感應(yīng)裝置和使用感應(yīng)裝置的低流動等離子體的制作方法
【專利摘要】這里描述的某些實(shí)施例涉及能夠用于維持低流動等離子體的裝置。在某些示例中，低流動等離子體能夠維持在包括外管和在所述外管內(nèi)的輔助管的焰炬中。在一些示例中，輔助管包括有效長度以與使用平板電極維持在焰炬中的低流動等離子體的形狀相匹配。此處還公開了使用焰炬的方法和系統(tǒng)。
【專利說明】感應(yīng)裝置和使用感應(yīng)裝置的低流動等離子體
[0001]優(yōu)先權(quán)申請
[0002]本申請要求2010年5月5日提交的美國臨時(shí)專利申請第61/331，610號的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，由此該臨時(shí)申請的全部內(nèi)容通過引用并入這里且用于所有目的。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本申請涉及等離子體裝置和使用等離子體裝置的方法。具體來說，這里描述的某些實(shí)施例涉及維持在低流動焰炬中的低流動感應(yīng)耦合等離子體。
【背景技術(shù)】
[0004]許多感應(yīng)耦合等離子體光發(fā)射譜(ICP-OES)系統(tǒng)、感應(yīng)耦合等離子體原子吸收譜(ICP-AAS)系統(tǒng)以及感應(yīng)耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)系統(tǒng)都使用能接受RF電流的螺線管來形成等離子體。然而，由于螺線管的螺旋構(gòu)造，由磁場產(chǎn)生的感應(yīng)電流隨著螺線管的內(nèi)部長度而產(chǎn)生差異和異質(zhì)化。這種異質(zhì)化導(dǎo)致等離子體內(nèi)的可變溫度分布，從而可能影響樣品的激發(fā)和等離子體中離子的軌跡。另外，螺線管為單個(gè)元件，其在控制磁場形成的關(guān)聯(lián)感應(yīng)電流和等離子體/樣品激發(fā)時(shí)缺乏靈活性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在第一方面，提供了一種被配置為維持低流動等離子體的焰炬。在某些實(shí)施例中，所述焰炬包括外管和在所述外管內(nèi)的輔助管，其中所述外管包括無彎槽，且所述輔助管包括有效長度以允許使用平板電極在所述焰炬中產(chǎn)生低流動等離子體。
[0006]在某些示例中，所述焰炬的所述外管大體上是對稱的，使得所述外管的所有半徑大體相同。在一些示例中，所述槽可位于所述外管的一端。在其他示例中，所述輔助管可比傳統(tǒng)焰炬中存在的輔助管長至少25%。在某些構(gòu)造中，所述輔助管可比傳統(tǒng)焰炬中存在的輔助管長大約9mm。在其他示例中，所述無彎槽的寬度可大約與傳統(tǒng)焰炬的彎槽的寬度相同。在某些實(shí)施例中，所述輔助管的長度可為大約83mm，且所述無彎槽的長度可為大約15mm。在一些示例中，所述焰炬的所述外管包括至少三個(gè)無彎槽。在某些構(gòu)造中，所述三個(gè)槽中的每一個(gè)可比傳統(tǒng)焰炬中存在的槽短大約25%。在一些構(gòu)造中，所述三個(gè)無彎槽中的每一個(gè)的長度都可大致相同。在某些示例中，所述輔助管的長度可為大約83mm，且所述三個(gè)無彎槽中的每一個(gè)的長度可為大約15_。
[0007]在另一方面，提供了一種被配置為維持低流動等離子體且包括外管和在所述外管內(nèi)的輔助管的焰炬。在某些實(shí)施例中，所述輔助管包括有效長度以使所述焰炬維持用平板電極產(chǎn)生的低流動等離子體，其中所述輔助管的長度比被配置為將傳統(tǒng)等離子體維持在包括螺旋負(fù)載線圈的傳統(tǒng)焰炬中的輔助管的長度要長。
[0008]在某些示例中，所述輔助管的長度可選擇為與使用大約為8升/分或更低的等離子氣體速率維持的低流動等離子體的形狀相匹配。在一些示例中，所述外管包括至少一個(gè)無彎槽。在其他示例中，所述輔助管可比傳統(tǒng)焰炬中存在的輔助管長度要長大約9_。在進(jìn)一步的示例中，所述無彎槽可比傳統(tǒng)焰炬中存在的彎槽長度要短大約5mm。在一些示例中，所述外管包括至少三個(gè)無彎槽。在某些示例中，所述無彎槽中的每一個(gè)可比傳統(tǒng)焰炬中存在的彎槽長度要短至少5mm。在進(jìn)一步的示例中，所述輔助管的長度可為大約83mm，且所述外管的一端包括無彎槽，該無彎槽的長度為大約15_。在一些示例中，所述輔助管可比傳統(tǒng)焰炬中存在的輔助管要長大約9mm，所述外管包括無彎槽，且其中所述外管中的所述無彎槽比傳統(tǒng)焰炬中的彎槽要短至少5mm。
[0009]在又一方面，提供了一種可與低流動等離子體一起運(yùn)行的低流動注入器。在一些示例中，所述低流動注入器可被配置為將有效量的樣品引入到以大約8升/分或更低的等離子氣體速率運(yùn)行的低流動等離子體中。
[0010]在某些示例中，所述低流動注入器的長度比可與傳統(tǒng)等離子體焰炬一起運(yùn)行的傳統(tǒng)注入器要長。在一些示例中，所述低流動注入器的長度為大約150_。在其他示例中，所述低流動注入器包括氧化鋁、石英、藍(lán)寶石、二氧化鈦、鈦、因科鎳合金(Inconel alloy)或惰性材料中的一種或多種。在某些示例中，所述低流動注入器包括錐形端。在其他示例中，所述低流動注入器包括直孔。在另外的示例中，所述低流動注入器可被配置為毛細(xì)管或可包括毛細(xì)管。在一些實(shí)施例中，所述低流動注入器可運(yùn)行為在總氣體流速為9升/分或更低時(shí)將樣品引入到所述低流動等離子體中。在某些實(shí)施例中，所述低流動注入器能夠與維持在包括外管和在所述外管內(nèi)的輔助管的焰炬中的所述低流動等離子體一起使用，其中所述外管包括至少一個(gè)無彎槽，其中所述輔助管的長度為大約83mm，且所述無彎槽的長度為大約15mm。
[0011]在另一方面，描述了一種用于維持低流動等離子體的系統(tǒng)。在某些實(shí)施例中，所述系統(tǒng)包括:板電極，其包括被配置為接納低流動焰炬的開口 ；和低流動焰炬，設(shè)計(jì)該低流動焰炬的尺寸并布置該低流動焰炬以將該低流動焰炬定位在所述板電極的所述開口的至少某個(gè)部分內(nèi)，所述焰炬包括:包括無彎槽的外管和在所述外管內(nèi)的輔助管，其中所述輔助管包括有效長度以將所述低流動等離子體維持在所述焰炬中。
[0012]在某些實(shí)施例中，所述輔助管可為大約83mm長，且所述無彎槽可為大約15mm長。在其他實(shí)施例中，所述輔助管可比傳統(tǒng)焰炬中存在的輔助管要長。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述無彎槽可比傳統(tǒng)焰炬中存在的彎槽要短。在其他實(shí)施例中，所述無彎槽可為大約15_長，且所述輔助管可為大約83mm長。在一些示例中，所述系統(tǒng)可還包括電耦合至所述板電極的振蕩器。在其他示例中，所述系統(tǒng)可包括附加板電極，所述附加板電極包括被配置為接納所述低流動焰炬的開口。在進(jìn)一步的示例中，所述系統(tǒng)可包括電耦合至所述板電極和所述附加板電極的振蕩器。在某些實(shí)施例中，所述振蕩器可被配置以獨(dú)立控制所述板電極和所述附加板電極。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述系統(tǒng)可包括光耦合至所述低流動焰炬的檢測器。
[0013]在又一方面，提供了一種使用8升/分或更低的等離子氣體速率維持在低流動焰炬中的低流動等離子體，所述低流動焰炬包括:包括無彎槽的外管和在所述外管內(nèi)的輔助管。在某些實(shí)施例中，所述低流動焰炬的所述輔助管比傳統(tǒng)焰炬的輔助管要長。在一些實(shí)施例中，所述輔助管為大約83mm長。在某些示例中，所述無彎槽可比傳統(tǒng)焰炬的外管上存在的槽短。在其他示例中，所述槽可為大約15mm長。在一些示例中，相較于傳統(tǒng)流動等離子體中的兩個(gè)相應(yīng)區(qū)域的寬度，所述低流動等離子體的發(fā)射區(qū)域和等離子體區(qū)域被壓縮。在一些實(shí)施例中，所述低流動等離子體可維持在在所述外管中包括三個(gè)無彎槽的焰炬中。在某些示例中，所述三個(gè)無彎槽可等間隔地分布在所述外管的圓周周圍。在一些示例中，使用氬來維持所述低流動等離子體。在某些實(shí)施例中，用于維持所述低流動等離子體的總氣體流速低于9升/分。
[0014]在另一方面，公開了一種將低流動等離子體維持在低流動焰炬中的方法，所述低流動焰炬包括外管中的無彎槽和在所述外管內(nèi)的輔助管，所述輔助管包括有效長度以將低流動等離子體維持在低流動焰炬中。在某些示例中，所述方法包括:以大約8升/分或更低的速率將等離子氣體引入到所述低流動焰炬中；以及通過從至少一個(gè)板電極向所述焰炬提供能量來將所述低流動等離子體維持在所述低流動焰炬中。在一些實(shí)施例中，所述方法可包括將所述無彎槽配置為大約15_長。在其他實(shí)施例中，所述方法可包括將所述低流動焰炬配置為具有至少三個(gè)無彎槽。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述方法包括將所述輔助管配置為比傳統(tǒng)焰炬中存在的輔助管長至少25%。在另外的實(shí)施例中，所述方法可包括將所述低流動焰炬的所述輔助管配置為大約83mm長。
[0015]在又一方面，提供了一種促進(jìn)低流動等離子體產(chǎn)生的方法，所述方法包括提供被配置為維持低流動等離子體的焰炬，所述焰炬包括外管和在所述外管內(nèi)的輔助管，其中所述外管包括無彎槽，且所述輔助管包括有效長度以與使用平板電極維持在所述焰炬中的低流動等離子體的形狀相匹配。
[0016]在另一方面，描述了一種促進(jìn)低流動等離子體產(chǎn)生的方法，所述方法包括提供被配置為在包括外管的等離子體焰炬中使用的輔助管，所述輔助管包括有效長度以與使用平板電極維持在所述等離子體焰炬中的低流動等離子體的形狀相匹配。
