多通道的全自動固相萃取裝置製造方法
2023-06-24 09:28:36 1
多通道的全自動固相萃取裝置製造方法
【專利摘要】一種多通道的全自動固相萃取裝置，包括：全自動液體處理器；樣品與溶劑取樣裝置，其用來放置進行固相萃取操作的樣品和溶劑以及淋洗劑；XYZ三維運動走位裝置，包括X軸水平走位裝置、Y軸水平走位裝置和Z軸垂直走位裝置；洗脫液收集裝置，包括託盤和萃取管支架，託盤上有廢液池和用於收集洗脫液的試管的插孔，萃取管支架用於放置萃取管；流路管理系統，其與固相萃取柱連接用於自動的切出和切入流路管理。本發明在保證處理效果的前提下實現了多通道的樣品的自動處理，最多可以同時處理12種不同的樣品，在處理過程中無需人為參與，完全自動完成。
【專利說明】多通道的全自動固相萃取裝置
(1)【技術領域】
[0001]本發明涉及一種多通道的全自動固相萃取裝置，屬於分析化學儀器領域。
(2)【背景技術】
[0002]現在在分析化學實驗室常常需要對複雜基質或痕量的物質進行分析，在進行這些分析前，對樣品進行處理成為保證分析結果、提高分析效率、保護分析儀器的一個必不可少的步驟。據統計，人們常將60%的時間花在樣品處理上，這個不但不符合高效率的要求，繁瑣的傳統樣品處理方法也直接影響了最後的分析結果。
[0003]固相萃取技術作為一種新型的樣品前處理技術在分析實驗室得到廣泛的應用，並成為諸多國家標準和行業標準中所規定的標準樣品前處理方法。例如，GB/T19648-2005《水果和蔬菜中446中農藥多殘留測定方法》、GB/T18979-2003《食品中黃麴黴毒素的測定方法》、GB/T22388-2008《原料乳與乳製品中三聚氰胺檢測方法》、GB/21317-2007《動物源性食品中四環素類獸藥殘留量檢測方法》、GB/T《蜂蜜、果汁和果酒中304中農藥殘留測定方法》、GB/T5009.192-2003《動物性食品中克倫特羅殘留量的測定》等等
[0004]固相萃取(Solid-Phase Extraction簡稱SPE)是近年來發展起來的一種樣品預處理技術，由液固萃取和柱液相色譜技術融合發展而來，主要用於樣品的分離、純化和濃縮，與傳統的液液萃取相比，能避免諸多問題，比如，易於乳化，不完全的相分離，較低的定量分析回收率，昂貴易碎的玻璃器皿和大量的有機廢液。固相萃取能更加有效的將目標分析物與幹擾組分分離，可以提高目標分析物的純度和回收率，降低相對偏差，提高重現性，有利於對目標分析物進行更準確的定性和定量分析。固相萃取技術可以很方便的同時進行多個樣品的處理，大大減少了樣品預處理的工作量和操作時間，有效的提高工作效率，具有操作簡單、準確、省時、省力、環保等特點，近年來，已頒布大量應用固相萃取技術的國家和行業標準，廣泛應用於食品安全檢測、農產品殘留監控、醫藥衛生、環境保護、商品檢驗、化工生產等領域。而自動化的樣品處理過程，不但可以降低操作者的勞動強度，提高處理效率，保護操作者不受有毒溶劑的危害，同時更可以提高樣品處理的重現性和精密度。自動化的固相萃取設備在分析實驗室中也得到了廣泛的應用。
[0005]當今市場上的自動固相萃取設備一種是通過液體處理器來實現，可以批次處理較多的樣品，但是卻存在著溶劑混合、流量難以控制的問題；另一類就是專門的固相萃取裝置，可以有效的解決上述的問題，但是批次處理樣品的數量受到限制，進而影響樣品處理效率。
[0006]有鑑於此，為解決現有固相萃取裝置中的不足，實現固相萃取的自動化和多通道高通量的固相萃取，本設計人基於相關領域的研發，並經過不斷測試及改良，進而有本發明的產生。
(3)
【發明內容】
[0007]本發明提供一種多通道的全自動固相萃取裝置，樣品與溶劑取樣裝置和洗脫液收集裝置與整個機器集成在一起，整個系統在運行的過程中，通過XYZ三維運動走位裝置，實現取樣針管定位準、廢液排除和回收液收集及時，在佔用很小面積的基礎上完成最多樣品的處理工作。
