专利名称：一种用于果蔬中农药残留分析的样本前处理装置及果蔬中农药残留分析的制作方法
技术领域：
本发明属于食品安全检测仪器领域，具体涉及一种用于果蔬农药残留分 析的样品前处理装置。
背景技术：
随着人们生活水平的不断提高和我国加入WTO后国际贸易的迫切要 求，21世纪我国农业将由数量型向质量型转变，对农产品安全生产和质量控 制更加严格。控制农产品农药残留对人体的危害，除严格限制使用高毒、高 残留农药外，对农药残留实施快速检测是行之有效的办法。
当前，农药残留检测的样品前处理方法一般是按国标 (GB/T5009.199-2003)中的步骤进行，其过程为①将果蔬样品表面去泥， 叶菜类用剪刀取叶片部分，果实类用水果刀顺皮削下一片，剪成l cm左右 见方碎片；②取l g放入样品杯或提取瓶中；③加入5 mL缓冲溶液；④ 振荡l 2min;⑤倒出提取液,静置3 5 min，待用。该过程如果全部采用 人工进行，则一名检测人员在1小时内能完成前处理样品约50个，两名检 测人员1小时能完成120个左右。然而，后续酶抑制法检测农药残留流程已 髙度集成化，每小时检测样本数可达300 400个(剔除前处理时间)。要发 挥这些高通量的检测设备的整体效率，只有在前处理环节增加人员，縮短前 处理时间，才能达到整体高效的目的。应该说，蔬菜的前处理环节已成为农 残检测的限速步骤。
在縮短前处理环节时间的方法上，除增加人工外，国内外专家还进行了 多方面的改进。如华中科技大学的陆晓华等发明了《一种用于果蔬中农药残留分析的样品预处理方法和装置》(专利号200510018433.0)，应用亚临界水 萃取预处理技术，縮短萃取时间以达到提高整体效率的目的。通过查阅相关 文献，目前国内外尚未有降前处理流程进行高度集成化的相关报道。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于果蔬中农药残留 分析的全自动样品预处理设备。该设备前处理流程完全符合符合国标 (GB/T5009.199-2003)，具有机构简单，自动化程度高、操作方便、总体成 本低的特点，适用于承担大量快速检测任务的大型农产品批发市场等相关组 织。
一种用于果蔬中农药残留分析的全自动样品前处理装置，其特征在于 该装置的结构包括顶板，上侧门，下侧门，面板，样品盘保护盆，废水盆， 切刀架，样品盘，喷水组件，试管盘，吸管组件，试管盘保护盆。外壳部件 采用冷扎板表面烤漆处理。面板为1毫米不锈钢板，激光切割而成。样品盘 保护盆经冷扎板表面烤漆处理。废水盆不锈钢焊接而成，内有不锈钢格网。 切刀架用不锈钢加工而成，内有两把旋转切刀，和切刀冲洗装置。样品盘的 转盘基体由铝合金加工而成，上面可安装20个样品烧杯，烧杯支架由不锈 钢加工，并安装在铝合金转盘上。喷水组件共有3个不锈钢喷管，安装在可 移动的基座上，可在程序的控制下完成前后移动，喷水等动作。试管盘使用 生化仪标准试管盘。吸管组件由旋转电机和直线电机推动，完成升降和旋转 动作，并在程序的控制下由定量注射器完成溶液的抽取。试管盘保护盆经冷 扎板表面烤漆处理。
除了上述机械构件之外还有，运动构件，和控制电器，静音空压机。运动构件包括样品盘驱动主轴l个，试管盘驱动主轴l个，定量注射 器驱动滑块l套，喷水管驱动滑块3套(气动)，吸管驱动构件l套，切刀架 驱动滑块l套(气动)，旋转切刀驱动电机2套。
控制电器主要包括，三菱PLC控制器一套，运动控制模块5套，以及 各种感应开关，旋转编码器。
工作流程如图4所示，更具体的步骤如下-
(1) 将待处理的样品靠近设备的切刀口处，脚踩脚踏开关，旋转切刀 启动，转速每分钟20 60转，切下约lci^的碎片。碎片落入切刀下方的样 品杯中，杯中碎片有l克左右样品时移开未剪切的样品。
(2) 缓冲液添加器(缓冲液添加器安装在切刀架里面，缓冲液的存储 容器是外置的，在程序控制下定量注射到样品杯中)自动加5mL缓冲液到 样品杯中；
(3) 安装在样品杯下方的超声波振荡槽会自动升起，超声振荡9 12 秒，振荡结束后，振荡槽自动降至原位。超声波样品槽可以同时对7个样品 杯进行振荡，超声波频率为150 250Hz。
(4) 取样器通过自动升降、旋转吸取样品提取液到提取液管中，并再 次清洗取样针。
(5) 溶液提取后，样品杯自动倾斜，倒出剩余溶液，同时清洗装置开 始清洗样品杯，使得样品杯能继续循环使用。
(6) 脚踩脚踏开关，在中央控制器的控制下，样品盘自动旋转一个杯 位，两个样品之间的处理时间间隔为12 18秒。脚踏开关设有保护装置， 在时间间隔内只有一次有效。另一侧的旋转切刀自动交替到样品杯上方进行第二个样品的剪切，依次循环。