[0017]在又一方面，提供了一種促進(jìn)低流動等離子體產(chǎn)生的方法，所述方法包括提供被配置為在包括輔助管的等離子體焰炬中使用的無彎外管，所述無彎外管包括槽，該槽具有有效長度以允許使用平板電極在所述等離子體焰炬中產(chǎn)生低流動等離子體。
[0018]在另一方面，公開了一種促進(jìn)將樣品引入到低流動等離子體的方法，所述方法包括:提供包括有效長度的注入器以將樣品引入到包括外管和在所述外管內(nèi)的輔助管的低流動等離子體焰炬中，其中所述外管包括無彎槽，且所述輔助管包括有效長度以允許使用平板電極在所述焰炬中產(chǎn)生低流動等離子體。
[0019]在又一方面，提供了一種促進(jìn)產(chǎn)生低流動等離子體的方法，所述方法包括:提供包括外管和在所述外管內(nèi)的輔助管的焰炬，所述輔助管包括有效長度以使所述焰炬維持用平板電極產(chǎn)生的低流動等離子體，其中所述輔助管的長度比被配置為將傳統(tǒng)等離子體維持在包括螺旋負(fù)載線圈的傳統(tǒng)焰炬中的輔助管的長度要長。
[0020]在另一方面，描述了一種促進(jìn)產(chǎn)生低流動等離子體的方法，所述方法包括:提供被配置為在包括外管的等離子體焰炬中使用的輔助管，所述輔助管包括有效長度以使所述焰炬維持用平板電極產(chǎn)生的低流動等離子體，其中所述輔助管的長度比被配置為將傳統(tǒng)等離子體維持在包括螺旋負(fù)載線圈的傳統(tǒng)焰炬中的輔助管的長度要長。
[0021]在又一方面，公開了一種促進(jìn)將樣品引入到低流動等離子體的方法，所述方法包括:提供包括有效長度的注入器以將樣品引入到包括外管和在所述外管內(nèi)的輔助管的低流動等離子體焰炬中，其中所述外管包括無彎槽，且所述輔助管包括有效長度以使所述焰炬維持用平板電極產(chǎn)生的低流動等離子體，其中所述輔助管的長度比被配置為將傳統(tǒng)等離子體維持在包括螺旋負(fù)載線圈的傳統(tǒng)焰炬中的輔助管的長度要長。
[0022]下面更詳細(xì)地描述了其他特征、方面、示例以及實(shí)施例。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]將參考附圖對某些實(shí)施例進(jìn)行描述，在圖中:
[0024]圖1A是根據(jù)某些示例的傳統(tǒng)焰炬和傳統(tǒng)流量等離子體的視圖，圖1B是圖1A的焰炬和傳統(tǒng)流量等離子體的截面俯視圖；
[0025]圖2A是根據(jù)某些示例的彎焰炬的截面，圖2B是外管中包括一個(gè)槽的無彎焰炬的截面；
[0026]圖3是根據(jù)某些示例的包括三個(gè)槽的無彎焰炬的截面；
[0027]圖4是對根據(jù)某些示例的光譜儀的說明；
[0028]圖5是對根據(jù)某些示例的包括第一板電極和第二板電極的質(zhì)譜儀的說明；
[0029]圖6是根據(jù)某些示例的感應(yīng)耦合等離子體(ICP)和使用板電極維持的低流動ICP的不意圖；
[0030]圖7是根據(jù)某些示例的兩個(gè)板電極、ICP焰炬以及低流動等離子體的側(cè)視圖；
[0031]圖8是根據(jù)某些示例的用于維持低流動等離子體的第一板電極的正視圖，該電極包括開口 ；
[0032]圖9是根據(jù)某些示例的用于維持低流動等離子體的第二板電極的正視圖，該電極包括開口 ；
[0033]圖10是根據(jù)某些示例的圖9的電極的側(cè)視圖；
[0034]圖11是根據(jù)某些示例的整個(gè)電極的立體圖；
[0035]圖12是根據(jù)某些示例的圖11的電極的正視圖；
[0036]圖13是根據(jù)某些示例的圖11的電極的側(cè)視圖；
[0037]圖14是根據(jù)某些示例的圖11的電極的俯視圖；
[0038]圖15是根據(jù)某些示例的從環(huán)電流生成的說明性磁場的立體圖；
[0039]圖16是根據(jù)某些示例的顯示兩個(gè)板電極的ICP焰炬的示意圖；
[0040]圖17是根據(jù)某些示例的在正弦交變電流的半個(gè)交變周期期間由一個(gè)RF電源驅(qū)動的多個(gè)環(huán)電流的示意圖；
[0041]圖18A和18B示出了根據(jù)某些示例的焰炬和包括板電極的感應(yīng)裝置；
[0042]圖19A和19B是根據(jù)某些示例的感應(yīng)裝置的示例；
[0043]圖19C和19D是根據(jù)某些示例的感應(yīng)裝置的其他示例；
[0044]圖20是對根據(jù)某些示例的包括低流動等離子體的吸收光譜儀的說明；
[0045]圖21是對根據(jù)某些示例的包括低流動等離子體的吸收光譜儀的另一說明；
[0046]圖22是對根據(jù)某些示例的包括低流動等離子體的質(zhì)譜儀的說明；
[0047]圖23是對根據(jù)某些示例的包括低流動等離子體的光激發(fā)光譜儀的說明；
[0048]圖24是對根據(jù)某些示例的使用第一板電極和第二板電極和大約為7升/分的等離子氣體流速維持的低流動等離子體的照片；
[0049]圖25是示出了當(dāng)使用傳統(tǒng)的螺旋負(fù)載線圈，當(dāng)以大約為15升等離子氣體/分的傳統(tǒng)流速使用平板電極，以及當(dāng)以大約為7升等離子氣體/分的低流速使用平板電極時(shí)，用于各種分析物的檢出限的圖標(biāo)。
[0050]本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在了解了本公開的益處之后將意識到，圖中某些尺寸或特征可能已經(jīng)被放大、扭曲或以其他非傳統(tǒng)或非比例的方式被示出以提供更用戶友好版本的附圖。在以下描述中指定有尺寸的地方，該尺寸僅以說明為目的而被提供。
【具體實(shí)施方式】
[0051]此處所描述的裝置的某些實(shí)施例可以被構(gòu)造并設(shè)置為用于維持低流動等離子體。術(shù)語“低流動”是相對的，指的是相對于流入使用螺旋感應(yīng)線圈的典型感應(yīng)耦合等離子體裝置中使用的焰炬的等離子氣體的流速，流入焰炬的等離子氣體(比如，氬)的流速。僅以說明為目的，傳統(tǒng)儀器中等離子氣體的典型流速大約為15-20升/分或更高。在此處描述的某些實(shí)施例中，系統(tǒng)的等離子氣體流速可為大約8升/分或更低，更具體地，大約為7、6、5、
4、3、2或I升/分或更低，這取決于例如等離子體的大小和所需形式。在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)的總氣體流速可為大約9、8、7、6、5、4、3、2或I升/分或更低。氬氣非常昂貴且在世界的偏遠(yuǎn)地區(qū)很難獲得。儀器對于氬的消耗的任何減少都可極大地降低等離子體裝置的運(yùn)行成本。此處公開的某些方法和裝置的示例能夠?qū)逑臏p少到少于運(yùn)行不可與低流動焰炬一起運(yùn)行的現(xiàn)有等離子體裝置(或儀器)所需量的一半或四分之一。這種低流動等離子體的某些示例可以通過例如以下方式中的一種或多種進(jìn)一步提高儀器性能:增大信號(樣品發(fā)射)、降低背景發(fā)射、提高等離子體穩(wěn)定性和/或允許將更大量的樣品引入到等離子體中。
[0052]在某些實(shí)施例中，低流動焰炬、低流動焰炬中的部件以及與低流動焰炬一起使用的部件的構(gòu)造和尺寸可與傳統(tǒng)等離子體中使用的那些部件不同。例如，由于低流動等離子體的不同性質(zhì)，傳統(tǒng)焰炬和傳統(tǒng)注入器可能不允許在低流動條件下正常運(yùn)行。例如，當(dāng)在低流動條件下使用時(shí)，傳統(tǒng)焰炬可能無法為等離子體提供期望的溫度分布和形狀。此處描述的某些實(shí)施例被設(shè)計(jì)為在提供期望的等離子體形狀、溫度分布或其他所選等離子體特性的同時(shí)允許在低流動條件下運(yùn)行。
[0053]在某些示例中且以討論為目的，圖1A和IB示出了用于維持傳統(tǒng)等離子體(如非低流動等離子體)的傳統(tǒng)焰炬。參考圖1A，感應(yīng)耦合等離子體裝置50包括:包括三個(gè)或更多管(比如，管52、54、56、57)的腔體51、等離子體58、入口 60以及射頻感應(yīng)線圈62。管52流體耦合至氣源(如氬)且可選地為樣品引入裝置，如噴霧器。氬氣使樣品霧化并將其載入等離子體58的去溶劑化和離子化區(qū)域中。在管52和54之間提供輔助氣流，其用于將等離子體提升至內(nèi)管上方以使其免于熔化。在管54和56之間提供等離子氣體。阻隔氣體在外管57和內(nèi)管56之間流過以將等離子體58與外管57隔離開。無意受制于任何特定的科學(xué)理論或本示例，阻隔氣體可通過入口 60引入，且阻隔氣流冷卻外管57的內(nèi)壁并徑向地集中等離子體58。必要時(shí)，可完全省略阻隔氣體。射頻感應(yīng)線圈62與射頻發(fā)生器(未示出)電連通，并被構(gòu)造及設(shè)置為在使用電弧、電火花等對氣體進(jìn)行離子化之后產(chǎn)生和/或維持等離子體58。圖1B示出穿過感應(yīng)耦合等離子體裝置50的橫截面。焰炬50的外管一般包括彎曲部分，如例如共同轉(zhuǎn)讓的美國專利第6，618，139號中所述的。彎曲部分一般存在以防止鄰近外管中的槽的冷卻氣體的產(chǎn)生緩沖。這種傳統(tǒng)焰炬在某些情況下稱為彎焰炬。
[0054]在此處描述的某些示例中，描述了一種被配置為維持低流動等離子體并包括無彎外管的焰炬。圖2A示出了彎焰炬的橫截面，圖2B示出了無彎焰炬的橫截面。參考圖2A，傳統(tǒng)焰炬70包括具有彎曲部分74的槽72，使得半徑Rl小于半徑R2。相比之下，參考圖2B，低流動焰炬80的實(shí)施例可以是無彎的或在外管82的槽84中基本不包括任何向內(nèi)的彎曲，使得所有半徑(如，R3和R4)大體上相同。
