CN209086201U - 质谱仪自动点靶装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种质谱仪自动点靶装置，包括：点样台；支架，设置在点样台上，支架具有一水平横梁，所述横梁上设有机械臂，所述机械臂下端设有移液器、上端设有动力泵；恒温组件，包括导热板和PTC加热片，导热板内部设有PTC加热片，导热板上设有矩形槽；真空外壳、真空抽气泵，真空外壳上设有与其连通的真空抽气泵；本实用新型可实现装置内精确控温(18‑60℃)，通过机械臂的移动，吸取样品后，精确控制点样体积和点样位置，提高了点样的均一性。点样完成后真空泵启动，使液体迅速蒸发，缩短了质谱前处理时间，可实现恒温、无尘环境下的质谱样品靶自动点样，消除手工操作的误差，极大提高了质谱分析的上机前处理的时间。

Description

质谱仪自动点靶装置

技术领域

本实用新型涉及一种自动化点靶装置领域。更具体地说，本实用新型涉及一种质谱仪自动点靶装置。

背景技术

目前，飞行时间质谱点样均采用手工点样方法实现，但手工点样无法精确控制液体大小和体积，在进行批量样品比较分析时，实验重现性不佳，影响结果的正确分析和判断。由于质谱靶孔位十分微小(3mm/孔)，造成手工点样效率低，完成384孔靶的全部点样需要约1.5小时，点样完成后，约需30min后液体方能完全蒸发，增加了前处理时间，制约了质谱分析的工作效率。目前，市面上尚无专用的质谱仪自动点靶装置销售，因此需要开发一种既能自动化快速点样，又能迅速使液体干燥的设备，使质谱分析时间缩短，提高大批量样本质谱分析实验时的效率。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本实用新型还有一个目的是提供一种质谱仪自动点靶装置，其可实现恒温、无尘环境下的质谱样品靶自动点样，消除手工操作的误差，极大提高了质谱分析的上机前处理的时间。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种质谱仪自动点靶装置，包括：

点样台，其水平设置；

支架，设置在点样台上，支架具有一水平横梁，所述横梁上设有在水平面内沿横梁以及垂直于横梁的方向移动的机械臂，所述机械臂竖直设置，其下端设有移液器、上端设有与移液器连接的动力泵，移液器下端的推出环管可沿竖直方向运动；

恒温组件，包括导热板和PTC加热片，所述导热板固设在所述点样台上，所述导热板内部设有PTC加热片，所述导热板上设有矩形槽，所述矩形槽内依次放置移液器吸头盒、样品管盒和磁性质谱靶托；

真空外壳、真空抽气泵，所述真空外壳为底部敞开的透明箱体结构，其与所述点样台的边缘连接成密封结构，所述真空外壳上设有与其连通的真空抽气泵；

其中，所述机械臂在水平面内移动时，所述移液器处于所述矩形槽的上方。

优选的是，还包括驱动组件：

电机，其固设在所述横梁内部，所述电机的输出轴方向水平；

驱动板，其为三角形结构，所述驱动板所在平面方向竖直并与所述电机的输出轴连接；

杠杆，其水平设置在所述驱动板的上方，所述杠杆的一端与驱动板的边缘贴合，所述杠杆的另一端竖直设有连接杆，所述连接杆的下端设有可转动的滑套；

铰连杆，其一端铰接在所述驱动板的非中心位置上、另一端设有第一连接齿，第一连接齿的上方滑动卡设在所述滑套内；

传送带，其包括主动轮、从动轮、连接片和同步带，两个齿轮均轴向水平设置在所述横梁内部，两个齿轮并排设置并通过连接片连接，所述同步带套设在所述两个齿轮上，所述同步带的表面设有第二齿带，第二齿带位于主动轮和从动轮之间；

