CN211652675U - 一种喷针清洁机构、ce-ms联用设备及生化分析系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种喷针清洁机构、CE‑MS联用设备及生化分析系统，喷针清洁机构包括：清洁源、连通管道以及驱动器。其中，清洁源内储有清洁介质；所述连通管道与所述清洁源连通，所述清洁介质流通在所述连通管道内，所述连通管道具有若干喷嘴，所述喷嘴朝向电喷雾离子源的喷针输出端侧喷出所述清洁介质；所述驱动器控制所述清洁源与所述连通管道的通断并调节清洁介质的输出速率。通过喷针清洁机构的设置，促使残液滴落以实现对电喷雾离子源的喷针输出端的清洁，从而及时清理电喷雾离子源的喷针输出端由于清洁过程中产生废液聚集形成的液滴，进一步提电喷雾过程的稳定性。

Description

一种喷针清洁机构、CE-MS联用设备及生化分析系统

技术领域

本实用新型涉及生化分析装置技术领域，具体涉及一种喷针清洁机构、CE-MS联用设备及生化分析系统。

背景技术

针对复杂样品中有意义的被分析物进行定性定量分析对于现代医学、生物学、食品科学、环境科学具有重要意义。质谱(mass spectrometry,缩写为MS)技术依靠测量气态离子的质量电荷比(mass-to-charge ratio,缩写为m/z)检测和鉴定被分析物，是目前最强大的针对有机被分析物的定性定量检测技术之一。质谱技术具有极高的选择性，较高的灵敏度和丰富的串联质谱信息收集能力。在现代分析化学中，分离复杂样品后通过与质谱检测技术在线联用，构建一个分离检测二维生化分析平台，以完成定性定量分析目的的技术有高效液相色谱(high performance liquid chromatography,缩写为HPLC)、气相色谱(gas chromatography,缩写为GC)、超临界流体色谱(supercritical fluidchromatography,缩写为SFC)及毛细管电泳(capillary electrophoresis,缩写为CE)等等。毛细管电泳依据被分析物在电泳背景电解质溶液(background electrolyte,缩写为BGE)中的电荷和流体动力学直径实现对不同化学成分的分离。与最为常见的高效液相色谱技术相比，毛细管电泳技术具有操作简便，样品消耗和溶液消耗极低、样品分离效率高、分析速度较快，和针对生物大分子的分离能力强的优点。

现有技术中，为了实现毛细管电泳与质谱检测设备的在线联用，通常采用毛细管电泳质谱接口(capillary electrophoresis mass spectrometry interface,简称为CE-MS interface)连接电泳仪和质谱仪。毛细管电泳质谱接口的主要元件为电喷雾离子源。专利文献WO2009109037A1公开了一种不锈钢电喷雾离子源，包括一个不锈钢三通管路，三通管路分别连接毛细管电泳分离毛细管、不锈钢电喷雾喷针和化学修饰液管路。当被分析物被注入到充满背景电解质溶液的分离毛细管后，在电场驱动下得到分离，通过分离毛细管与三通管路之一连接，从而向电喷雾离子源注入分离后的含有被分析物的电解质溶液，实现质谱检测。化学修饰液由注射泵提供，并与三通管道之一连接，与含有分离后化学组分的背景电解质在离子源中混合后，流向离子源电喷雾喷针尖端。电喷雾高压电由质谱仪提供和控制，以实现电喷雾离子化过程。

现有的CE-MS接口在实际操作过程中，需要对电喷雾离子源的分离毛细管以及化学修饰液管路进行冲洗操作。在上述操作过程中，冲洗废液均由不锈钢喷针的针尖处排出电喷雾离子源，由于废液呈有一定表面张力的流体，因而，喷针的针尖处常常集聚废液形成液滴。当电喷雾喷针尖端集聚的液滴较大时，废液液滴可能会包裹喷针，若操作人员此时施加电喷雾电压，电喷雾离子源的电喷雾过程难以进行。即使在喷针的尖端处集聚的液滴较小时，也容易影响电喷雾的稳定性。具体来说，在电喷雾泰勒锥的形成初期，会形成肉眼可见的液滴，液滴在电场力的驱动下飞行至质谱入口。废液形成的液滴进入质谱仪，会污染质谱仪入口，进而影响整个分析平台的稳定性和可靠性。