[0055]在一些實(shí)施例中，盡管無彎焰炬可包括大體上相同的半徑，但在傳統(tǒng)焰炬和低流動焰炬中槽的尺寸可以是相同的。然而，在某些構(gòu)造中，相較于傳統(tǒng)焰炬中的槽的尺寸，可能需要改變低流動焰炬中的槽的尺寸。例如，相較于傳統(tǒng)焰炬中的外槽的尺寸，可能需要改變槽的長度和寬度、僅改變槽的長度或僅改變槽的寬度。在某些示例中，在傳統(tǒng)焰炬和低流動焰炬中槽的寬度可能大體上是相同的，但傳統(tǒng)焰炬中的槽的長度可比低流動焰炬中存在的槽的長度長。例如，低流動焰炬在焰炬的端部可包括一槽，該槽比傳統(tǒng)焰炬中存在的相應(yīng)槽要短大約5mm。在一些示例中，位于低流動焰炬端部的槽可為大約13-19mm長(如，大約15mm長)和大約5_6mm寬，或?yàn)榇蠹s14_16mm長(如，大約15mm長)和大約4_5mm寬，比如為大約15mm長和4.2mm寬。以比較為目的，傳統(tǒng)焰炬中的槽大約為20_22mm長和大約5_6mm寬(在最寬點(diǎn))。在某些情況下，低流動焰炬中的槽的長度可比傳統(tǒng)焰炬中的外管槽的長度短至少25%。
[0056]在某些示例中，低流動焰炬可包括如參考圖2B所述的單個(gè)槽，而在其他示例中，低流動焰炬可包括位于外管中的兩個(gè)、三個(gè)或更多個(gè)槽。在某些實(shí)施例中，為了某些情況下的有利使用可以提供多槽焰炬。例如，檢測器可以通過一個(gè)槽徑向地“觀察”，而如果存在多個(gè)槽，檢測器可通過一個(gè)以上的槽進(jìn)行觀察。另外，相較于使用具有單個(gè)槽的焰炬，對于某些類型的樣品(如，有機(jī)樣品)，多個(gè)槽可允許更好的檢出限(detection limit)。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在了解了本公開的益處之后，將能夠容易地選擇使用多槽焰炬的其他優(yōu)點(diǎn)。在一些示例中，圖3中示出了包括三個(gè)槽的低流動焰炬的橫截面。焰炬90包括槽94,95以及96，每個(gè)槽與其他槽間隔大約120度。盡管焰炬90被示為在外管92的圓周周圍包括大體上對稱的槽間隔，但在多于一個(gè)的槽存在于外管92中時(shí)，非對稱的間隔也是可能的。在多于一個(gè)的槽存在于低流動焰炬中的情況下，每個(gè)槽可具有相同的尺寸或每個(gè)槽可具有與其他槽不同的尺寸。在某些示例中，多槽低流動焰炬的每個(gè)槽的長度可比傳統(tǒng)焰炬中的外管槽的長度少大約25%，雖然所有槽不需要具有完全相同的尺寸。在其他構(gòu)造中，多槽低流動焰炬的每個(gè)槽的長度可比傳統(tǒng)焰炬中的外管槽的長度少大約25%，且所有槽具有大致相同的長度。在其他示例中，兩個(gè)槽可具有大致相同的長度，一個(gè)或多個(gè)其他槽可具有不同的長度。類似地，每個(gè)槽的寬度Wl可與其他槽相同或不同。在某些構(gòu)造中，三槽焰炬中的每個(gè)槽可為大約12-19mm長(如,大約15mm長)且在最寬點(diǎn)大約為3.5_6mm寬(如,大約 4.2mm 寬)。
[0057]在某些實(shí)施例中，無彎低流動焰炬中存在的輔助管可與傳統(tǒng)焰炬中存在的輔助管不同。例如，因?yàn)橄噍^于傳統(tǒng)等離子體中的等離子體位置，低流動等離子體中的等離子體區(qū)域可能移位，所以可能需要改變輔助管的尺寸或構(gòu)造。在將板電極用作感應(yīng)裝置的某些構(gòu)造中，感應(yīng)區(qū)域可能更小但卻從低流動焰炬的基座移開。正因?yàn)槿绱耍赡苄枰娱L低流動焰炬的輔助管。在一些示例中，低流動焰炬的輔助管可比傳統(tǒng)焰炬中存在的輔助管長大約10%。例如，低流動焰炬中存在的輔助管可為大約80-90mm (如，82_88mm或大約83mm或大約84mm)。以比較為目的，傳統(tǒng)焰炬中的輔助管的長度可為大約70-75mm,例如,大約為74mm長。在某些情況下，低流動焰炬中存在的輔助管比傳統(tǒng)焰炬中用于維持傳統(tǒng)等離子體的相應(yīng)輔助管要長至少8-9_。盡管可以改變輔助管的長度，但輔助管的寬度可大體上與傳統(tǒng)焰炬中存在的輔助管的寬度相同，如大約為18-19mm或大約為18.6mm。然而，必要時(shí)，也可改變輔助管的寬度以提供期望的低流動等離子體特性，比如，可以更寬或更窄。
[0058]在某些實(shí)施例中，可改變與此處描述的低流動焰炬一起使用的其他部件以提供系統(tǒng)的正常運(yùn)行。例如，可改變與低流動焰炬一起使用的注入器，使得其提供期望的流速、以期望的方式耦合到低流動焰炬或以其它方式允許低流動等離子體的正常運(yùn)行。在一些示例中，低流動注入器可與此處描述的低流動焰炬一起使用。在某些示例中，低流動注入器可被配置為將有效量的樣品引入到以大約8升/分或更低的等離子氣體運(yùn)行的低流動等離子體中。在一些實(shí)施例中，注入器的長度比可與傳統(tǒng)等離子體焰炬一起運(yùn)行的傳統(tǒng)注入器要長。在其他實(shí)施例中，低流動注入器的長度為大約140-160mm (比如，大約為150mm)。在一些示例中，低流動注入器的一端可為錐形，使得該端的直徑更小，或者，在其他示例中，低流動注入器可以是直孔注入器，使得內(nèi)徑沿著注入器的長度大體上相同。
[0059]在某些實(shí)施例中，注入器的流體流動路徑包括惰性材料。在一些示例中，惰性材料還可是耐溫和/或耐酸的，使得其不會在高溫等離子體附近熔化或被溶劑或樣品不利地改變。在一些構(gòu)造中，僅在制造流體流動路徑時(shí)使用惰性材料，而在其他示例中，可使用惰性材料制造整個(gè)注入器。說明性的惰性材料類型包括但不限于氧化鋁、氧化鋯、石英、藍(lán)寶石、二氧化鈦、鈦、因科鎳合金(Inconel alloy)以及涂有惰性涂層的合金(如，Sulfinert)等。
[0060]在運(yùn)行中，注入器一般流體耦合至樣品引入系統(tǒng)的其他部件(如，噴霧器)，以允許將流體樣品引入到低流動等離子體中。適合的配件、耦合件等可與注入器一起使用以促進(jìn)這種耦合。在一些實(shí)施例中，低流動注入器可包括毛細(xì)管或可被配置為毛細(xì)管。在某些示例中，當(dāng)系統(tǒng)中的總氣體流速為9升/分或更低(比如，8升/分、7升/分、6升/分、5升/分、4升/分、3升/分、2升/分或I升/分或更低)時(shí)，低流動注入器可以操作以將樣品引入到低流動等離子體中。
[0061]在某些實(shí)施例中，此處描述的低流動等離子體焰炬、低流動注入器以及板電極能夠用在許多不同類型的裝置和儀器中，這些裝置和儀器包括但不限于光學(xué)發(fā)射光譜儀、吸收光譜儀、質(zhì)譜儀等。例如，板電極能夠用于將低流動等離子體維持在感應(yīng)耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)或其他類型的儀器中存在的低流動焰炬中。另外，板電極能夠用于將低流動等離子體維持在非儀器裝置(如，焊炬、光源、化學(xué)反應(yīng)器或其他類型的裝置)中。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在了解了本公開內(nèi)容的益處之后，還將意識到板電極的特定形狀和大小可以改變，且以下示出的板電極的那些表示僅以說明為目的而被提供，而不旨在限制此處描述的技術(shù)的范圍。
[0062]在某些實(shí)施例中，圖4示出了示例性感應(yīng)耦合等離子體光學(xué)發(fā)射光譜儀(ICP-OES) 100的示意圖。在某些示例中，ICP-OES 100 一般包括用于將載氣102引導(dǎo)到低流動焰炬114的系統(tǒng)，其中載氣102被離子化以形成熱等離子體116(比如，5000-10000K或更高)。如此處所述，可以選擇運(yùn)行條件，使得等離子體116為低流動等離子體，例如使用大約為8升/分或更低的氬流速維持的等離子體。在一些示例中，等離子體116可包括預(yù)熱區(qū)190、感應(yīng)區(qū)192、初始輻射區(qū)194、分析區(qū)196以及等離子體尾198 (見圖6)。原子化樣品104可通過泵106、噴霧器108以及噴霧室162引導(dǎo)到等離子體116。在圖4中示出的說明性構(gòu)造中，RF電源110通過包括如此處描述的一個(gè)或多個(gè)板電極的感應(yīng)裝置112向等離子體116提供RF功率。在等離子體116中，受激樣品原子104在受激原子衰變?yōu)楦蜖顟B(tài)的過程中可發(fā)射光134。發(fā)出的光134可被收集光學(xué)器件118收集并被引導(dǎo)到光譜儀120，在光譜儀120中光134被光譜解析。檢測器122可運(yùn)行以檢測光譜解析過的光134并向微處理器122和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)124提供信號138、140用于分析。在物質(zhì)不發(fā)光的示例中，感應(yīng)耦合原子吸收光譜儀可用于向原子化的物質(zhì)提供光，并且檢測器可用于檢測原子化的物質(zhì)的光吸收。示例性的原子吸收光譜儀可從PerkinElmer Health Sciences公司獲得,且例如共同擁有的2006年3月11日提交的名為“Plasmas and Devices Using Them”的美國專利申請第11/372，996號(其全部公開內(nèi)容據(jù)此以引用的方式并入本文)中描述了示例性的吸收光譜儀。
[0063]在圖4中，等離子體116被示為從等離子體116的縱軸的直角方向被觀察，即，被徑向觀察或沿徑軸被觀察。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在了解了本公開內(nèi)容的益處之后將理解也可從沿著等離子體116的縱軸126的方向進(jìn)行對等離子體116的觀察，即，進(jìn)行軸向觀察。檢測軸向上的光發(fā)射能提供明顯的信噪比好處。
