一种水样容器壁残留洗脱与固相萃取联用装置及方法与流程

本发明涉及环境监测水样前处理，尤其涉及一种水样容器壁残留洗脱与固相萃取联用装置及方法。

背景技术：

1、全氟化合物（pfass）是一类具有强化学稳定性与生物累积性的持久性有机污染物，已被纳入国内外环境水体优先管控名录；针对地表水、废水、地下水等环境水样中痕量全氟化合物的检测，固相萃取（spe）是当前主流的样品前处理技术，可实现目标物的富集净化，满足色谱、质谱等仪器的上机检测要求；在实际检测过程中发现，长链全氟化合物的界面吸附特性较强，极易吸附于水样容器的内壁，若仅对水样主体进行固相萃取上样，会因瓶壁吸附造成目标物损失，导致最终检测结果偏低、回收率不达标，无法准确反映水体中全氟化合物的真实浓度。

2、为弥补瓶壁吸附带来的目标物损失，行业内形成了常规的瓶壁洗脱工序：在水样主体上样完成后，向空置的水样瓶中加入甲醇洗脱溶剂，通过振荡方式脱附瓶壁吸附的全氟化合物，再将瓶壁清洗液通入固相萃取柱进行二次富集，以此提升整体检测回收率。

3、目前该洗脱工序主要依靠人工配合独立台式设备分步完成，具体操作流程如下：加液工序，由实验人员手持移液枪，逐一向大容量水样瓶内定量添加甲醇洗脱溶剂，溶剂直接滴落至瓶底；转运工序，将加液完成的水样瓶人工搬运至台式涡旋振荡器处；振荡工序，启动涡旋振荡器，依靠偏心电机驱动平台做圆周涡旋运动，带动样品瓶整体旋转晃动，利用瓶内液体形成的湍流冲刷瓶壁，实现吸附目标物的脱附；后续转运工序，振荡达到设定时长后，人工取下样品瓶，完成清洗液到收集瓶的转运操作。

4、上述现有技术中，加液工序与涡旋振荡工序为先后分步执行，甲醇洗脱溶剂加注后静置于瓶底，在溶剂接触瓶壁的瞬间未能同步产生冲刷作用；同时，不同样品瓶的涡旋时间和振荡力度依赖人工把控，难以保持一致；此外，上述流程中需逐瓶完成人工加液、搬运及上下料操作，批量样品处理时劳动强度大、单批次处理耗时长。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中人工操作占比高，且人工涡旋无法做到每个样品瓶涡旋时间及力度相同，影响目标物回收率的重复性，并且批量处理样品效率低下问题。

2、一种水样容器壁残留洗脱与固相萃取联用装置，包括载台，所述载台上固定设有涡旋振荡器，所述涡旋振荡器震动端连接有连接头，所述连接头上插设有夹持盘，所述夹持盘上夹持有多个水样容器，所述载台上固定连接有立板，所述立板上连接有第一电动伸缩杆，所述第一电动伸缩杆的驱动端连接有升降环，所述升降环上固定连接有多个甲醇储液罐，所述甲醇储液罐下端连接有出液管，所述出液管位于水样容器的正上方，所述出液管上连接有定量泵；

3、所述载台上放置有多个固相萃取柱，所述载台上还固定设有操作台，所述操作台用于放置夹持盘，在操作台上将水样容器的空瓶放置在夹持盘上。

4、为了便于连接夹持盘，优选地，所述夹持盘底侧固定连接有插块，所述插块用于插入连接头中，所述连接头上开设有与插块对应的插槽，所述插槽内部设有卡紧橡胶垫。

5、为了便于移动夹持盘，优选地，还包括移动机械抓，所述夹持盘上固定连接有移动柱，所述移动柱上方滑动连接有卡块，所述移动机械抓卡在移动柱的上端，所述移动机械抓上开设有与卡块对应的卡槽。

6、进一步地，所述移动柱上设置升降板，所述升降板下端通过复位弹簧与所述的夹持盘固定相连，所述卡块为2个对称设置，两个卡块之间连接有复位拉簧，所述升降板上固定连接有第一倾斜驱动板，所述卡块侧壁设有与第一倾斜驱动板对应的第一倾斜面；