实用新型内容

因此，本实用新型所要解决的技术问题在于现有技术中的电喷雾离子源由于在清洗过程中，喷针的针尖集聚废液液滴导致后续电喷雾过程无法进行或是影响电喷雾过程的稳定性的缺陷。

为此，本实用新型提供一种喷针清洁机构，包括：

清洁源，储有清洁介质；

连通管道，所述连通管道与所述清洁源连通，所述清洁介质流通在所述连通管道内，所述连通管道具有若干喷嘴，所述喷嘴朝向电喷雾离子源的喷针输出端侧喷出所述清洁介质；

以及驱动器，所述驱动器控制所述清洁源与所述连通管道的通断并调节所示清洁介质的输出速率。

可选地，上述的喷针清洁机构，所述清洁介质为清洁气体。

可选地，上述的喷针清洁机构，所述清洁气体为氮气。

可选地，上述的喷针清洁机构，所述连通管道的内腔，在由远离所述喷嘴一侧向靠近所述喷嘴一侧的方向上，所述内腔的横向截面逐渐变小。

可选地，上述的喷针清洁机构，所述内腔位于所述喷嘴一侧的端部呈圆台结构设置；或

所述内腔位于所述喷嘴一侧的端部呈棱锥台结构设置。

一种CE-MS联用设备，包括

外壳体；

电喷雾离子源，可调节地安装在所述外壳体内；

还包括：上述的喷针清洁机构，

所述喷针清洁机构的所述喷嘴正对所述电喷雾离子源的喷针输出端一侧设置，且所述喷嘴避开所述喷针输出端上的残液滴落方向设置。

可选地，上述的CE-MS联用设备，所述连通管道包括设置于所述外壳体外的连接段，以及设置在所述外壳体内的输送段；

所述输送段远离所述连接段的端部设有所述喷嘴。

可选地，上述的CE-MS联用设备，所述外壳体上设有连通孔；

所述喷针清洁机构还包括与所述连通孔连接安装的快转接头，所述快转接头与所述输送段远离所述喷嘴的一端固定连接。

可选地，上述的CE-MS联用设备，所述外壳体还具有设置在所述喷针输出端正下方的收集排放口，所述收集排放口用以承接并收集由所述喷针输出端侧滴落的残液。

一种生化分析系统，包括

电泳仪和质谱仪；

还包括上述联用设备，所述CE-MS联用设备连接于所述电泳仪和所述质谱仪之间，所述连通管道相对于所述喷嘴的另一端与所述质谱仪连接；所述驱动器和所述清洁源均设置在所述质谱仪内。

本实用新型提供的技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的喷针清洁机构，包括：清洁源、连通管道以及驱动器。其中，清洁源内储有清洁介质；所述连通管道与所述清洁源连通，所述清洁介质流通在所述连通管道内，所述连通管道具有若干喷嘴，所述喷嘴朝向电喷雾离子源的喷针输出端侧喷出所述清洁介质；所述驱动器控制所述清洁源与所述连通管道的通断并调节清洁介质的输出速率。

此结构的喷针清洁机构，通过驱动器控制清洁源向电喷雾离子源喷出清洁介质，清洁介质喷出到喷针输出端，对残留在喷针输出端上的残液起到驱动分离的作用，促使残液滴落以实现对电喷雾离子源的喷针输出端的清洁，从而及时清理电喷雾离子源的喷针输出端由于清洁过程中产生废液聚集形成的液滴，进一步提电喷雾过程的稳定性。

2.本实用新型提供的喷针清洁机构，所述清洁介质为清洁气体。所述清洁气体为氮气。

此结构的喷针清洁机构，清洁气体对电喷雾离子源实现气动清扫，由于气体的流动性较大，进一步保证电喷雾离子源的清洁度。同时，氮气的化学性质不活泼，因此作为清洁气体对电喷雾离子源进行清扫，进一步保证电喷雾离子源在后续使用的可靠性。

