样品前处理系统的制作方法

1.本发明涉及化学样品分析技术领域，尤其涉及样品前处理系统。


背景技术：

2.随着高效液相色谱发展与普及，成为了现代分离分析技术的普遍趋势。而对待检测物的前处理则是分离分析中尤其重要的步骤，当前主要通过人工操作进行样品前处理，在此过程中人员操作的误差对后续检测结果的影响，有机、无机试剂的大量使用对操作人员的健康影响，大量样本前处理的工作强度，对操作人员的基本素养有较高要求。目前国内外的检测机构和医院开始引入全自动样品前处理设备，取代人工操作，其精确度和效率得到了极大的保障。
3.现有技术的全自动样品前处理仪，在前处理过程中依赖固相萃取柱过滤，需要对固相萃取柱进行使用前活化、使用后净化等，时间长且需对固相萃取柱进行日常维护以保证其正常稳定的使用；同时其处理方法需要对样品液进行加热干燥浓缩，会造成一类热不稳定性化合物的萃取结果具有一定的不可控风险；整个前处理流程表明其处理方式复杂繁琐，不可替换装置直接参与样品溶液混合易污染，前处理耗时较长。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种样品前处理系统，简化操作步骤，前处理时间较短、减少不可替代器械的直接接触和环境的干扰，提高工作效率。可实现全程无人操作自动上机检测，实现了目标物检测前处理全自动，全部操作不超过5分钟即可自动运行。
5.根据本发明第一方面实施例的样品前处理系统，包括移液装置、加温震动装置、离心装置和第一抓取装置，所述加温震动装置包括加温震动基座和样品盘，所述样品盘设置于所述加温震动基座上；所述移液装置设置于所述加温震动装置的上方，用于将试管槽内的样本和试剂瓶内的试剂移至所述样品盘上，以及将所述样品盘上的清液移至待测样品盘上；所述加温震动基座用于对所述样品盘上的所述样本和所述试剂进行加热和震动；所述第一抓取装置用于将所述样品盘移至所述离心装置或所述加温震动基座上；所述离心装置用于对所述样品盘上所述样本和所述试剂进行离心沉淀。
6.根据本发明的一个实施例，还包括第二抓取装置，所述第二抓取装置用于将所述待测样品盘移至液相色谱装置的进样器内。
7.根据本发明的一个实施例，还包括密封壳体，所述移液装置、所述加温震动装置、所述离心装置、所述第一抓取装置和所述第二抓取装置均位于所述密封壳体的内部。
8.根据本发明的一个实施例，还包括排气装置，所述排气装置与所述密封壳体的内部连通，用于排出所述密封壳体的内部的有害气体。
9.根据本发明的一个实施例，还包括设置于所述密封壳体内部的容置装置，所述容置装置设置于所述移液装置的下方，所述容置装置用于放置所述试管槽和所述试剂瓶。
10.根据本发明的一个实施例，还包括设置于所述密封壳体内部的输送装置，所述输送装置用于将所述试管槽输送至所述容置装置上。
11.根据本发明的一个实施例，所述移液装置包括驱动组件、移液臂和移液接头支架，所述移液接头支架用于放置移液接头，所述驱动组件与所述移液臂连接，用于驱动所述移液臂连接所述移液接头，并在所述容置装置与所述加温震动装置之间移动。
12.根据本发明的一个实施例，所述驱动组件包括电机及相互垂直设置且与所述电机连接的横轴和纵轴，所述横轴水平设置，所述纵轴竖直设置，所述移液臂设置于所述横轴上。
13.根据本发明的一个实施例，所述加温震动基座上设有用于升温的温控组件和用于震动的震荡组件。
14.根据本发明的一个实施例，还包括控制器，所述控制器分别与所述移液装置、所述温控组件、所述震荡组件和所述离心装置连接。
