一种高通量全自动样品前处理仪的制作方法

专利2022-06-29  64


本实用新型属于食品检测技术领域,尤其涉及一种高通量全自动样品前处理仪,用于食品安全检测、法医物证鉴定、毒理学分析的样品前处理。



背景技术:

样品前处理通常是分析的第一步,该步骤的结果会影响后面的分析过程。在食品安全检测、法医物证鉴定、毒理学分析领域,目前主要是通过人工控制设备来进行样品处理,在进行该工作过程中,会使用大量的有机、无机试剂并且需要多种前处理仪器的配合,劳动强度大,对操作人员的健康有影响,尤其是处理有异味,腐败的检材时,对操作人员的基本素质要求很高,稍有不慎就会出现操作误差,导致检测结果的错误。



技术实现要素:

1.要解决的技术问题

针对现有技术中样品前处理时使用大量的有机、无机试剂及多种前处理仪器的配合,劳动强度大,对操作人员的健康有影响,尤其是处理有异味,腐败的检材时,对操作人员的基本素质要求很高,容易出现操作误差,导致检测结果错误等缺陷,本实用新型的目的在于提供一种高通量全自动样品前处理仪,可大大提高检材的提取工作效率,尤其针对处理有异味,腐败的检材,可实现全程无人操作。

2.技术方案

为实现上述目的,本实用新型采用如下技术方案:

一种高通量全自动样品前处理仪,其特点是包括底座、xyz轴机械模组、金属孵育槽、样品提取罐、固相萃取管支架、吸液头支架、液体浓缩器、废液回收槽、电磁加液泵和工控机;所述底座上设置xyz轴机械模组,所述xyz轴机械模组包括x轴、y轴和z轴,所述x轴水平设置并与底座连接,y轴竖直设置并与x轴滑动连接,所述z轴与x轴呈90°夹角水平设置并与y轴滑动连接;所述z轴上设置机械搅拌器、自动吸液臂和自动加液臂;所述x轴方向的底座上设置废液回收槽,所述废液回收槽上方设置金属孵育槽,所述样品提取罐设于金属孵育槽中;所述固相萃取管支架与金属孵育槽并列设置,固相萃取管支架内设置固相萃取管;所述吸液头支架设置于金属孵育槽一侧,吸液头支架内设置一次性吸液头;所述液体浓缩器通过轨道活动设于固相萃取管支架与废液回收槽之间;所述电磁加液泵设置在底座上并与自动加液臂连接,电磁加液泵输送的介质为样品提取液、活化液、净化液;所述xyz轴机械模组、机械搅拌器、电磁加液泵、自动加液臂、自动吸液臂与工控机电性连接,由工控机内置的驱动程序控制。

更进一步地,所述xyz轴机械模组的x轴包括相互平行的第一x轴和第二x轴,y轴包括相互平行的第一y轴和第二y轴,z轴包括相互平行的第一z轴和第二z轴;所述第一x轴水平设置并与底座连接,第一y轴竖直设置并与第一x轴滑动连接,所述第一z轴与第一x轴呈90°夹角水平设置并与第一y轴滑动连接;所述第二z轴与第二x轴滑动连接,所述第二y轴与第二z轴滑动连接;所述第二y轴与第一z轴通过连接板连接,所述连接板下方设置机械搅拌器;所述第一z轴上设置滑动连接的自动加液臂和自动吸液臂。

更进一步地,所述样品提取罐包括罐体,所述罐体内设置由过滤膜支架分隔的第一腔体和第二腔体,所述罐体的上部设置上盖板;所述过滤膜支架上设置过滤膜;所述上盖板位于第一腔体上方的一侧设置传动轴,所述传动轴下方连接插入第一腔体内的搅拌螺杆,传动轴上方设置与搅拌器连接的连接头;所述上盖板位于第二腔体上方的一侧设置加液孔;所述罐体使用耐有机试剂腐蚀的塑料材质制作;所述耐有机试剂腐蚀的塑料材质为pp聚丙烯、pe聚乙烯;罐体的容积为100cm3;过滤膜支架上设置若干连通第一腔体和第二腔体的通孔,所述通孔上设置过滤膜;过滤膜的材质选用但不限于尼龙、醋酸纤维素、聚丙烯网格、玻璃纤维、聚四氟乙烯、硝酸纤维素、聚酰胺。使用时,打开上盖板,将需要提取的样品放入第一腔体内,盖上上盖板,加液装置通过加液孔将样品提取液加入到第二腔体内,由于过滤膜的渗透作用,样品提取液渗透进入到第一腔体内,进行样品孵育;搅拌器插入连接头内,搅拌器转动带动传动轴及位于第一腔体内的搅拌螺杆转动;使第一腔体内的样品与样品提取液充分混合,样品中的有效物质释放到样品提取液中;溶解有有效物质的样品提取液通过过滤膜渗透到第二腔体内,这样能够保证第二腔体内得到澄清的溶解有有效物质的样品提取液、浑浊的样品混合物留在第一腔体内;吸液装置伸入加液孔将溶解有有效物质的样品提取液吸取移入固相萃取管中进行处理。

