CN114609312A - 一种样品前处理装置向色谱分析装置进样的结构及进样方法 - Google Patents

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Abstract

一种样品前处理装置向色谱分析装置进样的结构，包括富集柱管、取进样针、切换阀、抽吸装置、三通阀，以及传动机构，富集柱管中填充有填料，富集柱管的两端分别与切换阀的第一端口、第四端口相连，取进样针的后端与切换阀的第三端口相连，且取进样针由传动机构驱动，使取进样针的起始点与样品前处理装置的处理后样品源相对应，所述三通阀通过抽吸装置与切换阀的第二端口相连，切换阀的第五端口用于与色谱分析柱相连，切换阀的第六端口用于与色谱输液泵相连。本发明结构简单、工作效率高，通过在线直接前处理后大进样量转移样品并控制取进样时间和速度，可在提高样品的进样量的同时，确保不过载，峰不塌陷及进样管路不残留，从而提高检测灵敏度。

Description

一种样品前处理装置向色谱分析装置进样的结构及进样方法
技术领域
本发明涉及分析化学领域，特别涉及一种样品前处理装置向色谱分析装置进样的结构及进样方法。
背景技术
随着科学技术的不断进步，特别是生命科学与临床诊断的快速发展，大量复杂生物样品的分离及检测成为分析工作的关键一环，它在工作量和技术要求方面都占着整个分析工作的很大比重。
对于复杂基质样本的检测分析，一般需要进行前处理，如使用各种萃取材料对样品中目标分析物进行离线纯化，再注入色谱分析系统进行分析，最常见的为固相萃取。
目前，前处理装置对样品处理完毕后，得到的处理后样品需要手工放入设备内的进样装置，然后，其一通过进样针注射泵吸取样品并从后端转移至进样阀的定量环内，然后进样阀切换，使定量环内的处理后样品转入色谱分析装置的色谱柱内进行色谱分析检测；其二直接利用进样针注射泵取样后，再选择直接扎入进样阀内将样品直接转移至进样阀的定量环内，然后进样阀切换，使定量环内的处理后样品转入色谱分析装置的色谱柱内进行色谱分析检测。这两种进样方式均需要手工将样品放入设备内，且在进样时容易造成进样残留污染后续检测，同时要求进样量不能过大(50微升以内)，否则会造成进样过载，峰塌陷，导致检测灵敏度低。
因此，如何设计一种高效的进样结构及改进的进样方法，可实现无手工操作，并且在提高样品的进样量的同时，确保不过载，峰不塌陷及进样管路不残留，从而提高检测灵敏度，是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种样品前处理装置向色谱分析装置进样的结构，其结构简单、工作效率高，通过在线直接前处理后大进样量转移样品并控制取进样时间和速度，可在提高样品的进样量的同时，确保不过载，峰不塌陷及进样管路不残留，从而提高检测灵敏度。
实现本发明目的之一的技术方案是：一种样品前处理装置向色谱分析装置进样的结构，包括富集柱管、取进样针、切换阀、抽吸装置、三通阀，以及传动机构，所述富集柱管中填充有填料，富集柱管的两端分别与切换阀的第一端口、第四端口相连，所述取进样针的后端与切换阀的第三端口相连，且取进样针由传动机构驱动，使取进样针的起始点与样品前处理装置的处理后样品源相对应，所述三通阀通过抽吸装置与切换阀的第二端口相连，所述切换阀的第五端口用于与色谱分析柱相连，切换阀的第六端口用于与色谱输液泵相连。
优选的，所述富集柱管的长度为10-50mm、内径为1-5mm。
进一步的，所述传动机构沿水平方向和竖直方向动作。
优选的，所述富集柱管的耐压力为10MPa。
进一步的，所述富集柱管中填充的填料为硅胶与聚合物的混合材质，所述聚合物为PS。
进一步的，还包括清洗装置，用于冲洗取进样针。
实现本发明目的之二的技术方案是：根据任一上述结构进行进样的方法，包括以下步骤：
1)样品前处理装置处理得到的样品，暂存于处理后样品源备用；
2)控制传动机构驱动取进样针移动至取样位置，浸没在处理后样品源中，控制切换阀的第一端口和第二端口连通、第三端口和第四端口连通，连通时间为5-30s，驱动样品进入富集柱管内富集净化；
3)富集净化完毕后，控制切换阀的第一端口和第六端口连通、第四端口和第五端口连通，连通时间为30-100s，富集柱管内富集净化的样品经色谱输液泵正推或反推入色谱分析柱。
进一步的，还包括步骤4)，控制传动机构驱动取进样针移动至清洗位置，三通阀切换至清洗液源，控制切换阀的第二端口、第三端口连通，抽吸装置驱动清洗液清洗取进样针内壁，清洗时间为30-120s，
进一步的，清洗取进样针内壁时，还控制清洗装置冲洗取进样针的外壁。
优选的，步骤2)连通时间为20s，样品取样速度为1ml/min，步骤3)连通时间为50s，样品推入流速为1.2ml/min，步骤4)清洗时间为60s，清洗液流速为2ml/min。
采用上述技术方案具有以下有益效果：
