CN116718713A - 一种96孔固相萃取板堵塞位置自动识别及处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种96孔固相萃取板堵塞位置自动识别及处理方法，通过一种装置实现，装置包括活塞腔体、驱动活塞腔体升降的驱动机构、滑移连接在活塞腔体内的活塞推杆、驱动活塞推杆的驱动单元、电控单元、分别固定设置在活塞腔体左右两侧的第一通气管和第二通气管、经第一通气管与活塞腔体内连通的压力传感器、经第二通气管与活塞腔体内连通的气源，第一通气管和第二通气管上分别安装有第一电控两通阀和第二电控两通阀，压力传感器、驱动机构、驱动单元、第一电控两通阀、第二电控两通阀的控制端均接入电控单元内，包括步骤S1预备、S2识别、S3处理、S4复核，本发明能够实现自动检测堵塞的萃取孔位置及自动对堵塞萃取孔进行疏通处理的效果。
Description
技术领域
本发明涉及固相萃取的技术领域，特别涉及一种96孔固相萃取板堵塞位置自动识别及处理方法。
背景技术
生物体液，例如血液、血浆、血清、尿液等是新药开发、临床质谱检测中常用到的样品。由于生物样品组成复杂，在利用液相色谱-串联质谱检测前，通常需要对生物样品进行处理，以减少样品中的干成分对后续检测分析的干扰。目前常用的生物样品前处理方法主要包括：蛋白沉淀法、液液萃取法及固相萃取法等。其中固相萃取法常用于生物体液中药物浓度检测、内源性生物标记物分析、各种激素及维生素的分析检测等的样品处理。
由于生物分析实验室每天要处理的样品量多，为了提高样品处理通量，许多实验室都采用了自动化的固相萃取移液工作站配合96孔固相萃取板同时处理96个样品。经典的固相萃取程序通常包括：活化、载样、洗涤、洗脱(收集)四个步骤。其中，活化步骤是利用活化剂对96孔固相萃取板的萃取孔中的填料进行活化，以便其更好地吸附样品中的目标化合物；载样步骤是将生物样品载入96孔固相萃取板的萃取孔内，并使其在设定的压力或真空负压作用下通过萃取孔内的填料，目标化合物则被填料吸附，达到与样品基质分离的目的，但是实际应用中，填料除了吸附待处理分析的目标化合物外，通常还会吸附一些干扰物，因此洗涤步骤是用指定液体对固相萃取填料进行洗涤，以最大限度地减少干扰物的影响；洗脱步骤是用指定溶剂将目标化合物从固相萃取填料上洗脱下来，并收集在96孔收集板中供分析检测用。
由于96孔固相萃取板在生产过程中每个萃取孔内装填的填料量及密度的差异，以及每个生物体液成分、粘度的差异，在载样步骤中96个生物样品通过各个萃取孔内填料的速度不同，一些粘度较大的样品在正常的压力或抽真空条件下无法通过固相萃取填料，会造成96孔固相萃取板中若干个萃取孔堵塞，完成载样步骤后，这些堵塞的萃取孔内依然残留有样品，使萃取孔的样品回收率降低，并且，如果这些残留样品不及时处理，后续新样品的加入会导致萃取孔内样品溢出，造成交叉污染，最终影响分析结果。目前包括Tecan、Hamilton这两个国外主要厂家生产的自动化固相萃取仪都无法解决载样过程中96孔固相萃取板个别萃取孔堵塞的问题，通常的做法是在自动固相萃取仪完成活化及载样步骤后，暂停仪器操作，人工介入，用肉眼观察96孔固相萃取板每个萃取孔的状况，如果发现萃取孔内有残留样品，人为挤压注射器使残留的样品通过萃取孔内的填料，待每个萃取孔中的样品都通过填料后，再将96孔固相萃取板放回自动固相萃取仪上进行后续的操作。由于上述固相萃取过程必须人工介入，以至于整个固相萃取过程无法实现全自动化，大大降低了工作效率。
发明内容
