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申请/专利权人:安图实验仪器(郑州)有限公司
摘要:本发明公开了一种适于激光解析电离飞行时间质谱仪的真空交互系统,包括外侧设置有抽真空装置的真空室,真空室的密封盖板上设置有压力检测单元,密封盖板的样品进出口处密封设置有样品进出仓门;真空室内设置有由动力单元驱动的样品靶拖,动力单元包括驱动样品靶拖水平运动的水平驱动机构和驱动样品靶拖竖直运动的升降机构,升降机构包括通过限位螺钉连接在真空室底壁上的固定底座,固定底座上方通过由第一动力源驱动的剪刀形升降架连接有与样品进出口上下对应的顶升凸台,固定底座与真空室底壁之间的压缩间隙内间隔设置有复位弹簧。本发明优点在于结构简单,升降机构的运行稳定性好,保证更换样品工作顺利进行,降低了机器故障率。
主权项:1.一种适于激光解析电离飞行时间质谱仪的真空交互系统,包括外侧设置有抽真空装置(1)的真空室(2),所述真空室(2)顶部的密封盖板(2.1)上设置有检测真空室(2)内压力的压力检测单元(2.2),所述密封盖板(2.1)的样品进出口处密封设置有样品进出仓门(2.3);所述真空室(2)内设置有由动力单元驱动的样品靶拖(3),其特征在于:所述动力单元包括驱动所述样品靶拖(3)水平运动的水平驱动机构和驱动样品靶拖(3)竖直运动的升降机构,所述升降机构包括通过限位螺钉(4.1)连接在所述真空室(2)底壁上的固定底座(4.2),所述固定底座(4.2)上方通过由第一动力源驱动的剪刀形升降架(4.3)连接有与所述样品进出口上下对应的顶升凸台(4.4),固定底座(4.2)与所述真空室(2)底壁之间的压缩间隙内间隔设置有复位弹簧(4.5);所述剪刀形升降架(4.3)的下主动轴(4.31)上设置有一对沿下主动轴(4.31)固定底座(4.2)滚动的下轮滚(4.32),位于所述下主动轴(4.31)上方的剪刀形升降架(4.3)的上从动轴(4.33)上对应设置有一对沿顶升凸台(4.4)下表面滚动的上轮滚(4.34),所述下主动轴(4.31)、上从动轴(4.33)和剪刀形升降架(4.3)的中连接轴(4.35)均为固定轴;位于所述中连接轴(4.35)另一侧的剪刀形升降架(4.3)上连接轴(4.36)、下连接轴(4.37)均为转轴;所述第一动力源与下主动轴下主动轴(4.31)传动连接;所述水平驱动机构具有载样板(5.5),载样板(5.5)的端部开设有与顶升凸台(4.4)相配合的通槽(5.6),所述通槽(5.6)的边缘处架设有多个向上延伸的支撑柱(5.7),样品靶拖(3)下表面活动卡装所述支撑柱(5.7)上。
全文数据:适于激光解析电离飞行时间质谱仪的真空交互系统技术领域本发明涉及基质辅助激光解析电离飞行时间质谱仪,尤其是涉及一种适于激光解析电离飞行时间质谱仪的真空交互系统。背景技术MALDI-TOFMS(基质辅助激光解析电离飞行时间质谱仪)质谱系统是一种新型的软电离生物质谱,仪器主要由两部分组成:基质辅助激光解析电离离子源(MALDI)和飞行时间质量分析器(TOF)。MALDI的原理是用激光照射样品与基质形成的共结晶薄膜,基质从激光中吸收能量传递给生物分子;生物分子得到能量后形成碎片飞出,它是一种软电离技术,适用于混合物及生物大分子的测定。TOF的原理是离子在电场作用下加速飞过飞行管,根据到达离子检测器的飞行时间不同而被检测,离子检测器把离子信号放大后送给采集卡,再经过计算机分析后来鉴定离子质荷比。MALDI-TOFMS的样品鉴定过程必须在高真空环境(真空度为10-5mbar)中进行,现有MALDI-TOFMS的真空交互系统由真空室和抽真空装置构成,真空室内设置有由动力机构驱动的样品靶拖,通过动力机构驱动样品靶拖左右平移、前后平移和升降,实现样品的移动和交互更换。