用于质谱法的样品输送装置制造方法及图纸

提供了用于电感耦合等离子体质谱法的单个粒子的高效输送的系统和方法。可以将单个粒子递送到质谱仪以定量微量元素。该系统可以包括液滴生成、传送模块、毛细管道和/或可以允许单个粒子的顺序输送的集成电感耦合等离子体(ICP)焊炬。(ICP)焊炬。(ICP)焊炬。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于质谱法的样品输送装置
[0001]本申请要求于2019年5月15日提交的国际申请号PCT/CN2019/087075的优先权，其内容通过引用整体并入本文。

技术介绍

[0002]传统上，样品引入装置可以使用雾化器和喷雾室。可以将样品溶液输送到用于雾化的雾化器中。大多数气溶胶样品喷雾，特别是具有大容量的高速液滴，可能撞击喷雾室的内壁，导致样品的显著损失。这导致单个粒子或细胞的低输送效率，而不足以用于许多应用，特别是分析有限的临床样品。
[0003]此外，传统系统中雾化的随机过程可能导致形成两个、三个或甚至多个粒子，这使得下游数据分析更加复杂并更具挑战性。

技术实现思路

[0004]存在改进的系统和方法进行样品输送的需要。存在一种允许以有效方式输送单个粒子(诸如，单个细胞)的系统和方法的需要。进一步存在允许输送适用于基于下游质谱法分析的单个粒子的系统和方法的需要。
[0005]专利技术的方面涉及一种用于输送用于质谱法(mass spectrometry)的单独粒子的系统，所述系统包括：模块，其被配置成通过使分布式粒子悬浮液与载体流体合并来形成单独样品液滴，以将单独粒子包裹在所述载体流体中；以及焊炬(torch)，其接收所述单独样品液滴并生成被离子化并将由下游质量分析仪(mass analyzer)接收的喷雾。
[0006]专利技术的附加方面涉及一种用于输送用于质谱法的单独粒子的方法，所述方法包括：通过使分布式粒子悬浮液与载体流体合并来形成单独样品液滴，以将单独粒子包裹在所述载体流体中；在焊炬处接收所述单独样品液滴，并生成离子化的喷雾；以及将离子化样品输送到下游质量分析仪。
[0007]可以根据专利技术的进一步方面提供用于单独样品液滴的传送模块。所述模块包括：入口路径，其被配置成接收所述单独样品液滴，其中单独样品液滴包括包裹在载体流体液滴中的单独样品粒子；和垂直注射器，其被配置为从所述入口路径接收所述单独样品液滴并将所述液滴注入焊炬，所述焊炬创建喷雾，所述喷雾用于所述单独样品粒子的质谱法的下游分析。
[0008]另外，专利技术的方面可以包括一种用于输送单独样品液滴的方法，所述方法包括：在入口路径处接收所述单独样品液滴，其中单独样品液滴包括包裹在载体流体液滴中的单独样品粒子；和在垂直注射器处接收来自所述入口路径的所述单独样品液滴并将所述液滴注入焊炬，所述焊炬创建喷雾，所述喷雾用于所述单独样品粒子的质谱法的下游分析。
[0009]专利技术的方面还可以涉及一种有助于输送用于质谱法的单独样品液滴的焊炬，所述焊炬包括：入口，其接收所述单独样品液滴，其中单独样品液滴包括包裹在载体流体液滴中的单独样品粒子；和样品出口，其发出所述单独样品液滴的微喷雾，所述微喷雾在等离子体中进一步雾化和离子化，用于所述的离子化样品的质谱法的下游分析。
[0010]根据专利技术的附加方面，可以提供一种用于处理用于质谱法的单独样品液滴的方法，所述方法包括：接收所述单独样品液滴，其中单独样品液滴包括包裹在载体流体液滴中的单独样品粒子；发出所述单独样品液滴的微喷雾；在等离子体中雾化和离子化所述单独样品液滴的所述微喷雾以形成离子化样品；以及输送所述离子化样品，用于对所述离子化样品进行质谱法的下游分析。
[0011]此外，专利技术的方面可以涉及一种有助于输送用于质谱法的单独样品液滴的焊炬，所述焊炬包括：内管，其包括载体气体入口和发出所述单独样品液滴的微喷雾的样品出口；中间管，其包括辅助气体入口；和外管，其包括等离子气体入口，其中所述内管、所述中间管和所述外管以同心排列布置。
