在线自动化磁性固相微萃取-解吸-检测装置及其方法

摘要

本发明涉及一种在线自动化磁性固相微萃取-解吸-检测装置，包括智能流动注射进样器、样品环、六通阀、延时继电器、电磁线圈、石英流动池、在线检测系统，所述智能流动注射进样器在程序控制下由蠕动泵P1、泵P2控制四根液体管道，分别输送样品、吸附剂、水、解吸剂，并通过切换六通阀，将指定液体在特定时间输送至特定位置，以实现萃取、解吸、洗涤管道等步骤的有序进行。所述电磁线圈A和B分别固定在石英流动池的上下两端，在延时继电器控制下将磁性吸附剂控制在流动池中。所述石英流动池直接与紫外分光光度计联用进行在线测定。

说明书

技术领域

本发明属于分析化学仪器领域，特别涉及自动化磁性固相萃取装置，具体为一种在线自动化磁性固相微萃取-解吸-检测装置及其方法。

背景技术

磁性固相萃取（magneticsolidphaseextraction，简称MSPE）是21世纪在分离富集领域的革命性技术。MSPE是以磁性或可磁化的材料作为吸附剂基质的一种分散固相萃取技术。与常规固相萃取（SPE）填料相比，纳米颗粒的比表面积大，扩散距离短，只需要使用少量的吸附剂和较短的平衡时间就能实现低浓度的微量萃取，具有非常高的萃取能力和萃取效率。目前，MSPE技术在细胞分离、药物转运、酶的固定化、目标有机物的吸附-分离、环境科学、食品科学、基因组学、蛋白组学等诸多领域中都展示了极高的应用前景。

由于大量样品的常规分析往往要求快速、可重复且数据可靠，这推动了自动化操作技术如流动注射分析（FIA）、顺序注射分析（SIA）等相关技术的发展。这类技术的优势在于消耗的溶剂和试剂量少，处理时间短，成本低，而且回收率和富集因子较高。因此将MSPE技术与自动化操作技术相结合是在固相萃取领域发展起来的一种新技术。Lee等（Pei-LingLee,Yuh-ChangSun,Yong-ChienLing,J.Anal.At.Spectrom.,2009,24,320–327.）首次发表了MSPE在线应用的文章，自动化MSPE装置和ICP-MS组成的检测体系被用来测定重金属含量。Chen等（BeibeiChen,ShujingHeng,HanyongPeng,BinHu,XuYu,ZhilingZhang,DaiwenPang,XinYue,YingZhu,Anal.At.Spectrom.,2010,25,1931–1938.）、Wang等（YangWang,XiaoyuLuo,JieTang,XiaoyaHu,QinXu,ChunYang,Anal.Chim.Acta.,2012,713,92–96.）、Giakisikli等（GeorgiaGiakisikli,AristidisN.Anthemidis,Talanta,2013,110,229–235.）将自动化磁性固相萃取装置应用于其他领域中某些金属离子的测定，进一步推进了自动化磁性固相萃取装置的发展。

以上所涉及到的自动化磁性固相萃取装置与市场上出现的各类自动化固相萃取装置相比，克服了固相萃取方法本身存在的填柱、过滤或离心等操作的弊端，简化了萃取过程，但是以上装置也存在一些问题：第一，只能通过移动微管外部磁铁的位置来控制磁性材料的状态，操作不灵活，可能会出现与其它步骤不同步的问题；第二，以上装置与检测系统联用，均为采集解吸液进行在线检测，此方法需准确判断解吸液流出的关键时机，并及时精准地采集解吸液，此操作易出现较大误差；第三，处理完一个样品后，需及时补充吸附剂或处理微管等操作，不能连续进行样品分析。由于以上装置存在这些缺陷，因此其适用范围受到很大限制，至今尚未利用这些原理的仪器商品出现。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供了一种在线自动化磁性固相微萃取-解吸-检测装置及其方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种在线自动化磁性固相微萃取-解吸-检测装置，包括由智能流动注射进样器控制的蠕动泵P1和蠕动泵P2。

