自动取样器的制作方法

文档序号:22243587发布日期:2020-09-15 19:59阅读:188来源:国知局
自动取样器的制作方法

本发明涉及一种用于从多个流体样品(特别是气态样品)中获得质谱的自动取样器。该自动取样器包括多个容器,该多个容器包括提供样品的样品源,其中每一个容器都具有对接端口,该对接端口用于与连接器连接以在连接器连接至相应的对接端口时能够经由连接器进入相应的容器的内部,从而经由该连接器从相应的容器中获得相应的样品,其中该连接器可以连接至每个对接端口并且可以与其分离。此外,该自动取样器包括用于将至少一部分样品电离成离子的电离源,其中该电离源流体地联接至连接器以经由该连接器从容器中接收样品。另外,该自动取样器包括用于从离子中获得质谱的质量分析仪,该质量分析仪流体地联接至电离源,以从电离源接收离子,从而从该离子中获得质谱。



背景技术:

自动取样器是自动对样品进行收集和分析的装置。属于开始提到的技术领域地用于从多个流体样品中获得质谱的自动取样器是已知的。它们通常存在以下缺点:在将样品从容器转移到电离源并随后转移到质量分析仪的过程中,不同的样品会发生混合,从而污染所获得的质谱,降低其显著性。



技术实现要素:

本发明的目的是创造一种与开始提到的技术领域相关的自动取样器,其使得能够获得多个流体样品的更准确的质谱。此外,本发明的目的是创造一种用于操作根据本发明的自动取样器的方法,该方法使得能够获得多个流体样品的更准确的质谱。

本发明的解决方案由权利要求1的特征详细说明。根据本发明,电离源可以和连接器一起在自动取样器内依次移动至多个容器中的每一个,以将连接器连接至相应的容器的对接端口,以便从相应的容器中收集样品,从而将至少一部分样品电离成离子并从该离子中获得质谱。

根据本发明,样品是流体样品。因此,样品可以是液态样品或气态样品。这些样品来自容器中的样品源。由此,优选地,每一个容器都包括样品源之一。样品源可以例如每个是一种液体。在这种情况下,如果样品是液态样品,则每个样品可以是样品源的一部分。或者,如果样品源每个是一种液体,样品则可以是汽化的液体,因此是气态样品。当样品源是液态或水性样品源时,可以使用例如顶空取样来获得样品。

代替液体,样品源也可以是气体。在其他变型中,样品源可以是微生物、植物或诸如木材、织物、药物或药丸之类的物体或容器中储存的任何固体。在这种情况下,样品可以例如是相应的容器中的相应的样品源脱气后的气体。

容器可以是例如广口瓶、盒子、小瓶或能够容纳样品源的任何其他容器。例如,每个容器可以是化学反应器或任何其他类型的反应器或材料排气气候室。

根据本发明,每一个容器都具有对接端口,该对接端口用于与连接器连接以在连接器连接至相应的对接端口时能够经由连接器进入相应的容器的内部,从而经由该连接器从相应的容器中获得相应的样品。因此,对接端口可以是位于相应容器处的端口,或者可以是将端口流体联接至相应的容器内部的管道上的端口。

根据本发明,电离源用于将至少一部分样品电离成离子。有利地,电离源用于将每个样品中的至少一部分电离成离子。可选地,电离源用于将至少一个样品的至少一部分电离成离子。

根据本发明,该用于通过根据本发明的自动取样器从多个流体样品中获得质谱的方法包括:将提供样品的样品源保存在多个容器中,其中该容器中的每一个都具有对接端口,该对接端口用于与连接器连接以在连接器连接至相应的对接端口时能够经由连接器进入相应的容器的内部,从而经由该连接器从相应的容器中获得相应的样品,其中该连接器可以连接至每个对接端口并且可以与其分离。此外,根据本发明的方法还包括通过以下方式依次对容器进行取样:

a)将电离源和连接器在自动取样器内移动至多个所述容器中的每个所需之一,将连接器连接至相应容器的对接端口;

b)从相应的容器中收集相应的样品;

c)经由连接器将相应的样品转移到电离源;

d)将相应的样品的至少一部分电离成离子;

e)将该离子转移到质量分析仪;以及

f)从该离子中获得质谱。

由此,在从相应的容器中收集相应的样品之后,连接器与相应的容器的对接端口分离。由此,只要在连接器与相应的容器的对接端口分离时从相应的容器中收集相应的样品,无论是在获得相应的样品的离子的质谱之前、期间、或者之后使连接器与相应的容器分离,都是无关紧要的。

