CN114207775B - 用于质谱法的样品输送装置 - Google Patents

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Abstract

提供了用于电感耦合等离子体质谱法的单个粒子的高效输送的系统和方法。可以将单个粒子递送到质谱仪以定量微量元素。该系统可以包括液滴生成、传送模块、毛细管道和/或可以允许单个粒子的顺序输送的集成电感耦合等离子体(ICP)焊炬。

Description

用于质谱法的样品输送装置
本申请要求于2019年5月15日提交的国际申请号PCT/CN2019/087075的优先权，其内容通过引用整体并入本文。
背景技术
传统上，样品引入装置可以使用雾化器和喷雾室。可以将样品溶液输送到用于雾化的雾化器中。大多数气溶胶样品喷雾，特别是具有大容量的高速液滴，可能撞击喷雾室的内壁，导致样品的显著损失。这导致单个粒子或细胞的低输送效率，而不足以用于许多应用，特别是分析有限的临床样品。
此外，传统系统中雾化的随机过程可能导致形成两个、三个或甚至多个粒子，这使得下游数据分析更加复杂并更具挑战性。
发明内容
存在改进的系统和方法进行样品输送的需要。存在一种允许以有效方式输送单个粒子(诸如，单个细胞)的系统和方法的需要。进一步存在允许输送适用于基于下游质谱法分析的单个粒子的系统和方法的需要。
发明的方面涉及一种用于输送用于质谱法(mass spectrometry)的单独粒子的系统，所述系统包括：模块，其被配置成通过使分布式粒子悬浮液与载体流体合并来形成单独样品液滴，以将单独粒子包裹在所述载体流体中；以及焊炬(torch)，其接收所述单独样品液滴并生成被离子化并将由下游质量分析仪(mass analyzer)接收的喷雾。
发明的附加方面涉及一种用于输送用于质谱法的单独粒子的方法，所述方法包括：通过使分布式粒子悬浮液与载体流体合并来形成单独样品液滴，以将单独粒子包裹在所述载体流体中；在焊炬处接收所述单独样品液滴，并生成离子化的喷雾；以及将离子化样品输送到下游质量分析仪。
可以根据发明的进一步方面提供用于单独样品液滴的传送模块。所述模块包括：入口路径，其被配置成接收所述单独样品液滴，其中单独样品液滴包括包裹在载体流体液滴中的单独样品粒子；和垂直注射器，其被配置为从所述入口路径接收所述单独样品液滴并将所述液滴注入焊炬，所述焊炬创建喷雾，所述喷雾用于所述单独样品粒子的质谱法的下游分析。
另外，发明的方面可以包括一种用于输送单独样品液滴的方法，所述方法包括：在入口路径处接收所述单独样品液滴，其中单独样品液滴包括包裹在载体流体液滴中的单独样品粒子；和在垂直注射器处接收来自所述入口路径的所述单独样品液滴并将所述液滴注入焊炬，所述焊炬创建喷雾，所述喷雾用于所述单独样品粒子的质谱法的下游分析。
发明的方面还可以涉及一种有助于输送用于质谱法的单独样品液滴的焊炬，所述焊炬包括：入口，其接收所述单独样品液滴，其中单独样品液滴包括包裹在载体流体液滴中的单独样品粒子；和样品出口，其发出所述单独样品液滴的微喷雾，所述微喷雾在等离子体中进一步雾化和离子化，用于所述的离子化样品的质谱法的下游分析。
根据发明的附加方面，可以提供一种用于处理用于质谱法的单独样品液滴的方法，所述方法包括：接收所述单独样品液滴，其中单独样品液滴包括包裹在载体流体液滴中的单独样品粒子；发出所述单独样品液滴的微喷雾；在等离子体中雾化和离子化所述单独样品液滴的所述微喷雾以形成离子化样品；以及输送所述离子化样品，用于对所述离子化样品进行质谱法的下游分析。
此外，发明的方面可以涉及一种有助于输送用于质谱法的单独样品液滴的焊炬，所述焊炬包括：内管，其包括载体气体入口和发出所述单独样品液滴的微喷雾的样品出口；中间管，其包括辅助气体入口；和外管，其包括等离子气体入口，其中所述内管、所述中间管和所述外管以同心排列布置。
发明的方面可以涉及一种用于处理用于质谱法的单独样品液滴的方法，所述方法包括：提供内管，其包括载体气体入口和发出所述单独样品液滴的微喷雾的样品出口；在所述内管周围同心地提供包括辅助气体出口的中间管；以及在所述中间管周围同心地提供包括等离子气体出口的外管。
可以根据发明的附加方面提供一种有助于输送用于质谱法的单独样品液滴的焊炬，所述焊炬包括：毛细管，其被配置成使得能够输送所述单独样品液滴，其中所述单独样品液滴包括包裹在载体流体液滴中的单独样品粒子；和在所述毛细管周围同心地布置的多个管，其中所述多个管允许至少一种载体气体和等离子气体的流动，并允许所述单独样品液滴从所述管中的至少一个作为微喷雾发出。
此外，发明的方面可以涉及一种用于处理用于质谱法的单独样品液滴的方法，所述方法包括：经由毛细管输送所述单独样品液滴，其中所述单独样品液滴包括包裹在载体流体液滴中的单独样品粒子；允许至少一种载体气体和等离子气体经由在所述毛细管周围同心地布置的多个管的流动；以及从所述管中的至少一个发出所述单独样品液滴作为微喷雾。
可以根据发明的方面提供一种毛细管架，其被配置成配合在焊炬主体内，以协助输送用于质谱法的单独样品液滴，所述毛细管架包括：被配置成接纳毛细管的孔，所述毛细管被配置成使得能够输送所述单独样品液滴，其中所述单独样品液滴包括包裹在载体流体液滴中的单独样品粒子；和一个或多个支撑臂，其被配置成稳定所述焊炬主体内的所述毛细管并形成允许载体气体在所述一个或多个支撑臂之间通过的开口。
发明的方面还可以涉及一种有助于输送用于质谱法的单独样品液滴的方法，所述方法包括：提供被配置成接纳毛细管的孔，所述毛细管被配置成使得能够输送所述单独样品液滴，其中所述单独样品液滴包括包裹在载体流体液滴中的单独样品粒子；和经由一个或多个支撑臂支撑所述孔，所述一个或多个支撑臂被配置成稳定所述焊炬主体内的所述毛细管并形成允许载体气体在所述一个或多个支撑臂之间通过的开口。
从以下详细描述中本公开内容的附加方面和优点将对本领域技术人员而言变得容易理解，其中简单地通过说明设想的用于实施本公开内容的最佳模式，来仅示出和描述本公开内容的示例性实施方式。应当认识到，本公开内容能够具有其他的和不同的实施方式，并且其若干细节能够在各个明显方面做出修改，这些全都不偏离本公开内容。因此，附图和描述应被视为说明性的，而不是限制性的。
援引并入
本说明书中所提及的所有出版物、专利和专利申请均通过引用并入本文，其程度如同具体地和单独地指出每个单独的出版物、专利或专利申请均通过引用而并入。
附图简要说明
本发明的新颖特征在随附权利要求中具体阐述。通过参考阐述了利用本发明原理的说明性实施方式的以下详细描述和附图，将会对本发明的特征和优点获得更好的理解，在附图中：
图1示出了根据本发明实施方式的用于质谱法的样品输送装置的示意图。
图2示出了根据本发明实施方式的液滴发生器的示意图。
图3示出了根据本发明实施方式的用于单独样品粒子的传送模块的示意图。
图4示出了根据本发明实施方式的可以在传送模块内控制的流体路径的示意图。
图5示出了根据本发明实施方式的集成电感耦合等离子体(ICP)焊炬的侧视图。
图6示出了根据本发明实施方式的集成ICP焊炬的透视图。
图7示出了根据本发明实施方式的集成ICP焊炬的横截面图。
图8示出了根据本发明实施方式的毛细管道和集成ICP焊炬的示例。
图9示出了根据本发明实施方式的毛细管架的透视图。
图10示出了根据本发明实施方式的毛细管架的横截面图。
图11示出了根据本发明实施方式的与样品输送装置通信的控制系统的示例。
图12示出了根据本发明实施方式提供的计算机系统的示例。
具体实施方式
本发明提供了用于单个粒子的样品输送的系统和方法。本文描述的发明的各个方面可以施用于以下阐述的任何特定应用。本发明可以作为质谱系统的一部分来施用。应当理解，本发明的不同方面可以单独地、共同地或彼此组合地来理解。
本发明可以有利地提供了单个粒子的连续输送。粒子可以悬浮在液滴内。液滴可以由诸如油状物等载体流体形成。本文所提供的系统和方法可以提供递送到质谱仪的样品的控制。本文所提供的系统和方法可以提供以受控的方式传送的相对均匀的液滴。
本文所提供的系统和方法可以允许电感耦合等离子体(ICP)焊炬设计。焊炬设计可以减少出口处的液滴累积，这可以降低等离子体的不稳定性。焊炬设计可以允许样品作为在等离子中被原子化和离子化的微喷雾而被递送。焊炬设计可以有利地允许较小的喷雾角度，以改善向质量分析仪的离子输送。焊炬设计可以稳定输送样品粒子的毛细管，这可以改善该质量分析仪的分辨率和灵敏度。毛细管架可以用于稳定ICP焊炬内的毛细管。毛细管架可以被设计成有利地允许载体气体通过，同时将毛细管保持在稳定的固定位置中。
本文提供的系统和方法可以允许改善的样品输送装置的效率。液滴发生器、注射器泵、毛细管和ICP焊炬能够以减少损失并提高递送效率的方式布置。各种组件可以被紧密地连接，以提高样品递送、原子化和离子化的效率。进而，这可以增强下游质量分析仪的特异性、敏感性和检测限制。这对于小样品体积可能是特别有利的。在一些情况下，可以实现至80％、85％、90％、95％、97％、99％、99.5％或99.9％的样品输送效率。
图1示出了根据本发明实施方式的用于质谱法的样品输送系统40的示意图。样品输送系统可以包括液滴发生器36、传送模块37、管道30，和/或集成电感耦合等离子体(ICP)焊炬38。ICP焊炬可以生成喷雾31，喷雾31可以被输送到下游质量分析仪39。
