研究过程中是经常使用的设备。基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱仪(MALD I-TOF MS)是一种常用的软电离质谱仪。质谱仪的离子源在对样品进行电离时，大多需要在真空环境下进行，而样品的放置需要由大气压向高真空过度，故安全(生物安全及真空度安全)、高效的进出样装置对整个质谱系统而言至关重要。
MALD I-TOF MS的样品多采用样品靶的方式放置，且样品主要为生物大分子(如蛋白、多肽)。经过处理后的样品需要由大气压环境放入到高真空的仪器内部，并且移动到离子源的指定位置实现电离和分析，才能够得到质谱信号。整个过程中真空环境的保障、样品不受到污染以及进出靶时间是整个系统设计的关键。目前国内外相关专利及实际产品进出靶舱门多采用手动的方式，且进出靶过程由于较复杂的连杆机构易出现卡靶等状况。
发明内容
本发明提供一种质谱仪的进出样装置及质谱仪，实现自动化控制、保证进出样过程中真空环境的安全且不发生机械卡靶。
根据本发明的第一方面，本发明提供一种质谱仪的进出样装置，包括本体，所述本体内设有真空密封的主腔，本体的上表面开设有与主腔导通的通槽，且本体的上表面还设有舱门以及驱动舱门封盖通槽或与通槽分离的舱门驱动组件；所述主腔内设有移动组件以及放置在移动组件上的与所述通槽相匹配的靶槽，在所述移动组件的一侧设有托架，所述托架用于将靶槽从移动组件上托起以及将托起的靶槽放置在移动组件上；所述托架的下方设有顶杆组件，本体的下表面设有与主腔导通的通孔，所述顶杆组件包括设置在本体下表面的顶杆驱动器以及与顶杆驱动器相连的顶杆，所述顶杆穿过所述通孔且在顶杆外侧套接有套筒，套筒的下端固定在本体的底壁上；顶杆用于将托架上的靶槽顶向通槽以及将靶槽重新放置在托架上；当顶杆将靶槽顶至通槽时，靶槽、通槽和舱门形成封闭的辅腔，辅腔内设有抽真空装置。
优选的，所述套筒的上端和顶杆的上端之间还设有套接在顶杆外侧的弹性伸缩管，所述弹性伸缩管包覆的空间与所述主腔彼此独立。
优选的，所述套筒的下端还固定有盖板，所述盖板贴合固定在本体的底壁上。
优选的，所述移动组件包括横向延伸的横向导轨以及设置在横向导轨上的滑动座，所述滑动座连接有用于驱动滑动座沿横向导轨滑动的横向驱动器，所述滑动座上设有纵向导轨以及设置在横向导轨上的滑动板，所述滑动板连接有用于驱动滑动板沿纵向导轨滑动的纵向驱动器。
优选的，所述托架包括固定在移动组件上的靠架、两个连杆组、连杆驱动器以及水平延伸的托杆，两个连杆组分别位于托杆的两端且两个连杆组均包含至少两个连杆，连杆的上端与托杆铰接，中部抵靠在靠架上，下端与连杆驱动器相连，连杆驱动器驱动所述连杆在竖向平面转动。
优选的，所述移动组件上设有多个向上突出的顶柱，顶柱用于顶起靶槽，在移动组件将靶槽移动至托架时，托杆伸入到靶槽的下方。
根据本发明的第二方面，本发明提供一种质谱仪，包括上述的进出样装置。
本发明中，靶槽、通槽和舱门形成封闭的辅腔，辅腔可以形成与主腔近似的真空环境，使进出靶过程保持真空状态，样品不受到污染，整个过程都是自动化控制，省却了手动操作的不便。同时，托起靶槽的机构采用顶杆，结构更加简单，进出靶过程不易出现卡靶现象。
附图说明
图1和图2分别为本发明一种实施例的质谱仪的进出样装置在不同视角下的剖视图；
图3为本发明一种实施例的质谱仪的进出样装置的俯视图；
图4为本发明一种实施例的顶杆组件的结构示意图；
图5为本发明一种实施例的移动组件和托架的结构示意图；
图6为本发明一种实施例的移动组件的结构示意图；
图7为本发明一种实施例的舱门的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明实施例提供一种质谱仪的进出样装置，如图1-3所示，其包括本体1，本体1整体呈长方体状的箱形，其内部设有真空密封的主腔10，为了保持真空环境，本体1的外表面设置有与主腔10相连通的分子泵，进行抽真空。在本体1的上表面，即盖板11开设有与主腔10导通的通槽110(为了方便观察内部结构，图2中省略了盖板11)。且本体1的上表面，即盖板11上还设有舱门21以及舱门驱动组件，舱门驱动组件可以驱动舱门21封盖在通槽110上，使主腔10成为密闭的真空腔，同时，舱门驱动组件也可以驱动舱门21与通槽110分离。