[0012]专利技术的方面可以涉及一种用于处理用于质谱法的单独样品液滴的方法，所述方法包括：提供内管，其包括载体气体入口和发出所述单独样品液滴的微喷雾的样品出口；在所述内管周围同心地提供包括辅助气体出口的中间管；以及在所述中间管周围同心地提供包括等离子气体出口的外管。
[0013]可以根据专利技术的附加方面提供一种有助于输送用于质谱法的单独样品液滴的焊炬，所述焊炬包括：毛细管，其被配置成使得能够输送所述单独样品液滴，其中所述单独样品液滴包括包裹在载体流体液滴中的单独样品粒子；和在所述毛细管周围同心地布置的多个管，其中所述多个管允许至少一种载体气体和等离子气体的流动，并允许所述单独样品液滴从所述管中的至少一个作为微喷雾发出。
[0014]此外，专利技术的方面可以涉及一种用于处理用于质谱法的单独样品液滴的方法，所述方法包括：经由毛细管输送所述单独样品液滴，其中所述单独样品液滴包括包裹在载体流体液滴中的单独样品粒子；允许至少一种载体气体和等离子气体经由在所述毛细管周围同心地布置的多个管的流动；以及从所述管中的至少一个发出所述单独样品液滴作为微喷雾。
[0015]可以根据专利技术的方面提供一种毛细管架，其被配置成配合在焊炬主体内，以协助输送用于质谱法的单独样品液滴，所述毛细管架包括：被配置成接纳毛细管的孔，所述毛细管被配置成使得能够输送所述单独样品液滴，其中所述单独样品液滴包括包裹在载体流体液滴中的单独样品粒子；和一个或多个支撑臂，其被配置成稳定所述焊炬主体内的所述毛细管并形成允许载体气体在所述一个或多个支撑臂之间通过的开口。
[0016]专利技术的方面还可以涉及一种有助于输送用于质谱法的单独样品液滴的方法，所述方法包括：提供被配置成接纳毛细管的孔，所述毛细管被配置成使得能够输送所述单独样品液滴，其中所述单独样品液滴包括包裹在载体流体液滴中的单独样品粒子；和经由一个或多个支撑臂支撑所述孔，所述一个或多个支撑臂被配置成稳定所述焊炬主体内的所述毛细管并形成允许载体气体在所述一个或多个支撑臂之间通过的开口。
[0017]从以下详细描述中本公开内容的附加方面和优点将对本领域技术人员而言变得容易理解，其中简单地通过说明设想的用于实施本公开内容的最佳模式，来仅示出和描述本公开内容的示例性实施方式。应当认识到，本公开内容能够具有其他的和不同的实施方式，并且其若干细节能够在各个明显方面做出修改，这些全都不偏离本公开内容。因此，附图和描述应被视为说明性的，而不是限制性的。援引并入
[0018]本说明书中所提及的所有出版物、专利和专利申请均通过引用并入本文，其程度如同具体地和单独地指出每个单独的出版物、专利或专利申请均通过引用而并入。附图简要说明
[0019]本专利技术的新颖特征在随附权利要求中具体阐述。通过参考阐述了利用本专利技术原理的说明性实施方式的以下详细描述和附图，将会对本专利技术的特征和优点获得更好的理解，在附图中：
[0020]图1示出了根据本专利技术实施方式的用于质谱法的样品输送装置的示意图。
[0021]图2示出了根据本专利技术实施方式的液滴发生器的示意图。
[0022]图3示出了根据本专利技术实施方式的用于单独样品粒子的传送模块的示意图。
[0023]图4示出了根据本专利技术实施方式的可以在传送模块内控制的流体路径的示意图。
[0024]图5示出了根据本专利技术实施方式的集成电感耦合等离子体(ICP)焊炬的侧视图。
[0025]图6示出了根据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于输送用于质谱法的单独粒子的系统，所述系统包括：模块，所述模块被配置成通过使分布式粒子悬浮液与载体流体合并来形成单独样品液滴，以将单独粒子包裹在所述载体流体中；以及焊炬，所述焊炬接收所述单独样品液滴并生成喷雾，所述喷雾被离子化并将由下游质量分析仪接收。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述单独粒子是单独细胞、珠子或气溶胶。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述载体流体是油状物。4.根据权利要求3所述的系统，其中所述油状物是氟化油。5.根据权利要求3所述的系统，其中所述油状物是HFE
