一种便携式质谱仪校准装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种集合了存储、加热与取用功能的便携式质谱仪校准装置，包括：用于存储校准物质的至少一半透膜腔室；用于控制半透膜温度的温度传感器与加热装置；用于控制进样的毛细管路与阀门；以及一块整合该装置的结构件或芯片。本校准装置可以将校准物密封储存在便携式质谱仪内部，实现对校准物质的随时调用，便于仪器在各种场合调谐，减少取用损耗，半透膜腔室与毛细管路的精密连接可避免与校准物与外界物质接触产生不必要的污染；还可与控制软件整合，实现存储调用多种校准物的功能。

【技术实现步骤摘要】
一种便携式质谱仪校准装置
本专利技术属于质谱仪便携化
，具体来说涉及一种便于在移动使用的质谱仪中存储校准样品的便携式质谱仪校准装置。技术背景质谱仪可以根据质荷比(m/z)分离带电粒子，在质谱图上实时显示不同质荷比粒子的丰度；质谱图横轴质量轴以质荷比为单位，其准确度是判定粒子成分的重要因素。质量轴会因各种原因发生偏移，测量前要用校准物质(如全氟三丁胺)调谐。质谱仪便携化技术是将质谱仪向小型化，便携化，一体化发展的技术，是质谱技术目前发展的趋势之一。便携式质谱仪需要能满足在各种现场环境下工作的需要，而质量轴会因各种现场条件发生偏移，每次在不同环境工作需要校准质量轴，需用到校准物质。一般校准物质与质谱仪独立保存，校准时通过进样口引入仪器，进样时校准物会产生损耗，与外部环境接触会遭受污染。台式仪器中通常采用定向放置的洁净样品瓶储存校准物。常见校正品如全氟类化合物，聚醇类化合物均为具有流动特性的样品，在便携类仪器的使用过程中，仪器及包装箱常易出现倒置情况，使用液体型的台式质谱仪校准器材经常会出现校准品泄露的污染，严重影响质谱仪准备就位时间。即使使用如CN103262204A中脉冲引入校准样品的方法，其使用的阀门在长期被倒置的校准品侵染时仍会出现各种问题，如阀门封闭O圈溶胀失效，或被校准物中析出的固体颗粒堵塞或破损的状况。因此，一些应急用的质谱仪器如InficonHapsite等不得已采用挥发性的气体校准品，其体积较大，储存压缩气体不但要求更多的安规保证，挥发性气体的分子量限制也使得质谱仪高质量范围的校准变得困难。因此，有必要发展一种体积小巧，可自由任意放置，使用便捷的洁净化质谱仪校准物质装置。
技术实现思路
根据现有技术的缺陷，本专利技术提出了一种便携式质谱仪校准装置。根据本专利技术提供的一种便携式质谱仪校准装置，包括用于存储质谱校准物的至少一个封闭腔室，该封闭腔室的至少一面由半透膜构成；用于控制半透膜温度的温控系统，该温控系统包括一个温度传感器，一个半透膜加热装置。一个控制器，基于从属温度传感器和加热装置，对半透膜的温度进行控制，包裹于该封闭腔室，用于进一步限制校准物流出量的限流结构。该半透膜的材料选择使常温即35℃以下情况下，该封闭腔室于各方向放置均不会渗出质谱校准物液体或粉末。当半透膜被加热时，其高分子内部结构产生空隙，使校准物整体在保持不流出的情况能以分子形式通过这些空隙进入质谱真空室，从而电离得到校准样品离子。优选地，该质谱仪校准装置中校准物的至少一侧与半透膜紧密贴合，其中半透膜材质至少包括10％的以下高分子材料a)聚二甲基硅氧烷b)介孔聚四氟乙烯c)介孔聚酰亚胺d)微孔高密度聚乙烯e)环氧树脂纤维。利用这些材料物质结构微孔孔径随温度变化的特性受控导出分子级分散的校准品。优选地，所述质谱校准物为流体或有流动性的粉末状固体。其中所述质谱校准物的化学成分包括至少一种以下物质：a)全氟三烷基胺b)低聚全氟聚醚c)全氟烷基三嗪d)全氟烷基嗪磷e)聚乙二醇f)聚丙二醇。这些物质可以形成稳定的多质量校准峰，从而校准质谱仪的全质量轴。当质谱仪的灵敏度较高时，所述的质谱仪校准物质装置可包括一个限流毛细管来限制以分子级分散溢出的校准物分子流。优选地，校准装置的外侧进一步包括一个阀门，可以是手动或电控阀，当仪器处于未工作状态时，阀门将关闭使存储腔室处于密封态，可限制样品挥发损失。优选地，为进一步减少便携微型质谱的校准品损耗并降低其可能产生的离子源污染，在该实施例中，可使可控电控阀门开启的时序和质谱进样时序相一致，限制校准品的挥发损失。同时，也可以使半透膜加热开启的时序和质谱进样时序相一致，进一步限制校准品的挥发损失。优选地，半透膜质谱校准装置利用微机械微加工(MEMS)技术构建，其中所述腔室由一块半透膜与凹槽贴合形成，腔室结构采用微机械加工(mems)制备在平面芯片基板上，该基板可直接通过O圈直接封压在便携式质谱仪的真空室上，可几乎不增加因校准品引入造成的额外仪器体积。优选地，本专利技术还提出一种基于该专利技术质谱仪校准装置的多内标校准方法，在该方法中，进一步制备包含多种校准品的半透膜腔室(数量至少为2个)，系统校正时形成至少两个标准校正温度，对每一个半透膜腔室提供单独的温度控制。质谱仪为与色谱直接相连的便携式色质联用仪，当其控制软件选择内标时，能通过加热指定的半透膜腔室或控制阀门引入指定的内标物。如在低保留时间中引入挥发度较高的一种校正物，而在高保留时间中引入另一种挥发度较低的校正物。从而使得各析出馏程的化合物与对应内标均具备类似的离子电离效率，提高仪器的定量特性。相对于现有技术，本专利技术具有如下优点：1、本专利技术体积小巧，可一次性校准多个物质位点，全方向放置无泄漏；2、本专利技术装置既可外部插入安装，也可以集成在质谱仪腔体上，特别是对于便携式小型质谱仪系统具有良好的应用价值；3、本专利技术能够实现校准源全方向放置而不出现校准品渗漏的风险，特别适用于便携式质谱仪及色质联用仪的内源性校准；4本专利技术可供便携式质谱仪在多种条件下调谐，减少校准物存储调用时的损失，减少其与外界接触时受到的污染。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术提供的质谱仪校准装置的第一实施例的结构示意图；图2为本专利技术提供的质谱仪校准装置的第二实施例的结构示意图；图3和4为本专利技术提供的质谱仪校准装置的第三实施例的结构示意图；图5为展示了某便携式质谱仪在倒置后，采用本专利技术校准装置和标准质谱校准装置的全氟三丁胺131u信号变化情况示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。如图1所示，本专利技术提供了一种质谱仪校准装置，包括：用于存储质谱校准物的至少一个封闭腔室101，该封闭腔室的至少一面由半透膜102构成；用于控制半透膜温度的温控系统块103，该温控系统包括一个温度传感器1031，一个半透膜加热装置1032。一个控制器1033。控制器1033基于从属温度传感器和加热装置，对半透膜的温度进行控制，校正品液滴或粉末104包裹于该封闭腔室。质谱仪校准装置顶端具有一个接口105，用于连接该装置到所需校准的质谱仪。在实际仪器中，该接口可进一步安装限流毛细管，调节阀，截至阀等用于进一步限制校准物流出量的限流结构。该半透膜102的材料选择使常温即35℃以下情况下，该封闭腔室于各方向放置均不会渗出质谱校准物液体或粉末。当半透膜被加热时，其高分子内部结构产生空隙，使校准物整体在保持不流出的情况能以分子形式通过这些空隙进入质谱真空室，从而电离得到校准样品离子，不同半透膜材质所能达到最大透过率的温度不同，如常见的样品半透膜聚二甲基硅氧烷橡胶的最大透过率在8本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种便携式质谱仪校准装置，其特征在于，包括：/n用于存储质谱校准物的至少一个封闭腔室，该封闭腔室的至少一面由半透膜构成；/n用于控制半透膜温度的温控系统，该温控系统包括温度传感器、半透膜加热装置以及控制器，控制器基于温度传感器和半透膜加热装置，对半透膜的温度进行控制；以及/n包裹于该封闭腔室，用于进一步限制质谱校准物流出量的限流装置。/n