所述蠕动泵P1将稀释后的样品溶液和磁性吸附剂分散液分别通过管径不同的聚四氟乙烯管泵入样品环内，所述样品环通过管路连接石英流动池，所述石英流动池的上下两端分别固定电磁线圈A和电磁线圈B，所述电磁线圈A和电磁线圈B的通断由延时继电器控制；所述石英流动池与紫外分光光度计联用进行在线测定。

所述蠕动泵P2中分别输送水和解吸剂的两根聚四氟乙烯管分别与六通阀的2口和3口连接，所述六通阀的1口与石英流动池的进口连通。

工作时，样品和磁性吸附剂分别由蠕动泵P1的两根管径不同的聚四氟乙烯管输送至样品环内混合，并进行自动萃取，目标物被吸附在磁性材料表面；当混合液通过石英流动池内时，电磁线圈A通电，磁性材料在磁场的作用下被吸附在石英流动池上端，而废液则被排出；随后，在蠕动泵P2的输送下，水和解吸剂分别充满管道，六通阀切换之后，管内的解吸剂在水的输送下恰好被转移至石英流动池内；接着，通过延时继电器控制石英流动池上、下的电磁线圈交替产生磁场，使吸附剂上下快速震动，与解吸剂充分接触，目标物分子即被解吸至解吸剂中；当解吸完全后，磁性材料在磁场的作用下再次被收集至石英流动池上端，此时可对石英流动池内的解吸液进行紫外光谱在线测定；最后，线圈断电，泵入水清洗管道，回收磁性吸附剂，再进行下一样品的处理。

上述装置发明的目的是：该装置不仅克服了自动化固相萃取装置中填柱、分离或离心等繁琐操作过程，而且通过延时继电器使两个电磁线圈交替产生磁场来控制磁性吸附剂，以达到收集、解吸等目的，操作方便，易于控制；该装置直接采用石英流动池作为解吸池，解析完成后可直接通过石英流动池进行在线光谱检测，无需收集解吸液，避免了采集操作造成的误差；该装置通过延时继电器控制两个电磁线圈交替产生磁场，以此来控制磁性吸附剂，这避免了磁性吸附剂的损失，操作灵活方便；该装置处理下一样品之前，无需更换或处理任何部件，可不断地进行样品处理。

与现有技术相比，本发明的特点是：

1、该装置完全克服了自动化固相萃取装置中填柱、分离或离心等繁琐的操作过程，结合了MSPE技术的特点，简化了整个操作过程，大幅度提高了工作效率。

2、整个装置实现了智能化、自动化、连续化，在程序控制下，通过蠕动泵自动注射样品、吸附剂、水及解析剂，通过电磁线圈控制磁性吸附剂，以达到萃取、解吸、收集、检测、洗涤管道等目的。

3、本自动化装置直接与紫外光谱仪联用进行在线检测，操作方便，简单快速，实验误差大大减小。

4、本装置可对低浓度大体积样品进行处理分析，并且解吸剂用量少，解吸体积可降低至μL级，富集倍数高，适用于建立高灵敏度的分析方法。

5、整个装置结构简单，每次萃取、解吸、检测完成后，废液及吸附剂等可自动排出，无需拆卸任何部件进行更换或其它处理，且处理分析一个样品仅耗时8min，工作效率高，可连续进行大批量样品的分析测定。

6、采用自动化装置进行分析检测，减少了人为操作带来的误差，测定结果准确，精密度高，重现性好。

7、萃取所用的磁性吸附剂分散剂可重复回收利用，成本较低，选择灵活。

在完成本发明的过程中，对该装置的各项性能指标进行了反复测试，具有良好的稳定性。其重现性RSD≤1.8%。

本发明设计合理，结构简单，该智能自动化装置可连续对多组样品溶液进行低浓度大体积萃取，小体积解吸，富集倍数高，灵敏度高，且方便操作，极大的节省了人力物力，提高了工作效率，实现了整个操作流程的自动化、智能化、连续化。