主腔10内设有移动组件3以及放置在移动组件3上的与所述通槽110相匹配的靶槽30，靶槽30用于放置离子源靶板，移动组件3则可以在主腔10内移动靶槽30，使靶槽30移动到指定位置，则可以对离子源进行电离和分析。在移动组件3的一侧设有托架5，托架5用于将靶槽30从移动组件3上托起以及将托起的靶槽30放置在移动组件3上。托架5的下方设有顶杆组件，本体1的下表面设有与主腔10导通的通孔。
如图4所示，所述顶杆组件包括设置在本体1下表面的顶杆驱动器43以及与顶杆驱动器43相连的顶杆41，所述顶杆41穿过本体1上的通孔并延伸至主腔10内，顶杆41外侧套接有套筒42，套筒42设置在主腔10内，其下端固定在主腔10的底壁上，用于封堵通孔，而顶杆41可以相对套筒42顶出或者收缩。顶杆41位于托架5的下方，在顶杆41向上顶出的过程中，顶杆41将穿过托架5，把靶槽30顶起。而顶杆41的位置与通槽110的位置处于同一轴向上，则可将靶槽30顶向通槽110，而在顶杆41收缩过程中，可将靶槽30重新放置在托架5上。当顶杆41将靶槽30顶至通槽110时，靶槽30封堵通槽110的下端、舱门21封堵通槽110的上端，使靶槽30、通槽110和舱门21形成封闭的辅腔100，该辅腔100与主腔10独立，在辅腔100内设有抽真空装置，具体可以将抽真空装置设置在通槽110内或者舱门21上等位置，可以将辅腔100抽为真空环境。
自然，上述的各部件均与控制芯片相连，控制芯片内部有预存的控制程序，上述各部件依据控制程序的驱动，彼此协调运作。其具体运作过程如下：
在进样工作时，顶杆41以将靶槽30顶至通槽110所在位置，靶槽30将封堵住通槽110的下端。可以打开舱门21，向靶槽30内放置离子源板，之后，舱门21关闭，抽真空装置进行抽真空，使辅腔100形成与主腔10相近似的真空环境。顶杆41收缩，靶槽30将回落至托架5上，移动组件3移动至托架5所在位置，从托架5上取得靶槽30，再将靶槽30移动至检测位置，进行离子源的电离和分析，完成进样。
在出样工作时，移动组件3将完成检测的靶槽30移动至托架5的位置，托架5将托起靶槽30，移动组件3移出托架5所在位置，顶杆41向上顶起，将靶槽30顶起至通槽110的位置，封堵住通槽110的下端。此时，打开舱门21，可以取出靶槽30，完成出样。
因此，本实施例的整个进出样过程都是自动化控制，省却了手动操作的不便，保证了真空环境的安全。同时，顶杆组件采用了更为简单的顶杆，顶杆直接伸出或者收缩，不存在卡靶的问题。为了保证顶杆上下移动距离，将顶杆驱动器设置在本体之外，同时，设置套筒进行密封，在保证顶杆移动距离的同时，保证主腔内真空环境的安全。
在一种实施例中，如图4所示，套筒42的上端和顶杆41的上端之间还设有套接在顶杆41外侧的弹性伸缩管44，弹性伸缩管可以选用波纹管等。弹性伸缩管44与套筒42上的开口对接，套筒42的内部空间与弹性伸缩管44包覆的空间连通，二者均与主腔10独立，由于弹性伸缩管44可以伸缩，在顶杆41伸出或者收缩的过程中，弹性伸缩管44包覆的空间依然保持独立，这就大大提升了对主腔10的密封性。进一步的，所述套筒42的下端还固定有盖板45，所述盖板45贴合固定在主腔10的底壁上，使本体1下表面的通孔完全与主腔10隔离，仅供顶杆41的动作，而无气体流通，进一步提升主腔10的密封性。
在一种实施例中，如图5和图6所示，所述移动组件3包括横向延伸的横向导轨31以及设置在横向导轨31上的滑动座32，所述滑动座32连接有用于驱动滑动座32沿横向导轨31滑动的横向驱动器，所述滑动座32上设有纵向导轨33以及设置在横向导轨33上的滑动板34，所述滑动板34连接有用于驱动滑动板34沿纵向导轨33滑动的纵向驱动器。其中，纵向驱动器和横向驱动器可以选用气缸或者电机等，导轨的数量可以设置一个或多个，如图中，横向导轨31设有两个，两个横向导轨31之间还连接有连板35。
