一種高通量磁性萃取富集裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于磁性萃取裝置領(lǐng)域，涉及一種高通量磁性萃取富集裝置，具體地說(shuō)，涉及一種在磁性分散固相萃取樣品前處理過程中，能富集、轉(zhuǎn)移和分離溶液中磁性萃取顆粒的一種高通量磁性萃取富集裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]磁性分散固相萃取(MagneticDispersive Solid-Phase Extract1n，MDSPE)技術(shù)是近些年來(lái)興起的一項(xiàng)獨(dú)特的、環(huán)境友好的樣品前處理技術(shù)，是應(yīng)用磁性或可磁化納米材料作為吸附基質(zhì)的一種分散固相萃取技術(shù)。與傳統(tǒng)的固相萃取(SPE)技術(shù)不同，這種納米顆?？梢酝耆┞队诖郎y(cè)體系，并與之充分接觸，能夠在短時(shí)間內(nèi)從大體積待測(cè)體系中吸附和萃取待測(cè)物質(zhì)，該技術(shù)僅通過施加一個(gè)外部磁場(chǎng)即可實(shí)現(xiàn)相分離，操作簡(jiǎn)單、省時(shí)快速，無(wú)需離心過濾等繁瑣操作。因而該技術(shù)在細(xì)胞分離、藥物轉(zhuǎn)運(yùn)、酶的固定化，目標(biāo)有機(jī)物的吸附-分離、環(huán)境科學(xué)、食品科學(xué)、基因組學(xué)等諸多領(lǐng)域中都展示了極高的應(yīng)用前景。
[0003]MDSPE技術(shù)的主要過程為先將磁性顆粒吸附劑添加到樣品溶液或懸浮液中，超聲分散，待測(cè)物完全萃取于吸附劑中，在容器外加磁鐵吸引聚集吸附劑，倒掉溶液;移走磁鐵，加入清洗劑，超聲分散，重復(fù)磁力分離步驟，倒掉清洗劑，再加入小體積洗脫劑將待測(cè)物從磁性材料上洗脫下來(lái)。
[0004]目前該過程中，普遍存在以下問題:
[0005](I)需要處理大批量樣品溶液時(shí)，費(fèi)力耗時(shí)，不能同時(shí)進(jìn)行，處理通量低；
[0006](2)由于容器壁的吸附，傾倒溶液時(shí)不能徹底、干凈，影響下一步操作，特別是溶液體積很少時(shí)；
[0007](3)當(dāng)樣品溶液中待測(cè)物濃度極低時(shí)，需進(jìn)行大體積萃取，隨著容器尺寸增大，夕卜加磁鐵距離容器中部溶液變遠(yuǎn)，磁作用力減弱，容器中部磁性材料分離磁力不足，分離時(shí)間延長(zhǎng)，吸附不完全，從而導(dǎo)致回收率低、重現(xiàn)性差、處理時(shí)間長(zhǎng)等問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]本實(shí)用新型的目的為了解決現(xiàn)有的磁性材料萃取富集方法處理步驟繁瑣、耗時(shí)等問題，提供一種高通量磁性萃取富集裝置，能應(yīng)用于大批量及大體積樣品萃取中快速高效的捕獲磁性材料，并方便實(shí)現(xiàn)磁性材料的轉(zhuǎn)移、分離，提高了樣品處理的通量和效率。
[0009]本實(shí)用新型的目的是通過下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0010]—種高通量磁性萃取富集裝置，包括磁性可調(diào)式富集探頭、容器托盤、富集探頭支架、支撐桿、底座;其中若干富集探頭固定于富集探頭支架，富集探頭支架與支撐桿相連接，支撐桿與底座相連，容器托盤位于富集探頭下方，在容器托盤上設(shè)置與富集探頭對(duì)應(yīng)的容器安放位;容器托盤與支撐桿或底座相連接，或者容器托盤放置于底座或托盤支架上，托盤支架與支撐桿或底座相連接;在富集探頭支架、托盤支架、容器托盤、支撐桿和/或底座上設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)使富集探頭與容器托盤作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)裝置。
[0011]所述的富集裝置，其中磁性可調(diào)式富集探頭為采用電磁調(diào)節(jié)磁性的富集探頭或者采用永磁體機(jī)械調(diào)節(jié)磁性的富集探頭。
[0012]所述的富集裝置，其中采用電磁調(diào)節(jié)磁性的富集探頭包括電磁鐵、電磁鐵固定桿、用于調(diào)節(jié)電磁鐵磁性強(qiáng)弱或有無(wú)的電磁調(diào)節(jié)裝置；電磁鐵固定桿一端固定電磁鐵，另一端固定于富集探頭支架。為了避免永久吸附和長(zhǎng)期腐蝕，電磁鐵可采用絕緣、防腐、防水、不易磁化材料包裹或封裝，比如塑料等材料。電磁鐵固定棒可以采用表面光滑無(wú)吸附性的材料如聚四氟乙烯材料制成。
[0013]電磁調(diào)節(jié)裝置可以設(shè)置在富集裝置的任何不影響富集操作的位置，比如設(shè)置在富集探頭支架、支撐桿和/或底座上。電磁調(diào)節(jié)裝置可對(duì)所有富集探頭的電磁體進(jìn)行同步調(diào)節(jié)，也可以單一富集探頭進(jìn)行獨(dú)立調(diào)節(jié)，比如通過程控裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)各富集探頭進(jìn)行分別調(diào)節(jié)或者每個(gè)富集探頭均設(shè)置一個(gè)電磁調(diào)節(jié)裝置。通常情況下大批樣品進(jìn)行高通量富集時(shí)對(duì)全部探頭進(jìn)行同步調(diào)節(jié)就可以了，但如果需要設(shè)置對(duì)照時(shí)也許對(duì)某個(gè)探頭的磁性進(jìn)行單獨(dú)調(diào)節(jié)就需要了。
[0014]所述的富集裝置，其中采用永磁體機(jī)械調(diào)節(jié)磁性的富集探頭包括內(nèi)棒、與內(nèi)棒下端相連的永磁體、外套管，外套管上端開口下端為盲端，永磁體可隨內(nèi)棒在外套管內(nèi)上下移動(dòng)；富集探頭支架分為二層，上層支架與內(nèi)棒上部相連，下層支架與外套管上部相連，上、下層支架分別與支撐桿相連，在支架和/或支撐桿上設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)使上下層支架作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)裝置。
