WO2019196902A1 - 薄层色谱分析自动化智能检测仪器及其实时在线检测方法 - Google Patents

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赖梓平
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成都爱恩通医药科技有限公司
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Definitions

  • the mobile phase solvent generally has various organic solvents such as water, methanol, ethanol, dichloromethane, ethyl acetate, or a mixed solution of a plurality of solvents in a certain ratio.
  • Column chromatography is a method in which a sorbent particle is filled in a column of glass or other material and washed with a solvent to separate the sample.
  • HPLC High Performance Liquid Chromatography
  • the image ingestion analysis device of the present invention has an apparatus for image acquisition of a sampled tomographic plate, including but not limited to an ultraviolet, infrared or industrial camera, an ultraviolet lamp, a fluorescent lamp, a heating or a blow dryer.
  • the image ingesting device is usually installed above the sample surface position of the thin layer chromatography plate, and after the solvent is unfolded, the image is taken and recorded by ultraviolet scanning, ultraviolet irradiation photographing, or coloring and photographing.
  • the TLC plate By adjusting the position of the TLC plate and the liquid phase tank and the spotting platform and the direction of rotation of the rotary drive, the TLC plate can be moved to the spotting platform for spotting, moving into the expansion tank and injecting the developing solution for solvent. Unfold and then remove the TLC plate to the top of the plate box, liquid phase tank or spotting platform for multiple steps such as image capture. All of these TLC detection and analysis operations enable real-time online analysis through automated control process control.
  • Step 3 using a rotary driving device to slide the thin layer chromatography plate out of the liquid phase tank, and enter the spotting platform, the top layer platform of the thin layer chromatography plate box, and the top surface platform of the liquid phase tank box for image uptake analysis
  • the image Ingestion devices include, but are not limited to, ultraviolet, infrared scanners, industrial cameras, ultraviolet irradiation, drying equipment;
  • the instrument of the invention can be connected with the Internet and the Internet of Things to transmit image and data information in real time, and realize real-time monitoring of sample detection through a PC computer or a mobile terminal. It can detect samples in hazardous environments such as highly toxic, strong irritating gases or radioactive substances.
  • Step 1 A thin layer chromatography plate 10 is placed in each of the U-shaped plates 132 in the thin-layer chromatography plate cassette 13, and then the thin-layer chromatography plate cassette 13 is fixed to the first elevating slide table 15 in the rotary driving device 1. .
  • the thin-layer chromatography plate box 13 is formed by stacking a plurality of first U-shaped plates 132 and a plurality of first partition plates 131, and the specific number may be increased or decreased according to a specific workload, and a plurality of Us are provided.
  • the liquid phase tank 14 is formed by stacking a plurality of layers with the first U-shaped plate 132 and the first partition plate 131, or is thicker than the first U-shaped plate 132 and the first partition plate 131.
  • the second U-shaped plate 142 and the second partition plate 141 are superposed on each other, and the opening direction of the liquid phase tank 14 is the same, and the notch faces the centering platform 12.
  • the top of the liquid phase tank 14 is provided with a liquid tank top surface platform 145 for placing or transferring the thin layer chromatography plate 10, and the thin layer chromatography plate 10 can be carried by the image collecting device mounted above on the liquid tank top surface platform 145. Take a photo, video or scan.
  • the bottom of the liquid phase tank 14 is provided with a liquid inlet and outlet hole, and the developing solvent or developer can be injected into the liquid phase tank 14 or the developing solvent or the display agent can be withdrawn from the liquid phase tank 14 by the first infusion pump 9a.
  • the liquid phase tank 146 serving as a color developing tank may also be provided with a spray passage on the side wall of the liquid phase tank 146.
  • a positive electrode and a negative electrode connected to a DC power source may be provided in the liquid phase tank 146, and a DC electric field may be applied to develop a thin layer of solvent under an electric field to accelerate separation of the sample components on the thin layer chromatography plate 10.
  • the longitudinal slide table 22 on the sample spotting device 2 is moved from the spot to be rotated to the top of the rotary drive device 1 by the lateral slide table 21 at the time of spotting, as set.
  • the position of the thin layer chromatography plate 10 is spotted.

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Abstract

一种薄层色谱分析自动化智能检测仪器及其实时在线检测方法，包括薄层色谱板盒(13)，展开和显色用液相槽盒(14)，移动薄层色谱板(10)的旋转驱动装置(1)，输液泵展开剂注入装置，输液泵取样样品点样装置(2)，干燥以及图像摄取设备和自动检测方法。该检测仪器能自动控制薄层色谱分析中的取样、点样、展开、显色、扫描等步骤，实时在线进行样品的定性或定量分析，能实时跟踪样品成分随时间的变化以及化学反应进程，节省人力，提高效率，减少人为误差。

Description

薄层色谱分析自动化智能检测仪器及其实时在线检测方法 技术领域
本发明涉及无机、有机化合物或生物大分子等的化学生物样品分离分析技术领域，具体涉及薄层色谱分析自动化智能检测仪器及其实时在线检测方法。
背景技术
色谱分析法(Chromatography)起始于上个世纪初，用量一般为几至几百微克，是一种较实用、有效的微量分离分析方法。最常见的液相色谱法有薄层色谱法和柱色谱法。原理是根据同种吸附剂对各种样品成分的吸附能力的不同，使移动相(溶剂)流过固体相(吸附剂)的过程中，分离各种成分的实验技术。常用的吸附剂有硅胶，氧化铝等。流动相溶剂一般有水、甲醇、乙醇、二氯甲烷、乙酸乙酯等各种有机溶剂，或者其中多种溶剂按一定比例的混合溶液。柱色谱法是将吸附剂颗粒填入玻璃或其他材料的柱子中用溶剂冲洗而分离样品的方法。能用高压冲洗色谱柱的高效液相(High Performance Liquid Chromatography，HPLC)色谱法的发展提高了样品成分的分辨率，使柱层法成为最常见的化学或生物样品的分离分析方法。
薄层色谱法是将吸附剂涂抹在薄层色谱板上，然后将样品加在吸附剂上，溶剂通过毛细现象在薄层色谱板上展开而样品成分在薄层色谱板上得到分离。高效薄层色谱方法(High Performance Thin Layer Chromatography,HPTLC)的发展使其能用作化学分析中起到越来越重要的地位。薄层色谱法与其他光谱法的联用，数码相机的光密度测定，生物反应发光，纳米吸附层的开发对样品的分离效果和检测精度越来越好。近年来对展开槽内施加外部附加力如电磁场，高压等而产生的电泳薄层色谱(Pressurized Plannar Electrochromatography PPEC)，高压薄层色谱(Overpressured Layer Chromatography OPLC)等方法也提高了样品的检测分辨率。(参照Colin F.Poole,Instrumental Thin-Layer Chromatography.Elsevier 2015)
虽然在分辨率上，薄层色谱法不及高效液相色谱法，但是，薄层色谱法能在一块薄层色谱板上平行测定多个样品，分析速度快，操作方便简单，而且直观可以用图像记录分析。在医学，药学、生化、卫生、环境、食品、化工等领域被广泛利用。薄层色谱经常用于中草药生产和鉴定的质量管理以及天然化合物，化学药品的鉴别、杂质检查或含量测定。在药物研发中，薄层分析法用于测量药物开发的定量构效关系(Quantitative Structure Activity Relationship,QSAR)物理化学参数(logP)。此外，薄层色谱生物自显影方法(TLC-Bioautography)应用于抗细菌，抗真菌的药物筛选。(参照K.Ciura et al,Journal of Chromatography A,1520(2017)9-22.)