[0064]本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在了解了本公開內(nèi)容的益處之后還將理解低流動感應(yīng)耦合等離子體也可與質(zhì)譜儀(MS)180(如圖5所示的感應(yīng)耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)IOO中的四極質(zhì)譜分析儀)一起使用。RF電源110大體在大約I到大約500MHz(具體地，20-50MHZ，如27-40MHZ)的范圍內(nèi)運(yùn)行，且大約100瓦到大約10千瓦(比如，大約1000瓦到大約1500瓦)的功率被提供給電極以產(chǎn)生磁場。示例性的質(zhì)譜儀可從PerkinElmer HealthSciences公司購買，且例如共同擁有的2006年3月11日提交的名為“Plasmasand Devices UsingThem”的美國專利申請第11/372，996號和下面示例中描述了示例性的質(zhì)譜儀。
[0065]圖6示出了圖4和5的等離子體116的更詳細(xì)的示意圖。焰炬114包括三個(gè)同心管114、150以及148。最內(nèi)管148將樣品的原子化流146提供到等離子體116中。中間管150向等離子體116提供輔助氣流144。在低流動焰炬的實(shí)施例中，相較于傳統(tǒng)焰炬中存在的中間管的長度，中間管150可以較長。例如，中間管可以大約為80-90mm長(比如，大約為83mm長)。最外管114提供用于維持等離子體的載氣流128。如此處所述，最外管114可包括一個(gè)或多個(gè)具有合適長度(比如，大約為15mm)的槽。載氣流128可以以相對于中間管150的層流被引導(dǎo)到等離子體116。輔助氣流144可在中間管150內(nèi)被引導(dǎo)到等離子體116，而原子化樣品流146可從噴霧室162沿著最內(nèi)管148被引導(dǎo)到等離子體116。負(fù)載線圈112中的RF電流130、132可在負(fù)載線圈112內(nèi)形成磁場以將低流動等離子體116限制在其中。
[0066]可使用許多不同的板電極構(gòu)造來產(chǎn)生圖4到圖6以及此處描述的某些其他附圖中所示的等離子體。圖7到圖14示出了電極152、156、158的不同構(gòu)造。在圖7中，電極152包括彼此間隔距離“L”布置的兩個(gè)大體上平行的板152a、152b。在某些示例中，大體上平行的板具有大約20mm到大約200mm (比如，大約40mm)的寬度和大約30mm到大約90mm (比如，大約70mm)的長度。每個(gè)平行板152a、152b包括開口 154，通過該開口可對焰炬114進(jìn)行定位，使得焰炬114、最內(nèi)管148、中間管150以及開口 154沿軸126對齊。該開口的具體尺寸和形狀可不同，且可為能夠接受低流動等離子體焰炬的任何合適的尺寸和形狀。例如，該開口可以大致為圓形并具有大約10_到大約60_的直徑，可以是方形或矩形并具有大約20mm到大約60mm寬且大約20mm到大約IOOmm長的尺寸,可以是三角形、橢圓形、卵形或其他合適的幾何形狀。在某些示例中，可以設(shè)計(jì)該開口的大小，使得其比低流動等離子體焰炬要大大約0-50%或典型地大大約3%，而在其他示例中，焰炬可與板接觸(比如，焰炬的某一部分可與板的表面接觸)，而不會產(chǎn)生任何實(shí)質(zhì)性的運(yùn)行問題。大體上平行的板152a、152b具有厚度“t”。在一些示例中，每個(gè)板152a和152b具有相同的厚度，而在其他示例中，板152a和152b可具有不同的厚度。在某些示例中，板的厚度為從大約0.025mm (比如，如絕緣體上的金屬鍍層，其示例可以是陶瓷基板上的銅、鎳、銀或金鍍層)到大約20mm，更具體地，為大約0.5_到大約5_，或這些示意性范圍內(nèi)的任何特定厚度。電極152的開口 154也可包括寬度為“w”的槽164，使得開口 154與其周圍連通。槽的寬度可從大約0.5_到大約20mm變化,更具體地,從大約Imm到大約3mm (比如，從大約Imm到大約2mm)變化。在某些示例中，只有一個(gè)板電極用于維持低流動等離子體，而在其他示例中，可結(jié)合低流動等離子體焰炬使用兩個(gè)或兩個(gè)以上板。
[0067]在某些示例中，電極可由相同的或不同的材料來構(gòu)造。在某些示例中，電極可由導(dǎo)電材料(例如鋁、金、銅、黃銅、鋼、不銹鋼、導(dǎo)電陶瓷及其混合物和合金)來構(gòu)造。在其他示例中，電極可由包括一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電材料的鍍層或涂層的非導(dǎo)電材料來構(gòu)造。在一些示例中，電極可由當(dāng)暴露于產(chǎn)生低流動等離子體所需的高循環(huán)電流時(shí)能夠耐高溫且抗熔化的材料來構(gòu)造。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在了解了本公開內(nèi)容的益處之后將能夠容易地選擇這些和其他合適的材料來構(gòu)造電極。
[0068]參考圖7和圖8，電極152可大體由方形或矩形的平面形狀組成，雖然其可能是如圖15中所示的配線。在某些示例中，提供給平面電極的RF電流產(chǎn)生平面環(huán)電流172a，其產(chǎn)生通過開口 154的環(huán)形磁場182 (見圖15)。平面電流環(huán)大體上可與徑向平面平行，而徑向平面大體上與焰炬的縱軸垂直。環(huán)形磁場可運(yùn)行以產(chǎn)生低流動等離子體并將其維持在低流動焰炬內(nèi)。在低流動條件下，可將氬氣以大約8升/分或更低的流速引入到焰炬中?？墒褂秒娀鸹ɑ螂娀睃c(diǎn)燃?xì)鍤庖援a(chǎn)生低流動等離子體。環(huán)形磁場使氬原子和離子碰撞，產(chǎn)生形成低流動等離子體的過熱環(huán)境(比如，大約5000-10000K或更高)，。
[0069]參考圖9和10，電極156可以是圓的，具有外徑D1和內(nèi)部孔徑D2。在一些示例中，外徑的范圍為大約IOmm到大約20cm,更具體地，為大約25mm到大約IOcm(比如，大約30mm到大約50mm),而內(nèi)徑的范圍為大約IOmm到大約15cm,更具體地,為大約5mm到大約5cm(比如，大約20mm到大約24mm)。在某些示例中，圖7到10的電極152、156可以是用RF電流172獨(dú)立供電且一般具有相反極性(雖然運(yùn)行不要求相反極性)的不同元件。在其他示例中，圖7到10的電極152、156可以是電連通的元件，且每個(gè)可被合地適設(shè)計(jì)為提供期望的極性以產(chǎn)生磁場。
[0070]在某些實(shí)施例中，電極152的一個(gè)部分176可被提供RF功率，而電極152的第二部分178可接至地面174。在一些示例中，電極可接地至儀器底盤，而在其他示例中，電極可被安裝并接地至接地板，接地板本身可以合適的方式接地。在低流動等離子體的電弧點(diǎn)燃期間，如果點(diǎn)燃電弧與電極152接觸，則電極152中存在的任何不需要的電流都可以被引導(dǎo)到接地點(diǎn)174而不到達(dá)RF電源110?？瑟?dú)立控制和改變提供給每個(gè)電極152的RF功率和頻率，以獲得最佳性能。例如，可以不同頻率運(yùn)行每個(gè)電極152，以便對等離子體發(fā)射和激發(fā)進(jìn)行優(yōu)化。另外，可以持續(xù)供電模式來運(yùn)行一個(gè)電極(或兩個(gè)電極)，而另一個(gè)電極可被調(diào)制(比如，脈沖供電或門控供電)。在某些示例中，由于電極152沒有彼此連接，因此可調(diào)節(jié)電極152之間的距離“L”，這可能導(dǎo)致對低流動等離子體內(nèi)功率分布的調(diào)節(jié)。此外，可獨(dú)立調(diào)節(jié)開口 154的直徑D2,以便調(diào)節(jié)RF電源110和低流動等離子體之間的耦合特性。
[0071]在某些示例中，可在電極的一些部分之間放置間隔體以控制電極之間的距離。在某些示例中，使用與用于構(gòu)造電極的材料相同的材料來構(gòu)造間隔體。在一些示例中，間隔體可由與電極材料具有大體上相同的熱膨脹系數(shù)的材料制成，從而當(dāng)電極隨著不同溫度膨脹和收縮時(shí)，間隔體以大致相同的比例膨脹和收縮。在一些示例中，間隔體是不銹鋼墊圈、脆性墊圈、銅墊圈或由其他合適的導(dǎo)電材料制成的墊圈。在某些示例中，間隔體是具有合適尺寸的墊圈，以可以接納連接電極的螺栓或螺母。通過使用一個(gè)或多個(gè)間隔體，可輕易地復(fù)制和/或改變電極之間的距離。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在了解了本公開內(nèi)容的益處之后將能夠?yàn)榕c此處描述的電極一起使用的間隔體選擇合適的材料和形狀。
[0072]現(xiàn)在參考圖11到14，感應(yīng)裝置158被示為包括連接至公共電接地170的兩個(gè)板電極166、168。必要時(shí)，感應(yīng)裝置158可被配置為彼此電耦合的圓形板電極166和168。當(dāng)將RF電流172提供給感應(yīng)裝置158時(shí)，產(chǎn)生環(huán)流172a，該環(huán)形電流172a產(chǎn)生環(huán)形磁場。環(huán)流172a大體上平行于電極166和168的平面并會大體上垂直于焰炬的縱軸。感應(yīng)裝置158可在公共電接地170處接地(見圖13)以防止能引起電極166和168熔化的不需要的電弧放電。在某些示例中，板電極166和168彼此間隔距離L (見圖11和13)。板電極166和168之間的確切距離可以變化，其示例性的距離包括但不限于大約Imm到大約5cm，更具體地，大約2mm到大約2cm (比如，大約5mm到大約15mm)。在某些示例中，板電極166和168大體上設(shè)置為垂直于安裝表面。在其他示例中，板電極166和168可以傾斜一定角度，從而使焰炬的軸向尺寸和電極的徑向尺寸大體上垂直。在一些不例中，板電極166和168的每個(gè)可在相同方向上呈一角度，而在其他不例中，板電極166和168可在相反方向上呈一角度。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在了解了本公開內(nèi)容的益處之后將能夠?yàn)榇颂幟枋龅氖纠愿袘?yīng)裝置的板電極選擇合適的構(gòu)造和角度。