[0008]為達到上述目的，本發明提供一種多通道的全自動固相萃取裝置，其包括:全自動液體處理器；樣品與溶劑取樣裝置，其用來放置進行固相萃取操作的樣品和溶劑以及淋洗劑；XYZ三維運動走位裝置，包括X軸水平走位裝置、Y軸水平走位裝置和Z軸垂直走位裝置；χ軸水平走位系統包括步進電機、聯軸器、絲杆、直線導軌和固定塊，固定塊內部裝有直線軸承，在絲杆導軌上運動，Z軸垂直走位裝置固定在固定塊上，步進電機連接聯軸器和絲杆，驅動Z軸垂直走位裝置在樣品與溶劑取樣裝置上方運動；Υ軸水平走位裝置包括絲杆步進電機、導軌和固定塊，固定塊上固定洗脫液收集裝置中的萃取管支架，在電機的驅動下在廢液池和洗脫液收集管上方運動；ζ軸垂直走位裝置包括步進電機、聯軸器、絲杆、直線導軌、固定塊、進樣針管，固定塊內部裝有直線軸承，在直線導軌上運動，進樣針管固定在固定塊上，步進電機連接聯軸器和絲杆，驅動進樣針管在Z軸垂直走位裝置上做上下運動；洗脫液收集裝置，包括託盤和萃取管支架，託盤上有廢液池和用於收集洗脫液的試管的插孔，萃取管支架用於放置萃取管；流路管理系統，其與固相萃取柱連接用於自動的切出和切入流路管理。
[0009]所述的樣品與溶劑取樣裝置，其中，所述的樣品池和溶劑池採用聚四氟材料，耐酸耐鹼耐有機溶劑，樣品池和溶劑池並排放置，整個裝置固定在機箱的背板上。
[0010]所述的樣品與溶劑取樣裝置，其中，所述的洗滌池，專門用於在進樣前和進樣後洗滌針管，防止交叉感染。
[0011 ] 所述的XYZ三維運動走位裝置，其中，所述的X軸水平走位裝置，設計有步進電機，步進電機通過聯軸器與絲杆連接，將步進點擊的轉動轉化為直線運動，絲杆兩端通過微型軸承與兩側擋板固定，以保證導軌上的滑塊運行平穩，噪音小。
[0012]所述的XYZ三維運動走位裝置，其中，所述的Y軸水平走位裝置，固定塊上固定銅螺母，銅螺母與固定塊固定，直接套接在絲杆步進電機的絲杆上，電機來迴轉動使萃取管在廢液池和收集試管上方來回運動。
[0013]所述的XYZ三維運動走位裝置，其中，所述的Z軸垂直走位裝置，設計有步進電機，步進電機通過聯軸器與絲杆連接，將步進電機的轉動轉化為直線運動，絲杆兩端通過微型軸承與兩側的擋板固定，固定塊上固定12跟進樣針管，用於抽取樣品和溶劑。
[0014]所述的洗脫液收集裝置，其中，所述的萃取管支架上放置12支萃取管，並與Y軸水平走位裝置中的絲杆步進電機連接，在絲杆電機的作用下，在託盤上方前後運動，通過運動形成兩條出液通道，實現廢液的自動排除和洗脫液的自動收集。
[0015]本發明的有益效果是:通過設計多通道的全自動固相萃取裝置實現了固相萃取的自動化，在保證處理效果的前提下實現了同時處理12個樣品的自動處理，相對吉爾森的單通道和四通道的固相萃取儀，處理效果極大地提升，並且整個設計集成度高，有效的減少了設備的體積，節省了空間。實現了樣品的分段收集，支持快速進樣和正壓洗脫，避免交叉感染，兩條出液通道，能夠自動收集和排除廢液，在處理過程中無需人為參與，完全自動完成。
[0016](4)具體實施方法
[0017]本發明為達到上述的使用目的與功效及所採用的技術手段，現舉出較為可行的實施例子，並配合附圖所述，詳細闡述如下:
[0018]如圖1所示，本發明提供的一種多通道的全自動固相萃取裝置，主要包括機箱1、蠕動泵2、樣品與溶劑取樣裝置3、X軸水平走位裝置4、Z軸垂直走位裝置5和洗脫液收集裝置6。蠕動泵2上裝有12跟矽膠管，矽膠管兩端一端與12跟取樣針管連接，一端與12跟萃取小柱連接。
[0019]X軸水平走位裝置4主要由以下部件組成:步進電機401 ;支撐架402 ;聯軸器403 ；接近開關404 ;光杆導軌405 ；Z軸固定塊406 ；X軸滑塊407 ;絲杆408 ;微型軸承409 ;拖鏈導軌410。其中步進電機401是這個裝置運動的執行機構，步進電機401連接聯軸器403，然後與絲杆408連接，絲杆408上的銅螺母與X軸滑塊407固定在一起，X軸滑塊407上面通過螺絲連接Z軸固定塊406，Z軸垂直走位裝置5與Z軸固定塊406連接。步進電機401左右轉動時，Z軸垂直走位裝置5就在樣品與溶劑取樣裝置3上來回運動。通過電腦程式精確控制步進電機401轉動的方向與轉動的圈數，可以實現Z軸垂直走位裝置5在樣品與溶劑取樣裝置3上的盛裝樣品與溶劑的溶劑盒上的精確定位。