更进一步地,所述固相萃取管由耐有机试剂腐蚀的塑料材质经过模具注塑形成,容积为6ml,耐有机试剂腐蚀的塑料材质pp聚丙烯、pe聚乙烯等;所述固相萃取管内部填料粉末可以选用且不限于hlb亲水亲脂平衡树脂、mcx混合型阳离子交换树脂、max混合型阴离子交换树脂、wcx弱阳离子交换树脂、wax弱阴离子交换树脂、c18封端十八烷基树脂、c8辛基树脂、carb-gcb石墨化炭黑、flosisil佛罗里硅土、ala氧化铝、aln氧化铝、alb氧化铝、psa乙二胺-n-丙基树脂单一或混合使用。

更进一步地,所述液体浓缩器内设置液体浓缩管和加热装置,所述液体浓缩管内设置热风针头;所述热风针头的头部折弯,针头孔与液体浓缩管管壁相对,使得热风在吹到管壁上,避免萃取液时气流导致的液体飞溅、样本交叉污染;所述加热装置和热风针头与工控机电性连接,工控机控制加热装置给液体浓缩管升温,同时液体浓缩管内置的热风针吹出热风,对液体浓缩管进行内外加热,一段时间后液体浓缩管中液体挥干,液体浓缩器降温,热风针头停止吹出热风。

更进一步地,所述金属孵育槽上设置12个孔位,用于放置12个样品提取罐;所述固相萃取管内置的固相萃取管数量为12个,液体浓缩管数量为12个,所述热风针头数量为12个,满足12个样本的同时处理。

更进一步地,所述高通量全自动样品前处理仪还设置外壳,所述外壳与底座连接,所述外壳上设置进风风扇和排风风扇、样品放置窗,所述工控机设置在外壳上,所述进风风扇和排风风扇与工控机电性连接。

本实用新型还提供了上述高通量全自动样品前处理仪在提取食品、或食品原料、或中药材中的农药、添加剂、非法添加物、染色剂、增重剂、瘦肉精、药物、细菌中的应用。

一种高通量全自动样品前处理仪的使用方法,其特点是包括以下步骤:

s1、样品加液,通过工控机控制,由电磁加液泵驱动,通过自动加液臂将样品提取液加入到样品提取罐中;

s2、样品孵育,通过工控机控制,金属孵育槽升温,样品提取罐中的固液混合物升温一定时间后,将样本中有效物质充分释放到提取液中;

s3、样品搅拌,通过工控机控制,驱动xyz轴机械模组,将机械搅拌器的搅拌头插入到样品提取罐连接轴中,搅拌螺杆开始高速转动,使得样品提取罐中固体和液体能充分的混合,将样本中有效物质充分释放到样品提取液中;

s4、样品过滤,在样品提取罐内完成,澄清的样品提取液会通过样品提取罐内安装的样品提取罐过滤膜,第一腔体内为浑浊的固液混合物,第二腔体内为溶解有有效物质的样品提取液;

s5、固相萃取柱活化,通过工控机控制,驱动xyz轴机械模组,由电磁加液泵驱动,通过自动加液臂将活化液加入到固相萃取管中,流出的液体直接进入废液回收槽;

s6、样品液上样,通过工控机控制,驱动xyz轴机械模组,自动吸液臂将第二腔体内溶解有有效物质的样品提取液吸取加入到固相萃取管中,流出的液体直接进入废液回收槽;

