一种基于ICP-MS高通量分析的装置

摘要

本发明涉及无机同位素分析技术领域，具体的说是一种基于ICP‑MS高通量分析的装置，包括ICP‑MS分析仪、雾化室、雾化器和样品流水线，所述雾化器从样品流水线中汲取样品后进入雾化室内，所述雾化室内的样品气雾通过进料管进入ICP‑MS分析仪进行分析，从而实现尽可能短的过程管路，减少样品提升时间和冲洗时间，提供系统的整体的样品通量。通过专门的样品瓶设计，将样品取样针一次性固化在样品瓶中；在自动进样过程中取消泵管，通过专门的雾化器设计结合自动化控制样品瓶直接进行连接；通过以上两点，从而实现尽可能短的过程管路，减少样品提升时间和冲洗时间，提供系统的整体的样品通量，同时避免样品间交叉污染的发生。

说明书

技术领域

本发明涉及无机同位素分析技术领域，具体的说是一种基于ICP-MS高通量分析的装置。

背景技术

ICP-MS是一种利用电感耦合等离子体作为离子源，按质荷比进行分离检测的无机同位素分析手段。ICP-MS相对其他无机分析手段，比如原子吸收，原子荧光，ICP光谱具有灵敏度高，检出限低，动态线性范围宽，多元素分析，准确度高等优点以及特有的同位素分析能力，因此获得了越来越广泛的应用。

ICP-MS可以对固体、液体、气体等不同样品进行分析时，通常进行不同的前处理方法将各种样品转化为液体，然后通过动力装置带入。ICP-MS的进样系统通常包括蠕动泵、雾化器、雾化室。而从样品经过的通道来分析，样品进样品瓶，到进样管，到雾化器，雾化室，最后进入矩管。通常样品管通过蠕动泵转动挤压送入雾化器，样品在雾化器的特有结构中由于雾化气的高速气流转为气溶胶颗粒，雾化室筛选较小粒径分布的气溶胶颗粒进入矩管。

ICP-MS完成一次样品的分析时间包括样品提升时间，数据采集时间和冲洗时间。由于数据采集速度很快，时间相对较小，样品的提升和冲洗时间成了影响了整体系统分析的通量的主要原因。

现有ICP-MS技术中存在的显著问题是：在大量样品的情况下，自动进样器的使用成为普遍需求。当前结合自动进样器的ICP-MS系统。主要存在以下几个问题：(1)由于采用样品臂，样品为与雾化器入口的距离加长，导致样品提升的时间加长，样品管中交叉污染的概率提高。(2)样品取样针取样时需要插入样品瓶，样品管的清洗流程复杂。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种基于ICP-MS高通量分析的装置，通过专门的样品瓶设计，将样品取样针一次性固化在样品瓶中；在自动进样过程中取消泵管，通过专门的雾化器设计结合自动化控制样品瓶直接进行连接；通过以上两点，从而实现尽可能短的过程管路，减少样品提升时间和冲洗时间，提供系统的整体的样品通量，同时避免样品间交叉污染的发生。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于ICP-MS高通量分析的装置，包括ICP-MS分析仪、雾化室、雾化器和样品流水线，所述雾化器从样品流水线中汲取样品后进入雾化室内，所述雾化室内的样品气雾通过进料管进入ICP-MS分析仪进行分析，从而实现尽可能短的过程管路，减少样品提升时间和冲洗时间，提供系统的整体的样品通量。

进一步地，所述雾化室的底部连接有一根用于排出液体的废液管，所述雾化室的底部呈圆弧状。

所述雾化器包括雾化器壳体、气管、内管、内标管和雾化器探针，所述雾化器壳体套接在内管的外部，所述雾化器探针和雾化器壳体的一端部固定连接，所述雾化器探针和内管连通，所述内管的一端部还连通有内标管。样品通过雾化器探针雾化后进入内管，所述内标瓶内试剂也通过内管进入雾化室内。

进一步地，所述雾化器为超声波雾化装置。

所述样品流水线包括转盘、样品瓶、吸管和瓶盖，所述转盘上均匀分布有圆孔，所述样品瓶安装在圆孔内，所述吸管固定安装在瓶盖内部，所述瓶盖可拆卸连接在样品瓶端口处。

进一步地，所述雾化器探针和吸管为可拆卸连接，所述雾化器探针靠近吸管的位置设有凹槽，槽内安装橡胶垫，所述吸管插入凹槽后橡胶垫挤压密封吸管和凹槽连接缝隙。

优选地，所述样品流水线下方连接有底座，所述底座内部内置有电机，所述转盘固定安装在电机的转轴上。

优选地，所述转盘可以使用长条形传送装置替换，目的为了实现样品流水线的自动供样功能。

进一步地，所述内标管远离雾化器的端部通过软管连接有内标瓶，所述内标管和内标瓶连接的管路上安装有用于汲取内标瓶内液体的蠕动泵。

进一步地，所述气管远离雾化器的一端部连接有用于提供高速空气气流的气泵。气泵工作后雾化器壳体内形成负压，使得雾化的样品在压力的推动下进入雾化室内。

优选地，所述气管安装在雾化器壳体的筒身上，所述气管和雾化器壳体的连接口处对应内管的中部位置，所述雾化器壳体的一端部内伸入雾化室内部。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明所述的一种基于ICP-MS高通量分析的装置，通过专门的样品瓶设计，将样品取样针一次性固化在样品瓶中；在自动进样过程中取消泵管，通过专门的雾化器设计结合自动化控制样品瓶直接进行连接；通过以上两点，从而实现尽可能短的过程管路，减少样品提升时间和冲洗时间，提供系统的整体的样品通量，同时避免样品间交叉污染的发生。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的加工装置整体结构示意图。