15.本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果：本发明可实现液体样品中目标分析物的萃取、分离、纯化等前处理过程自动化控制，适用于医药、临床等液体样品中目标分析物的萃取、分离、纯化等前处理，可根据不同客户需求的样品检测盘定制化前处理方式，准确度和精密度高，实现全程自动上机检测，简化操作步骤，前处理时间较短、减少不可替代器械的直接接触和环境的干扰，提高工作效率。针对现有分离分析技术中，人员操作的误差对后续检测结果的影响，有机、无机试剂的大量使用对操作人员的健康影响，大量样本前处理的工作强度，对操作人员的基本素养有较高要求等缺陷，本发明可实现全程无人操作自动上机检测，实现了目标物检测前处理全自动，全部操作不超过5分钟即可自动运行。
16.除了上面所描述的本发明解决的技术问题、构成的技术方案的技术特征以及有这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本发明的其他技术特征及这些技术特征带来的优点，将结合附图作出进一步说明，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是本发明实施例样品前处理系统的结构示意图。
19.附图标记：
20.1：移液装置；11：驱动组件；12：移液臂；13：移液接头支架；111：电机；112：横轴；113：纵轴；
21.2：加温震动装置；21：加温震动基座；211：温控组件；212：震荡组件；
22.3：离心装置；4：第一抓取装置；5：第二抓取装置；6：密封壳体；
23.7：排气装置；71：送气管路；72：出气管路；73：气泵；
24.8：容置装置；81：试剂瓶；
25.9：输送装置；91：同步带；92：滚轮导轨；93：试管槽；
26.10：控制器；101：进样器。
具体实施方式
27.下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
28.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
29.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
30.在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
31.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
32.如图1所示，本发明实施例提供的样品前处理系统，包括移液装置1、加温震动装置2、离心装置3和第一抓取装置4，加温震动装置2包括加温震动基座21和样品盘，样品盘设置于加温震动基座21上；移液装置1设置于加温震动装置2的上方，用于将试管槽93内的样本和试剂瓶81内的试剂移至样品盘上，以及将样品盘上的清液移至待测样品盘上；加温震动基座21用于对样品盘上的样本和试剂进行加热和震动；第一抓取装置4用于将样品盘移至离心装置3或加温震动基座21上；离心装置3用于对样品盘上样本和试剂进行离心沉淀。
33.本发明实施例的样品前处理系统，移液装置1移动至试管槽93上方，吸取试管槽93内一定量的样本，再移动至加温震动装置2的样品盘上方，将样本注入样品盘中，然后移动至试剂瓶81上方，吸取试剂瓶81内相应的前处理试剂，再移动至加温震动装置2的样品盘上方，将前处理试剂注入样品盘中，加温震动基座21对样品盘中的样品和试剂进行设定条件的操作，如温控和匀速震荡，完成既定条件的操作后，第一抓取装置4将样品盘抓取，转移至
离心装置3中，通过高速离心将样品盘中悬浮颗粒物沉淀至样品盘底部，达到纯化检测物的目的，停止高速离心后，第一抓取装置4再将样品盘从离心装置3中取出放加温震动基座21上，移液装置1移动至加温震动装置2上方，从高速离心过的样品盘中吸取一定量的上清液，转移至未使用过的待测样品盘中，以此完成对样品前处理，等待送至高效液相色谱的自动进样器101中进行进样检测。
