飞行时间质谱仪制造技术

本发明专利技术公开了一种飞行时间质谱仪，包括真空室、真空发生装置、离子飞行腔、离子源装置、激光激发装置、芯片交换装置、样品处理装置、激发时序装置、信号采集装置、高压控制装置、运行控制装置，真空室、真空发生装置、离子飞行腔安装在一起组成真空系统，离子源装置安装在真空系统内，激光激发装置提供离子激发的能量，激发时序装置、高压控制装置、离子源装置依次电连接，信号采集装置电连接到离子飞行腔。本发明专利技术将飞行时间质谱检测技术引入基因检测领域，使飞行时间质谱仪具有较高的信噪比、质量分辨率和重复率，集成有样品制备模块，可以方便快捷的完成质谱检测过程。本仪器操作效率高，不易失效，还解决了样本污染等问题。还解决了样本污染等问题。还解决了样本污染等问题。

【技术实现步骤摘要】
飞行时间质谱仪


[0001]本专利技术涉及生物大分子质谱检测领域，是一种分子飞行时间检测质谱技术及装备。

技术介绍

[0002]飞行时间质谱检测技术是一种利用静电场加速离子后，以离子飞行速度差异产生的到达时间差异来分析离子质量的仪器。在飞行时间质谱仪中，线性质量分析器以结构简单、分析范围广泛、质量分辨能力较高等特点得到了广泛的应用，例如CN101601119B公开了一种飞行时间质谱仪，其主要包括有质谱芯片、离子源、离子聚焦管、离子检测器、飞行漂移管、真空室、真空发生装置以及配套的控制电路，质谱芯片由另外的仪器制备好后放入质量分析器，在离子源的作用下产生具有一定速度和电荷量的离子，经过聚焦管聚焦后，经由飞行漂移管到达离子检测器。不同质量的离子在离子源中获得的速度不一样，因此到达离子检测器的时间有差别，通过分析离子达到时间的差异，即可获得离子的质量。
[0003]离子的激发、飞行、检测过程受到多种因素的影响，检测到的离子信号并不是理想的，评价离子信号质量主要有三个参数，分别是信噪比、质量分辨率和重复率。目前实用的飞行时间质量分析器一般使用重复采样叠加技术提高信噪比，从而获得较好的信号质量，但是也受到离子信号的重复率、样品质量等因素的影响，重复采样次数存在上限。质量分辨率是飞行时间质量分析器最重要的评价参数，线性质量分析器受制于自身的结构，质量分辨率不高。受制于上述因素，目前实用的飞行时间质量分析器一般用于小分子、多糖类或者蛋白质等低质量分子的分析，国内较少有用于核酸质谱分析的飞行时间质量仪。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种飞行时间质谱仪，能够具有较高的信噪比、质量分辨率和重复率，集成有样品制备模块，可以方便快捷的完成质谱检测过程。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提出了一种飞行时间质谱仪，包括但不限于真空室、真空发生装置、离子飞行腔、离子源装置、激光激发装置、芯片交换装置、样品处理装置、激发时序装置、信号采集装置、高压控制装置、运行控制装置，所述真空室、真空发生装置、离子飞行腔安装在一起组成真空系统，离子源装置安装在真空系统内，激光激发装置提供离子激发的能量，激发时序装置、高压控制装置、离子源装置依次电连接，信号采集装置电连接到离子飞行腔，信号采集装置与运行控制装置电连接，离子源装置产生离子后，激发时序装置发出控制信号给高压控制装置，高压控制装置操控离子源装置将离子引出到离子飞行腔内，离子飞行腔接收到离子后输出信号给信号采集装置，信号采集装置将信号处理后存储在运行控制装置内；芯片交换装置和样品处理装置组成质谱前处理系统，液体样本由样品处理装置处理好后再经过芯片交换装置送入真空室内。
[0006]作为优选，所述真空室包括真空室下基座、真空室上盖板、离子接口、XY运动组件、