但是现有动力机构的升降模块为多级连杆传动机构,结构复杂,占用空间大,工作时经常出现卡死堵转情况,机器故障率高;并且一旦出现机器故障,则需要关机调试,停机时间长,降低样品鉴定效率。发明内容本发明目的在于提供一种适于激光解析电离飞行时间质谱仪的真空交互系统,结构简单、节约空间,稳定性好,降低了机器故障率。为实现上述目的,本发明采取下述技术方案:本发明所述适于激光解析电离飞行时间质谱仪的真空交互系统,包括外侧设置有抽真空装置的真空室,所述真空室顶部的密封盖板上设置有检测真空室内压力的压力检测单元,所述密封盖板的样品进出口处密封设置有样品进出仓门;所述真空室内设置有由动力单元驱动的样品靶拖,所述动力单元包括驱动所述样品靶拖水平运动的水平驱动机构和驱动样品靶拖竖直运动的升降机构,所述升降机构包括通过限位螺钉连接在所述真空室底壁上的固定底座,所述固定底座上方通过由第一动力源驱动的剪刀形升降架连接有与所述样品进出口上下对应的顶升凸台,固定底座与所述真空室底壁之间的压缩间隙内间隔设置有复位弹簧。所述剪刀形升降架的下主动轴上设置有一对沿所述固定底座滚动的下轮滚,位于所述下主动轴上方的剪刀形升降架的上从动轴上对应设置有一对沿所述顶升凸台下表面滚动的上轮滚,所述下主动轴、上从动轴和剪刀形升降架的中连接轴均为固定轴;位于所述中连接轴另一侧的剪刀形升降架上、下连接轴均为转轴。所述第一动力源包括架设在所述真空室内的真空电机,所述真空电机的动力输出轴通过蜗轮蜗杆传动组件传动连接有水平向右延伸的丝杆,所述下主动轴固定在所述丝杆的螺母座上。所述蜗轮蜗杆传动组件的蜗轮轮轴上穿设有编码器。所述水平驱动机构包括固连在所述真空室底壁上的Y向底座,所述Y向底座上设置有第二动力源驱动、沿Y向往返运动的安装基座,所述安装基座上设置有由第三动力源驱动、沿X向往返运动的载样板,靠近所述升降机构的载样板端部开设有与所述顶升凸台相配合的通槽,所述通槽的边缘处架设有多个向上延伸的支撑柱,所述样品靶拖下表面活动卡装所述支撑柱上。所述Y向底座的两边沿设置有一对Y向导轨,所述安装基座通过滑块组件沿所述Y向导轨往返运动;所述安装基座的左右两边沿设置有一对X向导轨,所述载样板通过滑块组件沿所述X向导轨往返运动。位于所述固定底座一侧的真空室底壁上设置有限位开关,所述固定底座上延伸设置有与所述限位开关相配合的开关凸台。所述样品进出口上设置有O形密封圈。所述压缩间隙为0.5~3.0mm。本发明优点在于结构简单,升降机构的运行稳定性好,保证更换样品工作顺利进行,降低了机器故障率。具体如下,水平驱动机构通过载样板带动样品靶拖在水平面上沿X向和Y向平移,满足检测需求;升降机构采用剪刀形升降架带动顶升凸台上升或下降,实现样品靶拖的上升或下降,满足不同样品的交互更换需求,结构简单,运动稳定性好,保证样品靶拖运动稳定性;开关凸台和限位开关配合监控顶升凸台上升高度,确保样品靶拖与密封盖板之间的气密性,进而保证样品交互过程中真空室的气密性,保证真空室的负压;上轮滚和下轮滚提高了顶升凸台和固定底座的运行稳定性,进一步保证样品靶拖的运动稳定性。附图说明图1是本发明的结构示意图。图2是图1中真空室的内部结构示意图。图3是图2的俯视图(隐去真空室侧壁)。图4是图1中A向视图(隐去真空室一侧壁和真空电磁阀)。图5是图4中升降机构的轴测图。图6是本发明所述限位开关和固定底座的关系图。图7是本发明的电路原理框图。