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7500或FC
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40。6.根据权利要求3所述的系统，其中所述油状物含有至少1.8％w/w的聚(乙二醇)
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全氟聚醚三嵌段表面活性剂。7.根据权利要求3所述的系统，其中所述油状物含有至少1.8％w/w的聚(甲基丙三醇)
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全氟聚醚三嵌段表面活性剂。8.根据权利要求3所述的系统，其中所述油状物含有至少1.8％w/w的聚甘油
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全氟聚醚三嵌段表面活性剂。9.根据权利要求1所述的系统，其中所述模块包括微流体芯片。10.根据权利要求1所述的系统，其中所述单独粒子悬浮液沿着样品流体通道传递，并且其中所述载体流体沿着一个或多个油状物通道传递。11.根据权利要求10所述的系统，其中所述单独粒子和所述载体流体在压缩的空气流下被驱动。12.根据权利要求10所述的系统，其中所述单独粒子和所述载体流体由机械注入泵驱动。13.根据权利要求10所述的系统，其中所述样品流体通道和所述一个或多个油状物通道在交叉区域相交。14.根据权利要求13所述的系统，其中至少两个油状物通道设置为在所述交叉区域处以相反方向引导载体流体。15.根据权利要求13所述的系统，其中所述单独粒子被包裹在所述载体流体中以在所述交叉区域中形成所述单独样品液滴。16.根据权利要求15所述的系统，其中所述单独样品液滴沿远离所述交叉区域的收集通道传送。17.根据权利要求16所述的系统，其中所述收集通道包括毛细管，所述毛细管具有与所述单独样品液滴的外径匹配的内径。18.根据权利要求16所述的系统，其中所述收集通道的内径为40μm
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70μm。19.根据权利要求1所述的系统，还包括传送模块，所述传送模块用于接收所述单独样品液滴并将所述单独样品液滴传送到所述焊炬。20.根据权利要求19所述的系统，其中所述传送模块包括入口路径，所述入口路径被配置成接收所述单独样品液滴。21.根据权利要求19所述的系统，其中所述传送模块包括垂直注射器，所述垂直注射器被配置成将所述单独样品液滴注入所述焊炬。
22.根据权利要求1所述的系统，其中所述焊炬是电感耦合等离子体(ICP)焊炬。23.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统实现至少90％的样品输送效率。24.一种用于输送用于质谱法的单独粒子的方法，所述方法包括：通过使分布式粒子悬浮液与载体流体合并来形成单独样品液滴，以将单独粒子包裹在所述载体流体中；在焊炬处接收所述单独样品液滴，并生成离子化的喷雾；以及将离子化样品输送到下游质量分析仪。25.一种用于单独样品液滴的传送模块，所述模块包括：入口路径，所述入口路径被配置成接收所述单独样品液滴，其中单独样品液滴包括包裹在载体流体液滴中的单独样品粒子；和垂直注射器，所述垂直注射器被配置为从所述入口路径接收所述单独样品液滴并将所述液滴注入焊炬，所述焊炬生成喷雾，所述喷雾用于所述单独样品粒子的质谱法的下游分析。26.根据权利要求25所述的模块，还包括切换阀，所述切换阀被配置成选择性地创建(1)在所述入口路径与所述垂直注射器之间的流体路径，以及(2)在所述垂直注射器与所述焊炬之间的流体路径。27.