s7、固相萃取柱净化,通过工控机控制,驱动xyz轴机械模组,由电磁加液泵驱动,通过自动加液臂将净化液加入到固相萃取管中,流出的液体直接进入废液回收槽;

s8、样品液回收,通过工控机控制,驱动xyz轴机械模组,由电磁加液泵驱动,通过自动加液臂将净化液加入到固相萃取管中,流出的液体进入液体浓缩器管中;

s9、样品液浓缩,通过工控机控制,液体浓缩器升温,同时液体浓缩器内置的热风针头吹出热风,对液体浓缩器中的浓缩管进行内外加热,一段时间后浓缩管中液体挥干,液体浓缩器降温,热风针头停止吹出热风。

3.有益效果

与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:通过样品提取罐、固相萃取管、液体浓缩器的配合工作,避免样本交叉污染问题,样品提取罐有效成分提取效率高、同时进行12个样本的处理,针对处理有异味,腐败的检材,可实现全程无人操作,大大提高了工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是实用新型的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型右视立体外观示意图。

图2是本实用新型左视立体外观示意图。

图3是本实用新型样品提取罐结构示意图。

图4是本实用新型上盖板结构示意图。

图5是本实用新型罐体结构示意图。

图6是本实用新型内部结构示意图(一)。

图7是本实用新型内部结构示意图(二)。

图8是本实用新型内部立体结构示意图(三)。

图9是本实用新型液体浓缩器结构示意图。

图中:1-工控机2-排风风扇3-进风风扇4-样品放置窗5-罐体6-过滤膜支架7-第一腔体8-第二腔体9-上盖板10-通孔11-xyz轴机械模组12-金属孵育槽13-传动轴14-电磁加液泵15-机械搅拌器16-固相萃取管17-一次性吸液头18-液体浓缩器19-废液回收槽20-自动吸液臂21-自动加液臂22-热风针头23-搅拌螺杆24-连接头25-加液孔26-第一x轴27-第一y轴28-第一z轴29-第二x轴30-第二y轴31-第二z轴32-外壳33-底座。

具体实施方式

下面将结合附图对实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于实用新型保护的范围。

在实用新型的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对实用新型的限制。

在实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在实用新型中的具体含义。

如图1至图9所示,一种高通量全自动样品前处理仪,其特点是包括底座33、xyz轴机械模组11、金属孵育槽12、样品提取罐、固相萃取管支架、吸液头支架、液体浓缩器18、废液回收槽19、电磁加液泵14和工控机1;底座33上设置xyz轴机械模组11,xyz轴机械模组11的包括x轴、y轴和z轴,x轴水平设置并与底座33连接,y轴竖直设置并与x轴滑动连接,z轴与x轴呈90°夹角水平设置并与y轴滑动连接;z轴上设置机械搅拌器15、自动吸液臂20和自动加液臂21;x轴方向的底座33上设置废液回收槽19,废液回收槽19上方设置金属孵育槽12,样品提取罐设于金属孵育槽12中;固相萃取管支架与金属孵育槽12并列设置,固相萃取管支架内设置固相萃取管16;吸液头支架设置于金属孵育槽12一侧,吸液头支架内设置一次性吸液头17;液体浓缩器18通过轨道活动设于固相萃取管支架与废液回收槽19之间;电磁加液泵14设置在底座33上并与自动加液臂21连接,电磁加液泵14输送的介质为样品提取液、活化液、净化液;xyz轴机械模组11、机械搅拌器15、电磁加液泵14、自动加液臂21、自动吸液臂20与工控机1电性连接,由工控机1内置的驱动程序控制。

xyz轴机械模组11的x轴包括相互平行的第一x轴26和第二x轴29,y轴包括相互平行的第一y轴27和第二y轴30,z轴包括相互平行的第一z轴28和第二z轴31;第一x轴26水平设置并与底座33连接,第一y轴27竖直设置并与第一x轴26滑动连接,第一z轴28与第一x轴26呈90°夹角水平设置并与第一y轴27滑动连接;第二z轴31与第二x轴29滑动连接,第二y轴30与第二z轴31滑动连接;第二y轴29与第一z轴38通过连接板连接,连接板下方设置机械搅拌器15;第一z轴28上设置滑动连接的自动加液臂21和自动吸液臂20。