液滴发生器36可以用于生成和递送适于ICP-MS采样的单个粒子液滴。单个粒子可以包括单个细胞、珠子或气溶胶。单个粒子可以由待分析的任何类型的材料形成。在一些情况下，单个粒子可以由生物材料形成。单个粒子可以由有机材料或无机材料形成。粒子可以用或可以不用标签进行标记。粒子可以标记有金属同位素或任何其他类型的标签或标记物。粒子可以具有任何大小。例如，粒子的直径可以小于或等于1nm、3nm、5nm、10nm、50nm、100nm、500nm、1μm、3μm、5μm、10μm、20μm、30μm、50μm、75μm或100μm。单个粒子可以包封在载体中。例如，单个细胞可以包封在载体中。载体可形成可以部分或完全地包围粒子的液滴。粒子可以悬浮在载体液滴中。
载体可以是诸如油状物等载体流体。油状物可以是氟化油。例如，油状物可以是HFE-7500或FC-40。在一些实施方式中，油状物可以含有至少1.8％w/w的聚(乙二醇)-全氟聚醚三嵌段表面活性剂。可选地，油状物可以含有至少1.8％w/w的聚(甲基丙三醇)-全氟聚醚三嵌段表面活性剂。油状物可以含有至少1.8％w/w的聚甘油-全氟聚醚三嵌段表面活性剂。可选地，油状物可以含有至少1.5％w/w、1.6％w/w、1.7％w/w、1.9％w/w、2％w/w、2.2％w/w或2.5％w/w的任何上文提供的示例油状物。油状物可以具有100℃到160℃的沸点。油状物可具有从1000kg/m3到2000kg/m3的液体密度。油状物可以具有从0.5cSt到2.0cSt的运动粘度。液滴发生器可以产生单独样品液滴，其可以包括载体流体液滴内的粒子。
液滴发生器可以可选地控制或限制样品液滴的体积。例如，液滴发生器可以具有期望范围内的内径，以减少或限制样品液滴的体积，这可以使在过程中后续更容易蒸发或雾化样品液滴。这可以允许改善等离子体中的离子化效率。
液滴发生器可以可操作地耦合到传送模块37。传送模块可以从液滴发生器接收样品液滴。传送模块可以将样品液滴从液滴发生器传送到ICP焊炬。传送模块可以提供可能导致样品液滴移动到ICP焊炬的动力。传送模块可以允许在不合并的情况下单独输送液滴。传送模块可以允许以顺序方式逐一输送液滴。输送模块可以控制输送液滴的速率。
传送模块可以直接从液滴发生器接收样品液滴。在一些情况下，没有提供中间设备。或者，中间设备可用于将样品液滴从液滴发生器传送到传送模块。液滴发生器可以在使用时物理地连接到传送模块。传送模块可以将样品拉向传送模块。或者，液滴发生器中的机构可以将样品推向传送模块。液滴发生器和传送模块可以由整体件形成，或者可以借助于连接器彼此连接。
传送模块可以可选地控制或限制或者可以可选地不控制或限制样品液滴的体积。例如，传送模块可以具有期望范围内的内径，以减少或限制样品液滴的体积，这可以使在过程中后续更容易蒸发或雾化样品液滴。
样品液滴可以经由传送模块传送到ICP焊炬38。在一些实施方式中，液滴可以经由管道30传送到ICP焊炬。管道可以是毛细管，诸如熔融石英毛细管。管可以允许单独样品液滴在其中流动。管道可以定位在ICP焊炬内，并且可以可选地由毛细管架支撑。管道可以穿过ICP焊炬的内管。管道的末端可以安装在内管的喷嘴内。
ICP焊炬38可以在样品出口处生成喷雾31(例如，微喷雾)。ICP焊炬可以生成等离子气体以及控制载体和辅助气体。喷雾可以包括在等离子体中电离并输送到下游质量分析仪39的样品锥的样品液滴。在一些实施方式中，可以通过在ICP焊炬内调谐载体气体流入来控制喷雾角度。在一些实施方式中，可能期望较小的喷雾角度来增加到样品锥的离子输送，这可以增加ICP-MS灵敏度。例如，喷雾角度可以小于或等于约20度、15度、12度、10度、9度、8度、7度、6度、5度、4度、3度、2度，或1度。
质量分析仪39可以是ICP质谱仪。质量分析仪可以检测单独粒子并分析微量元素。质量分析仪可以能够检测期望浓度的金属和/或非金属。例如，浓度可以低至1015分之一，可选地在无干扰的低背景同位素上。质量分析仪可以接收雾化和离子化样品，并且可以分离和量化离子。
本文提供的系统和方法可以能够实现高水平的样品输送效率。例如，本文提供的系统可以将液滴包封的单个粒子顺序输送到等离子体，并且达到至少75％、80％、85％、90％、95％、97％、99％、99.5％或99.9％的样品输送效率。在一些实施方式中，可以紧密地连接各种组件，诸如液滴发生器、传送模块、管道、ICP焊炬和/或任何适配器，以提高样品递送、雾化和离子化的效率，这可以极大地增强特异性和敏感性。在一些情况下，物理组件可以彼此紧密地定位。例如，各种物理组件可以能够位于单个房间、单个台面、5m3的体积、3m3的体积、1m3的体积、0.5m3的体积、0.3m3的体积、0.1m3的体积、0.05m3的体积、0.03m3的体积，或0.01m3的体积内。可选地，可以不提供其他干预组件或其他干预组件不是必要的。
图2示出了根据本发明实施方式的液滴发生器的示意图。液滴发生器可以用于生成和递送适于ICP-MS采样的单个粒子液滴。液滴发生器可以是模块，其可以包括用于液滴生成的微流体芯片。液滴发生器可以包括微流体芯片上的一个通道或多个通道，以形成可包含单个粒子的样品液滴。粒子可以是细胞、珠子、气溶胶或其他类型的粒子，如本文他处所描述的。可以通过将均匀或非均匀分布粒子悬浮液与载体流体合并来生成液滴。载体流体可以是诸如本文他处所描述的油状物。合并可以形成水混油液滴。
液滴发生器可以作为微流体芯片提供。微流体芯片可以由任何材料形成，诸如聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)或环烯烃共聚物(COC)系列。
液滴发生器可以有利地允许生成单个样品液滴。这可以允许粒子样品在空间中分配，然后可以将粒子样品一个接一个地递送到ICP焊炬。
液滴发生器可以包括样品室1或样品源。样品室可以包含粒子样品悬浮液。粒子样品悬浮液可以在分析过程开始时向样品室提供，或者可以在整个分析过程中连续提供。样品能够以连续的方式或批量方式提供。在一些情况下，提供的初始样品可以小于或等于约100mL、50mL、30mL、20mL、10mL、5mL、3mL、1mL、0.5mL、0.3mL、0.1mL、0.05mL或0.01mL。提供的初始样品可以大于提供的任何值或落入所提供的任何两个值之间的范围内。样品室可以封闭或可以打开。在一些情况下，样品室可以在提供样品之后关闭。在一些情况下，可以提供端口或其他开口以接收样品。
样品室1可以与样品流体通道2流体连通。样品流体通道可以保持与样品室的流体连通，或者可以选择性地与样品室流体连通以及不与样品室流体连通。在一些实施方式中，可以提供诸如阀等控制器来控制样品室与样品流体通道之间的流体流动。在一些实施方式中，粒子样品悬浮液从样品室到样品流体通道的流动可以通过正压驱动。例如，可以提供压缩空气流或机械注入泵来驱动粒子样品悬浮液从样品室到样品流体通道的流动。在一些情况下，负压可以沿着通道拉动粒子样品悬浮液。在一些情况下，提供单个样品流体通道。或者，可以提供多个样品流体通道。可以通过阀或开关控制样品到选定样品流体通道的流动。
液滴发生器可以包括载体室4或载体源。载体室可以包含诸如油状物等载体流体。载体流体可以具有如本文他处所描述的任何特点。载体流体可以在分析过程开始时向载体室提供，或者可以在整个分析过程中连续提供。在一些情况下，提供的载体流体可以小于或等于约500mL、300mL、100mL、50mL、30mL、20mL、15mL、10mL、5mL、3mL、1mL、0.5mL、0.3mL、0.1mL或0.05mL。提供的载体可以大于提供的任何值或落入所提供的任何两个值之间的范围内。载体室可以封闭或可以打开。在一些情况下，载体室可以在提供载体之后关闭。在一些情况下，可以提供端口或其他开口以接收载体。在一些情况下，载体室可以具有大于或等于样品室的体积。
载体室1可以与一个或多个载体通道5、6流体连通。在一些情况下，可以提供两个或更多个、三个或更多个、四个或更多个、五个或更多个，或者八个或更多个载体通道。载体通道可以保持与载体室流体连通，或者可以选择性地与载体室流体连通以及不与载体室流体连通。在一些实施方式中，可以提供诸如阀等控制器来控制载体室与载体流体通道之间的流体流动。在一些情况下，计量元件或控制器可以用于控制从载体室到多个载体流体通道的流体流动。在一些实施方式中，载体流体从载体室到一个或多个载体通道的流动可以通过正压驱动。例如，可以提供压缩空气流或机械注入泵来驱动载体流体从载体室到载体流体通道的流动。在一些情况下，负压可以沿着通道拉动载体流体。在一些情况下，提供单个载体通道。或者，可以提供多个载体通道。可以通过阀或开关控制载体流体到选定载体通道的流动。
一种或多种样品流体通道2可以与一个或多个载体通道5、6相交。例如，单个样品流体通道可以与两个或更多个载体通道相交。通道可以在交叉区域3处相交。在一些情况下，通道可以在不同方向上相交。例如，具有在基本相反方向上的流体流动的两个载体通道可以在交叉区域处相交。样品通道可以相对于一个或多个载体通道具有在基本垂直方向上的流体流动。样品通道可以相对于一个或多个载体通道具有在非平行方向上的流体流动。或者，样品通道可以相对于一个或多个载体通道具有在基本相反方向上的流体流动。可以在交叉处交汇的不同通道的方向差异可以是至少15度、30度、45度、60度、75度、90度、150度或180度。(一个或多个)载体通道和(一个或多个)样品流体通道可以保持基本上是共面的。或者，通道中的一个或多个可以与其他通道不共面。(一个或多个)样品流体通道和/或(一个或多个)载体通道可以具有或可以不具有相同的直径。(一个或多个)样品流体通道和/或(一个或多个)载体通道可以或可以不由材料形成，在其内部具有相同的摩擦力，具有相同的横截面形状或任何其他特性。
