专利名称：用于质谱分析的基质添加系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于质谱分析的基质添加系统，具体而言，涉及一种满足生物粒子检测要求的生物气溶胶样品自动在线添加基质的系统。
背景技术：
质谱分析法是通过对被测样品离子质荷比的测定来进行分析的一种分析技术。被分析的样品首先要进行离子化，然后利用不同离子在电场或磁场中的运动行为的不同，把离子按质荷比(m/z)分开而得到质谱，根据样品的质谱和相关信息，可以得到样品的定性定量分析结果。八十年代以后出现了一些新的质谱技术，例如，基质辅助激光解吸技术和飞行时间质量分析技术，以及随之而来的飞行时间质谱仪。随着技术的成熟，飞行时间质谱分析方法被广泛应用于有机物质、生物物质的分析。基质辅助激光解吸技术将待分析样本与被称为基质的拥有光子吸收能力的物质 (如尼古丁酸、二羟基苯甲酸等)进行混合，并将一系列脉冲激光照射到样本-基质混合物上，基质快速吸收激光能量，被瞬间加热汽化，在该过程中，基质中的样本被解吸和离子化。 通常配套飞行时间质量分析器进行质量分析和数据处理，可明显降低噪音干扰、提高质量分辨率。基质辅助激光解吸技术是软离子化的重要方法之一，样品以极快的速度被解吸和电离，避免了热不稳定物质的分解，已经成功应用于大量难挥发和易热分解的有机物分析， 而不必使其断裂或破碎，如多肽、多糖、核酸、有机金属化合物、类脂、类固醇等的分子量测定。检测质量范围没有限制，特别适用于大分子的分析，谱图碎片很少，基本上没有基质物的干扰，灵敏度高，操作简便。然而，现有技术中无法为飞行时间质谱仪待测样品提供在线基质添加，不能满足对生物气溶胶样本中生物粒子的检测要求。
实用新型内容本实用新型提供一种用于质谱分析的基质添加系统，用以实现飞行时间质谱仪待测样品的在线基质添加，满足对生物气溶胶样本中生物粒子的检测要求。为达到上述目的，本实用新型提供了一种用于质谱分析的基质添加系统，其包含 加热池、热饱和管、冷凝管和外围控制模块，其中，加热池用于盛放基质溶液，加热池外部固定有第一加热带，基质在加热池中受热变成蒸汽，与进入加热池的气溶胶粒子混合在一起， 并有一部分基质蒸汽附着在气溶胶粒子上；热饱和管与加热池相连接，热饱和管外部固定有第二加热带，用于给气溶胶粒子和基质的混合气体一个适宜的温度，使其更好的粘合在一起，更多的基质附着在气溶胶粒子上；冷凝管与热饱和管相连接，冷凝管外部固定有制冷片，用于对从热饱和管出来的气体进行冷凝，使其中的未附着在气溶胶粒子上的汽态基质液化，回流到加热池中，从而在冷凝管出口得到附着基质的气溶胶粒子；外围控制模块，分别与第一加热带、第二加热带和制冷片相连接，用于分别控制调节加热池、热饱和管和冷凝管的温度，并分别显示加热池、热饱和管和冷凝管的设定温度和当前温度。较佳的，加热池包括通过螺纹相连接的底座和盖。较佳的，热饱和管与加热池之间为螺纹连接。较佳的，冷凝管与热饱和管通过聚四氟乙烯件相连接。较佳的，制冷片为半导体制冷片。较佳的，半导体制冷片与冷凝管通过过渡件连接。较佳的，外围控制模块包括电源以及分别与其电连接的温度控制器、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第一加热带控制部件、第二加热带控制部件和制冷片控制部件，其中第一温度传感器设置在底座的底面；第二温度传感器设置在热饱和管外侧；第三温度传感器设置在冷凝管外侧；第一加热带控制部件电连接在温度控制器和第一加热带之间；第二加热带控制部件电连接在温度控制器和第二加热带之间；制冷片控制部件电连接在温度控制器和制冷片之间。较佳的，第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器为PT100。较佳的，加热池和/或冷凝管下方支撑有材料为聚四氟乙烯的支撑件。在上述实施例中，气溶胶粒子由加热池的粒子入口进入到盛有基质溶液的加热池，基质溶液的热饱和气体在冷凝管内冷凝到气溶胶粒子上，在粒子出口就可以得到附着基质的气溶胶粒子。通过改变基质的浓度、热饱和管和冷凝管的温度、气溶胶粒子的流量、 载气的特性和差分系统的真空度等，可以改变基质在气溶胶粒子上的附着量，可以实现生物气溶胶样品的自动在线添加基质，满足生物粒子的检测要求。