本发明提供一种96孔固相萃取板堵塞位置自动识别及处理方法，应用于新药研发、临床检测、司法鉴定中的液相色谱-串联质谱连用分析前对血液、尿液等体液进行自动固相萃取过程，旨在解决现有应用96孔固相萃取板的固相萃取仪需要人工介入，无法实现全自动化，从而导致工作效率降低的问题。
本发明提供的一种96孔固相萃取板堵塞位置自动识别及处理方法采用如下的技术方案：
一种96孔固相萃取板堵塞位置自动识别方法，应用于装设有填料且底部开设有出口的萃取孔，所述识别方法通过一种装置实现，所述装置包括底部敞开设置的活塞腔体、用于控制活塞腔体升降的驱动机构、从上方滑移接入活塞腔体内的活塞推杆、固定设置在活塞推杆顶部用于驱动活塞推杆的驱动单元、固定设置在活塞腔体一侧并连通活塞腔体内部的第一通气管、固定设置在第一通气管上用于检测管内实时气体压力值P1的压力传感器、用于接收实时气体压力值P1的电控单元，所述第一通气管远离活塞腔体的一端密封设置，所述电控单元内预设有无滞留状态气体压力值P0，包括以下步骤：
S1、预备：所述驱动单元驱动活塞推杆向上移动使活塞腔体从底部吸取气体，所述驱动机构驱动活塞腔体底部插入萃取孔内使萃取孔上方处于密封状态；
S2、识别：所述驱动单元驱动活塞推杆向下将活塞腔体内的气体推入萃取孔内，所述压力传感器记录实时气体压力P1，所述电控单元判断实时气体压力P1大于无滞留状态气体压力值P0，所述电控单元判断萃取孔内填料处于样品滞留状态并记录该所述萃取孔孔位坐标信息。
优选的，用于实现步骤S1的装置还包括嵌设在萃取孔顶端开口处的密封垫片，所述步骤S1中所述驱动机构驱动活塞腔体底部穿过密封垫片并插入萃取孔内，所述密封垫片紧密连接活塞腔体外侧壁以达到密封状态。
优选的，所述装置还包括固定设置在所述第一通气管上的用于控制第一通气管打开和关闭的第一电控两通阀、固定设置在活塞腔体一侧并连通活塞腔体内部的第二通气管以及固定设置在第二通气管上用于控制第二通气管打开和关闭的第二电控两通阀，所述第一电控两通阀和第二电控两通阀的控制端均接入电控单元内，所述步骤S2中在所述驱动单元驱动活塞推杆向下将活塞腔体内的气体推入萃取孔内之前，所述电控单元控制第一电控两通阀开启、第二电控两通阀关闭。
一种96孔固相萃取板堵塞位置自动处理方法，用于上述的一种96孔固相萃取板堵塞位置自动识别方法完成后，所述第二通气管连通有用于向活塞腔体内输气的气源，所述气源的控制端均接入电控单元内，包括以下步骤：
S3、处理：所述电控单元控制第一电控两通阀关闭、第二电控两通阀打开、所述气源向第二通气管输送气体，所述气源向第二通气管输送的气体压力值P2大于实时气体压力值P1。
优选的，完成步骤S3后还包括以下步骤：
S4、复核：重新执行步骤S1和S2，若所述电控单元判断压力传感器新获取的实时气体压力P1大于无滞留状态气体压力值P0时，继续执行步骤S3，若所述电控单元判断压力传感器新获取的实时压力值P1不超过无滞留状态气体压力值P0，所述驱动机构使活塞腔体从该所述萃取孔内抽出。
优选的，用于实现处理方法的装置还包括仪器控制软件，所述仪器控制软件设置有与萃取孔位置对应的图形标识位界面，所述步骤S4中若压力传感器连续检测两次实时气体压力值P1后电控单元依然将该所述萃取孔判定为样品滞留状态，电控单元发送孔位坐标信息到仪器控制软件，并在仪器控制软件的图形标识位界面显示该萃取孔坐标并提示人工介入。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果在于：
