CN113358767B - 全自动超高效液相色谱串联质谱检测系统及工作方法 - Google Patents

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CN113358767B CN202110484024.9A CN202110484024A CN113358767B CN 113358767 B CN113358767 B CN 113358767B CN 202110484024 A CN202110484024 A CN 202110484024A CN 113358767 B CN113358767 B CN 113358767B
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Abstract

本发明提供了一种全自动超高效液相色谱串联质谱检测系统及工作方法，包括：软件、前处理自动化流水线、超高效液相色谱仪和三重四极杆质谱仪；软件连接前处理自动化流水线、超高效液相色谱仪和三重四极杆质谱仪；建立开发方法后通过软件控制前处理自动化流水线处理待测物，待测物通过前处理自动化流水线输送到超高效液相色谱仪分离，分离后待测物从超高效液相色谱仪输送到三重四极杆质谱仪检测；前处理自动化流水线、超高效液相色谱仪和三重四极杆质谱仪通过软件进行数据采集和数据分析。本发明集成前处理自动化流水线、超高效液相色谱仪、三重四极杆质谱仪、氮气发生器和软件，使得质谱检测可以实现全自动化。

Description

全自动超高效液相色谱串联质谱检测系统及工作方法
技术领域
本发明涉及质谱检测领域，具体地，涉及全自动超高效液相色谱串联质谱检测系统及工作方法。
背景技术
质谱是一项通用型技术，应用于食品安全、化学化工、临床检验等领域，质谱技术直接测量的是物质的分子量与电荷比，是一种精准测量已知物质的手段。三重四极杆质谱仪对待测物样本有着严格的要求，待测物样本需要经过一系列的处理后才可以进入质谱，目前市面上没有生产通用型的前处理自动化设备，质谱厂家也仅生产质谱。
专利文献CN105319313B公开了一种毒黄素的液相色谱-串联质谱检测方法，包括下列步骤：(1)样品前处理；(2)富集和净化；(3)液相色谱-串联质谱检测。
专利文献CN101609075B涉及一种高效液相色谱-串联质谱仪，尤其涉及高效液相色谱-串联质谱仪的进样装置。高效液相色谱-串联质谱仪的进样装置，该装置包括流动相贮存器、洗针液贮存器、注射器、进样管、进样针、针座和六通阀，进样管设有连接注射器的三通，进样针通过进样管连接三通，三通通过流动相管连接流动相贮存器；流动相贮存器连接设有脱气装置；三通另外通过洗针管连接的洗针液贮存器。
专利文献CN209745897U公开了一种液相色谱串联质谱仪，包括底座、支撑座、连接腔、色谱腔和玻璃管，底座顶端的一侧固定有支撑座，支撑座的上方通过连接腔安装有色谱腔，色谱腔的内部固定有色谱仪，色谱仪的顶端设有等间距的螺纹腔，色谱腔的外侧壁上安装有控制面板，色谱腔的上方通过连接腔固定有送液箱，送液箱的内部固定有等间距的送液瓶，送液箱的顶端通过连接腔固定有取样箱，取样箱的底部设有等间距的内槽，取样箱的内部设有等间距的取样瓶，取样瓶的顶部皆设有槽体。
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全自动超高效液相色谱串联质谱检测系统及工作方法。
根据本发明提供的一种全自动超高效液相色谱串联质谱检测系统，其特征在于，包括：软件、前处理自动化流水线、超高效液相色谱仪和三重四极杆质谱仪；
所述软件连接所述前处理自动化流水线、所述超高效液相色谱仪和所述三重四极杆质谱仪，所述前处理自动化流水线连接所述超高效液相色谱仪，所述超高效液相色谱仪连接所述三重四极杆质谱仪；
建立开发方法后通过所述软件控制所述前处理自动化流水线处理待测物，待测物通过所述前处理自动化流水线输送到所述超高效液相色谱仪分离，分离后待测物从所述超高效液相色谱仪输送到所述三重四极杆质谱仪检测；
所述前处理自动化流水线、所述超高效液相色谱仪和所述三重四极杆质谱仪通过所述软件进行数据采集和数据分析。
