一种固相萃取助压装置和系统的制作方法

本发明涉及固相萃取领域，具体地说是一种固相萃取助压装置和系统。

背景技术：

固相萃取(spe)技术作为一项样品前处理技术，近年来广泛用于食品检测、药物分析、环境监测等多个领域的实验中。固相萃取主要依靠固相萃取柱，进行活化、上样、淋洗、洗脱等步骤。虽然具有可批量处理、重现性好、灵敏度高等优点，但是也出现以下技术问题：1.上样后样液的过液速度较慢；2.无法稳定样液的过液速度，样品间流速不均；3.某些样液杂质较多，引起萃取柱堵塞；4.同一批次多个样品分析，如出现堵柱，操作的重复性和结果的可靠性较差。上述技术问题不仅影响实验操作的便捷性，往往还会影响实验结果的精准性。

现有的固相萃取装置普遍采用的是玻璃缸式的负压助流装置，当出现样液流出过慢时，接入真空泵，在玻璃缸体形成负压加速液体流出，该技术无法控制负压压力，容易导致流液通畅的样品过液速度太快；有时也会采用洗耳球对过液缓慢的固相萃取柱进行挤压助流，费时费力。该两种方式容易出现回收率和样品之间平行性差等问题。

因此，对于流速过慢以及堵塞萃取柱等问题，可以通过增大流速来解决，同时，增大流速也使实验前处理这一步骤简化；但是，稳定的流速对于固相萃取更为重要，流速过快会降低目标化合物的回收率，尤其是以离子交换为机理的固相萃取。流速过慢会延长分析时间，加速某些样品沉淀，造成堵塞，降低工作效率。解决流速过慢的方法，目前主要采用真空泵形成全体负压环境或个别样品手动加压，由于难以控制稳定的负压，以及未能实现单个样品压力的独立控制，不堵塞的样品会出现流速过快，影响结果的平行性；单个样品手动加压会造成流速不稳以及效率低等问题等问题。因此，研究开发一种压力稳定、可调的固相萃取助力系统，以有效解决固相萃取过程中过液缓慢的问题显得极为重要。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种固相萃取助压装置，该助压装置能够加快固相萃取过程中的过液速度、维持稳定流速，解决上样后样液的过液速度较慢或堵塞等问题。

本发明的另一目的是提供一种固相萃取助压系统，该助压系统包含多个相互独立的固相萃取助压装置，每一固相萃取助压装置分别调控一个样品的压力，实现单个样品压力的独立控制，能使得多个固相萃取柱的过液速度保持一致，保证实验结果的平行性。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种固相萃取助压装置，连接在固相萃取装置的固相萃取柱的前端，包括重力加压盒、注射器和连接管，注射器的上端与重力加压盒连接，下端通过三通连接器与连接管的一端连接，连接管的另一端与固相萃取柱的上端连接；三通连接器的另一端口设置有单向进气阀。采用这种结构后，针筒抽气时，气体通过单向进气阀输入注射器后，单向进气阀自动关闭，通过调控重力加压盒内的重力使注射器内的气体体积减小，形成气压并通过连接管将气体输送至固相萃取柱，挤压固相萃取柱中的过柱液体，提高过柱效率。单向进气阀实现气体只进不出，方便二次加压操作和压力控制。

优选地，通过向重力加压盒内加减钢珠或金属小块的数量，或者加减液体的体积实现重力的调控，重力的大小根据所需的助压压力的大小确定。采用这种结构后，利用重力进行调控，钢珠和金属小块可以循环利用，液体的压力方便精确调控，助压过程更加节能，无需其他动力，即使在实验室停电的条件下也能对固相萃取过程进行助压，实现零能耗，环保科学。

优选地，连接管通过连接头与固相萃取柱连接。

优选地，连接头为半球状圆面的弧形硅胶连接头；弧形硅胶连接头的下端为圆弧形、中间嵌有细管或开设有细孔。采用这种结构后，细管方便与所述连接管连接；细孔可以直接插入针头，再通过针头与连接管连接。弧形硅胶连接头可适配各种规格的固相萃取柱，实用性更强。

优选地，连接头与固相萃取柱连接处设有金属夹。采用这种结构后，使用金属夹使连接密闭，保证气压的稳定性。

优选地，连接管为硅胶管。采用这种结构后，硅胶管为软质管，可以在根据实际使用情况调整注射器和固相萃取装置之间的相对位置时保证连接的可能性。

优选地，重力加压盒包括分体式盒体和底座；注射器包括分体式管体和芯杆；底座与芯杆连接。采用这种结构后，盒体可以从底座中抽出，便于盒体的取放。底座与芯杆连接，将盒体放置在底座上并向盒体内增加重力时，重力加压盒推动芯杆在管体内做相对压缩运动，进而减小注射器中气体的体积，形成气压。