联动齿轮，其所在平面方向竖直，所述联动齿轮与所述第一连接齿、所示第二连接齿同时咬合；

伸缩杆，其在水平方向上与所述同步带的方向垂直并与所述连接片通过轴承连接；

驱动臂，其水平设置，所示驱动臂的一端与所述第二齿带的边缘固接，另一端固设电磁阀，所述电磁阀的活塞与所述机械臂固接。

优选的是，还包括定位组件：

信号发射器，其为一水平设置的平板结构，所述信号发射器设置在所述传送带的下方，所述信号发射器上设置九十六个与所述移液器吸头盒的吸头位置对应的信号源；

信号接收器，其设置在所述点样台上，所述信号接收器包括D/A转换器；

控制器，其设置在所述点样台上；

其中，所述信号发射器发射一个信号源的数字信号，所述信号接收器中的D/A转换器将数字信号转变为模拟信号，并反馈给所述控制器，所述控制器控制所述驱动板、所述伸缩杆、所述电磁阀，以使所述机械臂运动至该一个信号源所在的位置，所述控制器控制所述动力泵驱动所述移液器点样。

优选的是，所述PTC加热片的温度控制范围为18～60℃。

优选的是，所述动力泵为微型蠕动泵。

优选的是，所述点样台的材质为不锈钢，所述点样台的底面四个角分别设有四个固定底座。

本实用新型至少包括以下有益效果：

本实用新型质谱仪自动点靶装置可借助PTC加热片实现装置内精确控温(18-60℃)，通过机械臂的移动，自动安装移液器吸头，自动吸取样品和点样，精确控制点样体积和点样位置，提高了点样的均一性。点样完成后启动真空装置，使液体在5min左右迅速蒸发，缩短了质谱前处理时间。本实用新型可实现恒温、无尘环境下的质谱样品靶自动点样，消除手工操作的误差，极大提高了质谱分析的上机前处理的时间。

本实用新型可以高通量的完成质谱分析前的点靶程序，无尘恒温，自动化程度高，无需手工干预，温度可精确控制，辅助真空装置干燥，显著缩短点样时间，使质谱分析前的点靶效率更高，实验重复性提高。

本实用新型中的外部安装有透明箱体，可以保证点样操作的无尘和恒温环境。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型的其中一个技术方案的整体结构示意图；

图2为本实用新型的其中一个技术方案所述的驱动组件的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1～2所示，一种质谱仪自动点靶装置，包括：

点样台12，其水平设置；

支架11，设置在点样台12上，支架11具有一水平横梁10，横梁10上设有在水平面内沿横梁10以及垂直于横梁10的方向移动的机械臂9，机械臂9竖直设置，其下端设有移液器13、上端设有与移液器13连接的动力泵8，移液器13下端的推出环管可沿竖直方向运动；

恒温组件5，包括导热板和PTC加热片，所述导热板固设在所述点样台上，所述导热板内部设有PTC加热片，所述导热板上设有矩形槽，所述矩形槽内依次放置移液器吸头盒4、样品管盒6和磁性质谱靶托7；

真空外壳1、真空抽气泵，所述真空外壳为底部敞开的透明箱体结构，其与所述点样台的边缘连接成密封结构，所述真空外壳上设有与其连通的真空抽气泵；

其中，机械臂9在水平面内移动时，所述移液器13处于所述矩形槽的上方。

使用时，恒温组件5开启后PTC加热片升温并通过导热板传热使移液器吸头盒4、样品管盒6和磁性质谱靶托7保持温度为18～60℃范围内所需的某一温度数值，机械臂9先向下移动，从移液器吸头盒4中安装吸头后机械臂9上移，然后机械臂9水平移动至样品管盒6上方时停止，机械臂9再向下移动，动力泵8做功将样品管盒6中的样品吸至已经安装的吸头中，机械臂9向上移动，机械臂9再次水平移动至磁性质谱靶托7上方，机械臂9向下移动，动力泵做功将样品挤出移液器13，机械臂9向上移动并水平移动至移液器吸头盒4上方，将用过的吸头打出到吸头原本在移液器吸头盒中的位置，机械臂9重复上述动作进行后续点样工作，待点样完成后真空抽气泵对真空外壳1内部进行抽真空处理。