[0073]在某些示例中，圖16中示出了圍繞焰炬的感應(yīng)裝置的示例性構(gòu)造。包括第一板電極和第二板電極的感應(yīng)裝置112可圍繞同心流體導(dǎo)管114、150以及148。載氣流128可被引入到焰炬中以提供氣體從而使用感應(yīng)裝置112產(chǎn)生等離子體?？蓪⑤o助氣流144引入到同心管150，以提供用于控制相對于注入器148的等離子體位置的氣體。如此處所述，相較于傳統(tǒng)焰炬中的輔助管長度，管150可以較長(比如，具有大約為83mm的長度)，且合適的較長的注入器也可與低流動等離子體一起使用。樣品流146可進(jìn)入噴霧導(dǎo)管148，在該噴霧導(dǎo)管148中樣品流146被噴射到由感應(yīng)裝置112產(chǎn)生的等離子體中。
[0074]根據(jù)所選的特定低流動條件，各種氣體物質(zhì)的具體流速可以變化。例如，一般以大約I升/分到大約8升/分(比如，大約6-7.5升/分)的流速引入載氣。一般以大約O升/分到大約I升/分(比如，大約0.1到大約0.3升/分)的流速引入輔助氣體?？梢院线m的流速引入樣品以提供樣品的去溶劑化和/或原子化。在一些示例中，以大約0.1升/分至IJ大約2升/分(比如，大約0.3到大約0.7升/分)的流速引入樣品。如果將這些不同氣體的流速相加，那么總的氬流速可為大約6到大約9升/分。在一些示例中，總的氬流速為大約7升/分到低于或等于8升/分。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在了解了本公開內(nèi)容的益處之后將能夠容易地選擇用于載氣、輔助氣體以及樣品的附加流速，以使用板電極將低流動等離子體維持在焰炬中。[0075]參考圖17，多個(gè)環(huán)電流184a、184b被示為產(chǎn)生自一個(gè)RF電流源110。為了使說明清晰，板電極已經(jīng)從圖17中省略。通過將極性相反的電流施加到相對放置的電極來產(chǎn)生環(huán)電流184a、184b。環(huán)電流184a、184b可以合適的方式相對于彼此而取向，使得在正弦交流電流的半個(gè)交流周期期間第一環(huán)電流184a中的交流電流172a以與第二環(huán)電流184b中的交流電流172b相同的方向流動。該構(gòu)造允許多個(gè)環(huán)電流184a、184b由一個(gè)電源110驅(qū)動，從而產(chǎn)生具有相同空間取向的磁場182a、182b。必要時(shí)，每個(gè)線圈的對角相對放置的腿部可由位于其正下方的一個(gè)RF源驅(qū)動，并且也是對角相對放置的剩余的兩個(gè)腿部共同連接至接地板。環(huán)電流184a、184b的平面也大體上垂直于低流動焰炬的縱軸126并且大體上平行于低流動焰炬的徑向平面。在某些示例中，環(huán)電流可用于維持僅采用板電極的低流動等離子體。例如，諸如共同用于產(chǎn)生ICP的感應(yīng)線圈的其他裝置可以省略，且板電極自身可用作感應(yīng)裝置以維持低流動等離子體。必要時(shí)，板電極可用于包括低流動注入器的系統(tǒng)中，使得注入器流速適合于與低流動等離子體一起使用。
[0076]根據(jù)某些示例，可以使用用于產(chǎn)生低流動等離子體的包括第一板電極的裝置，該第一板電極被構(gòu)造并設(shè)置為提供第一環(huán)電流，該第一環(huán)電流沿大體上垂直于低流動等離子體焰炬的縱軸的徑向平面。參考圖18A和18B，裝置400包括電極402，該電極402具有槽404和用于接納焰炬410的開口 406。電極402具有大體上對稱的圓形內(nèi)截面。在某些示例中，該內(nèi)截面的直徑為大約IOmm到大約60mm,更具體地,為大約20mm到大約30mm(比如，大約20mm到大約23mm)。在一些示例中，該內(nèi)截面的直徑被選擇為使得焰炬410的外表面與電極402的內(nèi)側(cè)部分相隔大約Imm的距離。電極402可被定位為使得其大體上垂直于焰炬410的縱軸(如圖18B中的虛線所示)。電極402的槽404可被配置為使得提供至電極402的電流將采取環(huán)的形式，如圖18B中所示的環(huán)電流412。在一些示例中，環(huán)電流412大體上垂直于低流動焰炬410的縱軸，比如，環(huán)電流的平面大體上垂直于低流動焰炬410的縱軸。與使用螺旋負(fù)載線圈產(chǎn)生的低流動等離子體相比，使用大體上垂直的環(huán)電流可產(chǎn)生和/或維持對于所選的徑向平面具有更對稱的溫度分布的低流動等離子體。在某些示例中，所選的電極的整體形狀可以變化。例如，如圖18A中所示，電極402被配置為具有矩形的整體形狀。然而，也可以使用其他合適的形狀，如圓形、三角形、環(huán)形、橢圓形、環(huán)狀等。在一些實(shí)施例中，例如，具有圓形橫截面和圓形開口的一個(gè)板電極可用于維持低流動等離子體。如此處所述，第一板電極可安裝至接地板。
[0077]在某些示例中，與圖18A中的電極402相似的第二電極也可被構(gòu)造并設(shè)置為平行于徑向平面，該徑向平面大體上垂直于低流動焰炬410的縱軸。在其他示例中，第二環(huán)電流的平面可大體上平行于第一環(huán)電流的平面。在一些示例中，第一和第二環(huán)電流可以相同的方向流動，而在其他示例中，第一和第二環(huán)電流可以相反的方向流動。在使用一個(gè)以上板電極的示例中，一個(gè)RF源(如圖18A中所示的RF源420)可提供RF功率至第一電極和第二電極中的每一個(gè)，或分開的RF源可提供RF功率至第一板電極和第二板電極。在一些示例中，可使用間隔體來分隔第一電極和第二電極。在使用一個(gè)RF源提供RF功率至第一板電極和第二板電極并使用間隔體的示例中，間隔體可由導(dǎo)電材料(如，鋁、銅、黃銅、金等)制成或包括導(dǎo)電材料(如，鋁、銅、黃銅、金等)。在其他示例中，間隔體可由非導(dǎo)電材料(如，玻璃、塑料等)制成或包括非導(dǎo)電材料(如，玻璃、塑料等)，以防止電流從第一電極流到第二電極。例如，可能需要使用非導(dǎo)電材料將板電極分隔開，從而使板不會使彼此短路。[0078]在某些示例中，可將第一板電極、第二板電極或它們兩者接地至接地板。例如，參考圖19A和19B，感應(yīng)裝置500可包括每個(gè)耦合至接地板506的第一板電極502和第二板電極504。在圖19A和19B所示的示例中，電極502和504可分別使用支撐件503和505安裝至接地板506。在某些示例中，每個(gè)電極502和504的對角相對放置的腿部可由位于正下方的一個(gè)RF源驅(qū)動，而也是對角相對放置的剩余的兩個(gè)腿部可共同連接至接地板506。在一些示例中，所有部件可通過被標(biāo)識為503和505的四個(gè)相同的底座電耦合。支撐件503和505可在板電極502和504與接地板506之間提供電耦合，使得在低流動等離子體的電弧點(diǎn)燃期間，如果點(diǎn)燃電弧與板電極502、504接觸，則板電極502、504中存在的任何不需要的電流可被引導(dǎo)至接地板506，而不會流至與板電極502和504電連通的RF電源(未示出)。相較于使用螺旋負(fù)載線圈產(chǎn)生的低流動等離子體，與接地板506和低流動焰炬一起使用板電極502和504可提供更對稱的低流動等離子體，這可改善某些物質(zhì)的檢出限(如此處示例中更詳細(xì)討論的)。例如，由于等離子體往往依照負(fù)載線圈的螺旋結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致不均勻的等離子體放電，因此使用現(xiàn)有的螺旋負(fù)載線圈時(shí)可能存在溫度降低且去溶劑化和原子化效率低的等離子體區(qū)域。采用此處公開的結(jié)合低流動焰炬的感應(yīng)裝置的示例，對于所選的徑向平面，可產(chǎn)生具有更對稱的溫度分布的低流動等離子體，從而可提供更均勻的去溶劑化和原子化，從而使得例如性能提高、焰炬使用壽命延長以及當(dāng)與有機(jī)物一起使用時(shí)碳累積更少。
[0079]在某些示例中，此處公開的感應(yīng)裝置可以比傳統(tǒng)螺旋負(fù)載線圈更低的功率運(yùn)行。例如，大約800瓦到大約1500瓦(比如，大約900瓦到大約1350瓦)的功率可用于此處公開的感應(yīng)裝置，以維持適合用于例如化學(xué)分析的儀器的低流動等離子體。僅以對比為目的，典型的傳統(tǒng)螺旋負(fù)載線圈使用大約1450瓦或更高的功率來維持適合用于化學(xué)分析的等離子體。在一些示例中，此處提供的感應(yīng)裝置被配置為使用比螺旋負(fù)載線圈低大約10-20%的功率。除上述以外，向感應(yīng)裝置提供的功率在運(yùn)行期間可以是變化的。例如，在點(diǎn)燃期間可使用第一功率水平，而隨后在包括低流動等離子體的裝置的運(yùn)行期間，可將功率降低或提高至第二功率水平。
[0080]在一些示例中，板電極和接地板的確切厚度可根據(jù)例如裝置的預(yù)期用途、低流動等離子體的期望形狀等而變化。在某些示例中，板電極為大約0.05-10_厚，更具體地，為大約l_7mm厚(比如，大約1、2、3、4、5或6mm厚或這些說明性厚度之間的任何尺寸)。類似地，接地板的確切尺寸和厚度可以變化。例如，接地板可為大約5mm到大約500mm寬且為大約5mm到大約500mm長,或其可與整個(gè)儀器底盤本身一樣大,且可具有大約0.025mm到大約20_范圍內(nèi)的厚度。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在了解了本公開內(nèi)容的益處之后將能夠選擇合適的電極和接地板尺寸和厚度以提供期望的等離子體形狀。
