用于毛细管的保持器的制作方法

1.本发明涉及一种用于毛细管的保持器以及使用该保持器的方法。


背景技术：

2.本发明大体上涉及大气固体分析探针(asap)。此类探针和与asap一起使用的相关联的仪器由包括美国马萨诸塞州milford的waters corporation在内的多家制造商提供。
3.asap是用于使用在挥发性和半挥发性的、固体和液体样品的直接分析中的有用并且相对便宜的工具，并且可被使用在特种化学品、合成聚合物、能源和食品的分析中。
4.将样品引入离子源壳体(例如api源)中，其中使用加热的气体(如氮气)使样品挥发，并且然后使用例如电晕放电针电离样品。随后，可在质谱仪中分析电离的样品。
5.通过将样品加载到毛细管的尖端上将样品引入到源中。毛细管可包括常规的玻璃毛细管。毛细管可为具有开口端的管或实心棒。
6.毛细管是脆弱的并且容易受到污染。为了确保可靠和准确的分析，毛细管的尖端必须以可重复的方式被插入到源中。
7.为了帮助将毛细管加载到源中，已知提供包括夹持机构的保持器，其用于将毛细管的近端(与携带样品的远端处的尖端相对)固持在毛细管保持器中。这可为用户提供处理毛细管的更稳健的方法，并且还可帮助将毛细管引导到源中。毛细管保持器和/或源仪器可包括导引机构以确保在将毛细管加载到源中时正确对准毛细管。


技术实现要素：

8.本发明试图提供一种改进的用于毛细管的保持器。
9.因此，本发明提供了一种用于毛细管的保持器，包括：具有用于接收毛细管的通路的壳体；夹持机构，其可构造在以下之间：接合状态，其中夹持机构构造成在使用中固持可接收在通路中的毛细管；以及脱离状态，其中夹持机构构造成在使用中允许在所述通路中插入/移除毛细管；以及与夹持机构可操作地关联的触发器，其构造成通过将毛细管插入到通路中来将夹持机构从所述脱离状态改变为所述接合状态。
10.在至少一个实施例中，触发器构造成通过将毛细管与触发器接合来将夹持机构从所述脱离状态改变为所述接合状态。
11.在至少一个实施例中，保持器进一步包括与夹持机构可操作地关联的释放机构，其构造成在用户操作释放机构时将夹持机构从所述接合状态改变为所述脱离状态。
12.在至少一个实施例中，保持器构造成随着释放机构将夹持机构改变为所述脱离状态而弹射出固持在通路中的毛细管。
13.在至少一个实施例中，释放机构可在第一位置与第二位置之间移动，在第一位置
中，夹持机构构造成处于所述接合状态中，在第二位置中，夹持机构构造成处于所述脱离状态中。
14.在至少一个实施例中，释放机构被偏压朝向第一位置。
15.在至少一个实施例中，释放机构包括可平移地接收在壳体中的滑架(carriage)，触发器包括柱塞，柱塞布置在滑架中并且构造成从滑架突出，并且在滑架处于第二位置中时接收在通路中，并且在滑架处于第一位置中时固持在滑架中。
16.在至少一个实施例中，柱塞被偏压成从滑架突出。
17.在至少一个实施例中，夹持机构包括：夹持臂，其在第一端处可枢转地安装到壳体并且在第二端处可枢转地安装到释放机构；以及夹持元件，其在第一端与第二端之间安装到夹持臂。
18.在至少一个实施例中，夹持元件可枢转地安装到夹持臂。
19.在至少一个实施例中，夹持元件在夹持元件的第一端和第二端中的每一个处包括毛细管接合齿。
20.在至少一个实施例中，夹持元件包括叶片弹簧。
21.在至少一个实施例中，通路至少部分地由壳体的开孔限定。
22.在至少一个实施例中，保持器进一步包括毛细管，其中夹持机构构造成处于所述接合状态中，使得毛细管的至少一部分基本上固持在通路中。
23.本发明进一步提供了一种将毛细管固持在保持器中的方法，保持器包括：具有通路的壳体；构造成处于脱离状态中的夹持机构；以及与夹持机构可操作地关联的触发器，该方法包括：将毛细管插入到通路中；使用触发器将夹持机构从所述脱离状态改变为接合状态以将毛细管固持在通路中。