在化学合成反应检测中，通常是利用薄层色谱法对化学反应的起始化合物或生成化合物 随反应时间的含量变化进行检测，从而得知化学合成反应的进程。
薄层色谱分析法具体的步骤是取样、点样、展开、干燥挥干点样或展开溶剂、显色剂显色、紫外灯下观察的定性分析或进行紫外扫描计算样品含量的定量分析。
点样：最经典的方法是用毛细玻璃管取样，将样品溶液点到制备好的薄层色谱板上的一端，等到样品固定在薄层色谱板上的硅胶颗粒上。用凉风和热风将溶剂挥发干净，能更好的控制点样质量。
展开：将带有样品的薄层色谱板一端放入展开槽的溶剂中，样品斑点要在溶剂界面之上，溶剂会在薄层色谱板上移动展开，由于样品各个成分的吸附力不同而在薄层色谱板上展开的比移值(Rf)不同，达到分离的目的。比移值(Retardation factor，Rf)是指在展开过程中，样品成分的移动距离与流动相溶剂移动距离之比，可以用以下公式表达：
Rf＝Zx/(Zf-Z0)
其中：
Zx,溶剂前沿与原点(点样处)的距离
Zf，溶剂前沿与流动相交接处的距离
Z0,原点与薄层色谱板与流动相交接处的距离
在用通常的薄层色谱板时，Rf值与其极性大小有关。极性小的Rf值较大，极性大的Rf值较小。
显色：薄层色谱板展开后，将薄层色谱板放入显色剂中或用显色剂对薄层色谱板进行喷雾，使吸附在薄层色谱板上的样品与显色剂发生反应，在常温或加热条件下样品成分在展开处可以吸收可见光而呈现颜色。对有紫外吸收的样品，可以在薄层色谱板吸附剂里加入荧光指示剂，如硅胶板GF254等，在紫外光的激发下产生均匀的荧光背景，而样品斑点则以暗色显示出来，并可以拍照记录。
定性分析：样品有颜色的情况下，可以用眼睛直接观察样品的展开分离结果。如果样品无色但有紫外吸收，可以利用荧光薄层色谱板在紫外灯下观察记录分离结果。另外可以使用显色剂将展开后的薄层色谱板进行显色来判断。
定量分析：通常用薄层扫描法来定量薄层色谱板展开后的样品成分。薄层扫描是用可见光或者紫外光照射薄层色谱板上的样品斑点，测定薄层色谱斑点的吸光度(A)随展开距离的变化，得到薄层色谱扫描曲线。薄层扫描法的定量是基于古柏尔卡-曼克(kubelka-Munk)定律。古柏尔卡-曼克定律说明了固定相的漫射参数对斑点中样品组分的浓度与吸光度关系的影响。
古柏尔卡-曼克(kubelka-Munk)定律理论上可以用以下数学公式表达(参照Spangenberg B.J.Planner Chromatography 2006；19；332)：
Figure PCTCN2019082255-appb-000001
其中：
R ∞，无限厚吸附层的绝对反射率
ε，摩尔吸收系数
s，分散系数
c，薄层色谱的斑点浓度
n，摩尔样品量
A，斑点面积
d，吸附层厚度
a，吸收系数
对展开分离后的样品定量通常需要更精密的光谱方法。目前在薄层色谱板上最常用的测定方法是多波段和二极管矩阵扫描以及用数码相机对光密度的测定。定量方法有归一法、外标法、追加法和回归曲线定量法。比较常用的是回归曲线法，将标准溶液不同浓度与样品溶液点在同一块薄层色谱板上，展开后进行薄层扫描，得到标准溶液的回归曲线，而后用回归曲线计算样品含量。同时，薄层色谱也可以与其他光谱法联用如质谱，红外和核磁共振，对分析样品进行更精确的鉴定和定量。
在实际操作中，薄层色谱分析方法检测样品都需要通过点样，溶剂展开分离，有的需要化学显色步骤，最后通过人体眼光目视，或利用光谱仪扫描定性或定量的对化学和生物样品成分进行分析。每一步骤都要实验员按照实验流程步骤，一步一步的亲自动手操作。首先，要在薄层色谱板上点样，即将样品溶液用玻璃毛细管点滴于薄层色谱板上，等点样完后，将薄层色谱板再放入展开槽进行溶剂展开。在这一过程中，样品成分会因为成分对色谱薄层色谱板吸附剂的吸附力不同得到分离。对展开后的结果，如果样品是无色的，需要利用化学显色试剂显色，即将样品薄层色谱板放入显色液里后取出，在加热板上加热显色。如果样品成分有紫外吸收，可以省去化学显色步骤，而用紫外线灯光照射下观察，用手或仪器记录分离结果。
目前薄层色谱分析操作基本上是在开放环境中进行的。外界对被分离样品影响很大，比如相对湿度的影响，溶剂蒸气的影响，温度的影响以及展距的影响等。薄层色谱分析的全过程是离线多步操作，操作过程及技巧会影响色谱的质量。薄层色谱分析通常需要实验员等候在实验室里，按照实验进行时间去完成这几个步骤，会消耗实验员大量的时间。同样，在检 测化学反应进程时，实验员全手工操作薄层色谱分析，而且需要随化学反应的进程，实时对化学反应物和生成物进行检测，限制了实验员不能同时进行多个化学反应的薄层色谱检测操作，另外，定性薄层色谱分析特别是化学合成反应的薄层色谱检测，只是凭主观记录薄层分析结果，无原始客观记录，不能更好的进行质量管理以及数据的标准化和应用。
