一种多功能样品前处理装置的制作方法

1.本发明涉及食品、药品等检验领域，具体涉及一种多功能样品前处理装置。


背景技术：

2.在食品和药品检验分析中，由于其基质复杂，干扰较多，因此样品前处理技术是检验检测非常重要的步骤。为提高检测的分析效率和准确度，各种样品前处理技术不断出现，极大地提高了分析效率。而样品前处理的好坏直接影响到分析的各项指标、成本和效率，占用了将近70%的分析工作量。样品的前处理步骤包括提取与净化，提取是将样品中的目标物溶解分离出来的操作步骤，根据目标化合物的性质、样品种类、实验条件，可选用的常规提取方法有振荡法、水浴回流法、超声波萃取法等。这些提取方法只能单一使用，且部分品种的提取不仅操作繁琐、费时，提取与净化效率低。比如在水浴回流时，部分粘性样品易粘附在三角瓶底部，不能充分与提取溶剂接触，影响提取效率；部分品种单纯使用水浴回流提取的时间高达4h，影响实验效率。另外由于对被测目标物质的最低检出限要求越来越低，其目标物质的稳定性也在随时间发生变化，这给分析测试带来了一定困难，因此亟需发展简单、快速、有效的样品前处理方法。目前，为适应多种类大批量样品的快速分析，样品前处理的手段在不断更新，并且也逐渐向仪器化、自动化、多元化方向发展。