图l是本发明一种用于果蔬中农药残留分析的全自动样品前处理装置的
结构示意图2是本发明一种用于果蔬中农药残留分析的全自动样品前处理装置的 分解图3是本发明一种用于果蔬中农药残留分析的全自动样品前处理装置的 模块解析图4是果蔬中农药残留分析的流程图。
图中各数字表示的含义如下
l一顶板；
2 —上侧门；
3 —下侧门； 4一面板；
5 —样品盘保护盆；
6 —废水盆；
7 —切刀架；
8 —样品盘； 9一喷水组件； IO —试管盘； ll一吸管组件； 12—试管盘保护盆。
具体实施方式
实施例l
如图1和2所示， 一种用于果蔬中农药残留分析的全自动样品前处理装 置，其特征在于该装置的结构包括顶板l，上侧门2，下侧门3，面板4， 样品盘保护盆5，废水盆6，切刀架7，样品盘8，喷水组件9，试管盘IO， 吸管组件ll，试管盘保护盆12。外壳部件采用冷扎板表面烤漆处理。面板4 为1毫米不锈钢板，激光切割而成。样品盘保护盆5经冷扎板表面烤漆处理。 废水盆6不锈钢焊接而成，内有不锈钢格网。切刀架7用不锈钢加工而成， 内有两把旋转切刀，和切刀冲洗装置。样品盘8的转盘基体由铝合金加工而 成，上面可安装20个样品烧杯，烧杯支架由不锈钢加工，并安装在铝合金 转盘上。喷水组件9共有3个不锈钢喷管，安装在可移动的基座上，可在程 序的控制下完成前后移动，喷水等动作。试管盘10使用生化仪标准试管盘。 吸管组件11由旋转电机和直线电机推动，完成升降和旋转动作，并在程序 的控制下由定量注射器完成溶液的抽取。试管盘保护盆12经冷扎板表面烤 漆处理。
除了上述机械构件之外还有，运动构件，和控制电器，静音空压机。
运动构件包括样品盘驱动主轴1个，试管盘驱动主轴1个，定量注射 器驱动滑块l套，喷水管驱动滑块3套(气动)，吸管驱动构件l套，切刀架 驱动滑块l套(气动)，旋转切刀驱动电机2套。
控制电器主要包括，三菱PLC控制器一套，运动控制模块5套，以及 各种感应开关，旋转编码器。
总的来说，本发明的用于果蔬中农药残留分析的全自动样品前处理装置可以定义为如图3所示的下列模块样品盘模块、旋转切刀模块、试管盘模 块、缓冲液模块、定量吸取模块、超声波振荡模块、冲洗模块、各种运动构
件和PLC控制器模块。各模块之间以上述的运作完成果蔬中农药残留的分析。
实施例2
(1) 取含有氧化乐果残留农药的茄子作为样品，将其靠近切刀口处， 脚踩脚踏开关，旋转切刀启动，转速每分钟20转，切下约lcr^的碎片。碎 片落入切刀下方的样品杯中，杯中碎片有l克左右样品时移开未剪切的茄子。
(2) 缓冲液添加器自动加5 mL缓冲液到样品杯中；
(3) 安装在样品杯下方的超声波振荡槽自动升起，超声振荡9秒，振 荡结束后，振荡槽自动降至原位。超声波样品槽可以同时对7个样品杯进行 振荡，每个样品的振荡时间为63秒，超声波频率为200Hz。
(4) 取样器通过自动升降、旋转吸取样品提取液到提取液管中，并再 次清洗取样针。
(5) 溶液提取后，样品杯自动倾斜，倒出剩余溶液，同时清洗装置开 始清洗样品杯，使得样品杯能继续循环使用。
(6) 脚踩脚踏开关，在中央控制器的控制下，样品盘自动旋转一个杯 位，两个样品之间的处理时间间隔为12秒。脚踏开关设有保护装置，在时 间间隔内只有一次有效。另一侧的旋转切刀自动交替到样品杯上方进行第二 个样品的剪切，依次循环。每小时处理样品数量-------------------= 300个
处理样品之间的间隔时间
实施例3
(1)取含有氧化乐果残留农药的茄子作为样品，将其靠近切刀口处，脚 踩脚踏开关，旋转切刀启动，转速每分钟30转，切下约lcn^的碎片。碎片 落入切刀下方的样品杯中，杯中碎片有2克左右样品时移开未剪切的茄子。
(2) 缓冲液添加器自动加5 mL缓冲液到样品杯中；
(3) 安装在样品杯下方的超声波振荡槽自动升起，超声振荡12秒，振 荡结束后，振荡槽自动降至原位。超声波样品槽可以同时对7个样品杯进行 振荡，每个样品的振荡时间为84秒，超声波频率为150Hz。
(4) 取样器通过自动升降、旋转吸取样品提取液到提取液管中，并再 次清洗取样针。
(5) 溶液提取后，样品杯自动倾斜，倒出剩余溶液，同时清洗装置开 始清洗样品杯，使得样品杯能继续循环使用。
(6) 脚踩脚踏开关，在中央控制器的控制下，样品盘自动旋转一个杯 位，两个样品之间的处理时间间隔为15秒。脚踏开关设有保护装置，在时 间间隔内只有一次有效。另一侧的旋转切刀自动交替到样品杯上方进行第二 个样品的剪切，依次循环。
3600