有利地,每次对容器之一取样时,在从1s到60s的时间内将相应的样品从相应的容器转移到电离源。然而,可选地,每次对连接器之一进行取样时,也可以在小于1s的时间内或大于60s的时间内转移相应的样品。例如,每次对容器之一取样时,相应的样品将在30分钟甚至更长的时间内转移。

有利地,使连接器与容器之一的对接端口分离、将电离源和连接器在自动取样器内移动至下一个容器、并将连接器连接至该下一个容器的时间为1s至30s。然而,可选地,这可以花费更短或更长的时间。

有利地,当对容器之一取样时,重复获得质谱。优选地,每个对一个容器的取样获得一个或多个质谱。优选地,每个对一个容器的取样获得多达106个或更多个质谱。优选地,在没有对容器取样时,也可以重复获得质谱。这具有的优点是可以识别出系统中源自先前取样的容器的样品的任何残留物,从而可以识别出从稍后取样的容器中获得的质谱图中的污染。然而,在一个变型中,仅当对容器之一取样时,才可以重复获得质谱。

然而,代替地,对于每个被取样的容器,仅获得一个质谱。

根据本发明的自动取样器和方法均具有能够更准确地获得样品的质谱的优点。该优点的一个原因是由于电离源是移动的,因此不需要移动样品源。因此,样品源可以保持不受干扰,这减少了可能使样品失真的干扰因素。同时,由于电离源是移动的,因此可以缩短在将样品从相应的容器转移到电离源时沿途经过的样品路径的长度。如此,由于缩短了样品路径的长度,因此减少了沿着样品路径的样品残留的绝对数量,从而减少了在将样品从容器传递到电离源时不同样品之间的混合。

有利地,连接器一次只能连接至对接端口之一。然而,替代地,连接器一次可以最多连接至两个或三个或甚至更多个对接端口。例如,连接器可以构造成一次可以连接至25个对接端口。在这种示例性情况下,一次可以对5×5个容器的托盘进行取样。

有利地,电离源可以和连接器一起在自动取样器内移动至多个容器中的每一个来收集样品,以将连接器连接至相应的容器的对接端口,以便从相应的容器中收集样品,从而将至少一部分样品电离成离子并从该离子中获得质谱。因此,当电离源从一个容器移动至另一个容器以收集样品时,电离源和连接器优选地可以彼此以固定距离在自动取样器内移动。在这种情况下,连接器优选相对于电离源布置在固定位置。然而,在替代方案中,连接器可以相对于电离源移动。因此,例如,当电离源从一个容器移动至另一个容器以收集样品时,电离源和连接器可以彼此以固定距离在自动取样器内移动。然后,一旦电离源相对于相应的容器正确定位,连接器就可以相对于电离源移动以连接至相应容器的对接端口。然而,在变型中,连接器可以早已在电离源相对于容器移动期间就相对于电离源移动。然而,在这种情况下,当电离源与连接器一起从一个容器移动至另一个容器以收集样品时,连接器和电离源都相对于容器移动。

有利地,自动取样器包括驱动单元,该驱动单元用于致动电离源与连接器一起在自动取样器内依次移动至多个容器中的每一个,以将连接器连接至相应的容器的对接端口,以便从相应的容器中收集样品,从而将至少一部分样品电离成离子并从该离子中获得质谱。由此,驱动单元可以包括电动马达、气动系统等,用于致动电离源与连接器一起运动。

优选地,电离源是化学电离源。在一种优选的变型中,电离源是质子转移反应(ptr,protontransferreaction)电离源。在另一种优选的变型中,电离源是电荷转移电离源。可选地,电离源可以是不同类型的电离源。在这种情况下,例如,电离源是电喷雾电离源、电晕放电电离源、x射线电离源、等离子体电离源、放射性电离源。在样品是液态样品的情况下,电喷雾电离源是特别有利的,这是因为电喷雾电离源容易从液体中产生离子。

优选地,质量分析仪是飞行时间质量分析仪。然而,替代地,质量分析仪可以是不同类型的质量分析仪,比如,例如四极质量分析仪。

优选地,质量分析仪可以和电离源一起在自动取样器内依次移动至多个容器中的每一个,以将连接器连接至相应的容器的对接端口,以便从相应的容器中收集样品,从而将至少一部分样品电离成离子并从该离子中获得质谱。

这具有的优点是可以使将离子从电离源转移到质量分析仪所沿着的路径保持较短的长度,从而减少离子损失。因此,这具有的优点是质量分析仪的效率可以得到提高,因为可以对每个样品的更多离子进行质量分析。