在交叉区域3处，粒子样品溶液可以与载体流体交汇。它们可以形成水滴。可选地，可以形成样品液滴，其中单个粒子悬浮在载体流体的液滴内。在一些实施方式中，形成在交叉区域中的每个液滴可以具有悬浮在其中的粒子。或者，可以形成在其中可能没有粒子的一些载体液滴。在一些实施方式中，可以配置与通道会聚的交叉区域，使得至少30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、95％、97％或99％的形成在交叉区域中的液滴在其中具有样品粒子。
可以提供与交叉区域流体连通的收集通道7。样品液滴可以从交叉区域流到收集通道。收集通道可以保持与交叉区域流体连通，或者可以选择性地与交叉区域流体连通以及不与交叉区域流体连通。在一些实施方式中，可以提供诸如阀等控制器来控制交叉区域与收集流体通道之间的流体流动。在一些实施方式中，样品液滴从交叉区域到一个或多个收集通道的流动可以通过正压驱动。例如，可以提供压缩空气流或机械注入泵来驱动样品液滴从交叉区域到收集通道的流动。在一些情况下，负压可以沿着收集通道拉动样品液滴。在一些情况下，提供单个收集通道。或者，可以提供多个收集通道。可以通过阀或开关控制样品液滴到选定收集通道的流动。
收集通道7的大小或形状可以设定为形成所期望的样品液滴的大小。例如，收集通道的内径的大小可以设定在所期望的范围内，以减小样品液滴的体积，这可以促进样品液滴随后的蒸发和/或雾化。这可以允许改善等离子体中的离子化效率。在一些情况下，可能期望收集通道具有小于或等于10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、120μm、150μm或200μm的内径。收集通道可以具有大于本文提供的任何值，或落入本文提供的任何两个值之间的范围内的内径。收集通道可以包括毛细管，该毛细管具有与单独样品液滴的外径匹配的内径。
可选地，收集通道可以将样品液滴传送到收集室8。在经由传送模块进一步传送样品液滴之前，收集室可以接收样品液滴。或者，可以不需要收集室，并且可以将样品液滴直接传送到传送模块。收集室可以封闭或可以打开。在一些情况下，收集室可以具有大于或等于样品室或载体室的体积。
可以关闭本文描述的任何腔室和/或通道。本文描述的腔室和/或通道可能不会直接暴露于周围环境。或者，一个或多个表面或侧面可以是打开的或暴露于周围环境。
在一些情况下，液滴发生器可以是小尺寸。例如，可以提供微流体芯片，其可以具有小于或等于约100cm2、80cm2、60cm2、50cm2,40cm2、30cm2、20cm2、15cm2、10cm2、8cm2、7cm2、6cm2、5cm2、4cm2、3cm2、2cm2或1cm2的占地面积。
液滴发生器可以具有或可以不具有受控温度。在一些实施方式中，液滴发生器可以具有受控温度以提供载体和/或样品的期望特性。例如，粘度可能受到温度的影响。可以提供一个或多个加热元件和/或冷却元件以控制液滴发生器的温度。在一些情况下，液滴发生器的温度或样品输送系统的任何其他组件可以被控制成任何期望的度，例如在3度、2度、1度、0.5度、0.1度、0.05度、0.01度、0.005度或0.001度内。
液滴发生器可以使用或可以不使用一个或多个传感器。液滴发生器可以使用或可以不使用传感器来确定收集室何时已满和/或何时已使用所有样品和/或载体。传感器可以收集可以借助于一个或多个处理器处理的数据。处理器可以帮助控制输送模块和/或液滴发生器中的泵。
一个或多个处理器可以从液滴发生器板载的一个或多个传感器接收数据。一个或多个处理器可以执行设置在存储器中的指令。存储器可以包括非暂时性计算机可读介质，其可以包括用于执行一个或多个步骤的代码、逻辑或指令。一个或多个处理器可以向液滴发生器和/或传送模块中的泵或阀发送信号。一个或多个处理器可以是液滴发生器和/或整个样品输送装置的控制系统的一部分。
图3示出了根据本发明实施方式的用于单独样品粒子的传送模块的示意图。传送模块可以从液滴发生器接收样品液滴，并且可以将样品液滴从液滴发生器传送到ICP焊炬。
传送模块可以是自动控制的注射器泵模块。尽管通过示例提供了注射器泵模块，但是传送模块可以具有可以允许将样品液滴单独顺序输送到ICP焊炬的任何其他配置。传送模块可以允许一次将单个液滴输送到ICP焊炬。单独液滴可以保持分开。传送模块可以能够控制将样品液滴提供给ICP焊炬的速率。
传送模块可以从液滴室9接收样品液滴。液滴室可以是可以临时存储样品液滴的位置。液滴室可以是与液滴发生器的收集室8相同的腔室。液滴室的任何描述也可以应用于收集室。或者，液滴室可以是与收集室不同的腔室。在一些情况下，可以将样品液滴从收集室传送到液滴室。可以借助于管、通道、移液管或任何其他机构来传送样品液滴。
液滴室9可以与入口路径12流体连通。入口路径可以是管、通道或任何其他类型的机构。入口路径可以保持与液滴室流体连通，或者可以选择性地与液滴室流体连通以及不与液滴室流体连通。在一些实施方式中，可以提供诸如阀等控制器来控制液滴室与入口路径之间的流体流动。在一些情况下，负压可以沿着入口路径拉动样品液滴。例如，下游注射器泵机构可以沿着入口路径拉动样品液滴。在一些实施方式中，样品液滴从液滴室到入口路径的流动可以通过正压驱动。例如，可以提供压缩空气流或机械注入泵来驱动粒子样品悬浮液从样品室到样品流体通道的流动。在一些情况下，提供单个入口路径。或者，可以提供多个入口路径。
在一些替代实施方式中，不需要提供液滴室。在一些情况下，液滴发生器的收集室也可以不是必须的。在一些情况下，收集通道可以直接转换为入口路径12，或者可以与入口路径相同。入口路径可以由刚性材料形成，或者可以由柔性材料形成。
入口路径的大小或形状可以设计成容纳样品液滴。例如，入口路径可以具有可以控制样品液滴的体积的内径。入口路径可以具有内径，其可以匹配或大于样品液滴的直径，并允许样品液滴的传送。例如，入口路径的内径大于或等于10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、120μm、150μm或200μm。入口路径可以具有小于本文提供的任何值，或落入本文提供的任何两个值之间的范围内的内径。
入口路径可以通向切换阀11，切换阀11耦合到注射器泵10。入口路径可以经由切换阀将样品液滴递送到注射器泵。由于样品液滴的密度可能低于背景载体(例如，油状物)，样品液滴13可以漂浮在背景载体之上。样品液滴可以是水滴。样品液滴可以在静置指定的时间段后在注射器内漂浮在背景载体上方。指定的时间段可以小于或等于5分钟、3分钟、2分钟、1分钟、30秒、20秒、10秒、5秒、3秒或1秒。
注射器可以具有任何期望的体积或配置。例如，注射器可以具有充分的大小以接纳液滴和/或背景载体。在一些情况下，注射器可以接纳至少100mL、75mL、50mL、40mL、30mL、25mL、20mL、15mL、10mL、8mL、6mL、5mL、4mL、3mL、2mL、1mL、0.5mL或0.1mL的体积。注射器泵可以具有基本垂直的配置。注射器泵的纵向轴线可以基本上平行于重力的方向，或者可以在小于重力方向15度、10度、7度、5度、3度、2度或1度的范围内。具有基本上垂直的取向可以允许样品液滴在背景载体上方朝向注射器的顶部浮动。
在一些实施方式中，样品液滴可以分批递送到注射器泵。例如，切换阀可以创建流体路径，该流体路径可以允许样品液滴从入口路径流入注射器泵。在液滴聚集在载体流体上方之后，切换阀可以调节和创建流体路径，该流体路径可以允许样品液滴注入出口路径15并朝向ICP焊炬14。在一些实施方式中，注射器可以将注射器内的一切自动注入出口路径。这可以首先包括样品液滴，随后背景载体。或者，注射器可以仅注射样品液滴，同时将背景载体保持在注射器内。这可以基于时机选择和/或计算以估计注射器需要压下以注入样品液滴的量来完成。在另一示例中，可以采用一个或多个传感器来确定样品液滴浮动的水平以及应压下注射器来将样品液滴注入出口路径而无需注射背景载体的程度。
在一些情况下，可以手动控制注射器。例如，当用户可以观察进入注射器的样品液滴时，可以调节阀并使用注射器将样品液滴排出到出口路径。在其他情况下，可以自动控制阀和/或注射器泵。在一些情况下，阀和/或注射器泵可以基于预定时间或时间表来操作。例如，样品液滴可以经由入口路径向注射器递送预定的时间量。当时间过去时，可以调节阀以允许注射器与出口路径连通，并且注射器可以用于将样品液滴排出到出口路径。继而可以将注射器准备好用于下一批样品液滴，并且可以调节阀以允许注射器再次与入口路径连通。每个步骤的时间量可以由用户确定，也可以预先设置。在一些情况下，可以借助于一个或多个处理器控制时间量。
