一种自动识别液位高度的样品前处理装置及样品处理装置的制作方法

本发明涉及分析化学技术领域，具体涉及一种自动识别液位高度的样品前处理装置及样品处理装置。

背景技术：

食品安全、环境保护、医药研发等领域中化学和生物成分的检测已逐渐成为与人们日常生活密切相关的内容。这包括患者服药后药物在血中浓度的测定，尿中代谢物的测定；食品中农残或其它有害物质的测定(如孔雀石绿，苏丹红)，营养物质的测定；水和空气中有害物质的测定。所有以上检测过程无论是用何种检测手段，大多数要先经过样品前处理，包括样品提取，富集净化的过程。

目前常用的样品前处理产品主要有固相萃取柱式和quechers形式。quechers形式是取快速(quick)、简单(easy)、价廉(cheap)、高效(effective)、耐用(rugged)和安全(safe)单词部分缩写结合而成，它是一种用于农产品中农药残留检测的便捷、高效的净化前处理技术。随着quechers使用的领域的发展，现在已经成为了全球检测水果、蔬菜中农残时的标准样品处理方法。除此之外，随着其应用的拓展开发，也涉及到越来越多的领域，如肉类中兽药、环境水样、酒、土壤中污染物、药物、滥用药等的检测。

quechers机理是将均质后样品经乙腈提取后，采用萃取盐盐析分层后，利用基质分散机理，采用n-丙基乙二胺(psa)、c18或其他吸附剂与基质中绝大部分有机酸、脂肪酸等干扰物结合去除，从而达到净化的目的。为了提升quechers方法对多种样品与多种化学性质农药残留检测的广泛适应性，美国标准(aoac2007.01)与欧洲标准(en15662)中对原有quechers(也称为originalquechers)进行了改良，以确保对ph敏感的农药残留实现有效萃取获得良好的回收率。在quechers操作中使用乙酸-乙酸钠缓冲体系或柠檬酸盐缓冲体系调节ph为弱酸性，可保证大多数对酸或碱不稳定的农药不会发生化学性质改变。

quechers具有程序简单、效率高、灵敏度高的特点。但目前的quechers技术主要是在各个离心管中独立进行。不管是在提取或者净化环节，都需要通过振荡使得离心管中的吸附剂与提取溶液或净化溶液混合，然后再经过离心实现固体吸附剂和溶液的固液分离。但离心操作比较复杂，且离心过程需要较长的时间，离心后的固液分离时会有吸附剂颗粒进入到上层的液体中等问题。另外，现有quechers各个步骤之间需要使用移液的方式将前一个步骤的液体转移到后一个步骤的容器中，所需操作多，也使得自动化的成本较高。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明致力于提供一种自动识别液位高度的样品前处理装置，可以快速地实现样品溶液的提取、移液、净化、收集过程中有关的振荡混合和固液分离的过程，避免了使用花费较长时间的离心操作，而且具有能够实现精确移液，操作简单，自动化的成本低等优点。

本发明一方面提供了一种自动识别液位高度的样品前处理装置，包括主管及与主管并联的一个或一个以上的附管，相邻的主管与附管、附管与附管之间均设置有通孔，主管的底部连接有驱动底部上下移动的驱动件，主管的上端连接有识别液位高度的探测件；任选地，所述主管内装填有提取液。

上述自动识别液位高度的样品前处理装置，是由并联的多个管子组成，各个管子之间通过通孔相连，其中一个为主管，其余为附管，为区分不同的附管，紧邻主管的为一级附管，紧邻一级附管的为二级附管，紧邻二级附管的为三级附管，依次命名区分不同附管。需要说明的是，此处“一级、二级或三级”等序号仅是为了区分，序号不同的附管可以相同或不同。

对主管和附管的具体尺寸大小不作限定，可以根据需要处理的样品量等实际需要进行合理的选择和调整。

采用所述样品前处理装置处理样品溶液时，将样品溶液和提取液注入主管内，振荡混合。待主管内的样品溶液提取完成后，主管底部的驱动件推动主管中的样品溶液向上移动，探测件可以探测液位高度，通过对液位高度、活塞上升高度和主管内部的横截面积等进行计算，可以确保精确转移一定体积的液体至附管中，再从附管中直接收集样品溶液即可。

