一種全自動胺基酸前處理系統的製作方法

2023-05-07 14:29:11

本發明涉及儀器儀表技術領域，具體涉及一種全自動胺基酸前處理系統。

背景技術：

胺基酸作為重要的營養標籤，對食品、飼料樣品中胺基酸含量的準確測定變得越發重要。但是食品或飼料中的胺基酸中是以蛋白質形式存在的，需要將待測樣品中的蛋白質水解成胺基酸(前處理)才可以測定。

胺基酸的前處理包括保護氣氛替換、保溫水解、真空濃縮步驟，目前上述前處理步驟均是手動操作的，操作繁瑣而又不易控制操作條件的一致性。所以研發一款能夠自動完成胺基酸前處理的系統非常有必要。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種全自動胺基酸前處理系統。

為實現上述發明目的，本發明採用如下技術方案：

一種全自動胺基酸前處理系統，包括水解瓶，所述水解瓶包括瓶體和上蓋，以盛放待測樣品；

加熱機構，包括鋁製底座，所述鋁製底座上設有若干用於固定所述水解瓶的定位孔，還包括設置於所述鋁製底座中的電熱絲，以在保溫水解、真空濃縮步驟中為所述水解瓶提供熱量；

緩衝瓶，所述水解瓶通過連接管與所述緩衝瓶聯通；

真空泵，所述真空泵通過第一支路與所述緩衝瓶連接，以在保護氣氛替換、真空濃縮步驟中抽取所述水解瓶中的氣體，所述真空泵和所述緩衝瓶之間設有第一電磁閥；

氮氣源，所述氮氣源通過第二支路與所述緩衝瓶連接，以在保護氣氛替換、保溫水解步驟中向所述水解瓶內通入氮氣，所述氮氣源和所述緩衝瓶之間設有第二電磁閥；

控制器，所述控制器通過溫控器與所述加熱機構電性連接，以控制所述加熱機構的溫度，所述控制器與所述第一電磁閥、第二電磁閥電性連接，以控制所述第一、二電磁閥的開/閉狀態，所述控制器與所述真空泵電性連接以控制所述真空泵的啟/停狀態；

觸控螢幕，所述觸控螢幕與所述控制器電性連接，以進行人機互動。

作為本發明進一步改進的技術方案，還包括冷凝機構，所述冷凝機構包括冷凝管、集液管和循環水冷機，所述循環水冷機與所述冷凝管外圍冷卻水管路聯通，以為所述冷凝管降溫，所述集液管與所述冷凝管底部聯通，以收集冷凝水，所述冷凝管位於所述真空泵和所述緩衝瓶之間，位於所述冷凝管和所述緩衝瓶之間的第一支路與所述冷凝管下部聯通，位於所述冷凝管和所述真空泵之間的第一支路與所述冷凝管上部聯通。

作為本發明進一步改進的技術方案，第一支路和所述第二支路通過三通管與所述緩衝瓶連接。

作為本發明進一步改進的技術方案，所述氮氣源為裝有高純氮氣的氮氣瓶。

作為本發明進一步改進的技術方案，若干所述定位孔在所述鋁製底座上呈矩陣排布。

作為本發明進一步改進的技術方案，位於所述冷凝管和所述真空泵之間的第一支路內填充有吸附劑。

相對於現有技術，本發明的技術效果在於：

本發明通過觸控螢幕輸入相應參數，控制器內部程序根據輸入的參數控制加熱機構、真空泵、第一電磁閥、第二電磁閥協同工作，可以自動完成胺基酸的前處理，具有操作簡單，操作條件一致性高的優點。

附圖說明

圖1是本發明實施方式中一種全自動胺基酸前處理系統的框圖示意圖；

圖2是本發明實施方式中一種全自動胺基酸前處理系統的立體結構示意圖。

具體實施方式

以下將結合附圖所示的具體實施方式對本發明進行詳細描述。但這些實施方式並不限制本發明，本領域的普通技術人員根據這些實施方式所做出的結構、方法、或功能上的變換均包含在本發明的保護範圍內。

以下提供本發明的一種實施方式：

請參見圖1至2，一種全自動胺基酸前處理系統，包括水解瓶1，所述水解瓶1包括瓶體和上蓋，以盛放待測樣品；

加熱機構2，包括鋁製底座，所述鋁製底座上設有若干用於固定所述水解瓶1的定位孔21，還包括設置於所述鋁製底座中的電熱絲，以在保溫水解、真空濃縮步驟中為所述水解瓶1提供熱量；

緩衝瓶3，所述水解瓶1通過連接管4與所述緩衝瓶3聯通；

真空泵5，所述真空泵5通過第一支路6與所述緩衝瓶3連接，以在保護氣氛替換、真空濃縮步驟中抽取所述水解瓶1中的氣體，所述真空泵5和所述緩衝瓶3之間設有第一電磁閥7；

氮氣源8，所述氮氣源8通過第二支路9與所述緩衝瓶3連接，以在保護氣氛替換、保溫水解步驟中向所述水解瓶1內通入氮氣，所述氮氣源8和所述緩衝瓶3之間設有第二電磁閥10；