传递窗口、摄像组件、照明组件、高压接头，所述真空室上盖板安装在真空室下基座上，离子接口设置在真空室上盖板上，离子接口的一端安装离子源装置，另一端安装离子飞行腔；所述XY运动组件安装在真空室下基座内，真空室下基座上开设有传递窗口，所述真空室上盖板上安装有摄像组件、照明组件、高压接头；摄像组件包括远心镜头和CCD相机，远心镜头的轴线与CCD相机的轴线重合；照明组件包括LED灯珠和聚焦镜，LED灯珠的轴线与聚焦镜的轴线重合。
[0007]作为优选，所述真空发生装置包括二级真空泵、一级真空泵、真空计和电磁阀组件，所述二级真空泵安装在真空室下基座上，二级真空泵采用涡轮分子泵或者超高真空组合泵；二级真空泵与一级真空泵之间设有电磁阀组件，真空计安装在真空室内。
[0008]作为优选，所述离子飞行腔包括飞行管、端盖、离子检测器和离子网组件，飞行管为两端具有圆环面的空心管道，飞行管长度在0.5m～1.5m之间，飞行管的一端安装在真空室的离子接口上，另一端安装有端盖，离子检测器和离子网组件均安装在端盖上；真空室、飞行管、端盖、离子网组件在电气上连通，具有相同的接地电压。
[0009]作为优选，所述离子源装置包括引出电极、加速电极、聚焦环、固定架，所述聚焦环安装在固定架内，引出电极和加速电极安装在固定架的一侧。
[0010]作为优选，所述离子源装置包括引出电极包括电极基板、调节螺纹、电极板、质谱芯片，电极基板为长方形，电极基板的凹槽内安装有以等腰三角形分布的3个调节螺纹，电极板放在凹槽内的调节螺纹上，电极板中心也有一块凹槽，凹槽内放置质谱芯片，质谱芯片的上平面与电极板上平面平齐；加速电极包括上电极、上离子网、绝缘安装环、下离子网、下电极，上电极为中心开孔的圆环，上离子网固定在上电极上，下电极也是中心开孔的圆环，下离子网固定在下电极上，绝缘安装环中心开孔，并且具有两个安装凹槽，上电极和下电极分别固定在绝缘安装环的两个安装凹槽内；聚焦环包括上接地环、高压环、下接地环和绝缘支架，上接地环、高压环、下接地环均安装在绝缘支架内，上接地环、高压环、下接地环、绝缘支架的轴线重合。
[0011]作为优选，激光激发装置包括激光器、第一反射镜组件、第二反射镜组件、聚焦镜组件，激光器为紫外波段激光器，第一反射镜组件和第二反射镜组件都是由激光反射镜和调整座构成，激光束从激光器出射，经过第一反射镜和第二反射镜的反射后，进入聚焦镜组件。
[0012]作为优选，芯片交换装置包括交换仓盖、驱动装置、加热装置、交换电磁阀装置，交换仓盖安装在驱动装置上，在驱动装置的驱动下可前后移动，加热装置、交换仓盖与驱动装置联动，在交换仓盖向真空室下基座移动时，加热装置、交换仓盖同步下降到交换仓下方。
[0013]作为优选，所述交换电磁阀装置包括电磁阀体、空气电磁阀和真空电磁阀，空气电磁阀和真空电磁阀安装在电磁阀体内，电磁阀体上设有交换气道、空气通道、真空通道，所述交换气道的2个上端口分别与空气电磁阀和真空电磁阀的进气口连通，空气电磁阀的出气口与空气通道连通，真空电磁阀的出气口与电磁阀体的真空通道连通。
[0014]作为优选，所述样品处理装置包括移动平台、点样装置、液体泵、图像识别装置、样本承载台、微孔板承载台、吸头盒承载台、纯水箱、废物箱，移动平台可以在X轴和Y轴两个方向独立运动，移动平台上安装有点样装置和图像识别装置，点样装置和图像识别装置可以在Z轴方向上运动，点样装置与液体泵相连，样本承载台和微孔板承载台可装载生物试剂或
样本，液体泵与纯水箱之间通过单向阀及管路连接，废物箱设置在点样装置的下方。
[0015]本专利技术有益效果：本专利技术将飞行时间质谱检测技术引入基因检测领域，通过合理的结构设计，使飞行时间质谱仪具有较高的信噪比、质量分辨率和重复率，集成有样品制备模块，可以方便快捷的完成质谱检测过程。本仪器操作效率高，不易失效，还解决了样本污染等问题。
[0016]本专利技术的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
附图说明