虽然薄层色谱法的各个步骤被仪器化，如点样仪、展开仪、多次展开仪、雾化显色仪、紫外扫描和积分仪等，对非标操作和效率有一定改善，但是，在实际分析操作过程中，这些仪器通常是针对一个步骤的薄层色谱板的精密处理而进行的定量分析，每个步骤都要离线操作完成。薄层色谱板上点样，溶剂展开，干燥，化学显色或紫外扫描都要靠人工将薄层色谱板放入各个步骤的仪器，等待各项操作完成，整个过程都要人工陪伴，需要花掉操作员大量工作时间。而且，各步骤仪器都是通常用于处理较大薄层板(如10x20厘米或20x20厘米)的色谱分析，或比较昂贵，或体积庞大且都是离线操作，限制了这些仪器用于薄层色谱分析最擅长的简单定性比较的用途。
将各个操作步骤全自动化的在线分析检测是最有效的方法。由于高效液相(HPLC)色谱分析的色谱柱可以多次用于样品分析而不用更换，操作中的取样，进样到色谱柱中分离和检测比较容易全自动化，早在上世纪80年代就开始有高效液相(HPLC)的在线分析仪器。与柱层色谱法的高效液相(HPLC)相比，薄层色谱法的薄层板在点样后通常只能用于一次样品分析，不同极性的样品需要不同的展开溶剂，因此薄层色谱检测分析需要经常更换薄层色谱板和展开溶剂，全部分析操作的自动化相对很难。与高效液相(HPLC)的在线分析已经是常态的状况相比，薄层色谱法(TLC)缺乏有效的实时在线检测方法。
另外，值得注意的是与薄层色谱法一样，很多分析方法也是在薄板上涂布一层化学物质以便于样品与这层化学物质发生物理或化学作用到达分离目的，然后对分离后的成分进行光谱定性或定量分析。主要的有常用于分析蛋白质和DNA的电泳分析方法等。这些分析方法具有相同的操作流程，即取样、点样、染色、图像扫描等步骤，也存在离线操作等相同的问题。
发明内容
本发明所要解决的是现有薄层色谱分析法的效率不高，非标人工离线操作多，重现性差以及质量难控制问题，目的在于提供薄层色谱分析自动化智能检测仪器及其实时在线检测方法，将目前薄层色谱板分析法中的取样、点样、展开、显色、干燥，扫描或图像摄取记录和定量计算多个步骤或多台仪器，用本发明的一台自动化检测仪器来完成并且实现实时在线的薄层色谱检测分析方法。
本发明的实时在线检测方法所利用的自动化薄层色谱检测装置包括机架，储存薄层色谱 板的薄层色谱板盒，样品展开用的液相槽盒，支撑薄层色谱板的点样平台，移动薄层色谱板的旋转驱动装置，对点样位置和点样量进行精确控制的样品点样装置，以及对薄层色谱板进行图像摄取和分析的设备以及自动控制系统。
本发明的薄层色谱检测智能仪器的溶剂展开槽装置通常进行的是纵向垂直薄层色谱展开方式，作为展开用的液相槽是由一方开口的矩形槽构成，多个液相槽垂直叠加构成液相槽盒。液相槽的底部与输液泵连接，输液泵提供展开溶剂的注入与抽出。输液泵包括但不限于真空泵，蠕动泵，往复泵等。
根据薄层色谱的具体分析方法，液相槽可安装施加电场、电磁、高压装置来进行所需要的色谱分析如在电泳薄层分析(PPEC)，高压薄层分析(OPLC)等方法中所需要的装置。可以在液相槽壁的适当位置装配输液泵的进出液口，精确控制进液量，进行梯度、水平展开以及2D展开(2dimensional TLC development)。
本发明的样品点样装置可固定在可封闭的机架内，由输液泵、横向滑台、纵向滑台和点样头所构成。横向滑台和纵向滑台用来定位点样头的位置，点样头与输液泵连接能更精确控制点样量提高点样精度。此外，输液泵的进液端连接样品溶液，可以定时抽取样品溶液进行点样。取样输液泵可以与交换阀组合，同时对多个容器里的样品溶液进行并行实时在线取样分析。例如，取样装置的输液泵可以与多个化学反应仪器连接而实时在线检测多个化学反应物或生成物的含量而得知反应的进程。
本发明的图像摄取分析装置具有对样品展开后的薄层色谱板进行图像采集的设备包括但不限于紫外、红外扫描仪或工业相机，紫外灯，荧光灯，加热或吹风干燥器。图像摄取装置通常安装在薄层色谱板样品面位置的上方，在溶剂展开后，经过紫外扫描、紫外照射拍照或显色后拍照等操作进行图像摄取和记录。
本发明提供了一个简单有效的自动化旋转驱动装置将薄层色谱板从薄层色谱板盒中滑出到点样平台进行点样，然后滑进、滑出液相槽，能实现逐一从薄层色谱板盒中取出一个或多个薄层色谱板进行色谱分析操作。在这个旋转驱动装置中的两端拥有薄层色谱板盒和液相槽盒，旋转驱动装置中央具有支撑和移动薄层色谱板点样平台通道。调整薄层色谱板盒和液相槽盒与点样平台的位置以及旋转驱动装置的转动方向，可以将薄层色谱板移动到点样平台上面进行点样、移入展开槽同时注入展开液进行溶剂展开、然后将薄层色谱板移出到板盒、液相槽盒或点样平台的顶部进行图像摄取等多个步骤的操作。所有这些薄层色谱检测分析操作通过自动化控制工序控制使得实时在线分析成为可能。
本发明的自动控制系统可包括PC电脑和的控制软件和/或脱机PLC控制系统来执行控制机械运动指令以及取样点样操作指令。同时PC电脑有图像采集和定量分析软件。定量分析软 件可以利用回归曲线定量方法，采集标准样品的回归曲线并且算出回归曲线公式来实时定量检测未知样品的含量。
本发明可以组合多个薄层色谱板盒、液相槽盒与所发明的旋转驱动装置，能实现分析在一次展开周期内成百上千的样品，实现高通量的多样化的展开方式如多次展开，高压展开，电磁展开等而提高色谱分析质量和效率。