7、所述立板上固定连接有第二电动伸缩杆，所述第二电动伸缩杆位于升降板的上方，当通过所述移动机械抓将夹持盘移动到涡旋振荡器的上方并卡入连接头时，第二电动伸缩杆向下移动，驱动端推动升降板向下移动，此时第一倾斜驱动板脱离第一倾斜面，在复位拉簧的作用下两个卡块相向移动，从而脱离移动机械抓的卡槽，完成夹持盘及水样容器的移动。

8、为了便于锁紧升降板，更进一步地，所述移动柱上通过锁紧拉簧连接有锁紧柱，所述升降板上固定连接有倾斜卡板，所述锁紧柱上开设有与倾斜卡板对应的斜坡面，当移动机械抓卡在移动柱上时，通过拉动锁紧柱，在复位弹簧的作用下升降板上移，推动卡块卡入卡槽，实现移动机械抓夹住移动柱及夹持盘。

9、为了更好的夹紧样品容器，更进一步地，所述夹持盘上开设有夹持孔中通过夹紧弹簧连接有夹持片。

10、更进一步地，所述夹持盘上滑动连接有抵紧杆，所述抵紧杆与所述的夹持片相抵，所述升降板下端固定连接有第二倾斜驱动板，所述抵紧杆上开设有与第二倾斜驱动板对应的第二倾斜面，当所述的升降板下移的时候，通过第二倾斜驱动板和第二倾斜面推动抵紧杆抵住夹持片，更好的固定样品容器。

11、优选地，所述载台上固定连接有固定支架，所述支架用于放置所述的固相萃取柱，所述支架下放置有收集瓶，所述收集瓶位于固相萃取柱的下方。

12、一种水样容器壁残留洗脱与固相萃取联用方法，具体步骤如下：

13、s1、固相萃取柱活化

14、s2、初次样品上样

15、利用抽吸泵将水样容器中的原始水样通入活化后的固相萃取柱使水样中的目标物被固相萃取柱吸附，得到空置的水样容器；

16、s3、淋洗除杂

17、向固相萃取柱通入淋洗液，淋洗去除固相萃取柱上的干扰杂质；

18、s4、气推吹干

19、对固相萃取柱进行气推、吹干处理，除去固相萃取柱内残留水分与淋洗液；

20、s5、分步梯度洗脱

21、首先向固相萃取柱通入甲醇，进行第一轮洗脱；

22、然后再次通入氨水甲醇，完成第二轮梯度洗脱；

23、s6、最终气推

24、再次气推，将固相萃取柱内全部洗脱液收集完毕，完成整套前处理流程；

25、s7、样品瓶壁清洗

26、将s2中得到的空置水样容器放置在夹持盘上，通过移动机械抓夹持移动柱将夹持盘转移至涡旋振荡器的震动端并定位；

27、第一电动伸缩杆驱动升降环下降，使出液管的出液口伸入水样容器的瓶口，随后同步启动定量泵的加注动作与涡旋振荡器的振荡动作；

28、定量泵将甲醇储液罐内的甲醇洗脱溶剂经出液管定量加注至各水样容器内，同时涡旋振荡器带动夹持盘及水样容器做偏心圆周振荡，使甲醇洗脱溶剂在沿水样容器内壁流动的过程中形成动态湍流与涡旋扰动，对水样容器内壁吸附的目标物进行冲刷脱附；

29、定量泵停止加注后，涡旋振荡器继续运行预设时长，得到瓶壁清洗液；

30、第一电动伸缩杆驱动升降环上升至避让位置；

31、s8、清洗液收集

32、通过移动机械抓将夹持盘自涡旋振荡器的震动端转移至操作台，将水样容器中的瓶壁清洗液导入至固相萃取柱，收集至收集瓶。

33、一种水样容器壁残留洗脱与固相萃取联用方法在水样中全氟化合物检测前处理中的应用。

34、与现有技术相比，具备以下有益效果：

35、1.甲醇储液罐、出液管与涡旋振荡器同步作业，在向水样容器加注甲醇洗脱溶剂的同时，通过涡旋振荡器带动夹持盘及水样容器同步做偏心圆周振荡，使洗脱溶剂沿瓶壁流动的过程中同步形成动态湍流与涡旋扰动，可即时冲刷样品瓶内壁顽固吸附的长链全氟化合物，通过控制涡旋的时间和功率，每个样品瓶洗脱过程相同，保证长链全氟化合物回收率的整体提升。

36、2.通过夹持盘可同时夹持固定多个水样容器，定量泵实现多通道同步定量加液，单批次即可完成多组样品的瓶壁洗脱作业。