[0017]图1是本专利技术飞行时间质谱仪结构示意图；图2是本专利技术飞行时间质谱仪的真空室结构示意图；图3是本专利技术飞行时间质谱仪的传递窗口结构示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.飞行时间质谱仪，其特征在于：包括但不限于真空室（1）、真空发生装置（2）、离子飞行腔（3）、离子源装置（4）、激光激发装置（5）、芯片交换装置（6）、样品处理装置（7）、激发时序装置（8）、信号采集装置（9）、高压控制装置（10）、运行控制装置（A），所述真空室（1）、真空发生装置（2）、离子飞行腔（3）安装在一起组成真空系统，离子源装置（4）安装在真空系统内，激光激发装置（5）提供离子激发的能量，激发时序装置（8）、高压控制装置（10）、离子源装置（4）依次电连接，信号采集装置（9）电连接到离子飞行腔（3），信号采集装置（9）与运行控制装置（A）电连接，离子源装置（4）产生离子后，激发时序装置（8）发出控制信号给高压控制装置（10），高压控制装置（10）操控离子源装置（4）将离子引出到离子飞行腔（3）内，离子飞行腔（3）接收到离子后输出信号给信号采集装置（9），信号采集装置9将信号处理后存储在运行控制装置（A）内；芯片交换装置（6）和样品处理装置（7）组成质谱前处理系统，液体样本由样品处理装置（7）处理好后再经过芯片交换装置（6）送入真空室（1）内。2.如权利要求1所述的飞行时间质谱仪，其特征在于：所述真空室（1）包括真空室下基座（11）、真空室上盖板（12）、离子接口（13）、XY运动组件（14）、传递窗口（15）、摄像组件（16）、照明组件（17）、高压接头（18），所述真空室上盖板（12安装在真空室下基座（11）上，离子接口（13）设置在真空室上盖板（12）上，离子接口（13）的一端安装离子源装置（4），另一端安装离子飞行腔（3）；所述XY运动组件（14）安装在真空室下基座（11）内，真空室下基座（11）上开设有传递窗口（15），所述真空室上盖板（12）上安装有摄像组件（16）、照明组件（17）、高压接头（18）；摄像组件（16）包括远心镜头（161）和CCD相机（162），远心镜头（161）的轴线与CCD相机（162）的轴线重合；照明组件（17）包括LED灯珠（171）和聚焦镜（172），LED灯珠（171）的轴线与聚焦镜（172）的轴线重合。3.如权利要求2所述的飞行时间质谱仪，其特征在于：所述真空发生装置（2）包括二级真空泵（21）、一级真空泵（22）、真空计（23）和电磁阀组件（24），所述二级真空泵（21）安装在真空室下基座（11）上，二级真空泵（21）采用涡轮分子泵或者超高真空组合泵；二级真空泵（21）与一级真空泵（22）之间设有电磁阀组件（24），真空计（23）安装在真空室（1）内。4.如权利要求2所述的飞行时间质谱仪，其特征在于：所述离子飞行腔（3）包括飞行管（31）、端盖（32）、离子检测器（33）和离子网组件（34），飞行管（31）为两端具有圆环面的空心管道，飞行管（31）长度在0.5m～1.5m之间，飞行管（31）的一端安装在真空室（1）的离子接口（13）上，另一端安装有端盖（32），离子检测器（33）和离子网组件（34）均安装在端盖（32）上；真空室（1）、飞行管（31）、端盖（32）、离子网组件（34）在电气上连通，具有相同的接地电压。5.如权利要求1所述的飞行时间质谱仪，其特征在于：所述离子源装置（4）包括引出电极（41）、加速电极（42）、聚焦环（43）、固定架（44），所述聚焦环（43）安装在固定架（44）内，引出电极（41）和加速电极（42）安装在固定架（44）的一侧。6.如权利要求5所述的飞行时间质谱仪，其特征在于：所述离子源装置（4）包括引出电极（41）...

【专利技术属性】
技术研发人员：张郁，张硕，郑明，相双红，
申请(专利权)人：浙江迪谱诊断技术有限公司，
类型：发明
国别省市：