CN114062575A - 富集设备及多样品连续自动富集方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种富集设备及多样品连续自动富集方法，涉及生物富集设备的技术领域，富集设备包括：洗脱模块和过滤模块；所述洗脱模块包括第一泵体、洗脱液容器和第一连接管，所述洗脱液容器内盛放有洗脱液；所述过滤模块用于富集样品中的待测物质；所述第一连接管一端与所述过滤模块连通，另一端与所述洗脱液容器连通，所述第一泵体设于所述洗脱液容器和所述过滤模块之间；所述第一连接管上设有进气孔，所述进气孔与气源连通。通过设置第一泵体和进气孔，利用控制第一泵体的开关时间的方式，实现对洗脱液抽取的量进行控制，进而控制洗脱泡沫产生的量，方便用户使用。

Description

富集设备及多样品连续自动富集方法

技术领域

本发明涉及生物富集设备的技术领域，尤其是涉及一种富集设备及多样品连续自动富集方法。

背景技术

在对于液相样本中微生物、生物分子、细胞等物质进行检测时，检测目标的浓度决定是否能够检测出目标物质。当液相样本中的目标物质浓度过低时，通常会导致目标物质无法检出的问题。

生物富集技术是利用不同的方法实现目标物质的富集，并将液相样本中的部分溶剂移除，或将目标物质移入新的溶剂，使目标物质的整体浓度上升，降低检测的难度和设备需求。常用的富集方式包括磁珠法、色谱法、过滤法等，其中过滤法利用带有微纳尺寸的滤膜对目标物质进行拦截，并在重力、气压、机械力等外力的帮助下使溶剂通过滤膜，将目标物质保留在滤膜的一侧，最终用少量的洗脱液将目标物质洗脱，达到浓缩富集的目的。

在现有技术中，富集设备在洗脱过程中，多是将洗脱液和二氧化碳压缩在一个气瓶内，利用二氧化碳在短暂开口的过程中，将洗脱液压成气泡挤出，虽然能产生泡沫，但无法精准控制洗脱液的量，同时使用高压二氧化碳和洗脱液共同存储的方式，在高温、低温环境和受撞击时有安全隐患。

发明内容

(一)本发明所要解决的问题是：现有富集设备无法精准控制洗脱液用量。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明一方面实施例提供了一种富集设备，包括：洗脱模块和过滤模块；

所述过滤模块用于富集样品中的待测物质；

所述洗脱模块包括第一泵体、洗脱液容器和第一连接管，所述洗脱液容器内盛放有洗脱液；

所述第一连接管一端与所述过滤模块连通，另一端与所述洗脱液容器连通，所述第一泵体设于所述洗脱液容器和所述过滤模块之间；

所述第一连接管还上设有进气孔，所述进气孔与气源连通。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述第一泵体包括第一真空泵；

所述进气孔设于所述第一真空泵和所述洗脱液容器之间；

所述气源包括外界空气，所述连接孔与外界空气连通。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述第一泵体包括恒流泵或注射泵；

所述进气孔设于所述第一泵体和所述过滤模块之间；

所述气源包括气瓶组件，所述气瓶组件内装有压缩空气，所述气瓶组件的输出端与所述进气孔连通。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述气瓶组件包括第一支管、气压计、气瓶主体和高压气泵；

所述气瓶主体包括进口和出口，所述高压气泵与所述进口连通，所述第一支管一端与所述出口连通，另一端与所述进气孔连通，所述气压计设于所述第一支管上；

所述第一连接管上还设有液位传感器，且所述液位传感器位于所述第一泵体和所述进气孔之间。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述洗脱模块还包括洗脱泡沫容器和第一控制件；

所述洗脱泡沫容器设于所述第一连接管上，用于收集所述洗脱模块产生的洗脱泡沫；

所述洗脱泡沫容器包括瓶口，所述第一控制件设于所述瓶口处，用于控制所述瓶口的打开或关闭。

根据本发明的一个实施例，进一步的，还包括样品处理模块和驱动模块；

所述样品处理模块包括盛放样品的样品槽；

所述过滤模块包括过滤器，所述过滤器包括第一进液口和出液口，所述第一进液口与所述样品槽连通；

所述驱动模块与所述过滤器连接，并驱动样品由所述第一进液口进入至所述过滤器内。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述过滤器还包括洗脱口；

所述第一连接管远离所述洗脱液容器的一端与所述洗脱口连通；

所述驱动模块驱动洗脱泡沫由所述洗脱口流至所述过滤器内。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述过滤模块还包括调节器；

所述调节器设于所述第一进液口处，所述调节器包括进液嘴和遮蔽环；

所述进液嘴与所述第一进液口连通；

所述遮蔽环的外缘与所述进液嘴的内缘连接。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述调节器还包括密封件；

所述密封件设于所述调节器和所述过滤器之间。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述驱动模块包括第二真空泵；

所述第二真空泵的输入端与所述出液口连通，所述第二真空泵的输出端与所述第一连接管连通；

所述第一连接管和所述第二真空泵之间还设有第二控制件。

根据本发明的一个实施例，进一步的，过滤模块还包括滤液桶；

所述第二正空泵和所述过滤器均与所述滤液桶连通，所述滤液桶位于所述第二真空泵和所述过滤器之间。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述样品处理模块还包括第一驱动机构、第二驱动机构、样品区、反应区和存储仓；

