用于组成分析系统的雷射剥蚀单元和火炬系统的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本发明在此作为范例所述的实施例是大致有关用于处理从一革E材(target)的一雷射剥蚀(ablat1n)位置射出或另外产生的靶材材料(例如，微粒及/或蒸气的形式)的装置及方法。更具体而言，本发明的实施例有关用于有效率地捕捉靶材材料、用于有效率地输送一包含该靶材材料的样本以及用于有效率地注入一包含该靶材材料的样本到一样本准备系统中的装置及方法。本发明在此作为范例所述的实施例亦大致有关一种用于处理在一样本室内的一靶材的装置。更具体而言，本发明的实施例是有关用于在降低的延迟及动态迟滞(mot1n hysteresis)下调整一革E材座(holder)的位置的装置及方法。
【背景技术】
[0002]雷射剥蚀感应耦合电浆质谱法(LA-1CP-MS)或是雷射剥蚀感应耦合电浆发射光谱法(LA-1CP-OES)技术可被利用来分析一靶材(例如，一固体或液体的靶材材料)的成分。通常，该靶材的一具有气溶胶(aerosol，亦即固体以及可能的液体微粒及/或蒸气悬浮在一种例如是氦气的载体气体中)的形式的样本是被提供至一分析系统。该样本通常是通过将该靶材配置在一雷射剥蚀室内、将一载体气体流引入到该室内、以及利用一或多个雷射脉波来剥蚀该革G材的一部分以产生一包含从该革El材(在以下被称为"革G材材料〃)射出或另外产生且被悬浮在该载体气体内的微粒及/或蒸气的羽流(plume)来加以产生的。夹带在该流动的载体气体内的靶材材料是经由一输送导管而被输送到一分析系统，而到一在其中被离子化的ICP火炬(torch)。一包含该些离子化的微粒及/或蒸气的电浆接着通过一例如是MS或OES系统的分析系统来加以分析。
[0003]然而，例如是LA-1CP-MS以及LA_ICP_0ES的习知技术用以在一合理的时间范围内实行一靶材的高分辨率的组成分析(亦即，"成像")是非所要的缓慢。例如，目前的技术非所要地花费高达约278小时以一 10 μm的像素分辨率来成像一 10mm2的区域。此外，对于微米尺寸以及次微米端的微粒(例如，奈米粒子)的高分辨率的成像或分析而言，目前例如是LA-1CP-MS以及LA-1CP-OES的技术也不够灵敏。在此揭露的范例实施例是解决和习知的组成分析技术相关的这些问题及其它问题。
【附图说明】
[0004]图1是概要地描绘一种用于处理一靶材以及用于处理从该靶材射出或产生的靶材材料的装置的一实施例，并且其包含一样本室、一样本捕捉单元以及一靶材座的横截面图。
[0005]图2是沿着在图2A中所示的线I1-1I所取的横截面图，其概要地描绘根据一实施例在图1中所示的样本捕捉单元。
[0006]图2A是概要地描绘当在沿着图2中的线IIA-1IA指出的方向上观看时的该样本捕捉单元的一第一入口、一第二入口、一捕捉凹处以及一出口的平面图。
[0007]图2B是描绘当在沿着图2中的线IIB-1IB指出的方向上观看时的该样本捕捉单元的该第一入口、第二入口、捕捉凹处以及出口的平面图。
[0008]图3是概要地描绘雷射光被导引通过该样本单元的该第二入口及捕捉凹处而到位于一雷射剥蚀位置的一靶材之上，以及一包含从位于该雷射剥蚀位置处的该靶材射出的靶材材料所产生的羽流进入到该样本单元的该捕捉凹处中的横截面图。
[0009]图4是概要地描绘在该样本室的内部中的载体气体进入到图2中所示的该样本捕捉单元的该捕捉凹处的流动特征的立体横截面图。
[0010]图5是概要地描绘图4中所示的载体气体进入到图2中所示的该样本捕捉单元的该捕捉凹处的流动特征的放大的俯视平面图。
[0011]图6是图4中所示的概要图的放大的立体横截面图，其概要地描绘载体气体从一介于该样本捕捉单元以及该靶材之间的区域，通过该捕捉凹处的一开口并且进入图2中所示的该样本捕捉单元的该出口的流动特征。
[0012]图7是图4中所示的概要图的放大的侧横截面图，其概要地描绘载体气体通过该第二入口并且进入图2中所示的该样本捕捉单元的该出口的流动特征。