优选地，所述前处理自动化流水线包括：自动移液、分液和加注装置、震荡混匀器、离心机、氮吹仪、正压装置和覆膜机；
所述前处理自动化流水线包括液相萃取和固相萃取两种模式；
在液相萃取模式中，所述自动移液、分液和加注装置连接所述震荡混匀器，所述震荡混匀器连接所述离心机，所述离心机连接所述氮吹仪，所述氮吹仪连接所述覆膜机；
在固相萃取模式中，所述自动移液、分液和加注装置连接所述正压装置，所述正压装置连接所述覆膜机；
所述前处理自动化流水线、所述超高效液相色谱仪和所述三重四极杆质谱仪之间设置轨道并通过所述轨道移送待测物；
所述前处理自动化流水线通过所述软件设置多种萃取方式。
优选地，所述正压装置中设置固相萃取板；
所述自动移液、分液和加注装置设置多个枪头并通过所述枪头加注；
待测物通过所述自动移液、分液和加注装置取样后放入所述固相萃取板或放入空白的96孔板并加入沉淀剂。
优选地，所述前处理自动化流水线设置多个机械臂；
加入沉淀剂后待测物通过所述机械臂放置在所述震荡混匀器中混匀；
混匀后待测物通过通过所述自动移液、分液和加注装置加入萃取剂；
所述震荡混匀器设置加热功能。
优选地，加入萃取剂后待测物通过所述轨道移动至所述离心机中离心；
离心后提取上清液至空白的所述96孔板中并通过所述轨道移动至所述氮吹仪中氮吹；
在液相萃取模式中，氮吹后待测物加入复溶液进行复溶并通过所述轨道移动至所述覆膜机进行正板覆膜；
在固相萃取模式中，所述正压装置中流出洗脱液，所述洗脱液通过所述轨道移动至所述覆膜机进行正板覆膜。
优选地，所述超高效液相色谱仪内部设置自动进样器、二元泵和柱温箱；
正板覆膜后待测物通过所述机械臂放置在所述轨道中并通过所述轨道移至所述自动进样器中进行吸取和存储待测物；
待测物通过所述二元泵切换不同流动相并输送流动相；
所述超高效液相色谱仪通过所述柱温箱控制分离温度环境；
待测物通过所述超高效液相色谱仪进行分离。
优选地，所述三重四极杆质谱仪通过管路连接所述超高效液相色谱仪，待测物通过所述管路流入所述三重四极杆质谱仪；
待测物通过所述三重四极杆质谱仪进行检测；
所述三重四极杆质谱仪内设置前级泵并通过所述前级泵制造真空环境。
优选地，所述软件设置界面；
所述前处理自动化流水线、所述超高效液相色谱仪和所述三重四极杆质谱仪将数据反馈至所述软件中，所述软件采集数据后并对数据进行分析，分析结果通过所述界面呈现。
优选地，所述氮吹仪和所述三重四极杆质谱仪连接氮气发生器，所述氮气发生器向所述氮吹仪和所述三重四极杆质谱仪输送氮气。
本发明还提供一种全自动超高效液相色谱串联质谱检测系统的工作方法，包括以下步骤：
步骤S1，根据需求建立开发方法并输入所述软件中，所述软件根据开发方法控制所述前处理自动化流水线、所述超高效液相色谱仪和所述三重四极杆质谱仪工作；
步骤S2，待测物放置在所述前处理自动化流水线，在液相萃取模式中先后通过所述自动移液、分液和加注装置、所述震荡混匀器、所述离心机、所述氮吹仪和所述覆膜机分别进行沉淀、混匀、萃取、离心、氮吹和正板覆膜；
在固相萃取模式中，先后通过所述自动移液、分液和加注装置、正压装置和所述覆膜机进行固相萃取。
步骤S3，正板覆膜后待测物先后通过所述超高效液相色谱仪和所述三重四极杆质谱仪分别进行分离和检测；
步骤S4，所述前处理自动化流水线、所述超高效液相色谱仪和所述三重四极杆质谱仪工作的同时将实验数据输送至所述软件；
步骤S5，所述软件对采集的数据进行分析并将分析结果通过所述界面呈现。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明集成前处理自动化流水线、超高效液相色谱仪、三重四极杆质谱仪、氮气发生器和软件，使得质谱检测可以实现全自动化；
2、本发明针对目前质谱检测需要大量人手工操作，引起的测量结果不确定性，整合相关部件，实现无人手工操作，全程自动化的检测，为今后质谱检测解除人工操作、消除人为操作误差，获得具有高可靠性、全自动化提供帮助。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为全自动超高效液相色谱串联质谱检测系统工作原理图；
图2为前处理自动化流水线工作原理图；
