一种微渗析样品前处理系统技术方案

技术编号:20106595 阅读:41 留言:0更新日期:2019-01-16 09:04
本实用新型专利技术公开了一种微渗析样品前处理系统,包括:样品单元,第一微流道模块,第二微流道模块和微渗析膜;所述样品单元包括待处理样品池,第一微流道模块通过蠕动装置与所述样品单元相连;所述第二微流道模块通过定量装置连接有吸收液单元,微渗析膜设置于所述第一微流道模块与所述第二微流道模块之间。利用该微渗析系统,可单独使用实现离线多样品的同时处理,也可以实现全自动的在线前处理,通过连接大型高效液相等实验设备,可进一步实现快速的在线连贯前处理和分析,操作简便,省却人工操作时间,非常适于普及推广。

【技术实现步骤摘要】
一种微渗析样品前处理系统
本技术涉及分析领域,具体的,涉及一种微渗析样品前处理系统。
技术介绍
世界各国对食品安全和产品质量问题都十分重视,我国近几年也投入大量资金用于各检验检疫机构装备大型分析仪器,提高分析检测能力。目前实验室样品前处理存在自动化程度低、提取净化的效率低、劳动强度大以及速度慢等缺点,因而成为制约食品分析和产品质量检测速度的主要瓶颈之一,与现代大型精密分析仪器存在着严重的不匹配。食品安全检测的对象以小分子为主,检测指标主要有食品中农药残留分析、兽药残留分析、非法添加剂分析和其他有害物质的分析等。传统技术对样品前处理通常采用微渗析探针或渗析袋进行静态渗析。前者主要适用于组织的局部取样,取样结果只能代表微渗析探针局部周围。其特点是渗析样品量和渗析接受液都是微量、处理速度快、渗析液回收率低。而渗析袋一次装样量大,渗析膜接触面积小,小分子扩散速度慢,绝大部分渗析都需要较长的温育时间(一般都在半个小时以上),小分子渗析回收率较低,无法实现快速在线分析。目前,微渗析样品前处理系统仍有待进一步改进。
技术实现思路
本技术旨在至少在一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此本技术的一个目的在于提出一种微渗析样品前处理系统,该系统通过在线微渗析流程,可以实现全自动的在线样品前处理,通过连接大型高效液相等实验设备,可进一步实现快速的在线连贯前处理和分析,操作简便,省却人工操作时间,非常适于普及推广。为此,在本技术的一方面,提出了一种微渗析样品前处理系统,根据本技术的一个实施例,该系统包括:样品单元,所述样品单元包括待处理样品池;第一微流道模块,所述第一微流道模块通过蠕动装置与所述样品单元相连;第二微流道模块,所述第二微流道模块通过定量装置连接有吸收液单元;微渗析膜,所述微渗析膜设置于所述第一微流道模块与所述第二微流道模块之间。由此,利用该微渗析样品前处理系统,可以使第一微流道模块、微渗析膜、第二微流道模块组合形成类似于三明治结构的微渗析模块核心单元。该核心单元通过匹配结合其中的蠕动装置,使得待处理样品实现动态连续灌流,将生物大分子、长链有机物等物质阻挡在微渗析膜外,而小分子、无机阴阳离子等则可穿过微渗析膜被吸收液所富集。预处理过程中不使用大量有机溶剂,环境友好,经济环保。另外,根据本技术上述实施例的微渗析样品前处理系统还可以具有如下附加的技术特征:在本技术中,所述第一微流道模块和所述第二微流道模块中均为螺旋状的圆形环状纹路微流道。由此通过较大的接触面实现优良的渗析效果。在本技术中,所述第一微流道模块和所述第二微流道模块刻在基材上完全镜面对称。所述基材可以是透明有机玻璃或其他具有相同功效的材质,由此便于观察样品流动情况。在本技术中,所述蠕动装置为多通道蠕动泵,可以实现单个样品甚至是多个样品同时的前处理。根据本技术的具体实施例,所述蠕动装置也可以采用电脑终端控制,从而实现样品间不同操作时间的精确开闭与切换。在本技术中,所述蠕动泵的流速可调,例如可在0.000829-65mL/min范围内可调。由此,可以使样品单元中的待处理的液体样品由蠕动泵驱动按设定的流速灌流,并保持渗析过程中样品始终保持匀速灌流。在本技术中,所述定量装置为注射泵。由此可以定量的向第二微流道模块注入吸收液(例如可以是水)后,保持不动,待渗析完成后,注射泵将达到渗析平衡的吸收液推入定量环。专利技术人还发现使用注射泵,可以提供一定压力,防止吸收液倒流。在本技术中,注射泵将吸收液注射入第二微流道,使得其中的目标物质基于微渗析膜两侧的浓度差实现快速动态渗析,其浓度在单元内不断被提升,最后实现无污染浓缩,且吸收液中最终渗析目标物质的浓度理论上可以达到与样液中浓度相当,从而实现微渗析膜两边渗析平衡。在本技术中,在线渗析10min左右就能到达渗析平衡,渗析回收率能达到90%以上,可满足食品检验取样量的需求。