CN111701280B - 自动固相萃取装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及样品处理技术领域，提供了一种自动固相萃取装置，包括基座、固相萃取柱、第一软管、第二软管、气缸、自动收集机构和控制箱，固相萃取柱内设置有活塞，活塞、填料与固相萃取柱的内壁之间形成用于容纳液体的容纳腔，活塞的内部开有将容纳腔与外界连通的连通孔，连通孔内设置有密封塞，密封塞能够控制连通孔的开闭和活塞的移动，第一软管的一端与样液筒连通、另一端与容纳腔连通，第二软管的一端与试剂筒连通、另一端与容纳腔连通气缸的一端与基座连接、另一端与密封塞连接，自动收集机构用于自动收集从固相萃取柱底部的出液口排出的液体。本发明提供的一种自动固相萃取装置，能够自动调节回收率和回收时间。

Description

自动固相萃取装置
技术领域
本发明涉及样品处理技术领域，具体涉及一种自动固相萃取装置。
背景技术
固相萃取是近年发展起来一种样品预处理技术，由液固萃取和柱液相色谱技术相结合发展而来，主要用于样品的分离、纯化和浓缩，与传统的液液萃取法相比较可以提高分析物的回收率，更有效的将分析物与杂质分离，减少样品预处理过程，操作简单、省时、省力，广泛的应用在医药、食品、环境、商检、化工等领域。
现有的自动固相萃取装置通常是通过给液体施加正压力，经过活化、上样、淋洗和洗脱等四个步骤实现液体的正压过柱，正压过柱能够减少萃取的时间、提高回收时间，但是由于过柱时间较快，因此分析物的回收率较低。公开号为CN104784974A的发明专利提出了一种浸泡过柱的方法，能够提高分析物的回收率，但是回收的时间较长。
由于在不同的后续实验中，对分析物的精度要求不同。因此，市面上亟需一种自动固相萃取装置，能够根据不同实验的具体要求，自动调节回收率和回收时间。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种自动固相萃取装置，使其能够根据不同实验的具体要求，自动调节回收时间和回收率。
为了实现上述目的，本发明通过如下的技术方案来实现：一种自动固相萃取装置，包括基座和固相萃取柱，所述基座的顶部设置有样液筒和试剂筒，所述固相萃取柱的下部安装有填料，还包括第一软管、第二软管、气缸、自动收集机构和控制箱，
所述固相萃取柱固定设置在所述基座的中部，所述固相萃取柱内设置有活塞，所述活塞可在所述固相萃取柱内移动、且与所述固相萃取柱的内壁保持密封，所述活塞、所述填料与所述固相萃取柱的内壁之间形成用于容纳液体的容纳腔，所述活塞的内部开有将所述容纳腔与外界连通的连通孔，所述连通孔内设置有密封塞，所述密封塞能够控制所述连通孔的开闭和所述活塞的移动，
所述第一软管的一端与所述样液筒连通、另一端穿过所述活塞后与所述容纳腔连通，所述第二软管的一端与所述试剂筒连通、另一端穿过所述活塞后与所述容纳腔连通，所述第一软管和所述第二软管上均安装有电磁阀，
所述气缸固定设置在所述基座上，所述气缸的一端与所述基座连接、另一端与所述密封塞连接，
所述自动收集机构设置在所述固相萃取柱的下方，用于自动收集从所述固相萃取柱底部的出液口排出的液体，
所述控制箱固定设置在所述基座上、且与所述气缸、所述电磁阀和所述自动收集机构电连接。
进一步地，所述固相萃取柱的底部设置有用于控制所述出液口开闭的盖体，所述盖体与所述固相萃取柱的底部可拆卸连接。
进一步地，所述固相萃取柱的底部设置有固定轴，所述固定轴与所述盖体转动连接，所述固定轴上套设扭簧，所述扭簧使得所述盖体具有闭合所述出液口的趋势，所述固定轴的外周面上具有导向杆，
所述自动收集机构包括转动轴和电机，所述转动轴沿纵向安装在所述基座的底部、且与所述基座转动连接，所述转动轴上安装有第一齿轮，所述转动轴的顶部开有多个向下延伸的凹槽，每个所述凹槽内都放置有杯体，每个所述杯体的顶部都设置有可推动所述导向杆绕所述固定轴旋转的推杆，
