一种自动进样器与馏分收集一体化控制方法与流程

本发明属于分析仪器领域，具体涉及一种自动进样器与馏分收集一体化控制方法。

背景技术：

1、高效液相色谱技术作为现代分析化学领域的关键分离检测手段，广泛应用于药物分析、化学合成、生物制药及环境监测等众多领域。该技术通过色谱柱对复杂样品进行分离，结合检测器实现组分的定性定量分析，在科研与工业生产中发挥着不可替代的作用。其中，自动进样器负责将待测样品精确注入色谱系统，馏分收集器则用于接收经色谱柱分离后的目标组分，两者的协同运作直接决定了整个分析流程的效率与准确性。

2、其中，自动进样器与馏分收集器作为高效液相色谱系统的核心外围设备，其功能实现与参数控制对于整体系统的运行效能具有重要影响。自动进样器通常具备高精度的定量注射机构和多位数样品盘，能够满足高通量分析的进样需求；馏分收集器则依据检测器信号或预设时间程序，将洗脱液按组分分别收集至不同容器中，以满足后续的制备或分析需求。

3、现有技术中，自动进样器与馏分收集器多为独立运行的分离式设备，二者在控制系统层面缺乏有效的集成与协调。具体而言，自动进样器与馏分收集器通常由各自独立的控制单元进行管理，设备之间缺乏统一的时序控制机制和实时通讯接口，导致进样操作与馏分收集操作之间难以实现精准的时序同步。当进行复杂的梯度洗脱分析或多组分分离任务时，操作人员需要根据各组分的保留时间手动设置馏分收集器的收集窗口，这一过程不仅增加了操作繁琐程度，而且极易因保留时间漂移或系统波动造成收集时机的偏差，从而出现目标组分漏收或收集区间不准确的问题。此外，传统分离式设备的控制参数分散存储于不同控制单元中，无法实现进样序列与收集程序的一体化编辑与联动执行，严重制约了自动化分析流程的构建效率，增加了多步骤制备操作的集成难度。因此，亟需一种能够实现自动进样器与馏分收集器协同控制的系统与方法，以克服现有技术中操作繁琐、时序不同步以及难以实现一体化自动运行的缺陷。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对北京技术的不足提供一种自动进样器与馏分收集一体化控制方法，可以有效解决背景技术中的问题。

2、本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

3、一种自动进样器与馏分收集一体化控制方法，包括以下具体步骤：

4、步骤1，建立一体化主控架构：设置主控单元作为核心控制器，所述主控单元分别与自动进样器和馏分收集器建立双向通讯连接，所述自动进样器包括进样针驱动单元、注射泵驱动单元、样品盘旋转单元和进样阀切换单元，所述馏分收集器包括收集臂驱动单元、收集架旋转单元、收集阀切换单元和检测器信号接收单元；

5、步骤2，定义一体化序列模型：建立进样序列与收集序列的关联映射关系，所述进样序列包含进样时间戳、样品编号和进样体积参数，所述收集序列包含收集起始时间、收集终止时间和目标容器编号参数；

6、步骤3，构建时序同步控制机制：建立基于统一时钟的时序同步控制机制，所述主控单元根据进样事件触发定时器，通过所述定时器追踪各组分的保留时间，并依据保留时间计算收集窗口参数；

7、步骤4，生成联动执行指令：所述主控单元根据所述收集窗口参数生成收集指令序列，并将所述收集指令序列下发至馏分收集器执行；

8、步骤5，执行协同操作序列：所述自动进样器执行进样操作的同时，所述馏分收集器根据所述收集指令序列执行收集操作，实现进样与收集的精准时序同步。

9、优选的，所述步骤1中主控单元采用分布式架构设计，集成有通讯接口模块、数据存储模块、逻辑运算模块和指令生成模块，所述通讯接口模块支持串行通讯和以太网通讯协议，数据存储模块用于存储进样序列参数和收集序列参数，逻辑运算模块用于计算保留时间和收集窗口，指令生成模块用于生成控制指令。

10、优选的，所述步骤2中进样序列与收集序列的关联映射关系包括：一对多映射，即一次进样事件触发多个收集窗口；多对一映射，即多次进样事件共享同一个收集时段；以及多对多映射，即复杂的梯度洗脱分析中多次进样对应多次收集。