[0081]在某些實(shí)施例中，可單獨(dú)調(diào)節(jié)或控制感應(yīng)裝置的各個(gè)板電極。參考圖19C，感應(yīng)裝置550包括分別通過支撐件553和555各自電耦合至接地板556的板電極552和554。接地板556可被配置為防止能導(dǎo)致板電極552、554熔化的不需要的電弧放電。在某些構(gòu)造中，接地板556自身可接地至儀器底盤。RF源560可被配置為提供電流至板電極552，而RF源570可被配置為提供電流至板電極554。提供至板電極552和554的電流可以是相同的或不同的。也可在等離子體運(yùn)行期間更改或改變電流，以改變等離子體的形狀和/或溫度。在其他示例中，一個(gè)RF源可被配置為提供電流至板電極552、554 二者。例如,參考圖19D，感應(yīng)裝置580包括分別通過支撐件553和555各自電耦合至接地板556的板電極552和554。RF源590可被配置為提供電流至板電極552和554中的每一個(gè)。盡管可以使用一個(gè)RF源來提供電流至板電極552和554，但是提供至各個(gè)板電極的電流可以是相同的或可以不是相同的。例如，可實(shí)施合適的電子電路以為板電極中的一個(gè)提供不同的電流。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在了解了本公開內(nèi)容的益處之后將能夠設(shè)計(jì)使用一個(gè)或多個(gè)RF源的合適的感應(yīng)裝置。
[0082]在某些示例中，提供了 一種用于將等離子體維持在焰炬中的裝置，該焰炬具有縱軸，在焰炬運(yùn)行期間沿此縱軸引入氣流，并且該焰炬具有大體上垂直于焰炬的縱軸的徑向平面。在某些示例中，裝置包括用于提供沿著焰炬徑向平面的環(huán)電流的板式裝置。合適的板式裝置包括但不限于此處公開的板電極中的任何一個(gè)或多個(gè)或者可提供沿徑向平面的環(huán)電流的其他合適的裝置。必要時(shí)，板式裝置可與低流動焰炬裝置一起使用以將低流動等離子體維持在低流動焰炬裝置中。另外，低流動注入器裝置也可與板式裝置一起使用。
[0083]在某些示例中，參考圖20，說明性的單光束AS裝置600包括:電源610、連接至電源610的燈620、與低流動等離子體630流體連通的樣品引入裝置625、被配置為從低流動等離子體630接收信號的檢測裝置640、被配置為從檢測裝置640接收信號的可選放大器650以及與放大器650電連通的顯示器660。樣品引入裝置625可包括此處描述的低流動注入器。電源610可被配置為供電給燈620，該燈提供一種或多種波長的光622以供原子和離子吸收。合適的燈包括但不限于無電極放電燈、中空陰極燈、汞燈、陰極射線燈、激光器等或其組合?？墒褂煤线m的斬波器或脈沖電源對燈620進(jìn)行脈沖控制，或在實(shí)施激光器的示例中，可以所選的頻率(比如，每秒5、10或20次)對激光器進(jìn)行脈沖控制。燈620的具體構(gòu)造可變化。例如，燈620可沿等離子體630軸向(比如，沿焰炬的長軸)提供光，或沿低流動等離子體630的徑向(比如，垂直于焰炬的長軸)提供光。圖20中所示的示例被配置為從燈620軸向提供光。使用信號的軸向觀測可具有信噪比優(yōu)勢。隨著樣品在低流動等離子體630中被原子化和/或離子化，來自燈620的入射光622對原子進(jìn)行激發(fā)。即，由燈620提供的一定比例的光622被低流動等離子體630中的原子和離子吸收。余下比例的光635被透射至檢測裝置640。檢測裝置640可使用例如棱鏡、透鏡、光柵以及其他合適的裝置(如，例如上述針對OES裝置所述的裝置)選擇一個(gè)或多個(gè)合適的波長。在一些示例中，檢測裝置640可包括固態(tài)檢測器,如CCD?？上蚩蛇x的放大器650提供信號，以增大該信號并傳輸至顯示器660。在信號大到足以使用檢測裝置640中的電路和裝置來檢測的示例中，可省略放大器650?？紤]到低流動等離子體630中樣品的吸收量，在將樣品引入之前可引入空白物質(zhì)(如，水)，以提供100%的透射率參考值。一旦將樣品引入到了低流動等離子體中，便可測量透射的光的量，在具有樣品的情況下透射的光的量可除以參考值以獲得透射率。透射率的負(fù)1glO等于吸收率。AS裝置600可進(jìn)一步包括:合適的電子器件(如微處理器和/或計(jì)算機(jī))以及合適的電路，以提供需要的信號和/或用于數(shù)據(jù)采集。合適的附加裝置和電路可見于例如可在市場上購買的AS裝置(如,可從PerkinElmer Health Sciences公司購買的AAnalyst系列光譜儀)。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在了解了本公開內(nèi)容的益處之后將能夠改造現(xiàn)有的AS裝置以產(chǎn)生低流動等離子體并設(shè)計(jì)使用此處描述的低流動等離子體的新的AS裝置。AS裝置可進(jìn)一步包括本領(lǐng)域已知的自動取樣器,如可從PerkinElmerHealthSciences公司購買的AS_90A、AS_90plus以及AS_93plus自動取樣器。可使用一個(gè)或多個(gè)此處描述的板電極和大約8升/分或更低的等離子氣體流速(更具體地，大約7升/分或更低的等離子氣體流速)來維持低流動等離子體630。在一些示例中，流過焰炬的總氣體流速可為大約8升/分或更低。
[0084]在某些實(shí)施例中，參考圖21，說明性的雙光束AS裝置700包括:與燈720電連通的電源710、低流動等離子體765、與低流動等離子體765流體連通的樣品引入裝置760、被配置為從低流動等離子體765接收信號的檢測裝置780、被配置為從檢測裝置780接收信號的可選的放大器790以及被配置為從放大器790接收信號的輸出裝置795。樣品引入裝置760可包括此處描述的低流動注入器。在信號大到足以使用檢測裝置780中的電路和裝置來檢測的示例中，可省略放大器790。電源710可被配置為供電給燈720，該燈提供一個(gè)或多個(gè)波長的光725以供原子和離子吸收。合適的燈包括但不限于無電極放電燈、中空陰極燈、汞燈、陰極射線燈、激光器等或其組合?？墒褂眠m當(dāng)?shù)臄夭ㄆ骰蛎}沖電源對燈進(jìn)行脈沖控制，或在實(shí)施激光器的示例中，可以所選的頻率(比如，每秒5、10或20次)對激光器進(jìn)行脈沖控制。燈720的構(gòu)造可變化。例如，燈720可提供沿等離子體765的軸向光或提供沿低流動等離子體765的徑向光。圖21中所示的示例被配置為從燈720軸向提供光。使用信號的軸向觀測可具有信噪比優(yōu)勢。隨著樣品在低流動等離子體765中被原子化和/或離子化，來自燈720的入射光725對原子進(jìn)行激發(fā)。即，由燈720提供的一定比例的光735被低流動等離子體765中的原子和離子吸收。剩余比例的光767的至少較大部分被透射至檢測裝置780。在使用雙光束的示例中，可使用分束器730分裂入射光725，使得50%的光作為光束735被傳輸至低流動等離子體765，而50%的光作為光束740被傳輸?shù)酵哥R750和755?？墒褂媒M合器770 (如，半面涂銀鏡)對光束進(jìn)行重新組合，且組合的信號775可傳輸至檢測裝置780。然后，可確定參考值和樣品值之比以計(jì)算樣品的吸收率。檢測裝置780可使用例如棱鏡、透鏡、光柵以及本領(lǐng)域已知的其他合適的裝置(如例如上述針對OES裝置所述的裝置)來選擇一個(gè)或多個(gè)合適的波長。在一些示例中，檢測裝置780可包括固態(tài)檢測器，如(XD?？商峁┬盘?85至放大器790，以增強(qiáng)信號并將信號輸出至顯示器795。AS裝置700可進(jìn)一步包括:本領(lǐng)域已知的合適的電子器件(如，微處理器和/或計(jì)算機(jī))以及合適的電路，以提供需要的信號和/或用于數(shù)據(jù)采集。合適的附加裝置和電路可見于例如可在市場上購買的AS裝置(如，例如可從PerkinElmer Health Sciences公司購買的AAnalyst系列光譜儀)。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在了解了本公開內(nèi)容的益處之后將能夠改造現(xiàn)有的雙光束AS裝置以產(chǎn)生低流動等離子體并設(shè)計(jì)使用此處描述的低流動等離子體的新的雙光束AS裝置。AS裝置可進(jìn)一步包括本領(lǐng)域已知的自動取樣器,如可從PerkinElmer HealthSciences公司購買的AS-90A、AS-90plus以及AS_93plus自動取樣器?？墒褂么颂幟枋龅囊粋€(gè)或多個(gè)板電極和大約8升/分或更低的等離子氣體流速(更具體地，大約7升/分或更低的等離子氣體流速)來維持低流動等離子體765。在一些示例中，通過焰炬的總氣體流速可為大約8升/分或更低。
[0085]在某些實(shí)施例中，圖22中示意性地示出了質(zhì)譜儀(MS)的說明性裝置。MS裝置800包括:與低流動等離子體820流體連通的樣品引入裝置810、質(zhì)量分析儀830、檢測裝置840、處理裝置850以及顯示器860。樣品引入裝置810可包括此處描述的低流動注入器。可使用一個(gè)或多個(gè)真空泵而在壓強(qiáng)減小的條件下運(yùn)行樣品引入裝置810、低流動等離子體820、質(zhì)量分析儀830以及檢測裝置840。然而，在某些示例中，僅在壓強(qiáng)減小的條件下運(yùn)行質(zhì)量分析儀830和/或檢測裝置840中的一個(gè)或多個(gè)。樣品引入裝置810可包括入口系統(tǒng)，該入口系統(tǒng)被配置為提供樣品至低流動等離子體820。該入口系統(tǒng)可包括一個(gè)或多個(gè)批量入口、直探頭入口和/或色譜入口。樣品引入裝置810可以是注入器、噴霧器或可將固體、液體或氣體樣品遞送至低流動等離子體820的其他合適的裝置。一般取決于樣品性質(zhì)、期望的分辨率等，質(zhì)量分析儀830可采取多種形式，下面將進(jìn)一步討論示例性的質(zhì)量分析儀。檢測裝置840可以是任何合適的可與現(xiàn)有質(zhì)譜儀一起使用的檢測裝置(如，電子倍增器、法拉第杯、涂層感光板、閃爍檢測器等)，以及本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在了解了本公開內(nèi)容的益處之后將選擇的其它合適的裝置。處理裝置850 —般包括微處理器和/或計(jì)算機(jī)以及合適的軟件，用于對引入到MS裝置800的樣品進(jìn)行分析。處理裝置850可訪問一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)庫以確定引入到MS裝置800的物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。本領(lǐng)域中已知的其他合適的附加裝置(包括但不限于自動取樣器，如可從PerkinElmer Health Sciences公司購買的AS_90plus和AS-93plus自動取樣器)也可與MS裝置800 —起使用。可使用此處描述的一個(gè)或多個(gè)板電極和大約8升/分或更低的等離子氣體流速(更具體地，大約7升/分或更低的等離子氣體流速)來維持低流動等離子體820。在一些示例中，通過焰炬的總氣體流速可為大約8升/分或更低。