3.本实用新型提供的喷针清洁机构，所述连通管道的内腔，在由远离所述喷嘴一侧向靠近所述喷嘴一侧的方向上，横向截面逐渐变小。

此结构的喷针清洁机构，清洁介质在内腔中向外输出时，由于横向截面变小，因而，其输出速率将相应变大，因而，对靠近喷针输出端一侧的清扫动力将增大，从而进一步提高清洁介质对喷针输出端的清洁力度。

4.一种CE-MS联用设备，包括：外壳体、电喷雾离子源以及喷针清洁机构。其中，电喷雾离子源可调节地安装在所述外壳体内；所述喷针清洁机构的所述喷嘴正对所述电喷雾离子源的喷针输出端一侧设置，且所述喷嘴避开所述喷针输出端上的残液滴落方向设置。所述连通管道包括设置于所述外壳体外的连接段，以及设置在所述外壳体内的输送段；所述输送段远离所述连接段的端部设有所述喷嘴。

此结构的CE-MS联用设备，连接管道依次通过连接段穿过外壳体进而与输送段相连接，进而实现清洁介质的传送，保证清洁介质输出的稳定性；此外，喷嘴正对喷针输出端设置，从而，无论是喷嘴喷出的被污染的清洁介质，还是原有集聚在喷针输出端一侧废液液滴，均可以自然地向下方流出，并从收集排放口流出CE-MS设备外，保证了CE-MS设备内部空间的清洁。

5.一种CE-MS联用设备，所述外壳体上设有连通孔；所述喷针清洁机构还包括与所述连通孔连接安装的快转接头，所述快转接头与所述输送段远离所述喷嘴的一端固定连接。此结构的CE-MS联用设备，上述快转接头的设置，进一步提高外壳体与输送段之间连接的气密性和零件可更换性。

6.一种CE-MS联用设备，所述外壳体还具有设置在所述喷针输出端正下方的收集排放口，所述收集排放口用以承接并收集由所述喷针输出端侧滴落的残液、喷嘴喷出的被污染的清洁介质、以及残液挥发过程中产生的雾化废气。此结构的CE-MS联用设备，收集排放口通过对废气和废液收集，实现减少废气和废液的扩散对分析结果带来的影响，从而进一步提高分析结果的可靠性。

7.一种生化分析系统，包括：电泳仪、质谱仪以及CE-MS联用设备，所述CE-MS联用设备连接于所述电泳仪和所述质谱仪之间，所述连通管道相对于所述喷嘴的另一端与所述质谱仪连接；所述驱动器和所述清洁源均设置在所述质谱仪内。

此结构的生化分析系统，通过质谱仪内设置有清洁源并可以控制清洁介质的流速以及启闭，从而提高了生化分析系统的内结构相互利用程度，减小了单个系统所占用的空间。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1中所提供的生化分析系统中CE-MS联用设备的结构示意图；

图2为实施例1中所提供的生化分析系统中CE-MS联用设备的外壳体、喷针清洁机构以及电喷雾离子源配合的结构示意图；

图3为实施例1中所提供的生化分析系统中输送段的结构示意图；

图4为图1另一视角的结构示意图；

附图标记说明：

11-喷嘴；12-输送段；13-快转接头；14-密封圈；

2-外壳体；21-连通孔；22-收集排放口；

3-电喷雾离子源；31-喷针输出端。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供一种生化分析系统，包括：电泳仪、质谱仪以及CE-MS(capillaryelectrophoresis mass spectrometry；毛细管电泳质谱联用技术)联用设备，CE-MS联用设备连接于电泳仪和质谱仪之间。

具体而言，如图1和图2所示，CE-MS联用设备包括：外壳体2、电喷雾离子源3以及喷针清洁机构。其中，电喷雾离子源3可调节地安装在外壳体2内；喷针清洁机构用以对电喷雾离子源3的喷针输出端31实现清扫。