24.本发明进一步提供一种将毛细管从保持器中弹射出的方法，该保持器包括：具有用于接收毛细管的通路的壳体；夹持机构，其构造成处于接合状态中以便固持接收在通路中的毛细管；以及与夹持机构可操作地关联的触发器，该方法包括：将夹持机构从所述接合状态改变为脱离状态以允许从通路中移除毛细管。
25.在至少一个实施例中，该方法进一步包括将毛细管从通路中弹射出。
附图说明
26.现在将参照以下附图仅通过非限制性实例的方式描述本发明的实施例，在附图中：图1示出了体现本发明的用于毛细管的保持器的分解视图；图2示出了图1的保持器，其中壳体的一部分被移除；图3从不同的角度示出了图2的保持器；图4示出了体现本发明的保持器的夹持机构和释放机构组件的分解视图；图5从不同的角度示出了图4的组件；图6a-d示出了将毛细管加载到体现本发明的毛细管保持器中的步骤；
图7a和7b示出了在使用中从毛细管保持器中弹射出毛细管的步骤。
27.图8a和8b示出了根据本文中公开的另一个布置的另一种用于毛细管的保持器；图9示意性地示出了根据本文中公开的另一个布置的另一种用于毛细管的保持器。
具体实施方式
28.附图示出了体现本发明的用于毛细管的保持器1。
29.保持器1包括壳体2，壳体具有用于接收毛细管100的通路4。在所示实施例中，壳体2包括两个部分：壳体本体3a和壳体盖3b。通路4可限定在壳体本体3a内。在所示实施例中，保持器的所有主要构件(夹持机构20、触发器50和释放机构40，将在下面描述)都布置在壳体本体3a中，尽管这不是必需的。在一个未示出的实施例中，通路4的一部分可由壳体本体3a中的通道限定，而通路4的另一部分可由壳体盖3b中的对应通道限定，使得当壳体盖3b组装在壳体本体3a上时，通路4由两个通道形成。通路4的尺寸可构造成接收各种直径范围内的毛细管。在至少一个实施例中，通路4的直径仍然足够小，以便防止通路中的较细毛细管明显未对准，这否则会妨碍毛细管与触发器的正确邻接。
30.在所示实施例中，如图2中最佳所示，通路4由壳体本体3a中的一系列沿轴向对准的引导孔口5a,5b,5c限定。
31.在所示实施例中，壳体本体3a包括两个定位销6，定位销可接收在壳体盖3b上的两个对应的定位孔口(未示出)中。而且，壳体本体3a包括两个孔口7，组装螺钉8可通过所述孔口被插入并且接收在壳体盖3b(未示出)中的对应螺纹孔口中以将壳体2保持在一起。定位销6确保壳体本体3a和壳体盖3b的正确组装和对准。
32.如下所述，壳体本体3a和壳体盖3b两者都包括槽9a,9b，当组装壳体2时，槽9a,9b提供对释放机构40的接近。
33.壳体2(在所示实施例中，壳体本体3a)包括在保持器1的前面15上的端口10，以将毛细管100接收到通路4中。
34.保持器1进一步包括夹持机构20。如下所述，夹持机构20可构造在以下之间：接合状态，其中夹持机构20构造成在使用中固持可接收在通路4中的毛细管100(见图2)；以及脱离状态，其中夹持机构20构造成在使用中允许在通路4中插入和/或移除毛细管100(见图6a)。
35.夹持机构20包括夹持臂21和夹持元件25。夹持臂21的第一端22a可枢转地安装到壳体2。夹持元件25在夹持臂21的第一端22a与第二端22b之间安装到夹持臂21。夹持元件25可以可枢转地安装到夹持臂21。在至少一个实施例中，夹持元件25在夹持元件25的第一端和第二端中的每一个处包括毛细管接合齿26。每个齿26可包括爪(或称为掣子，即detent)，爪的尺寸设定成大体上与毛细管100的外部轮廓相对应。在使用中，当夹持元件25的齿26与毛细管100接合时，可基本上防止毛细管100(沿通路4)的轴向移动。夹持元件25的齿26可将毛细管100推压抵靠通路4的表面，这会产生足够的摩擦以基本上防止毛细管100的移除。