所述样品区放置有多个所述样品槽，所述第二驱动机构驱动所述样品槽由所述样品区至所述反应区；

所述存储仓内放置有多个所述过滤器，所述第一驱动机构将所述过滤器由所述存储仓取出，并驱动所述过滤器伸入或退出所述样品槽。

本发明另一方面实施例提供了一种多样品连续自动富集方法，用于上述任一实施例所述的富集设备，所述多样品连续自动富集方法包括：

S1：输入目标样品体积、富集后体积、过滤器极限负压和目标样品个数；

S2：第二驱动机构将样品槽由样品区移至反应区；

第一驱动机构由存储仓取出过滤器；

第一驱动机构驱动过滤器伸入样品槽内；

S3：关闭第一控制件关闭，开启第二控制件；

连接第二真空泵的输入端与出液口，启动第二真空泵，将真空泵调节至预设压力，抽取样品槽中的样品；

S4：样品抽取完成，关闭第二真空泵；

第一驱动机构驱动过滤器由反应槽内退出；

第二驱动机构将样品槽由反应区移除；

S5：在反应区放置一个容纳槽；

第一驱动机构驱动过滤器伸入容纳槽内；

连接第一泵体和洗脱口；

关闭第二控制件，开启第一控制件；

开启第一泵体，开始生成洗脱泡沫，并存储于洗脱泡沫容器内；

S6：开启第二真空泵，开启第一控制件，将洗脱泡沫打入至过滤器内；

S7：第一驱动机构驱动过滤器由容纳槽退出；

将容纳槽移除，完成一次富集；

S8：重复步骤S2-S7，直至完成预设目标样品个数。

本发明的有益效果：

一种富集设备，包括：洗脱模块和过滤模块；所述洗脱模块包括第一泵体、洗脱液容器和第一连接管，所述洗脱液容器内盛放有洗脱液；所述过滤模块用于富集样品中的待测物质；所述第一连接管一端与所述过滤模块连通，另一端与所述洗脱液容器连通，所述第一泵体设于所述洗脱液容器和所述过滤模块之间；所述第一连接管上设有进气孔，所述进气孔与气源连通。

本发明提供的富集设备，通过设置第一泵体和与气源连通进气孔，利用控制第一泵体的开关时间的方式，实现对洗脱液抽取的量进行控制，进而控制洗脱泡沫产生的量，方便用户使用，同时无需使用高压二氧化碳，安全可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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本发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的富集设备整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的富集设备的管路示意图；

图3为本发明实施例提供的富集设备的另一管路示意图；

图4为本发明实施例提供的过滤器结构示意图；

图5为本发明实施例提供的过滤器和调节器安装示意图；

图6为本发明实施例提供的遮蔽环安装示意图；

图7为本发明实施例提供的遮蔽环结构示意图；

图8为本发明实施例提供的洗脱模块另一实施方式的结构示意图。

图标：110-第一泵体；120-洗脱液容器；130-第一连接管；131-进气孔；140-洗脱泡沫容器；150-第一控制件；

210-过滤器；211-第一进液口；212-第二进液口；213-出液口；214-洗脱口；215-滤芯；220-调节器；221-进液嘴；222-遮蔽环；223-密封件；230-滤液桶；

310-样品槽；320-第一驱动机构；330-第二驱动机构；

410-第二真空泵；420-第二控制件；

500-控制模块；

610-气瓶主体；620-第一支管；630-气压计；640-高压气泵；650-液位传感器；660-第三控制件；670-第四控制件。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“连接”和“安装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介相连；可以是机械连接，也可以是电连接。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。

根据本发明实施例提供的一种富集设备，如图1至图7所示，所述富集设备包括：洗脱模块和过滤模块；所述过滤模块用于富集样品中的待测物质；所述洗脱模块包括第一泵体110、洗脱液容器120和第一连接管130，所述洗脱液容器120内盛放有洗脱液；所述第一连接管130一端与所述过滤模块连通，另一端与所述洗脱液容器120连通，所述第一泵体110设于所述洗脱液容器120和所述过滤模块之间；所述第一连接管130还上设有进气孔131，所述进气孔131与气源连通。

本实施例中，富集设备，用于将液相样本中的溶剂、直径小于滤膜空隙的杂质等去除，实现液相样本中的微米级微生物、无机杂质、细胞、生物分子等目标的富集。

其中，过滤模块用于过滤液相样本，使其中的溶剂和直径小于滤膜空隙的杂质通过滤芯215，并将需要富集的目标拦截在过滤模块内。洗脱模块，用于将洗脱液转变成用于洗脱的洗脱泡沫，并通过洗脱泡沫将过滤装置内，滤芯215的侧壁上被富集的待测物质冲入至容纳槽内。

本实施例提供的富集设备，使用时，通过所述第一泵体110由洗脱液容器120内将洗脱液抽出，气体由进气孔131进入第一连接管130内，与洗脱液通过打发或混合等方式，形成洗脱泡沫，通过控制第一泵体110的开关，能够实现对于洗脱泡沫量的产生和控制，同时无需使用高压二氧化碳，安全可靠，且有利于微生物、细胞等物质在富集过程中的存活。

