本发明专利技术提供了一种基于微透析的土壤自动采样装置系统及采样方法，所述土壤自动采样装置系统包括注液单元，转换单元和探针单元；所述注液单元包括注射装置和第一多通道切换阀；所述转换单元包括至少2个第二多通道切换阀；所述注射装置通过接头和第一管材与所述第一多通道切换阀的中心孔连接；所述第一多通道切换阀的出液孔通过接头和第一管材与所述第二多通道切换阀的中心孔连接；所述第二多通道切换阀的出液孔通过接头和第一管材与所述探针单元连接。所述土壤自动采样装置系统，实现了一台注射装置控制几十甚至上百个探针，能够充分表征土壤溶液的组分变化，其通量高、便于携带、成本低，能够连续采样。能够连续采样。能够连续采样。
【技术实现步骤摘要】
一种基于微透析的土壤自动采样装置系统及采样方法
[0001]本专利技术属于土壤采样
，尤其涉及一种基于微透析的土壤自动采样装置系统及采样方法。
技术介绍
[0002]土壤溶液中化学组分的时空变化能够反映土壤微生物活性，养分转化及生物有效性，渍水土壤溶解有机质和金属元素的积累，以及土壤中污染物质的转化与迁移等，对了解土壤环境和相关生物地球化学过程有重要意义。
[0003]微透析技术是一种将灌流取样和透析技术结合起来并逐渐完善的一种从生物活体内进行动态微量生化取样的新技术。市场上现有微透析采样系统主要为医疗和生物医学研究开发，主要用于医院和实验室，具有通量低且价格昂贵等缺点，限制了微透析技术在环境研究和农业场景的应用。
[0004]近年来土壤微透析是一种利用中空纤维膜管进行原位微区采样的技术，该技术具有时间和空间分辨率高，对周围微环境扰动少，原位被动采集溶质等特点，非常适用于采集土壤溶液。
[0005]目前，现有的土壤微透析采样系统由注射泵，注液管路和探针组成。注射泵以恒定低流速将纯水或稀盐溶液通过管路注入探针中。探针主体为一到若干厘米长的中空纤维膜管，埋于土壤中，膜管周边土壤溶液组分在浓度梯度诱导下扩散入探针内，形成透析液并在注射泵连续驱动下流出灌注液管路，管路出口可连接采样管或检测器，进行在线或离线分析。
[0006]现有土壤微透析系统由一台注射泵控制一到四个探针，适用于实验室内。而土壤环境的空间异质性高，土壤中的生物地球化学过程往往发生在以小时或天计的时间尺度，充分表征对应的土壤溶液组分变化同时需要几十甚至上百个探针。
[0007]因此，亟需开发一种通量高、便于携带、自动化，同时适用于野外和实验室内的土壤微透析采样系统。
技术实现思路
[0008]本专利技术的目的在于提供一种基于微透析的土壤自动采样装置系统及采样方法，所述土壤自动采样装置系统模组化、通量高、便于携带且成本低，可实现连续注液，重复采样。
[0009]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]第一方面，本专利技术提供了一种基于微透析的土壤自动采样装置系统，所述土壤自动采样装置系统包括注液单元，转换单元和探针单元；
[0011]所述注液单元包括注射装置和第一多通道切换阀；
[0012]所述转换单元包括至少2个第二多通道切换阀；
[0013]所述注射装置通过接头和第一管材与所述第一多通道切换阀的中心孔连接；
[0014]所述第一多通道切换阀的出液孔通过接头和第一管材与所述第二多通道切换阀
的中心孔连接；
[0015]所述第二多通道切换阀的出液孔通过接头和第一管材与所述探针单元连接。
[0016]本专利技术中，所述土壤自动采样装置系统还包括电源和通讯模组。所述转换单元包括至少1个转换模组，每个转换模组中设置有1
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2个第二多通道切换阀。
[0017]本专利技术中，通过注液单元和转换单元设置多通道切换阀，实现了一台注射装置控制几十甚至上百个探针，能够充分表征土壤溶液的组分变化，所述土壤自动采样装置系统通量高、便于携带、成本低。
[0018]作为本专利技术优选的技术方案，所述注液单元放置于防护装置内，所述防护装置的内部填充有防震材料。
[0019]本专利技术所述防护装置便于携带，适用于野外作业。
[0020]优选地，所述第一多通道切换阀的出液孔与水样连接。
[0021]优选地，所述注液单元通过电源线和屏蔽线分别独立地与电源和通讯模组连接。
[0022]本专利技术中，采用电源线、屏蔽线将电源和通讯模组分别独立地与所述注液单元的快接插头连接；所述通讯模组包括上位机，通过USB串口通讯模块发送16进制指令，进而控制注射装置和第一多通道切换阀向探针单元注水或为注射装置补水。
[0023]作为本专利技术优选的技术方案，所述注射装置的体积为10
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25mL，例如可以是10mL、12mL、14mL、16mL、18mL、20mL、22mL或25mL等，但并不仅限于所列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0024]优选地，所述注射装置的最小进样精度为0.416
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2.083μL，例如可以是0.416μL、0.516μL、0.716μL、0.916μL、1.216μL、1.416μL、1.816μL或2.083μL等，但并不仅限于所列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0025]优选地，所述第一多通道切换阀至少为10通道。
[0026]优选地，所述接头的螺纹外径为6
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7mm，例如可以是6mm、6.2mm、6.35mm、6.4mm、6.6mm、6.8mm或7mm等，但并不仅限于所列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0027]优选地，所述接头的压环为1.5