36.每个齿26的爪可为"v"形的。在至少一个实施例中，齿26构造成在毛细管受夹持时使毛细管基本上自动居中。这可允许保持器伴随各种直径和/或横截面的毛细管。在所示实施例中，夹持元件25包括叶片弹簧。从叶片弹簧的中部延伸到其每一端的叶片弹簧的臂27
是回弹性的。在使用中，当夹持臂21旋转时(顺时针，沿图2中所示的方向)，可引起叶片弹簧至少部分地变形，这继而又增加了由齿26施加到毛细管100上的力。
37.叶片弹簧可构造成使得其弯曲并且吸收反作用力变化的增加，并且从而降低损坏或破坏毛细管的风险。叶片弹簧也可构造成适应零件的公差变化、压缩弹簧力以及毛细管直径。
38.叶片弹簧可构造成以便确保其提供合适的毛细夹持力，同时在重复致动时最小化任何塑性变形。
39.提供彼此间隔开的两个齿26可促进毛细管相对于通路4的正确对准。
40.在所示实施例中，夹持元件25的齿26布置成可接收在形成于一系列引导孔口5a,5b,5c之间的空间中。
41.在至少一个实施例中，如果夹持机构处于接合阶段但通路中没有毛细管，则齿26可用于阻止毛细管插入到通路中，直到夹持机构复位到脱离阶段。
42.保持器1进一步包括与夹持机构20可操作地关联的释放机构40。释放机构40构造成通过用户操作释放机构40将夹持机构20从接合状态改变为脱离状态。
43.在所示实施例中，释放机构40包括滑架41，该滑架41可平移地接收在壳体2内，并且约束为在第一位置(图2)与第二位置(图6a)之间移动。在第一位置中，滑架41的按钮部分42与壳体2的外侧基本上齐平。在第一位置中，夹持机构20构造成处于接合状态中。在滑架41的第二位置中，按钮部分42可与壳体本体3a和壳体盖3b两者中的槽9a,9b的底部基本上齐平。在释放滑架41的第二位置中，夹持机构20构造成处于脱离状态中。
44.释放机构40进一步包括弹簧43，弹簧43构造成将滑架41朝向第一位置偏压。在至少一个实施例中，释放机构40和/或壳体2构造成使得至少一个机械止动件或其它特征防止滑架41通过壳体2中的槽9a,9b脱出。可进一步提供至少一个对准特征，其确保滑架41在壳体2内的平稳线性平移。
45.夹持臂21的第二端22b可枢转地安装到释放机构40的滑架41。在所示实施例中，枢转连接是浮动连接，包括置于槽45中的销44。销44设在夹持臂21的第二端22b处，并且置于设在滑架41中的槽45中。这是因为夹持臂21的第一端22a可枢转地安装到壳体2，而释放机构40的滑架41约束为线性运动。因此，在所示实施例中，浮动枢转连接对于确保组件的平稳操作是必要的。然而，本领域中技术人员将认识到其它布置是可能的。例如，夹持臂21的至少一端可伸缩，使得第二端22b可在没有销44和槽45布置的情况下可枢转地附接到滑架41。备选地，滑架41可安装成允许弧形运动。
46.应当认识到，随着滑架41相对于壳体2平移，夹持臂21将旋转。这样做时，夹持元件25朝向或远离毛细管100移动。
47.在其自然状态下，释放机构40的弹簧43将滑架41推压到第一位置中，使得夹持机构20构造成处于接合状态中以固持可接收在通路4中的毛细管100。为了将夹持机构20改变为脱离状态，用户必须向释放机构40施加力，例如通过将他们的手指或拇指与按钮部分42接合，并且克服由弹簧43提供的力。这样做时，滑架41然后朝向第二位置平移，引起夹持机构20改变为脱离状态。
48.在所示实施例中，弹簧43与滑架41相关联。将认识到，弹簧43能够以另外的方式与夹持机构20相关联，例如通过布置在壳体2与夹持臂21之间。备选地，扭转弹簧可与夹持臂
21的第一端22a与壳体2的枢转连接相关联。
49.保持器1进一步包括与夹持机构20可操作地关联的触发器50，其构造成通过将毛细管100插入到通路4中来将夹持机构20从脱离状态改变为接合状态。
50.在至少一个实施例中，触发器50构造成通过将毛细管100与触发器50接合来将夹持机构20从脱离状态改变为接合状态。在至少一个实施例中，触发器50通过使毛细管100的近端101与触发器50接合来操作。