在其他情况下，可以响应于检测到的事件来控制阀和/或注射器泵的定时和/或活动。例如，可以提供一个或多个传感器。传感器可以用于检测样品液滴和/或载体流体的流动。传感器可以检测期望量的样品液滴何时已进入注射器。继而可以自动调节阀门，并且注射器泵可以用于将样品液滴排出到出口路径。可以采用任何类型的传感器来检测可能导致阀和/或注射器控制的一个或多个条件。例如，可以采用光学传感器、温度传感器、阻抗传感器、声学传感器、超声波传感器、激光传感器、压力传感器或任何其他传感器。在一些情况下，可以使用单个类型的传感器或多个类型的传感器。
可以将来自传感器的数据提供给一个或多个处理器。可以通过一个或多个处理器分析来自单个或多个传感器的数据。一个或多个处理器可以提供可以控制阀和/或注射器的活动的指令。一个或多个处理器可以向阀的转子发送信号以切换和/或保持转子的位置。一个或多个处理器可以向泵发送信号以使泵注射样品液滴和/或返回到打开位置。一个或多个处理器可以发送可以确定将泵压下的程度的信号。或者，无论传感器数据如何，泵都能够按相同的量压下。一个或多个处理器可以是传送模块和/或整个样品输送装置的控制系统的一部分。
图4示出了根据本发明实施方式的可以在传送模块内控制的流体路径的示意图。如前所述，切换阀11可以作为传送模块的一部分提供。切换阀可以如所图示调节流体路径。切换阀可以在第一位置与第二位置之间切换。在替代实施方式中，可以采用任何数量的位置。
当阀处于第一位置时，可以在入口路径与注射器泵之间设置流体路径。第一端口17和第二端口18可以连接并对准，这可以允许入口路径与注射器泵之间的流体连通。这可以允许将样品液滴和/或载流体传递到注射器。
当阀处于第二位置时，可以在注射器泵与出口路径之间设置流体路径。第二端口18和第三端口19可以连接并对准，这可以允许注射器泵与出口路径之间的流体连通。这可以允许将样品液滴和/或载体流体从注射器传递到出口路径，并且随后到ICP焊炬。
可以提供一对转子/定子16。内转子可以使阀的内部部分移动移动，这可以导致流体路径移动。如所图示，流体路径可以具有弯曲的形状。曲线的角度可以是任何角度。例如，曲线的角度可以小于、大于或等于约15度、30度、45度、60度、75度、90度、120度、150度或180度。曲线的角度可以具有落于提供的任何两个值之间的范围内的值。流体路径可以具有任何大小或尺寸。例如，流体路径的内径可以具有大于、等于或小于入口路径和/或出口路径的直径。
定子可以可选地保持静止。定子可以保持第一、第二和第三端口的位置。转子的运动可以由一个或多个致动器控制。致动器可以允许转子在第一与第二位置之间来回移动。在替代实施方式中，致动器可以允许转子移动到其他位置。在一些情况下，转子只需要来回移动一次来传送要通过下游质量分析仪分析的足够样品。或者，转子可以来回移动多次来传送要通过下游质量分析仪分析期望量的样品。类似地，转子只可以操作一次来传送要通过下游质量分析仪分析的足够样品。或者，注射器可以操作多次，以注射要通过下游质量分析仪分析足够量的样品。
如所图示的传送方法有利地允许切换阀在流体路径之间动态地交替，而无需手动断开管道或手动切换。这可以有利地为传送机构提供稳健性和可靠性。这可以减少可能发生故障，或者传送机构的部分停止工作的可能性。
出口路径15可以从注射器接收样品液滴，并以顺序方式向ICP焊炬传送样品液滴。传送机构可以允许样品液滴以期望的速率和/或以期望的体积或数量传送。传送机构可以确保传送到出口路径的液滴是其中包含样品粒子的样品液滴。
出口路径可以具有任何配置。在一些情况下，出口路径可以具有与入口路径相同的特性。出口路径可以是管、通道或可以允许样品液滴流动的其他机构。出口路径的内径可以小于、大于或等于入口路径或收集通道的内径。出口路径可以按顺序方式一次传送单个样品液滴。
出口路径可以将样品液滴传送到ICP焊炬14。在一些实施方式中，出口路径可以连接到可以进入ICP焊炬的内部部分的毛细管。在一些实施方式中，出口路径和毛细管可以是同一整体件。
图5示出了根据本发明实施方式的ICP焊炬的侧视图。ICP焊炬可以是ICP石英焊炬。ICP焊炬可以可选地具有多个层。一些实施方式中，ICP焊炬可以具有至少三层。例如，ICP焊炬可以包括内层20、中间层21和外层22。层可以具有任何形状或配置。在一些情况下，层可以是管状物，例如圆柱体。层可以是棱柱体，或者可以具有任何横截面形状。层可以沿着ICP焊炬的长度沿纵向延伸。
在一些实施方式中，层能够以同心排列布置。例如，内管20、中间管21和外管22能够以内管在中间管内且中间管在外管内的同心方式布置。层可以是共轴的。层中的每一个的中心可以对齐或可以不对齐。在一些实施方式中，层中的每一个能够以交错的方式布置。例如，内管的一部分可以延伸超过中间管，和/或中间管的一部分可以延伸超过外管。类似地，外管的一端可以延伸超出中间管的一端，和/或中间管的一端可以延伸超过内管的一端。各个层可以具有不同的长度，或者可以具有相同的长度。
内管20可以具有载体气体入口24。载体气体入口可以设置在内管的一端处或附近。载体气体入口可以在面向被配置成递送样品液滴的出口路径的内管的一端处或附近。一些情况下，可以提供单个载体气体入口。或者，可以提供多个载体气体入口。载体气体入口可以连接到载体气体源。可以在载体气体入口和/或载体气体源处提供可以控制载体气体流动的阀门或其他控制器。在一些情况下，载体气体入口可以是从内管突出的管。载体气体入口可以基本垂直于内管。载体气体入口可以与内管不平行。在一些情况下，载体气体入口可以具有基本垂直的配置。载体气体入口可以基本上平行于重力方向。载体气体可以经由载体气体入口进入内管。载体气体可以沿着内管的长度流动到内管的远端。可选地，喷嘴23可以设置在内管的远端处。内管的远端可以是背对着可以递送样品液滴的出口路径的内管的一端。
载体气体的示例可以包括氩气、氦气、氙气、氖气、氮气或压缩空气。
中间管21可以包括辅助气体入口25。辅助气体入口可以设置在中间管的一端处或附近。辅助气体入口可以在面向被配置成递送样品液滴的出口路径的中间管的一端处或附近。一些情况下，可以提供单个辅助气体入口。或者，可以提供多个辅助气体入口。辅助气体入口可以连接到辅助气体源。可以在辅助气体入口和/或辅助气体源处提供可以控制辅助气体流动的阀门或其他控制器。在一些情况下，辅助气体入口可以是从中间管突出的管。辅助气体入口可以基本垂直于中间管。辅助气体入口可以与中间管不平行。在一些情况下，辅助气体入口可以具有基本垂直的配置。辅助气体入口可以基本上平行于重力方向。辅助气体可以经由辅助气体入口进入中间管。辅助气体可以沿着中间管的长度流动到中间管的远端。中间管的远端可以是背对着可以递送样品液滴的出口路径的中间管的一端。
辅助气体入口可以具有与载体气体入口类似的配置。或者，辅助气体入口与载体气体入口之间的一个或多个特性可以是不同的。例如，辅助气体的内径可以小于、大于，或等于载体气体入口的内径。辅助气体入口的长度可以小于、大于，或等于载体气体入口的长度。
辅助气体的示例可以包括氩气、氦气、氙气、氖气、氮气或压缩空气。
外管22可以具有等离子气体入口26。等离子气体入口可以设置在外管的一端处或附近。等离子气体入口可以在面向被配置成递送样品液滴的出口路径的外管的一端处或附近。一些情况下，可以提供单个等离子气体入口。或者，可以提供多个等离子气体入口。等离子气体入口可以连接到等离子气体源。可以在等离子气体入口和/或等离子气体源处提供可以控制等离子气体流动的阀门或其他控制器。在一些情况下，等离子气体入口可以是从外管突出的管。等离子气体入口可以基本垂直于外管。等离子气体入口可以与外管不平行。在一些情况下，等离子气体入口可以具有基本垂直的配置。等离子气体入口可以基本上平行于重力方向。等离子气体可以经由等离子气体入口进入外管。等离子气体可以沿着外管的长度流动到外管的远端。外管的远端可以是背对着可以递送样品液滴的出口路径的外管的一端。
等离子气体入口可以具有与载体气体入口或辅助气体入口类似的配置。或者，等离子气体入口与载体气体入口或辅助气体入口之间的一个或多个特性可以是不同的。例如，等离子气体入口的内径可以小于、大于，或等于载体气体入口或辅助气体入口的内径。等离子气体入口的长度可以小于、大于，或等于载体气体入口或辅助气体入口的长度。
等离子气体的示例可以包括氩气、氦气、氙气、氖气、氮气或压缩空气。在一些实施方式中，氩气可以用于产生等离子体。
内管20可以可选地在样品入口28处具有螺纹27和/或球形接头。可以将一种机构放置在内管的近端，该机构可以确保紧密密封以维持内管内的压力。内管的近端可以是管的面向出口路径的端部并被配置为接收样品液滴。螺纹和/或球形接头可以是密封的，并且可以确保足够紧密的密封以维持内管内期望的压力。在一些情况下，近端处的机构可以允许内管达到和/或维持至少50kPa的压力。内管可以达到和/或维持至少30kPa、40kPa、45kPa、55kPa、60kPa、70kPa、80kPa或任何其他值的压力。
外管可以设置在生成等离子体的负载线圈内。负载线圈可以是射频(RF)负载线圈。负载线圈可以由诸如铜、银或任何其他金属等金属形成和/或镀层。
图6示出了根据本发明实施方式的集成ICP焊炬的透视图。如前所述，ICP焊炬可以包括具有载体气体入口24的内管20，具有辅助气体入口25的中间管21，以及具有等离子气体入口的外管22。
内管的近端可以包括封闭机构，例如螺纹27或球形接头。这可以允许维持内管内的期望压力。