本发明可以用于医学、药学、生化、卫生、环境、食品、化工等领域的高通量以及实时在线薄层色谱分析。比如，本发明检测仪器可以用来鉴定中草药生产过程中样品的实时在线成分含量检测来进行质量管理，可以实时在线自动跟踪检测多个化学反应的进度，通过对反应物或生产物的定量检测，识别反应终止时间，从而自动控制化学合成反应。本发明检测仪器省去大部分人工操作也可以用于危险工作环境，如具有剧毒、强力刺激气体、反射性物质等的实时在线样品成分检测。
本发明可以用于制备性薄层色谱。由于每块薄层色谱板都从旋转驱动装置的回收通道回收，通过采集展开后回收薄层色谱板上吸附剂，用溶剂抽取而得到分离样品成分。
除了用于薄层色谱分析方法，本发明的实时检测方法也可以用于利用薄板作为样品载体的分析方法，如电泳分析方法和细胞染色分析等。利用本发明的板盒、液相槽盒和旋转驱动装置以及相应的图像摄取分析装置可以将这些分析方法变成实时在线的自动化检测分析方法。
本发明通过下述技术操作方案实现：
薄层色谱分析自动化智能检测仪器实时在线检测方法，其使用的检测仪器具有储存多块薄层色谱板的薄层色谱板盒，含有液相槽盒的展开系统，支撑薄层色谱板的点样平台，将薄层色谱板从薄层色谱板板盒中移出到点样平台以及把薄层色谱板移入、移出液相槽盒的旋转驱动装置，样品点样装置和图像摄取与分析装置，通过上述装置组合能自动取样、进行薄层色谱分析的操作步骤而实现实时在线的检测方法，所述检测方法包括：
步骤1、把装有薄层色谱板的薄层色谱板盒和液相槽盒放入旋转驱动装置后，调节薄层色谱板盒和液相槽盒与点样平台的相对高度，通过转动旋转驱动装置使薄层色谱板倾斜，在重力作用下薄层色谱板从薄层色谱板盒中滑出至点样平台上通过样品点样装置进行点样，然后利用同样原理将薄层色谱板滑入液相槽盒的液相槽内；所述旋转驱动装置里，薄层色谱板盒和液相槽盒位于点样平台两端，开口对应，通过转动旋转驱动装置，可以将薄层色谱板通过点样平台从薄层色谱板盒和液相槽盒之间来回移动；
步骤2、向液相槽盒的一个或多个液相槽内注入展开溶剂进行各种功能的薄层色谱展开，展开处理完毕后，抽出液相槽内的展开溶剂；所述液相槽的底部与输液泵连接而进行展开液 的注入或抽出，所述液相槽可以注入或喷雾显色剂进行薄层色谱板的显色；
步骤3、利用旋转驱动装置使薄层色谱板滑出液相槽，进入点样平台、薄层色谱板盒顶面平台、液相槽盒顶面平台任一处进行图像摄取分析，所述图像摄取装置包括但不限于紫外、红外扫描仪、工业相机、紫外照射、干燥设备；
步骤4、利用旋转驱动装置将检测分析后的薄层色谱板通过在薄层色谱板盒里的回收通道滑出到下方的回收仓而自动工序将准备对下一块新薄层色谱板同样的检测操作；
通过自动控制系统执行步骤1到4的操作指令而实现实时在线的薄层色谱检测分析。
优选方案，所述步骤1中对点样平台上面的薄层色谱板进行点样的方法为：启动样品点样装置的横向滑台把纵向滑台水平移动到待点样的薄层色谱板的上方，纵向滑台把点样头向下移动到待点样的薄层色谱板的设定距离内，然后点样头的出液口对待点样的薄层色谱板进行点样，点样完成后，样品点样装置复位到原始位置。
优选方案，所述样品点样装置的点样头的进液口与输液泵连接，输液泵的取样进液口与化学或生物化学反应容器连接，自动定时取样，将样品溶液通过点样头在薄层色谱板上进行点样。
本发明的薄层色谱分析自动化智能检测仪器，包括薄层色谱板盒和液相槽盒，薄层色谱板盒和液相槽盒间设有点样平台，薄层色谱板盒和液相槽盒的开口均朝向点样平台，所述薄层色谱板盒和液相槽盒连接有调节其与点样平台相对高度的升降滑台，薄层色谱板盒、液相槽盒和点样平台通过旋转驱动装置同步驱动旋转，结合重力作用实现薄层色谱板在薄层色谱板盒、液相槽盒和点样平台间的传送，所述液相槽盒还连接有输液泵。
优选方案，所述薄层色谱板盒包括能够装有多个薄层色谱板的容纳机构，所述容纳机构的顶部设有薄层色谱板的回收通道，所述薄层色谱板盒的顶部设有放置或转移薄层色谱板的薄层色谱板盒顶面平台。
优选方案，所述薄层色谱板盒的容纳机构为多个第一U形板和多个第一隔板相间叠加而成，所述多个第一U形板的开口朝向相同，U型板的空隙中存放薄层色谱板。
优选方案，所述液相槽盒是由多个第二U型板和多个第二隔板相间叠加而成，所述多个第二U型板的开口朝向相同，所述液相槽盒用于对薄层色谱板的溶剂展开，所述液相槽盒顶部设有放置或转移薄层色谱板的液相槽盒顶面平台，所述液相槽盒中的液相槽底部设有流通展开溶剂的进出孔，所述液相槽盒的液相槽可以用于展开槽或显色槽。
优选方案，所述旋转驱动装置包括框架，所述框架用于固定和支撑点样平台、薄层色谱板盒、液相槽盒和升降滑台，所述框架的左右两端固定穿套有轴承杆，轴承杆的一端与电机的输出轴连接，电机通过轴承杆带动框架正反向转动，所述升降滑台包括第一升降滑台和第 二升降滑台，第一升降滑台带动薄层色谱板盒移动，第二升降滑台带动液相槽盒移动。
优选方案，所述检测仪器还包括位于所述旋转驱动装置上方的样品点样装置，所述样品点样装置对薄层色谱板进行点样作业，所述样品点样装置包括横向滑台和位于横向滑台上的纵向滑台，所述纵向滑台上设有点样头，所述点样头的出液口在点样时位于所述点样平台的正上方。