实施例一

本实施例提供的富集设备，如图2所示，所述第一泵体110包括第一真空泵；所述进气孔131设于所述第一真空泵和所述洗脱液容器120之间；所述气源包括外界空气，所述连接孔与外界空气连通。

在本实施例中，所述第一泵体110为真空泵，用于在洗脱操作之前，将洗脱液打发成洗脱泡沫。

在本实施例中，洗脱模块包括有第一真空泵、洗脱液容器120和第一连接管130，洗脱液容器120用于盛放洗脱液，优选的，为了为洗脱液提供避光储存的条件，以避免表面活化剂受光照分解，洗脱液容器120为不透光容器。

其中，洗脱液为添加表面活化剂的缓冲溶液，表面活化剂的作用是帮助洗脱液发泡和提高将微生物从滤网上洗脱的效率，表面活性剂可选用Tween系列活性剂，如Tween20等，浓度可在0.05％-1％之间，缓冲液可根据实际应用选择Tris缓冲液、PBS缓冲液等。

其中，第一真空泵用于在洗脱操作之前，将洗脱液打发成洗脱泡沫。

具体的，第一连接管130上设有与外界空气连通的进气孔131，第一真空泵运行过程中，同时吸入洗脱液和空气，在第一真空泵内将洗脱液打发，然后将形成的洗脱泡沫输出至洗脱泡沫容器140内。

在本实施例中，通过设置第一真空泵和与外界空气连通的进气孔131，利用控制第一泵体110的开关时间的方式，实现对洗脱泡沫量的控制，方便用户使用，避免了高压气管等方式中的安全隐患，提升了洗脱泡沫量的控制精度。

在实际使用中，第一真空泵为隔膜真空泵，利用隔膜真空泵将洗脱液打发成洗脱泡沫，在不增加洗脱液的前提下，增加洗脱泡沫的体积，助于降低洗脱操作后，液相样本的总体积数，进而提高富集效率。

在实际使用中，可以设置三通接头；三通接头包括有三个接口，其中两个接口分别连通洗脱液容器120和第一连接管130，剩余的一个接口形成所述进气孔131，避免在第一连接管130上开孔，方便生产。

可以理解的是，在本实施例中，气源还可以为气泵等，以避免第一真空泵吸入的空气不足，导致产生的洗脱泡沫质量达不到洗脱标准等。

根据本实施例提供的富集设备，如图2所示，所述洗脱模块还包括洗脱泡沫容器140和第一控制件150；所述洗脱泡沫容器140设于所述第一连接管130上，用于收集所述洗脱模块产生的洗脱泡沫；所述洗脱泡沫容器140包括瓶口，所述第一控制件150设于所述瓶口处，用于控制所述瓶口的打开或关闭。

在本实施例中，所述洗脱泡沫容器140用于存储产生的洗脱泡沫，用于富集设备洗脱操作时使用。

在本实施例中，第一控制件150用于控制所述瓶口的打开或关闭。

在实际使用中，所述第一控制件150为设置在所述瓶口处的气阀，其结构简单，同时能够实现自动控制。

可以理解的是，本实施例中，第一控制件150设于瓶口处应做广义理解，第一控制件150可以直接与瓶口连接，进而控制所述瓶口的打开或关闭。也可以通过管路连接，或者直接设置在所述第一连接管130上，其同样能够起到打开或封闭所述瓶口的目的。

在本实施例中，沿所述洗脱液容器120至所述过滤模块的方向，所述第一控制件和所述洗脱泡沫容器一次设置。

具体的，在第一泵体110工作时，第一控制件150控制瓶口处于打开状态，使得洗脱泡沫能够通过并进入至洗脱泡沫容器140内；当第一泵体110停止工作后，第一控制件150控制瓶口处于封闭状态，以使第二真空泵410能够在气压的作用下，将洗脱泡沫压入过滤器210内。

可以理解的是，在本实施例中，所述第一控制件150还可以为电磁阀，单向阀等。如图2和图3所示，还包括样品处理模块和驱动模块；所述样品处理模块包括盛放样品的样品槽310；所述过滤模块包括过滤器210，所述过滤器210包括第一进液口211和出液口213，所述第一进液口211与所述样品槽310连通；所述驱动模块与所述过滤器210连接，并驱动样品由所述第一进液口211进入至所述过滤器210内。

在本实施例中，样品槽310用于盛放待富集的液相样本。

在本实施例中，过滤器210包括第一进液口211和出液口213，液相样本有第一进液口211进入至过滤器210内，再由出液口213流出，以将液相样本中的微米级微生物、无机杂质、细胞、生物分子等目标拦截在过滤器210内，等待洗脱。

在本实施例中，驱动模块用于驱动液相样本流动，以使液相样本能够流入至过滤器210内。

如图4所示，所述过滤器210还包括洗脱口214；所述第一连接管130远离所述洗脱液容器120的一端与所述洗脱口214连通；所述驱动模块驱动洗脱泡沫由所述洗脱口214流至所述过滤器210内。

在本实施例中，洗脱口214用于与洗脱泡沫容器140连通，以使洗脱泡沫能够进入到过滤器210内，对过滤器210中附着的微米级微生物、无机杂质、细胞、生物分子等目标进行洗脱。