[0015]更進(jìn)一步，可在外套管的中下部外表面設(shè)置環(huán)形擋板。環(huán)形檔板的位置最好采用可調(diào)式，根據(jù)具體溶液液面高度來(lái)確定位置，或者根據(jù)外套管下端浸入溶液液面的通常要求，在適當(dāng)位置固定設(shè)置環(huán)形檔板，比如可以設(shè)置在外套管下端臨近樣品溶液液面及浸入洗脫溶液液面以下的部位。設(shè)置環(huán)形擋板的目的是由于永磁體頻繁向上移動(dòng)時(shí)可以使吸附在外套管側(cè)壁的少量磁性顆粒向上小幅移動(dòng)至洗脫溶液液面以上，導(dǎo)致這部分磁性顆粒不能夠洗脫下來(lái)而產(chǎn)生誤差。
[0016]優(yōu)選的，所述內(nèi)棒可以采用塑料材料制成，為了避免永久吸附和長(zhǎng)期腐蝕，外套管可以采用表面光滑無(wú)吸附性的材料如聚四氟乙烯材料制成。
[0017]所述的富集裝置，其中容器安放位為容器安放槽或容器安放孔。
[0018]所述的富集裝置，其中容器托盤與托盤支架、支撐桿或者底座連接方式為卡扣式連接。采用卡扣式連接可以方便地實(shí)現(xiàn)容器托盤更換，這樣可以對(duì)容器托盤上的容器進(jìn)行整體更換，提高容器更換效率。如果容器托盤直接放置在底座或托盤支架上，最好有形狀匹配的限位結(jié)構(gòu)，防止容器托盤因震動(dòng)等原因移位。當(dāng)然，也可以不更換容器托盤，而是采用其他方式對(duì)容器進(jìn)行整體更換，比如采用能一次抓取若干個(gè)容器的夾具或機(jī)械手，不過這樣顯然沒有直接更換容器托盤來(lái)得方便快捷。
[0019]容器包括盛有含待富集磁性物質(zhì)(如磁性顆粒)的樣品溶液的樣品容器，或者盛有將富集磁性物質(zhì)洗脫下來(lái)的洗脫溶液的洗脫容器。
[0020]所述的富集裝置，其中使富集探頭與容器托盤作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)裝置包括:
[0021]在富集探頭支架或支撐桿上設(shè)置的使富集探頭支架上下移動(dòng)的調(diào)節(jié)裝置;和/或，在容器托盤或支撐桿或底座上設(shè)置的使容器托盤上下移動(dòng)的調(diào)節(jié)裝置。
[0022]在富集探頭支架或支撐桿上設(shè)置的使富集探頭支架作小幅度的往復(fù)運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)或大幅度的平移運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)裝置;和/或，在容器托盤或支撐桿或底座上設(shè)置的使容器托盤作小幅度的往復(fù)運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)或大幅度的平移運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)裝置。
[0023]上下移動(dòng)的作用一方面可以使富集探頭向下移動(dòng)插入溶液中以及向上移動(dòng)離開容器，比如插入樣品容器中與樣品溶液接觸，可以吸附樣品溶液中的待富集磁性顆粒，或者插入洗脫劑中將已被富集探頭吸附的磁性顆粒洗脫于洗脫溶液中。實(shí)現(xiàn)這樣的功能也可以通過讓富集探頭不動(dòng)而讓容器托盤作上下移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，或者富集探頭與容器托盤均上下移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，不管哪個(gè)部件上下移動(dòng)，只要能夠?qū)崿F(xiàn)富集探頭插入溶液及離開容器即可。上下移動(dòng)的另一個(gè)作用是使富集探頭與容器托盤之間形成一定高度的空間以方便更換容器托盤。
[0024]小幅度往復(fù)運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)的作用主要是使富集探頭兼具攪拌棒的作用，在上下移動(dòng)的配合下富集探頭插入溶液后就可以通過富集探頭作往復(fù)運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)溶液的攪拌作用，如上所述，富集探頭的往復(fù)運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)既可以通過富集探頭支架作小幅度的往復(fù)運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)富集探頭作往復(fù)運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以僅僅通過容器托盤作小幅度的往復(fù)運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)容器作往復(fù)運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)從而使富集探頭的相對(duì)運(yùn)動(dòng)起到攪拌作用，或者富集探頭支架與容器托盤均作小幅度的往復(fù)運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)，不管哪個(gè)部件作往復(fù)運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)，只要能夠?qū)崿F(xiàn)富集探頭起到攪拌溶液作用既可。另外，這里所述的小幅度是以富集探頭不碰到容器內(nèi)壁為宜。
[0025]大幅度的平移運(yùn)動(dòng)的作用主要是為方便更換容器托盤提供空間。富集探頭支架移出容器托盤的水平面投影區(qū)或者容器托盤移出富集探頭支架或富集探頭的水平面投影區(qū)，或者富集探頭支架與容器托盤相互移動(dòng)使它們的水平面投影區(qū)不重疊或大部分不重疊，