根据权利要求26所述的模块，其中所述切换阀在两个位置之间操作以选择性地创建(1)在所述入口路径与所述垂直注射器之间的所述流体路径，以及(2)在所述垂直注射器与所述焊炬之间的所述流体路径。28.根据权利要求26所述的模块，其中所述切换阀在(1)在所述入口路径与所述垂直注射器之间的所述流体路径与(2)在所述垂直注射器与所述焊炬之间的所述流体路径之间交替。29.根据权利要求26所述的模块，其中所述切换阀通过由一对转子和定子的切换在(1)在所述入口路径与所述垂直注射器之间的所述流体路径，与(2)在所述垂直注射器与所述焊炬之间的所述流体路径之间交替。30.根据权利要求26所述的模块，其中所述切换阀手动控制。31.根据权利要求26所述的模块，其中所述切换阀借助于一个或多个处理器自动控制。32.根据权利要求31所述的模块，其中所述切换阀根据预定时间表自动控制。33.根据权利要求31所述的模块，其中所述切换阀基于所述传送模块中的传感器得到的一个或多个测量值自动控制。34.根据权利要求25所述的模块，其中所述垂直注射器借助于一个或多个处理器自动控制。35.根据权利要求25所述的模块，其中所述垂直注射器包括背景油状物，所述背景油状物使得所述单独样品液滴能够漂浮在所述背景油状物之上。36.根据权利要求35所述的模块，其中所述单独样品液滴在所述垂直注射器中静置一段时间，从而允许所述单独样品液滴漂浮在所述背景油状物之上，随后所述垂直注射器将所述单独样品液滴注射出所述垂直注射器。37.根据权利要求36所述的模块，其中所述单独样品液滴被注入到所述焊炬的出口路径。
38.根据权利要求37所述的模块，其中所述出口路径包括毛细管道。39.根据权利要求25所述的模块，其中所述焊炬也使所述样品液滴离子化。40.根据权利要求25所述的模块，其中所述单独样品粒子是单独细胞。41.根据权利要求25所述的模块，其中所述载体流体是油状物。42.根据权利要求41所述的模块，其中所述油状物是氟化油。43.根据权利要求41所述的模块，其中所述油状物是HFE
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40。44.根据权利要求25所述的模块，其中使用微流体芯片形成所述单独样品液滴。45.根据权利要求44所述的模块，其中所述微流体芯片包括用于输送所述单独样品粒子的样品流体通道，以及用于输送所述载体流体的一个或多个油状物通道。46.根据权利要求45所述的模块，其中所述样品流体通道和所述一个或多个油状物通道在交叉区域相交。47.根据权利要求46所述的模块，其中所述单独粒子被包裹在所述载体流体中以在所述交叉区域中形成所述单独样品液滴。48.根据权利要求47所述的模块，其中所述单独样品液滴沿远离所述交叉区域的收集通道传送。49.根据权利要求25所述的模块，其中所述单独样品液滴在形成后被传送到液滴收集室。50.根据权利要求49所述的模块，其中所述入口路径从所述液滴收集室接收所述单独样品液滴。51.根据权利要求25所述的模块，其中所述焊炬是电感耦合等离子体(ICP)焊炬。52.根据权利要求25所述的模块，其中所述系统实现至少90％的样品输送效率。53.一种用于输送单独样品液滴的方法，所述方法包括：在入口路径处接收所述单独样品液滴，其中单独样品液滴包括包裹在载体流体液滴中的单独样品粒子；以及在垂直注射器处接收来自所述入口路径的所述单独样品液滴并将所述液滴注入焊炬，所述焊炬创建喷雾，所述喷雾用于所述单独样品粒子的质谱法的下游分析。54.一种有助于输送用于质谱法的单独样品液滴的焊炬，所述焊炬包括：入口，所述入口接收所述单独样品液滴，其中单独样品液滴包括包裹在载体流体液滴中的单独样品粒子；和样品出口，所述样品出口发出所述单独样品液滴的微喷雾，所述微喷雾在等离子体中进一步雾化和离子化，用于质谱法的所述离子化样品的下游分析。55.根据权利要求54所述的焊炬，其中所述焊炬是电感耦合等离子体(ICP)焊炬。56.根据权利要求54所述的焊炬，其中接收所述单独样品液滴的所述入口是石英毛细管。57.根据权利要求54所述的焊炬，其中所述焊炬传送穿过所述样品出口的载体气体。58.根据权利要求57所述的焊炬，其中控制所述载体气体流速以创建小于或等于7度的微喷雾角。59.根据权利要求54所述的焊炬，其中所述焊炬提供涡流流动旋转并在所述等离子体周围圆柱形地引导气体。