样品提取罐包括罐体5,罐体5内设置由过滤膜支架6分隔的第一腔体7和第二腔体8,罐体5的上部设置上盖板9;过滤膜支架6上设置过滤膜;上盖板9位于第一腔体7上方的一侧设置传动轴13,传动轴13下方连接插入第一腔体7内的搅拌螺杆23,传动轴13上方设置与搅拌器连接的连接头24;上盖板9位于第二腔体8上方的一侧设置加液孔25。

罐体5使用耐有机试剂腐蚀的塑料材质制作;耐有机试剂腐蚀的塑料材质为pp聚丙烯、pe聚乙烯;罐体5的容积为100cm3;过滤膜支架6上设置若干连通第一腔体7和第二腔体8的通孔10,通孔10上设置过滤膜;过滤膜的材质选用但不限于尼龙、醋酸纤维素、聚丙烯网格、玻璃纤维、聚四氟乙烯、硝酸纤维素、聚酰胺。使用时,打开上盖板9,将需要提取的样品放入第一腔体7内,盖上上盖板9,加液装置通过加液孔25将样品提取液加入到第二腔体8内,由于过滤膜的渗透作用,样品提取液渗透进入到第一腔体7内,进行样品孵育;搅拌器插入连接头24内,搅拌器转动带动传动轴13及位于第一腔体7内的搅拌螺杆23转动;使第一腔体7内的样品与样品提取液充分混合,样品中的有效物质释放到样品提取液中;溶解有有效物质的样品提取液通过过滤膜渗透到第二腔体8内,这样能够保证第二腔体8内得到澄清的溶解有有效物质的样品提取液、浑浊的样品混合物留在第一腔体7内;吸液装置伸入加液孔25将溶解有有效物质的样品提取液吸取移入下一步的固相萃取管中进行处理。

液体浓缩器18内设置液体浓缩管和加热装置,液体浓缩管内设置热风针头22;热风针头22的头部折弯,针头孔与液体浓缩管管壁相对,使得热风在吹到管壁上,避免萃取液时气流导致的液体飞溅、样本交叉污染;加热装置和热风针头22与工控机1电性连接,工控机1控制加热装置给液体浓缩管升温,同时液体浓缩管内置的热风针吹出热风,对液体浓缩管进行内外加热,一段时间后液体浓缩管中液体挥干,液体浓缩器18降温,热风针头22停止吹出热风。

金属孵育槽12上设置12个孔位,用于放置12个样品提取罐;固相萃取管16内置的固相萃取管16数量为12个,液体浓缩管数量为12个,热风针头22数量为12个,满足12个样本的同时处理。

高通量全自动样品前处理仪还设置外壳32,外壳32与底座1连接,外壳32上设置进风风扇3和排风风扇2、样品放置窗4,工控机1设置在外壳32上,进风风扇3和排风风扇2与工控机1点醒连接。

固相萃取管16由耐有机试剂腐蚀的塑料材质经过模具注塑形成,容积为6ml,耐有机试剂腐蚀的塑料材质pp聚丙烯、pe聚乙烯等;固相萃取管16内部填料粉末可以选用且不限于hlb亲水亲脂平衡树脂、mcx混合型阳离子交换树脂、max混合型阴离子交换树脂、wcx弱阳离子交换树脂、wax弱阴离子交换树脂、c18封端十八烷基树脂、c8辛基树脂、carb-gcb石墨化炭黑、flosisil佛罗里硅土、ala氧化铝、aln氧化铝、alb氧化铝、psa乙二胺-n-丙基树脂单一或混合使用。

实施例1:鱼肉中孔雀石绿的自动化提取

参照图1至图9所示,打开样品放置窗4,取10g的均质粉碎的鱼肉样本放入预先组装好的样品提取罐,将样品提取罐放置于金属孵育槽12中,关闭样品放置窗4,点击操作工控机1,选择运行程序,系统根据工控机1预先设定的项目程序,将自动加液臂21通过xyz轴机械模组11移动至样品提取罐上方,将自动加液臂21的加液头插入样品提取罐的加液孔25中,由电磁加液泵14从试剂储存罐中吸取50ml样品提取液(乙腈),加入到加液孔25中。