在质量分析仪可以和电离源一起在自动取样器内依次移动至多个容器中的每一个,以将连接器连接至相应容器的对接端口,以便从相应的容器中收集样品,从而将至少一部分样品电离成离子并且从该离子中获得质谱的情况下,自动取样器有利地包括驱动单元,该驱动单元用于致动质量分析仪与电离源一起在自动取样器内依次移动至多个容器中的每一个,以将连接器连接至相应容器的对接端口,以便从相应的容器中收集样品,从而将至少一部分样品电离成离子并且从该离子中获得质谱。该驱动单元可以是与下述驱动单元相同或不同的驱动单元:驱动单元用于致动电离源与连接器一起在自动取样器内依次移动至多个容器中的每一个,以将连接器连接至相应的容器的对接端口,以便从相应的容器中收集样品,从而将至少一部分样品电离成离子并从该离子中获得质谱。

在一个有利的变型中,质量分析仪可以在自动取样器内以与电离源相距固定距离的方式依次移动至多个容器中的每一个,以将连接器连接至相应的容器的对接端口,以便从相应的容器中收集样品,从而将至少一部分样品电离成离子并从该离子中获得质谱。更有利地,质量分析仪可以相对于电离源在固定的位置与该电离源一起在自动取样器内依次移动至多个容器中的每一个,以将连接器连接至相应的容器的对接端口,以便从相应的容器中收集样品,从而将至少一部分样品电离成离子并从该离子中获得质谱。这具有的优点是由于电离源和质量分析仪可以构造在一个单独单元中,并且因为不需要复杂的构造将离子从电离源转移到质量分析仪,因此可以将自动取样器构造得更加简单。

然而在另一个变型中,质量分析仪可以和电离源一起以与该电离源相距可变距离的方式在自动取样器内依次移动至多个容器中的每一个,以将连接器连接至相应的容器的对接端口,以便从相应的容器中收集样品,从而将至少一部分样品电离成离子并从该离子中获得质谱。

替代地,质量分析仪不可以和电离源一起在自动取样器内依次移动至多个容器中的每一个,以将连接器连接至相应的容器的对接端口,以便从相应的容器中收集样品,从而将至少一部分样品电离成离子并从该离子中获得质谱。在这种情况下,质量分析仪可以例如布置在自动取样器内的固定位置。

有利地,自动取样器包括离子迁移率谱仪。在这种情况下,离子迁移率谱仪优选布置成从电离源接收离子,并且优选将离子提供给质量分析仪。由此,可以将质量分析仪结合到离子迁移率谱仪中。因此,在自动取样器包括离子迁移率谱仪的示例中,自动取样器包括用于根据离子的漂移时间对离子进行分离的漂移区,其中离子可以在漂移区的第一端以脉冲的方式注入到漂移区中,其中质量分析仪布置在漂移区的第二端,用于接收已穿过漂移区的离子并确定离子穿过漂移区所需要的时间。

替代地,自动取样器不具有离子迁移率谱仪。

有利地,多个容器中的每一个提供在0.1升至10升的范围内的、优选在0.1升至5升的范围内的、特别优选在0.1升至2升的范围内的、并且最优选在0.1升至1升的范围内的内部容积。这具有的优点是容器提供了用于储存大多数类型样品源的空间,而同时自动取样器不需要构造得过大。替代地,多个容器中的每一个提供小于0.1升或大于10升的内部容积是可能的。

优选地,自动取样器包括至少五个容器并且最多为500个,特别优选为最多200个,更优选为100个,最优选为50个容器。

然而,替代地,自动取样器可以包括少于五个容器,如四个、三个或两个容器或超过500个的容器。

优选地,至少两个容器是相同的。特别优选地,至少五个容器是相同的。最优选地,所有容器都是相同的。

然而,替代地,容器彼此不同。

有利地,容器的对接端口是相同的。这意味着,容器的对接端口以相同的方式构造。这具有的优点是对于所有样品来说,所得样品转移线的长度是相同的。因此,可以更容易地比较从源自不同样品源的不同样品获得的质谱。

可选地,容器的对接端口彼此不同。

有利地,样品是气态样品。

在一种优选的变型中,样品是液态样品。在又一种优选的变型中,样品是气溶胶颗粒形式的样品。

有利地,自动取样器包括用于加热容器中的样品源的加热单元。在一种变型中,加热单元适于加热所有容器及其内容物。由此,加热单元可以适于将所有容器一起加热或将每个容器及其内容物单独加热,并进而加热到单独的温度,其中容器的单独的温度可以是容器与容器相互不同的。在另一种变型中,每个容器包括加热单元。因此,可以将每个容器的内容物加热到单独的温度。这具有的优点是可以对容器内的各个温度进行非常细微的调整。