60.根据权利要求54所述的焊炬，其中所述样品出口接近锥体形状喷嘴定位。61.根据权利要求54所述的焊炬，其中所述样品出口被配置成在所述样品出口处防止或减少大的液滴积聚。62.根据权利要求54所述的焊炬，其中所述单独样品粒子是单独细胞、珠子或气溶胶。63.根据权利要求54所述的焊炬，其中所述载体流体是油状物。64.根据权利要求63所述的焊炬，其中所述油状物是氟化油。65.根据权利要求63所述的焊炬，其中所述油状物是HFE
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40。66.根据权利要求54所述的焊炬，其中使用微流体芯片形成所述单独样品液滴。67.根据权利要求66所述的焊炬，其中所述微流体芯片包括用于输送所述单独样品粒子的样品流体通道，以及用于输送所述载体流体的一个或多个油状物通道。68.根据权利要求67所述的焊炬，其中所述样品流体通道和所述一个或多个油状物通道在交叉区域相交。69.根据权利要求68所述的焊炬，其中所述单独样品粒子被包裹在所述载体流体中以在所述交叉区域中形成所述单独样品液滴。70.根据权利要求69所述的焊炬，其中所述单独样品液滴沿远离所述交叉区域的收集通道传送。71.根据权利要求54所述的焊炬，其中所述单独样品液滴被传送到传送模块，所述传送模块用于接收所述单独样品液滴并将所述单独样品液滴传送到所述焊炬。72.根据权利要求71所述的焊炬，其中所述传送模块包括入口路径，所述入口路径被配置成接收所述单独样品液滴。73.根据权利要求71所述的焊炬，其中所述传送模块包括垂直注射器，所述垂直注射器被配置成将所述单独样品液滴注入所述焊炬。74.根据权利要求54所述的焊炬，其中借助于所述焊炬实现至少90％的样品输送效率。75.一种用于处理用于质谱法的单独样品液滴的方法，所述方法包括：接收所述单独样品液滴，其中单独样品液滴包括包裹在载体流体液滴中的单独样品粒子；发出所述单独样品液滴的微喷雾；在等离子体中雾化和离子化所述单独样品液滴的所述微喷雾以形成离子化样品；以及输送所述离子化样品，用于所述离子化样品的质谱法的下游分析。76.一种有助于输送用于质谱法的单独样品液滴的焊炬，所述焊炬包括：内管，所述内管包括载体气体入口和发出所述单独样品液滴的微喷雾的样品出口；中间管，所述中间管包括辅助气体入口；和外管，所述外管包括等离子气体入口，其中所述内管、所述中间管和所述外管以同心排列布置。77.根据权利要求76所述的焊炬，其中所述焊炬是电感耦合等离子体(ICP)焊炬。78.根据权利要求76所述的焊炬，其中所述焊炬由高纯度石英制成。79.根据权利要求76所述的焊炬，还包括在所述内管内同心地布置的毛细管。80.根据权利要求79所述的焊炬，其中所述毛细管被配置成使得能够输送所述单独样品液滴，其中单独样品粒子被包裹在载体流体液滴中。
81.根据权利要求76所述的焊炬，其中所述样品出口接近锥体形状喷嘴定位。82.根据权利要求76所述的焊炬，其中所述样品出口被配置成在所述样品出口处防止或减少大的液滴积聚。83.根据权利要求76所述的焊炬，其中所述载体气体入口布置在一垂直位置中。84.根据权利要求76所述的焊炬，其中所述辅助气体入口在切向位置连接到所述中间管。85.根据权利要求76所述的焊炬，其中所述等离子气体入口在切向位置连接到所述外管。86.根据权利要求76所述的焊炬，其中所述载体气体被配置成生成承载到所述等离子体的所述微喷...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇翀，孙双午，魏然，程玉鹏，
申请(专利权)人：上海宸安生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：