1.本发明提供的一种96孔固相萃取板堵塞位置自动识别及处理方法在识别堵塞的萃取孔时，先利用驱动单元将活塞推杆上升，使气体从底部进入活塞腔体内部，制驱动机构驱动充有气体的活塞腔体底部穿过密封垫片插入萃取孔内，电控单元控制第二电控两通阀关闭，第二通气管关闭，使萃取孔上方处于密封状态，第一电控两通阀打开，活塞腔体内部通过第一通气管与压力传感器连通，驱动单元使活塞推杆下降以将活塞腔体内部气体推入萃取孔内，通过对完成载样步骤的96孔固相萃取板的萃取孔注入气体，应用压力传感器自动监测96孔固相萃取板的萃取孔内的气压，以判定孔内是否有残留样品液体，当活塞推杆向下移动将活塞腔体内的空气注入萃取孔时，如果萃取孔内填料没有残留样品，大部分的气体会通过萃取孔底部的排放口，压力传感器检测到的实时压力值P1，当萃取孔内填料有残留样品时，注入萃取孔的气体难以通过萃取孔下方的出口，压力传感器检测的实时气体压力P1超过电控单元内提前预设的无滞留状态气体压力值P0，装置则识别出该萃取孔内填料处于样品滞留状态，相较于现有的人工肉眼观察识别堵塞的萃取孔的方案，本发明实现自动化识别堵塞的萃取孔，且识别精度较高。
2.本发明提供的一种96孔固相萃取板堵塞位置自动识别及处理方法识别出堵塞的萃取孔后，电控单元控制第二电控两通阀打开，第一电控两通阀关闭，气源和活塞腔体内部通过第二通气管连通，电控单元控制气源向活塞腔体内部输送气体，气源向第二通气管输送的气体压力值P2大于实时气体压力值P1，在气体压力的作用下，实现将填料内滞留的样品通过出口排放，经过复核，重新识别，压力传感器新获取的实时气体压力值P1不超过无滞留状态气体压力值P0，说明填料内滞留的样品排放干净，如此对96孔固相萃取板的每个萃取孔进行检测，并对有残留样品的萃取孔进行上述处理，在完成所有96个萃取孔或指定区域的萃取孔检测及处理后，自动固相萃取仪继续进行剩余的活化及洗脱步骤，直至完成整个固相萃取过程，相较于现有的人工向萃取孔内接入注射器，人为挤压注射器使残留的样品通过萃取孔内的填料的技术方案，本发明能够实现无人工介入情况下对识别出的堵塞萃取孔进行自动化疏通处理，提升工作效率。
附图说明
图1是本发明的活塞腔体与萃取孔分离的结构示意图；
图2是本发明的活塞腔体插入萃取孔内的结构示意图。
附图标记：1、驱动单元；2、活塞推杆；3、活塞腔体；4、第二电控两通阀；41、第二通气管；5、气源；6、密封垫片；71、萃取孔；72、出口；73、填料；8、第一电控两通阀；81、第一通气管；9、压力传感器；10、电控单元。
具体实施方式
以下结合附图1-2对本发明作进一步详细说明。
一种96孔固相萃取板堵塞位置自动识别及处理方法，应用于新药研发、临床检测、司法鉴定中的液相色谱-串联质谱连用分析前对血液、尿液等体液样品进行自动固相萃取过程，应用于自动萃取仪中的96孔固相萃取板，所述96孔固相萃取板顶面开设有多个萃取孔71，所述萃取孔71底部开设有与其相通的出口72，所述萃取孔71的孔径大于出口72的口径，所述萃取孔71内装设有填料73，本发明的一种96孔固相萃取板堵塞位置自动识别及处理方法通过一种装置实现，所述装置包括底部敞开设置的活塞腔体3、用于控制活塞腔体3升降的驱动机构、从上方滑移接入活塞腔体3内的活塞推杆2、固定设置在活塞推杆2顶部用于驱动活塞推杆2的驱动单元1、固定设置在活塞腔体3一侧并连通活塞腔体3内部的第一通气管81、固定设置在第一通气管81上用于检测管内实时气体压力值P1的压力传感器9、用于接收实时气体压力值P1的电控单元10，所述第一通气管81远离活塞腔体3的一端密封设置，所述电控单元10内预设有无滞留状态气体压力值P0，装置还包括嵌设在萃取孔71顶端开口处的密封垫