用于改进谱法中的处理量的设备和方法_2

文档序号:8343867阅读:来源:国知局
含样品的流体进入焰炬的入口。
[0018]本发明进一步提供用于将样品注入到焰炬中的设备,该设备包括操控器和液体注射装置,该液体注射装置包括第一出口 ;其特征在于,该操控器被安排成使得,在使用中,它可以将该液体注射装置从第一位置移动到第二位置,该第一位置为使得该第一出口被对齐以便喷射的液体可以进入该焰炬中,该第二位置为使得该第一出口被定位成以便与容纳含样品的液体的容器处于流体连通。
[0019]如上所述,在常规应用中,样品处理量大体上不受样品引入或分析时间的限制,但受到来自先前样品的物质在该样品引入系统和谱仪的部件上的沉积造成的记忆效应的限制。要求冲洗的关键元件是该液体注射装置,并且本发明的方法和设备着手解决该液体注射装置的冲洗方法以便改进利用该注射器的谱法的处理量。本发明的方法和设备可以应用到多种多样的液体注射装置中,除其他之外,包括压电致动的液滴发生器、热喷墨装置、单分散干燥微粒注射器、振动孔单分散气溶胶发生器、连续流体射流微液滴发生器、和流动聚焦注射器,并且预期这些方法和设备将可适用于至今仍未知类型的液体注射装置中。虽然可广泛地应用,本发明的方法和设备赋予了另外的优点,其中该液体注射装置是低流量装置,如微液滴分配器,如将进一步描述的。
[0020]在考虑其中克服由于该液体注射装置中的记忆效应造成的样品处理量上的限制的方式的同时,诸位发明人认识到通过最小化这些液体注射器表面暴露于的样品量获得了优点。然而这些液体注射装置拥有必须填充有液体的最小体积以便该注射装置适当地运行。在现有技术中使用这些注射器时,将含样品的液体经由导管供应至该注射器并且经由入口引入该注射器中,并且将该含样品的液体通过该注射器送至出口,从该出口喷射该液体的液滴或射流。因此,该注射器(以及该液体供应导管)的整个内部体积暴露于该含样品的液体,并且在可以引入第二含样品的液体之前该整个内部体积必须排空第一含样品的液体,从而不发生样品混合。此外,如果要将记忆效应最小化,在引入第二液体之前该注射器的整个内表面必须清洗干净。如以上所指出,由于现代谱法系统的增加的灵敏度,这个过程典型地花费几十秒。本发明通过减少进入该注射器的含样品的液体的量着手解决这个问题,从而减少被该含样品的液体占据的体积以及与该含样品的液体接触的该注射器的内表面。这是通过避免将该含样品的液体通过入口装载到该注射器内并且然后将该液体通过该注射器送至出口的现有技术方法来实现的。本发明还使得能够消除该液体供应导管,进一步减少与该含样品的液体接触的表面积。本发明的方法和设备使得能够将含样品的液体抽入该液体注射装置的第一出口中并且然后向回推动离开该第一出口并且进入该谱仪。由此,装载到该注射器内的含样品的液体的量可以最小化到的体积仅稍微大于有待传递到该谱仪内的体积,并且该含样品的液体仅占据一个体积并且接触该液体注射装置的在或靠近该第一出口处的内表面。含样品的液体不需要接触任何液体供应导管。因此,在将第二含样品的液体引入该注射器之前,必须从该注射器排出的第一含样品的液体的量、以及该注射器要求冲洗的内表面积大大减小。此外,没有液体供应导管要求冲洗。
[0021]该方法和设备特别适合于缓慢排出液体的低流量样品注射装置。此种注射器缓慢地排空先前装载的含样品的液体并且缓慢地排出用于清洁该注射器的内表面的清洗液体。低流量注射装置在利用液滴流的谱法中变得越来越重要,由于它们可以典型地使得能够产生该含样品的液体的较小液滴流,并且它们可以产生具有更均匀尺寸分布的液滴,这两者对于小样品体积的高效利用变得越来越令人希望。
[0022]术语含样品的液体在此用于指一种完全由样品组成的液体、或一种包含样品的液体(如浆料或悬浮的纳米颗粒)。典型地将样品用溶剂稀释,但在一些情况下,样品可以具有一种允许其无需稀释而直接注入该谱仪中的形式,并且这两种形式均可以用于本发明的方法和设备中。