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为根据本实用新型一个实施例的用于质谱分析的基质添加系统示意图；图2为根据本实用新型一个优选实施例的加热池结构示意图；图3为根据本实用新型一个优选实施例的冷凝管结构图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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付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。图1为根据本实用新型一个实施例的用于质谱分析的基质添加系统示意图。如图1所示，包含加热池1、热饱和管2、冷凝管3和外围控制模块7，其中加热池1用于盛放基质溶液，加热池1外部固定有第一加热带4，基质在加热池1 中受热变成蒸汽，与进入加热池1的气溶胶粒子混合在一起，并有一部分基质蒸汽附着在气溶胶粒子上；热饱和管2与加热池1相连接，热饱和管2外部固定有第二加热带5，用于给气溶胶粒子和基质的混合气体一个适宜的温度，使其更好的粘合在一起，更多的基质附着在气溶胶粒子上；冷凝管3与热饱和管2相连接，冷凝管3外部固定有制冷片6，用于对从热饱和管 2出来的气体进行冷凝，使其中的未附着在气溶胶粒子上的汽态基质液化，回流到加热池1 中，从而在冷凝管出口得到附着基质的气溶胶粒子；外围控制模块7分别与第一加热带4、第二加热带5和制冷片6相连接，用于分别控制调节加热池1、热饱和管2和冷凝管3的温度，并分别显示加热池1、热饱和管2和冷凝管3的设定温度和当前温度。在本实施例中，气溶胶粒子由加热池的粒子入口进入到盛有基质溶液的加热池， 基质溶液的热饱和气体在冷凝管内冷凝到气溶胶粒子上，在粒子出口就可以得到附着基质的气溶胶粒子。通过改变基质的浓度、热饱和管和冷凝管的温度、气溶胶粒子的流量、载气的特性和差分系统的真空度等，可以改变基质在气溶胶粒子上的附着量，可以实现生物气溶胶样品的自动在线添加基质，满足生物粒子的检测要求。本系统可以用于激光飞行时间质谱进样前端的被测物质的在线富集，为后续的样本检验提供必要的样本辅助添加。用以实现飞行时间质谱仪待测样品的在线基质添加，满足对生物气溶胶样本中生物粒子的检测要求。图2为根据本实用新型一个优选实施例的加热池结构示意图。如图2所示，加热池的底座和盖通过螺纹连接，上盖可以拆卸，便于添加基质；加热池底座的底面中部留有温度传感器的安装位置，能够更准确的测量基质溶液的温度；加热池通过第一加热带进行加热； 为防止加热池与工作台之间的热交换，在加热池的底座的下方设置有加热池支撑件。加热池通过螺纹与热饱和管的接头连接，可拆卸，且热饱和管向上倾斜一定的角度，便于从冷凝管冷却形成的液体回流到加热池中。例如，冷凝管与热饱和管通过聚四氟乙烯件相连接。因为聚四氟乙烯具有很好的绝热、耐腐蚀性能，能够隔断热的传播，在保证气路流畅的同时隔断热饱和管和冷凝管之间的热量传播，保证热饱和管和冷凝管之间的温度差。图3为根据本实用新型一个优选实施例的冷凝管结构图。如图3所示，冷凝管外设置的制冷片为半导体制冷片，冷凝管通过半导体制冷片来实现制冷的功能，并且半导体制冷片的位置可以通过安装来调节，以得到更好的冷凝效果；冷凝管与半导体制冷片之间还可以通过一个制冷转接件(过渡件)连接，增大冷却面积，且冷凝管呈垂直方向安装，能够使凝结在冷凝管壁上的液体回流；半导体制冷片连接有散热片，用于散热；温度传感器设置在冷凝管外，用于准确测量冷凝管的温度。例如，外围控制模块包括电源以及分别与其电连接的温度控制器、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第一加热带控制部件、第二加热带控制部件和制冷片控制部件，其中，第一温度传感器设置在底座的底面；第二温度传感器设置在热饱和管外侧；第三温度传感器设置在冷凝管外侧；第一加热带控制部件电连接在温度控制器和第一加热带之间；第二加热带控制部件电连接在温度控制器和第二加热带之间；制冷片控制部件电连接在温度控制器和制冷片之间。