[0013]图8是概要地描绘根据另一实施例的图1中所示的该样本捕捉单元纳入一辅助的入口的横截面图。
[0014]图9是概要地描绘一耦接至一样本准备系统的注入器以及一分析系统的一部分的一实施例的横截面图。
[0015]图10是概要地描绘一去溶剂化(desolvat1n)单元親接在一液滴产生器以及一例如是图9中所示的该注入器的注入器之间的一实施例的部分横截面图。
【具体实施方式】
[0016]范例实施例是在以下参考所附的图式加以描述。许多不同的形式及实施例都是可能的而不偏离本发明的精神及教示，因而该揭露内容不应该被解释为受限于在此阐述的范例实施例。而是，这些范例实施例是被提供以使得此揭露内容将会是彻底且完整的，并且将会传达本发明的范畴给熟习此项技术者。在图式中，构件的该些尺寸以及相对的尺寸可能是为了清楚起见而被夸大。在此所用的术语只是为了描述特定的范例实施例的目的，因而并不欲为限制性的。将了解到的是，例如是〃前面〃以及〃背面〃及〃后面〃、〃左〃及〃右〃、〃顶端〃及〃底部〃、〃上方〃及〃下方〃与类似者的各种方位的术语只是为了方便而被使用于此，而不是有意图要限制所描述者为相对于任何所叙述的结构可被使用在其中的任何环境的任何绝对或固定的方位。如同在此所用的，除非上下文有清楚指出，否则该单数形〃一 〃、〃 一个〃以及〃该〃也欲包含复数形。将会进一步了解的是，该术语〃包括〃及/或"包含"当用在此说明书时，其是指明所陈述的特点、整数、步骤、操作、组件及/或构件的存在，但是并不排除一或多个其它特点、整数、步骤、操作、组件、构件及/或其群组的存在或添加。除非另有指明，否则当叙述一个范围的值时，其包含该范围的上限及下限以及任何介于之间的子范围。
[0017]图1是概要地描绘一种用于处理一靶材以及用于处理从该靶材射出或另外产生的靶材材料的装置的一实施例，并且其包含一样本室、一样本捕捉单元以及一靶材座的横截面图。
[0018]参照图1，一种用于处理一靶材以及用于处理从该靶材射出或另外产生的靶材材料的装置(例如，装置100)可包含一被配置以在其内部106中容纳一靶材104的样本室102、一被配置以移除该靶材104的一部分(其接着可被捕捉为一样本)的样本产生器108以及一被配置以分析该样本的一成分的分析系统110。可被提供作为一靶材104的材料例子例如是包含考古学的材料、生物学的化验基板及其它生物学的材料、陶瓷、地质材料、药剂(例如，药丸)、金属、聚合物、石化材料、液体、半导体、等等。该装置100可选配地包含一样本准备系统112，该样本准备系统112是被配置以在该样本通过该分析系统110分析的前先激励(例如，离子化、雾化(atomize)、照亮、加热或类似者、或是其的一组合)该样本的一或多个成分。如同将会在以下更加详细描述的，该样本准备系统112可包含一电楽火炬(例如，一 ICP火炬)或类似者。再者，该分析系统110可被设置以作为一 MS系统、一 OES系统或类似者。
[0019]该样本室102可包含一框架114，该框架114是具有一延伸穿过其的光学端口116，以允许在该样本产生器108以及该样本室102的内部106之间的光学连通。选配的是，一透射窗口 118可耦接至该框架114并且跨越该光学端口 116。该透射窗口 118通常是由一种材料(例如，石英)所形成的，该材料对于由该样本产生器108所产生的雷射光是至少实质通透的。该透射窗口 118亦可被密封至该框架114，以避免灰尘、碎片或是其它非所要的气体或其它污染源经由该光学端口 116进入到该内部106。在一实施例中，该透射窗口118是被密封至该框架114，以同样避免从该靶材104射出的微粒、从该靶材104产生的蒸气、等等(该些微粒、蒸气、等等整体在此被称为"靶材材料〃，其是从该靶材104移除的)、存在于该内部106中的载体气体或其它流体透过该光学端口 116而离开该样本室102。尽管该框架被描绘为单一整体形成的一件，但将会体认到的是如同此项技术中已知的，该框架114可以是由多个耦接在一起的构件所形成的。