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1.7mm，例如可以是1.5mm、1.54mm、1.58mm、1.6mm、1.64mm、1.68mm或1.7mm等，但并不仅限于所列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0028]优选地，所述第一管材的材质包括聚四氟乙烯。
[0029]本专利技术中，所述第一管材包括特氟龙管。
[0030]优选地，所述第一管材的外径为1.5
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1.7mm，例如可以是1.5mm、1.54mm、1.58mm、1.6mm、1.64mm、1.68mm或1.7mm等，但并不仅限于所列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0031]优选地，所述第一管材的内径为0.7
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0.9mm，例如可以是0.7mm、0.74mm、0.78mm、0.8mm、0.84mm、0.88mm或0.9mm等，但并不仅限于所列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0032]作为本专利技术优选的技术方案，所述转换单元放置于防护装置内，所述防护装置的内部填充有防震材料。
[0033]优选地，所述第二多通道切换阀之间采用第一管材连接。
[0034]本专利技术中，多个所述第二多通道切换阀采用第一管材并联连接。
[0035]优选地，所述转换单元通过电源线和屏蔽线分别独立地与电源和通讯模组连接。
[0036]作为本专利技术优选的技术方案，所述第二多通道切换阀至少为10通道，优选为16通道。
[0037]作为本专利技术优选的技术方案，所述探针单元包括至少2个探针，例如可以是2个、5个、10个、15个、20个或30个等，但并不仅限于所列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为32个以上。
[0038]优选地，所述探针的两端分别独立地连接有第二管材。
[0039]本专利技术中，所述第二管材包括特氟龙管。
[0040]优选地，所述探针与所述第二管材的连接处采用树脂固定。
[0041]本专利技术中，将探针和第二管材的连本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于微透析的土壤自动采样装置系统，其特征在于，所述土壤自动采样装置系统包括注液单元，转换单元和探针单元；所述注液单元包括注射装置和第一多通道切换阀；所述转换单元包括至少2个第二多通道切换阀；所述注射装置通过接头和第一管材与所述第一多通道切换阀的中心孔连接；所述第一多通道切换阀的出液孔通过接头和第一管材与所述第二多通道切换阀的中心孔连接；所述第二多通道切换阀的出液孔通过接头和第一管材与所述探针单元连接。2.根据权利要求1所述的土壤自动采样装置系统，其特征在于，所述注液单元放置于防护装置内，所述防护装置的内部填充有防震材料；优选地，所述第一多通道切换阀的出液孔与水样连接；优选地，所述注液单元通过电源线和屏蔽线分别独立地与电源和通讯模组连接。3.根据权利要求1或2所述的土壤自动采样装置系统，其特征在于，所述注射装置的体积为10
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25mL；优选地，所述注射装置的最小进样精度为0.416
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2.083μL；优选地，所述第一多通道切换阀至少为10通道；优选地，所述接头的螺纹外径为6
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7mm；优选地，所述接头的压环为1.5
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1.7mm；优选地，所述第一管材的材质包括聚四氟乙烯；优选地，所述第一管材的外径为1.5
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1.7mm；优选地，所述第一管材的内径为0.7
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0.9mm。4.根据权利要求1
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3任一项所述的土壤自动采样装置系统，其特征在于，所述转换单元放置于防护装置内，所述防护装置的内部填充有防震材料；优选地，所述第二多通道切换阀之间采用第一管材连接；优选地，所述转换单元通过电源线和屏蔽线分别独立地与电源和通讯模组连接。5.根据权利要求1
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4任一项所述的土壤自动采样装置系统，其特征在于，所述第二多通道切换阀至少为10通道，优选为16通道。6.根据权利要求1
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5任一项所述的土壤自动采样装置系统，其特征在于，所述探针单元包括至少2个探针，优选为32个以上；优...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈正，刘昊，王奔，
申请(专利权)人：西交利物浦大学，
类型：发明
国别省市：
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