附图说明

图1表示本发明的连接示意图。

图中，1-样品环，2-石英流动池，3-延时继电器，4-紫外分光光度计，5-六通阀。

具体实施方式

下面通过实例结合附图对本发明作进一步地说明，但本发明的应用范围并不仅限于此。

一种在线自动化磁性固相微萃取-解吸-检测装置，包括智能流动注射进样器、样品环、六通阀、延时继电器、电磁线圈、石英流动池、在线检测系统。智能流动注射进样器在程序控制下控制蠕动泵P1和蠕动泵P2的四根液体管道，分别输送样品、吸附剂、水、解吸剂，并通过切换六通阀，将指定液体在特定时间输送至特定位置，以实现萃取、解吸、洗涤管道等步骤的有序进行。电磁线圈固定在石英流动池外的上、下两端，在延时继电器控制下将磁性吸附剂控制在石英流动池内上下端。石英流动池直接与紫外分光光度计联用进行在线测定。

具体结构如下：

如图1所示，在线自动化磁性固相微萃取-解吸-检测装置包括由智能流动注射进样器控制的蠕动泵P1和蠕动泵P2。

如图1所示，所述蠕动泵P1将稀释后的样品溶液和磁性吸附剂分散液分别通过管径不同的聚四氟乙烯管泵入样品环1内，所述样品环1通过管路连接石英流动池2，所述石英流动池2的上下两端分别固定电磁线圈A和电磁线圈B，所述电磁线圈A和电磁线圈B的通断由延时继电器3控制；所述石英流动池2与紫外分光光度计4联用进行在线测定。

如图1所示，所述蠕动泵P2中分别输送水和解吸剂的两根聚四氟乙烯管分别与六通阀5的2口和3口连接，所述六通阀5的1口与石英流动池2的进口连通。

通过智能流动注射进样器分别同时将稀释后的样品溶液和磁性吸附剂分散液通过管径不同的两根聚四氟乙烯管泵入样品环内混合均匀，并进行自动萃取；通过电磁线圈将磁性吸附剂收集到石英流动池内，排出废液；然后向流动池内泵入解吸液，通过延时继电器控制两个电磁线圈交替产生磁场，磁性吸附剂在流动池内上下震动，使分析物解吸完全。将磁性吸附剂收集至石英流动池上端，通过紫外分光光度计测定解吸液，记录数据；最后，排出废液，回收磁性吸附剂，清洗装置管道，准备处理下一组样品。

下面利用上述装置进行在线自动化磁性固相微萃取快速测定预调鸡尾酒中亮蓝含量的方法，其具体步骤如下：

1、在线自动化磁性固相微萃取—解吸—检测装置参数设置如下：

2、处理样品：取一定量的当地超市购买的某品牌预调鸡尾酒，定容至10mL。

3、自动化磁性萃取及解吸：通过智能流动注射进样器分别同时将10mL稀释后的预调鸡尾酒样品和2mL磁性吸附剂分散液通过管径不同的两根聚四氟乙烯管泵入样品环内混合均匀，并进行自动萃取，通过电磁线圈将磁性吸附剂收集到0.3mL的石英流动池内，排出废液；然后向流动池内泵入解吸液，通过延时继电器控制电磁线圈A和B交替产生磁场，使磁性吸附剂在流动池内上下震动30s，使分析物解吸完全。

4、在线光谱检测：解吸完成后，将磁性吸附剂收集至石英流动池上端，通过紫外分光光度计测定解吸液，记录数据，计算得到预调鸡尾酒样品中亮蓝的含量。

本实验所测预调鸡尾酒样品中所含亮蓝的含量为3.28mg/kg。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照本发明实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明的技术方案的精神和范围，其均应涵盖本发明的权利要求保护范围中。