具体实施方式如图1所示,本发明所述适于激光解析电离飞行时间质谱仪的真空交互系统,包括外侧设置有抽真空装置1的真空室2,抽真空装置1的气路与真空室2相连通,真空室2外侧壁上设置有控制所述气路处于通路或断路状态的真空电磁阀1.1;真空室2顶部的密封盖板2.1上设置有检测真空室2内压力的压力检测单元2.2,所述密封盖板2.1的样品进出口处密封设置有样品进出仓门2.3,样品进出口处设置有两个O形密封圈7,保证真空室2的气密性;真空室2内设置有由动力单元驱动的样品靶拖3,所述动力单元包括驱动所述样品靶拖3水平移动的水平驱动机构和驱动样品靶拖3竖直移动的升降机构,如图4-6所示,所述升降机构包括通过限位螺钉4.1连接在所述真空室2底壁上的固定底座4.2,所述固定底座4.2上方通过由第一动力源驱动的剪刀形升降架4.3连接有顶升凸台4.4,顶升凸台4.4上升到位后与样品进出口上下对应设置;所述固定底座4.2与所述真空室2底壁之间的压缩间隙内间隔设置有复位弹簧4.5,压缩间隙为0.5~3.0mm;为进一步保证复位弹簧4.5的压缩路径,复位弹簧4.5套装在位于固定底座4.2与所述真空室2底壁之间的限位螺钉4.1上,固定底座升降过程中沿限位螺钉4.1上升或下降。如图4、5所示,所述剪刀形升降架4.3的下主动轴4.31上设置有一对沿所述固定底座4.2滚动的下轮滚4.32,剪刀形升降架4.3受力处于压缩或拉绳状态时下滚轮沿固定底座4.2滚动;位于所述下主动轴4.31上方的剪刀形升降架4.3的上从动轴4.33上对应设置有一对沿所述顶升凸台4.4下表面滚动的上轮滚4.34,剪刀形升降架4.3受力处于压缩或拉绳状态时上滚轮沿顶升凸台4.4滚动;所述下主动轴4.31、上从动轴4.33和剪刀形升降架4.3的中连接轴4.35均为固定轴,位于所述中连接轴4.35右侧的剪刀形升降架4.3上连接轴4.36、下连接轴4.37均为转轴,保证剪刀形升降架4.3的下主动轴4.31受力后能够带动顶升凸台4.4上升或下降。如图4、5所述第一动力源包括架设在所述真空室2内的真空电机4.6,所述真空电机4.6的动力输出轴通过蜗轮蜗杆传动组件传动连接有水平向右延伸的丝杆4.7,所述下主动轴4.31固定在所述丝杆4.7的螺母座上,所述蜗轮蜗杆传动组件的蜗轮轮轴4.8上穿设有编码器4.9;真空电机4.6通过蜗轮蜗杆传动组件驱动下主动轴4.31向远离真空电机4.6方向平移,剪刀形升降架4.3受力拉伸带动顶升凸台4.4上升、固定底座4.2下降;真空电机4.6反方向转动时带动下主动轴4.31驶向真空电机4.6,剪刀形升降架4.3受力压缩,进而带动顶升凸台4.4下降、固定底座4.2上升。如图2、3所示,所述水平驱动机构包括固连在所述真空室2底壁上的Y向底座5.1,所述Y向底座5.1上设置有第二动力源5.2驱动、沿Y向往返运动的安装基座5.3,所述安装基座5.3上设置有由第三动力源5.4驱动、沿X向往返运动的载样板5.5,靠近所述升降机构的载样板5.5端部开设有与所述顶升凸台4.4相配合的通槽5.6,所述通槽5.6的边缘处架设有多个向上延伸的支撑柱5.7,所述样品靶拖3下表面活动卡装所述支撑柱5.7上;当载样板5.5的通槽5.6移动至与顶升凸台4.4对应位置处时,顶升凸台4.4上升过程中能够顺利穿过通槽5.6将样品靶拖3托起,推动样品靶拖3向上移动顶紧真空室2的密封盖板2.1,保证真空室2的气密性,并使样品靶拖3与样品进出仓门2.3形成用于样品交互的过渡腔室8,具体如图4所示;所述Y向底座5.1的两边沿设置有一对Y向导轨5.8,所述安装基座5.3通过滑块组件沿所述Y向导轨5.8往返运动,保证安装基座5.3的运动稳定性;所述安装基座5.3的左右两边沿设置有一对X向导轨5.9,所述载样板5.5通过滑块组件沿所述X向导轨5.9往返运动,保证载样板5.5的运动稳定性,确保样品靶拖3平稳移动,进而保证样品靶拖3的稳定性和运动精度。