1、本发明的样品前处理装置向色谱分析装置进样的结构，包括富集柱管、取进样针、切换阀、抽吸装置、三通阀，以及传动机构，其中，富集柱管用于富集样品，取进样针用于取样并向色谱分析柱进样。所述富集柱管中填充有填料，富集柱管的两端分别与切换阀的第一端口、第四端口相连，也即，当切换阀的第一端口和第四端口之间具有差压后，可驱动流体沿富集柱管流动。所述取进样针的后端与切换阀的第三端口相连，且取进样针由传动机构驱动，使取进样针的起始点与样品前处理装置的处理后样品源相对应，也即，通过切换阀、抽吸装置、富集柱管配合，可利用取进样针直接吸取处理后样品，实现在线进样，且通过富集柱内填料的吸附聚集功能在提高样品的进样量的前提下，确保不过载、峰不塌陷，提高检测灵敏度。所述三通阀通过抽吸装置与切换阀的第二端口相连，通过三通阀与不同的流动相源相连，确保抽吸装置正常运行，且可实现引入清洗液对取进样针内壁冲洗的目的。所述切换阀的第五端口用于与色谱分析柱相连，切换阀的第六端口用于与色谱输液泵相连，通过切换阀、色谱输液泵配合，将经过富集处理的样品转移至色谱分析柱进行色谱分析，实现自动化进样，且避免样品残留，可有效避免样品遭受污染，保证检测精度。
2、本发明的样品前处理装置向色谱分析装置进样的结构，通过控制富集柱管的长度为10-50mm、内径为1-5mm，确保样品直接富集在柱管内，不会扩散。
3、本发明的进样方法，取样时控制切换阀的第一端口和第二端口、第三端口和第四端口的连通时间为5-30s，若连通时间过长，导致取样效率低下，若连通时间过短，由于管路存在负压，导致取样不准确；进样时控制切换阀的第一端口和第六端口连通、第四端口和第五端口的连通时间为30-100s，若连通时间过短，会出现样品在富集柱管上未完全洗脱，导致进样量偏低，若连通时间过长，则会导致进样效率降低，进而造成峰型变差。
4、本发明的进样方法，进样完毕后，还通过切换阀、三通阀、抽吸装置配合，利用清洗液对取进样针的内壁进行清洗，同时配合清洗装置对进取样针的外壁进行冲洗，避免样品残留，保证下批次样品检测精度。
经申请人试验验证，采用本发明结构及进样方式，可在提高样品的进样量(最高可达10ml)的同时，确保不过载，峰不变形，从而提高检测灵敏度(相对于传统进样方式提高5-100倍)。
下面结合附图和具体实施方式作进一步的说明。
附图说明
图1为本发明样品前处理装置向色谱分析装置进样的结构的取样流路图；
图2为本发明样品前处理装置向色谱分析装置进样的结构的进样流路图；
图3为本发明样品前处理装置向色谱分析装置进样的结构的清洗流路图；
图4为实施例2的色谱图；
图5为对比例1的色谱图；
图6为对比例2的色谱图。
附图中，1为富集柱管，2为取进样针，3为切换阀，4为抽吸装置，5为三通阀，6为传动机构。
具体实施方式
本发明中，未标注具体结构或型号的设备、部件通常选用分析化学领域常规的设备或部件，未标注具体连接方式的通常为分析化学领域常规的连接方式或厂家建议的连接方式。
实施例1
参见图1至图3，为一种样品前处理装置向色谱分析装置进样的结构的具体实施例。样品前处理装置向色谱分析装置进样的结构包括富集柱管1、取进样针2、切换阀3、抽吸装置4、三通阀5，以及传动机构6。所述富集柱管1的耐压力为10MPa，富集柱管1中填充有填料，富集柱管1的两端分别与切换阀3的第一端口、第四端口相连，优选的，富集柱管1的长度为10-50mm、内径为1-5mm，其中的填料为硅胶与聚合物的混合材质，例如可选用C18或C8与PS混合。所述取进样针2的后端与切换阀3的第三端口相连，且取进样针2由传动机构6驱动，使取进样针2的起始点与样品前处理装置的处理后样品源相对应，通常的，传动机构沿水平方向和竖直方向动作，也即，驱动取进样针沿水平方向和竖直方向动作。所述三通阀5通过抽吸装置4与切换阀3的第二端口相连，通常的，该三通阀的第一端口与清水源相连，第二端口与清洗液源相连，第三端口通过抽吸装置与切换阀的第二端口相连，通常的，抽吸装置采用柱塞泵或注射泵。所述切换阀3的第五端口用于与色谱分析柱相连，切换阀3的第六端口用于与色谱输液泵相连。
进一步的，为了满足清洗进取样针的需求，还包括清洗装置，用于冲洗取进样针2。
实施例2
利用实施例1的样品前处理装置向色谱分析装置进样的结构，采用其进样方法对常规的色谱仪进行进样：
以处理后的10ug/ml的左乙拉西坦为例，流动相：甲醇-磷酸盐缓冲液，流速：1.2ml/min，柱温：40℃，色谱柱：C18，4.5*5um，250mm，波长：210nm，进样量：400ul。试验结果如图4所示，左乙拉西坦保留时间为7.6min，峰高80mAu。峰型尖锐。
对比例1
采用传统的液相色谱法测试10ug/ml的左乙拉西坦，流动相：甲醇-磷酸盐缓冲液，流速：1.2ml/min，柱温：40℃，色谱柱：C18，4.5*5um，250mm，波长：210nm，液相色谱仪器安装100ul的定量环，进样量：100ul。试验结果如图5所示，左乙拉西坦未检测到。
对比例2
采用传统的液相色谱法测试10ug/ml的左乙拉西坦，流动相：甲醇-磷酸盐缓冲液，流速：1.2ml/min，柱温：40℃，色谱柱：C18，4.5*5um，250mm，波长：210nm，液相色谱仪器安装1000ul的定量环，进样量：400ul。试验结果如图6所示，左乙拉西坦保留时间为7.3min，峰高25mAu，峰型展宽，响应值低。
从图4和图5可知，在色谱条件相同的情况下，对比例1进样量最多仅能进样100ul，无法检测到目标物；而采用本发明进样的结构及进样方法可以大幅提高进样量，且峰型尖锐，能有效提高目标物的检测灵敏度。
从图4和图6可知，在相同进样量的条件下，对比例2左乙拉西坦保留时间为7.3min，峰高25mAu，峰型明显展宽，响应也明显降低。采用本发明进样的结构及进样方法得到的色谱图左乙拉西坦保留时间为7.6min，峰高80mAu，且峰型尖锐，使左乙拉西坦的响应值更高。