图中：1、ICP-MS分析仪，2、雾化室,3、雾化器，31、雾化器壳体，32、气管，33、内管，34、内标管，35、雾化器探针，4、样品流水线，41、转盘，42、样品瓶，43、吸管，44、瓶盖，5、底座，6、蠕动泵，7、内标瓶，8、进料管，9、废液管。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。另外，除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

实施例一

如图1所示，一种基于ICP-MS高通量分析的装置，包括ICP-MS分析仪1、雾化室2、雾化器3和样品流水线4，所述雾化器3从样品流水线4中汲取样品后进入雾化室2内，所述雾化室2内的样品气雾通过进料管8进入ICP-MS分析仪1进行分析，从而实现尽可能短的过程管路，减少样品提升时间和冲洗时间，提供系统的整体的样品通量。样品雾化后直接通过雾化室2进入到ICP-MS分析仪1，避免过多管道接触。

优选地，本实施例中的ICP-MS分析仪采用Agilent7700CX型分析仪。

进一步地，所述雾化室2的底部连接有一根用于排出液体的废液管9，所述雾化室2的底部呈圆弧状。方便冷凝的液体进入废液管9导出，废液管9将废液聚集到收集箱。

所述雾化器3包括雾化器壳体31、气管32、内管33、内标管34和雾化器探针35，所述雾化器壳体31套接在内管33的外部，所述雾化器探针35和雾化器壳体31的一端部固定连接，所述雾化器探针35和内管33连通，所述内管33的一端部还连通有内标管34。样品通过雾化器探针35雾化后进入内管33，所述内标瓶7内试剂也通过内管33进入雾化室内。雾化器探针35用于和样品瓶连接固定，便于样品导入。

进一步地，所述雾化器3为超声波雾化装置，利用超声波高频振荡使得样液迅速气化。

所述样品流水线4包括转盘41、样品瓶42、吸管43和瓶盖44，所述转盘41上均匀分布有圆孔，所述样品瓶42安装在圆孔内，所述吸管43固定安装在瓶盖44内部，所述瓶盖44可拆卸连接在样品瓶42端口处。

优选地，所述转盘41上的圆孔内填充有橡胶材料，方便样品瓶的固定，所述瓶盖44为橡胶材质，所述瓶盖44和样品瓶42为可拆卸连接。

进一步地，所述雾化器探针35和吸管43为可拆卸连接，所述雾化器探针35靠近吸管43的位置设有凹槽，槽内安装橡胶垫，所述吸管43插入凹槽后橡胶垫挤压密封吸管和凹槽连接缝隙。

优选地，所述样品流水线4下方连接有底座5，所述底座5内部内置有电机，所述转盘41固定安装在电机的转轴上，所述电机转轴为一根液压伸缩杆，可以调整转轴长度。

进一步地，所述内标管34远离雾化器3的端部通过软管连接有内标瓶7，所述内标管34和内标瓶7连接的管路上安装有用于汲取内标瓶内液体的蠕动泵6。

进一步地，所述气管32远离雾化器3的一端部连接有用于提供高速空气气流的气泵。气泵工作后雾化器壳体31内形成负压，使得雾化的样品在压力的推动下进入雾化室2内。

优选地，所述气管32安装在雾化器壳体的筒身上，所述气管32和雾化器壳体31的连接口处对应内管33的中部位置，所述雾化器壳体31的一端部内伸入雾化室2内部。

实际工作时，预先将样品瓶42安装进转盘41上的圆孔中，安装时根据需要选择样品瓶42和清洗瓶间隔安装或者只安装样品瓶等安装方式，本实施例中选择间隔安装样品瓶和清洗瓶，然后启动底座5内电机，电机带动转盘51上的样品瓶转动，待其中一个样品瓶的吸管43对准雾化器探针35时，转盘停止转动，电机转轴上移使得雾化器探针35连接样品瓶的吸管43；开启气管外的气泵，气压将样品瓶内的样液抽吸进入雾化器3，然后气雾进入雾化室内后进一步通过进料管8进入ICP-MS分析仪1进行分析处理，

分析完成后，转盘转动将清洗瓶对应雾化器探针，然后采用同样的方式将清洁液生成气雾至雾化室，进一步导入ICP-MS分析仪，实现装置的清洗。避免了单独设备清洗的麻烦。从而实现尽可能短的过程管路，减少样品提升时间和冲洗时间，提供系统的整体的样品通量，同时避免样品间交叉污染的发生。

实施例二

以上实施例中的样品流水线4可以使用长条形传送装置替换转盘装置，两种传送装置的目的为了实现样品流水线的自动供样功能。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。