此操作过程包含了提取、移液、收集多个步骤，均可实现自动化操作，和传统的离心管式quechers的手动使用方式相比，该操作具有极大的效率优势。

上述样品前处理装置可以快速地实现样品溶液的提取、移液、收集过程中有关的振荡混合和固液分离的过程，避免了使用花费较长时间的离心操作，而且具备液面高度识别的功能，具有能够实现精确移液，操作简单，自动化的成本低等优点。

进一步，在本发明提供的技术方案的基础上，所述主管和/或附管内装填有吸附剂，所述附管与附管之间的通孔上设置有防止吸附剂通过的过滤件；任选地，所述主管与附管之间的通孔上设置有防止吸附剂通过的过滤件。

需要说明的是，“主管和/或附管内装填有吸附剂”可以理解为三种解释：(1)主管内装填有吸附剂；(2)附管内装填有吸附剂；(2)主管和附管内均装填有吸附剂。

当提取后的样品溶液需要净化时，在主管和/或附管内装填吸附剂，可以使上述样品前处理装置具备净化的功能，进而优化上述样品处理装置的功能。

附管与附管之间的通孔上设置有防止吸附剂通过的过滤件，可以保证无论吸附剂填充于主管和/或附管中，吸附剂都无法进入最后一级附管中。所以，主管与附管之间的通孔上可以任选地设置防止吸附剂通过的过滤件，即可以设置，也可以不设置。

但若只有主管和一个附管连接时，则吸附剂装填于主管内，而且主管与附管之间的通孔上需要设置防止吸附剂通过的过滤件，使主管内的杂质和吸附剂等会被通孔上的过滤件阻挡无法进入附管中。

进一步，在本发明提供的技术方案的基础上，所述探测件的底端高度与通孔的底端高度齐平。

通过采用上述方案，当主管中的样品溶液的液面接触到探测件的底端时，会使得传感器产生信号，从而实现初始液位高度的识别，且探测件的底端高度与通孔的底端高度齐平，活塞上升的距离与主管内部的横截面积即为液体转移的体积，简单快速的实现精确转移一定体积的液体。

当探测件的底端高度与通孔的底端高度不齐平时。例如：探测件的底端高度低于通孔的底端高度时，记录该高度差，再与液位高度、活塞上升高度和主管内部的横截面积的数值通过计算得出转移液体的体积。或例如：探测件的底端高度高于通孔的底端高度时，选用距离探测器，记录探测器与初始液面之间的距离以及与通孔的底端距离，再与液位高度、活塞上升高度和主管内部的横截面积的数值通过计算得出转移液体的体积。如此看来，将探测件的底端高度与通孔的底端高度齐平，更加方便和简单的实现精确转移一定体积的液体。

进一步，在本发明提供的技术方案的基础上，所述主管和附管均为底部密封的中空柱状结构，中空柱状结构包括圆柱结构、三角柱结构、方形柱结构或五角柱结构中的任意一种。

对主管和附管的中空柱状结构的限定，可以选择常规的圆柱结构、三角柱结构、方形柱结构或五角柱结构等形状规则的结构，可以降低制作难度和制作成本。

进一步，在本发明提供的技术方案的基础上，所述主管为中空圆柱状结构，高度为0.1-3cm，内径为1-5cm。

所述主管的高度典型但非限制性的为0.1cm、1cm、1.5cm、2cm或3cm。

所述主管的内径典型但非限制性的为1cm、2cm、3cm、4cm或5cm。

优选主管的外形为圆柱状结构，中空内部也呈圆柱状结构，相较于其它结构，圆柱形结构的制作更加方便；而且中空内部也呈圆柱形的，内部空间相对大，可以装填更多的吸附剂或提取液。