片6，所述装置还包括固定设置在所述第一通气管81上的用于控制第一通气管81打开和关闭的第一电控两通阀8、固定设置在活塞腔体3一侧并连通活塞腔体3内部的第二通气管41以及固定设置在第二通气管41上用于控制第二通气管41打开和关闭的第二电控两通阀4，所述第一电控两通阀8和第二电控两通阀4的控制端均接入电控单元10内，所述第二通气管41连通有用于向活塞腔体3内输气的气源5，所述气源5的控制端均接入电控单元10内，装置还包括仪器控制软件，所述仪器控制软件设置有与萃取孔位置对应的图形标识位界面，本发明提供的一种96孔固相萃取板堵塞位置自动识别及处理方法包括以下步骤：
S1、预备：所述驱动单元1驱动活塞推杆2向上移动使活塞腔体3从底部吸取气体，所述驱动机构驱动活塞腔体3底部穿过密封垫片6并插入萃取孔71内，所述密封垫片6紧密连接活塞腔体3外侧壁使萃取孔71上方处于密封状态；
S2、识别：所述电控单元10控制第一电控两通阀8开启、第二电控两通阀4关闭，所述驱动单元1驱动活塞推杆2向下将活塞腔体3内的气体推入萃取孔71内，所述压力传感器9记录实时气体压力P1，所述电控单元10判断实时气体压力P1大于无滞留状态气体压力值P0，所述电控单元10判断萃取孔71内填料73处于样品滞留状态并记录该所述萃取孔71孔位坐标信息；
S3、处理：所述电控单元10控制第一电控两通阀8关闭、第二电控两通阀4打开、所述气源5向第二通气管41输送气体，所述气源5向第二通气管41输送的气体压力值P2大于实时气体压力值P1。
S4、复核：重新执行步骤S1和S2，若所述电控单元10判断压力传感器9新获取的实时气体压力P1大于无滞留状态气体压力值P0时，继续执行步骤S3，若所述电控单元10判断压力传感器9新获取的实时压力值P1不超过无滞留状态气体压力值P0，所述驱动机构使活塞腔体3从该所述萃取孔71内抽出，若压力传感器9连续检测两次气压值后电控单元10依然将该所述萃取孔71判定为样品滞留状态，电控单元10发送孔位坐标信息到仪器控制软件，并在仪器控制软件的图形标识位界面显示该萃取孔71坐标并提示人工介入。
本发明的一种96孔固相萃取板堵塞位置自动识别及处理方法在识别堵塞的萃取孔71时，先利用驱动单元1将活塞推杆2上升，使气体从底部进入活塞腔体3内部，驱动机构驱动充有气体的活塞腔体3底部穿过密封垫片6插入萃取孔71内，电控单元10控制第二电控两通阀4关闭，第二通气管41关闭，使萃取孔71上方处于密封状态，第一电控两通阀8打开，活塞腔体3内部通过第一通气管81与压力传感器9连通，驱动单元1使活塞推杆2下降以将活塞腔体3内部气体推入萃取孔71内，通过对完成载样步骤的96孔固相萃取板的萃取孔71注入气体，应用压力传感器9自动监测96孔固相萃取板的萃取孔71的压力，以判定孔内是否有残留样品液体，当活塞推杆2向下移动将活塞腔体3内的空气注入萃取孔71时，如果萃取孔71内填料73没有残留样品，大部分的气体会通过萃取孔71底部的排放口，压力传感器9检测到的实时压力值P1，当萃取孔71内填料73有残留样品时，注入萃取孔71的气体难以通过萃取孔71下方的出口72，压力传感器9检测的实时气体压力P1超过电控单元10内提前预设的无滞留状态气体压力值P0，装置则识别出该萃取孔71内填料73处于样品滞留状态，相较于现有的人工肉眼观察识别堵塞的萃取孔71的方案，本发明实现自动化识别堵塞的萃取孔71，且识别精度较高；