优选地，注射器的容量为10-100ml。

一种固相萃取助压系统，包括多个所述固相萃取助压装置，各固相萃取助压装置之间相互独立，每一固相萃取助压装置对应一个样品的压力调控，实现多个样品的助压压力的独立调控。采用这种结构后，每一固相萃取助压装置分别调控一个样品的压力，实现单个样品压力的独立控制，能使得多个固相萃取柱的过液速度保持一致，保证实验结果的平行性。

优选地，还包括用于固定各固相萃取助压装置的注射器的固定架。采用这种结构后，使得实验时各固相萃取助压装置有序放置，相互无干扰。

本发明的原理是：固相萃取助压装置通过调控重力加压盒内的重力使注射器内的气体体积减小，形成气压并通过连接管将气体输送至固相萃取柱，挤压固相萃取柱中的过柱液体，提高过柱效率。固相萃取助压系统通过多个相互独立的固相萃取助压装置，每一固相萃取助压装置分别调控一个样品的压力，实现单个样品压力的独立控制，能使得多个固相萃取柱的过液速度保持一致，使同批处理的样品在采用固相萃取净化时提高过液速度，流率平行稳定，并能提高实验精准度和工作效率。

总的说来，本发明具有如下优点：

1.固相萃取助压装置能够加快固相萃取过程中的过液速度、维持稳定流速。该助压装置结构简单，采用重力控制助压压力，操作简单、灵活，通过逐步增加或减少重力加压盒中钢珠或金属小块的数量或者液体的体积，利用钢珠或金属小块或液体自身的重力提供助压压力。

2.通过在固相萃取助压系统上设置多个可独立稳定加压的固相萃取助压装置，使助压系统可以同时控制多个样品的助压压力，并可实现单个样品独立加压控速的效果，既提高了固相萃取的过柱效率，又使得样品处理的平行性得到较好的控制；使得多个过液缓慢的样品能达到与其他过液顺畅的样品一致的萃取速度，从而有效地提高实验的精密度。

3.该固相萃取助压系统采用独立加压技术，可批量处理多个样品，试管架的孔数可根据实际需要设计为5孔、10孔、20孔等，不仅可以独立调节样品数，而且可实现批量化处理，能对每个固相萃取柱中的样品溶液进行单独加压，使得每个固相萃取柱中的样品溶液能稳速通过固相萃取柱中的填料而流出，既加快了实验进度，又能使不同样品间的过柱速度相对一致。

4.固相萃取助压装置采用钢珠或金属小块或液体自身的重量进行助压，无需其他动力，即使在实验室停电的条件下也能对固相萃取过程进行助压，实现零能耗，环保科学。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明使用状态下的示意图。

图3为鸡蛋中添加4种氟喹诺酮药物高效液相检测色谱图。

图中的标号和对应的零部件名称为：1为重力加压盒的底座，2为玻璃注射器，3为单向进气阀，4为连接管，5为弧形硅胶连接头，6为固相萃取柱，7为三通连接器，8为重力加压盒的盒体，9为钢珠，10为缸体，11为试管，12为金属夹。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明做进一步详细的说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

一种固相萃取助压装置，包括重力加压盒，50ml的玻璃注射器，内径为2mm、外径为3.2mm的硅胶制成的连接管，单向进气阀，三通连接器，由不锈钢制成的钢珠，直径为2.5cm的半球状圆面的弧形硅胶连接头和金属夹。

该助压装置连接在固相萃取装置的固相萃取柱的前端，固相萃取装置包括由上至下依次设置的固相萃取柱、导流管、试管和缸体，还包括固定试管的试管架。固相萃取柱中的液体通过导流管流入试管内，试管通过试管架固定在缸体内部。试管用于接收过柱液或者洗脱液。固相萃取柱可以直接从市面上购买，缸体购买自市面常用品牌(如waters、speco等)。

重力加压盒包括分体式盒体和底座，盒体可以从底座中抽出，便于盒体的取放；盒体为圆桶形结构，直径为4cm、高度为8cm。玻璃注射器包括分体式管体和芯杆；底座与芯杆连接。三通连接器的一端与管体的下端连接，一端与连接管连接，一端设有单向进气阀；连接管的另一端与弧形硅胶连接头连接。弧形硅胶连接头与固相萃取柱连接，在连接处设有金属夹，以保证连接的密封性。弧形硅胶连接头的下端为圆弧形、中间嵌有细管，方便与连接管连接。钢珠放置在重力加压盒的盒体内，通过向重力加压盒内加减钢珠数量实现重力的调控，重力的大小根据所需的助压压力的大小确定。助压过程更加节能，无需其他动力，即使在实验室停电的条件下也能对固相萃取过程进行助压，实现零能耗，环保科学。