进一步，在本发明提供的技术方案的基础上，所述附管为中空方形柱状结构，边长为1-5cm。

所述附管的边长典型但非限制性的为1cm、2cm、3cm、4cm或5cm。

优选附管为中空方形柱结构，内部空间也呈方形结构，可以使附管与圆柱状结构的主管更好的并联配合使用，方便加工成型。

进一步，在本发明提供的技术方案的基础上，所述主管和附管的材质均为聚丙烯、聚乙烯、聚甲醛、聚氯乙烯、聚苯乙烯、金属、石墨或上述材质按任意比例形成的混合物。

在本发明的一个优选实施方式中，所述主管的顶部可拆卸连接有顶盖，探测件贯穿设置于顶盖上。

所述顶盖的材质为聚丙烯、聚乙烯、聚甲醛、聚氯乙烯中的一种或上述材质按任意比例形成的混合物。

在主管的顶部设置可拆卸的顶盖，探测件贯穿设置于顶盖上，使探测件可以与顶盖一起取下，方便向主管内加入样品溶液、提取液或吸附剂等。

在本发明的一个优选实施方式中，所述探测件设置于主管管壁的相对侧面。将探测件设置于主管的管壁侧面，无需频繁地取出探测件，只需打开顶盖加入样品溶液、提取液或吸附剂等即可，降低探测件由于频繁的取出和放置操作带来的损伤。

进一步，在本发明提供的技术方案的基础上，所述探测件包括两个平行设置的电极，两个电极连接有可感知液位高度的传感器；

进一步，所述电极的材质为导电材料，进一步优选为金属或金属合金；

进一步，所述传感器为电容式传感器。

电极的材质为导电材料，可以为导电的非金属材料或金属材料，优选为金属或金属合金。

电极可以为但不限于铁丝、铜丝、镍丝或上述金属的合金。电容式传感器高阻抗、小功率、温度稳定性好、结构简单和适应性强等优点，使检测液位变化更为灵敏和准确。

进一步，在本发明提供的技术方案的基础上，所述顶盖下方设置有可拆卸的内塞，内塞里设置有至少两层过滤件，过滤件与内塞密封连接；任选地，两层过滤件之间装填有吸附剂。

通过采用上述方案，内塞里设置有至少两层过滤件，可以更好地过滤去除样品溶液提取后残留的杂质等细小颗粒；也可以选择性的在两层过滤件之间装填有吸附剂，而且吸附剂此时无法从过滤件中通过，使主管内的样品溶液通过滤件与吸附剂接触进行净化，净化完成后取出内塞，再更换带有吸附剂的内塞即可。如此一来，当样品溶液提取后无需吸附剂净化，只需简单过滤去除颗粒杂质时，只需插入带有过滤件的内塞即可。若样品溶液提取后需要吸附剂净化，将吸附剂装填于内塞中，相较于直接将吸附剂装填于主管和附管内，不便于取出吸附剂，内塞的一次性使用更加简单方便。

进一步，在本发明提供的技术方案的基础上，所述吸附剂的粒径为5-100μm；优选所述吸附剂为无水硫酸钠、无水硫酸镁、醋酸钠、氯化钠、c18键合硅胶、石墨化碳、n-丙基乙二胺键合硅胶或聚苯乙烯二乙烯苯高聚物中的一种或多种的组合。

所述吸附剂的粒径典型但非限制性的为5μm、10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm或100μm。

吸附剂的粒径越大，比表面积越小，结合吸附有机酸、脂肪酸等干扰物容量减小，去除杂质的效果不佳；吸附剂的粒径越小，对吸附杂质的效果并没有显著的提升，且不易制备，不易后续固液分离。优选吸附剂的粒径范围，既能提高吸附样品溶液中的杂质效果，同时降低后续处理的难度和样品处理成本。

对吸附剂的具体形状不作具体限定，可以为不规则形状、球形、方形、椭圆形、三角形等。优选球形，相同粒径下球形的比表面积更大，可以进一步提高吸附剂与有机酸、脂肪酸等干扰物的结合面积，提高吸附杂质的效果。

进一步，在本发明提供的技术方案的基础上，所述过滤件为筛板和/或滤膜。

需要说明的是，“过滤件为筛板和/或滤膜”可以理解为三种解释：(1)过滤件为筛板；(2)过滤件为滤膜；(2)过滤件为筛板和滤膜复合组成。

进一步，所述筛板的孔径为0.22μm-20μm，厚度为0.5mm-5mm。筛板的孔径可以为但不限于0.22μm、1μm、5μm、10μm、15μm、18μm或20μm；筛板的厚度可以为但不限于0.5mm、1mm、2mm、3mm、4mm或5mm。优选筛板的孔径和厚度，可以使筛板更好地阻挡吸附剂逸出。