控制器11，所述控制器11通過溫控器12與所述加熱機構2電性連接，以控制所述加熱機構2的溫度，所述控制器11與所述第一電磁閥7、第二電磁閥10電性連接，以控制所述第一、二電磁閥的開/閉狀態，所述控制器11與所述真空泵5電性連接以控制所述真空泵5的啟/停狀態；

觸控螢幕13，所述觸控螢幕13與所述控制器11電性連接，以進行人機互動。

需要說明的是，加熱機構2包括繼電器，溫控器12選擇歐姆龍溫控器(例如歐姆龍e5cc)，通過熱電偶測加熱機構2溫度，以控制繼電器開關，進而控制電熱絲的上電與否，最終控制加熱機構2的溫度。

真空泵5也包括繼電器，控制器11與繼電器電性連接以控制真空泵5的啟/停狀態。

以下以酸水解為例，對使用本發明進行胺基酸前處理的方法進行說明。

首先進行前置準備工作：

1、稱取一定量的待測樣品(可適當多取，測定前再稀釋)放入水解瓶1中，並加入溶劑(水)；

2、在水解瓶1中加入10-15ml6mol/l鹽酸，加入新蒸餾的苯酚3-4滴，將水解瓶1放入冷凍劑中冷凍3min到5min，然後將水解瓶1取出放置在加熱機構2中，並通過連接管4與緩衝瓶3聯通；

3、觸控螢幕13輸入相應參數後點擊「開始」按鈕，自動進行胺基酸前處理。

第一步，保護氣氛替換

第一電磁閥7打開，真空泵5上電工作，對水解瓶1抽真空(抽真空時間可通過觸控螢幕13輸入設定)；

關閉第一電磁閥7和真空泵5，打開第二電磁閥10，對水解瓶1內充入高純氮氣。

抽真空和充氮氣的步驟可循環三次或更多次(循環次數可通過觸控螢幕13輸入設定)。

第二步，保溫水解

保持第二電磁閥10打開狀態，水解瓶1在110℃±1℃恆溫腔內(加熱機構2的定位孔21內)水解，時間22-24小時(保溫水解時間可通過觸控螢幕13輸入設定)。

第三布，真空濃縮

保溫水解時間到後，第二電磁閥10關閉，加熱機構2溫度下降到30-50℃(真空濃縮溫度可通過觸控螢幕13輸入設定)，第一電磁閥7打開，真空泵5上電工作，開始真空濃縮。

真空濃縮一段時間(真空濃縮時間可通過觸控螢幕13輸入設定)後，即完成胺基酸前處理。

完成胺基酸前處理的待測樣品只需要定容後過濾即可上機測試胺基酸含量。對胺基酸含量的檢測方法(包括氣相色譜聯用質譜法，以及液相色譜聯用質譜法)和儀器(包括液相色譜儀，胺基酸分析儀)都已經很成熟，在此不多介紹。

進一步的，還包括冷凝機構，所述冷凝機構包括冷凝管14、集液管15和循環水冷機，所述循環水冷機與所述冷凝管14外圍冷卻水管路(未圖示，冷卻水管路纏繞設置在冷凝管外圍)聯通，以為所述冷凝管14降溫，所述集液管15與所述冷凝管14底部聯通，以收集冷凝水，所述冷凝管14位於所述真空泵5和所述緩衝瓶3之間，位於所述冷凝管14和所述緩衝瓶3之間的第一支路6與所述冷凝管14下部聯通，位於所述冷凝管14和所述真空泵5之間的第一支路6與所述冷凝管14上部聯通。

冷凝機構的作用在於，在真空濃縮步驟中使蒸發的含鹽酸氣體冷凝，阻止含有鹽酸的氣體進入真空泵5，防止真空泵5損壞。氣體進入冷凝管14中後由下往上流動，大部分含鹽酸蒸汽冷凝後流入集液管15中，冷凝處理後的氣體由冷凝管14上部進入真空泵5。

循環水冷機也與控制器11電性連接，由控制器11控制啟/停工作。

更進一步的，位於所述冷凝管14和所述真空泵5之間的第一支路6內填充有吸附劑。吸附劑用於吸附殘餘的含鹽酸蒸汽。

進一步的，在本實施方式中第一支路6和所述第二支路9通過三通管與所述緩衝瓶3連接。

當然，在其它實施方式中，第一、二電磁閥可以合二為一，並且集成於三通管上構成三通電磁閥，利用三通電磁閥切換緩衝瓶與真空泵、氮氣源的連接關係。

進一步的，在本實施方式中所述氮氣源8為裝有高純氮氣的氮氣瓶。

進一步的，在本實施方式中若干所述定位孔21在所述鋁製底座上呈矩陣排布。

相對於現有技術，本發明的技術效果在於：

本發明通過觸控螢幕13輸入相應參數，控制器11內部程序根據輸入的參數控制加熱機構2、真空泵5、第一電磁閥7、第二電磁閥10協同工作，可以自動完成胺基酸的前處理，具有操作簡單，操作條件一致性高的優點。

最後應說明的是：以上實施方式僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施方式對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施方式所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施方式技術方案的精神和範圍。