替代地,自动取样器可能不具有这种加热单元。这种备选方案的优点是自动取样器可以构造得更加简单。

在一个示例中,自动取样器还可以包括电磁辐射源,如例如用于照射样品源的可见光。

在样品是气态样品并且自动取样器包括加热单元的情况下,加热单元优选地适于引起热解吸以提供样品。这具有的优点是可以更有效地获得样品。在样品源是液态样品源的情况下,这是特别有利的。因此,在样品源是液态样品源而样品是气态样品的情况下,可以通过由热量进行支持的热解吸来获得样品。然而,在另一种变型中,可以通过将气体鼓泡通过液态样品源来获得气态样品。该气体可以例如是吹扫气体。在又一种变型中,可以通过将激光照射在样品源上来获得气态样品。

无论样品类型为何,每个样品优选地都可以经由相应容器的对接端口且经由连接至相应容器的对接端口的连接器沿着样品路径从储存相应样品的相应容器中转移到电离源。因此,有利地,当连接器连接至容器之一的对接端口时,经由相应容器的对接端口和连接至相应对接端口的连接器提供了一条从相应容器的内部到电离源的样品路径,用于将样品从相应的容器中转移到电离源。在一种优选的变型中,自动取样器提供了用于加热这些样品路径的样品路径加热单元。这具有的优点是部分样品不太会沿着相应的样品路径粘附在任何壁或阀门上。因此,样品路径中残留的样品残留更少,这减少了在之后的时间穿过样品路径的之后样品的污染。所以,这具有的优点是可以减少质谱发生错误。

然而,替代地,自动取样器可以不具有这种样品路径加热单元。

有利地,自动取样器包括用于控制该自动取样器的控制单元。在这种情况下,控制单元可以是一个物理单元,或者可以包括多于一个物理单元。这样的物理单元可以例如是电子控制装置,比如电子控制器或计算机。在控制单元包括多于一个物理单元的情况下,物理单元优选彼此连接,并且有利地在物理单元之间存在层次结构。例如,可以具有用于控制致动电离源移动的驱动器件的第一电子控制器。可以具有用于控制电离源的第二电子控制器。此外,可以具有用于控制质量分析仪的第三电子控制器。另外,可以具有用于控制任何可能存在的加热单元以加热容器中的样品的第四电子控制器。并且为了控制这些电子控制器,可以具有又一个电子控制器或者用于控制这些电子控制器的计算机。

有利地,控制单元适于控制用于操作自动取样器的驱动器件。由此,驱动器件包括以下各项所需的所有器件:

a)将电离源和连接器一起在自动取样器内依次移动至多个容器中的每一个,以将连接器连接至相应容器的对接端口,以便从中相应的容器中收集样品,从而将至少一部分样品电离成离子并从该离子中获得质谱;

b)将连接器连接至容器的对接端口以从容器中收集样品;以及

c)必要时将质量分析仪与电离源一起移动。

因此,驱动器件包含以上提及的驱动单元。

优选地,控制单元适于对多个样品重复取样。这具有的优点是可以观察到样品源的时间演化性,因为质谱是从源自相同样品源的样品中重复获得的。

然而,替代地,控制单元不适于对多个样品重复取样。

优选地,自动取样器包括支撑表面,在该支撑表面上安装容器并且在支撑表面下方电离源可以和连接器一起在自动取样器内依次移动至多个容器中的每一个,以将连接器连接至相应的容器的对接端口,以便从相应的容器中收集样品,从而将至少一部分样品电离成离子并从该离子中获得质谱。该支撑表面可以例如由桌子形成。该支撑表面具有的优点是容器所在的区域和电离源可在其中移动的区域是分开的。因此,可以使自动取样器的操作更安全。

自动取样器包括支撑表面,容器安装在该支撑表面上,并且电离源可以和连接器一起在支撑表面下方在自动取样器内依次移动至多个容器中的每一个,以将连接器连接至相应的容器的对接端口,以便从相应的容器中收集样品,从而将至少一部分样品电离成离子并从该离子中获得质谱。在这种情况下,支撑表面有利地提供了从支撑表面的上侧伸出到支撑表面的下侧的开口,其中对于每个对接端口来说,相应对接端口的用于与连接器连接的连接区域位于支撑表面的下侧。这具有的优点是实现了连接器特别容易进入对接端口。