图中所述：
Figure BDA0003049606150000041
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
如图1所示，一种全自动超高效液相色谱串联质谱检测系统，包括：软件1、前处理自动化流水线2、超高效液相色谱仪3和三重四极杆质谱仪4；软件1连接前处理自动化流水线2、超高效液相色谱仪3和三重四极杆质谱仪4，前处理自动化流水线2连接超高效液相色谱仪3，超高效液相色谱仪3连接三重四极杆质谱仪4；建立开发方法后通过软件1控制前处理自动化流水线2处理待测物，待测物通过前处理自动化流水线2输送到超高效液相色谱仪3分离，分离后待测物从超高效液相色谱仪3输送到三重四极杆质谱仪4检测；前处理自动化流水线2、超高效液相色谱仪3和三重四极杆质谱仪4通过软件1进行数据采集和数据分析。超高效液相色谱仪3内部设置自动进样器、二元泵和柱温箱；正板覆膜后待测物通过机械臂放置在轨道中并通过轨道移至自动进样器中进行吸取和存储待测物；待测物通过二元泵切换不同流动相并输送流动相；超高效液相色谱仪3通过柱温箱控制分离温度环境；待测物通过超高效液相色谱仪3进行分离。三重四极杆质谱仪4通过管路连接超高效液相色谱仪3，待测物通过管路流入三重四极杆质谱仪4；待测物通过三重四极杆质谱仪4进行检测；三重四极杆质谱仪4内设置前级泵并通过前级泵制造真空环境。
如图2所示，前处理自动化流水线2包括：自动移液、分液和加注装置21、震荡混匀器22、离心机23、氮吹仪24、正压装置25和覆膜机26；前处理自动化流水线2包括液相萃取和固相萃取两种模式；在液相萃取模式中，自动移液、分液和加注装置21连接震荡混匀器22，震荡混匀器22连接离心机23，离心机23连接氮吹仪24，氮吹仪24连接覆膜机26；在固相萃取模式中，自动移液、分液和加注装置21连接正压装置25，正压装置25连接覆膜机26；前处理自动化流水线2、超高效液相色谱仪3和三重四极杆质谱仪4之间设置轨道并通过轨道移送待测物。正压装置25中设置固相萃取板；自动移液、分液和加注装置21设置多个枪头并通过枪头加注；待测物通过自动移液、分液和加注装置21取样后放入固相萃取板或放入空白的96孔板并加入沉淀剂。前处理自动化流水线2设置多个机械臂；加入沉淀剂后待测物通过机械臂放置在震荡混匀器22中混匀；混匀后待测物通过通过自动移液、分液和加注装置21加入萃取剂；震荡混匀器22设置加热功能。加入萃取剂后待测物通过轨道移动至离心机23中离心；离心后提取上清液至空白的96孔板中并通过轨道移动至氮吹仪24中氮吹；在液相萃取模式中，氮吹后待测物加入复溶液进行复溶并通过轨道移动至覆膜机26进行正板覆膜；在固相萃取模式中，正压装置25中流出洗脱液，洗脱液通过轨道移动至覆膜机26进行正板覆膜。前处理自动化流水线2中各设备根据软件1建立的程序任意搭配使用，前处理自动化流水线2中移动、抓取和加注方式通过自动移液、分液和加注装置21、机械臂和传送带实现。
软件1设置界面；前处理自动化流水线2、超高效液相色谱仪3和三重四极杆质谱仪4将数据反馈至软件1中，软件1采集数据后并对数据进行分析，分析结果通过界面呈现。氮吹仪24和三重四极杆质谱仪4连接氮气发生器5，氮气发生器5向氮吹仪24和三重四极杆质谱仪4输送氮气。
本发明还提供一种全自动超高效液相色谱串联质谱检测系统的工作方法，包括以下步骤：
步骤S1，根据需求建立开发方法并输入软件1中，软件1根据开发方法控制前处理自动化流水线2、超高效液相色谱仪3和三重四极杆质谱仪4工作；
步骤S2，待测物放置在前处理自动化流水线2，在液相萃取模式中先后通过自动移液、分液和加注装置21、震荡混匀器22、离心机23、氮吹仪24和覆膜机26分别进行沉淀、混匀、萃取、离心、氮吹和正板覆膜；
在固相萃取模式中，先后通过自动移液、分液和加注装置21、正压装置25和覆膜机26进行固相萃取。
步骤S3，正板覆膜后待测物先后通过超高效液相色谱仪3和三重四极杆质谱仪4分别进行分离和检测；
步骤S4，前处理自动化流水线2、超高效液相色谱仪3和三重四极杆质谱仪4工作的同时将实验数据输送至软件1；
步骤S5，软件1对采集的数据进行分析并将分析结果通过界面呈现。