具体而言，如图2和图4所示，喷针清洁机构避开喷针输出端31上的液滴落方向设置，喷针清洁机构的吹扫方向与重力方向相同，即竖直向下；例如，本实施例中，喷针清洁机构的喷嘴11(下文提及)设置在喷针输出端31的正上方；同时喷针清洁机构的喷嘴11间隔于质谱离子入口和喷针输出端31设置，进一步减少了对电喷雾静电场的干扰。

如图1所示，外壳体2在喷针输出端31正下方设有的收集排放口22，收集排放口22用以承接并排放由喷针输出端31侧滴落的残液以及上述吹扫过程中形成的废气。收集排放口通过对废气和残液的收集，实现减少废气和废液的扩散对分析结果的影响，从而进一步提高分析结果的可靠性。

如图2和图3所示，上述的喷针清洁机构具体包括：清洁源(图中未指出)、连通管道以及驱动器。其中，清洁源内储有清洁介质；连通管道与清洁源连通，清洁介质流通在连通管道内；连通管道的一端与质谱仪连接，连通管道的另一端具有若干喷嘴11，喷嘴11朝向电喷雾离子源3的喷针输出端31侧喷出清洁介质；驱动器控制清洁源与连通管道的通断并调节清洁介质的输出速率。

例如，本实施例中，清洁介质为清洁气体。清洁气体为氮气。本实施例中，驱动器和清洁源均设置在质谱仪内。本实施例中的氮气纯度>99.9％。本实施例中，设有5个喷嘴11，每个喷嘴11的直径0.5毫米；相邻喷嘴11之间的间距1毫米。5个喷嘴11在同一一条直线上设置，该直线对应于喷针输出端位置，由于喷针输出端具体为喷针结构，从而可以使得喷嘴的吹扫面积对喷针结构处产生残液的面积的全面覆盖，从而实现减少废气和废液的扩散对分析结果带来的影响，进一步提高分析结果的可靠性。

本实施例中提供的喷针清洁机构，清洁气体对电喷雾离子源3实现清扫，由于气体的流动性较大，进一步保证电喷雾离子源3的清洁度。同时，氮气的化学性质不活泼，因此作为清洁气体对电喷雾离子源3进行清扫，进一步保证电喷雾离子源3在后续使用的可靠性。除了氮气外，清洁介质还可以采用洁净的压缩空气，同样可以实现对喷针输出端31的清洁，从而避免残液的聚集附着影响分析结构以及整个分析平台的稳定性。

本实施例提供的CE-MS联用设备中，外壳体2上设有连通孔21；喷针清洁机构由清洁源向平喷针输出端31方向依次设有：连通管道的连接段、外壳体2的连通孔21、快转接头13以及连通管道的输送段12。具体而言，连接段设置于外壳体2外，输送段12设置在外壳体2内；输送段12远离连接段的端部设有喷嘴11。快转接头13与输送段12远离喷嘴11的一端固定连接。此结构的CE-MS联用设备，上述快转接头13的设置，进一步提高外壳体2与输送段12之间连接的气密性和零件可更换性。

此外，如图4所示，在连通孔21靠近连接段的一端上还设有密封圈14，密封圈14的材料可以选用橡胶材质，进一步保证连接气密性。输送段12采用ABS工程塑料材料制成。

如图3所示，本实施例中，输送段12的内腔，在由远离喷嘴11一侧向靠近喷嘴11一侧的方向上，横向截面逐渐变小。输送段12的内腔位于喷嘴11一侧的端部内腔位于喷嘴11一侧的端部呈棱锥台结构设置。本实施例中提供的喷针清洁机构，清洁介质在内腔中向外输出时，由于横向截面变小，因而，其输出速率将相应变大，因而，对靠近喷针输出端31一侧的清扫动力将增大，从而进一步提高清洁介质对喷针输出端31的清洁力度。当然，在其他可选的实施方式中，内腔的结构也可以选择圆台结构。

