一种土壤中类异戊二烯醌的提取分离装置的制作方法

1.本发明涉及环境化学分析技术领域，尤其涉及一种土壤中类异戊二烯醌的提取分离装置。


背景技术：

2.类异戊二烯醌是细菌质膜的成分，在电子传递和氧化磷酸化中起重要作用。土壤中的类异戊二烯醌物质能够反映土壤中微生物的活性和丰度，对土壤中类异戊二烯醌的检测是土壤的新兴监测项目之一。在现有技术中，采取的提取方式大多是采用人工操作，需要人工向土壤中投加萃取剂和脱水剂，之后再进行浓缩、洗脱等步骤，这些操作步骤十分复杂而且耗时，同时在手工操作的过程中，萃取剂转移过程造成的损失会使后续鉴定分析过程的误差较高。


技术实现要素：

3.本发明目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种旨在有效提高土壤中类异戊二烯醌提取率，并在提取过程中高效分离极性杂质的类异戊二烯醌的提取分离装置。
4.为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：
5.一种土壤中类异戊二烯醌的提取分离装置，其特征在于：包括依次相连的脂溶性物质提取组件、萃取剂浓缩组件和洗脱剂分离组件；所述脂溶性物质提取组件包括第一腔体、叶轮和电机，所述第一腔体的顶部为进样口，所述叶轮设置在第一腔体内的底部，所述电机和叶轮相连接，电机可以带动叶轮旋转；所述萃取剂浓缩组件包括第二腔体、冷凝水箱、加热装置和气体室，所述气体室的顶部与第二腔体的顶部相连通，所述加热装置设置在第二腔体的外侧，所述冷凝水箱设置在气体室的外侧，气体室的底部设置有排液口；脂溶性物质提取组件和萃取剂浓缩组件之间通过第一输液管连接，所述第一输液管的两端分别连通所述第一腔体下端和第二腔体的上端，第一输液管上设置有第一泵，第一输液管和第一腔体的连接处设置有过滤膜；所述洗脱剂分离组件包括加药装置、洗脱柱和样品盘，所述加药装置设置在所述洗脱柱的上端，所述样品盘设置在洗脱柱的下端；萃取剂浓缩组件和洗脱剂分离组件之间通过第二输液管连接，所述第二输液管的两端分别连通第二腔体的下端和洗脱柱的上端，第二输液管上设置有第二泵和电磁阀。
6.进一步的，所述第一腔体的底部设有排渣口，所述排渣口与第一腔体之间通过设置可活动的挡板相阻隔。
7.进一步的，所述第一输液管与第一腔体之间设置有两个连接端，分别为上连接端和下连接端，所述上连接端设置在所述叶轮的上端附近，所述下连接端设置在叶轮的下端附近。
8.进一步的，所述第二输液管和第二腔体的连接处设置有液位传感器，所述液位传感器分别和所述电磁阀、加热装置和冷凝水箱电连接，液位传感器可以控制电磁阀、加热装置和冷凝水箱的开关。
9.进一步的，所述第二腔体下端呈圆弧形，上端呈椭球形结构。
10.进一步的，所述加热装置和冷凝水箱之间设置有隔热挡板。
11.进一步的，所述洗脱柱内紧密填充有微球形硅胶。
12.进一步的，所述加药装置包括微流注射器，所述微流注射器用于向所述洗脱柱内注射洗脱剂。
13.进一步的，所述过滤膜为聚偏氟乙烯膜。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、脂溶性物质提取组件可以快速有效的萃取出土壤中的类异戊二烯醌，通过叶轮的搅拌，土壤和萃取剂可以充分的搅拌混合，排渣口可以快速的排除残渣。2、第一输液管设置的上下连接端可以同时从叶轮的上下两端快速的将萃取剂转移到萃取剂浓缩组件中，避免了下连接端处残渣过多而导致引流过慢，过滤膜则可以有效阻隔第一腔体内的土壤颗粒和脱水剂粉末进入到第一输液管中。3、萃取剂浓缩组件和洗脱剂分离组件避免了萃取剂转移过程中类异戊二烯醌的损失，并且减少极性杂质的干扰，增加了实验的准确性，通过机械控制避免人为操作的误差。4、液位传感器和电磁阀、加热装置、冷凝水箱之间配合使用可以智能控制萃取剂浓缩组件中萃取剂的量，避免第二腔体干烧等情况的发生。5、第二腔体的上部呈椭球形，下部呈圆弧形，可以防止加热过程中气压过大，同时雾化水滴可以顺利向下回流。6、洗脱柱内紧密填充的微球形硅胶可以截留吸收萃取剂，增大萃取剂的表面积，有利于洗脱剂与之充分混合反应。
附图说明
15.图1为本发明结构示意图。
16.其中：1
‑
进样口，2
‑
腔体，3
‑
电机，4
‑
叶轮，5
‑
上连接端，6
‑
排渣口，7
‑
挡板，8
‑
第一输液管，9
‑
第一泵，10
‑
冷凝水箱，11
‑
加热装置，12
‑
第二腔体，13
‑
隔热挡板，14
‑
气体室，15
‑
液位传感器，16
‑
电磁阀，17
‑
排液口，18
‑
第二泵，19
‑
第二输液管，20
‑
加药装置，21
‑
洗脱柱，22
‑
样品盘，23
‑
微流注射器，24
‑
下连接端。
具体实施方式
17.为了加深本发明的理解，下面我们将结合附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