在本实施例中，驱动模块还用于驱动洗脱泡沫由洗脱泡沫容器140流至所述过滤器210内。

在本实施例中，洗脱口214处设有宝塔接头，通过宝塔接头与第一连接管130连接，能够保持良好的密封性的同时，还方便拆卸，方便富集设备的携带。

如图4至图7所示，所述过滤模块还包括调节器220；所述调节器220设于所述第一进液口211处，所述调节器220包括进液嘴221和遮蔽环222；所述进液嘴221与所述第一进液口211连通；所述遮蔽环222的外缘与所述进液嘴221的内缘连接。

在本实施例中，所述调节器220用于调节第一进液口211的大小，进而降低参与富集的滤芯215的总数，进而降低洗脱过程中由滤芯215中心通过位于滤芯215内壁接触的洗脱液总量，进而降低最终洗脱出的样品体积，提升富集效率。

具体的，过滤器210内设有多个滤芯215，滤芯215设有第二进液口212，用于与第一进液口211连通，第二进液口212排布于第一进液口211处，如图5和图6所示，同时，第二进液口212的端口处为平头设计，通过设置遮蔽环222，将部分第二进液口212进行遮挡，进而实现对部分滤芯215的遮挡，实现降低洗脱所需的洗脱液总量，进而降低最终洗脱出的样品体积，提升富集效率。

在本时实施例中，滤芯215采用胶水、硅胶、树脂等材料固定，将全部滤芯215固定在过滤器210内，上述材料在固定滤芯215的同时，还能够在洗脱口214和进液口处形成密封。

在本实施例中，滤芯215，为具有0.1-10微米级空隙的过滤材料制成的空心圆柱状滤芯215。在样品被抽入滤芯215时，滤芯215将对对应尺寸的有害微生物进行过滤，其余物质伴随滤液从空隙中抽出。

在实际使用中，液相样本经由进液嘴221、第一进液口211和第二进液口212流进滤芯215内。

在本实施例中，调节器220包括有多个内径大小不等的遮蔽环222，用户可根据实际使用情况自行调节，当不使用遮蔽环222时，全部第二进液口212均能够进液。

在本实施例中，所述调节器220还包括密封件223；所述密封件223设于所述调节器220和所述过滤器210之间。

具体的，如图7所示，所述密封件223为多个内径大小不等的橡胶圈，多个橡胶圈沿遮蔽环222的半径方向间隔设置，利用被遮蔽环222遮蔽住的滤芯215传递的负压帮助遮蔽环222对滤芯215进行密封，避免样品从遮蔽环222的缝隙中进入到被遮蔽的滤芯215内。

在本实施例中，所述驱动模块利用真空泵驱动液相样本和洗脱泡沫流动。

具体的，在本实施例中，如图2和图3所示，所述驱动模块包括第二真空泵410；所述第二真空泵410的输入端与所述出液口213连通，所述第二真空泵410的输出端与所述第一连接管130连通；所述第一连接管130和所述第二真空泵410之间还设有第二控制件420。

在本实施例中，第二真空泵410的输出端与出液口213连通，用于将过滤器210内的空气抽出，进而将滤芯215内的液相样本吸出。

在本实施例中，出液口213处设有宝塔接头，通过宝塔接头与第一泵体110连接，能够保持良好的密封性的同时，还方便拆卸，方便富集设备的携带。

在本实施例中，所述第二真空泵410的输出端与第一连接管130连通，用于将洗脱泡沫容器140内的洗脱泡沫带入至过滤器210内。

具体的，所述第二真空泵410的输出端与第一连接管130的连通处可以位于洗脱泡沫容器140和过滤器210之间，通过在第一连接管130内产生负压，将洗脱泡沫吸出，并带至过滤器210内；第二真空泵410的输出端与第一连接管130的连通处也可以位于洗脱泡沫容器140和第一控制件150之间，利用在洗脱泡沫容器140内产生正压，将洗脱泡沫带入至过滤器210内。

在本实施例中，优选的，所述第二真空泵410的输出端直接与所述洗脱泡沫容器140连通，利用在洗脱泡沫容器140内产生正压，将洗脱泡沫带入至过滤器210内。

在实际使用中，第二真空泵410的输出端设有调压阀，用于调节第二真空泵410的输出的压力的大小。

在实际使用中，所述第二控制件420为气阀，其结构简单，同时能够实现自动控制。

可以理解的是，在本实施例中，所述第二控制件420还可以为电磁阀等。

可以理解的是，在本实施例中，还可以通过设置多个增压泵的方式，驱动洗脱泡沫和液相样本流动。

具体的，在洗脱泡沫容器140与洗脱液容器120之间设置增压泵，驱动洗脱泡沫流入至过滤器210内；在样品槽310处设置增压泵，同时正压泵与样品槽310密封连接，进而驱动液相样本流入至过滤器210内。

如图2所示，过滤模块还包括滤液桶230；所述第二真空泵410和所述过滤器210均与所述滤液桶230连通，所述滤液桶230位于所述第二真空泵410和所述过滤器210之间。