所述电机固定设置在所述基座上、且与所述控制箱电连接，所述电机的输出轴上安装有第二齿轮，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合。
进一步地，所述密封塞和所述活塞由聚四氟乙烯材料制成。
本发明的有益效果：本发明提供的一种自动固相萃取装置，当密封塞未与连通孔的孔壁接触时，连通孔处于导通状态，此时容纳腔内的液体在重力作用下穿过填料后从出液口排出，实现液体的浸泡过柱。当密封塞未与连通孔的孔壁接触时，连通孔处于闭合状态，密封塞向下移动并推动活塞向下移动时，给容纳腔内的液体施加压力，使其受压穿过填料后从出液口排出，实现液体的正压过柱。
因此通过控制密封塞的移动，就能够切换和改变活化、上样、淋洗和洗脱等四个步骤中的液体的过柱方式，从而使得自动固相萃取装置能够根据不同实验的具体要求，自动调节回收时间和回收率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的正视结构示意图；
图3为图2中A部的放大结构示意图；
图4为固相萃取柱的内部剖面结构示意图。
附图标记：10-基座、11-样液筒、12-试剂筒、20-固相萃取柱、21-填料、22-活塞、23-连通孔、24-密封塞、25-第一倾斜面、26-第二倾斜面、27-阻挡部、28-出液口、29-固定轴、30-第一软管、31-电磁阀、40-第二软管、50-气缸、60-自动收集机构、61-转动轴、62-电机、63-凹槽、64-杯体、65-推杆、66-第一齿轮、67-第二齿轮、70-控制箱、80-盖体、81-扭簧、82-导向杆、90-容纳腔。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“纵”、“横”、“水平”、“顶”、“底”、“上”、“下”、“内”和“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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
如图1-4所示，本发明提供一种自动固相萃取装置，包括基座10、固相萃取柱20、第一软管30、第二软管40、气缸50、自动收集机构60和控制箱70。基座10的顶部安装有样液筒11和试剂筒12。
固相萃取柱20的下部安装有填料21，填料21能够吸附样品中的分析物，属于公开的现有技术，具体结构在此不再赘述。固相萃取的过程包括活化、上样、淋洗和洗脱等四个步骤，其中活化是指试剂筒12内的试剂溶液穿过固相萃取柱20，创造一定的溶剂环境；上样是指样液筒11内的样品穿过固相萃取柱20，并且样品中的分析物和小部分杂质被吸附在固相萃取柱20底部的填料21上；淋洗是指试剂筒12内的试剂溶液以适当强度冲去填料21上吸附的小部分杂质；洗脱是指试剂筒12内的试剂溶液迅速洗脱填料21上吸附的分析物。通过上述四个步骤实现达到分析物的快速分离净化与浓缩的目的。
具体地，固相萃取柱20固定安装在基座10的中部，固相萃取柱20的上部内设置有活塞22，活塞22可在固相萃取柱20内移动，活塞22的外周面与固相萃取柱20的内壁紧密贴合、以保持密封。活塞22、填料21与固相萃取柱20的内壁之间形成用于容纳液体的容纳腔90，活塞22的内部开有将容纳腔90与外界连通的连通孔23，连通孔23内设置有密封塞24，密封塞24能够控制连通孔23的开闭和活塞22的移动。
具体地，连通孔23开设在活塞22的底部，且向上、向外延伸，连通孔23的孔壁在活塞22内形成第一倾斜面25，密封塞24设置在连通孔23内，密封塞24具有与第一倾斜面25相适应的第二倾斜面26。连通孔23的顶部具有阻挡部27，阻挡部27用于阻止密封塞24从连通孔23内脱离。当密封塞24向下移动，第一倾斜面25与第二倾斜面26贴合时，密封塞24使得连通孔23处于闭合状态；当第一倾斜面25未与第二倾斜面26贴合时，密封塞24使得连通孔23处于导通状态。