本设计实现装置内的精确控温，并通过机械臂的移动实现自动安装移液器吸头、自动吸取样品和点样、自动拆除枪头等操作，能够精确控制点样体积和点样位置，提高了点样的均一性，而外部设置的真空外壳，可以保证点样操作的无尘和恒温环境。

在另一技术方案中，还包括驱动组件：

电机，其固设在横梁10内部，所述电机的输出轴方向水平；

驱动板14，其为三角形结构，驱动板14所在平面方向竖直并与所述电机的输出轴连接；

杠杆15，其水平设置在驱动板14的上方，杠杆15的一端与驱动板14的边缘贴合，杠杆15的另一端竖直设有连接杆16，连接杆16的下端设有可转动的滑套17；

铰连杆24，其一端铰接在驱动板14的非中心位置上、另一端设有第一连接齿，第一连接齿的上方滑动卡设在滑套17内；

传送带，其包括主动轮25、从动轮26、连接片和同步带19，两个齿轮均轴向水平设置在横梁10内部，两个齿轮并排设置并通过连接片连接，同步带19套设在所述两个齿轮上，同步带19的表面设有第二齿带，第二齿带位于主动轮和从动轮之间；

联动齿轮23，其所在平面方向竖直，联动齿轮23与所述第一连接齿、所示第二连接齿同时咬合；

伸缩杆20，其在水平方向上与同步带19的方向垂直并与所述连接片通过轴承连接；

驱动臂22，其水平设置，驱动臂22的一端与所述第二齿带的边缘固接，另一端固设电磁阀21，电磁阀21的活塞与机械臂9固接。

使用时，电机的输出轴顺时针转动，驱动板14也随输出轴顺时针转动，驱动板14的其中一个角转动至该一个角在竖直方向的最高高度高于驱动板的其中一边在竖直方向的高度3cm时，杠杆15的一端高度升高，而与连接杆16、铰连杆24连接的另一端高度下降，铰连杆24上的第一连接齿与联动齿轮23咬合，联动齿轮23逆时针转动，同时铰连杆24沿滑套17滑动，同步带19上的第二齿带随联动齿轮逆时针转动产生顺时针转动并推动驱动臂22沿同步带19在水平方向移动，当驱动板14的该一个角在竖直方向上的最高高度与其中一边在竖直方向的高度差低于3cm时，铰连杆24不与联动齿轮23咬合，同步带19停止转动，驱动臂22停止移动后，电磁阀21做功将活塞向下牵引，机械臂9随活塞向下移动。重复上述运动方式12次后，伸缩杆20伸出将同步带19在水平面内沿垂直于连接片的方向推动，然后改变电机输出轴的转动方向为逆时针，铰连杆24的反向牵引联动齿轮23顺时针转动，同步带19逆时针转动，驱动臂22向相反方向移动。本设计能够实现通过横梁10和驱动臂22的运动控制机械臂9的移动。本设计利用同步带和伸缩杆的间歇式的做功带动机械臂在水平方向上实现步移，利用电磁阀控制驱动机械臂在竖直方向上移动，能够精确控制点样的位置和重复次数。

在另一技术方案中，还包括定位组件：

信号发射器27，其为一水平设置的平板结构，信号发射器27设置在所述传送带的下方，信号发射器27上设置九十六个与移液器吸头盒4的吸头位置对应的信号源；

信号接收器2，其设置在所述点样台上，所述信号接收器包括D/A转换器；

控制器3，其设置在所述点样台上；

其中，所述信号发射器27发射一个信号源的数字信号，信号接收器2中的D/A转换器将数字信号转变为模拟信号，并反馈给控制器3，控制器3控制驱动板14、伸缩杆20、电磁阀21，以使机械臂9运动至该一个信号源所在的位置，控制器3控制动力泵8驱动移液器13点样。本设计能实现对点样次数和位置的精确控制。