在本实施例中，滤液桶230用于储存第二真空泵410抽滤后，过滤器210产生的废液，防止废液进入至第二真空泵410内，影响第二真空泵410的正常工作。

如图1所示，在本实施例中，所述样品处理模块还包括第一驱动机构320、第二驱动机构330、样品区、反应区和存储仓；所述样品区放置有多个所述样品槽310，所述第二驱动机构330驱动所述样品槽310由所述样品区至所述反应区；所述存储仓内放置有多个所述过滤器210，所述第一驱动机构320将所述过滤器210由所述存储仓取出，并驱动所述过滤器210伸入或退出所述样品槽310。

在本实施例中，所述样品区用于放置样品槽310和容纳槽，所述样品槽310用于盛放液相样本，所述容纳槽用于接收洗脱泡沫滤芯215内壁上被洗脱泡沫冲下的物质。

在本实施例中，反应区用于进行过滤操作或洗脱操作。

在本实施例中，存储仓用于存储未使用过的过滤器210。

在本实施例中，所述第一驱动机构320用于将过滤器210由用于存储过滤器210的存储仓中取出，请驱动过滤器210伸入或退出装有液相样本的样品槽310内。

具体的，富集设备还包括有台面，台面上设有样品区、反应区和存储仓。

第一驱动机构320包括有第一伸缩杆，第一伸缩杆一端与台面连接，另一端设有第一夹持件，所述第一夹持件通过自动开合夹起，或放下过滤器210；所述第一伸缩杆驱动第一夹持件上下移动，进而将过滤器210伸入样品槽310，或过滤完成后，驱动过滤器210退出样品槽310。

其中，第一伸缩杆与所述台面为转动连接，第一驱动机构320还包括第二伸缩杆，第二伸缩杆的两端分别与第一夹持件和第一伸缩杆连接，用于驱动第一夹持件沿水平方向运动，实现由存储仓取出过滤器210，并将过滤器210送至反应区。

可以理解的是，在本实施中，台面上还可以设有滑槽，以代替第二伸缩件。第一伸缩杆远离第一夹持件的一端与滑槽连接，并能够在滑槽内滑动，其同样能够实现本实施例中，由存储仓取出过滤器210，并将过滤器210送至反应区的目的。

在本实施例中，第二驱动机构330用于将样品槽310由样品区移至反应区，同时也能够将容纳槽由样品区移至反应区。

具体的，所述第二驱动机构330包括第三伸缩杆，第三伸缩杆一端与台面连接，另一端设有能够开合的第二夹持机构，通过第二夹持机构将样品槽310或容纳槽由样品区夹起，并传送至反应区处。

在本实施例中，第二驱动机构330驱动样品槽310或容纳槽由样品区至反应区，除上述实施例的设置伸缩杆和设置滑槽的方式外，还可以设置传送带。

具体的，第二驱动机构330包括有传动带，传送带的两端分别连通样品区和反应区，第三伸缩杆驱动第二夹持机构，夹起样品槽310或反应槽，将样品槽310或反应槽放置于所述传送带上，通过传送带将所述样品槽310或反应槽送至反应区。

在本实施例中，富集设备还包括控制模块500，用于输入指令、控制驱动模块、过滤模块、洗脱模块和样品处理模块等。

具体的，所述控制模块500包括供电机构，用于为整个富集设备进行供电。

可以理解的是，供电机构可以通过连接线与电源连接的方式，为富集设备供电，也可以为利用蓄电池等对富集设备供电。

控制模块500还包括指令输入机构，用于输入目标样品体积、富集后体积、过滤器210接受的极限负压和目标样品个数等操作，进而通过控制电路板或只能设备对控制驱动模块、过滤模块、洗脱模块和样品处理模块等进行控制。

控制模块500还包括显示机构，用于显示反应的各项参数和反应进程，同时，当显示机构为触摸屏时，还能够用于输入指令。

显示机构还包括有多个显示灯，用于显示各个模块的工作状态等。

在实际使用中，富集设备的实用过程为：

打开供电机构，为整个富集设备进行供电，当显示机构显示设备开启完毕后，通过指令输入机构输入各项参数。

例如，输入液相样本总体积为1L，富集后目标样品体积为10mL，过滤器210内的极限负压为10kPa。输入完成后，通过控制模块500选择开始富集。

样品处理模块接收到控制模块500“开始富集”指令后，第一驱动机构320开始工作，将过滤器210由存储仓中取出；随后，第二驱动机构330将样品槽310由样品区传送至反应区；第一驱动机构320将过滤器210插入样品槽310内。

控制模块500控制驱动模块开始工作，第二真空泵410开启，第二控制件420打开，调压阀调节第二真空泵410的压力至10kPa，过滤其和滤液桶230之间产生负压，同时，第二真空泵410的输出端与第一连接管130连接，使得在样品槽310内产生正压，驱动液相样本向过滤器210内流动，液相样本中的溶剂和直径小于滤芯215孔洞的杂质被吸进滤液桶230内，1L的液相样本抽取完成后，第二真空泵410关闭，第一驱动机构320驱动过滤器210退出样品槽310内，同时第二驱动机构330将样品槽310由反应区移除。显示机构显示抽滤完成。