样品提取液(乙腈)加液完成后,自动加液臂21移除,机械搅拌器15通过xyz轴机械模组11移动至样品提取罐上方,将机械搅拌器15的搅拌螺杆23对准并插入样品提取罐的连接头24中,机械搅拌器15电机开始转动,带动样品提取罐的搅拌螺杆23持续搅拌,将样品提取罐中液体与固体充分搅拌、液体会逐渐渗透过样品提取罐的过滤膜7,流到第二腔体8内。

根据工控机1预先设定的项目程序,在搅拌过程中,金属孵育槽12开始升温加热至37℃,再搅拌一定时间后,第一腔体7和第二腔体8内的液面高度达到稳定一致,物质的提取达到充分,将机械搅拌器15螺杆移除,金属孵育槽12开始降温至室温。

根据工控机1预先设定的项目程序,自动加液臂21通过xyz轴机械模组11移动至固相萃取管16(中性氧化铝spe柱)上方,由电磁加液泵14从试剂储存罐中吸取活化液(蒸馏水)加入到固相萃取管16中进行活化处理,液体会自动排出至固相萃取管16下部的废液回收槽19中,活化处理完成后,自动吸液臂20移动至一次性吸液头17,将一次性吸液头17插入自动吸液臂20中,然后吸取第二腔体内的溶解有有效物质的样品提取液,加入到固相萃取管16中,液体会自动排出至固相萃取管16下部的废液回收槽19中,活化过程完成后,液体浓缩器18移动至固相萃取管16下部,自动加液臂21移动至固相萃取管16上方由电磁加液泵14从试剂储存罐中吸取萃取液(乙酸乙酯)加入到固相萃取管16中进行萃取处理,萃取液将自动流至液体浓缩器管中。

萃取过程中,吹出热风(温度控制为60℃)将液体浓缩器管中液体进行浓缩,浓缩过程将持续至液体浓缩器管中液体完全挥干,时间控制为10分钟。

完全挥干后,工控机1将发出提示音,提醒工作已完成,此时可打开样品放置窗4将液体浓缩器18中液体浓缩管和样品提取罐取出。

前处理所有过程中,工控机1会控制进风风扇3和排风风扇2开启,将内部产生的废气由排风风扇2排出至外置的通风橱或净化装置中。防止有毒气体或异味产生。

实施例2:虾肉中呋喃唑酮代谢物的自动化提取

参照图1至图9所示,打开样品放置窗4,取10g的均质粉碎的虾肉肉样本放入预先组装好的样品提取罐,将样品提取罐放置于金属孵育槽12中,关闭样品放置窗4,点击操作工控机1,选择运行程序,系统根据工控机1预先设定的项目程序,将自动加液臂21通过xyz轴机械模组11移动至样品提取罐上方,将自动加液臂21的加液头插入样品提取罐的加液孔25中,由电磁加液泵14从试剂储存罐中吸取样品提取液(加入7ml盐酸、0.5mldmso),加入到加液孔25中。

样品提取液a(加入7ml盐酸、0.5mldmso)加液完成后,自动加液臂21移除,机械搅拌器15通过xyz轴机械模组11移动至样品提取罐上方,将机械搅拌器15的搅拌螺杆23对准并插入样品提取罐的连接头24中,机械搅拌器15电机开始转动,带动样品提取罐的搅拌螺杆23持续搅拌,将样品提取罐中液体与固体充分搅拌、液体会逐渐渗透过样品提取罐的过滤膜7,流到第二腔体8内。

根据工控机1预先设定的项目程序,在搅拌过程中,金属孵育槽12开始升温加热至80℃,再搅拌一定时间(10分钟)后,第一腔体7和第二腔体8内的液面高度达到稳定一致,物质的提取达到充分,将机械搅拌器15螺杆移除,金属孵育槽12开始降温至室温。

加入样品提取液b(加入1ml氢氧化钠、10mlpbs缓冲液)加液完成后,自动加液臂21移除,机械搅拌器15通过xyz轴机械模组11移动至样品提取罐上方,将机械搅拌器15的搅拌螺杆23对准并插入样品提取罐的连接头24中,机械搅拌器15电机开始转动,带动样品提取罐的搅拌螺杆23持续搅拌。