每小时处理样品数量=------------------=240个
处理样品之间的间隔时间
通过设置不同的参数进行实验，本发明的设备每小时的处理量为240个
10和300个。同样两个工作人员，本发明的设备每小时处理效率提高了一倍。 因此，在进行大批量的检测工作时，本发明能显著降低劳动强度，降低总体 成本。
权利要求
1.一种用于果蔬中农药残留分析的全自动样品前处理装置，其特征在于该装置的结构包括顶板(1)，上侧门(2)，下侧门(3)，面板(4)，样品盘保护盆(5)，废水盆(6)，切刀架(7)，样品盘(8)，喷水组件(9)，试管盘(10)，吸管组件(11)，试管盘保护盆(12)；其中切刀架(7)用不锈钢加工而成，内有两把旋转切刀，和切刀冲洗装置。
2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于外壳部件采用冷扎板表面烤漆处理；面板(4)为1毫米不锈钢板，激光切割而成；样品盘保护盆(5) 经冷扎板表面烤漆处理；废水盆(6)由不锈钢焊接而成，内有不锈钢格网。
3. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于样品盘(8)的转盘基体由 铝合金加工而成，上面可安装20个样品烧杯，烧杯支架由不锈钢加工，并安装在铝合金转盘上。
4. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于喷水组件(9)共有3个不 锈钢喷管，安装在可移动的基座上，可在程序的控制下完成前后移动、喷水; 试管盘(10)使用生化仪标准试管盘。
5. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于吸管组件(ll)由旋转电机 和直线电机推动，完成升降和旋转动作，并在程序的控制下由定量注射器完 成溶液的抽取；试管盘保护盆(12)经冷扎板表面烤漆处理。
6. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于除了上述机械构件之外 还包括运动构件，和控制电器，静音空压机。
7. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于其中运动构件包括样品盘(8)驱动主轴，试管盘(10)驱动主轴，定量注射器驱动滑块，喷水管(9)气 动驱动滑块，吸管(ll)驱动构件，切刀架(7)气动驱动滑块，旋转切刀驱动电机。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于控制电器包括三菱PLC 控制器，运动控制模块以及各种感应开关、旋转编码器。
9.使用权利要求1-8任一项所述的装置对果蔬中残留农药分析的方法，其包括如下步骤(1) 将待处理的样品靠近设备的切刀口处，脚踩脚踏开关，旋转切刀启动，转速每分钟20 60转，切下约lcn^的碎片，碎片落入切刀下方的样 品杯中，杯中碎片有l克左右样品时移开未剪切的样品；(2) 缓冲液添加器自动加5mL缓冲液到样品杯中；(3) 安装在样品杯下方的超声波振荡槽会自动升起，超声振荡9 12 秒，振荡结束后，振荡槽自动降至原位，超声波样品槽可以同时对7个样品 杯进行振荡，超声波频率为150 250Hz;(4) 定量注射器通过自动升降、旋转吸取样品提取液到提取液管中， 并再次清洗取样针；(5) 溶液提取后，样品盘旋转一个杯位，样品杯自动倾斜，倒出剩余 溶液，同时喷水组件开始清洗样品杯，使得样品杯能继续循环使用；(6)脚踩脚踏开关，在程序控制下，样品盘自动旋转一个杯位，两个样 品之间的处理时间间隔为12 18秒，脚踏开关设有保护装置，在时间间隔 内只有一次有效，另一侧的旋转切刀自动交替到样品杯上方进行第二个样品 的剪切，依次循环。
全文摘要
本发明公开了一种用于果蔬中农药残留分析的全自动样品前处理装置，该装置的结构包括顶板，上侧门，下侧门，面板，样品盘保护盆，废水盆，切刀架，样品盘，喷水组件，试管盘，吸管组件，试管盘保护盆；其中切刀架用不锈钢加工而成，内有两把旋转切刀，和切刀冲洗装置。该装置具有机构简单，自动化程度高、操作方便、总体成本低的特点，适用于承担大量快速检测任务的大型农产品批发市场等相关组织。
文档编号G01N1/28GK101672736SQ200910145098
公开日2010年3月17日 申请日期2009年9月27日 优先权日2009年9月27日
发明者霞 刘, 席仁荣, 杨雨田, 陈高明 申请人:深圳市农产品股份有限公司