中间管的近端可以符合内管的外表面。内管和中间管可以是两个分离或可分离的件，或者可以彼此永久地固定。可选地，内管和中间管可以由单个整体件形成。中间管的近端能够以允许在中间管内维持期望压力的方式耦合到内管。例如，可以维持流体紧密密封，并且流体紧密密封可以迫使辅助气体流动到中间管的远端。
外管的近端可以符合中间管的外表面。中间管和外管可以是两个分离或可分离的件，或者可以彼此永久地固定。可选地，中间管和外管可以由单个整体件形成。外管的近端能够以允许在外管内维持期望压力的方式耦合到中间管。例如，可以维持流体紧密密封，并且流体紧密密封可以迫使等离子气体流动到外管的远端。
管可以由任何材料形成。在一些实施方式中，管可以由石英玻璃形成。管可以由刚性材料形成。
管内的各种气体能够以任何速率流动。在一些实施方式中，可能期望载体气体以0.5-1.5L/min流动。载体气体可以具有至少0.1、0.3、0.5、0.7、1.0、1.2、1.5、2.0、2.5、3.0、4.0或5.0L/min的流速。载体气体可以具有小于本文提供的任何值，或落入本文提供的任何两个值之间的范围内的流速。可选地，可能期望辅助气体以0-1.0L/min流动。辅助气体可以具有至少0、0.01、0.05、0.1、0.2、0.3、0.5、0.7、1.0、1.2、1.5、2.0、3.0或5.0L/min的流速。辅助气体可以具有小于本文提供的任何值，或落入本文提供的任何两个值之间的范围内的流速。辅助气体的流速可以低于载体气体的流速。
在一些情况下，可能期望等离子气体以10-15L/min流动。等离子气体可以具有至少0、1、2、3、5、7、9、10、11、12、13、14、15、17、20、30或50L/min的流速。等离子气体可以具有小于本文提供的任何值，或落入本文提供的任何两个值之间的范围内的流速。等离子气体的流速可以大于载体气体或辅助气体的流速。
内管可以包括在远端处的喷嘴23。喷嘴可以设置在载体气体的出口处。喷嘴可以是基本上锥体形状的喷嘴。用于传送样品液滴的管可以将样品液滴导出到喷嘴。
喷嘴23可以接近样品出口29。喷嘴可以可选地具有普通孔口，其可以防止或减少出口处的大液滴积聚。大液滴可能使等离子体变得不稳定，这可以导致离子化效率降低。
锥体形状的喷嘴可以具有任何形状或角度。例如，锥体可以设置有相对于沿内管长度延伸的轴线基本上小于或等于约5度、10度、15度、20度、25度、30度、45度或60度的角度。角度可以大于提供的任何值或落入所提供的任何两个值之间的范围内。
图7示出了根据本发明实施方式的集成ICP焊炬的横截面图。如上所述，ICP焊炬可以包括具有载体气体入口24的内管20，具有辅助气体入口25的中间管21，以及具有等离子气体入口的外管22。
载体气体入口可以具有基本垂直的位置。载体气体入口可以具有与内管的纵向轴线相交的纵向轴线。载体气体入口可以与内管的中心部分重叠。载体气体可以直接向上流入内管。
辅助气体入口可以具有基本垂直的取向。辅助气体入口可以基本上平行于或可以基本上不平行于载体气体入口。辅助气体入口可以具有相对于中间管的基本切向位置。辅助气体入口可以具有与中间管的纵向轴线不相交的纵向轴线。辅助气体入口可以可选地与中间管的中心部分不重叠。辅助气体入口可以在中间管的中心部分的一侧。辅助气体可以向上流入中间管，并且可以由于定位而形成涡流流动旋转。辅助气体可以在围绕中间管的内部沿圆周方向流动。
等离子气体入口可以具有基本垂直的取向。等离子气体入口可以基本上平行于或可以基本上不平行于载体气体入口和/或辅助气体入口。等离子气体入口可以具有相对于外管的基本切向位置。等离子气体入口可以具有与外管的纵向轴线不相交的纵向轴线。等离子气体入口可以可选地与外管的中心部分不重叠。等离子气体入口可以在外管的中心部分的一侧。等离子气体可以向上流入外管，并且可以由于定位而形成涡流流动旋转。等离子气体可以在围绕外管的内部沿圆周方向流动。
所提供的设计可以提供足够的涡流流动旋转，并且可以围绕等离子体圆柱形地沿轴向方向引导气体。在一些实施方式中，等离子气体和辅助气体可以具有涡流流动旋转，因为它也横穿轴向方向。涡流流动可以用于稳定ICP等离子体和焊炬的有效冷却。等离子体可以在没有涡流流速的情况下振荡，并且振荡将熄灭等离子体。也可以在没有涡流流速的情况下过热焊炬，并使焊炬易于熔化。
在一些实施方式中，可以手动控制内管、中间管和/或外管内的气体的流动。例如，用户可以手动控制可以控制气体流速的阀。或者，可以借助于一个或多个处理器来提供对气体流动的控制。一个或多个处理器可以生成可以控制阀或其他组件的信号，该阀或其他组件可以控制气体流速。处理器可以响应于用户指令、用户输入的参数、来自一个或多个传感器的数据，和/或预定时间表来生成信号。一个或多个处理器可以是ICP焊炬和/或整个样品输送装置的控制系统的一部分。
图8示出了根据本发明实施方式的毛细管道30和集成ICP焊炬的示例。
毛细管道30可以允许输送一个或多个样品液滴。在一些实施方式中，样品液滴可以顺序地横穿毛细管道。传送模块可以有助于将样品液滴推向毛细管道和/或将样品液滴推入毛细管道的长度内。传送模块的出口路径可以是毛细管道或可以连接到毛细管道。可以顺序地生成样品液滴并将样品液滴输送到毛细管道中。
毛细管道可以是石英毛细管道。毛细管道可以由刚性材料、半刚性材料或柔性材料形成。
毛细管道可以具有任何尺寸。毛细管道的内径可以小于或等于10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、120μm、150μm或200μm。毛细管道可以具有大于本文提供的任何值，或落入本文提供的任何两个值之间的范围内的内径。毛细管道的内径可以与液滴发生器的收集通道、传送模块的入口路径和/或传送模块的出口路径的内径相同。或者，毛细管道的内径可以大于或小于液滴发生器的收集通道、传送模块的入口路径和/或传送模块的出口路径的内径。毛细管道的内径可以允许样品液滴横穿毛细管道。毛细管道的内径可以足够小，以一次仅允许单个液滴通过。毛细管道可以具有任何外径。例如，毛细管道的外径可以小于或等于50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、120μm、150μm、200μm、300μm、360μm、400μm、500μm。毛细管道可以具有大于本文提供的任何值，或落入本文提供的任何两个值之间的范围内的外径。毛细管道可以允许样品液滴横穿毛细管道而不需要外部压力。或者，可以应用外部压力以使样品液滴横穿毛细管道。正压可以用于沿毛细管道的长度推动样品液滴。例如，泵可以用于使样品液滴横穿毛细管道。在一些情况下，传送模块的注射器泵可以用于将样品液滴向出口路径，并继而沿着毛细管道推动。负压可以用于沿毛细管道的长度拉动样品液滴。
毛细管道30可以插入ICP焊炬的内管20内。可以提供连接器并且连接器可以用于固定毛细管道并密封ICP焊炬28的样品入口。连接器可以将毛细管道的一部分相对于内管粘固。毛细管道可以粘固在内管的基本上中心部分(例如，在内管的横截面的中心内)。
毛细管道的末端可以安装在内管的喷嘴23内。例如，毛细管道的端头可以安装在锥体形状的喷嘴内。喷嘴可以具有或可以不具有固体内部。毛细管道可以支撑在固体内部内。毛细管道的末端可以保持在喷嘴的基本中心部分处(例如，在喷嘴的横截面的中心内)。
内管内的载体气体可以基本上轴向流动并且在喷嘴处离开。载体气体可以具有基本上较高的速度。例如，载体气体能够以大约0.5-1.5L/min或如本文他处所述的任何其他值的速率流动。当通过喷嘴时，载体气体可以进一步被加速。载体气体可以流过毛细管道的末端。
ICP焊炬可以在样品出口29处发出微喷雾31。ICP焊炬可以在外管的近端处或附近发出微喷雾。微喷雾可以在等离子体中进一步雾化和离子化。继而可以将微喷雾输送到下游质量分析仪39的样品锥32。
微喷雾可以具有任何角度。在一些实施方式中，可能期望微喷雾具有较小的角度，这可以允许更多的离子被输送到样品锥。具有较小的微喷雾角度可以减少样品离子的损失。因此，可以使用较小角度的微喷雾来增加或最大化离子输送。这可以导致ICP-MS敏感度增加。通过调谐载体气体流入，可以实现小的喷雾角度。在一些实施方式中，喷雾角度可以处于相对于延伸通过ICP焊炬的纵向轴线小于或等于约1度、2度、3度、4度、5度、7度、10度、12度、15度、20度、25度、30度、35度或45度。喷雾的角度可以大于提供的任何值或落入所提供的任何两个值之间的范围内。
毛细管道可以在气体流动中以高速度振动。例如，如果载体气体以高速度流动，这可以引起毛细管道振动。这可能导致质量分析仪的等离子体不稳定、分辨率差和/或敏感性差。可能期望提供一种可以稳定在ICP焊炬内的毛细管道的结构。
可以提供毛细管架33以将毛细管道30保持在内管内。毛细管架可以将毛细管道保持在ICP焊炬内的基本固定位置处。毛细管架可以将毛细管道保持在ICP焊炬内的同心位置。毛细管道可以保持在ICP焊炬的中心部分内。毛细管道可以保持在ICP焊炬的横截面的中心处或附近。毛细管道可以与ICP焊炬的内管基本同轴。毛细管道可以基本上平行于ICP焊炬的纵向轴线。毛细管道可以与ICP焊炬的纵向轴线重叠。