通过人工或第二驱动机构330将容纳槽放入至反应区内，第一驱动机构320驱动过滤器210伸入容纳槽内，控制模块500控制洗脱模块开始洗脱，显示机构显示开始洗脱。

第一泵体110开启，第一控制件150开启，洗脱液容器120内的洗脱液和由进气孔131进入的空气一起被抽入至第一泵体110内并被打发，打发形成洗脱泡沫后，进入至洗脱泡沫容器140内进行储存。同时，第二真空泵410开启，第二控制件420关闭，第二真空泵410将洗脱泡沫由洗脱泡沫容器140经第一连接管130和洗脱口214抽入至过滤器210内，进行洗脱。

当容纳槽内的目标样品达到预设的目标样品体积10mL后，关闭第一控制件150。

第二真空泵410继续运行一端时间，将富集设备的管路中的洗脱泡沫全部吹出后，第二真空泵410关闭，显示机构显示洗脱完成。

同时，第一驱动机构320将过滤器210移除，完成富集。

实施例二

本实施例提供的富集设备，相比于实施例一，洗脱泡沫的产生方式不同。

具体的，本实施例提供的富集设备，如图8所示，所述第一泵体110包括恒流泵或注射泵；所述进气孔131设于所述第一泵体110和所述过滤模块之间；所述气源包括气瓶组件，所述气瓶组件内装有压缩空气，所述气瓶组件的输出端与所述进气孔131连通。

在本实施例中，可选的，第一泵体110可以为恒流泵，如蠕动泵，也可以为注射泵，且第一泵体110并不仅限于上述两种泵，其它能够抽取液体的泵均能应用于本实施例中。

本实施例中，所述气瓶组件内储存有用于与洗脱液混合，形成洗脱泡沫的压缩空气，所述气瓶组件的输出端与进气孔131连通，压缩空气能够通过进气孔131进入到第一连接管130内，再与洗脱液混合。

具体的，在本实施例中，洗脱液在第一泵体110的作用下，由洗脱液容器120内被抽出至第一连接管130内，气瓶组件内存储有压缩空气(压缩空气，即被外力压缩的空气。空气具有可压缩性，经空气压缩设备做机械功使本身体积缩小、压力提高后的空气叫压缩空气。压缩空气是一种重要的动力源。与其它能源比，它具有下列明显的特点：清晰透明，输送方便，没有特殊的有害性能，没有起火危险，不怕超负荷，能在许多不利环境下工作，空气在地面上到处都有，取之不尽)，压缩空气经由第一支管620，进气孔131进入到第一连接管130内，由于压缩空气具有一定的冲击力，通过压缩空气对洗脱液冲击，二者在第一连接管130内混合，进而产生洗脱泡沫。

在本实施例中，由于洗脱液是被第一泵体110抽出，使用者可以提前预设第一泵体110的预抽出量，实现对洗脱泡沫量的控制。

本实施例提供的富集设备，如图8所示，所述气瓶组件包括第一支管620、气压计630、气瓶主体610和高压气泵640；所述气瓶主体610包括进口和出口，所述高压气泵640与所述进口连通，所述第一支管620一端与所述出口连通，另一端与所述进气孔131连通，所述气压计630设于所述第一支管620上；所述第一连接管130上还设有液位传感器650，且所述液位传感器650位于所述第一泵体110和过滤模块之间。

在本实施例中，气瓶主体610，用于存储压缩空气，气瓶主体610与高压气泵640连通，在气瓶主体610内产生高压，同时，在气瓶主体610放气时，高压气泵640仍能够工作，向气瓶主体610内充气，以保证气瓶主体610内的稳定。

优选的，通过设置气压计630，可以人工控制压缩空气的用量。同时，为了精准控制洗脱液的用量，第一连接管130上还设有液位传感器650，用于对洗脱液的用量精准定容。

在本实施例中，可选的，所述第一连接管130上还可以设有用于控制第一连接管130通断的第三控制件660，第一支管620上还可以设有用于控制第一支管620通断的第四控制件670。

在本实施例可选的实施方式中，所述气瓶主体610上还可以设有泄压阀，用于当气瓶主体610的压力过高时进行泄压，避免发生事故。

可选的，在本实施例中，还可以在所述第一连接管130上设置洗脱泡沫容器140，用于存储产生的洗脱泡沫。

具体的，洗脱泡沫容器可以设置在进气孔131和过滤模块之间，用于存储产生的洗脱泡沫。

可选的，由于洗脱泡沫容器140用于存储产生的洗脱泡沫，故而，液位传感器650可以测量洗脱泡沫容器140内的洗脱液的量，以实现精准控制洗脱液的用量，还可以测量洗脱液容器120内的量，通过计算抽取前和抽取后的洗脱液的量，实现精准控制洗脱液的用量，还可以同时测量洗脱泡沫容器140内的洗脱液的量和洗脱液容器120内洗脱液的量，以避免产生误差。

在本实施例中，富集设备的其它结构与实施例一中均相同，故而此处不再赘述富集设备的具体结构。

实施例三

本实施例提供的富集设备，相比于实施例一，不设置洗脱泡沫容器140，用以降低成本，并缩小设备体积。

具体的，如图3所示，包括洗脱液容器120、第一泵体110、第一控制件150、第一连接管130、过滤器210、滤液桶230、第二真空泵410和第二控制件420。

在本实施例中，第一连接管130用于连通洗脱液容器120和过滤器210，且沿洗脱液容器120至过滤器210的方向，第一泵体110和第一控制件150依次设置。

进气孔131与实施例一中的进气孔131的设置方式相同，此处不再赘述。

过滤器210的出液口213与滤液桶230连通，滤液桶230与第二真空泵410的输入端连通，第二真空泵410的输出端与第一连接管130连通，且连通处位于第一控制件150和过滤器210之间。