第一软管30的一端与样液筒11连通、另一端穿过活塞22后与容纳腔90连通，第二软管40的一端与试剂筒12连通、另一端穿过活塞22后与容纳腔90连通。第一软管30和第二软管40上均安装有电磁阀31，电磁阀31用于控制样液筒11和试剂筒12内的液体进入容纳腔90内。
气缸50固定设置在基座10上，气缸50的一端与基座10连接、另一端与密封塞24连接。
自动收集机构60设置在固相萃取柱20的下方，用于自动收集从固相萃取柱20底部的出液口28排出的液体。
控制箱70固定设置在基座10上、且内部具有控制器，控制箱70与气缸50、电磁阀31和自动收集机构60电连接。
工作原理：当密封塞24未与连通孔23的孔壁接触时，连通孔23处于导通状态，此时容纳腔90内的液体在重力作用下穿过填料21后从出液口28排出，实现液体的浸泡过柱。当密封塞24未与连通孔23的孔壁接触时，连通孔23处于闭合状态，密封塞24向下移动并推动活塞22向下移动时，给容纳腔90内的液体施加压力，使其受压穿过填料21后从出液口28排出，实现液体的正压过柱。
因此通过控制密封塞24的移动，就能够切换和改变活化、上样、淋洗和洗脱等四个步骤中的液体的过柱方式，从而使得自动固相萃取装置能够根据不同实验的具体要求，自动调节回收时间和回收率。
优选地，选择活化、淋洗为正压过柱，上样、洗脱为浸泡过柱。具体地工作过程为：首先密封塞24未与连通孔23的孔壁接触，然后控制箱70控制第二软管40上的电磁阀31打开，试剂筒12内一部分的试剂溶液进入容纳腔90后，控制箱70控制第二软管40上的电磁阀31关闭，气缸50再伸长，推动密封塞24和活塞22向下移动，使得容纳腔90内的试剂穿过填料21后从出液口28排出，实现活化步骤的正压过柱，创造了溶剂环境，减少了分析物的回收时间；然后气缸50收缩，密封塞24和活塞22复位，密封塞24未与连通孔23的孔壁接触，控制箱70控制第一软管30上的电磁阀31打开，样液筒11内一部分的样品进入容纳腔90，样品在重力作用下穿过填料21后从出液口28排出，实现上样步骤的浸泡过柱，这样有利于延长样品与填料21的接触时间，使得样品中的分析物更多地被吸附在填料21上，增加分析物的回收率；淋洗的步骤与活化的步骤相同，淋洗步骤的正压过柱减少了分析物的回收时间；洗脱步骤与上样的步骤相同，洗脱步骤的浸泡过柱有利于延长试剂与填料21上的接触时间，使得填料21上的分析物被洗脱得更干净，从而提高了分析物的回收率。
在一个实施例中，固相萃取柱20的底部设置有用于控制出液口28开闭的盖体80，盖体80与固相萃取柱20的底部可拆卸连接。不使用时，盖体80将出液口28盖合住，减少空气中的灰尘对固相萃取柱20的内部造成污染。
在一个实施例中，固相萃取柱20的底部设置有固定轴29，固定轴29与盖体80转动连接。固定轴29上套设扭簧81，扭簧81使得盖体80具有闭合出液口28的趋势，固定轴29的外周面上具有导向杆82。
具体地，自动收集机构60包括转动轴61和电机62。转动轴61沿纵向安装在基座10的底部、且与基座10转动连接，转动轴61上安装有第一齿轮66，转动轴61的顶部开有多个向下延伸的凹槽63，每个凹槽63内都放置有杯体64，每个杯体64的顶部都设置有可推动导向杆82绕固定轴29旋转的推杆65。
电机62固定安装在基座10上、且与控制箱70电连接。电机62的输出轴上安装有第二齿轮67，第二齿轮67与第一齿轮66啮合。杯体64分为废液杯和回收杯，电机62转动时，在齿轮结构的传动下，废液杯和回收杯转动到固相萃取柱20的出液口28的正下方，分别收集从出液口28排出的液体，其中回收杯用于收集洗脱步骤中从出液口28排出的液体，废液杯用于收集其他步骤的液体。