Claims (10)

1.一种样品前处理装置向色谱分析装置进样的结构，其特征在于：包括富集柱管(1)、取进样针(2)、切换阀(3)、抽吸装置(4)、三通阀(5)，以及传动机构(6)，
所述富集柱管(1)中填充有填料，富集柱管(1)的两端分别与切换阀(3)的第一端口、第四端口相连，
所述取进样针(2)的后端与切换阀(3)的第三端口相连，且取进样针(2)由传动机构(6)驱动，使取进样针(2)的起始点与样品前处理装置的处理后样品源相对应，
所述三通阀(5)通过抽吸装置(4)与切换阀(3)的第二端口相连，
所述切换阀(3)的第五端口用于与色谱分析柱相连，切换阀(3)的第六端口用于与色谱输液泵相连。
2.根据权利要求1所述的样品前处理装置向色谱分析装置进样的结构，其特征在于：所述富集柱管(1)的长度为10-50mm、内径为1-5mm。
3.据权利要求1所述的样品前处理装置向色谱分析装置进样的结构，其特征在于：所述传动机构(6)沿水平方向和竖直方向动作。
4.据权利要求1所述的样品前处理装置向色谱分析装置进样的结构，其特征在于：所述富集柱管(1)的耐压力为10MPa。
5.据权利要求1所述的样品前处理装置向色谱分析装置进样的结构，其特征在于：所述富集柱管(1)中填充的填料为硅胶与聚合物的混合材质，所述聚合物为PS。
6.据权利要求1所述的样品前处理装置向色谱分析装置进样的结构，其特征在于：还包括清洗装置，用于冲洗取进样针(2)。
7.根据权利要求1-6任一所述结构进行进样的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)样品前处理装置处理得到的样品，暂存于处理后样品源备用；
2)控制传动机构驱动取进样针移动至取样位置，浸没在处理后样品源中，控制切换阀的第一端口和第二端口连通、第三端口和第四端口连通，连通时间为5-30s，驱动样品进入富集柱管内富集净化；
3)富集净化完毕后，控制切换阀的第一端口和第六端口连通、第四端口和第五端口连通，连通时间为30-100s，富集柱管内富集净化的样品经色谱输液泵正推或反推入色谱分析柱。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括步骤4)，控制传动机构驱动取进样针移动至清洗位置，三通阀切换至清洗液源，控制切换阀的第二端口、第三端口连通，抽吸装置驱动清洗液清洗取进样针内壁，清洗时间为30-120s。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，清洗取进样针内壁时，还控制清洗装置冲洗取进样针的外壁。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤2)连通时间为20s，样品取样速度为1ml/min，步骤3)连通时间为50s，样品推入流速为1.2ml/min，步骤4)清洗时间为60s，清洗液流速为2ml/min。
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