18.图1示出了一种土壤中类异戊二烯醌的提取分离装置的具体实施例，包括依次相连的脂溶性物质提取组件、萃取剂浓缩组件和洗脱剂分离组件；脂溶性物质提取组件由第一腔体2、叶轮4和电机3组成，第一腔体2的顶部为进样口1，叶轮4设置在第一腔体2内的底部，电机3和叶轮4相连接，电机3可以带动叶轮4旋转；萃取剂浓缩组件由第二腔体12、冷凝水箱10、加热装置11和气体室14组成，气体室14的顶部与第二腔体12的顶部相连通，加热装置11设置在第二腔体12的外侧，冷凝水箱10设置在气体室14的外侧，气体室14的底部设置有排液口17；脂溶性物质提取组件和萃取剂浓缩组件之间通过第一输液管8连接，第一输液管8的两端分别连通第一腔体2下端和第二腔体12的上端，第一输液管8上设置有第一泵9，第一输液管8和第一腔体2的连接处设置有过滤膜；洗脱剂分离组件由加药装置20、洗脱柱21和样品盘22组成，加药装置20设置在洗脱柱21的上端，样品盘22设置在洗脱柱21的下端；萃取剂浓缩组件和洗脱剂分离组件之间通过第二输液管19连接，第二输液管19的两端分别
连通第二腔体12的下端和洗脱柱21的上端，第二输液管19上设置有第二泵18和电磁阀16。
19.优选的，第一腔体2的底部设有排渣口6，排渣口6与第一腔体2之间通过设置可活动的挡板7相阻隔。第一输液管8与第一腔体2之间设置有两个连接端，分别为上连接端5和下连接端24，上连接端5设置在叶轮4的上端附近，下连接端24设置在叶轮4的下端附近。第二输液管19和第二腔体12的连接处设置有液位传感器15，液位传感器15分别和电磁阀16、加热装置11和冷凝水箱10电连接，液位传感器15可以控制电磁阀16、加热装置11和冷凝水箱10的开关。第二腔体12下端呈圆弧形，上端呈椭球形结构。加热装置11和冷凝水箱10之间设置有隔热挡板13。洗脱柱21内紧密填充有微球形硅胶。加药装置20包括微流注射器23，微流注射器23用于向洗脱柱21内注射洗脱剂。过滤膜为聚偏氟乙烯膜。
20.上述实施例的具体工作过程及原理如下：
21.打开脂溶性物质提取组件中第一腔体2的进样口1，操作人员先投加待测土壤于第一腔体2内，然后将萃取剂溶液和脱水剂粉末通过进样口1投入第一腔体2中；关闭进样口1，保持下方挡板7为关闭状态，启动电机3以带动叶轮4旋转，使得第一腔体2内土壤和萃取剂、脱水剂充分搅拌混合。
22.达到设定时间后，关闭电机3以停止叶轮4旋转，萃取剂溶液分别通过上连接端5和下连接端24快速流入第一输液管8，土壤颗粒和脱水剂粉末被第一输液管8前端的聚偏氟乙烯膜阻隔，打开第一泵9，第一输液管8中的萃取剂经过泵9提升后进入到第二腔体12中。
23.当第一输液管8中的萃取剂完全进入第二腔体12中后，关闭第一泵9，同时打开挡板7，土壤和脱水剂残渣经重力作用落下，通过排渣口6排出装置外，方便操作人员通过回收处理废物。
24.第一泵9开启后启动加热装置11和冷凝水箱10，加热装置11与外部电源连通，内部为电阻丝，缠绕在第二腔体12周围，通过加热电阻丝提高第二腔体12的温度，加热装置11将第二腔体12加热至设定温度后，第二腔体12内的萃取剂蒸发成气态，因压强平衡向连通的气体室14中转移；冷凝水箱10与外部电源连接，通过制冷剂和压缩机降低冷凝水箱10内水体的温度，气体室14中的萃取剂蒸汽被冷凝成液态后利用重力流下，从排液口17排出装置外；而第二腔体12内的萃取剂溶液被不断浓缩，萃取剂的成分不断减少，充满于第二腔体12下部，当液位高于液位传感器15时，液位传感器15控制电磁阀16保持开启状态，浓缩萃取剂溶液通过第二输液管19被输送至洗脱剂分离组件中。
25.第二腔体12内萃取剂溶液持续减少，直至液位低于液位传感器15后，传感器控制加热装置关闭、电磁阀16关闭、冷凝水箱10延时关闭。
26.在冷凝水箱10和加热装置11中间通过设置隔热挡板13，减少两侧的热交换，避免两侧温度的波动。
27.气体室14中的萃取剂蒸汽遇冷冷凝成液态，在气体室14的下部累积，萃取剂经重力流向排液口17，操作人员可以通过外接软管或者收集瓶回收冷凝液态萃取剂。
28.此时，含有较高浓度类异戊二烯醌物质的萃取剂溶液截留在第二输液管19中，在冷凝过程完成后，连接外部电源的第二泵18启动，第二输液管19中的浓缩萃取剂提升并输入到洗脱剂分离组件中。当第二输液管19中的萃取剂全部进入洗脱剂分离组件中，第二泵18关闭。
29.第二输液管19中的经浓缩的萃取剂经重力流入洗脱柱21内，洗脱柱21内填充有紧
密微球形硅胶，可以截留萃取剂；当所有萃取剂全部进入洗脱柱21后，启动加药装置20，加药装置20内部包含微流注射器23，操作人员可以将提前配置好的洗脱剂分配于微流注射器23中，加药装置20根据外部连接的电路控制微流注射器23注射洗脱剂；洗脱柱21下方设置样品盘22，以放置样品瓶收集样品，接受洗脱下的类异戊二烯醌溶液，该溶液经氮吹后可用于定量鉴定。
30.上述具体实施方式，仅为说明本发明的技术构思和结构特征，目的在于让熟悉此项技术的相关人士能够据以实施，但以上内容并不限制本发明的保护范围，凡是依据本发明的精神实质所作的任何等效变化或修饰，均应落入本发明的保护范围之内。