毛细管架可以具有任何长度。毛细管架可以是至少1mm、3mm、5mm、1cm、1.5cm、2cm、3cm、4cm、5cm、7cm、10cm、12cm、15cm、20cm，或30cm长。毛细管架的长度可以小于提供的任何值或落入所提供的任何两个值之间的范围内。毛细管架可以延伸至少1％、3％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、40％、50％或75％的ICP焊炬的内管的长度。毛细管架的长度可以延伸小于提供的任何百分比或落入所提供的任何两个百分比之间的范围内。
毛细管架可以位于ICP焊炬的内管的远端处或附近。毛细管架可以位于毛细管道的末端或附近。毛细管架可以位于内管的喷嘴处或附近。在一些情况下，毛细管架可以接触喷嘴或者可以尽可能靠近喷嘴。或者，可以提供一个或多个间隙。毛细管架可以位于内管远端的50％、30％、25％、20％、15％或10％内。可以提供单个毛细管架以支撑毛细管道。或者，可以提供多个毛细管架以支撑毛细管道。
毛细管架的外径的大小或形状可以设计成配合在ICP焊炬的内管内。毛细管架的外径可以匹配ICP焊炬的内管的内径。毛细管架可以被配合成压配合在内管内。可以提供具有足够摩擦力的配合以防止毛细管架在内管内和/或沿着毛细管道滑动。在一些情况下，可以采用粘合剂、焊接、摩擦材料或其他机制来使毛细管架保持在相对于内管和/或毛细管道的固定位置。
图9示出了根据本发明实施方式的毛细管架33的透视图。毛细管架可以具有基本上圆柱形的形状。毛细管架可以具有与ICP焊炬的内管相同的横截面形状。例如，如果ICP焊炬的内管的横截面是圆形，则毛细管架也可以具有圆形横截面。在另一示例中，如果ICP焊炬的内管的横截面是椭圆形，则毛细管架也可以具有椭圆形横截面。
毛细管架可以由任何材料形成。例如，毛细管架可以由VESPEL形成。毛细管架可以由任何类型的塑料形成，例如基于聚酰亚胺的塑料。毛细管架可以由高温塑料形成。毛细管架可以由聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺或聚砜形成。
毛细管架可以由刚性或半刚性材料形成。在一些情况下，毛细管架可以由柔性材料形成。毛细管架可以由可压缩或弹性材料形成。这可以允许毛细管架符合内管的内部并紧密地配合在内。
图10示出了根据本发明实施方式的毛细管架的横截面图。毛细管架可以包括纵向穿过毛细管架的一个或多个孔35。孔可以用于支撑毛细管道。在一些情况下，毛细管道的外径可以匹配孔的内径。毛细管道的外表面的形状可以匹配孔的内表面的横截面形状。毛细管道可以紧密地配合在孔内。可以提供摩擦配合，其可以防止毛细管相对于毛细管架毛显著地滑动。摩擦配合可以减少或防止毛细管相对于毛细管架的振动。毛细管架可以由可以抑制毛细管的振动和/或减少毛细管的振动的材料形成。
孔可以设置在毛细管架的横截面的中心。
毛细管架还可以包括一个或多个可以支撑孔35的支撑臂34。在一些实施方式中，毛细管架可以包括两个或更多个、三个或更多个、四个或更多个、五个或更多个、六个或更多个、八个或更多个，或十个或更多个支撑臂。支撑臂可以相对于彼此以相等的角度布置。或者，一个或多个支撑臂不需要以相等的角度布置。在一个示例中，毛细管架可以具有Y形配置，其可以包括三个支撑臂。在另一示例中，毛细管架可以具有交叉形配置，该配置具有四个支撑臂。支撑臂可以具有足够的厚度以在预定位置粘固孔。
可以在支撑臂之间提供空间。空间可以形成可以允许载体气体通过的通道。给定毛细管架的开口可以具有彼此相同的形状和/或大小。或者，开口中的一个或多个作为给定毛细管架的另一个开口可以具有不同的形状和/或大小。开口的横截面积与孔的横截面积的比率大于或等于15:1、10:1、8:1、7:1、6:1、5:1、4:1、3:1或2:1。
载体气体可以流过内管，流过通道，并流出喷嘴。载体气体能够以高速流动。调节载体气体的速度可能影响样品喷雾从喷嘴发出的角度。例如，增加载体气体的速度可能导致样品喷雾角度减小。
毛细管架可以包括外边界。外边界可以包括毛细管架的外表面。外边界，连同一个或多个支撑臂，可以围绕允许载体气体通过的开口。外边界可以是外环，其紧密地配合在焊炬主体内。外边界可以具有与焊炬主体的内径相同的外径。可以提供摩擦配合，其可以防止毛细管架在内管内滑动。外边界可以向毛细管架提供刚性和结构。或者，不需要外边界，并且支撑臂的端部可以直接接触内管的内表面。外边界可以形成连续不间断的表面。或者，可以在外边界上设置一个或多个孔、开口、通道或间隙。
图11示出了根据本发明实施方式的与样品输送系统40通信的控制系统41的示例。样品输送可以包括或可以是将样品提供给质量分析仪39，诸如质谱仪。样品分析系统可以包括样品输送装置和质量分析仪。样品分析系统可以是ICP-MS样品分析系统。
可以提供或可以不提供控制系统，其可以将指令提供给样品分析系统的一个或多个部件。例如，控制系统可以提供可以控制质量分析仪的操作的指令。控制系统可以提供可以控制样品传送系统的一个或多个组件(诸如，液滴发生器36、传送模块37和/或ICP焊炬38)的操作的指令。
例如，控制系统可以提供指令，该指令可以控制到液滴发生器的样品输入、到液滴发生器的载体输入、对液滴发生器的一个或多个阀或开关的控制、对液滴发生器的一个或多个泵的控制、对液滴发生器的一个或多个温度控制元件或液滴发生器的任何其他部件的控制。控制系统可以协助控制液滴发生器内的样品液滴的生成和/或流动速率。
在另一示例中，控制系统可以提供可以控制传送模块的切换机构和/或传送模块的注射器的指令。控制系统可以提供或可以不提供关于压下注射器的程度的指令。
此外，控制系统可以提供可以控制ICP焊炬的操作的指令。控制系统可以提供指令以控制内管、中间管和/或外管内的气体流动。可以将指令发送到一个或多个阀以控制气体流动的速率。可以提供指令以控制ICP焊炬的一个或多个负载线圈或任何其他组件的操作。
可选地，控制系统可以从样品分析系统的一个或多个组件接收信息。例如，可以在样品分析系统的任何部件处提供一个或多个传感器。可以向控制系统提供来自一个或多个系统的数据。可选地，控制系统的一个或多个处理器可以依赖于数据。一个或多个处理器可以基于所接收的数据生成指令。
尽管通过示例提供单个控制系统，但是控制系统的本文的任何描述可以应用于单个组件的控制系统。例如，一个或多个组件可以具有其自己的单独控制系统，其可以独立于任何其他控制系统操作。例如，液滴发生器、传送模块、ICP焊炬和/或质量分析仪可以具有其自己的控制系统。
控制系统可以相对于样品分析系统位于任何位置。控制系统可以位于样品分析系统处或附近。控制系统可以位于样品输送装置或样品输送装置的任何组件处或附近。控制系统可以具有单个位置或多个位置。控制系统可以位于远离样品分析系统。控制系统可以位于远离样品输送装置或其任何组件。控制系统可以经由硬连线通信信道或经由无线通信信道直接通信。
应当注意，所提供的方法和系统的应用不受底层计算基础设施或计算环境的限制。例如，所提供的控制系统可以应用于利用诸如网式计算(mesh computing)、对等计算、自主(自我修复)计算，无线传感器网络、移动数据采集、移动签名分析、合作分布式点对点临时网络和处理、本地云/雾计算和网格/网式计算、露计算、移动边缘计算、cloudlet、分布式数据存储和检索、远程云服务、增强现实等各种技术的网格计算平台或系统。预先理解，尽管该说明书包括云计算的描述，但是本文所述的教导的实现不限于云计算环境。而是，本发明的实施方式能够结合现在已知或以后开发的任何其他类型的计算环境实现。
本公开内容提供了被编程用于实现公开内容的方法和系统的计算机系统。图12示出了被编程或以其他方式被配置成实现如以上所述的用于样品分析的控制系统或样品输送系统的计算机系统1201。计算机系统1201可以调控本公开内容的各个方面，诸如，例如，实现控制系统的各个组件，显现图形用户接口和如本文他处所述的其他功能。计算机系统1201可以是用户的电子设备或相对于电子设备远程定位的计算机系统。电子设备可以可选地是移动电子设备。
计算机系统1201包括中央处理器(CPU，本文中亦为“处理器”和“计算机处理器”)1205，其可以是单核或多核处理器或者用于并行处理的多个处理器。计算机系统1201还包括存储器或存储器位置1210(例如，随机存取存储器、只读存储器、快闪存储器)、电子存储单元1215(例如，硬盘)、用于与一个或多个其他系统进行通信的通信接口1220(例如，网络适配器)以及外围设备1225(诸如高速缓存、其他存储器、数据存储和/或电子显示适配器)。存储器1210，存储单元1215，接口1220和外围设备1225通过诸如主板等通信总线(实线)与CPU 1205通信。存储单元1215可以是用于储存数据的数据存储单元(或数据储存库)。计算机系统1201可以借助于通信接口1220可操作地耦合至计算机网络(“网络”)1230。网络1230可以是互联网、因特网和/或外联网，或者内联网和/或与互联网进行通信的外联网。
在一些情况下，网络1230是电信和/或数据网络。网络1830可以包括一个或多个计算机服务器，该计算机服务器可以支持诸如云计算等分布式计算。例如，一个或多个计算机服务器可以通过网络1230(“云”)支持云计算，以执行本公开内容的分析、计算和生成的各种方面，诸如，例如，捕获一个或多个实验环境的配置；执行产品的使用分析(例如，应用)；并提供项目统计数据输出。这样的云计算可以由云计算平台提供，诸如，例如，Amazon WebServices(AWS)、Microsoft Azure、Google Cloud Platform，以及IBM cloud。在一些情况下，网络1230借助于计算机系统1201可以实现对等网络，该对等网络可以使得耦合至计算机系统1201的设备能够充当客户端或服务器。