进一步，所述滤膜的孔径为0.2μm-1μm。滤膜的孔径可以为但不限于0.2μm、0.4μm、0.6μm、0.8μm或1μm。

进一步，所述筛板和滤膜的材质均为聚四氟乙烯、聚丙烯、聚醚砜、尼龙或聚偏氟乙烯中的一种或多种。

进一步，在本发明提供的技术方案的基础上，所述驱动件为活塞，活塞与主管的内壁密封且滑移连接；优选地，所述活塞的材质为聚丙烯、聚乙烯、聚甲醛、聚氯乙烯、聚苯乙烯、金属、石墨或上述材质按任意比例形成的混合物。

选择活塞作为驱动件，活塞与主管的内壁密封且滑移连接，活塞外部连接电机和控制系统，从而精准的控制活塞上下移动的距离，实现精确移液。

进一步，在本发明提供的技术方案的基础上，所述样品前处理装置主要由主管和一个附管并联时，通孔靠近附管的顶端，吸附剂装填于内塞和/或主管空腔内。

在本发明的一个优选地实施方式中，所述样品前处理装置主要由主管和一个附管并联，通孔靠近附管的顶端，通孔上设置有筛板；主管的顶部覆盖有顶盖，电极平行竖直设置于主管内壁两侧，顶盖下方设置有内塞，吸附剂装填于内塞内；主管的底部连接有活塞。

在本发明的一个优选地实施方式中，所述样品前处理装置包括主管和一个附管并联，通孔靠近附管的顶端，通孔上设置有筛板；主管的顶部覆盖有顶盖，电极平行竖直贯穿于顶盖，吸附剂装填于主管空腔内；主管的底部连接有活塞。

在本发明的一个优选地实施方式中，所述样品前处理装置包括主管和一个附管并联，通孔靠近附管的顶端，通孔上设置有筛板和滤膜；主管的顶部覆盖有顶盖，电极平行竖直贯穿于顶盖，吸附剂装填于主管空腔内；主管的底部连接有活塞。

样品前处理装置主要由主管和一个附管组成时，样品溶液在主管内提取和净化后，活塞推动主管中的样品溶液向上移动，当样品溶液的液面接触到电极的底端时，识别初始液位高度，活塞继续向上移动一段距离，实现特定体积的液体转移至附管中，主管内的杂质和吸附剂等会被通孔上的筛板和滤膜阻挡无法进入附管中，从附管中收集样品溶液。

进一步，在本发明提供的技术方案的基础上，所述样品前处理装置包括主管和两个附管并联时(靠近主管的附管命名为一级附管，远离主管的附管命名为二级附管)，主管与附管之间的通孔靠近附管的顶端，附管与附管之间的通孔靠近附管的底端，吸附剂装填于靠近主管的附管空腔内。

在本发明的一个优选地实施方式中，所述样品前处理装置包括主管和两个附管并联，主管的顶部覆盖有顶盖，主管的底部连接有活塞；主管与一级附管之间的通孔(通孔上设置有筛板)靠近顶端，一级附管与二级附管之间的通孔(通孔上设置有筛板和滤膜)靠近底端，吸附剂装填于一级附管的空腔内；一级附管的顶部内壁密封且滑移连接有塞子。

在本发明的一个优选地实施方式中，所述样品前处理装置包括主管和两个附管并联，主管的顶部覆盖有顶盖，电极平行竖直贯穿于顶盖，主管的底部连接有活塞；主管与一级附管之间的通孔(通孔上设置有筛板和滤膜)靠近顶端，一级附管与二级附管之间的通孔(通孔上设置有筛板)靠近底端，吸附剂装填于一级附管的空腔内；一级附管的顶部内壁密封且滑移连接有塞子。

上述样品前处理装置主要由主管、一级附管、二级附管组成，样品溶液在主管内提取完成后，活塞推动主管中的样品溶液向上移动，当样品溶液的液面接触到电极的底端时，识别初始液位高度，活塞继续向上移动一段距离，实现特定体积的液体转移至一级附管中(主管内的杂质被通孔上的筛板和滤膜阻挡无法进入一级附管中)，一级附管内的吸附剂对样品溶液进行净化处理，然后一级附管顶部的塞子向下移动，使一级附管内的液体转移至二级附管中(一级附管内的吸附剂被通孔上的筛板阻挡无法进入二级附管中)，从二级附管中收集样品溶液。

