CN110085506A - 进样组件、敞开式离子源系统和质谱仪 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种进样组件、敞开式离子源系统和质谱仪，该进样组件包括采样容器和过滤柱，采样容器具有敞开式的集样槽，采样容器的顶部为用于放置待测样品的采样端，过滤柱为填料柱，过滤柱穿设在采样容器的器壁中，过滤柱的进液区段伸入至集样槽内，且过滤柱的进样口所在位置的高度低于采样端的端部的高度。使用包括上述进样组件的上述敞开式离子源系统和质谱仪时，无需再对具有表面结构的样品进行复杂的前处理过程，只需预先向集样槽内填满溶剂，再直接待测样品置于搁置在采样端并使其贴伏在溶液界面上以直接提取待测样品中成分，从而实现对具有表面结构的待测样品的原位快速检测。
Description
技术领域
本发明涉及检测设备领域，特别是涉及一种进样组件、敞开式离子源系统和质谱仪。
背景技术
质谱分析技术具有分析速度快、专属性强和灵敏度高等优点，从而被广泛应用。敞开式离子化质谱又名常压敞开式质谱、直接离子化质谱或原位直接电离质谱，是一类以大气压电离技术为基础、仅需简单样品前处理、常温常压下即可对样品中复杂待测物直接分析的质谱技术。然而现有的敞开式质谱多通过进样针进样，仍需对包括瓜果蔬菜等具有表面结构的样品进行如破碎、离心、萃取等前处理过程，耗时长，无法满足大批量样品原位快速检测的要求。
发明内容
基于此，有必要提供一种无需对具有表面结构的样品进行复杂的前处理过程并便于满足其原位快速检测的进样组件、敞开式离子源系统和质谱仪。
一种进样组件，包括：
采样容器，所述采样容器具有敞开式的集样槽，所述采样容器的顶部为用于放置待测样品的采样端；以及
过滤柱，所述过滤柱为填料柱，所述过滤柱穿设在所述采样容器的器壁中，所述过滤柱的进液区段伸入至所述集样槽内，且所述过滤柱的进样口所处位置的高度低于所述采样端的端部的高度。
在其中一个实施例中，所述过滤柱的进样口靠近所述采样端的端部设置。
在其中一个实施例中，所述采样容器的非采样端设有与所述集样槽连通的安装孔；
所述过滤柱通过固定件安装在所述安装孔内，且所述过滤柱和所述固定件相配合密封所述集样槽。
在其中一个实施例中，所述采样容器整体上呈细长的柱体结构。
在其中一个实施例中，所述采样端的外径从其端部至非采样端逐渐增大。
在其中一个实施例中，所述采样容器的器壁内设有用于向所述集样槽内注入液体的注液通道，且所述注液通道的注入口位于所述集样槽的底部。
在其中一个实施例中，所述进样组件还包括用于收集从所述集样槽内溢流出的溶液的废液收集器，所述废液收集器环设在所述采样容器的侧壁上。
一种敞开式离子源系统，包括离子化机构和上述任一项所述的进样组件，所述过滤柱能够通过相配合的导流管路和与导流管路连接的抽液装置向所述离子化机构进样。
在其中一个实施例中，所述离子化机构包括电离室、毛细管、用于使从所述毛细管喷出的待测样品雾化的雾化器和用于使雾化后的液滴电离的电离源，所述电离室具有电离腔；
所述导流管路上设有三通接头，所述导流管路的进液端与所述过滤柱的出液端连接，所述导流管路的第一出液端与所述毛细管连接，所述导流管路的第二出液端用于与抽液装置连接，所述毛细管的喷样端伸入至所述电离腔内。
一种质谱仪，包括离子传输机构、质量分析器、检测器以及上述任一项所述的敞开式离子源系统，所述离子传输机构分别与所述电离室和所述质量分析器连接，所述检测器与所述质量分析器连接。
上述进样组件包括采样容器和过滤柱，其中采样容器具有敞开式的集样槽，采样容器的顶部为用于放置待测样品的采样端，过滤柱为填料柱，填料柱可以快速有效将样品中复杂的基质与待测物分离，去除基质干扰效应，过滤柱穿设在采样容器的器壁中，过滤柱的进液区段伸入至集样槽内，且过滤柱的进样口所处位置的高度低于采样端的端部的高度。与传统将具有表面结构的待检测样品进行打碎、离心、萃取等一系列复杂的前处理方式相比，将上述进样组件用于敞开式离子源系统和质谱仪时，无需再对瓜果蔬菜、皮肤组织等具有表面结构的样品进行复杂的前处理过程，只需预先向集样槽内填满溶剂以形成可观察到的弯月形的液体界面，再直接将具有表面结构的待测样品置于搁置在采样端并使其贴伏在弯月形的液体界面上以直接溶剂提取或洗脱出待测样品中成分，洗脱出的待测物直接通过过滤柱进入电离腔内电离雾化，从而能够实现对具有表面结构的待测样品的原位快速检测。