优选方案，所述检测仪器还包括机架，旋转驱动装置和样品点样装置安装在可封闭的机架内，所述旋转驱动装置的上方或前后设有对薄层色谱板进行图像摄取的图像采集设备，在机架的上方还设有对薄层色谱板进行照射的紫外灯；在机架的底部还设有对薄层色谱板进行收集的回收仓。
优选方案，机架内还设有对液相槽提供展开溶剂或显色剂的第一输液泵，所述第一输液泵的进液口通过管道与展开溶剂或显示剂的容器连接，出液口通过管道与液相槽的进出孔连接；机架内还设有取样用的第二输液泵，第二输液泵的进液口通过管道与样品的容器连接，出液口通过管道与点样头连接。
优选方案，所述基架内还设有热风机，所述热风机的出风口向点样平台、薄层色谱板盒顶面平台和液相槽盒顶面平台送风，点样平台、薄层色谱板盒顶面平台和液相槽盒顶面平台上还安装有加热板对薄层色谱板进行加热显色。
优选方案，所述检测仪器还包括自动控制系统，所述自动控制系统可以联网互通，用户通过PC电脑、工作站、智能移动终端对检测仪器进行控制或监测。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明用一系列的自动化工序自动完成对薄层色谱板在色谱分析过程中的取样、点样、溶剂展开、显色、紫外扫描图像摄取，数据分析的多项步骤，提高了工作效率。
2、本发明提供了一个简单有效的旋转驱动装置和方法将薄层色谱板从薄层色谱板盒中移动到点样平台，然后把薄层色谱板移入、移出液相槽盒而实现实时在线的薄层色谱分析方法，能让实验员脱离具体的薄层分析的离线操作，节省了工作时间。
3、本发明能自动设定点样量和精确定位点样位置，减少人为的误差，降低检测人员的技能要求。
4、本发明的仪器能在封闭的环境下控制温度、湿度等以及自动化工序让样品分析操作实验标准化，增加重现性，减少由于人工所带来的失误。
5、本发明的薄层色谱板盒、液相槽盒与旋转驱动装置的组合能实现高通量的展开方式，可以在同一展开周期内检测大量样品，同时也能进行多样化的展开方式如多次展开、高压展开、电磁展开等而提高色谱分析质量。
6、本发明通过输液泵控制展开溶剂注入液相槽，能进行梯度溶剂注入，此外还能精确控制展开溶剂而进行水平薄层展开以及2D展开，提高展开分辨率。
7、本发明通过样品输液泵同时检测多个合成化学反应的反应进程，薄层色谱板盒和展开槽盒的设计能同时对多个化学反应进程进行实时在线跟踪检测。
8、本发明仪器可以与互联网和物联网连接，实时传输图像和数据信息，通过PC电脑或移动终端实现对样品检测的实时监控。能实现在危险环境下如剧毒、强刺激气体或放射线物质的样品检测。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明的检测仪器的结构立体图；
图2为本发明的检测仪器的结构主视图；
图3为本发明的旋转驱动装置的结构俯视图；
图4为图3沿A-A方向的剖视图；
图5为本发明的旋转驱动装置的结构立体图；
图6为本发明的样品点样装置的结构立体图；
图7为本发明的薄层色谱板盒的结构立体图；
图8为本发明的液相槽盒的结构立体图；
图9为本发明的检测仪器的作业流程图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-旋转驱动装置，2-样品点样装置，3-电机，4-轴承座，5-机架，6-回收仓，7-紫外灯，8-热风机，9a-第一输液泵，9b-第二输液泵，10-薄层色谱板，11-框架，12-点样平台，13-薄层色谱板盒，14-液相槽盒，15-第一升降滑台，16-第二升降滑台，17-轴承杆，21-横向滑台，22-纵向滑台，23-点样头，131-第一隔板，132-第一U形板，133-薄层色谱板盒顶面平台，134-回收通道，141-第二隔板，142-第二U形板，145-液相槽盒顶面平台，146-液相槽。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
图9示出了本发明的检测仪器的作业流程流程图，薄层色谱分析自动化智能检测仪器实 时在线检测方法包括以下步骤：
步骤1、在薄层色谱板盒13中的每个U形板132中放入薄层色谱板10，然后将薄层色谱板盒13固定在旋转驱动装置1中的第一升降滑台15上。
步骤2、初始状态为薄层色谱板盒13的薄层色谱板盒顶面平台133和液相槽盒14的液相槽盒顶面平台145与点样平台12的顶部齐平。启动自动化程序操作，第一升降滑台15带动薄层色谱板盒13向上移动，直到薄层色谱板盒13中的含有薄层色谱板10的第一个U形板132的开口端完全露出，以致U型板132中的薄层色谱板10能滑出，第二升降滑台16带动液相槽盒14向上移动，直到液相槽14上的第二隔板141露出。
步骤3、通过轴承杆17带动旋转驱动装置1朝液相槽盒14方向旋转，薄层色谱板10从薄层色谱板盒13中滑出到点样平台12上面，薄层色谱板10被液相槽盒14的第二隔板141阻挡在点样平台12上，然后把旋转驱动装置1反方向旋转到水平位置。