进一步，在本发明提供的技术方案的基础上，所述提取液为乙腈和水按任意比例混合组成的混合溶液。

本发明另一方面提供了一种样品处理装置，包括所述的自动识别液位高度的样品前处理装置。

本发明另一方面提供了一种样品前处理方法，采用所述的自动识别液位高度的样品前处理装置，或所述的样品处理装置进行样品前处理。

其中样品前处理包括样品的提取、富集、净化或收集等处理过程。

本发明采用上述技术方案具有以下有益效果：

(1)本发明中的自动识别液位高度的样品前处理装置，可以快速地实现样品溶液的提取、移液、收集过程中有关的振荡混合和固液分离的过程，操作简单，自动化的成本低；

(2)本发明中的自动识别液位高度的样品前处理装置，避免了使用花费较长时间的离心操作，具备液面高度识别的功能，具有能够实现精确移液的优点。

附图说明

图1所示为实施例1中样品前处理装置的剖面结构示意图；

图2所示为实施例2中样品前处理装置的剖面结构示意图；

图3所示为实施例3中样品前处理装置的剖面和爆炸结构示意图；

图4所示为实施例4中样品前处理装置的剖面和爆炸结构示意图。

附图标记：

1、主管；11、顶盖；12、电极；13、活塞；14、内塞；141、第三筛板；142、第四筛板；2、一级附管；21、第一通孔；22、第一筛板；23、塞子；3、二级附管；31、第二通孔；32；第二筛板；4、样品溶液。

具体实施方式

除非另有定义，本发明中所使用的所有科学和技术术语具有与本发明涉及技术领域的技术人员通常理解的相同的含义。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种自动识别液位高度的样品前处理装置，如图1所示，由聚丙烯材料制成的主管1、一级附管2和二级附管3并联组成，主管1与一级附管2、一级附管2与二级附管3之间均设置有通孔；主管1的顶部覆盖有顶盖11，顶盖11上连接有电极12；主管1的底部连接有活塞13。

主管1为中空圆柱状结构，中空内部也呈圆柱状结构，轴线竖直设置，内径为5cm。主管1的顶部覆盖有顶盖11(聚丙烯材质)，顶盖11为一端开口的圆柱状凹槽结构，开口竖直向下，凹槽的底面厚度为5mm，主管1的顶端与凹槽的底面抵接。顶盖11的顶面上竖直贯穿设置有两个独立且平行的电极12，两个电极12均为1cm长的金属丝，金属丝的顶端外连有电容式传感器(附图未示出)，金属丝的底端深入主管1的空腔内。主管1的底部密封且滑移连接有活塞13，活塞13为圆柱状结构，厚度为5mm，由聚丙烯材质制成，活塞13外连有电机和控制系统。

主管1并联有一级附管2和二级附管3，一级附管2和二级附管3均位于主管1的右侧，主管1的高度均高于一级附管2和二级附管3的高度，一级附管2和二级附管3的高度相同。一级附管2和二级附管3均为中空四方柱状结构，中空内部呈圆柱状结构，竖直设置，中空内部的内径均为3cm。主管1与一级附管2之间设置有第一通孔21，第一通孔21的横截面为圆形，轴线水平设置；第一通孔21的内径为5mm，上缘距离一级附管2管壁上沿5mm，下缘与两个电极12的底端高度齐平。一级附管2和二级附管3之间设置有第二通孔31，第二通孔31的横截面为圆形，轴线水平设置；第二通孔31的内径为5mm，下缘与二级附管3的底部齐平。

一级附管2的顶端密封且滑移连接有塞子23，塞子23为扁平圆台状结构，厚度为3mm，由聚丙烯材质制成，塞子23外连有电机。

第一通孔21上设置第一筛板22，第一筛板22为带有滤孔的圆片状结构，轴线与第一通孔21的轴线重合，滤孔的孔径为5μm，外径大于第一通孔21的外径，第一筛板22由聚四氟乙烯制成。