然而,在一种变型中,支撑表面可以不包括这样的开口。在这种情况下,对接端口可以例如布置在支撑表面的边缘处。

作为选择,自动取样器可以不具有这样的表面。

优选地,电离源可以在自动取样器内沿着无重叠的线性路径移动,以依次移动至多个容器中的每一个,以便将连接器连接至相应的容器的对接端口,以便从相应的容器中收集样品,从而将至少一部分样品电离成离子并从该离子中获得质谱。由此,无重叠的线性路径意味着,如果电离源沿着整个路径从路径的第一端移动至第二端,那么电离源将始终不会两次出现相同的位置。

在电离源可以在自动取样器内沿着无重叠的线性路径移动,以依次移动至多个容器中的每一个,以将连接器连接至相应的容器的对接端口,以便从相应的容器中收集样品,从而将至少一部分样品电离成离子并从该离子中获得质谱的情况下,优选地,连接器可以相对于电离源沿着垂直于无重叠的线性路径的直线移动。这具有的优点是可以非常快速地将连接器连接至对接端口并且使其与对接端口分离。然而,可选地,连接器可以相对于电离源以不同的方式移动或根本不移动。

优选地,电离源可以在自动取样器内仅在两个维度上移动,以依次移动至多个容器中的每一个,以将连接器连接至相应的容器的对接端口,以便从相应的容器中收集样品,从而将至少一部分样品电离成离子并从该离子中获得质谱。

在这种情况下,连接器优选地可以相对于电离源在第三维度上移动,该第三维度垂直于由电离源可以在其中移动的两个维度限定的平面。这具有的优点是可以非常快速地将连接器连接至对接端口并且使其与对接端口分离。在备选方案中,连接器可以相对于电离源以不同的方式移动或根本不移动。

替代地,电离源可以在自动取样器内在三个维度上移动,以依次移动至多个容器中的每一个,以便将连接器连接至相应的容器的对接端口,以便从相应的容器中收集样品,从而将至少一部分样品电离成离子并从该离子中获得质谱。在这种情况下,连接器可以相对于电离源是固定的,或者可以相对于电离源是可移动的。

优选地,容器由玻璃、特氟龙或不锈钢制成。这具有的优点是限制了容器的脱气,从而限制了所获得质谱中的错误信号。

替代地,容器可以由不同的材料制成。

有利地,容器是可气密密封的。这具有的优点是可以防止外部气体进入容器。所以,这因此可以减少所获得的质谱中的错误信号。

替代地,容器是不可气密性密封的。

优选地,每个容器均包括进气口,该进气口允许将吹扫气体注入到相应的容器中。这具有的优点是如果需要,可以对容器进行吹扫。因此,吹扫气体可以例如是空气或惰性气体。优选地,吹扫气体是不与样品反应的气体。

在一种变型中,每个容器包括两个或更多个进气口。例如,一个进气口可以用于将吹扫气体注入到相应的容器中,而另一个进气口则用于将试剂或掺杂剂注入到相应的容器中。

替代地,容器不是每个都包括允许将吹扫气体注入到相应的容器中的进气口。

在每个容器包括允许将吹扫气体注入到相应的容器中的进气口的情况下,当连接器连接至相应的容器的对接端口时,可以有利地通过将吹扫气体压入相应的容器中,将相应的样品从每个容器吹扫到电离源。

无论每个容器是否包括允许将吹扫气体注入到相应的容器中的进气口,当连接器连接至相应的容器的对接端口时,可以有利地通过在电离源处产生比相应的容器内的压力更低的压力,将相应的样品从每个容器抽吸到电离源。

在这种情况下,自动取样器有利地包括真空泵,该真空泵用于在连接器连接至相应的容器的对接端口时,在电离源处提供比相应的容器内的压力更低的压力。

无论在连接器连接至相应的容器的对接端口时,是否可以通过将吹扫气体压入相应的容器中以将相应的样品从每个容器吹扫到电离源,和/或无论在连接器连接至相应的容器的对接端口时,是否可以通过在电离源处产生比相应的容器内的压力更低的压力以将相应的样品从每个所述容器抽吸到电离源,都获得了的优点是可以高效地将样品从相应的容器转移到电离源。

其他有利的实施例和特征的组合均从以下具体实施方式和整个权利要求中得出。

附图说明

附图用于对实施例进行说明,其中:

图1是根据本发明的自动取样器1的简化的示意性侧视图,该自动取样器用于从多个流体样品中获得质谱;并且

图2是图1的细节视图。

在附图中,相同的部件被赋予相同的附图标记。

具体实施方式

图1显示了根据本发明的自动取样器1的简化的示意性侧视图,该自动取样器用于从多个流体样品中获得质谱。更确切地说,在本实施例中,自动取样器1用于从多个气态样品中获得质谱。

自动取样器1包括多个容器2.1、……、2.6,该多个容器包括提供样品的样品源3.1、……、3.6。这些容器2.1、……、2.6以相同的方式构造,因此是相同的。容器2.1、……、2.6中的每一个提供2升的内部容积。在一个变型中,容器2.1、……、2.6中的每一个提供与2升不同的内部容积。例如,容积为0.1升。在另一个示例中,容积为0.5升。在又一个示例中,容积为1升、3升、5升或10升。甚至也可以是小于0.1升的容积或大于10升的容积。

在图1中,仅示出了六个容器2.1、……、2.6。然而,这是由于图1中所示的为简化的示意图。自动取样器1实际上包括120个此类容器。尽管如此,该数字不是固定的。自动取样器可以包括更少的容器,例如100个容器、50个容器、10个容器,或者甚至如图1所示的恰好6个容器,或仅5个容器。甚至可以有更多的容器,如200个容器或500个容器,甚至更多的容器。

样品源3.1、……、3.6可以是植物、微生物或物体或液体。作为物体的示例,样品源3.1、……、3.6可以是木材、织物、塑料元件或者脱气出某些将通过自动取样器1进行分析的气体的任何物体。

如图1所示,并且如图2在某种程度上更详细地所示,容器2.1、……、2.6中的每一个都包括加热单元18.1、18.2。利用这些加热单元18.1、18.2,可以加热容器2.1、……、2.6的内部,从而可以加热样品源3.1、……、3.6。在气态样品的情况下这是特别有利的,因为可以增加热解吸,使得每单位时间从相应的样品源3.1、……、3.6中获得更多的样品。在容器2.1、……、2.6包括的加热单元18.1、18.2的一种变型中,自动取样器1可以包括一个用于加热容器2.1、……、2.6及其内容物的加热单元。在又一个示例中,自动取样器1不具有这样的一个或多个加热单元18.1、18.2。

容器2.1、……、2.6中的每一个均具有对接端口4.1、……、4.6,该对接端口用于与连接器5连接以在连接器5连接至相应的对接端口4.1、……、4.6时能够经由连接器5进入相应的容器2.1、……、2.6的内部,从而经由连接器5从相应的容器2.1、……、2.6中获得相应的样品。因此,连接器5可以连接至每个对接端口4.1、……、4.6并且可以与其分离。由此,连接器5每次可以连接至对接端口4.1、……、4.6之一。容器2.1、……、2.6的对接端口4.1、……、4.6以相同的方式构造,因此是相同的。

自动取样器1进一步包括用于将至少一部分样品电离成离子的电离源6。在当前情况下,该电离源6是质子转移反应(ptr)电离源。然而,电离源6也可以是任何其他电离源。例如,电离源6可以是化学反应电离源、等离子体电离源或甚至是电喷雾电离源。

无论电离源6的类型为何,电离源6均流体地联接至连接器5,以经由连接器5从容器2.1、……、2.6中接收样品。另外,自动取样器1包括用于从离子获得质谱的质量分析仪7。在当前情况下,该质量分析仪7是飞行时间质量分析仪。然而,质量分析仪7可以是任何其他类型的质量分析仪,比如,例如四极质量分析仪。无论质量分析仪的类型为何,质量分析仪7流体地联接至电离源6,以从电离源6接收离子,从而从该离子中获得质谱。即使这里未示出,但自动取样器1也可以包括离子迁移率谱仪。该离子迁移率谱仪包括漂移区域,用于根据离子迁移率来分离穿过漂移区域的离子。此外,离子迁移率谱仪包括用于检测已经穿过漂移区域的离子的检测器。在一个示例中,该检测器是质量分析仪。在该示例中,来自电离源的离子以脉冲的方式被注入漂移区。因此,电离源可以以脉冲的方式提供离子,或者可以在电离源与漂移区之间具有离子门,该离子门以脉冲的方式将离子注入到漂移区域中。在该示例中,质量分析仪接收已穿过漂移区域的离子并检测离子到达质量分析仪的时间,从而确定离子的离子迁移率谱。