步骤4、移动样品点样装置横向滑台21的滑块，将在纵向滑台22上的点样头23从初始位置移动到旋转驱动装置1的上方的设定位置，下降纵向滑台22上的点样头23到薄层色谱板10的设定位置。启动第二输液泵9b取样，将样品通过接触或非接触方式喷射在薄层色谱板10上。点样完后将点样头23移回初始位置，洗净点样头23，重复上述操作将第2个样品点在薄层色谱板10上，直到所有需要检测的样品点完为止。
步骤5、自然挥发点样溶剂或开启热风机8挥发薄层色谱板10上的样品溶剂；第二升降滑台16向上移动液相槽盒14让液相槽盒14的槽口露出。然后朝液相槽盒14方向旋转旋转驱动装置1，让薄层色谱板10滑入作为展开槽的液相槽146中，把旋转驱动装置1旋转到竖直和液相槽盒14的槽口朝上的状态，第二升降滑台16向下移动液相槽盒14，使得点样平台12的侧壁将液相槽盒14的槽口盖住。
步骤6、启动与展开液容器连接的第一输液泵9a，将定量的展开溶剂输入液相槽146内进行样品成分的溶剂展开。展开完后，用第一输液泵9a将展开溶剂从液相槽146中抽出。第一升降滑台15向下移动薄层色谱板盒13，薄层色谱板盒13的薄层色谱板盒顶面平台133与点样平台12齐平，第二升降滑台16向上移动液相槽盒14，把液相槽盒14的展开槽的槽口露出，反向旋转旋转驱动装置1，让展开槽中的薄层色谱板10通过点样平台滑出到薄层色谱板盒顶面平台133上，然后把旋转驱动装置1旋转到水平状态，对展开后的薄层色谱板10进行溶剂挥发。第二升降滑台16向下移动液相槽盒14，把液相槽盒14的液相槽盒顶面平台145与点样平台12齐平，然后朝液相槽盒14方向旋转旋转驱动装置1，让薄层色谱板10滑入液相槽盒顶面平台145上，然后把旋转驱动装置1旋转到水平状态，然后开启紫外灯7照射和启动图像采集设备进行紫外扫描和图像摄取。如果要对无色样品进行显色处理，则将展开后 的薄层色谱板10按照同样工序滑入用作显色用的液相槽146，注入或喷雾显色剂，处理完后抽干显色剂，用同样工序将薄层色谱板10滑到薄层色谱板盒顶面平台133或液相槽盒顶面平台145上进行加热显色，然后或同时进行薄层色谱板10样品的图像摄取。
步骤7、第一升降滑台向上移动薄层色谱板盒13，使得薄层色谱板盒13的回收通道134与点样作业台平行，朝薄层色谱板盒13方向旋转旋转驱动装置1，将薄层色谱板10从液相槽盒顶面平台145上经过回收通道134滑入回收仓6中。
步骤8、根据自动化工序重复步骤2到7，滑出第2块薄层色谱板10用相同或不同的液相槽146进行相同或不同样品的点样，溶剂展开，溶剂挥发，显色和图像采集的自动化操作而实现实时在线检测。
优选实施例方案，所有或部分仪器装置适用于其他利用同样薄板样品分析的方法、包括但不限于电泳分析法，细胞染色法等，可以用到全部或部分本仪器结构从而将这些检测分析方法实现成为实时在线的分析方法。
如图1和图2所示，本发明提供了薄层色谱分析自动化智能检测仪器，包括对薄层色谱板10进行移动的旋转驱动装置1，请参照图3、图4、图5所示，旋转驱动装置1包括：框架11，框架11优选但不限于为“凵”形、点样平台12优选但不限于为“冂”形，框架11左右两端的中部位置固定穿套有轴承杆17，轴承杆17的左右两端分别穿套了轴承座4，轴承座4固定在机架5上。轴承杆17的一端通过联轴器与电机3的转子输出轴连接，电机3固定在机架5上，电机3通过轴承杆17带动旋转驱动装置1正反向旋转。框架11内固定安装点样平台12，点样平台12把框架11平均分隔成第一作业区域即薄层色谱板盒13存放区域和第二作业区域即液相槽盒14存放区域，第一作业区域和第二作业区域位于框架11的左右两侧。框架11的第一作业区域内设有第一升降滑台15和薄层色谱板盒13，第二作业区域内设有第二升降滑台16和液相槽盒14，相对于点样平台12来说，第一作业区域内的第一升降滑台15带动薄层色谱板盒13上下移动，薄层色谱板盒13以可拆卸的方式连接在第一升降滑台15的滑动块上，薄层色谱板盒13随着薄层色谱板10的耗尽，可以在检测前后或检测中更换，以保证对样品进行长时间的持续检测。相对于点样平台12来说，第二作业区域内的第二升降滑台16的滑动块带动液相槽盒14上下移动，以实现将不同的薄层色谱板10送入液相槽盒14中将样品进行溶剂展开、显色的步骤。薄层色谱板盒13的开口端与液相槽盒14的开口端都朝向点样平台12，以便于薄层色谱板10从薄层色谱板盒13内滑出进入任一液相槽盒14中，点样平台12的两端的侧壁分别与薄层色谱板盒13的开口端和液相槽盒14的开口端相邻，用于封闭薄层色谱板盒13的开口端与液相槽盒14的开口端，若要打开薄层色谱板盒13开口端与液相槽盒14开口端，只需通过第一升降滑台15和第二升降滑台16向上移动到设定位置 即可。
