[发明专利]一种实现质谱分析系统中独立仪器联动的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及质谱分析系统，特别涉及一种实现质谱分析系统中独立仪器联动的系统和方法。 

背景技术

“工欲善其事、必先利其器”。先进的科学仪器设备既是技术创新和知识创新的前提，也是创新研究的主体内容之一。质谱仪器作为科学仪器中最高端的仪器之一，在地质学、生物化学、药物学、医学、石油化工、能源、环保和食品加工等诸多热点领域中，具有越来越显著的作用，质谱技术和质谱仪器的发展水平在一定程度上决定了相关学科的发展。在地学领域，质谱仪器同样扮演着重要的角色。以同位素质谱仪为例，在其技术建立之初就被应用在地学研究当中，经过数十年的发展，该技术已在地学中得到了广泛应用，促进了同位素地质学、同位素地球化学的建立和发展。当前同位素质谱仪主要用于自然界天然元素同位素组成的测定，地质年代学，岩石、矿物成因及其物质来源，地壳、地幔演化，区域构造演化，地质勘探、找矿等领域。 

目前，在地球与行星科学研究多个前沿领域，如地球与行星早期演化、碰撞造山带形成与演化、岩石圈构造过程、超大型矿床成因，古气候变迁等等，其研究水平的竞争已进入微米－纳米尺度，通过研究微观过程，揭示宏观过程的微观控制机理，如微米－纳米尺度的微量元素和同位素配分和再平衡过程和机理研究等。因此，原位微区微量的同位素和微量元素地球化学分析已经成为现代固体地球科学发展的重要支点。与常规同位素分析方法不同，微区同位素分析有效地揭示了全分析中所掩盖的大量微观地质信息，使我们可以直接观察地质过程中元素或同位素的变化，换句话说，这些同位素记录了地质过程起动、发展、完成的全过程。这些元素或同位素在矿物中的原位分布记录了这些地质过程的发展，对它们的测定可使我们反演这些地质过程，从而理解它们的起因、机制、控制因素、发展方向，为我们的最终目的服务，如成矿机制、地貌变迁、壳幔演化、灾害预测等。 

常用于地质学领域原位微区分析的质谱分析系统例如可以是激光剥蚀-多接受电感耦合等离子体质谱系统（Laser Ablation – Multi-Collector Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry, 简称LA-MC ICP MS）。该系统由两大部分组成，也即质量分析仪器与激光剥蚀仪器组成。固体样品在激光剥蚀仪器中被激光剥蚀后通过载气送入质量分析仪器进行离子化，从而完成固体样品的分析。LA-MC ICP MS系统中的质量分析仪器与激光剥蚀仪器，各自具有独立的控制软件，在进行实验时，需要实验人员按照一定的时序操作两个独立仪器（也即质量分析仪器与激光剥蚀仪器）。以中国科学院地质与地球物理研究所的多接受电感耦合等离子体质谱实验室为例，为保证仪器的利用效率，实验室的激光剥蚀-多接受电感耦合等离子体质谱系统长期每天24小时运转。而在长时间的实验当中，依靠人工选取激光剥蚀仪器的剥蚀点的方法存在着明显的弊端：首先是实验效率问题，由于人工选取剥蚀点耗时且效率较低，因此如何提高实验的自动化程度是一直需要解决的技术难题；其次是可靠性问题，因为地质样品往往是比较珍贵的，而长时间的实验中，由于疲劳等原因很可能会造成剥蚀点的选点错误，从而造成样品的浪费，因此人工方式的可靠性较差。 

因此需要一种效率更高、可靠性更好的实现质谱分析系统中独立仪器联动的系统和方法，从而实现质谱分析系统中各独立仪器自动高效稳定的运行。 

发明内容

本发明的主要目的是提供一种效率更高的实现质谱分析系统中独立仪器联动的系统和方法。 

本发明的另一目的是提供一种可靠性更好的实现质谱分析系统中独立仪器联动的系统和方法。 

为了达到上述目的，本发明提出了一种实现质谱分析系统中独立仪器联动的系统，其特征在于，所述联动的系统包括独立仪器和数字输入/数字输出接口卡，所述独立仪器包括质量分析仪器和激光剥蚀仪器，其中， 

所述质量分析仪器包括进样系统、离子源、分析器、检测器和计算机；所述进样系统将样品送入所述离子源中使其离子化；所述分析器对离子化后的样品离子按质量/电荷比进行分离；所述检测器对所述分析器输出的分离后的样品离子进行检测；所述计算机接收所述检测器输出的样品信号并对其进行存储和处理；

所述激光剥蚀仪器包括激光器、透镜、物镜和剥蚀池；所述激光器发出的激光经过所述透镜整形后，被所述物镜聚焦至所述剥蚀池中的样品表面，样品表面被剥蚀出来的样品颗粒被载气传输至所述质量分析仪器的所述进样系统中；