11、优选的，所述步骤3中时序同步控制机制还包括：建立校正因子数据库，用于存储不同流动相组成和流速条件下的保留时间校正系数；实时监测色谱系统的工作状态，当检测到流速变化或梯度程序启动时，自动调用所述校正因子数据库中的参数对收集窗口进行动态修正。

12、优选的，所述步骤3中定时器采用高分辨率计时器，分辨率不低于1毫秒，定时器启动后持续追踪从进样时刻到各组分洗脱的时间间隔，并在每个组分对应的保留时间点生成触发信号。

13、优选的，所述步骤4中收集指令序列包括：收集臂移动指令，指定收集臂移动至目标容器对应的预设位置；收集阀切换指令，控制收集阀导通至目标容器对应的管路通道；收集时长指令，设定当前收集窗口的持续时间；以及收集架旋转指令，在完成当前收集任务后驱动收集架旋转至下一位置。

14、优选的，所述步骤5中协同操作序列的执行逻辑包括：主控单元按照时间轴顺序调度进样操作和收集操作，确保进样针完成样品注入后，收集臂能够在预定的时间内到达指定位置并开始收集；当检测到检测器信号超出预设阈值时，立即触发收集指令；收集过程中若检测器信号回落至阈值以下，则自动终止当前收集并准备下一收集任务。

15、优选的，还包括建立一体化编辑界面，所述一体化编辑界面集成进样序列编辑模块和收集序列编辑模块，支持用户在同一界面中完成进样参数和收集参数的协同设置，所述进样参数包括样品位置、进样体积和进样时间，所述收集参数包括收集模式、收集范围和收集容器。

16、优选的，所述一体化编辑界面支持图形化时间轴显示，能够在同一时间轴上同时展示进样事件和收集事件的时序关系，用户可通过拖拽操作调整各事件的时间位置，系统自动计算并显示调整后的保留时间偏差。

17、优选的，还包括建立历史数据库，用于存储历次分析的进样参数、收集参数、实际保留时间和系统运行状态数据；基于所述历史数据库中的数据，使用数据挖掘算法分析保留时间的变化规律，并自动生成保留时间预测模型，用于优化后续分析的收集窗口设置。

18、优选的，所述收集窗口的自适应调整机制包括：实时监测检测器基线漂移，当检测到基线漂移超过预设阈值时，自动计算漂移量并对后续组分的收集窗口进行时间偏移补偿；实时分析峰形参数，包括峰宽、峰高和对称因子，当峰形参数超出正常范围时，自动调整收集窗口的起止时间以适应峰形变化。

19、本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

20、1、精准时序同步能力：实现进样与收集的精准协同：通过建立基于统一时钟的时序同步控制机制和一体化主控架构，彻底消除了传统分离式设备之间的时序偏差，自动进样器执行进样操作的同时，馏分收集器能够根据计算得到的收集窗口精准执行收集任务，时序同步精度达到1毫秒以内，有效避免了目标组分漏收或收集区间不准确的问题；动态修正收集窗口：实时监测检测器基线漂移和峰形变化，自动调整收集窗口参数，即使在梯度洗脱分析或多组分分离任务中因保留时间漂移导致峰位偏移时，系统仍能准确捕捉目标组分，收集准确率提升至95%以上。

21、2、高效一体化操作：一键式序列编辑：通过一体化编辑界面，用户可在同一界面中完成进样序列和收集序列的协同设置，无需分别在两个独立控制软件中反复切换，显著降低了操作复杂度，序列编辑时间缩短70%以上；联动执行机制：建立进样序列与收集序列的联动执行机制，主控单元根据时间轴和逻辑关系统一调度两项操作，实现了从样品进样到组分收集的全流程自动化，无需人工干预。

22、3、智能化分析能力：保留时间预测：基于历史数据库中的大量分析数据，建立保留时间预测模型，能够提前预估各组分在当前分析条件下的保留时间，为收集窗口的设置提供科学依据，新方法的参数设置时间从传统的手动设置30分钟缩短至5分钟以内；自适应优化：根据检测器信号特征和峰形参数，自动优化收集窗口的起止时间，对不同组分采用差异化的收集策略，显著提升了复杂样品分离分析的智能化水平。