第二通孔31上设置第二筛板32和过滤膜(附图未示出)，第二筛板32为带有滤孔的圆片状结构，轴线与第二通孔31的轴线重合，滤孔的孔径为5μm，过滤膜的孔径为0.22μm。过滤膜贴附于第二筛板32，第二筛板32由聚四氟乙烯制成，过滤膜为尼龙材质。

本实施例的使用原理：打开顶盖11后将样品溶液4和提取液注入主管1内，同时在一级附管2内加入吸附剂，放回顶盖11后振荡混合。待主管1内的样品溶液4提取完成后，活塞13推动主管1中的样品溶液4向上移动，当主管1中的样品溶液4的液面接触到电极12的底端时，会使得电容式传感器产生信号，识别初始液位的高度，活塞13继续向上移动一定距离，使特定体积的样品溶液4通过第一通孔21转移至一级附管2中，一级附管2中的吸附剂对样品溶液4进行净化。净化完成后，塞子23向下移动，使一级附管2中的样品溶液4通过第二通孔31转移至二级附管3中，从二级附管3内直接用移液器收集样品溶液4即可。

实施例2

一种自动识别液位高度的样品前处理装置，如图2所示，与实施例1的区别在于：

(1)两个金属丝电极12分别位于主管1管壁的两边，并可与主管1内溶液接触，其中一个金属丝电极12插设于第一通孔21内，另一个金属丝电极12插设于与第一通孔21相对的主管1侧壁内，两个金属丝电极12的长度均为10mm；

(2)主管1的内径为4cm，顶盖11的凹槽底面厚度为3mm，一级附管2和二级附管3的四周边长均为2cm，一级附管2内加入200mgc18、150mgpsa、50mg石墨化碳吸附剂。

除上述区别之外，其余各部件的结构和连接关系均与实施例1相同(一级附管2上的塞子23在图2中未示出)。

本实施例的使用原理与实施例1相同。

实施例3

一种自动识别液位高度的样品前处理装置，如图3所示，由聚丙烯材料制成的主管1和一级附管2并联组成，主管1与一级附管2之间设置有第一通孔21；主管1的顶部覆盖有顶盖11，顶盖11上连接有电极12；顶盖11的下方设置有内塞14，主管1的底部连接有活塞13。

主管1为中空圆柱状结构，中空内部也呈圆柱状结构，轴线竖直设置，内径为3cm。主管1的顶部覆盖有顶盖11，顶盖11为一端开口的圆柱状凹槽结构，开口竖直向下，凹槽的底面厚度为5mm，主管1的顶端与凹槽的底面抵接。顶盖11的顶面上竖直贯穿设置有两个独立且平行的电极12，两个电极12均为1cm长的金属丝。主管1的底部密封且滑移连接有活塞13，活塞13为圆柱状结构，厚度为7mm。

顶盖11下方的主管1空腔内卡嵌有内塞14。内塞14呈中空的圆柱状结构，竖直设置，轴线与主管1的轴线重合，底部与主管1的侧壁抵接(主管1侧壁上部的内径略微增大，使内塞14的外径大于主管1下部的管壁内径且与主管1上部的管壁抵接，使内塞14卡嵌于主管1内，不会掉入主管1的下部)。内塞14下端设置有第三筛板141和第四筛板142，第三筛板141和第四筛板142呈上下间隔设置。第三筛板141和第四筛板142均为带有滤孔的圆片状结构，轴线与内塞14的轴线重合，滤孔的孔径为5μm。第三筛板141和第四筛板142的圆周外壁与内塞14的内壁密封连接，第三筛板141和第四筛板142均由聚四氟乙烯制成。

一级附管2为中空四方柱状结构(底部密封)，中空内部呈圆柱状结构，轴线方向竖直设置，内径为2cm。主管1与一级附管2之间设置有第一通孔21，第一通孔21的横截面为圆形，轴线水平设置；第一通孔21的内径为5mm，上缘距离一级附管2管壁上沿5mm，下缘与两个电极12的底端高度齐平，第一通孔21的下缘高度高于第三筛板141的顶端。