附图说明
图1为一实施方式的敞开式离子源系统的结构示意图；
图2为图1中的敞开式离子源系统的过滤柱的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请结合图1和图2，一实施方式的敞开式离子源系统10，包括进样组件和离子化机构。
本实施方式的进样组件包括采样容器100和过滤柱200。其中，采样容器100具有敞开式的集样槽101，采样容器100的顶部为用于放置待测样品的采样端110，用于直接放置瓜果蔬菜、皮肤组织等具有表面结构的待检测样品，例如菜叶、手指皮肤等。过滤柱200为填料柱，可以快速有效将样品中复杂的基质与待测物分离，去除基质干扰效应。过滤柱200穿设在采样容器100的器壁中，过滤柱200的进液区段伸入至集样槽101内，且过滤柱200的进样口所处位置的高度低于采样端110的端部的高度，从而直接将集样槽101内的样品溶液直接通过过滤柱200过滤后进入光谱检测仪或质谱仪等检测设备进行检测。
与传统将具有表面结构的待检测样品进行打碎、离心、萃取等一系列复杂的前处理方式相比，将上述设置了相配合的采样容器100和过滤柱200的进样组件用于敞开式离子源系统和质谱仪时，无需再对菜叶、皮肤组织等具有表面结构的样品进行复杂的前处理过程，只需预先向集样槽101内填满溶剂以形成可观察到的弯月形的液体界面，再直接将具有表面结构的待测样品置于搁置在采样端110并使其贴伏在弯月形的液体界面上以直接溶剂提取或洗脱出待测样品中成分，洗脱出的待测物直接通过过滤柱200进入电离腔内电离雾化，从而能够实现对具有表面结构的待测样品的原位快速检测，并便于大批量样品的快速及时处理。
在本实施方式中，优选地，采样容器100整体上可呈细长的如圆柱体或棱柱体等柱体结构，可采用塑料、不锈钢、陶瓷等材质制成，能够使集样槽101在较小的取样面积下具有较大的溶剂存储体积，同时也便于后续对集样槽101的冲洗。
进一步地，采样端110的外径从其端部向非采样端逐渐增大，呈坡形结构，从而便于集样槽101内的溶液顺利溢流出去，避免采样端110出现液体回流导致样品污染的问题的现象。另外，在其他实施方式中，进样组件还可以包括用于卡设在采样端110的置物网架和用于将待测样品限位在置物网架内的限位件，从而便于具有表面结构的待测样品具有更大的取样面积，进一步满足测样需求。
进一步地，采样容器100的器壁内还设有用于向集样槽101内注入液体的注液通道102，且注液通道102的注入口位于集样槽101的底部，从而便于向集样槽101内平稳注入洗脱溶剂或提取溶剂，并便于对集样槽1021的有效冲洗，使集样槽101内不易残留污染成分，减少残留成分对后续样品检测的影响。同时，溶剂注入流速能够实现大于导流管路的进样流速，多余的溶剂直接溢出采样端110的同时清洗了采样端110，有效减少样品的直接交叉污染。
在其他实施方式中，进样组件还可以包括用于收集从集样槽内溢流出的溶液的废液收集器，废液收集器环设在采样容器100的侧壁上。进一步地，采样容器100还可以设有用于密封该顶部开口的透明密封盖，透明密封盖卡设在废液收集器的侧壁上，以避免挥发性有机溶剂对环境的影响。另外，优选地，废液收集器的底部设有排液通道，从而使集样槽101内的液体快速排出，防止废液收集器内的液面较高时在采样容器100的外侧壁上残留污染成分，从而避免影响后续检测结果的准确性。
另外，采样容器100、废液收集器和/或透明密封盖的内侧壁上设有防腐层，提高整个进样组件的使用寿命。
在本实施方式中，进一步地，采样容器100的非采样端设有与集样槽101连通的安装孔，用于可拆卸地安装过滤柱200。