第二控制件420设于第二真空泵410和第一连接管130之间。

在实际使用中，过滤操作与实施例一相同，此处不再赘述。

洗脱操作中，第一泵体110对洗脱液和空气进行混合、打发，形成洗脱泡沫后，第一泵体110直接将洗脱泡沫通过洗脱口214送入至过滤器210内。

当过滤器210内的洗脱泡沫量充足后，第一控制件150控制第一连接管130断路，第二控制件420也处于断路，利用第二真空泵410将过滤器210内的全部洗脱泡沫打出即可。

实施例三

本实施例提供了一种多样品连续自动富集方法，用于实施例一提供的富集设备。具体的，所述多样品连续自动富集方法包括：

S1：输入目标样品体积、富集后体积、过滤器210极限负压和目标样品个数；

S2：第二驱动机构330将样品槽310由样品区移至反应区；

第一驱动机构320由存储仓取出过滤器210；

第一驱动机构320驱动过滤器210伸入样品槽310内；

S3：关闭第一控制件150关闭，开启第二控制件420；

连接第二真空泵410的输入端与出液口213，启动第二真空泵410，将真空泵调节至预设压力，抽取样品槽310中的样品；

S4：样品抽取完成，关闭第二真空泵410；

第一驱动机构320驱动过滤器210由反应槽内退出；

第二驱动机构330将样品槽310由反应区移除；

S5：在反应区放置一个容纳槽；

第一驱动机构320驱动过滤器210伸入容纳槽内；

连接第一泵体110和洗脱口214；

关闭第二控制件420，开启第一控制件150；

开启第一泵体110，开始生成洗脱泡沫，并存储于洗脱泡沫容器140内；

S6：开启第二真空泵410，开启第一控制件150，将洗脱泡沫打入至过滤器210内；

S7：第一驱动机构320驱动过滤器210由容纳槽退出；

将容纳槽移除，完成一次富集；

S8：重复步骤S2-S7，直至完成预设目标样品个数。

在实际使用中，以液相样本总体积为1L，富集后目标样品体积10mL，过滤器210负压10kPa，目标样品个数3个为例。

将上述数据输入至指令输入机构，并通过控制模块500选择“连续自动模式”后，开始进行富集。

样品处理模块接收到控制模块500“开始富集”指令后，第一驱动机构320开始工作，将过滤器210由存储仓中取出；随后，第二驱动机构330将样品槽310由样品区传送至反应区；第一驱动机构320将过滤器210插入样品槽310内。

控制模块500控制驱动模块开始工作，第二真空泵410开启，第二控制件420打开，调压阀调节第二真空泵410的压力至10kPa，过滤其和滤液桶230之间产生负压，同时，第二真空泵410的输出端与第一连接管130连接，使得在样品槽310内产生正压，驱动液相样本向过滤器210内流动，液相样本中的溶剂和直径小于滤芯215孔洞的杂质被吸进滤液桶230内，1L的液相样本抽取完成后，第二真空泵410关闭，第一驱动机构320驱动过滤器210退出样品槽310，同时第二驱动机构330将样品槽310由反应区移除。显示机构显示抽滤完成。

通过人工或第二驱动机构330将容纳槽放入至反应区内，第一驱动机构320驱动过滤器210伸入容纳槽内，控制模块500控制洗脱模块开始洗脱，显示机构显示开始洗脱。

第一泵体110开启，第一控制件150开启，洗脱液容器120内的洗脱液和由进气孔131进入的空气一起被抽入至第一泵体110内并被打发，打发形成洗脱泡沫后，进入至洗脱泡沫容器140内进行储存。同时，第二真空泵410开启，第二控制件420关闭，第二真空泵410将洗脱泡沫由洗脱泡沫容器140经第一连接管130和洗脱口214抽入至过滤器210内，进行洗脱。

当容纳槽内的目标样品达到预设的目标样品体积10mL后，关闭第一控制件150。

第二真空泵410继续运行一端时间，将富集设备的管路中的洗脱泡沫全部吹出后，第二真空泵410关闭，显示机构显示洗脱完成。

同时，第一驱动机构320将过滤器210移除，完成一次富集。

上述步骤重复三次，最终完成三个目标样品的自动富集。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (13)