本发明的一种96孔固相萃取板堵塞位置自动识别及处理方法在识别出堵塞的萃取孔71后，电控单元10控制第二电控两通阀4打开，第一电控两通阀8关闭，气源5和活塞腔体3内部通过第二通气管41连通，电控单元10控制气源5向活塞腔体3内部输送气体，气源5向第二通气管41输送的气体压力值P2大于实时气体压力值P1，在气体压力的作用下，实现将填料73内滞留的样品通过出口72排放，经过复核，重新识别，压力传感器9新获取的实时气体压力值P1不超过无滞留状态气体压力值P0，说明填料73内滞留的样品排放干净，如此对96孔固相萃取板的每个萃取孔71进行检测，并对有残留样品的萃取孔71进行上述处理，在完成所有96个萃取孔71或指定区域的萃取孔71检测及处理后，自动固相萃取仪继续进行剩余的活化及洗脱步骤，直至完成整个固相萃取过程，相较于现有的人工向萃取孔71内接入注射器，人为挤压注射器使残留的样品通过萃取孔71的技术方案，电控单元10自动记录堵塞的萃取孔71的位置，并根据电控单元10内预先设定的程序对该堵塞萃取孔71进行增压处理，迫使残留样品通过萃取孔71内填料73，本发明专利解决了在自动化固相萃取中无法自动检测堵塞孔位及自动对堵塞孔位进行处理的问题，实现了真正意义上的生物样品的自动化固相萃取，无需中途暂停固相萃取仪的操作，无需人工介入判断堵塞孔位，无需人工处理堵塞孔位，提高了工作效率。
值得注意的是，可以将本发明提供的一种96孔固相萃取板堵塞位置自动识别及处理装置中残留液体检测部分及处理部分分开成为两个独立的部分，在两个独立部分状态下，先由检测部分对萃取孔进行检测，当检测到堵塞的萃取孔后，检测部分移动离开该萃取孔，处理部分移动到该萃取孔对残留样品进行处理。
对萃取孔内残留样品检测可以是单气路通道，或集成为多个气路通道同时进行，例如2通道、4通道、8通道或12通道，或8的倍数通道、12的倍数通道及96通道。
以上均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种96孔固相萃取板堵塞位置自动识别方法，应用于装设有填料(73)且底部开设有出口(72)的萃取孔(71)，其特征在于，所述识别方法通过一种装置实现，所述装置包括底部敞开设置的活塞腔体(3)、用于控制活塞腔体(3)升降的驱动机构、从上方滑移接入活塞腔体(3)内的活塞推杆(2)、固定设置在活塞推杆(2)顶部用于驱动活塞推杆(2)的驱动单元(1)、固定设置在活塞腔体(3)一侧并连通活塞腔体(3)内部的第一通气管(81)、固定设置在第一通气管(81)上用于检测管内实时气体压力值P1的压力传感器(9)、用于接收实时气体压力值P1的电控单元(10)，所述第一通气管(81)远离活塞腔体(3)的一端密封设置，所述电控单元(10)内预设有无滞留状态气体压力值P0，包括以下步骤：
S1、预备：所述驱动单元(1)驱动活塞推杆(2)向上移动使活塞腔体(3)从底部吸取气体，所述驱动机构驱动活塞腔体(3)底部插入萃取孔(71)内使萃取孔(71)上方处于密封状态；
S2、识别：所述驱动单元(1)驱动活塞推杆(2)向下将活塞腔体(3)内的气体推入萃取孔(71)内，所述压力传感器(9)记录实时气体压力P1，所述电控单元(10)判断实时气体压力P1大于无滞留状态气体压力值P0，所述电控单元(10)判断萃取孔(71)内填料(73)处于样品滞留状态并记录该所述萃取孔(71)孔位坐标信息。
2.根据权利要求1所述的一种96孔固相萃取板堵塞位置自动识别方法，其特征在于，用于实现步骤S1的装置还包括嵌设在萃取孔(71)顶端开口处的密封垫片(6)，所述步骤S1中所述驱动机构驱动活塞腔体(3)底部穿过密封垫片(6)并插入萃取孔(71)内，所述密封垫片(6)紧密连接活塞腔体(3)外侧壁以达到密封状态。