本实施例提供的生化分析系统，通过质谱仪内设置有清洁源并可以控制清洁介质的流速以及启闭，从而提高了生化分析系统的内结构相互利用程度，减小了单个系统所占用的空间。此结构的CE-MS联用设备，连接管道依次通过连接段穿过外壳体2进而与输送段12相连接，进而实现清洁介质的传送，保证清洁介质输出的稳定性；此外，喷嘴正对喷针输出端设置，从而，无论是喷嘴喷出的被污染的清洁介质，还是原有集聚在喷针输出端一侧废液液滴，均可以自然地向下方流出，并从收集排放口流出CE-MS设备外，保证了CE-MS设备内部空间的清洁。

本实施例中提供的喷针清洁机构，通过驱动器控制清洁源向电喷雾离子源3喷出清洁介质，清洁介质喷出到喷针输出端31，对残留在喷针输出端31上的残液起到驱动分离的作用，促使残液滴落和排出以实现对电喷雾离子源3的喷针输出端31的清洁，从而及时清理电喷雾离子源3的喷针输出端31由于清洁过程中产生废液聚集形成的液滴，进一步提电喷雾过程的稳定性。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种喷针清洁机构，其特征在于，包括：

清洁源，储有清洁介质；

连通管道，所述连通管道与所述清洁源连通，所述清洁介质流通在所述连通管道内，所述连通管道具有若干喷嘴(11)，所述喷嘴(11)朝向电喷雾离子源(3)的喷针输出端(31)侧喷出所述清洁介质；

以及驱动器，所述驱动器控制所述清洁源与所述连通管道的通断并调节所示清洁介质的输出速率。

2.根据权利要求1中所述的喷针清洁机构，其特征在于，所述清洁介质为清洁气体。

3.根据权利要求2中所述的喷针清洁机构，其特征在于，所述清洁气体为氮气。

4.根据权利要求1中所述的喷针清洁机构，其特征在于，所述连通管道的内腔，在由远离所述喷嘴(11)一侧向靠近所述喷嘴(11)一侧的方向上，所述内腔的横向截面逐渐变小。

5.根据权利要求4中所述的喷针清洁机构，其特征在于，所述内腔位于所述喷嘴(11)一侧的端部呈圆台结构设置；或

所述内腔位于所述喷嘴(11)一侧的端部呈棱锥台结构设置。

6.一种CE-MS联用设备，包括

外壳体(2)；

电喷雾离子源(3)，可调节地安装在所述外壳体(2)内；

其特征在于还包括：权利要求1-5中任一项所述的喷针清洁机构，

所述喷针清洁机构的所述喷嘴(11)正对所述电喷雾离子源(3)的喷针输出端(31)一侧设置，且所述喷嘴(11)避开所述喷针输出端(31)上的残液滴落方向设置。

7.根据权利要求6中所述的CE-MS联用设备，其特征在于，

所述连通管道包括设置于所述外壳体(2)外的连接段，以及设置在所述外壳体(2)内的输送段(12)；

所述输送段(12)远离所述连接段的端部设有所述喷嘴(11)。

8.根据权利要求7中所述的CE-MS联用设备，其特征在于，

所述外壳体(2)上设有连通孔(21)；

所述喷针清洁机构还包括与所述连通孔(21)连接安装的快转接头(13)，所述快转接头(13)与所述输送段(12)远离所述喷嘴(11)的一端固定连接。

9.根据权利要求7中所述的CE-MS联用设备，其特征在于，

所述外壳体(2)还具有设置在所述喷针输出端(31)正下方的收集排放口(22)，所述收集排放口(22)用以承接并收集由所述喷针输出端(31)侧滴落的残液。

10.一种生化分析系统，包括

电泳仪和质谱仪；

其特征在于，还包括权利要求6-9中任一项所述的CE-MS联用设备，所述CE-MS联用设备连接于所述电泳仪和所述质谱仪之间，所述连通管道相对于所述喷嘴(11)的另一端与所述质谱仪连接；所述驱动器和所述清洁源均设置在所述质谱仪内。

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