技术实现要素：

3.针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种多功能样品前处理装置，集水浴加热、恒温超声、回旋振荡、回流功能于一体，可同时进行多个水浴回流反应，大大的节省操作空间，在水浴回流的同时结合恒温超声萃取、回旋振荡萃取等功能，使样品粉体或颗粒在萃取介质中充分分散，加快样品的萃取效率，缩短萃取时间，水浴单元可以升温，也可以降温，结合超声提取功能时可以保证超声萃取温度的恒定，很好的满足热不稳定化合物的萃取需求，通过内置的冷却循环模块实现冷凝液的循环利用，节约水资源，通过装置中各模块的组合与拆分可实现不同的前处理需求，组合自由，操作简便。
4.为实现上述技术目的，本发明提供如下技术方案：一种多功能样品前处理装置包括水浴单元、冷凝回流单元、冷却循环单元、支撑单元和控制单元，所述水浴单元由水浴箱、加热组件、超声组件和烧瓶固定组件组成，所述加热组件和超声组件位于水浴箱外壁夹层中，所述烧瓶固定组件位于水浴箱内部；所述冷凝回流单元设有冷凝管，所述冷凝管位于磨口烧瓶上方，所述冷凝管通过软管与所述的冷却循环单元相连；所述支撑单元位于所述的水浴单元的上方，所述支撑单元设有支撑架，用于固定冷凝管；所述控制单元位于水浴箱外侧，所述控制单元设有温度控制组件、超声控制组件和运行程序编制组件。
5.进一步，所述的水浴单元还包括回旋振荡组件，与所述的烧瓶固定组件相连，所述控制单元设有回旋振荡控制组件，所述冷凝回流单元还设有磨口烧瓶转接头和连接软管，
所述的连接软管一端与冷凝管相连，另一端与所述的磨口烧瓶转接头一端相连，所述的磨口烧瓶转接头另一端与烧瓶相连。
6.进一步，所述的水浴单元侧壁内还设有冷却组件，冷却循环单元设有两个循环水泵，其中一个循环水泵与所述的冷却组件相连，另一个与所述冷凝管相连。
7.进一步，所述水浴单元底部内层设有加热组件和超声组件，所述水浴单元4个侧壁内层设有冷却组件，所述水浴箱内部中间设有4条可调节位置的振荡固定管，所述水浴箱内部两侧设有2条滑道，所述振荡固定管两端设有与滑道相连接的可固定的卡扣，所述水浴箱内部右侧设有温度感应组件，所述水浴箱右侧下方设有出水口，所述振荡固定管之间可以放置磨口三角烧瓶，所述冷凝回流单元设有冷凝管，所述冷凝管位于磨口三角烧瓶上方，所述冷凝管和磨口三角烧瓶通过软管连接实现，所述软管为两端均为磨口的耐热软管。所述冷却循环单元位于水浴单元后方，所述冷却循环单元设有冷却组件、可调流速的循环水泵1和循环水泵2。所述支撑单元位于水浴单元的上方，所述支撑单元通过中间带圆孔的支撑架固定冷凝管。所述控制单元位于水浴箱外侧前面板，所述控制单元设有温度数显组件、单模块控制组件和运行程序编制组件。
8.进一步的，所述冷却组件包括压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器，所述冷却组件中充满氟利昂等可循环压缩制冷的物质。进一步的，所述循环水泵1和循环水泵2均通过控制单元调节水泵低、中、高三档循环流速，所述循环水泵1和循环水泵2均充满冷凝液，所述冷凝液经循环水泵1加压后流经蒸发器进行热交换，降温后的冷凝液通过连接管进入冷凝管进行热交换，升温后的冷凝液通过连接管回到冷却组件再次进行降温，所述冷凝液经循环水泵2加压后流经蒸发器进行热交换，降温后的冷凝液通过连接管进入水浴单元4个侧壁内层的冷却组件进行热交换，升温后的冷凝液通过连接管回到冷却组件再次进行降温，所述冷凝液均为循环使用。
9.进一步的，所述运行程序编制组件可以依次设定水浴单元温度、超声功能的开、关、功率及超声时间、回旋振荡功能的开、关及振荡时间、循环水泵1的低、中、高三档流速、循环水泵2的低、中、高三档流速和整个前处理的运行时间，且运行程序编制组件的指令优先执行。
10.进一步的，所述的水浴单元通过控制单元设定反应温度后，可通过加热组件升温，也可通过冷却组件降温，通过温度感应组件和控制单元使水浴单元内水的温度始终保持在设定的反应温度，尤其在水浴单元中结合超声功能时，通过冷却组件降温，可以保证超声萃取温度的恒定，很好的满足热不稳定化合物的萃取需求。
11.进一步的，所述带圆孔的支撑架孔径可以调节。
12.进一步的，所述振荡固定管的振荡方式不局限于回旋式，也可以是往返式或其它形式。
13.进一步的，所述软连接是耐热软管连接的两端均为磨口设计，可缓解震荡过程中三角瓶和冷凝管之间的硬摩擦，减小阻力。
14.进一步的，所述冷凝液可以是水或者其它溶剂。
15.进一步的，所述连接管材质可以是聚四氟乙烯软管或其它软管。
16.进一步的，所述的软管可以是聚丙烯复合软管或其它耐热材质软管。
17.进一步的，通过各模块的组合与拆分可实现不同的前处理需求。
18.本发明一种多功能样品前处理装置，包括水浴单元、冷凝回流单元、冷却循环单元、支撑单元和控制单元，集水浴加热、水浴降温、恒温超声、回旋振荡、冷凝回流功能于一体，可同时进行多个萃取反应，大大的节省了操作空间，在水浴回流的同时结合恒温超声萃取、回旋振荡等样品萃取功能，可使样品粉体或颗粒在萃取介质中充分分散，加快样品的萃取效率，缩短萃取时间，水浴可以升温，也可以降温，结合超声提取功能时可以保证超声萃取温度的恒定，很好的满足热不稳定化合物的萃取需求，通过内置的冷却循环模块实现冷凝液的循环利用，节约水资源，通过装置中各模块的自由组合可实现不同性质样品的前处理需求，解决了样品混合不均匀，萃取效率低，速度慢，人力和能源浪费等问题。本发明解决了使用单一提取方法提取时间长、提取效率低的问题，大大提高工作效率和能源利用率。
附图说明