根据工控机1预先设定的项目程序,自动加液臂21通过xyz轴机械模组11移动至固相萃取管16(hlbspe柱)16上方,由电磁加液泵14从试剂储存罐中吸取活化液(甲醇)加入到固相萃取管16中进行活化处理,液体会自动排出至固相萃取管16下部的废液回收槽19中,活化处理完成后,自动吸液臂20移动至一次性吸液头17,将一次性吸液头17插入自动吸液臂20中,然后吸取第二腔体内的液体,加入到固相萃取管16中,液体会自动排出至固相萃取管16下部的废液回收槽19中,活化过程完成后,液体浓缩器18移动至固相萃取管16下部,自动加液臂21移动至固相萃取管16上方由电磁加液泵14从试剂储存罐中吸取萃取液(氨化甲醇)加入到固相萃取管16中进行萃取处理,萃取液将自动流至液体浓缩器管中。

萃取过程中,吹出热风(温度控制为60℃)将液体浓缩器管中液体进行浓缩,浓缩过程将持续至液体浓缩器管中液体完全挥干,时间控制为10分钟。

完全挥干后,工控机1将发出提示音,提醒工作已完成,此时可打开样品放置窗4将液体浓缩器18中液体浓缩管和样品提取罐取出。

前处理所有过程中,工控机1会控制进风风扇3和排风风扇2开启,将内部产生的废气由排风风扇2排出至外置的通风橱或净化装置中。防止有毒气体或异味产生。

实施例3:猪肉中盐酸克伦特罗的自动化提取

参照图1至图9所示,打开样品放置窗4,取5g的均质粉碎的猪肉样本放入预先组装好的样品提取罐,将样品提取罐放置于金属孵育槽12中,关闭样品放置窗4,点击操作工控机1,选择运行程序,系统根据工控机1预先设定的项目程序,将自动加液臂21通过xyz轴机械模组11移动至样品提取罐上方,将自动加液臂21的加液头插入样品提取罐的加液孔25中,由电磁加液泵14从试剂储存罐中吸取50ml样品提取液(磷酸盐缓冲液),加入到加液孔25中。

样品提取液(磷酸盐缓冲液)加液完成后,自动加液臂21移除,机械搅拌器15通过xyz轴机械模组11移动至样品提取罐上方,将机械搅拌器15的搅拌螺杆23对准并插入样品提取罐的连接头24中,机械搅拌器15电机开始转动,带动样品提取罐的搅拌螺杆23持续搅拌,将样品提取罐中液体与固体充分搅拌、液体会逐渐渗透过样品提取罐的过滤膜7,流到第二腔体8内。

根据工控机1预先设定的项目程序,在搅拌过程中,金属孵育槽12开始升温加热至100℃,再搅拌一定时间(10分钟)后,第一腔体7和第二腔体8内的液面高度达到稳定一致,物质的提取达到充分,将机械搅拌器15螺杆移除,金属孵育槽12开始降温至室温。

根据工控机1预先设定的项目程序,自动加液臂21通过xyz轴机械模组11移动至固相萃取管16(psa柱)16上方,由电磁加液泵14从试剂储存罐中吸取活化液(2%乙酸)加入到固相萃取管16中进行活化处理,液体会自动排出至固相萃取管16下部的废液回收槽19中,活化处理完成后,自动吸液臂20移动至一次性吸液头17,将一次性吸液头17插入自动吸液臂20中,然后吸取第二腔体8内的液体,加入到固相萃取管16中,液体会自动排出至固相萃取管16下部的废液回收槽19中,活化过程完成后,液体浓缩器18移动至固相萃取管16下部,自动加液臂21移动至固相萃取管16上方由电磁加液泵14从试剂储存罐中吸取萃取液(50%乙醇)加入到固相萃取管16中进行萃取处理,萃取液将自动流至液体浓缩管中。

液体浓缩器管中液体可直接用于检测,不需要进行氮吹步骤。

实施例4:玉米粉中黄曲霉毒素b1的自动化提取

参照图1至图9所示,打开样品放置窗4,取5g的均质粉碎的玉米粉样本放入预先组装好的样品提取罐,将样品提取罐放置于金属孵育槽12中,关闭样品放置窗4,点击操作工控机1,选择运行程序,系统根据工控机1预先设定的项目程序,将自动加液臂21通过xyz轴机械模组11移动至样品提取罐上方,将自动加液臂21的加液头插入样品提取罐的加液孔25中,由电磁加液泵14从试剂储存罐中吸取50ml样品提取液(80%乙醇),加入到加液孔25中。