当转动轴61转动时，转动到固相萃取柱20的正下方的杯体64上的推杆65会推动导向杆82转动，进而带动盖体80转动，出液口28排出的液体就会流入到此杯体64中。接取完毕后，转动轴61继续转动，杯体64上的推杆65与导向杆82脱离，在扭簧81的作用下，盖体80复位。这样设计使得杯体64转动到出液口28正下方时，盖体80能够自动打开，提高了本装置的自动化程度。
在一个实施例中，密封塞24和活塞22由聚四氟乙烯材料制成。这种材料具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点，几乎不溶于所有的溶剂。同时，聚四氟乙烯具有耐高温的特点，符合在实验室环境中的使用。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (3)

1.一种自动固相萃取装置，包括基座和固相萃取柱，所述基座的顶部设置有样液筒和试剂筒，所述固相萃取柱的下部安装有填料，其特征在于：还包括第一软管、第二软管、气缸、自动收集机构和控制箱，
所述固相萃取柱固定设置在所述基座的中部，所述固相萃取柱内设置有活塞，所述活塞可在所述固相萃取柱内移动、且与所述固相萃取柱的内壁保持密封，所述活塞、所述填料与所述固相萃取柱的内壁之间形成用于容纳液体的容纳腔，所述活塞的内部开有将所述容纳腔与外界连通的连通孔，所述连通孔内设置有密封塞，所述密封塞能够控制所述连通孔的开闭和所述活塞的移动，
所述第一软管的一端与所述样液筒连通、另一端穿过所述活塞后与所述容纳腔连通，所述第二软管的一端与所述试剂筒连通、另一端穿过所述活塞后与所述容纳腔连通，所述第一软管和所述第二软管上均安装有电磁阀，
所述气缸固定设置在所述基座上，所述气缸的一端与所述基座连接、另一端与所述密封塞连接，
所述自动收集机构设置在所述固相萃取柱的下方，用于自动收集从所述固相萃取柱底部的出液口排出的液体，
所述控制箱固定设置在所述基座上、且与所述气缸、所述电磁阀和所述自动收集机构电连接，
所述固相萃取柱的底部设置有固定轴，所述固定轴与所述盖体转动连接，所述固定轴上套设扭簧，所述扭簧使得所述盖体具有闭合所述出液口的趋势，所述固定轴的外周面上具有导向杆，
所述自动收集机构包括转动轴和电机，所述转动轴沿纵向安装在所述基座的底部、且与所述基座转动连接，所述转动轴上安装有第一齿轮，所述转动轴的顶部开有多个向下延伸的凹槽，每个所述凹槽内都放置有杯体，每个所述杯体的顶部都设置有可推动所述导向杆绕所述固定轴旋转的推杆，
所述电机固定设置在所述基座上、且与所述控制箱电连接，所述电机的输出轴上安装有第二齿轮，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合，
所述连通孔开设在所述活塞的底部，且向上、向外延伸，所述连通孔的孔壁在所述活塞内形成第一倾斜面，所述密封塞设置在所述连通孔内，所述密封塞具有与所述第一倾斜面相适应的第二倾斜面，所述连通孔的顶部具有阻挡部，所述阻挡部用于阻止所述密封塞从所述连通孔内脱离，当所述密封塞向下移动，所述第一倾斜面与所述第二倾斜面贴合时，所述密封塞使得所述连通孔处于闭合状态，当所述第一倾斜面未与所述第二倾斜面贴合时，所述密封塞使得所述连通孔处于导通状态。
2.根据权利要求1所述的自动固相萃取装置，其特征在于：所述固相萃取柱的底部设置有用于控制所述出液口开闭的盖体，所述盖体与所述固相萃取柱的底部可拆卸连接。
3.根据权利要求1所述的自动固相萃取装置，其特征在于：所述密封塞和所述活塞由聚四氟乙烯材料制成。
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