然而,在另一个实施例中,自动取样器1不具有离子迁移率谱仪。

无论自动取样器1是否包括离子迁移率谱仪,电离源6均可以和连接器5及质量分析器7一起在自动进样器1内依次移动至多个容器2.1、……、2.6中的每一个,以将连接器5连接至相应的容器2.1、……、2.6的对接端口4.1、……、4.6,以便从相应的容器2.1、……、2.6中收集样品,从而将至少一部分样品电离成离子并从该离子中获得质谱。

此外,自动取样器1包括框架11。在该框架11上安装有支撑表面14。在该支撑表面14上安装有容器2.1、……、2.6。在支撑表面14下方,电离源6可以和连接器5一起在自动取样器1内依次移动至多个容器2.1、……、2.6中的每一个,以将连接器5连接至相应的容器2.1、……、2.6的对接端口4.1、……、4.6,以便从相应的容器2.1、……、2.6中收集样品,从而将至少一部分样品电离成离子并从该离子中获得质谱。

由此,支撑表面14具有从支撑表面14的上侧伸出到支撑表面14的下侧的开口,其中对于每个对接端口4.1、……、4.6,相应的对接端口4.1、……、4.6的用于与连接器5连接的连接区域位于支撑表面14的下侧上。

电离源6和质量分析仪7一起安装在壳体12中。该壳体12提供轮子和电动马达形式的驱动单元8,该驱动单元8使壳体12与电离源6和质量分析仪7一起在表面14下方移动。在电动马达的一种变型中,驱动单元8是气动系统。无论驱动单元8的类型为何,在一个实施例中,壳体12可以沿着作为线性路径的直线移动。在该实施例中,电离源6可以在自动取样器1内沿着无重叠的线性路径移动,以依次移动至多个容器2.1、……、2.6中的每一个,以将连接器5连接至相应的容器2.1、……、2.6的对接端口4.1、……、4.6,以便从相应的容器2.1、……、2.6中收集样品,从而将至少一部分样品电离成离子并从该离子中获得质谱。在另一个实施例中,壳体12可以在平行于支撑表面14的平面内在两个维度上移动。在该实施例中,电离源6可以在自动取样器1内仅在两个维度上移动,以依次移动至多个容器2.1、……、2.6中的每一个,以将连接器5连接至相应的容器2.1、……、2.6的对接端口4.1、……、4.6,以便从相应的容器2.1、……、2.6中收集样品,从而将至少一部分样品电离成离子并从该离子中获得质谱。

无论壳体12是否只可以在自动取样器1内沿着直线、沿着直线路径或仅在两个维度上移动,连接器5都可以从壳体12向上伸出并且可以通过一些驱动单元19向上或向下移动,以将连接器5连接至对接端口4.1、……、4.6中的一个,并且以便再次使连接器5与相应的对接端口4.1、......4.6分离。用于将连接器5连接至对接端口4.1、……、4.6之一并且用于再次使连接器5与相应的对接端口4.1、……、4.6分离的驱动单元19可以包括用于致动连接器5使其移动的电动马达、气动系统等。

在另一个实施例中,连接器5固定到壳体12。在这种情况下,整个壳体可以被升高和降低,使得连接器5可以通过一些驱动单元与壳体一起向上和向下移动,以便将连接器5连接至对接端口4.1、……、4.6,并且以便再次使连接器5与相应的对接端口4.1、……、4.6分离。

图2显示了图1的细节视图。尽管如此,图2仍显示了简化的示意图。它显示了其中两个容器2.1、2.2安装在支撑表面14和壳体12上部上,其中电离源6和连接器5连接至两个容器2.2之一的对接端口4.2。

在图2中,对接端口4.1、4.2分别仅仅是管道的端部。由此,管道的端部可以稍微超过支撑表面14的下侧,如图2所示。然而,在一种变型中,管道的端部也可以与支撑表面的下侧齐平。

在图2中,可以看到容器2.1、2.2是具有盖子16.1、16.2的广口瓶15.1、15.2。当用盖子16.1、16.2覆盖时,容器2.1、2.2被气密密封。这些广口瓶是由玻璃制成的广口瓶15.1、15.2。然而,它们也可以由特氟龙、不锈钢或任何其他合适的材料制成,而不是玻璃。

一根小管道从每个广口瓶15.1、15.2通过支撑表面14中的从支撑表面14的上侧到支撑表面14的下侧的开口之一伸出。在这些管道的下端,布置有对接端口4.1、4.2。在每个广口瓶15.1、15.2的侧壁中,设有用于将吹扫气体注入到相应的广口瓶15.1、15.2中的进气口17.1、17.2。如图1所示,这些进气口17.1、17.2分别连接至吹扫气体源13。该吹扫气体源13包括吹扫气体。在本实施例中,该吹扫气体是氮气。然而,吹扫气体也可以是任何其他气体。例如,它可以是惰性气体。