过滤柱200通过固定件300安装在安装孔内，且过滤柱200和固定件300相配合密封集样槽101。过滤柱200能够通过相配合的导流管路和与导流管路连接的抽液装置400向离子化机构500进样。其中，固定件300可以为中空的安装筒，安装筒与采样容器100之间设置密封圈，提高密封效果。在其他实施方式中，固定件300还可以为封塞，过滤柱200直接插设在封塞中，在将封塞塞在安装孔内使集样槽101的底部密封。另外，导流管路上设有三通接头220即可使导流管路的进液端与过滤柱200的出液端连接，导流管路的第一出液端与毛细管连接，导流管路的第二出液端用于与抽液装置连接，毛细管的喷样端伸入至电离腔内。抽液装置优选为抽液泵。
优选地，过滤柱200的进样口靠近采样端110的端部设置，从而使待测成分的浓度较大，提高检测结果的准确性。同时，过滤柱200的设置能够有效过滤固体颗粒物等杂质，将样品中复杂的基质与待测物分离，去除基质干扰效应，防止毛细管内发生堵塞，提高检测结果的准确性。
在其中一个实施例中，离子化机构500包括电离室、毛细管、用于使从毛细管喷出的待测样品雾化的雾化器和用于使雾化后的液滴电离的电离源，电离室具有电离腔。采用ESI电离源的离子化机构与进样组件相配合，能够实现对具有表面结构的待测样品的原位快速检测，并能够实现大批量快速处理。
一种质谱仪，包括离子传输机构、质量分析器、检测器以及上述任一项的敞开式离子源系统，离子传输机构分别与电离室和质量分析器连接，检测器与质量分析器连接。
上述敞开式离子源系统10和包括上述敞开式离子源系统10的质谱仪能够适用于包括菜叶、皮肤组织等具有表面结构的样品的快速原位检测，适用于复杂基质样品的直接分析、生物组织样本的原位分析和物体表面的快速分析等，能够极大地推动质谱技术在实时、表面、原位、高通量分析方面的发展，并在食品安全、环境监测、刑侦诊断、生物医药等领域展现广泛的应用前景。
在其他实施方式中，上述进样组件也可以应用到光谱检测仪等检测设备中，从而能够实现对具有表面结构的待测样品的原位快速检测，并便于大批量样品的快速及时处理。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种进样组件，其特征在于，包括：
采样容器，所述采样容器具有敞开式的集样槽，所述采样容器的顶部为用于放置待测样品的采样端；以及
过滤柱，所述过滤柱为填料柱，所述过滤柱穿设在所述采样容器的器壁中，所述过滤柱的进液区段伸入至所述集样槽内，且所述过滤柱的进样口所处位置的高度低于所述采样端的端部的高度。
2.根据权利要求1所述的进样组件，其特征在于，所述过滤柱的进样口靠近所述采样端的端部设置。
3.根据权利要求1所述的进样组件，其特征在于，所述采样容器的非采样端设有与所述集样槽连通的安装孔；
所述过滤柱通过固定件安装在所述安装孔内，且所述过滤柱和所述固定件相配合密封所述集样槽。
4.根据权利要求1至3任一项所述的进样组件，其特征在于，所述采样容器整体上呈细长的柱体结构。
5.根据权利要求4所述的进样组件，其特征在于，所述采样端的外径从其端部向非采样端逐渐增大。
6.根据权利要求1至3任一项所述的进样组件，其特征在于，所述采样容器的器壁内设有用于向所述集样槽内注入液体的注液通道，且所述注液通道的注入口位于所述集样槽的底部。
7.根据权利要求1至3任一项所述的进样组件，其特征在于，还包括用于收集从所述集样槽内溢流出的溶液的废液收集器，所述废液收集器环设在所述采样容器的侧壁上。
8.一种敞开式离子源系统，其特征在于，包括离子化机构和权利要求1至7任一项所述的进样组件，所述过滤柱能够通过相配合的导流管路和与导流管路连接的抽液装置向所述离子化机构进样。
9.根据权利要求7所述的敞开式离子源系统，其特征在于，所述离子化机构包括电离室、毛细管、用于使从所述毛细管喷出的待测样品雾化的雾化器和用于使雾化后的液滴电离的电离源，所述电离室具有电离腔；
所述导流管路上设有三通接头，所述导流管路的进液端与所述过滤柱的出液端连接，所述导流管路的第一出液端与所述毛细管连接，所述导流管路的第二出液端用于与抽液装置连接，所述毛细管的喷样端伸入至所述电离腔内。
10.一种质谱仪，其特征在于，包括离子传输机构、质量分析器、检测器以及权利要求8或9所述的敞开式离子源系统，所述离子传输机构分别与所述电离室和所述质量分析器连接，所述检测器与所述质量分析器连接。
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