并且整个渗析过程不需其他化学试剂和大型浓缩设备,避免了常规前处理办法需要进行萃取后再浓缩,使得前处理步骤繁杂的缺陷,常规方法中有些物质因稳定性差,浓缩等方法会造成降解,影响回收率。传统的微渗析探针技术和渗析袋技术由于样品端处于静态渗析状态,传质全靠自由扩散,渗析效率低,回收率偏低。而本专利技术的微渗析样品前处理系统,通过改变渗析模式,设计了微渗析模块核心单元与定量装置(注射泵)的联合,左边的第一微流道模块与夹在中间的微渗析膜形成了样品流动渗析池,待处理的液体样品由蠕动装置(蠕动泵)驱动按设定的流速灌流,从样品流动渗析池的入口注入,由样品流动渗析池的出口流出,渗析过程中样品始终保持匀速灌流;右边的第二微流道模块与夹在中间的微渗析膜形成了静态渗析池,吸收液由注射泵精确定量的从渗析液静态渗析池的入口注入,渗析过程中吸收液保持静态不流动,渗析完成后,注射泵将到达渗析平衡的吸收液推出静态渗析池。本专利技术设计的微渗析样品前处理系统采取样品动态灌流和吸收液静态渗析的模式,传质主要依靠液体流动作用,传质速度远快于自由扩散,渗析效率将远高于传统的微渗析探针技术和渗析袋技术,极大缩短了渗析平衡时间;渗析过程时,膜两侧的浓度边界层中的样品不断流动更换,膜两侧的浓度边界层始终保持高浓度差,扩质传质速率增大,提高渗析效率;微流道系统与微渗析膜形成了超薄的浓度扩散边界层,提高渗析效率;由于样品的动态灌流,浓度边界层中样品侧待测小分子物质的浓度保持不变,当达到渗析平衡时吸收液中待测物质浓度接近样品中的浓度,渗析回收率大幅提高;所以样品动态灌流和吸收液静态渗析模式能有效的提供回收率和渗析效率。在本技术中,所述微渗析膜为过滤膜或透析膜,例如可以是水性滤膜,也可以为离子交换膜、透析膜等,由此可以适用于处理不同种类的样品,高效获得不同的目标物质。通过不同的膜选择,使得本专利技术的样品前处理系统既适用于小分子物质的分离,也适用于常规阴、阳离子等的分离,使得在分析领域实际应用更为广泛。在本技术中,所述透析膜的分子通过量可以小于3000。也可以根据实际应用,针对不同对象选择不同分子量规模的透析膜。在本技术中,样品单元中设置有样液入口和样液出口。在本技术中,可以采用形式一,如附图5所示:样液出口连接有废液池。在此情形下,只在样品单元设置有样液入口,使样液经该入口通过蠕动泵进入第一微流道模块,随后直接进入废液。此种技术方案,在样品达到一定量的情形下,可以提高吸收液中目标物质的浓度,缩短渗析时间。在本技术中,采用形式二,如附图6所示:将样品单元中的样液入口和出口都放入待处理样品池中,由此实现循环浓缩,无样品损耗。在本技术中,可以是直接取样,进行人工离线分析。在本技术中,所述微渗析样品前处理系统可以进一步与高效液相色谱仪、离子色谱仪等系统联用。根据本专利技术的实施例,将达到渗析平衡的吸收液注入液相色谱的定量环中,进行在线色谱分析。由于采用的在线微渗析技术,基质影响小,不需要如液相色谱等方法中复杂的固相萃取样品预处理过程;无需使用特殊溶剂,无污染,环境友好。在本技术中,液相色谱在检测样品时,通过六通阀切换功能,能够实现前处理与在线分析功能的高效统一,有效的加快样品检测效能。在本技术的微渗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微渗析样品前处理系统,其特征在于,包括:样品单元,所述样品单元包括待处理样品池;第一微流道模块,所述第一微流道模块通过蠕动装置与所述样品单元相连;第二微流道模块,所述第二微流道模块通过定量装置连接有吸收液单元;微渗析膜,所述微渗析膜设置于所述第一微流道模块与所述第二微流道模块之间。

【技术特征摘要】
1.一种微渗析样品前处理系统,其特征在于,包括:样品单元,所述样品单元包括待处理样品池;第一微流道模块,所述第一微流道模块通过蠕动装置与所述样品单元相连;第二微流道模块,所述第二微流道模块通过定量装置连接有吸收液单元;微渗析膜,所述微渗析膜设置于所述第一微流道模块与所述第二微流道模块之间。2.根据权利要求1所述的微渗析样品前处理系统,其特征在于,所述第一微流道模块和所述第二微流道模块中均为螺旋状的圆形环状纹路微流道。3.根据权利要求1所述的微渗析样品前处理系统,其特征在于,所述蠕...

【专利技术属性】
技术研发人员:凌约涛潘瑞花郭少飞王帆
申请(专利权)人:湖北出入境检验检疫局检验检疫技术中心
类型:新型
国别省市:湖北,42

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