[0020]该样本室102可进一步包含一或多个注入喷嘴120，每个注入喷嘴120是被配置以将一种例如是一载体气体(例如，氦、氩、氮或类似者或是其的一组合)的流体，以一范围从20mL/min 到 1000mL/min(例如，在一 10OmT,/miη 到 1 50mT,/miη 的范围中、或是 125mL/min、或是大约该值)的流速引入该内部106中。例如，每个注入喷嘴120可透过一流体埠而被插入在该框架114中，并且包含一被配置以流体地耦接至一位于该样本室102之外的流体源(例如，一加压的流体源)的入口以及一露出在该样本室102的内部106中的出口。密封(未显示)可被设置在框架与该注入喷嘴120之间，以流体地隔离该样本室102的内部106与在该样本室102之外的环境。在引入一载体气体到该内部106中之际，该载体气体的一流动(在此亦被称为一"载体气体流〃)是被产生在该内部106中。将会体认到的是，该载体气体流在该内部106中的不同位置处的速度及方向可以依据下列而变化:该样本室100的内部106的形状及尺寸、该一或多个注入喷嘴120的配置、载体气体通过任何特定的注入喷嘴120引入该内部106的流速或类似者、或是它们的组合。在一实施例中，在该内部106中的压力可通过控制载体气体被引入该内部106的流速而被维持(例如，维持在一小于或等于Ilpsi的压力)。
[0021]该装置100可进一步包含一靶材定位系统，该靶材定位系统是被配置以调整该靶材104相对于该光学路径122的位置。在一实施例中，该定位系统包含一被配置以支承该靶材104的革巴材座124、一被配置以载有该革巴材座124的托架(carriage) 126、一被配置以支承该托架126在该内部106中的基底130、以及一被配置以移动该托架126的定位台128。尽管该靶材座124以及该托架126被描绘成个别可分开的构件，但将会体认到的是该靶材座124以及该托架126可以是一体形成的。选配的是，一例如是测微计(micrometer)的调整高度的机构(未显不)可被设置以调整该革G材座124沿着一垂直的方向(例如，沿着该光学路径122)的位置，以确保该靶材104是被配置在该内部106中的一适当或有利的位置。
[0022]该定位台128可被配置以相对于该光学路径122沿着至少一方向(例如，一 X方向、一与该X方向正交的Y方向或类似者、或是其的一组合)线性地平移该托架126、或是可被配置以相对于该光学路径122旋转该托架126或类似者、或是它们的组合。在一实施例中，该定位台128以及该框架114都可以支承在一例如是工作台(未显示)的共同的支撑表面上。该框架114的一部分可以和该支撑表面间隔开以在其间界定一容纳台的空间，并且该定位台128可被设置在该容纳台的空间中。
[0023]该基底130可包含一在该内部106露出的第一侧132以及一相对该第一侧132的第二侧134。该基底130可耦接至该框架114，以便于流体地隔离该样本室102的内部106与在该样本室102之外的环境。因此，如同范例所绘的，该托架126以及该定位台128是被设置在该基底130的相反侧。为了促进该靶材104在该内部106中的移动以及有利的定位，该托架126是透过该基底130而磁性地耦合至该定位台128。例如，托架126可包含一或多个配置在其中的磁铁(未显示)，并且该定位台128可包含一具有一或多个磁铁附接至其的末端受动器(end effector) 136。在该托架126以及该末端受动器136的磁铁的方位可被选择成产生一延伸在该末端受动器136以及该托架126之间穿过该基底130的吸引的磁场。将会体认到的是，该基底130可以用任何适当或有利的方式来加以建构，以在该末端受动器136以及该托架126之间发送一具有足够强度的磁场。例如，该基底130可以是由一种例如是一金属、一玻璃、一陶瓷、一玻璃陶瓷、或类似者的材料所形成的。在一实施例中，该基底130可包含一种由在一硼娃玻璃基质(matrix)中的氟晶云母(fIuorphlogopitemica)所形成的材料。
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