为节约安装空间,第二动力源5.2和第三动力源5.4均为丝杆步进电机。如图4所示,为保证真空室2的气密性,样品靶拖3的截面尺寸大于样品进出口的截面尺寸;如图6所示,为保证样品靶拖3和样品进出口之间的气密性,位于所述固定底座4.2一侧的真空室2底壁上设置有限位开关6.1,所述固定底座4.2上延伸设置有与所述限位开关6.1相配合的开关凸台6.2。剪刀形升降架4.3驱动顶升凸台4.4上升过程中固定底座4.2向下移动,当固定底座4.2上的开关凸台6.2碰触限位开关6.1时,顶升凸台4.4带动样品靶拖3顶紧真空室2的密封盖板2.1保证真空室2的气密性,同时降低机器故障率。如图7所示,压力检测单元2.2和限位开关6.1的信号输出端与单片机的信号输入端电连接,单片机的控制输出端分别与抽真空装置1的控制输入端、真空电磁阀的控制输入端、水平驱动机构的控制输入端和升降机构的控制输出端电连接,实现了样品交互系统的自动化控制。工作时,首先抽取真空室2的负压达到预设值,单片机向真空电磁阀和抽真空装置1发出动作指令,真空电磁阀打开使抽真空装置1的气路处于通路状态,抽真空装置1进行抽负压动作,压力检测单元2.2检测真空室2的压力值达到预设值时向单片机发出信号,单片机向真空电磁阀发出关闭的动作指令,使抽真空装置1的气路处于断路状态,真空电磁阀关闭后单片机控制抽真空装置1停止工作,保证真空室2的负压值处于预设范围内,完成真空室2的负压抽取工作;样品交互或放置样品时,单片机控制水平驱动机构带动样品靶拖3向样品进出口移动,当样品靶拖3运动至样品进出口处时水平驱动机构停止工作,单片机控制升降机构的第一动力源工作,真空电机4.6通过蜗轮蜗杆传动组件推动下主动轴4.31驶离真空电机4.6,剪刀形升降架4.3受力拉伸带动顶升凸台4.4上升并向下挤压固定底座4.2,固定底座4.2下降时向下挤压复位弹簧4.5,复位弹簧4.5处于受力状态;顶升凸台4.4上升过程中穿过载样板5.5的通槽5.6并托起样品靶拖3随其一起向上运动;当固定底座4.2端部的开关凸台6.2向下移动并碰触限位开关6.1接触时,限位开发出限位信号,单片机控制真空电机4.6停止工作,样品靶拖3顶压样品进出口处的密封盖板2.1,使样品靶拖3与密封盖板2.1紧密贴合,保证样品交互时真空室2内的气密性,同时样品靶拖3与样品进出仓门2.3之间形成放置样品的过渡腔室8,向过渡腔室8内通入空气,当压力检测单元2.2检测倒的过渡腔室8压力与外界大气压一致时,可打开样品进出仓门2.3放置样品(将样品放在样品靶拖3上)或更换样品(将样本靶拖上的已检测样品取下后放入新的待检测样品),样品放置完成后关闭样品进出仓门2.3,单片机通控制抽真空装置1抽取过渡腔室8内的空气,当过渡腔室8内的负压值与真空室2内负压大小一致时,抽真空装置1停止工作,真空电机4.6通过蜗轮蜗杆传动组件拉动剪刀形升降架4.3向真空电机4.6方向移动,剪刀形升降架4.3受力处于压缩状态,带动顶升凸台4.4下降、固定底座4.2上升,样品靶拖3随顶升凸台4.4下降,使过渡腔室8与真空室2形成一个完整的真空室2,当样品靶拖3移动至支撑柱5.7位置时顶升凸台4.4继续下降,使样品靶拖3脱离顶升凸台4.4卡装在载样板5.5的支撑柱5.7上;剪刀形升降架4.3压缩过程中,复位弹簧4.5的复位力向上顶升固定底座4.2;当顶升凸台4.4下降至预设高度时真空电机4.6停止工作,水平驱动机构通过载样板5.5带动样品靶拖3移动至预设位置处,以满足实际检测需求。