CPU 1205可以执行可以在程序或软件中体现的机器可读指令序列。指令可以存储在诸如存储器1210等存储器位置中。可以将指令引导至CPU 1205，该指令随后可以编程或以其他方式对CPU 1205进行配置以实现本公开内容的方法。由CPU 1205执行的操作的示例可以包括提取、解码、执行和回写。
CPU 1205可以是诸如集成电路等电路的一部分。可以将系统1201的一个或多个其他组件包括在电路中。在一些情况下，电路是专用集成电路(ASIC)。
存储单元1215可以存储诸如驱动程序、库和保存的程序等文件。存储单元1215可以存储用户数据，例如，用户偏好和用户程序。在一些情况下，计算机系统1201可以包括在计算机系统1201外部的，诸如位于远程服务器上的一个或多个附加数据存储单元，前述远程服务器通过内联网或因特网与计算机系统1201通信。
计算机系统1201可以通过网络1230与一个或多个远程计算机系统通信。例如，计算机系统1201可以与用户(例如，实验环境的用户)的远程计算机系统通信。远程计算机系统的示例包括个人计算机(例如，便携式PC)、平板或平板PC(例如，
Figure BDA0003471240240000301
iPad、
Figure BDA0003471240240000302
Galaxy Tab)、电话、智能电话(例如，/>
Figure BDA0003471240240000303
iPhone、Android使能设备、
Figure BDA0003471240240000304
)或个人数字助理。用户可以经由网络1230访问计算机系统1801。
可以通过存储在计算机系统1201的电子存储位置上(诸如，例如，存储器1210或电子存储单元1215上)的机器(例如，计算机处理器)可执行代码来实现本文描述的方法。机器可执行代码或机器可读代码可以以软件的形式提供。在使用期间，代码可以由处理器1205执行。在一些情况下，代码可以从存储单元1215中检索并且存储在存储器1210上以供处理器1205快速存取。在一些情况下，可以不包括电子存储单元1215，并且将机器可执行指令存储在存储器1210上。
代码可以被预编译和配置为与具有适于执行代码的处理器的机器一起使用，或者可以在运行期间被编译。代码能够以可被选择以使该代码能够以预编译或编译时(as-compiled)的方式执行的编程语言来提供。
本文提供的系统和方法(诸如计算机系统1201)的方面可以在编程中体现。该技术的各个方面可以被认为是通常以机器(或处理器)可执行代码和/或相关联数据的形式的“产品”或“制品”，所述可执行代码和/或相关联数据在一种类型的机器可读介质中承载或体现。机器可执行代码可以存储在电子存储单元，诸如存储器(例如，只读存储器、随机存取存储器、闪存)或硬盘上。“存储”型介质可以包括计算机、处理器等的任何或全部有形存储器或其相关联的模块，诸如各种半导体存储器、磁带驱动器、磁盘驱动器等，其可以随时提供非暂时性存储以进行软件编程。有时可以通过因特网或各种其他电信网络来传送软件的全部或部分。例如，这种通信可以使软件能够从一个计算机或处理器加载到另一个，例如，从管理服务器或主机计算机加载到应用服务器的计算机平台。因此，可能承载软件元件的另一种类型的介质包括光波、电波和电磁波，诸如在本地设备之间的物理接口，通过有线和光学固定电话网络以及各种空中链路之间使用的。承载诸如有线或无线链路、光链路等这种波的物理元件也可以被认为是携带该软件的介质。如本文所使用的，除非限于非暂时的有形的“存储”介质，诸如计算机或机器“可读介质”这样的术语是指参与向处理器提供指令以执行的任何介质。
因此，诸如计算机可执行代码等机器可读介质可以采取许多形式，包括但不限于有形存储介质、载波介质或物理传输介质。非易失性存储介质包括，例如，光盘或磁盘，诸如任何计算机之类的任何存储设备，诸如可用于执行附图中所示的数据库等。易失性存储介质包括动态存储器，诸如这种计算机平台的主存储器。有形传输介质包括同轴电缆；铜线和光纤，包括在计算机系统内构成总线的电线。载波传输介质可以采取电或电磁信号的形式，或诸如在射频(RF)和红外(IR)数据通信期间产生的声波或光波。因此，计算机可读介质的常见形式包括例如：软盘、软盘、硬盘、磁带、任何其他磁介质、CD-ROM、DVD或DVD-ROM、任何其它光学介质、穿孔卡纸带、具有孔图案的任何其他物理存储介质、RAM、ROM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM、任何其它存储器芯片或盒、传输数据或指令的载波，传送这种载波的电缆或链路或计算机可从中读取程序代码和/或数据的任何其他介质。这些形式的计算机可读介质中的许多可以涉及将一个或多个指令的一个或多个序列携带到处理器以供执行。
计算机系统1201可以包括电子显示器1235或与电子显示器1235通信，该电子显示器1235包括用户界面(UI)1240，用于提供例如模型管理系统的各种组件(例如，实验室、启动板、控制中心、知识中心等)。UI的示例包括但不限于图形用户界面(GUI)和基于Web的用户界面。
本公开内容的方法和系统可以通过一个或多个算法来实现。算法可以在由中央处理单元1205执行时通过软件来实现。例如，算法可以生成用于操作样品输送系统的一个或多个组件的指令。
从上文所述应当理解，尽管已经图示并描述了特定实现方案，但是可以对其做出并且在此设想到各种修改。本发明并不旨在受限于说明书中提供的具体示例。虽然已经参照前述说明书描述了本发明，但本文的优选实施方式的描述和图示不应以限制性的意义予以解释。此外，应当理解，本发明的所有方面并不限于本文阐述的，取决于多种条件和变量的特定描绘、配置或相对比例。本发明的实施方式在形式和细节上的各种修改对于本领域技术人员将是容易理解的。因此可以预期，本发明还应当覆盖任何此类修改、改变和等同物。

Claims (70)

1.一种用于输送用于质谱法的单独粒子的系统，所述系统包括：
模块，所述模块包括微流体芯片，并且所述模块被配置成通过使分布式粒子悬浮液与载体流体合并来形成单独样品液滴，以将单独粒子包裹在所述载体流体中；以及
焊炬，所述焊炬接收所述单独样品液滴并生成喷雾，所述喷雾被离子化并将由下游质量分析仪接收，
其中所述单独粒子悬浮液沿着样品流体通道传递，其中所述载体流体沿着一个或多个油状物通道传递,其中所述样品流体通道和所述一个或多个油状物通道在交叉区域相交,并且其中所述单独粒子被包裹在所述载体流体中以在所述交叉区域中形成所述单独样品液滴。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述单独粒子是单独细胞、珠子或气溶胶。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述载体流体是油状物。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述油状物是氟化油。
5.根据权利要求3所述的系统，其中所述油状物是HFE-7500或FC-40。
6.根据权利要求3所述的系统，其中所述油状物含有至少1.8％w/w的聚(乙二醇)-全氟聚醚三嵌段表面活性剂。
7.根据权利要求3所述的系统，其中所述油状物含有至少1.8％w/w的聚(甲基丙三醇)-全氟聚醚三嵌段表面活性剂。
8.根据权利要求3所述的系统，其中所述油状物含有至少1.8％w/w的聚甘油-全氟聚醚三嵌段表面活性剂。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述单独粒子和所述载体流体在压缩的空气流下被驱动。
10.根据权利要求1所述的系统，其中所述单独粒子和所述载体流体由机械注入泵驱动。
11.根据权利要求1所述的系统，其中至少两个油状物通道设置为在所述交叉区域处以相反方向引导载体流体。
12.根据权利要求1所述的系统，其中所述单独样品液滴沿远离所述交叉区域的收集通道传送。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述收集通道包括毛细管，所述毛细管具有与所述单独样品液滴的外径匹配的内径。
14.根据权利要求12所述的系统，其中所述收集通道的内径为40μm-70μm。
15.根据权利要求1所述的系统，还包括传送模块，所述传送模块用于接收所述单独样品液滴并将所述单独样品液滴传送到所述焊炬。
16.根据权利要求15所述的系统，其中所述传送模块包括入口路径，所述入口路径被配置成接收所述单独样品液滴。
17.根据权利要求15所述的系统，其中所述传送模块包括垂直注射器，所述垂直注射器被配置成将所述单独样品液滴注入所述焊炬。
18.根据权利要求1所述的系统，其中所述焊炬是电感耦合等离子体(ICP)焊炬。
19.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统实现至少90％的样品输送效率。