[0086]在某些示例中，根據(jù)期望的分辨率和引入的樣品的性質(zhì)，MS裝置800的質(zhì)量分析儀可采取多種形式。在某些示例中，質(zhì)量分析儀是掃描質(zhì)量分析儀、磁性扇形分析儀(如，用于單聚焦和雙聚焦MS裝置)、四極質(zhì)量分析儀、離子阱分析儀(如，回旋加速器、四極離子阱)、飛行時(shí)間分析儀(如，基體輔助激光解吸離子化飛行時(shí)間分析儀)以及可分離具有不同質(zhì)荷比的物質(zhì)的其他合適的質(zhì)量分析儀。此處描述的低流動等離子體可與上面列出的質(zhì)量分析儀中的任何一個(gè)或多個(gè)以及其他合適的質(zhì)量分析儀一起使用。
[0087]在某些實(shí)施例中，此處描述的低流動等離子體可與現(xiàn)有的用于質(zhì)譜分析的離子化方法一起使用。例如，可組裝電子轟擊源和低流動等離子體以在離子進(jìn)入質(zhì)量分析儀之前提高離子化效率。在其他示例中，可組裝化學(xué)離子化源與低流動等離子體以在離子進(jìn)入質(zhì)量分析儀之前提高離子化效率。在又一些其他示例中，可組裝場離子化源與低流動等離子體以在離子進(jìn)入質(zhì)量分析儀之前提高離子化效率。在另外的示例中，低流動等離子體可與解吸源(如，例如構(gòu)造為快速原子轟擊、場解吸、激光解吸、等離子體解吸、熱解吸、電水動力離子化/解吸等的那些源)一起使用。在又一些示例中，低流動等離子體可被配置為與熱噴射或電噴射離子化源一起使用。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在了解了本公開內(nèi)容的益處之后將能夠設(shè)計(jì)包括用于質(zhì)譜分析中的低流動等離子體的合適的離子化裝置。
[0088]在某些示例中，此處描述的低流動等離子體可用在光學(xué)發(fā)射光譜儀中。圖23示出了說明性的光學(xué)發(fā)射光譜儀(OES)。OES裝置900包括:樣品引入裝置910、低流動等離子體920以及檢測裝置930。樣品引入裝置910可包括此處描述的低流動注入器。光發(fā)射925可被引入到檢測裝置930中，且所選的光935可傳遞至與顯示器950電連通的可選的放大器940。根據(jù)樣品的性質(zhì)，樣品引入裝置910可有所不同。在某些示例中，樣品引入裝置910是被配置為對液體樣品進(jìn)行霧化以引入到低流動等離子體920的噴霧器。在其他示例中，樣品引入裝置910是被配置為接納可被直接注入或引入到等離子體的噴霧樣品的注入器。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在了解了本公開內(nèi)容的益處之后將能夠容易地選擇用于引入樣品的其他的合適的裝置和方法。檢測裝置930可采取多種形式，且可以是能檢測光發(fā)射(如，光發(fā)射925)的任何合適的裝置。例如，檢測裝置930可包括合適的光學(xué)器件，如透鏡、反射鏡、棱鏡、窗、帶通濾波器等。檢測裝置930也可包括光柵(如，階梯光柵)，以提供多通道OES裝置。諸如階梯光柵的光柵允許對多個(gè)發(fā)射波長進(jìn)行同時(shí)檢測。光柵可定位在單色器或其他合適的裝置內(nèi)，以選擇一個(gè)或多個(gè)特定波長來監(jiān)測。在其他示例中，OES裝置可被配置為實(shí)施傅里葉變換以提供對多個(gè)發(fā)射波長的同時(shí)檢測。檢測裝置可被配置為監(jiān)測在包括但不限于紫外線、可見光、近紅外、遠(yuǎn)紅外等的較大波長范圍內(nèi)的發(fā)射波長。檢測裝置可包括固態(tài)檢測器，如(XD。OES裝置500可進(jìn)一步包括合適的電子器件(如微處理器和/或計(jì)算機(jī))以及合適的電路，以提供需要的信號和/或用于數(shù)據(jù)采集。合適的附加裝置和電路在本領(lǐng)域是已知的，并可見于例如可從市場上購買的OES裝置，如可從PerkinElmerHealth Sciences公司購買的0ptima2100DV系列和Optima 5000DV系列OES裝置。可選的放大器540可操作以增大信號(比如，對來自被檢測到的光子的信號進(jìn)行放大)，并可將該信號提供至可以是打印機(jī)、讀出器、計(jì)算機(jī)等的顯示器950。在某些示例中，放大器940是被配置為從檢測裝置930接收信號的光電倍增管。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在了解了本公開內(nèi)容的益處之后將選擇用于放大信號的其他合適的裝置。在信號大到足以使用檢測裝置930中的電路和裝置來檢測的示例中，可省略放大器940。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在了解了本公開內(nèi)容的益處之后將能夠改造現(xiàn)有的OES裝置以產(chǎn)生低流動等離子體并設(shè)計(jì)使用此處公開的低流動等離子體的新的OES裝置。OES裝置可進(jìn)一步包括自動取樣器(如可從PerkinElmer Health Sciences公司購買的AS90和AS93自動取樣器或可從其他供應(yīng)商獲得的類似裝置)。可使用此處描述的一個(gè)或多個(gè)板電極和大約8升/分或更少的等離子氣體流速(更具體地，大約7升/分或更低的等離子氣體流速)來維持低流動等離子體920。在一些示例中，通過焰炬的總氣體流速可為大約8升/分或更低。
[0089]在某些實(shí)施例中，此處公開的AS、MS以及OES裝置可與一種或多種其它分析技術(shù)聯(lián)用。例如，AS、MS或OES裝置可與用于進(jìn)行液相色譜分析、氣相色譜分析、毛細(xì)管電泳分析以及其他合適的分離技術(shù)的裝置聯(lián)用。當(dāng)將包括低流動等離子體的MS裝置與氣相色譜儀耦合起來時(shí)，可能需要包括合適的接口(比如，阱、射流分離器等)以將樣品從氣相色譜儀引入到MS裝置。當(dāng)將MS裝置耦合至液相色譜儀時(shí)，可能還需要包括合適的接口以產(chǎn)生液相色譜分析和質(zhì)譜分析中使用的量的差異。例如，可使用分流接口，使得僅將從液相色譜儀出來的少量樣品引入到MS裝置中。也可將從液相色譜儀出來的樣品沉積在合適的配線、杯或腔中，以便輸送至MS裝置的低流動等離子體。在某些示例中，液相色譜儀包括被配置為在樣品通過加熱的毛細(xì)管時(shí)對樣品進(jìn)行蒸發(fā)并使其霧化的熱噴射器。在一些示例中，熱噴射器可包括其自身的低流動等離子體以使用熱噴射器增加物質(zhì)的離子化。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在了解了本公開內(nèi)容的益處之后將能夠容易地選擇用于將液體樣品從液相色譜儀引入到MS裝置或其他檢測裝置的其他合適的裝置。
[0090]在某些示例中，包括低流動等離子體的MS裝置與至少一個(gè)可包括或不包括低流動等離子體的其他MS裝置聯(lián)用，以用于串聯(lián)質(zhì)譜分析。例如，一個(gè)MS裝置可包括第一類型的質(zhì)量分析儀，而第二 MS裝置可包括與第一 MS裝置不同或類似的質(zhì)量分析儀。在其他示例中，第一 MS裝置可以是操作為隔離分子離子，而第二 MS裝置可以是操作為分裂/檢測已隔離的分子離子。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將能夠設(shè)計(jì)聯(lián)用的MS/MS裝置且該聯(lián)用的MS/MS裝置中的至少一個(gè)包括低流動等離子體。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在了解了本公開內(nèi)容的益處之后將意識到，三個(gè)或更多個(gè)MS裝置可彼此結(jié)合起來使用且該三個(gè)或更多個(gè)MS裝置中的任何一個(gè)可包括低流動等離子體。
[0091]本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在了解了本公開內(nèi)容的益處之后將能夠容易地選擇合適的電子部件以提供電流至電極。例如，可在美國專利第6，329，757號(其全部公開內(nèi)容據(jù)此以引用的方式并入本文且用于所有目的)中找到示例性的RF源和振蕩器。
[0092]下面描述某些特定示例以進(jìn)一步說明此處描述的新技術(shù)。
[0093]示例1-使用板電極的低流動等離子體
[0094]如美國專利第7，511，246號中所述的，將包括兩個(gè)板電極的感應(yīng)裝置進(jìn)行組裝，該兩個(gè)板電極的每個(gè)接地至接地板。各個(gè)板電極是從50-52片鋁加工得到的厚2mm的板。在可從 PerkinElmer Health Sciences 公司獲得的 Optima 2000 和 Optima 4000 儀器上對修改的面板進(jìn)行安裝并評估。該面板包括了替代傳統(tǒng)螺旋負(fù)載線圈的接地板和板電極。需要對面板進(jìn)行很細(xì)微的修改以包括穿通孔，以便用螺栓來固定裝配體。對發(fā)生器不作功能性改變。