请参照图7所示，薄层色谱板盒13为多个第一U形板132和多个第一隔板131相间叠加而成，具体数量可以根据具体工作量来增加或减少，多个U形板132的开口方向相同，薄层色谱板盒13的顶部设有放置或转移薄层色谱板10的薄层色谱板盒顶面平台133，薄层色谱板盒顶面平台133的左右两侧和开口端的相对侧设有围板，防止薄层色谱板10在薄层色谱板盒顶面平台133上脱出。在薄层色谱板盒顶面平台133的上方安装热风机8对薄层色谱板10进行干燥，薄层色谱板盒13的最上隔层还设有薄层色谱板10的回收通道134，回收通道134左右两端设有比薄层色谱板10厚度要厚的围板，前后两端相通，便于把使用后的薄层色谱板10通过回收通道134滑出旋转驱动装置1，掉到下方的回收仓里集中收集起来。
请参照图8所示，液相槽盒14是由多个与第一U型板132和第一隔板131相间叠加而成，或比第一U型板132和第一隔板131更厚的第二U型板142和第二隔板141相间叠加而成，液相槽盒14的开口方向相同，槽口朝着中间的点样平台12。液相槽盒14顶部设有放置或转移薄层色谱板10的液相槽盒顶面平台145，薄层色谱板10在液相槽盒顶面平台145上面可以被上方安装的图像采集设备进行拍照、录像或扫描。液相槽盒14的底部设有液体进出孔，可以通过第一输液泵9a把展开溶剂或显色剂注入液相槽盒14或把展开溶剂或显示剂从液相槽盒14中抽出。用作显色槽的液相槽146也可在液相槽146的侧壁上设有喷雾通道。液相槽146内也可设有连接直流电源的正负电极，可以施加直流电场而进行电场下的薄层溶剂展开，而加速分离在薄层色谱板10上的样品成分。
优选实施例方案，如图1图2和图6所示，薄层色谱分析自动化智能检测仪器，还包括位于旋转驱动装置1上方的样品点样装置2，样品点样装置2与旋转驱动装置1进行协同作业，样品点样装置2作用在于对薄层色谱板10进行点样作业，样品点样装置2包括横向滑台21和固定在横向滑台21上的纵向滑台22，纵向滑台22上固定有点样头23，点样头23的出液口在点样时位于点样平台12的正上方。在薄层色谱板10需要进行点样时，首先横向滑台21把纵向滑台22移动到点样平台12的正上方，点样平台12的上面放置了待点样的薄层色谱板10，接下来，纵向滑台22带动点样头23向下移动，直到点样头23的出液口与薄层色谱板10接近时停止，这样在点样头23对薄层色谱板10进行点样时可以保证样品在薄层色谱板10上的重复精确定位。样品点样装置2上的纵向滑台22为了不妨碍旋转驱动装置1的一系列转动，在点样时才通过横向滑台21从待点样处移动到旋转驱动装置1上方，按照设定好的位置对薄层色谱板10进行点样。
优选实施例方案，如图1和图2所示，旋转驱动装置1和样品点样装置2安装在机架5内，旋转驱动装置1的上方设有对薄层色谱板10进行扫描/拍摄/录像的图像采集设备，基架 5的顶部还设有对旋转驱动装置1上方进行照射的紫外灯7，机架5的底部还设有对薄层色谱板10进行收集的回收仓6，机架5内还设有对液相槽盒14提供展开溶剂或显色剂的第一输液泵9a，所述第一输液泵9a优选但不限于为蠕动泵，往复泵，真空泵等。第一输液泵9a的进液口通过管道与展开溶剂或显色剂容器连接，出液口通过管道与液相槽146的液体进出孔连接，基架5内还设有热风机8，热风机8的出风口通过到通风管道向旋转驱动装置1上面的薄层色谱板盒顶面平台133或液相槽盒顶面平台145送风，加快对薄层色谱板10的干燥。
优选实施例方案，薄层色谱分析自动化智能检测仪器的第二输液泵9b的进液口与样品容器通过管道连接，可以通过自动化程序进行自动取样、点样操作。在合成化学反应检测中、能同时连接多个反应容器，检测反应物或生成物的含量随时间的变化而得知反应进程。
优选实施例方案，薄层色谱分析自动化智能检测仪器具有自动控制系统，所述控制系统包括但不限于PC电脑、PLC控制板、运动控制卡、电机、电机驱动板和图像分析与储存以及样品计算软件；所述自动控制系统与互联网和物联网连接，用户通过PC电脑、工作站、智能移动终端对样品检测进行控制或监测。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

  1. 薄层色谱分析自动化智能检测仪器实时在线检测方法，其特征在于，其使用的检测仪器具有储存多块薄层色谱板的薄层色谱板盒，含有液相槽盒的展开系统，支撑薄层色谱板的点样平台，将薄层色谱板从薄层色谱板板盒中移出到点样平台以及把薄层色谱板移入、移出液相槽盒的旋转驱动装置，样品点样装置和图像摄取与分析装置，通过上述装置组合能自动取样、进行薄层色谱分析的操作步骤而实现实时在线的检测方法，所述检测方法包括：
    步骤1、把装有薄层色谱板的薄层色谱板盒和液相槽盒放入旋转驱动装置后，调节薄层色谱板盒和液相槽盒与点样平台的相对高度，通过转动旋转驱动装置使薄层色谱板倾斜，在重力作用下薄层色谱板从薄层色谱板盒中滑出至点样平台上通过样品点样装置进行点样，然后利用同样原理将薄层色谱板滑入液相槽盒的液相槽内；所述旋转驱动装置里，薄层色谱板盒和液相槽盒位于点样平台两端，开口对应，通过转动旋转驱动装置，可以将薄层色谱板通过点样平台从薄层色谱板盒和液相槽盒之间来回移动；
    步骤2、向液相槽盒的一个或多个液相槽内注入展开溶剂进行各种功能的薄层色谱展开，展开处理完毕后，抽出液相槽内的展开溶剂；所述液相槽的底部与输液泵连接而进行展开液的注入或抽出，所述液相槽可以注入或喷雾显色剂进行薄层色谱板的显色；