1.一种富集设备，其特征在于，包括：洗脱模块和过滤模块；

所述过滤模块用于富集样品中的待测物质；

所述洗脱模块包括第一泵体(110)、洗脱液容器(120)和第一连接管(130)，所述洗脱液容器(120)内盛放有洗脱液；

所述第一连接管(130)一端与所述过滤模块连通，另一端与所述洗脱液容器(120)连通，所述第一泵体(110)设于所述洗脱液容器(120)和所述过滤模块之间；

所述第一连接管(130)还上设有进气孔(131)，所述进气孔(131)与气源连通。

2.根据权利要求1所述的富集设备，其特征在于，所述第一泵体(110)包括第一真空泵；

所述进气孔(131)设于所述第一真空泵和所述洗脱液容器(120)之间；

所述气源包括外界空气，所述进气孔(131)与外界空气连通。

3.根据权利要求1所述的富集设备，其特征在于，所述第一泵体(110)包括恒流泵或注射泵；

所述进气孔(131)设于所述第一泵体(110)和所述过滤模块之间；

所述气源包括气瓶组件，所述气瓶组件内装有压缩空气，所述气瓶组件的输出端与所述进气孔(131)连通。

4.根据权利要求3所述的富集设备，其特征在于，所述气瓶组件包括第一支管(620)、气压计(630)、气瓶主体(610)和高压气泵(640)；

所述气瓶主体(610)包括进口和出口，所述高压气泵(640)与所述进口连通，所述第一支管(620)一端与所述出口连通，另一端与所述进气孔(131)连通，所述气压计(630)设于所述第一支管(620)上；

所述第一连接管(130)上还设有液位传感器(650)，且所述液位传感器(650)位于所述第一泵体(110)和所述进气孔(131)之间。

5.根据权利要求1所述的富集设备，其特征在于，所述洗脱模块还包括洗脱泡沫容器(140)和第一控制件(150)；

所述洗脱泡沫容器(140)设于所述第一连接管(130)上，用于收集所述洗脱模块产生的洗脱泡沫；

所述洗脱泡沫容器(140)包括瓶口，所述第一控制件(150)设于所述瓶口处，用于控制所述瓶口的打开或关闭。

6.根据权利要求1所述的富集设备，其特征在于，还包括样品处理模块和驱动模块；

所述样品处理模块包括盛放样品的样品槽(310)；

所述过滤模块包括过滤器(210)，所述过滤器(210)包括第一进液口(211)和出液口(213)，所述第一进液口(211)与所述样品槽(310)连通；

所述驱动模块与所述过滤器(210)连接，并驱动样品由所述第一进液口(211)进入至所述过滤器(210)内。

7.根据权利要求6所述的富集设备，其特征在于，所述过滤器(210)还包括洗脱口(214)；

所述第一连接管(130)远离所述洗脱液容器(120)的一端与所述洗脱口(214)连通；

所述驱动模块驱动洗脱泡沫由所述洗脱口(214)流至所述过滤器(210)内。

8.根据权利要求6所述的富集设备，其特征在于，所述过滤模块还包括调节器(220)；

所述调节器(220)设于所述第一进液口(211)处，所述调节器(220)包括进液嘴(221)和遮蔽环(222)；

所述进液嘴(221)与所述第一进液口(211)连通；

所述遮蔽环(222)的外缘与所述进液嘴(221)的内缘连接。

9.根据权利要求8所述的富集设备，其特征在于，所述调节器(220)还包括密封件(223)；

所述密封件(223)设于所述调节器(220)和所述过滤器(210)之间。

10.根据权利要求7所述的富集设备，其特征在于，所述驱动模块包括第二真空泵(410)；

所述第二真空泵(410)的输入端与所述出液口(213)连通，所述第二真空泵(410)的输出端与所述第一连接管(130)连通；

所述第一连接管(130)和所述第二真空泵(410)之间还设有第二控制件(420)。

11.根据权利要求10所述的富集设备，其特征在于，过滤模块还包括滤液桶(230)；

所述第二真空泵(410)和所述过滤器(210)均与所述滤液桶(230)连通，所述滤液桶(230)位于所述第二真空泵(410)和所述过滤器(210)之间。

12.根据权利要求10所述的富集设备，其特征在于，所述样品处理模块还包括第一驱动机构、第二驱动机构(330)、样品区、反应区和存储仓；

所述样品区放置有多个所述样品槽(310)，所述第二驱动机构(330)驱动所述样品槽(310)由所述样品区至所述反应区；

所述存储仓内放置有多个所述过滤器(210)，所述第一驱动机构(320)将所述过滤器(210)由所述存储仓取出，并驱动所述过滤器(210)伸入或退出所述样品槽(310)。

13.一种多样品连续自动富集方法，其特征在于，用于权利要求1-12任一项所述的富集设备，所述多样品连续自动富集方法包括：

S1：输入目标样品体积、富集后体积、过滤器极限负压和目标样品个数；

S2：第二驱动机构将样品槽由样品区移至反应区；

第一驱动机构由存储仓取出过滤器；

第一驱动机构驱动过滤器伸入样品槽内；

S3：关闭第一控制件关闭，开启第二控制件；

连接第二真空泵的输入端与出液口，启动第二真空泵，将真空泵调节至预设压力，抽取样品槽中的样品；

S4：样品抽取完成，关闭第二真空泵；

第一驱动机构驱动过滤器由反应槽内退出；

第二驱动机构将样品槽由反应区移除；

S5：在反应区放置一个容纳槽；

第一驱动机构驱动过滤器伸入容纳槽内；

连接第一泵体和洗脱口；

关闭第二控制件，开启第一控制件；

开启第一泵体，开始生成洗脱泡沫，并存储于洗脱泡沫容器内；

S6：开启第二真空泵，开启第一控制件，将洗脱泡沫打入至过滤器内；

S7：第一驱动机构驱动过滤器由容纳槽退出；

将容纳槽移除，完成一次富集；

S8：重复步骤S2-S7，直至完成预设目标样品个数。

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