3.根据权利要求2所述的一种96孔固相萃取板堵塞位置自动识别方法，其特征在于，所述装置还包括固定设置在所述第一通气管(81)上的用于控制第一通气管(81)打开和关闭的第一电控两通阀(8)、固定设置在活塞腔体(3)一侧并连通活塞腔体(3)内部的第二通气管(41)以及固定设置在第二通气管(41)上用于控制第二通气管(41)打开和关闭的第二电控两通阀(4)，所述第一电控两通阀(8)和第二电控两通阀(4)的控制端均接入电控单元(10)内，所述步骤S2中在所述驱动单元(1)驱动活塞推杆(2)向下将活塞腔体(3)内的气体推入萃取孔(71)内之前，所述电控单元(10)控制第一电控两通阀(8)开启、第二电控两通阀(4)关闭。
4.一种96孔固相萃取板堵塞位置自动处理方法，其特征在于，用于权利要求1-3任一所述的一种96孔固相萃取板堵塞位置自动识别方法完成后，所述第二通气管(41)连通有用于向活塞腔体(3)内输气的气源(5)，所述气源(5)的控制端均接入电控单元(10)内，包括以下步骤：
S3、处理：所述电控单元(10)控制第一电控两通阀(8)关闭、第二电控两通阀(4)打开、所述气源(5)向第二通气管(41)输送气体，所述气源(5)向第二通气管(41)输送的气体压力值P2大于实时气体压力值P1。
5.根据权利要求4所述的一种96孔固相萃取板堵塞位置自动处理方法，其特征在于，完成步骤S3后还包括以下步骤：
S4、复核：重新执行步骤S1和S2，若所述电控单元(10)判断压力传感器(9)新获取的实时气体压力P1大于无滞留状态气体压力值P0时，继续执行步骤S3，若所述电控单元(10)判断压力传感器(9)新获取的实时压力值P1不超过无滞留状态气体压力值P0，所述驱动机构使活塞腔体(3)从该所述萃取孔(71)内抽出。
6.根据权利要求5所述的一种96孔固相萃取板堵塞位置自动处理方法，其特征在于，用于实现处理方法的装置还包括仪器控制软件，所述仪器控制软件设置有与萃取孔位置对应的图形标识位界面，所述步骤S4中若压力传感器(9)连续检测两次实时气体压力值P1后电控单元(10)依然将该所述萃取孔(71)判定为样品滞留状态，电控单元(10)发送孔位坐标信息到仪器控制软件，并在仪器控制软件的图形标识位界面显示该萃取孔(71)坐标并提示人工介入。
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Cited By (1)
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| CN117398719A (zh) * | 2023-12-15 | 2024-01-16 | 江苏尤里卡生物科技有限公司 | 一种收集尿液中的蛋白质分离装置及其控制系统 |
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2023
- 2023-06-02 CN CN202310651631.9A patent/CN116718713A/zh active Pending
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| CN117398719B (zh) * | 2023-12-15 | 2024-03-01 | 江苏尤里卡生物科技有限公司 | 一种收集尿液中的蛋白质分离装置及其控制系统 |
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