第一通孔21内设置第一筛板22，第一筛板22为带有滤孔的圆片状结构，轴线与第一通孔21的轴线重合，滤孔的孔径为5μm。

本实施例的使用原理：打开顶盖11和取出内塞14后，将样品溶液4和提取液注入主管1内，同时内塞14的第三筛板141和第四筛板142之间装填有吸附剂，放回内塞14和顶盖11，振荡混合。待主管1内的样品溶液4提取完成后，活塞13推动主管1中的样品溶液4向上移动，样品溶液4接触到内塞14的底端后，样品溶液4通过第四筛板142进入内塞14中，内塞14里的吸附剂对样品溶液4进行进行净化，样品溶液4净化后通过第三筛板141继续上移，当主管1中的样品溶液4的液面接触到电极12的底端时，会使得电容式传感器产生信号，识别初始液位的高度，活塞13继续向上移动一定距离，使特定体积的样品溶液4通过第一通孔21转移至一级附管2中，从一级附管2内直接用移液器收集样品溶液4即可。

实施例4

一种自动识别液位高度的样品前处理装置，如图4所示，与实施例3的区别在于：

(1)两个金属丝电极12分别位于主管1管壁的两边，并可与主管1内溶液接触，其中一个金属丝电极12插设于第一通孔21内，另一个金属丝电极12插设于与第一通孔21相对的主管1侧壁内，两个金属丝电极12的长度均为10mm；

(2)主管1的内径为4cm，顶盖11的凹槽底面厚度为5mm，内塞14里加入200mgc18、150mgpsa、50mg石墨化碳吸附剂。

除上述区别之外，其余各部件的结构和连接关系均与实施例3相同。

本实施例的使用原理与实施例3相同。

实施例5

一种样品前处理方法，采用实施例1中的自动识别液位高度的样品前处理装置，包括如下提取、净化和移液步骤：

(1)将10g匀浆好的玉米样品加入到含有6g无水硫酸镁、1.5g醋酸钠的主管1中，并向主管1中加入10ml的乙腈提取溶液，将顶盖11盖好后进行振荡混合，提取玉米样品中的有效成分；

(2)电机驱动主管1底部的活塞13自下而上运动，驱动主管1内的溶液上升至遇到电极12(两个金属丝)；此时，两个独立的金属丝被导电的溶液导通，使得外部的传感器接收到信号，感知到溶液的上液面位置，识别初始液位高度的识别；

(3)控制系统开始向电机发出命令，驱动活塞13上升至一定距离后就停止，由于金属丝下端与通孔的下缘齐平，使xml特定体积的样品溶液4均能通过第一通孔21(经第一筛板22过滤)转移至一级附管2(装填有100mgc18、100mgpsa、50mg石墨化碳吸附剂)中；

(4)流入一级附管2的提取溶液，被其中的吸附剂在振荡操作模式下净化。然后，电机驱动一级附管2上部的塞子23自上而下运动，驱使其中的液体通过一级附管2和二级附管3之间的第二通孔31，经第二筛板32和过滤膜过滤后流入到二级附管3中(由于第二通孔31的下缘与二级附管3的底部齐平，使xml特定体积的样品溶液4均能流入二级附管3中)。

实施例6

一种样品前处理方法，采用实施例3中的自动识别液位高度的样品前处理装置，包括如下提取、净化和移液步骤：

(5)将10g匀浆好的白菜样品加入到含有6g无水硫酸镁、1.5g醋酸钠的主管1中，并向主管1中加入10ml的乙腈提取溶液，将顶盖11盖好后进行振荡混合，提取白菜样品中的有效成分；

(6)电机驱动主管1底部的活塞13自下而上运动，驱动主管1内的溶液经过主管1上部的内塞14中的吸附剂(300mgc18、100mgpsa、100mg石墨化碳吸附剂)进行净化，溶液上升至内塞14上面时遇到电极12(两个金属丝)；此时，两个独立的金属丝被导电的溶液导通，使得外部的传感器接收到信号，感知到溶液的上液面位置，识别初始液位高度的识别；

(7)控制系统开始向电机发出命令，驱动活塞13上升至一定距离后就停止，由于金属丝下端与通孔的下缘齐平，使xml特定体积的样品溶液4均能通过第一通孔21(经第一筛板22过滤)转移至一级附管2中，实现了固定体积xml的移取。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。