【技术特征摘要】
1.一种便携式质谱仪校准装置，其特征在于，包括：
用于存储质谱校准物的至少一个封闭腔室，该封闭腔室的至少一面由半透膜构成；
用于控制半透膜温度的温控系统，该温控系统包括温度传感器、半透膜加热装置以及控制器，控制器基于温度传感器和半透膜加热装置，对半透膜的温度进行控制；以及
包裹于该封闭腔室，用于进一步限制质谱校准物流出量的限流装置。


2.根据权利要求1所述的便携式质谱仪校准装置，其特征在于，质谱校准物的至少一侧与半透膜紧密贴合，半透膜材质至少包括10％的如下任一种或者任多种高分子材料：
-聚二甲基硅氧烷；
-介孔聚四氟乙烯；
-介孔聚酰亚胺；
-微孔高密度聚乙烯；
-环氧树脂纤维。


3.根据权利要求1所述的便携式质谱仪校准装置，其特征在于，所述质谱校准物为流体或有流动性的粉末状固体。


4.根据权利要求1所述的便携式质谱仪校准装置，其特征在于，所述质谱校准物的化学成分包括如下任一种或者任多种物质：
-全氟三烷基胺；

【专利技术属性】
技术研发人员：陈元，蒋公羽，姚如娇，何洋，庞骏德，郭锡岩，朱勇勇，景加荣，侍尉，刘宇峰，
申请(专利权)人：上海裕达实业有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31