样品提取液(80%乙醇)加液完成后,自动加液臂21移除,机械搅拌器15通过xyz轴机械模组11移动至样品提取罐上方,将机械搅拌器15的搅拌螺杆23对准并插入样品提取罐的连接头24中,机械搅拌器15电机开始转动,带动样品提取罐的搅拌螺杆23持续搅拌,将样品提取罐中液体与固体充分搅拌、液体会逐渐渗透过样品提取罐的过滤膜7,流到第二腔体8内。

根据工控机1预先设定的项目程序,在搅拌过程中,金属孵育槽12不需要加热,温度恒定为室温,再搅拌一定时间(10分钟)后,第一腔体7和第二腔体8的液面高度达到稳定一致,物质的提取达到充分,将机械搅拌器15螺杆移除。

根据工控机1预先设定的项目程序,自动加液臂21通过xyz轴机械模组11移动至固相萃取管16(黄曲霉毒素b1免疫吸附柱)16上方,由电磁加液泵14从试剂储存罐中吸取活化液(磷酸盐缓冲液)加入到固相萃取管16中进行活化处理,液体会自动排出至固相萃取管16下部的废液回收槽19中,活化处理完成后,自动吸液臂20移动至一次性吸液头17,将一次性吸液头17插入自动吸液臂20中,然后吸取第二腔体8内的液体,加入到固相萃取管16中,液体会自动排出至固相萃取管16下部的废液回收槽19中,活化过程完成后,液体浓缩器18移动至固相萃取管16下部,自动加液臂21移动至固相萃取管16上方由电磁加液泵14从试剂储存罐中吸取萃取液(甲醇)加入到固相萃取管16中进行萃取处理,萃取液将自动流至液体浓缩器管中。

萃取过程中,吹出热风(温度控制为60℃)将液体浓缩器管中液体进行浓缩,浓缩过程将持续至液体浓缩器管中液体完全挥干,时间控制为10分钟。

完全挥干后,工控机1将发出提示音,提醒工作已完成,此时可打开样品放置窗4将液体浓缩器18中液体浓缩管和样品提取罐取出。

前处理所有过程中,工控机1会控制进风风扇3和排风风扇2开启,将内部产生的废气由排风风扇2排出至外置的通风橱或净化装置中。防止有毒气体或异味产生。

需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。


技术特征:

1.一种高通量全自动样品前处理仪,其特征在于:包括底座、xyz轴机械模组、金属孵育槽、样品提取罐、固相萃取管支架、吸液头支架、液体浓缩器、废液回收槽、电磁加液泵和工控机;所述底座上设置xyz轴机械模组,所述xyz轴机械模组包括x轴、y轴和z轴,所述x轴水平设置并与底座连接,y轴竖直设置并与x轴滑动连接,所述z轴与x轴呈90°夹角水平设置并与y轴滑动连接;所述z轴上设置机械搅拌器、自动吸液臂和自动加液臂;所述x轴方向的底座上设置废液回收槽,所述废液回收槽上方设置金属孵育槽,所述样品提取罐设于金属孵育槽中;所述固相萃取管支架与金属孵育槽并列设置,固相萃取管支架内设置固相萃取管;所述吸液头支架设置于金属孵育槽一侧,吸液头支架内设置一次性吸液头;所述液体浓缩器通过轨道活动设于固相萃取管支架与废液回收槽之间;所述电磁加液泵设置在底座上并与自动加液臂连接;所述xyz轴机械模组、机械搅拌器、电磁加液泵自动加液臂、自动吸液臂与工控机电性连接。

2.根据权利要求1所述一种高通量全自动样品前处理仪,其特征在于:更进一步地,所述xyz轴机械模组的x轴包括相互平行的第一x轴和第二x轴,y轴包括相互平行的第一y轴和第二y轴,z轴包括相互平行的第一z轴和第二z轴;所述第一x轴水平设置并与底座连接,第一y轴竖直设置并与第一x轴滑动连接,所述第一z轴与第一x轴呈90°夹角水平设置并与第一y轴滑动连接;所述第二z轴与第二x轴滑动连接,所述第二y轴与第二z轴滑动连接;所述第二y轴与第一z轴通过连接板连接,所述连接板下方设置机械搅拌器;所述第一z轴上设置滑动连接的自动加液臂和自动吸液臂。