权利要求:1.一种适于激光解析电离飞行时间质谱仪的真空交互系统,包括外侧设置有抽真空装置(1)的真空室(2),所述真空室(2)顶部的密封盖板(2.1)上设置有检测真空室(2)内压力的压力检测单元(2.2),所述密封盖板(2.1)的样品进出口处密封设置有样品进出仓门(2.3);所述真空室(2)内设置有由动力单元驱动的样品靶拖(3),其特征在于:所述动力单元包括驱动所述样品靶拖(3)水平运动的水平驱动机构和驱动样品靶拖(3)竖直运动的升降机构,所述升降机构包括通过限位螺钉(4.1)连接在所述真空室(2)底壁上的固定底座(4.2),所述固定底座(4.2)上方通过由第一动力源驱动的剪刀形升降架(4.3)连接有与所述样品进出口上下对应的顶升凸台(4.4),固定底座(4.2)与所述真空室(2)底壁之间的压缩间隙内间隔设置有复位弹簧(4.5)。2.根据权利要求1所述适于激光解析电离飞行时间质谱仪的真空交互系统,其特征在于:所述剪刀形升降架(4.3)的下主动轴(4.31)上设置有一对沿所述固定底座(4.2)滚动的下轮滚(4.32),位于所述下主动轴(4.31)上方的剪刀形升降架(4.3)的上从动轴(4.33)上对应设置有一对沿所述顶升凸台(4.4)下表面滚动的上轮滚(4.34),所述下主动轴(4.31)、上从动轴(4.33)和剪刀形升降架(4.3)的中连接轴(4.35)均为固定轴;位于所述中连接轴(4.35)另一侧的剪刀形升降架(4.3)上连接轴(4.36)、下连接轴(4.37)均为转轴。3.根据权利要求2所述适于激光解析电离飞行时间质谱仪的真空交互系统,其特征在于:所述第一动力源包括架设在所述真空室(2)内的真空电机(4.6),所述真空电机(4.6)的动力输出轴通过蜗轮蜗杆传动组件传动连接有水平延伸的丝杆(4.7),所述下主动轴(4.31)固定在所述丝杆(4.7)的螺母座上。4.根据权利要求3所述适于激光解析电离飞行时间质谱仪的真空交互系统,其特征在于:所述蜗轮蜗杆传动组件的蜗轮轮轴(4.8)上穿设有编码器(4.9)。5.根据权利要求1所述适于激光解析电离飞行时间质谱仪的真空交互系统,其特征在于:所述水平驱动机构包括固连在所述真空室(2)底壁上的Y向底座(5.1),所述Y向底座(5.1)上设置有第二动力源(5.2)驱动、沿Y向往返运动的安装基座(5.3),所述安装基座(5.3)上设置有由第三动力源(5.4)驱动、沿X向往返运动的载样板(5.5),靠近所述升降机构的载样板(5.5)端部开设有与所述顶升凸台(4.4)相配合的通槽(5.6),所述通槽(5.6)的边缘处架设有多个向上延伸的支撑柱(5.7),所述样品靶拖(3)下表面活动卡装所述支撑柱(5.7)上。6.根据权利要求5所述适于激光解析电离飞行时间质谱仪的真空交互系统,其特征在于:所述Y向底座(5.1)的两边沿设置有一对Y向导轨(5.8),所述安装基座(5.3)通过滑块组件沿所述Y向导轨(5.8)往返运动;所述安装基座(5.3)的左右两边沿设置有一对X向导轨(5.9),所述载样板(5.5)通过滑块组件沿所述X向导轨(5.9)往返运动。7.根据权利要求1所述适于激光解析电离飞行时间质谱仪的真空交互系统,其特征在于:位于所述固定底座(4.2)一侧的真空室(2)底壁上设置有限位开关(6.1),所述固定底座(4.2)上延伸设置有与所述限位开关(6.1)相配合的开关凸台(6.2)。8.根据权利要求1所述适于激光解析电离飞行时间质谱仪的真空交互系统,其特征在于:所述样品进出口上设置有O形密封圈(7)。9.根据权利要求1所述适于激光解析电离飞行时间质谱仪的真空交互系统,其特征在于:所述压缩间隙为0.5~3.0mm。
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