实施例2
实施例2作为实施例1的优选例。
一种全自动化的检测系统，该系统包含前处理自动化流水线2、超高效液相色谱仪3、三重四极杆质谱仪4、氮气发生器5和软件1。其中前处理自动化流水线2包含自动移液、分液和加注装置21、震荡混匀器22、离心机23、氮吹仪24、正压装置25和覆膜机26。超高效液相色谱仪3包含自动进样器、二元泵和柱温箱。三重四极杆质谱仪4内设置前级泵。软件1功能包含方法开发、数据采集和数据分析。
将待测物放置到前处理自动化流水线2上，通过自动移液、分液和加注装置21将待测物取样后放入空白的96孔板，加入沉淀剂进行沉淀、萃取液进行萃取，通过机械臂抓手放入带加热功能的震荡混匀器22上进行混匀，再移动至离心机23进行离心，然后移动至氮吹仪24进行氮吹，完成后通过覆膜机26进行正板覆膜，再通过机械臂抓手放入轨道，通过轨道进入自动进样器，在超高效液相色谱仪3中完成分离，待测物随管路进入三重四极杆质谱仪4进行检测，最终检测结果由软件1界面呈现，无需人手工操作待测物。
以25-羟基维生素D检测为例：
1、样本采集：
本实验所用的样本：
人血清是推荐的样本类型；
离心前让样本充分凝固；
采集后立即检测样本；
不要使用微生物污染的样本。
样本储存：
在2-8℃下冷藏样本最多7天；
冷冻样本低于-20℃保存30天。
2、检测过程：
将采集好的待测样本和对应的检测试剂盒放置到前处理自动化流水线2上，按放置的样本和试剂位置，选择25-羟基维生素D检测程序，仪器将进行以下操作：
步骤S1、将超纯水加入待复溶质控品或校准品。
步骤S2、在室温下静置校准品或质控品，让冻干材料溶解。
步骤S3、通过震荡混匀器22校准品或质控品，直到混匀。
仪器还可以进行以下操作：
步骤S1、将待测样本或者校准品或者质控品置入到96孔板中。
步骤S2、加入内标溶液，通过震荡混匀器22震荡混匀。
步骤S3、加入沉淀剂和超纯水，通过震荡混匀器22震荡混匀。
步骤S4、加入萃取剂，震荡萃取，用96孔板进行通过离心机23离心。
步骤S5、转移上清液至96孔接收板，通过氮吹仪24至近干。
步骤S6、用复溶剂至96孔接收板，盖上盖膜混匀，通过轨道移动至三重四极杆质谱仪4。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (8)

1.一种全自动超高效液相色谱串联质谱检测系统，其特征在于，包括：软件(1)、前处理自动化流水线(2)、超高效液相色谱仪(3)和三重四极杆质谱仪(4)；
所述软件(1)连接所述前处理自动化流水线(2)、所述超高效液相色谱仪(3)和所述三重四极杆质谱仪(4)，所述前处理自动化流水线(2)连接所述超高效液相色谱仪(3)，所述超高效液相色谱仪(3)连接所述三重四极杆质谱仪(4)；
建立开发方法后通过所述软件(1)控制所述前处理自动化流水线(2)处理待测物，待测物通过所述前处理自动化流水线(2)输送到所述超高效液相色谱仪(3)分离，分离后待测物从所述超高效液相色谱仪(3)输送到所述三重四极杆质谱仪(4)检测；
所述前处理自动化流水线(2)、所述超高效液相色谱仪(3)和所述三重四极杆质谱仪(4)通过所述软件(1)进行数据采集和数据分析；
所述前处理自动化流水线(2)包括：自动移液、分液和加注装置(21)、震荡混匀器(22)、离心机(23)、氮吹仪(24)、正压装置(25)和覆膜机(26)；
所述前处理自动化流水线(2)包括液相萃取和固相萃取两种模式；
在液相萃取模式中，所述自动移液、分液和加注装置(21)连接所述震荡混匀器(22)，所述震荡混匀器(22)连接所述离心机(23)，所述离心机(23)连接所述氮吹仪(24)，所述氮吹仪(24)连接所述覆膜机(26)；
在固相萃取模式中，所述自动移液、分液和加注装置(21)连接所述正压装置(25)，所述正压装置(25)连接所述覆膜机(26)；
所述前处理自动化流水线(2)、所述超高效液相色谱仪(3)和所述三重四极杆质谱仪(4)之间设置轨道并通过所述轨道移送待测物；还包括进行以下操作：
步骤S1、将待测样本或者校准品或者质控品置入到96孔板中，
步骤S2、加入内标溶液，通过震荡混匀器(22)震荡混匀,