例如，第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器为PT100。利用PT100 作为温度传感器，与加热池、热饱和管和冷凝管紧密接触，确保获取最接近被加热或制冷物质的温度。外围控制模块不仅可以显示当前温度，还可以根据实际使用需要，使用控制器面板上的按键，自由设定被加热或制冷物质的温度，设定温度可在控制面板上清楚显示。温度控制器为高精度温控器，利用自适应PID算法，实现对被控装置的精确控制。例如，加热池的温度控制在40-80°C，冷凝管的温度控制在6-12°C，可以获得较好的效果。例如，为有效地防止加热池和/或冷凝管与工作台之间进行热交换，可以在加热池和/或冷凝管下方支撑有材料为聚四氟乙烯的支撑件。本领域普通技术人员可以理解附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。本领域普通技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制； 尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解: 其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。
权利要求1.一种用于质谱分析的基质添加系统，其特征在于，包含加热池、热饱和管、冷凝管和外围控制模块，其中所述加热池用于盛放基质溶液，所述加热池外部固定有第一加热带； 所述热饱和管与所述加热池相连接，所述热饱和管外部固定有第二加热带； 所述冷凝管与所述热饱和管相连接，所述冷凝管外部固定有制冷片； 所述外围控制模块，分别与所述第一加热带、所述第二加热带和所述制冷片相连接。
2.如权利要求1所述的基质添加系统，其特征在于，所述加热池包括 通过螺纹相连接的底座和盖。
3.如权利要求1所述的基质添加系统，其特征在于，所述热饱和管与所述加热池之间为螺纹连接。
4.如权利要求1所述的基质添加系统，其特征在于，所述冷凝管与所述热饱和管通过聚四氟乙烯件相连接。
5.如权利要求1所述的基质添加系统，其特征在于，所述制冷片为半导体制冷片。
6.如权利要求5所述的基质添加系统，其特征在于，所述半导体制冷片与所述冷凝管通过过渡件连接。
7.如权利要求2所述的基质添加系统，其特征在于，所述外围控制模块包括电源以及分别与其电连接的温度控制器、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第一加热带控制部件、第二加热带控制部件和制冷片控制部件，其中所述第一温度传感器设置在所述底座的底面； 所述第二温度传感器设置在所述热饱和管外侧； 所述第三温度传感器设置在所述冷凝管外侧；所述第一加热带控制部件电连接在所述温度控制器和所述第一加热带之间； 所述第二加热带控制部件电连接在所述温度控制器和所述第二加热带之间； 所述制冷片控制部件电连接在所述温度控制器和所述制冷片之间。
8.如权利要求7所述的基质添加系统，其特征在于，所述第一温度传感器、所述第二温度传感器和所述第三温度传感器为PT100。
9.如权利要求1-8中任一项基质添加系统，其特征在于，所述加热池和/或所述冷凝管下方支撑有材料为聚四氟乙烯的支撑件。
专利摘要本实用新型公开了一种用于质谱分析的基质添加系统，其包含加热池、热饱和管、冷凝管和外围控制模块，其中，加热池用于盛放基质溶液，加热池外部固定有第一加热带；热饱和管与加热池相连接，热饱和管外部固定有第二加热带，用于给气溶胶粒子和基质的混合气体一个适宜的温度，使其更好的粘合在一起；冷凝管与热饱和管相连接，冷凝管外部固定有制冷片，用于对从热饱和管出来的气体进行冷凝，使其中的未附着在气溶胶粒子上的汽态基质液化，回流到加热池中，从而在冷凝管出口得到附着基质的气溶胶粒子；外围控制模块，分别与第一加热带、第二加热带和制冷片相连接，用于调节并显示加热池、热饱和管和冷凝管的设定温度和当前温度。
文档编号G01N27/62GK201945577SQ20102065270
公开日2011年8月24日 申请日期2010年12月10日 优先权日2010年12月10日
发明者刘强, 刘毅, 刘航, 李晓静, 陈艳学 申请人:北京汇丰隆经济技术开发有限公司