34.本发明可实现液体样品中目标分析物的萃取、分离、纯化等前处理过程自动化控制，适用于医药、临床等液体样品中目标分析物的萃取、分离、纯化等前处理，可根据不同客户需求的样品检测盘定制化前处理方式，准确度和精密度高，实现全程自动上机检测，简化操作步骤，前处理时间较短、减少不可替代器械的直接接触和环境的干扰，提高工作效率。针对现有分离分析技术中，人员操作的误差对后续检测结果的影响，有机、无机试剂的大量使用对操作人员的健康影响，大量样本前处理的工作强度，对操作人员的基本素养有较高要求等缺陷，本发明可实现全程无人操作自动上机检测，实现了目标物检测前处理全自动，全部操作不超过5分钟即可自动运行。
35.本实施例中，离心装置3可设置转速0～16000rpm/min。第一抓取装置4采用抓取机械壁等设备。
36.根据本发明的一个实施例，本发明实施例的样品前处理系统还包括第二抓取装置5，第二抓取装置5用于将待测样品盘移至液相色谱装置的进样器101内。本实施例中，移液装置1移动至加温震动装置2上方，从高速离心过的样品盘中吸取一定量的上清液，转移至未使用过的待测样品盘中，转移完成后，第二抓取装置5将待测样品盘抓取送至高效液相色谱装置的自动进样器101中进行进样检测。通过联用高效液相色谱自动进样器101，可实现全自动前处理样品并提交上机检测的全过程，无需人员操作，极大地提高了检测效率。
37.本实施例中，第二抓取装置5采用机械臂。
38.根据本发明的一个实施例，本发明实施例的样品前处理系统还包括密封壳体6，移液装置1、加温震动装置2、离心装置3、第一抓取装置4和第二抓取装置5均位于密封壳体6的内部。本实施例中，整个系统处于封闭环境内，即密封壳体6的内部形成封闭环境，系统各装置设备安装在其中，避免了外部环境中的污染影响前处理结果，进一步提升样品前处理结果的精确性。
39.根据本发明的一个实施例，本发明实施例的样品前处理系统还包括排气装置7，排气装置7与密封壳体6的内部连通，用于排出密封壳体6的内部的有害气体。本实施例中，排气装置7用于排除密封壳体6内部的废气，密封壳体6通过排气装置7与外界实现气体交换，将实验过程中密闭产生的挥发物从排气装置7送出，保证实验过程没有污染物干扰实验结果，避免了环境中的污染影响前处理结果。
40.本实施例中，排气装置7包括送气管路71、气泵73和出气管路72，送气管路71与出气管路72均与密封壳体6连通，气泵73设置在送气管路71上。整个系统工作过程的送气管路71通过气泵73保持送气，将实验产生的挥发物通过出气管路72送出，保证实验过程没有污染物干扰实验结果。
41.根据本发明的一个实施例，本发明实施例的样品前处理系统还包括设置于密封壳体6内部的容置装置8，容置装置8设置于移液装置1的下方，容置装置8用于放置试管槽93和试剂瓶81。本实施例中，容置装置8采用托盘，托盘上放置有多个试剂瓶81，试剂瓶81内用于
填装前处理试剂，试剂瓶81用硅胶盖垫封口，装有样本的试管槽93也可放置在托盘上。容置装置8设置在移液装置1的而下方，便于移液装置1在容置装置8与加温震动装置2二者之间的移液操作。
42.根据本发明的一个实施例，本发明实施例的样品前处理系统还包括设置于密封壳体6内部的输送装置9，输送装置9用于将试管槽93输送至容置装置8上。本实施例中，操作人员手工采集液体样本放置于试管槽93中，并将试管槽93置入输送装置9，输送装置9将样本槽传送至容置装置8上，从而实现液体样本自动输送的效果。
43.本实施例中，输送装置9包括同步带91和滚轮导轨92，试管槽93放置在同步带91上，同步带91绕接滚轮导轨92，在滚轮导轨92的驱动下将放置好样本的试管槽93通过同步带91传送至托盘。
44.根据本发明的一个实施例，移液装置1包括驱动组件11、移液臂12和移液接头支架13，移液接头支架13用于放置移液接头，驱动组件11与移液臂12连接，用于驱动移液臂12连接移液接头，并在容置装置8与加温震动装置2之间移动。本实施例中，移液臂12在移动吸取液体前需连接移液接头，多规格移液接头支架13上放置多个一次性的移液接头，移液臂12在驱动组件11的驱动下换取未使用过的移液接头，用于转移样本与前处理试剂，可有效避免取放样本和试剂的过程中，试剂与样本之间的相互污染。