在一种实施例中，如图5所示，所述托架包括固定在移动组件3上的靠架52、两个连杆组、连杆驱动器以及水平延伸的托杆，两个连杆组分别位于托杆的两端且两个连杆组均包含至少两个连杆51，托杆的数量可以是一根或者与连杆组内连杆51的数量匹配，当托杆只有一根时，托杆形成弯曲的“凵”字形，中间的空间供顶杆41活动。连杆51的上端与托杆铰接，中部与抵靠在靠架52上，靠架52可以设置防止连杆51偏移的限位槽，连杆51的下端与连杆驱动器相连，具体的，多个连杆51的下端通过连板50相连，连杆驱动器拉动连板50，对应连杆51也被拉动，则连杆51将相对靠架52转动，即可托起靶槽30。
进一步的，移动组件3上，即图中滑动板34的表面设有多个向上突出的顶柱36，顶柱36用于顶起靶槽30，在移动组件3将靶槽30移动至托架时，托杆伸入到靶槽30和滑动板34之间，随连杆51转动，托杆将托起靶槽30，从而从移动组件3上取得靶槽30。
在一种实施例中，如图7所示，舱门21连接有齿条连杆20，齿条连杆20上设有多个齿牙，其通过齿轮与相应的电机相连，电机驱动齿轮转动，齿条连杆20则相对伸缩，从而带动舱门21，使舱门21可以收缩到底板22上，或者从底板22上分离以盖覆到通槽110上。
本发明实施例还提供一种质谱仪，包括上述的进出样装置。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。
Claims (7)
1.一种质谱仪的进出样装置，其特征在于：
包括本体，所述本体内设有真空密封的主腔，本体的上表面开设有与主腔导通的通槽，且本体的上表面还设有舱门以及驱动舱门封盖通槽或与通槽分离的舱门驱动组件；所述主腔内设有移动组件以及放置在移动组件上的与所述通槽相匹配的靶槽，在所述移动组件的一侧设有托架，所述托架用于将靶槽从移动组件上托起以及将托起的靶槽放置在移动组件上；所述托架的下方设有顶杆组件，本体的下表面设有与主腔导通的通孔，所述顶杆组件包括设置在本体下表面的顶杆驱动器以及与顶杆驱动器相连的顶杆，所述顶杆穿过所述通孔且在顶杆外侧套接有套筒，套筒的下端固定在本体的底壁上；顶杆用于将托架上的靶槽顶向通槽以及将靶槽重新放置在托架上；当顶杆将靶槽顶至通槽时，靶槽、通槽和舱门形成封闭的辅腔，辅腔内设有抽真空装置。
2.根据权利要求1所述的进出样装置，其特征在于：
所述套筒的上端和顶杆的上端之间还设有套接在顶杆外侧的弹性伸缩管，所述弹性伸缩管包覆的空间与所述主腔彼此独立。
3.根据权利要求2所述的进出样装置，其特征在于：
所述套筒的下端还固定有盖板，所述盖板贴合固定在本体的底壁上。
4.根据权利要求1所述的进出样装置，其特征在于：
所述移动组件包括横向延伸的横向导轨以及设置在横向导轨上的滑动座，所述滑动座连接有用于驱动滑动座沿横向导轨滑动的横向驱动器，所述滑动座上设有纵向导轨以及设置在横向导轨上的滑动板，所述滑动板连接有用于驱动滑动板沿纵向导轨滑动的纵向驱动器。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的进出样装置，其特征在于：
所述托架包括固定在移动组件上的靠架、两个连杆组、连杆驱动器以及水平延伸的托杆，两个连杆组分别位于托杆的两端且两个连杆组均包含至少两个连杆，连杆的上端与托杆铰接，中部抵靠在靠架上，下端与连杆驱动器相连，连杆驱动器驱动所述连杆在竖向平面转动。
6.根据权利要求5所述的进出样装置，其特征在于：
所述移动组件上设有多个向上突出的顶柱，顶柱用于顶起靶槽，在移动组件将靶槽移动至托架时，托杆伸入到靶槽的下方。
7.一种质谱仪，其特征在于：包括权利要求1-6任意一项所述的进出样装置。
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