吹扫气体源13含有受压的吹扫气体。因此,在自动进样器1运行中,吹扫气体经由对接端口4.1、……、4.6持续从吹扫气体源13流动到容器2.1、……、2.6并穿过容器2.1、……、2.6,然后离开穿过容器2.1、……、2.6。因此,在这种吹扫气体持续流动的情况下,由样品源3.1、……、3.6提供的样品被从容器2.1、……、2.6中吹扫出。所以,当连接器5连接至对接端口4.1、……、4.6之一时,样品经由连接器5从相应的容器2.1、……、2.6中被吹扫到电离源6。

为了增强样品经由相应的对接端口4.1、……、4.6和连接器5从其相应的容器2.1、……、2.6到电离源6的流动,自动取样器1包括真空泵9。该真空泵9位于壳体12中并在电离源6中产生比容器2.1、……、2.6中的压力更低的压力。因此,连接器5一旦连接至对接端口4.1、……、4.6中的一个,就会将相应的样品从相应的容器2.1、……、2.6另外抽吸到电离源6。

自动取样器1包括用于控制自动取样器1的控制单元10。该控制单元10控制吹扫气体从吹扫气体源13到容器2.1、……、2.6的流动、容器2.1、……、2.6的加热单元18.1、18.2、壳体12与电离源6、质量分析仪7和连接器5一起的移动。此外,在连接器5连接至对接端口4.1、……、4.6之一时并且在将连接器从对接端口4.1、……、4.6之一分离时,控制单元10对连接器5的移动进行控制。另外,控制单元10对电离源6和质量分析仪7进行控制。控制单元10可以是任何类型。在一个示例中,控制单元10是计算机。该计算机可以安装在框架11的内部,或者可以位于框架11的外部。

控制单元10进一步适于对多个样品重复取样。因此,由于质谱是从源自相同样品源的样品中重复获得的,所以可以观察到样品源的时间演化性。

在自动取样器1运行中,提供样品的样品源3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6保持在容器2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6中,并且依次对容器2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6取样。因此,壳体12与电离源6、质量分析器7和连接器5一起在自动采样器1内依次移动至多个容器2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6中的每一个;连接器5每次都连接至相应的容器2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6的对接端口4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6;从相应的容器2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6中收集相应的样品,并经由连接器5将其转移到电离源6,其中至少一部分相应的样品被电离成离子。随后,将离子转移到质量分析仪7,在此从该离子中获得质谱。

由此,在从相应的容器2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6中收集了相应的样品之后,连接器5与相应的容器2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6的对接端口4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6分离。由此,只要在连接器5与相应的容器2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6的对接端口4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6分离时从相应的容器2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6中收集相应的样品,无论是在获得相应的样品的离子的质谱之前、期间、还是之后使连接器5与相应的容器2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6分离,都是无关紧要的。

每个对容器2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6之一的取样都会在5s的时间内将相应的样品从相应的容器2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6转移到电离源7。然而,在自动取样器1的操作方法的变型中,该时间可能与5s不同。例如,可能只有1s,但也可能是30s、60s或甚至30分钟或更长的分钟数。

在以这种方式对容器2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6取样后,使连接器5与容器2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6之一的对接端口4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6分离,壳体12与电离源6、质量分析仪7和连接器5一起在自动取样器1中移动至容器2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6中的下一个,并且连接器5连接至容器2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6中的该下一个容器,直到已对所有容器2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6进行了取样。从一个容器2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6到下一个容器2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6的每个此类改变都花费1s到30s的时间。然而,替代地,这可以花费更短或更长的时间。

在对容器2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6之一取样时,会重复获得质谱。甚至在没有对容器2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6取样时,也可以重复获得质谱。这具有的优点是可以识别出系统中源自先前取样的容器2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6的样品的任何残留物,这些残留物会导致从稍后取样的容器2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6中获得的质谱中存在污染。然而,在一个变型中,仅当对容器2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6之一取样时,才可以重复获得质谱。

本发明不仅限于上述实施例。例如,不需要自动取样器从多个气态样品中获得质谱。相反,自动取样器可以适于从多个液态样品中获得质谱。在这种情况下,电离源优选是电喷雾电离源。

总之,应当注意,提供了一种自动取样器和一种用于操作这种自动取样器使得能够更准确地获得多个流体样品的质谱的方法。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1