45.本实施例中，移液臂12先取出第一个移液接头，吸取试管槽93内的样本注入样品盘中，再将第一个移液接头卸下，换取第二个移液接头，吸取试剂瓶81内的前处理试剂注入样品盘中，再将第二个移液接头卸下，换取第三个移液接头，吸取样品盘中样品的上清液注入待测样品盘中，再将第三个移液接头卸下，以此完成一次前处理操作，等待下一次前处理操作。
46.根据本发明的一个实施例，驱动组件11包括电机111及相互垂直设置且与电机111连接的横轴112和纵轴113，横轴112水平设置，纵轴113竖直设置，移液臂12设置于横轴112上。本实施例中，驱动组件11采用xy轴定位模块的一对平行的x轴滑轨，即横轴112，与一对平行的y轴固定滑轨相连，即纵轴113，x轴滑轨上设置移液臂12，x轴滑轨的底座上设置移液接头支架13，xy轴定位模块设置于托盘与加温震动装置2之上，与电机111连接。电机111驱动横轴112移动，使移液臂12沿横轴112的延伸方向移动，实现托盘与样品盘之间的液体移动，电极驱动纵轴113移动，使横轴112和移液臂12沿纵轴113的延伸方向移动，从而改变移液臂12的所在高度，便于进行吸取液体的操作。在其它实施例中，驱动组件11还可通过其它可移动的结构形式出现。
47.根据本发明的一个实施例，加温震动基座21上设有用于升温的温控组件211和用于震动的震荡组件212。本实施例中，温控组件211为氮气干燥模块加热块，震荡组件212为匀速震荡模块，温控组件211可设置温度0～100℃；震荡组件212可设置转速0～2500rpm/min。
48.根据本发明的一个实施例，本发明实施例的样品前处理系统还包括控制器10，控制器10分别与移液装置1、温控组件211、震荡组件212和离心装置3连接。本实施例的控制器10包括用于实现温控、匀速震荡、xy轴定位和高速离心程序设置的软件系统。控制器10连接xy轴定位模块、移液臂12、温控组件211、震荡组件212和离心装置3，可以根据使用需求设置相关参数。
49.本发明的样品前处理系统的具体操作步骤如下：
50.操作人员将采集液体样本放置于试管槽93中，滚轮导轨92运行，带动同步带91传送试管槽93，将液体样本传送至托盘中；
51.固定在横轴112上的移液臂12通过预设程序，滑动到移液接头支架13上方，从中取出移液接头，滑动至试管槽93上方，吸取一定量的样本，转移至加温震动基座21上的样品盘中；
52.移液臂12回到移液接头支架13上方，除去使用过的移液接头，重新取出未使用的移液接头；
53.移液臂12移动至试剂瓶81上方吸取相应的前处理试剂；
54.移液臂12通过横轴112移动至加温震动基座21的样品盘上方，将试剂加入至样品盘中；
55.加温震动基座21通过控制器10控制其中的温控组件211和震荡组件212，对样品盘中的样品和试剂进行设定条件的操作；
56.完成既定条件的操作后，第一抓取装置4将样品盘抓取，转移至离心装置3中，开始高速离心，将样品盘中悬浮颗粒物沉淀至样品盘底部；
57.高速离心后，第一抓取装置4将样品盘从离心装置3中取出放回加温震动基座21；
58.移液臂12移动至样品盘上方，从高速离心过的样品盘中吸取一定量的上清液，转移至未使用过的待测样品盘中；
59.转移完成后，第二抓取装置5将待测样品盘抓取送至高效液相色谱的自动进样器101中进行进样检测；
60.整个系统工作过程保持内部环境密封，通过排气装置7保持送气，并将实验产生的挥发物送出，保证实验过程没有污染物干扰实验结果。
61.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。