3.根据权利要求1或2所述一种高通量全自动样品前处理仪,其特征在于:所述样品提取罐包括罐体,所述罐体内设置由过滤膜支架分隔的第一腔体和第二腔体,所述罐体的上部设置上盖板;所述过滤膜支架上设置过滤膜;所述上盖板位于第一腔体上方的一侧设置传动轴,所述传动轴下方连接插入第一腔体内的搅拌螺杆,传动轴上方设置与搅拌器连接的连接头;所述上盖板位于第二腔体上方的一侧设置加液孔。

4.根据权利要求3所述一种高通量全自动样品前处理仪,其特征在于:所述罐体使用耐有机试剂腐蚀的塑料材质制作;所述耐有机试剂腐蚀的塑料材质为pp聚丙烯、pe聚乙烯;罐体的容积为100cm3

5.根据权利要求3所述一种高通量全自动样品前处理仪,其特征在于:所述过滤膜支架上设置若干连通第一腔体和第二腔体的通孔,所述通孔上设置过滤膜。

6.根据权利要求3所述一种高通量全自动样品前处理仪,其特征在于:所述过滤膜的材质选用但不限于尼龙、醋酸纤维素、聚丙烯网格、玻璃纤维、聚四氟乙烯、硝酸纤维素、聚酰胺。

7.根据权利要求1所述一种高通量全自动样品前处理仪,其特征在于:所述液体浓缩器内设置液体浓缩管和加热装置,所述液体浓缩管内设置热风针头;所述热风针头的头部折弯,针头孔与液体浓缩管管壁相对;所述加热装置和热风针头与工控机电性连接。

8.根据权利要求7所述一种高通量全自动样品前处理仪,其特征在于:所述金属孵育槽上设置12个孔位,用于放置12个样品提取罐;所述固相萃取管内置的固相萃取管数量为12个,液体浓缩管数量为12个,所述热风针头数量为12个。

9.根据权利要求1所述一种高通量全自动样品前处理仪,其特征在于:所述高通量全自动样品前处理仪还设置外壳,所述外壳与底座连接,所述外壳上设置进风风扇和排风风扇、样品放置窗,所述工控机设置在外壳上。

10.根据权利要求1所述一种高通量全自动样品前处理仪,其特征在于:所述固相萃取管由耐有机试剂腐蚀的塑料材质经过模具注塑形成,容积为6ml;所述固相萃取管内部填料粉末可以选用且不限于hlb亲水亲脂平衡树脂、mcx混合型阳离子交换树脂、max混合型阴离子交换树脂、wcx弱阳离子交换树脂、wax弱阴离子交换树脂、c18封端十八烷基树脂、c8辛基树脂、carb-gcb石墨化炭黑、flosisil佛罗里硅土、ala氧化铝、aln氧化铝、alb氧化铝、psa乙二胺-n-丙基树脂单一或混合使用。

技术总结
本实用新型公开一种高通量全自动样品前处理仪,其特点是底座上设置XYZ轴机械模组设置机械搅拌器、自动吸液臂和自动加液臂;底座上设置废液回收槽,废液回收槽上方设置金属孵育槽,样品提取罐设于金属孵育槽中;固相萃取管支架与金属孵育槽并列设置,固相萃取管支架内设置固相萃取管;吸液头支架设置于金属孵育槽一侧,吸液头支架内设置一次性吸液头;液体浓缩器通过轨道活动设于固相萃取管支架与废液回收槽之间;电磁加液泵设置在底座上并与自动加液臂连接。本实用新型的有益效果是通过样品提取罐、固相萃取管、液体浓缩器的配合工作,避免样本交叉污染问题,同时进行12个样本的处理,实现全程无人操作,工作效率大大提高。

技术研发人员:陶郁峰;吴健彬;谈铭
受保护的技术使用者:江苏中朗宏泰科学仪器有限公司
技术研发日:2019.09.24
技术公布日:2020.06.09

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