    步骤3、利用旋转驱动装置使薄层色谱板滑出液相槽，进入点样平台、薄层色谱板盒顶面平台、液相槽盒顶面平台任一处进行图像摄取分析，所述图像摄取装置包括但不限于紫外、红外扫描仪、工业相机、紫外照射、干燥设备；
    步骤4、利用旋转驱动装置将检测分析后的薄层色谱板通过在薄层色谱板盒里的回收通道滑出到下方的回收仓而自动工序将准备对下一块新薄层色谱板同样的检测操作；
    通过自动控制系统执行步骤1到4的操作指令而实现实时在线的薄层色谱检测分析。
  2. 根据权利要求1所述的薄层色谱分析自动化智能检测仪器实时在线检测方法，其特征在于，所述步骤1中对点样平台上面的薄层色谱板进行点样的方法为：启动样品点样装置的横向滑台把纵向滑台水平移动到待点样的薄层色谱板的上方，纵向滑台把点样头向下移动到待点样的薄层色谱板的设定距离内，然后点样头的出液口对待点样的薄层色谱板进行点样，点样完成后，样品点样装置复位到原始位置。
  3. 根据权利要求2所述的薄层色谱分析自动化智能检测仪器实时在线检测方法，其特征在于，所述样品点样装置的点样头的进液口与输液泵连接，输液泵的取样进液口与化学或生物化学反应容器连接，自动定时取样，将样品溶液通过点样头在薄层色谱板上进行点样。
  4. 薄层色谱分析自动化智能检测仪器，其特征在于，包括薄层色谱板盒和液相槽盒，薄层色谱板盒和液相槽盒间设有点样平台，薄层色谱板盒和液相槽盒的开口均朝向点样平台，所述薄层色谱板盒和液相槽盒连接有调节其与点样平台相对高度的升降滑台，薄层色谱板盒、 液相槽盒和点样平台通过旋转驱动装置同步驱动旋转，结合重力作用实现薄层色谱板在薄层色谱板盒、液相槽盒和点样平台间的传送，所述液相槽盒还连接有输液泵。
  5. 根据权利要求4所述的薄层色谱分析自动化智能检测仪器，其特征在于，所述薄层色谱板盒包括能够装有多个薄层色谱板的容纳机构，所述容纳机构的顶部设有薄层色谱板的回收通道，所述薄层色谱板盒的顶部设有放置或转移薄层色谱板的薄层色谱板盒顶面平台。
  6. 根据权利要求5所述的薄层色谱分析自动化智能检测仪器，其特征在于，所述薄层色谱板盒的容纳机构为多个第一U形板和多个第一隔板相间叠加而成，所述多个第一U形板的开口朝向相同，U型板的空隙中存放薄层色谱板。
  7. 根据权利要求4所述的薄层色谱分析自动化智能检测仪器，其特征在于，所述液相槽盒是由多个第二U型板和多个第二隔板相间叠加而成，所述多个第二U型板的开口朝向相同，所述液相槽盒用于对薄层色谱板的溶剂展开，所述液相槽盒顶部设有放置或转移薄层色谱板的液相槽盒顶面平台，所述液相槽盒中的液相槽底部设有流通展开溶剂的进出孔，所述液相槽盒的液相槽可以用于展开槽或显色槽。
  8. 根据权利要求4所述的薄层色谱分析自动化智能检测仪器，其特征在于，所述旋转驱动装置包括框架，所述框架用于固定和支撑点样平台、薄层色谱板盒、液相槽盒和升降滑台，所述框架的左右两端固定穿套有轴承杆，轴承杆的一端与电机的输出轴连接，电机通过轴承杆带动框架正反向转动，所述升降滑台包括第一升降滑台和第二升降滑台，第一升降滑台带动薄层色谱板盒移动，第二升降滑台带动液相槽盒移动。
  9. 根据权利要求4所述的薄层色谱分析自动化智能检测仪器，其特征在于，所述检测仪器还包括位于所述旋转驱动装置上方的样品点样装置，所述样品点样装置对薄层色谱板进行点样作业，所述样品点样装置包括横向滑台和位于横向滑台上的纵向滑台，所述纵向滑台上设有点样头，所述点样头的出液口在点样时位于所述点样平台的正上方。
  10. 根据权利要求4-9任一项所述的薄层色谱分析自动化智能检测仪器，其特征在于，所述检测仪器还包括机架，旋转驱动装置和样品点样装置安装在可封闭的机架内，所述旋转驱动装置的上方或前后设有对薄层色谱板进行图像摄取的图像采集设备，在机架的上方还设有对薄层色谱板进行照射的紫外灯；在机架的底部还设有对薄层色谱板进行收集的回收仓。
  11. 根据权利要求10所述的薄层色谱分析自动化智能检测仪器，其特征在于，机架内还设有对液相槽提供展开溶剂或显色剂的第一输液泵，所述第一输液泵的进液口通过管道与展开溶剂或显示剂的容器连接，出液口通过管道与液相槽的进出孔连接；机架内还设有取样用的第二输液泵，第二输液泵的进液口通过管道与样品的容器连接，出液口通过管道与点样头连接。
  12. 根据权利要求10所述的薄层色谱分析自动化智能检测仪器，其特征在于，所述基架内还设有热风机，所述热风机的出风口向点样平台、薄层色谱板盒顶面平台和液相槽盒顶面平台送风，点样平台、薄层色谱板盒顶面平台和液相槽盒顶面平台上还安装有加热板对薄层色谱板进行加热显色。
  13. 根据权利要求10所述的薄层色谱分析自动化智能检测仪器，其特征在于，所述检测仪器还包括自动控制系统，所述自动控制系统可以联网互通，用户通过PC电脑、工作站、智能移动终端对检测仪器进行控制或监测。
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