质谱仪的自动供样系统设计

　　质谱仪自问世以来,因其能够方便快捷地提供被分析样品的大量信息而得到了广泛应用,为人们认识自然、改造自然提供了一种强有力的工具。近年来质谱技术发展很快。随着质谱技术的发展,质谱技术的应用领域也越来越广。由于质谱分析具有灵敏度高,样品用量少,分析速度快,分离和鉴定同时进行等优点,因此,质谱技术广泛的应用于化学,化工,环境,能源,医药,运动医学,刑侦科学,生命科学,材料科学等各个领域[1]。

　　我校购置的LTQXL线性离子阱液质联用仪分析速度快,但仪器本身并没有自动供样系统,这样在进行批量样品检测时,依靠传统手工供样方式逐个供样,大大降低了质谱仪的分析速度和效能,延长了整个质谱过程。为此,笔者研究和设计了自动供样系统,配以合适的外挂机构, 24种样品为一组供样(测量样品数量也可根据需要设计),与该仪器相配合,大大节约了整体分析时间,经实际使用,大幅度地节约了换样时间,有效地提高了批量样品的检测速度。

　　1　系统总体设计方案

　　1. 1　系统以AT89C52为主控核心,采用类似计算机光驱的外形,由直流电机带动托盘进行送料的进出仓,并能检测是否进出仓到位,在其外壳空出一小孔供样品测试;由四相步进电机带动托盘旋转,进行样品切换。

　　1. 2　系统有两种工作模式:连续测量方式、按时间设置测量方式。其中连续测量方式为放料进仓后,按下测量键则进行连续测量,中间不需要等待,这主要用于体积较大样料的测量;按时间设置测量方式为测量之前需要设置好每种样料测量需要等待的时间,这主要用于体积较小样料的测量。

　　1. 3　系统通过按键进行操作控制,同时具有显示系统,显示不同的测量方式、测量时间以及测量序号[2]。

　　1. 4　通过传感器,找到初始测试点,单片机通过外部中断0,来检测该信号。

　　2　系统硬件设计思想

　　2. 1　四相步进电机由ULN2003驱动,增强驱动能力,实现电机稳定运行。

　　2. 2　利用7219芯片带锁存、串行传送数据电路简单、显示稳定等特点,驱动数码管显示。

　　3　系统软件设计思想

　　3. 1　主程序用于查询键盘,并根据键盘定义执行相应的操作[2]。

　　3. 2　当判断有启动键按下后,启动定时器,查询是否有停止键按下,其余按键此时按下无效,不进行处理。当有停止键按下时,置位相应的停止标志。

　　3. 3　进仓后,启动运行电机,并允许外部中断,检测是否到达其始位置,到达时置起始标志位。

　　4　结束语

　　该供样系统成本低,扩展灵活,大大节约了质谱仪频繁换样品的时间,提高了离子源的分析速度和效能,有较大使用价值。