20.一种用于输送用于质谱法的单独粒子的方法，所述方法包括：
通过使分布式粒子悬浮液与载体流体合并来形成单独样品液滴，以将单独粒子包裹在所述载体流体中；
在焊炬处接收所述单独样品液滴，并生成离子化的喷雾；以及
将离子化样品输送到下游质量分析仪，
其中所述单独粒子悬浮液沿着样品流体通道传递，其中所述载体流体沿着一个或多个油状物通道传递,其中所述样品流体通道和所述一个或多个油状物通道在交叉区域相交,并且其中所述单独粒子被包裹在所述载体流体中以在所述交叉区域中形成所述单独样品液滴，
其中使用微流体芯片形成所述单独样品液滴。
21.一种有助于输送用于质谱法的单独样品液滴的焊炬，所述焊炬包括：
毛细管，所述毛细管被配置成使得能够输送所述单独样品液滴，其中所述单独样品液滴包括包裹在载体流体液滴中的单独样品粒子；和
多个管，所述多个管同心地布置在所述毛细管周围，其中所述多个管允许至少一种载体气体和等离子气体的流动，并允许所述单独样品液滴从所述管中的至少一个作为微喷雾发出，
其中使用微流体芯片形成所述单独样品液滴，
其中所述微流体芯片包括用于输送所述单独样品粒子的样品流体通道，以及用于输送所述载体流体的一个或多个油状物通道，
其中所述样品流体通道和所述一个或多个油状物通道在交叉区域相交，并且
其中所述单独粒子被包裹在所述载体流体中以在所述交叉区域中形成所述单独样品液滴。
22.根据权利要求21所述的焊炬，其中所述毛细管借助于毛细架支撑在所述多个管内，所述毛细架配合在所述管中的至少一个内。
23.根据权利要求22所述的焊炬，其中所述毛细架包括至少一个孔，所述至少一个孔被配置成接纳所述毛细管和一个或多个支撑臂，所述一个或多个支撑臂被配置成稳定所述多个管内的毛细管。
24.根据权利要求21所述的焊炬，其中所述毛细管具有与样品液滴的外径匹配的内径。
25.根据权利要求21所述的焊炬，其中所述毛细管具有40μm-70μm的内径。
26.根据权利要求21所述的焊炬，其中所述毛细管借助于密封样品入口的连接器固定到所述管中的至少一个。
27.根据权利要求26所述的焊炬，其中所述毛细管的末端安装在内管的锥体形状喷嘴的中心。
28.根据权利要求27所述的焊炬，其中载体气体在穿过所述锥体形状喷嘴时被加速。
29.根据权利要求21所述的焊炬，其中所述毛细管由石英形成。
30.根据权利要求21所述的焊炬，其中所述多个管包括内管、中间管以及外管，所述内管包含载体气体入口和发出所述单独样品液滴的微喷雾的样品出口，所述中间管包含辅助气体入口，所述外管包含等离子气体入口。
31.根据权利要求21所述的焊炬，其中所述微喷雾的角度小于7度。
32.根据权利要求21所述的焊炬，其中所述微喷雾的所述单独样品液滴在等离子体中被雾化和离子化以形成离子化样品。
33.根据权利要求32所述的焊炬，其中通过样品锥接收所述离子化样品，用于所述离子化样品的质谱法的下游分析。
34.根据权利要求21所述的焊炬，其中所述单独样品粒子是单独细胞、珠子或气溶胶。
35.根据权利要求21所述的焊炬，其中所述载体流体是油状物。
36.根据权利要求35所述的焊炬，其中所述油状物是氟化油。
37.根据权利要求35所述的焊炬，其中所述油状物是HFE-7500或FC-40。
38.根据权利要求21所述的焊炬，其中所述单独样品液滴沿远离所述交叉区域的收集通道传送。
39.根据权利要求21所述的焊炬，其中所述单独样品液滴被传送到用于接收所述单独样品液滴并将所述单独样品液滴传送到所述焊炬的传送模块。
40.根据权利要求39所述的焊炬，其中所述传送模块包括入口路径，所述入口路径被配置成接收所述单独样品液滴。
41.根据权利要求39所述的焊炬，其中所述传送模块包括垂直注射器，所述垂直注射器被配置成将所述单独样品液滴注入所述焊炬。
42.根据权利要求21所述的焊炬，其中借助于所述焊炬实现至少90％的样品输送效率。
43.一种用于处理用于质谱法的单独样品液滴的方法，所述方法包括：
经由毛细管输送所述单独样品液滴，其中所述单独样品液滴包括包裹在载体流体液滴中的单独样品粒子；以及
允许至少一种载体气体和等离子气体经由在所述毛细管周围同心地布置的多个管的流动；以及
从所述管中的至少一个发出作为微喷雾的所述单独样品液滴，
其中使用微流体芯片形成所述单独样品液滴，
其中所述微流体芯片包括用于输送所述单独样品粒子的样品流体通道，以及用于输送所述载体流体的一个或多个油状物通道，
其中所述样品流体通道和所述一个或多个油状物通道在交叉区域相交，并且
其中所述单独粒子被包裹在所述载体流体中以在所述交叉区域中形成所述单独样品液滴。
44.一种毛细管架，其被配置成配合在焊炬主体内，以协助输送用于质谱法的单独样品液滴，所述毛细管架包括：
孔，所述孔被配置成接纳毛细管，所述毛细管被配置成使得能够输送所述单独样品液滴，其中所述单独样品液滴包括包裹在载体流体液滴中的单独样品粒子；和
一个或多个支撑臂，所述一个或多个支撑臂被配置成稳定所述焊炬主体内的所述毛细管并形成允许载体气体在所述一个或多个支撑臂之间通过的开口，
其中使用微流体芯片形成所述单独样品液滴，
其中所述微流体芯片包括用于输送所述单独样品粒子的样品流体通道，以及用于输送所述载体流体的一个或多个油状物通道，
其中所述样品流体通道和所述一个或多个油状物通道在交叉区域相交，并且
其中所述单独粒子被包裹在所述载体流体中以在所述交叉区域中形成所述单独样品液滴。
45.根据权利要求44所述的毛细管架，其中所述毛细管架被配置成放置在所述焊炬主体的喷嘴处或附近。
46.根据权利要求45所述的毛细管架，其中所述焊炬主体的所述喷嘴定位在与样品出口相同的端部处，所述样品出口允许所述单独样品液滴作为微喷雾发出。
47.根据权利要求44所述的毛细管架，其中所述一个或多个支撑臂在所述支撑臂的交叉处形成具有所述孔的Y形横截面。
48.根据权利要求44所述的毛细管架，其中在所述毛细管架内设置至少三个开口。
49.根据权利要求44所述的毛细管架，其中所述开口具有相同的横截面积。
50.根据权利要求44所述的毛细管架，其中所述开口的横截面积与所述孔的横截面积的比率大于或等于5:1。
51.根据权利要求44所述的毛细管架，还包括外边界，所述外边界与所述一个或多个支撑臂一起围绕所述开口。
52.根据权利要求51所述的毛细管架，其中所述外边界是紧密地配合在所述焊炬主体内的外环。
53.根据权利要求44所述的毛细管架，其中所述外边界防止所述毛细管架在所述焊炬主体内滑动。
54.根据权利要求44所述的毛细管架，其中所述毛细管架由高温塑料形成。
55.根据权利要求54所述的毛细管架，其中所述毛细管架由聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺或聚砜形成。
56.根据权利要求44所述的毛细管架，其中所述毛细管被配置成使得能够输送所述单独样品液滴。
57.根据权利要求44所述的毛细管架，其中所述毛细管架的长度约为5mm-20mm。
58.根据权利要求44所述的毛细管架，其中所述孔的直径能够容纳所述毛细管。
59.根据权利要求44所述的毛细管架，其中所述单独样品粒子是单独细胞、珠子或气溶胶。
60.根据权利要求44所述的毛细管架，其中所述载体流体是油状物。
61.根据权利要求60所述的毛细管架，其中所述油状物是氟化油。
62.根据权利要求60所述的毛细管架，其中所述油状物是HFE-7500或FC-40。
63.根据权利要求44所述的毛细管架，其中所述微流体芯片由聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)或环烯烃聚合物系列形成。
64.根据权利要求44所述的毛细管架，其中所述单独样品液滴沿远离所述交叉区域的收集通道传送。
65.根据权利要求44所述的毛细管架，其中所述单独样品液滴被传送到传送模块，所述传送模块用于接收所述单独样品液滴并将所述单独样品液滴传送到所述焊炬。
66.根据权利要求65所述的毛细管架，其中所述传送模块包括入口路径，所述入口路径被配置成接收所述单独样品液滴。
67.根据权利要求65所述的毛细管架，其中所述传送模块包括垂直注射器，所述垂直注射器被配置成将所述单独样品液滴注入所述焊炬。
68.根据权利要求44所述的毛细管架，其中所述焊炬是电感耦合等离子体(ICP)焊炬。
69.根据权利要求44所述的毛细管架，其中借助于所述焊炬实现至少90％的样品输送效率。
70.一种有助于输送用于质谱法的单独样品液滴的方法，所述方法包括：
提供被配置成接纳毛细管的孔，所述毛细管被配置成使得能够输送所述单独样品液滴，其中所述单独样品液滴包括包裹在载体流体液滴中的单独样品粒子；以及
经由一个或多个支撑臂支撑所述孔，所述一个或多个支撑臂被配置成稳定所述毛细管并形成允许载体气体在所述一个或多个支撑臂之间通过的开口，
其中使用微流体芯片形成所述单独样品液滴，
其中所述微流体芯片包括用于输送所述单独样品粒子的样品流体通道，以及用于输送所述载体流体的一个或多个油状物通道，
其中所述样品流体通道和所述一个或多个油状物通道在交叉区域相交，并且
其中所述单独粒子被包裹在所述载体流体中以在所述交叉区域中形成所述单独样品液滴。
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