51.触发器50包括柱塞51，柱塞51布置在滑架41中，并且借助于柱塞弹簧52被偏压成从滑架41的前表面46突出。当向柱塞51施加大于柱塞弹簧52的偏压力的力时，柱塞51可压下以便位于滑架41内侧。在所示实施例中，柱塞51包括可接收在滑架41中的柱塞孔口54中的筒53。如图4中所示，筒53可从滑架41的后面可移除/可调整。
52.当滑架41处于第一位置中时，柱塞51在滑架41中压下以免从其突出。如图6a-6c和图7b中所示，当滑架41处于第二位置中时，柱塞51由柱塞弹簧52推压以从滑架41突出并且被接收在通路4中。在至少一个实施例中，柱塞41的直径等于或小于通路4的直径。柱塞51的直径可与毛细管100的直径相同或不同。
53.当滑架41由用户从第一位置平移到第二位置中时(克服弹簧43的力)，柱塞51与通路4对准，并且柱塞弹簧52将柱塞51推压到通路4中。这用于有效地将滑架41保持在第二位置中，使得即使当用户从释放机构40移除力时该滑架也将维持在第二位置中。这在图6a中示出。保持器1有效地准备好接收毛细管100。
54.用户现在可通过将毛细管100插入到端口10中并且使毛细管100穿过壳体中的通路4来将毛细管100加载到保持器1中。见图6b。端口10可包括倒角以帮助在插入期间对准毛细管。
55.当毛细管100行进通过通路4时，毛细管100的一端(即，与用于固持样品的末端102相对的近端101)将与柱塞51的远端接合。见图6c。此时，用户可对毛细管100施加附加的力，以克服柱塞弹簧52的弹簧力。当它们这样做时，柱塞51将开始推入到滑架41中。当柱塞51基本完全推入到滑架41时，其不再突出到通路4中并且因此不再用于将滑架41锁定在第二位置中。此时，释放机构40的弹簧43中所储存的能量引起滑架41行进到第一位置，从而将夹持机构20改变为接合状态。然后，毛细管100利用夹持机构20基本上固持在通路4中，见图6d。
56.柱塞弹簧52的弹簧力可优化成最小化在插入毛细管时所需要由用户施加的力，以减少毛细管破坏或损坏的机会。同时，弹簧力可高得足以使得即使不与毛细管接触，主弹簧43的弹簧力也不会意外迫使柱塞压下。
57.如图2中所示，保持器1可进一步包括安装在壳体2中的轴承座11。轴承座11呈现与滑架41的前表面46相对的轴承表面12。轴承座11包括引导孔口13，引导孔口13与壳体本体3a的引导孔口5a,5b,5c轴向对准以共同地限定通路4。如图7b)中所示，柱塞51在使用中可接收在轴承座引导孔口13中。
58.轴承座11可由减少摩擦和/或自润滑材料，如peek、vespel或乙缩醛形成。从上面的描述将认识到，随着滑架41在第一位置与第二位置之间平移，柱塞弹簧52继续向外偏压柱塞51。因此，柱塞51的末端被偏压成与轴承座11的轴承表面12接合。轴承座11的提供用于减少如果柱塞51要接触壳体本体3a(其可为金属)的表面沿壳体本体3a(其可为金属)的表面滑动而原本会经历的摩擦。
59.柱塞可至少部分地包括不锈钢。备选地或附加地，柱塞或至少其末端可由诸如尼龙或聚缩醛的减少摩擦的材料构成。
60.在至少一个实施例中，柱塞从滑架41的前表面46突出的程度构造成以便在不显著增加毛细管插入力的情况下减轻毛细管保持器中的任何公差叠加变化和摩擦变化的影响。
61.当发生显著磨损时，轴承座11可为可移除和可更换的。轴承座11确定在滑架41释放以从第二位置行进到第一位置之前所需的柱塞51向内平移的程度。因此，接收在保持器1中的毛细管100的部分的长度可等于从轴承座11的轴承表面12到壳体2的前面15的距离。