步骤S3、加入沉淀剂和超纯水，通过震荡混匀器(22)震荡混匀,
步骤S4、加入萃取剂，震荡萃取，用96孔板进行通过离心机(23)离心,
步骤S5、转移上清液至96孔接收板，通过氮吹仪(24)至近干，
步骤S6、用复溶剂至96孔接收板，盖上盖膜混匀，通过轨道移动至三重四极杆质谱仪(4)；
所述正压装置(25)中设置固相萃取板；
所述自动移液、分液和加注装置(21)设置多个枪头并通过所述枪头加注；
待测物通过所述自动移液、分液和加注装置(21)取样后放入所述固相萃取板或放入空白的96孔板并加入沉淀剂。
2.根据权利要求1所述全自动超高效液相色谱串联质谱检测系统，其特征在于：所述前处理自动化流水线(2)设置多个机械臂；
加入沉淀剂后待测物通过所述机械臂放置在所述震荡混匀器(22)中混匀；
混匀后待测物通过所述自动移液、分液和加注装置(21)加入萃取剂；
所述震荡混匀器(22)设置加热功能。
3.根据权利要求2所述全自动超高效液相色谱串联质谱检测系统，其特征在于：加入萃取剂后待测物通过所述轨道移动至所述离心机(23)中离心；
离心后提取上清液至空白的所述96孔板中并通过所述轨道移动至所述氮吹仪(24)中氮吹；
在液相萃取模式中，氮吹后待测物加入复溶液进行复溶并通过所述轨道移动至所述覆膜机(26)进行正板覆膜；
在固相萃取模式中，所述正压装置(25)中流出洗脱液，所述洗脱液通过所述轨道移动至所述覆膜机(26)进行正板覆膜。
4.根据权利要求3所述全自动超高效液相色谱串联质谱检测系统，其特征在于：所述超高效液相色谱仪(3)内部设置自动进样器、二元泵和柱温箱；
正板覆膜后待测物通过所述机械臂放置在所述轨道中并通过所述轨道移至所述自动进样器中进行吸取和存储待测物；
待测物通过所述二元泵切换不同流动相并输送流动相；
所述超高效液相色谱仪(3)通过所述柱温箱控制分离温度环境；
待测物通过所述超高效液相色谱仪(3)进行分离。
5.根据权利要求4所述全自动超高效液相色谱串联质谱检测系统，其特征在于：所述三重四极杆质谱仪(4)通过管路连接所述超高效液相色谱仪(3)，待测物通过所述管路流入所述三重四极杆质谱仪(4)；
待测物通过所述三重四极杆质谱仪(4)进行检测；
所述三重四极杆质谱仪(4)内设置前级泵并通过所述前级泵制造真空环境。
6.根据权利要求5所述全自动超高效液相色谱串联质谱检测系统，其特征在于：所述软件(1)设置界面；
所述前处理自动化流水线(2)、所述超高效液相色谱仪(3)和所述三重四极杆质谱仪(4)将数据反馈至所述软件(1)中，所述软件(1)采集数据后并对数据进行分析，分析结果通过所述界面呈现。
7.根据权利要求6所述全自动超高效液相色谱串联质谱检测系统，其特征在于：所述氮吹仪(24)和所述三重四极杆质谱仪(4)连接氮气发生器(5)，所述氮气发生器(5)向所述氮吹仪(24)和所述三重四极杆质谱仪(4)输送氮气。
8.一种权利要求7所述全自动超高效液相色谱串联质谱检测系统的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，根据需求建立开发方法并输入所述软件(1)中，所述软件(1)根据开发方法控制所述前处理自动化流水线(2)、所述超高效液相色谱仪(3)和所述三重四极杆质谱仪(4)工作；
步骤S2，待测物放置在所述前处理自动化流水线(2)，在液相萃取模式中先后通过所述自动移液、分液和加注装置(21)、所述震荡混匀器(22)、所述离心机(23)、所述氮吹仪(24)和所述覆膜机(26)分别进行沉淀、混匀、萃取、离心、氮吹和正板覆膜；
在固相萃取模式中，先后通过所述自动移液、分液和加注装置(21)、正压装置(25)和所述覆膜机(26)进行固相萃取；
步骤S3，正板覆膜后待测物先后通过所述超高效液相色谱仪(3)和所述三重四极杆质谱仪(4)分别进行分离和检测；
步骤S4，所述前处理自动化流水线(2)、所述超高效液相色谱仪(3)和所述三重四极杆质谱仪(4)工作的同时将实验数据输送至所述软件(1)；
步骤S5，所述软件(1)对采集的数据进行分析并将分析结果通过所述界面呈现。
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