[0020]Z軸垂直走位裝置5的結構設計與X軸水平走位裝置4 一樣，通過電腦程式精確步進電機501轉動的方向與轉動的圈數，可以實現取樣器506上的取樣針管509在樣品與溶劑取樣裝置3中的每一個溶劑盒中上下運動取樣。
[0021]圖3所示的Y軸水平走位裝置中萃取管支架601與銅螺母固定直接連接在絲杆電機603的絲杆上，通過電腦程式精確控制絲杆電機601轉動的方向與圈數，萃取管支架601可以在洗脫液收集裝置6上的託盤上方前後運動，通過運動形成兩條出液通道，實現廢液的自動排除和洗脫液的自動收集。
[0022]值得注意的是，本發明為了確保定位的精確，在X軸水平走位裝置、Y軸水平走位裝置、Z軸垂直走位裝置上都安裝有接近開關，如附圖所示的接近開關404、504、602。
[0023]系統運行時，首先通過系統軟體對系統按照實際情況進行配置，並設置相應的處理固相萃取方法，並在批表中設定樣品和溶劑的體積和流速，設定執行的順序。這裡假設設定的參數如下:
[0024]
【權利要求】
1.一種多通道的全自動固相萃取裝置，其特徵在於，包括:全自動液體處理器，用於待處理樣品的進樣和處理後樣品的收集；樣品與溶劑取樣裝置，其用來放置進行固相萃取操作的樣品和溶劑以及淋洗劑；XYZ三維運動走位裝置，包括X軸水平走位裝置、Y軸水平走位裝置和Z軸垂直走位裝置；χ軸水平走位裝置包括步進電機、聯軸器、絲杆、直線導軌和固定塊，固定塊內部裝有直線軸承，在絲杆導軌上運動，Z軸垂直走位裝置固定在固定塊上，步進電機連接聯軸器和絲杆，驅動Z軸垂直走位裝置在樣品與溶劑取樣裝置上方運動；Υ軸水平走位裝置包括絲杆步進電機、導軌和固定塊，固定塊上固定洗脫液收集裝置中的萃取管支架，在電機的驅動下在廢液池和洗脫液收集管上方運動；Ζ軸垂直走位裝置包括步進電機、聯軸器、絲杆、直線導軌、固定塊、進樣針管，固定塊內部裝有直線軸承，在直線導軌上運動，進樣針管固定在固定塊上，步進電機連接聯軸器和絲杆，驅動進樣針管在Z軸垂直走位裝置上做上下運動；洗脫液收集裝置，包括託盤和萃取管支架，託盤上有廢液池和用於收集洗脫液的試管的插孔，萃取管支架用於放置萃取管；流體驅動系統採用蠕動泵定量與定速輸液；流路管理系統，其與固相萃取柱連接用於自動的切出和切入流路管理。
2.根據權利要求1所述的樣品與溶劑取樣裝置，其特徵在於，所述的樣品池和溶劑池採用聚四氟材料，耐酸耐鹼耐有機溶劑，樣品池和溶劑池並排放置，整個裝置固定在機箱的背板上。
3.根據權利要求1所述的樣品與溶劑取樣裝置，其特徵在於，包含一個專門用於洗滌針管的洗滌池，用於在進樣前和進樣後洗滌針管，防止交叉汙染。
4.根據權利要求1所述的XYZ三維運動走位裝置，其特徵在於，所述的X軸水平走位裝置中設有步進電機，步進電機通過聯軸器與絲杆連接，將步進電機的轉動轉化為直線運動，絲杆兩端通過微型軸承與兩側擋板固定，以保證導軌上的滑塊運行平穩，噪音小。
5.根據權利要求1所述的XYZ三維運動走位裝置，其特徵在於，所述的Y軸水平走位裝置中的固定塊上固定銅螺母，銅螺母與固定塊固定直接套接在絲杆步進電機的絲杆上，電機來迴轉動使萃取管在廢液池和收集試管上方可以來回運動。
6.根據權利要求1所述的XYZ三維運動走位裝置，其特徵在於，所述的Z軸垂直走位裝置中設有步進電機，步進電機通過聯軸器與絲杆連接，將步進電機的轉動轉化為直線運動，絲杆兩端通過微型軸承與兩側擋板固定，固定塊上固定12跟進樣針管，用於抽取樣品和溶劑。
7.根據權利要求1所述的洗脫液收集裝置，其特徵在於，所述的萃取管支架上可以放置12支萃取管，並可以在權利要求5所述的絲杆電機的作用下在所述的託盤上方前後運動，通過運動形成兩條出液通道，能夠自動排除廢液和收集洗脫液。
8.根據權利要求1所述的流體驅動系統，其特徵在於，採用蠕動泵(包括單通道蠕動泵和多通道蠕動泵)定量與定速輸液。
【文檔編號】G01N1/34GK103575571SQ201210271451
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年8月1日 優先權日:2012年8月1日
【發明者】郭堅, 武力, 張冰洋 申請人:郭堅, 武力, 張冰洋