62.这种布置的一个好处是当毛细管100的近端101相对于壳体/通路处于预定位置处时，触发器50引起夹持机构20改变为接合状态。因此，对于多个毛细管，保持器中的毛细管的相对定位是可重复的。因此，对于给定长度的毛细管100，从保持器突出的毛细管100部分的长度将是可重复的。因此，保持器1的壳体2的至少一部分(例如前表面15)可在随后将毛细管100插入到离子源仪器中期间充当基准点。如果保持器1的特定部分与仪器的特定部分接合，则这用于确保毛细管的远侧末端102将定位在相对于仪器的精确位置中。
63.从保持器突出的毛细管的长度可构造成使得其长得足以允许用户将毛细管浸入到样品中/用样品擦拭毛细管。长度可构造成使得其适合够到大多数市售小瓶/样品瓶的底部。突出长度可为70mm。
64.该布置的另一个好处是，在柱塞51压入到滑架41中和/或释放布置40的弹簧43引起滑架41从第二位置移动到第一位置的时刻，可产生听得见的"咔哒声"，其用于向用户确认毛细管100已正确安装并且固持在保持器1中。该运动还可在壳体2中产生振动，以向用户提供毛细管100正确加载的触觉反馈。实际上，该布置可基本上是"防呆的(或称为安全自锁的，即foolproof)"，只有在其正确插入的情况下才将毛细管固定在保持器中。
65.一旦毛细管100安装到保持器1中并且由保持器1固持，则该组件可由用户可根据需要手动处理。
66.为了从保持器1移除毛细管100，用户必须主动地接合释放机构40。为此，用户向滑架41的按钮部分42施加力，从而克服弹簧43的力，以便开始将滑架41从第一位置移动到第二位置(见图7a)。随着滑架41到达第二位置，柱塞51基本上与通路4对准。然后释放柱塞弹簧52中的能量，引起柱塞51从滑架41突出并且进入到通路4中(见图7b)。
67.保持器可单手使用。保持器可基本上关于一个平面对称，从而允许左手和右手的双手使用。
68.在至少一个实施例中，用于接合毛细管100的近侧末端101的柱塞弹簧52中所储存的能量的释放相对较快。在至少一个实施例中，柱塞弹簧52中所储存的力引起毛细管100从通路4中弹射出。在至少一个实施例中，储存在柱塞弹簧52中的能量足以引起毛细管100完全从保持器1中弹射出。方便地，这允许用户将毛细管100从保持器1弹射到废物容器中，而用户不必接触可能携带有害物质和/或较热的毛细管100。
69.在不提供弹射力的实施例中，可通过简单地将保持器向上倾斜并且依靠重力来实现从保持器移除毛细管。
70.在所述实施例中，触发器包括与毛细管同轴布置的柱塞。在另一个实施例中，触发器可采取其它形式。触发器可包括突出到通路中的凸轮部件，当毛细管穿过通路时，该凸轮部件与毛细管接触。凸轮部件的移动继而又可激活柱塞或另一个触发机构。备选地，可提供
横向于毛细管的行进方向平移的柱塞。
71.图8a和8b示出了用于毛细管的备选保持器200，包括：具有用于接收毛细管100的通路204的壳体200；以及夹持机构220，其可构造在以下之间：接合状态，其中夹持机构220构造成在使用中固持可接收在通路204中的毛细管100；以及脱离状态，其中夹持机构220构造成在使用中允许在通路204中插入/移除毛细管100；以及释放机构240，其与夹持机构220可操作地关联，并且可在第一位置与第二位置之间移动，在第一位置中，夹持机构220构造成处于所述接合状态中，在第二位置中，夹持机构220构造成处于所述脱离状态中，其中释放机构240构造成朝向接合状态偏压夹持机构220，其中壳体202中的通路204包括端部止动件，其构造成在使用中邻接插入在通路中的毛细管100的端部。
72.要注意的是，图8a和8b中所示的保持器200与图1至7中所示的保持器1基本上相似。因此，相似的特征使用相似的参考标记表示。
73.图8a和8b中的保持器200包括壳体202，壳体202具有用于接收毛细管100的通路204。与图1至图7中所示的保持器1一样，壳体202可包括两个部分，如本体和壳体盖。
74.保持器200包括夹持机构220，其具有与图1至图7中所示的夹持机构20基本相同的特征。因此，夹持机构220可包括夹持臂221和夹持元件225。