[0023]在本发明的方法中,将含样品的液体经由第一出口装载到该液体注射装置内。该出口包括通道或孔。将该样品装载到该液体注射装置内的行动可以按许多方式来完成,但在优选的实施例中,通过向该液体注射装置的第二出口施加抽吸将含样品的液体抽入该液体注射装置中来装载该含样品的液体。该抽吸可以通过任何装置来施加,并且如在此使用的,任何此种装置被称为泵。该抽吸优选施加到包含在该液体注射装置内的流体上。优选地,该流体是一种液体,在此被称为缓冲液体。更优选地,该流体是一种不与有待分析的这些含样品的液体混合的纯液体,并且因此可以是一种不与水混合的液体例如油,优选氟碳油,从而减少由于扩散与含样品的液体混合并且保持该液体注射装置的内表面的被含样品的液体接触的一部分不含污染物(由于该注射装置的内表面的疏水性)。可替代地、或者此夕卜,小气泡可以布置在该缓冲液体与该含样品的液体之间,从而将这两种不同液体分开并且防止这两种不同液体混合。气泡可以这样布置在该缓冲液体与该含样品的液体之间,通过在恰在使该液体注射装置的第一出口与该含样品的液体处于流体连通之前使该液体注射装置的第一出口暴露于该气体的同时,向该液体注射装置的第二出口短时间施加抽吸。该气体可以是任何合适的气体,包括空气或惰性气体。为了进一步最小化冲洗,该液体注射装置的与含样品的液体接触的内表面和该第一出口周围的区域可以用疏水涂层进行涂覆。作用在该注射器中的流体上的抽吸导致含样品的液体通过该第一出口被抽入该液体注射装置内,此时该液体注射装置的第一出口与该含样品的液体的源处于流体连通。优选地,该含样品的液体的源是含有一定量的含样品的液体的容器。如在此使用的,术语容器包括用于容纳液体的任何装置,包括但不限于腔室和导管。优选地,每个样品被包含在单独的容器或导管中,在这种情况下没有共同的液体供应导管与含样品的液体进行接触并且因此没有液体供应导管要求在样品之间的冲洗。在将一定量的含样品的液体通过该注射装置中的第一出口装载到该液体注射装置内的过程之前,将该液体注射装置放置为与该含样品的液体的源处于流体连通,这可以通过移动该含样品的液体的源来完成,或者它可以通过移动该液体注射装置、或通过这些移动的组合来完成。优选地,通过移动该液体注射装置来将该液体注射装置放置为与该含样品的液体的源处于流体连通。
[0024]已经将一定量的含样品的液体通过该注射装置中的第一出口装载到该液体注射装置内之后,然后将已经装载到该液体注射装置内的一定量的含样品的液体从该液体注射装置中以液滴的形式或者以射流的形式喷射,该射流由于不稳定性随后破裂为液滴。许多优选的液体注射装置包括将液体以单液滴的形式喷射的微液滴分配器。一些优选的液体注射装置包括将液体以微射流或毛细管的形式喷射的微液滴分配器,该微射流或毛细管由于不稳定性随后破裂为液滴。此种液体注射装置的实例包括一种流动聚焦注射器,其实例描述于美国专利6,119,953中。术语射流在此包括微射流、毛细射流和毛细管。优选地,该液体注射装置是配置为喷射直径小于100 μ m的单液滴的微型分配器。
[0025]从该液体注射装置中以液滴的形式或者以射流(由于不稳定性随后破裂为液滴)的形式喷射液体是在这样的方向上通过该液体注射装置的第一出口,使得该含样品的流体进入焰炬的入口。优选地,从该液体注射装置中喷射液体是与该焰炬的入口的轴线对齐的。在一些实施例中,去溶剂化器位于该液体注射装置的第一出口与该焰炬之间,在这种情况下从该液体注射装置喷射液体是与该去溶剂化器的轴线对齐的,以便喷射的液体进入该去溶剂化器中然后继续传递以进入该焰炬的入口。实施例可以代替地或者此外包括位于该液体注射装置与该焰炬之间的气体夹带装置,在这种情况下对从该液体注射装置喷射液体进行引导以便进入该气体夹带装置的入口,以便喷射的液体进入该气体夹带装置中然后继续传递以进入该焰炬的入口。当一起使用时,该去溶剂化器和该气体夹带装置可以按任一顺序定位。该去溶剂化器和该气体夹带装置的轴线可以与或可以不与该焰炬的入口的轴线共轴,取决于该去溶剂化器和气体夹带装置的配置。
[0026]优选地,在将含样品的液体通过该注射装置中的第一出口装载到该液体注射装置内的步骤之前,将该液体注射装置从第一位置移动到第二位置;并且优选地恰在从该液体注射装置中喷射该含样品的液体的至少一些的步骤之前,将该液体注射装置从第二位置移动到第一位置;该第一位置为使得该第一出口与该等离子体焰炬的入口或去溶剂化器的入口或气体夹带装置的入口是对齐的;该第二位置为使得该第一出口与一定量的含样品的液体处于液体连通。
[0027]优选地,该方法进一步包括将基本上所有未使用的先前装载的含样品的液体通过该第一出口从该液体注射装置中喷射至废物。优选地,恰在将基本上所有未使用的先前装载的含样品的液体通过该第一出口从该液体注射装置中喷射至废
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