[0095]修改的儀器用于在傳統(tǒng)焰炬中產(chǎn)生并維持低流動等離子體以示范低流動條件。對于低流動等離子體，流速如下:對于總的氬氣流速7.75升/分，等離子體=7升/分，輔助=0.2升/分，且噴霧器=0.55升/分。使用1300瓦的功率維持低流動等離子體。圖24示出了維持的低流動等離子體的照片。
[0096]使用低流動等離子體并且使用在非低流動條件下傳統(tǒng)螺旋負(fù)載線圈和板電極產(chǎn)生的等離子體來測量相對的檢出限。將所有值一起進(jìn)行平均，然后將各個(gè)值與該平均值進(jìn)行比較。以下的非低流動條件用于傳統(tǒng)螺旋負(fù)載線圈:對于總氬氣流速16.05升/分，等離子體=15升/分，輔助=0.2升/分，且噴霧器=0.85升/分。對于板電極，使用以下流速:對于總氬氣流速7.75升/分，低流動平板等離子體=7升/分，輔助=0.2升/分，且噴霧器=0.55升/分；對于總氬氣流速15.75升/分，非低流動平板等離子體=15升/分，輔助=0.2升/分，且噴霧器=0.55升/分。圖22示出了結(jié)果。
[0097]從圖25中的圖表可以看出，使用低流動等離子體和板電極的檢出限可與使用傳統(tǒng)螺旋負(fù)載線圈的檢出限相當(dāng)。另外，在大多數(shù)情況下，使用低流動等離子體和板電極的分析物的檢出限比使用傳統(tǒng)流速和板電極的檢測更好。
[0098]當(dāng)介紹此處所公開的示例的元件時(shí)，詞“一(a，an)”以及“所述(the，said)”旨在表示有一個(gè)或多個(gè)元件。術(shù)語“包括”和“具有”是開放性的，旨在表示除所列元件之外還可能有另外的元件。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在了解了本公開內(nèi)容的益處之后將意識到，示例的各種部件可與其他示例中的各種部件互換或可被其他示例中的各種部件替代。
[0099]盡管上文已描述了某些方面、示例以及實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在了解了本公開內(nèi)容的益處之后將意識到，可對所公開的示例性方面、示例以及實(shí)施例進(jìn)行增加、替換、修改以及變更。
【權(quán)利要求】
1.一種焰炬，其特征在于:該焰炬被配置為維持低流動等離子體，所述焰炬包括外管和在所述外管內(nèi)的輔助管，所述外管包括無彎槽，所述輔助管包括有效長度以允許使用8升/分或更低的等離子氣體速率且使用平板電極在所述焰炬中產(chǎn)生低流動等離子體。
2.如權(quán)利要求1所述的焰炬，其特征在于:所述焰炬的所述外管是對稱的以使得所述外管的所有半徑相同，并且所述槽位于所述外管的一端。
3.如權(quán)利要求1所述的焰炬，其特征在于:所述輔助管的長度為80-90mm且比傳統(tǒng)焰炬中存在的輔助管長至少25%。
4.如權(quán)利要求1所述的焰炬，其特征在于:所述輔助管的長度為80-90mm且比傳統(tǒng)焰炬中存在的輔助管長9mm。
5.如權(quán)利要求1所述的焰炬，其特征在于:所述無彎槽的寬度為5-6mm且與傳統(tǒng)焰炬的彎槽的寬度相同。
6.如權(quán)利要求1所述的焰炬，其特征在于:所述輔助管的長度為83mm，且所述無彎槽的長度為15mm。
7.如權(quán)利要求1所述的焰炬，其特征在于:所述焰炬的所述外管包括至少三個(gè)無彎槽。
8.如權(quán)利要求7所述的焰炬，其特征在于:所述三個(gè)槽中的每一個(gè)比傳統(tǒng)焰炬中存在的槽短25%，且所述三個(gè)槽中的每一個(gè)的長度為13-19mm。
9.如權(quán)利要求7所述的焰炬，其特征在于:所述三個(gè)無彎槽中的每一個(gè)的長度相同。
10.如權(quán)利要求7所述的焰炬，其特征在于:所述輔助管的長度為83mm，且所述三個(gè)無彎槽中的每一個(gè)的 長度為15mm。
11.一種焰炬，其特征在于:該焰炬被配置為維持低流動等離子體，所述焰炬包括外管和在所述外管內(nèi)的輔助管，所述輔助管包括有效長度以使所述焰炬使用8升/分或更低的等離子氣體速率來維持用平板電極產(chǎn)生的低流動等離子體，所述輔助管的長度比被配置為將傳統(tǒng)等離子體維持在包括螺旋負(fù)載線圈的傳統(tǒng)焰炬中的輔助管的長度要長且所述輔助管的長度為80-90mm。
12.如權(quán)利要求11所述的焰炬，其特征在于:所述輔助管的長度被選擇為與使用為8升/分或更低的等離子氣體速率維持的低流動等離子體的形狀相匹配。
13.如權(quán)利要求11所述的焰炬，其特征在于:所述外管包括至少一個(gè)無彎槽。
14.如權(quán)利要求13所述的焰炬，其特征在于:所述輔助管比傳統(tǒng)焰炬中存在的輔助管長度要長9mm。
15.如權(quán)利要求13所述的焰炬，其特征在于:所述無彎槽比傳統(tǒng)焰炬中存在的彎槽長度要短5mm且所述無彎槽的長度為13-19mm。
16.如權(quán)利要求11所述的焰炬，其特征在于:所述外管包括至少三個(gè)無彎槽。
17.如權(quán)利要求16所述的焰炬，其特征在于:所述輔助管要比傳統(tǒng)焰炬中存在的輔助管長度要長9mm。
18.如權(quán)利要求17所述的焰炬，其特征在于:所述無彎槽中的每一個(gè)比傳統(tǒng)焰炬中存在的彎槽長度要短至少5mm且所述無彎槽的每一個(gè)的長度為13-19mm。
19.如權(quán)利要求11所述的焰炬，其特征在于:所述輔助管的長度為83mm，所述外管的一端包括無彎槽，該無彎槽的長度為15mm。
20.如權(quán)利要求11所述的焰炬，其特征在于:所述輔助管比傳統(tǒng)焰炬中存在的輔助管要長9mm，所述外管包括無彎槽，并且所述外管中的所述無彎槽比傳統(tǒng)焰炬中的彎槽要短至少5mm且所述無彎槽的長度為13_19mm。
21.一種與低流動等離子體一起運(yùn)行的低流動注入器，其特征在于:所述低流動注入器被配置為與如權(quán)利要求1或11所述的焰炬一起使用。
22.如權(quán)利要求21所述的低流動注入器，其特征在于:所述注入器的長度比可與傳統(tǒng)等離子體焰炬一起運(yùn)行的傳統(tǒng)注入器要長且所述注入器的長度為140-160mm。
23.如權(quán)利要求22所述的低流動注入器，其特征在于:所述低流動注入器的長度為1 SOmnin
24.如權(quán)利要求21所述的低流動注入器，其特征在于:所述低流動注入器包括氧化鋁、石英、藍(lán)寶石、二氧化鈦、鈦、因科鎳合金和惰性材料中的一種或多種。
25.如權(quán)利要求21所述的低流動注入器，其特征在于:所述低流動注入器進(jìn)一步包括錐形端。
26.如權(quán)利要求21所述的低流動注入器，其特征在于:所述低流動注入器進(jìn)一步包括直孔。
27.如權(quán)利要求21所述的低流動注入器，其特征在于:所述注入器被配置為毛細(xì)管。
28.如權(quán)利要求21所述的低流動注入器，其特征在于:所述注入器包括毛細(xì)管。
29.如權(quán)利要求21所述的低流動注入器，其特征在于:所述低流動等離子體維持在包括所述外管和在所述外管內(nèi)的所述輔助管的所述焰炬中，所述外管包括至少一個(gè)無彎槽，所述輔助管的長度為83mm，且所述無彎槽的長度為15mm。
30.一種用于維持低流動等離子體的系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)包括: 板電極，包括被配置為接納如權(quán)利要求1或11所述的焰炬的開口。
31.如權(quán)利要求30所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述輔助管為83mm長，且所述無彎槽為15mm 長。
32.如權(quán)利要求30所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述輔助管的長度為80-90mm且比傳統(tǒng)焰炬中存在的輔助管要長。
33.如權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述無彎槽的長度為13-19mm且比傳統(tǒng)焰炬中存在的彎槽要短。
34.如權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述無彎槽為15mm長，且所述輔助管為83mm 長。
35.如權(quán)利要求30所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括電耦合至所述板電極的振蕩器。
36.如權(quán)利要求30所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括附加板電極，所述附加板電極包括被配置為接納所述低流動焰炬的開口。
37.如權(quán)利要求30所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括電耦合至所述板電極和所述附加板電極的振蕩器。
38.如權(quán)利要求37所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述振蕩器被配置為獨(dú)立控制所述板電極和所述附加板電極。
39.如權(quán)利要求38所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括光耦合至所述低流動焰炬的檢測器。
【文檔編號】B23K10/00GK203409418SQ201190000598
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2011年5月4日 優(yōu)先權(quán)日:2010年5月5日
【發(fā)明者】P.J.莫里斯羅 申請人:珀金埃爾默健康科學(xué)股份有限公司