75.保持器200进一步包括释放机构240。释放机构240与夹持机构220可操作地关联，并且可在第一位置与第二位置之间移动，在第一位置中，夹持机构220构造成处于接合状态中(如图8b中所示)，在第二位置中，夹持机构220构造成处于脱离状态中(如图8a中所示)。
76.释放机构240进一步包括弹簧243，其构造成将释放机构240偏压到第一位置中。
77.与图1至图7中所示的释放机构40一样，图8a和8b的保持器200的释放机构240包括滑架241。滑架241与图1至7中所示的滑架41基本相同，但未进一步包括触发器布置。
78.滑架241包括基本平坦的前表面246。表面246在通路204的端部处用作端部止动件。表面246基本上垂直于通路204的纵向轴线。如将在图8a和8b中看到的，表面246在通路204的端部处提供端部止动件，而不管夹持机构220处于哪种构造中。这方便地提供了限定通路204的端部的基准点。因此，当用户将毛细管100插入到通路204中时，假设毛细管100具有已知长度，则预定长度的毛细管100将接收在通路204内部，并且预定长度的毛细管100将从保持器200延伸。
79.由于释放机构240构造成将夹持机构220朝向接合状态偏压，因此为了向保持器200加载毛细管100，用户必须首先对按钮部分242施加手动力，以克服弹簧243的弹簧力。如图8a中所示，当按钮部分242完全按下，并且释放机构处于第二位置中时，用户能够将毛细管插入到通路204中，直到毛细管100的端部邻接滑架241的表面246。此时，用户于是可移除或减少施加到按钮部分242的手动力。当来自弹簧243的力大于由用户在按钮部分242上沿相反方向施加的手动力时，滑架241朝第一位置平移。当其这样做时，夹持机构220与毛细管100接合并且将其固持在通路204中。
80.图9示出了根据备选布置的另一个保持器300。保持器300包括壳体302，壳体具有用于接收毛细管100的通路304。孔口304包括盲孔口，使得预定部分的毛细管100可在其邻接孔口304的端部之前接收在孔口304中。
81.保持器300进一步包括夹持机构320。在所示实施例中，夹持机构320包括邻近通路304的两个环形凹部324。两个o形环325可接收在凹部324中。o形环325的内径可小于待接收
在其中的毛细管100的外径。
82.随着毛细管100接收到通路304中，其穿过o形环325的内径，这引起它们变形。o形环325有效地捕获在凹部324内，因此不可容易地移除。随着毛细管100进一步插入到孔口304中，其将穿过两个o形环325直到毛细管100的远端邻接通路304的端部。o形环325用于将毛细管100固持在孔口304中，需要高于预定水平的手动力以便从通路304移除毛细管100。
83.保持器300提供了方便的布置以将毛细管100固持在保持器300中，使得预定长度的毛细管从保持器300突出。
84.尽管示出了两个o形环325和孔口324，但其它布置当然是可能的。可存在一个或三个或更多个o形环325。设想了在通路304中夹持毛细管100的其它手段。
85.代表性特征在以下条款中列出，这些条款单独存在或可以任何组合与在说明书的正文和/或附图中公开的一个或多个特征相组合。
86.当在本说明书和权利要求书中使用时，用语"包括(comprise)"和"包括(comprising)"及其变体意指包括指定的特征、步骤或整数。这些用语不应解释为排除其它特征、步骤或构件的存在。
87.以其具体形式或根据用于执行所公开功能的手段，或用于获得所公开结果的方法或过程(视情况而定)来表达的在上述描述，或以下权利要求，或附图中公开的特征可单独地或以此类特征的任何组合用于以其各种形式实现本发明。
88.尽管已经描述了本发明的某些示例性实施例，但所附权利要求的范围并不旨在仅限于这些实施例。权利要求应按字面意思解释、目的性解释和/或包括等同方案。