19.图1一种多功能样品前处理装置包括水浴单元图2一种多功能样品前处理装置包括水浴单元的振荡结构示意图图3冷凝回流单元冷凝管、磨口烧瓶转接头和连接软管示意图图中包括水浴单元1、冷凝回流单元2、冷却循环单元3、支撑单元4、控制单元5，水浴箱1-1、加热组件1-2、超声组件1-3、烧瓶固定组件1-4、冷却组件1-5、回旋振荡组件1-6、连接组件1-7；冷凝管2-1，软管2-2、磨口烧瓶转接头2-4、连接软管2-3，烧瓶2-5；循环水泵3-1、循环水泵3-2；支撑架4-1、冷凝管固定组件4-2。
具体实施方式
20.下面结合附图对本发明技术特征作进一步详细说明以便于所属领域技术人员能够理解。显然，所描述的实施例仅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作出创造性劳动的前提下，所获得的所有其它实施例都属于本发明的保护范围。
21.如图1所示，一种多功能样品前处理装置包括水浴单元1、冷凝回流单元2、冷却循环单元3、支撑单元4、控制单元5。所述水浴单元1由水浴箱1-1、加热组件1-2、超声组件1-3和烧瓶固定组件1-4组成，所述加热组件1-2和超声组件1-3位于水浴箱1-1外壁夹层中，所述烧瓶固定组件1-4位于水浴箱1-1内部；所述冷凝回流单元2设有冷凝管2-1，所述冷凝管2-1位于烧瓶固定组件1-4上方，所述冷凝管2-1通过软管2-2与所述的冷却循环单元3相连；所述支撑单元4位于所述的水浴单元1的上方，所述支撑单元设有支撑架4-1和冷凝管固定组件4-2，用于固定冷凝管；所述控制单元5位于水浴箱1-1外侧，所述控制单元5设有温度控制组件、超声控制组件和运行程序编制组件。
22.进一步，所述的水浴单元1侧壁内还设有冷却组件1-5，冷却循环单元3设有两个循环水泵，其中一个循环水泵3-1与所述的冷却组件1-5相连，另一个循环水泵3-2与所述冷凝管2-1相连。
23.进一步，所述的水浴单元1还包括回旋振荡组件1-6，通过连接组件1-7与所述的烧瓶固定组件1-4相连，所述控制单元5设有回旋振荡控制组件，所述冷凝回流单元2还设有磨
口烧瓶转接头2-4和连接软管2-3，所述的连接软管2-3一端与冷凝管2-1相连，另一端与所述的磨口烧瓶转接头2-4一端相连，所述的磨口烧瓶转接头2-4另一端与烧瓶2-5相连。
24.所述水浴单元1的4个侧壁内层设有冷却组件1-5，所述水浴箱内部中间设有4条可调节位置的振荡固定管，所述水浴箱内部两侧设有2条滑道，所述振荡固定管两端设有与滑道相连接的可固定的卡扣，所述水浴箱内部右侧设有温度感应组件，所述水浴箱右侧下方设有出水口。所述振荡固定管两两之间可以放置磨口三角烧瓶，所述冷凝回流单元设有冷凝管，所述冷凝管位于磨口三角烧瓶上方，所述冷凝管和磨口三角烧瓶通过软管密封连接，所述的软管为两端均为磨口的耐热软管，水浴回流结合回旋振荡萃取时，可以实现冷凝管固定的同时，底部的磨口三角瓶可以灵活的进行回旋振荡。所述冷却循环单元位于水浴单元后方，所述冷却循环单元设有制冷组件、可调流速的循环水泵3-1和循环水泵3-2，所述制冷组件包括压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器，所述制冷组件中充满氟利昂等可循环压缩制冷的物质，所述循环水泵3-1和循环水泵3-2均通过控制单元调节水泵低、中、高三档循环流速，所述循环水泵3-1和循环水泵3-2均充满冷凝液，所述冷凝液经循环水泵3-2加压后流经蒸发器进行热交换，降温后的冷凝液通过连接管进入冷凝管进行热交换，升温后的冷凝液通过连接管回到制冷组件再次进行降温，所述冷凝液经循环水泵3-1加压后流经蒸发器进行热交换，降温后的冷凝液通过连接管进入水浴单元1的4个侧壁内层的冷却组件1-5进行热交换，升温后的冷凝液通过连接管回到制冷组件再次进行降温，所述冷凝液为循环使用。所述支撑单元位于水浴单元的上方，所述支撑单元通过中间带圆孔的支撑架4-2固定冷凝管。所述控制单元5位于水浴箱外侧前面板，所述控制单元5设有温度数显组件、单模块控制组件和运行程序编制组件。
25.本发明在使用加热萃取回流功能时，先将水浴箱内部加入合适的水，使水浴箱水液面略超过三角烧瓶中反应液或提取液的液面高度，通过控制单元设置需要的加热温度，提前预热，通过控制单元使冷却组件对冷凝液进行制冷降温，待水浴箱温度达到后，将盛放有反应液或提取液的磨口三角烧瓶置于水浴箱内部2条振荡固定管之间，用振荡固定管卡紧后固定与滑道相连接的卡扣，固定磨口三角烧瓶，通过耐热的软管将磨口三角烧瓶和冷凝管密封连接，通过运行程序编制组件设定水浴单元温度、循环水泵3-2的流速、整个前处理的运行时间，设定完成后开始运行，此过程中冷凝液由连接管进入冷凝管进行热交换，升温后的冷凝液再次通过连接管回到制冷组件进行降温，冷凝液循环使用。
26.本发明在加热萃取回流时可根据需要同时开启恒温超声功能或振荡功能，使样品在溶剂中充分分散，加快样品的萃取效率，缩短萃取时间。结合恒温超声功能时，在运行程序编制组件中设定水浴单元温度、超声打开、超声功率、超声时间、循环水泵3-1和循环水泵3-2的流速和整个前处理的运行时间，此过程中冷凝液由连接管进入冷凝管进行热交换，升温后的冷凝液再次通过连接管回到制冷组件进行降温，冷凝液由连接管进入水浴单元1的4个侧壁内层的冷却组件进行热交换，升温后的冷凝液通过连接管回到制冷组件再次进行降温，这个过程是根据温度感应组件的温度反馈通过控制单元实时调节水浴温度，使始终保持在恒定的设定温度。
27.结合振荡功能时，通过两端均为磨口的耐热软管将磨口三角瓶和冷凝管进行连接，在运行程序编制组件中设定水浴单元温度、振荡打开、振荡时间、循环水泵3-1和循环水泵3-2的流速和整个前处理的运行时间，此过程中冷凝管为固定状态，底部的磨口三角瓶通
过振荡固定组件的带动，灵活的进行回旋振荡。防止冷凝管震荡时损坏。
28.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改、或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围内。