一种固相萃取助压系统，包括多个所述固相萃取助压装置和用于固定各固相萃取助压装置的玻璃注射器的固定架，各固相萃取助压装置之间相互独立，每一固相萃取助压装置对应一个样品的压力调控，实现多个样品的助压压力的独立调控。每一固相萃取助压装置分别调控一个样品的压力，实现单个样品压力的独立控制，能使得多个固相萃取柱的过液速度保持一致，保证实验结果的平行性。

固相萃取助压系统的助压过程为：将助压系统中的各固相萃取助压装置均按照图2的连接方式连接好之后，提起玻璃注射器的芯杆，根据固相萃取柱下过柱液的流速快慢情况，在重力加压盒的盒体中放入适量的钢珠，流速过慢可增加钢珠数，流速过快，可减少钢珠数量，直至整批过柱样品流速相对一致，以获得相对平行的固相萃取回收率。

理论上，50ml玻璃注射器每提起一次能够提供50ml体积的加压空气，当助压系统连接的气密性未能达到完全密封，一次提起的助压压力未能使固相萃取柱中的液体过完时，可重新提起玻璃注射器的芯杆，空气即顺着单向进气阀进入玻璃注射器，放开手后立即可进入第二次助压过柱，压力不变，并能维持原先的过柱流速。

本实施例中，利用固相萃取助压系统开展鸡蛋中氟喹诺酮类药物残留检测。

由于氟喹诺酮类药物(特别是恩诺沙星)是目前国内在动物养殖中疾病防治的重要品种，为各规模养殖企业的常备药物。然而，蛋鸡在产蛋期禁用该类药物，而其他生长时期无需禁用，因此对鸡蛋中的氟喹诺酮残留进行监测，保证其质量安全就显得特别重要。

鸡蛋样品和各试剂耗材准备以及检测的色谱条件参考农业部781号公告-6-2006《鸡蛋中氟喹诺酮类药物残留量的测定高效液相色谱法》中各有关条款执行。由于该方法采用磷酸盐提取鸡蛋匀浆液，提出的液体中含有大量的蛋清和蛋黄，在进行过柱净化时常常会出现固相萃取柱堵塞情况，而且各样品将常常出现堵塞程度差异较大的情况。实验中在净化步骤采用固相萃取助压系统的各固相萃取助压装置对各进行固相萃取的样品根据流速情况施以不同助压压力，使各平行样品在过柱时的流速相对一致。实验采用空白鸡蛋添加4种氟喹诺酮标液的方法进行测试，样品添加浓度为环丙沙星(cip)、恩诺沙星(enr)、沙拉沙星(sar)均为20μg/kg，达氟沙星(dan)4μg/kg，共添加20份样品，参考农业部781号公告-6-2006规定的步骤提取后，在过柱净化的时候随机分为两组，每组10份样品，其中一组(简称i组)采用固相萃取助压系统进行辅助过柱净化，另一组(简称ⅱ组)当部分样品出现堵柱时用洗耳球进行加压辅助过柱净化。结果显示i组在净化步骤的用时为25min，其工作效率明显高于ⅱ组的55min，i组的添加回收率的变异系数为3.7％(n＝10)，其均匀度也明显好于ⅱ组的添加回收变异系数(6.8％，n＝10)。其检测的特征色谱图见图3。

实施例2

本实施例中，利用固相萃取助压系统开展猪肉中四环素类药物残留检测。

四环素类药物(包括土霉素、金霉素、四环素和多西环素)是我国目前食品动物养殖中呼吸道疾病的主要防止药物。该类药物在儿童的牙发育矿化期，可被结合到牙组织内，引起牙着色和牙釉质发育不全，在动物源食品中需要长期进行四环素类药物残留监测，以确保食品质量安全。

所用试剂耗材参考农业部1025号公告-12-2008《鸡肉、猪肉中四环素类药物残留检测液相色谱-串联质谱法》的规定进行配制。该方法采用mcilvaine-na2edta缓冲液提取肌肉组织中的四环素类，过hlb固相萃取柱。由于样品提取液体积较大并含有较高浓度的肉汁，过柱时非常费时，并有部分堵柱现象，如果采用真空负压助流，容易导致样品回收率不平行。在样品净化步骤中(包括柱子的活化、上样、淋洗和洗脱)使用固相萃取助压系统进行辅助过柱净化，采用各固相萃取助压装置对各样品进行独立控制，由于实现了逐个独立控制助压压力，使各样品间过液速度较为平衡，检测结果样品的一致性较好，10份鸡肉加标样品(四环素添加浓度：20μg/kg，)的平均回收率为86.18％，回收率变异系数为5.1％，净化步骤的耗时显著减少。

本实施例中未提及部分同实施例1，此处不再赘述。

除了上述实施例提及的方式外，还可以向重力加压盒内加减金属小块或者液体来替代钢珠。固相萃取装置还可以用离心管代替试管。注射器的材质不限于其玻璃，也可以使用密封性和润滑性更好的材质。重力加压盒的盒体还可以是方形。这些变换方式均在本发明的保护范围内。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。