在另一技术方案中，所述PTC加热片的温度控制范围为18～60℃。本设计为本实用新型的最优配置。

在另一技术方案中，动力泵8为微型蠕动泵。本设计能够使点样时的样品量更加精确，点样过程更加稳定和流畅。

在另一技术方案中，点样台12的材质为不锈钢，点样台12的底面四个角分别设有四个固定底座。本设计能够增加本实用新型的使用寿命，固定底座的设计在使用时能够提高点样的精确性。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (6)

1.质谱仪自动点靶装置，其特征在于，包括：

点样台，其水平设置；

支架，设置在点样台上，支架具有一水平横梁，所述横梁上设有在水平面内沿横梁以及垂直于横梁的方向移动的机械臂，所述机械臂竖直设置，其下端设有移液器、上端设有与移液器连接的动力泵，移液器下端的推出环管可沿竖直方向运动；

恒温组件，包括导热板和PTC加热片，所述导热板固设在所述点样台上，所述导热板内部设有PTC加热片，所述导热板上设有矩形槽，所述矩形槽内依次放置移液器吸头盒、样品管盒和磁性质谱靶托；

真空外壳、真空抽气泵，所述真空外壳为底部敞开的透明箱体结构，其与所述点样台的边缘连接成密封结构，所述真空外壳上设有与其连通的真空抽气泵；

其中，所述机械臂在水平面内移动时，所述移液器处于所述矩形槽的上方。

2.如权利要求1所述的质谱仪自动点靶装置，其特征在于，还包括驱动组件：

电机，其固设在所述横梁内部，所述电机的输出轴方向水平；

驱动板，其为三角形结构，所述驱动板所在平面方向竖直并与所述电机的输出轴连接；

杠杆，其水平设置在所述驱动板的上方，所述杠杆的一端与驱动板的边缘贴合，所述杠杆的另一端竖直设有连接杆，所述连接杆的下端设有可转动的滑套；

铰连杆，其一端铰接在所述驱动板的非中心位置上、另一端设有第一连接齿，第一连接齿的上方滑动卡设在所述滑套内；

传送带，其包括主动轮、从动轮、连接片和同步带，两个齿轮均轴向水平设置在所述横梁内部，两个齿轮并排设置并通过连接片连接，所述同步带套设在所述两个齿轮上，所述同步带的表面设有第二齿带，第二齿带位于主动轮和从动轮之间；

联动齿轮，其所在平面方向竖直，所述联动齿轮与所述第一连接齿、所示第二连接齿同时咬合；

伸缩杆，其在水平方向上与所述同步带的方向垂直并与所述连接片通过轴承连接；

驱动臂，其水平设置，所示驱动臂的一端与所述第二齿带的边缘固接，另一端固设电磁阀，所述电磁阀的活塞与所述机械臂固接。

3.如权利要求2所述的质谱仪自动点靶装置，其特征在于，还包括定位组件：

信号发射器，其为一水平设置的平板结构，所述信号发射器设置在所述传送带的下方，所述信号发射器上设置九十六个与所述移液器吸头盒的吸头位置对应的信号源；

信号接收器，其设置在所述点样台上，所述信号接收器包括D/A转换器；

控制器，其设置在所述点样台上；

其中，所述信号发射器发射一个信号源的数字信号，所述信号接收器中的D/A转换器将数字信号转变为模拟信号，并反馈给所述控制器，所述控制器控制所述驱动板、所述伸缩杆、所述电磁阀，以使所述机械臂运动至该一个信号源所在的位置，所述控制器控制所述动力泵驱动所述移液器点样。

4.如权利要求1所述的质谱仪自动点靶装置，其特征在于，所述PTC加热片的温度控制范围为18～60℃。

5.如权利要求1所述的质谱仪自动点靶装置，其特征在于，所述动力泵为微型蠕动泵。

6.如权利要求1所述的质谱仪自动点靶装置，其特征在于，所述点样台的材质为不锈钢，所述点样台的底面四个角分别设有四个固定底座。