關于ATR Super SPE 360全自動超級固相萃取儀的技術解析

副標題： 高通量、全自動、集成濃縮的現代化樣品前處理平臺

發布日期： 2024年1月22日
作者： 森德儀器 應用技術部
儀器類別： 樣品前處理設備 / 自動化設備
閱讀時間： 約7分鐘
關鍵詞： 固相萃取儀、全自動SPE、樣品前處理、在線濃縮、高通量、農殘檢測、環境分析、森德儀器

摘要
本文深入解析ATR Super SPE 360全自動超級固相萃取儀的創新設計、智能控制與高效整合能力。該設備將傳統的固相萃取活化、上樣、淋洗、洗脫步驟與氮吹濃縮、溶劑置換、定容功能無縫集成于單一全自動化平臺，革命性地解決了復雜樣品前處理流程繁瑣、效率低下、重現性差等核心痛點。文章將系統闡述其多通道并行處理、精確的流量與壓力控制、智能方法編輯與全流程監控等核心技術，并重點展示其在環境水體、食品安全、藥物分析等領域實現高通量、高回收率、高重復性樣品制備的關鍵應用價值。

一、產品概述與核心定位

ATR Super SPE 360是一款全自動樣品前處理工作站，其核心定位是實現從樣品提取液到儀器分析-ready（如GC-MS， LC-MS）試樣的 “一站式、無人化"制備。它將固相萃取（SPE）的所有步驟與后續關鍵的濃縮、定容步驟深度融合，旨在成為高通量檢測實驗室提升數據質量、解放人力、確保合規性的核心裝備。

核心設計理念：

• 全流程自動化集成： 將 SPE 與在線濃縮（氮吹）單元一體化設計，無需人工轉移洗脫液，避免中間步驟的損失、污染與誤差。

• 高通量并行處理： 支持多通道（如6通道、8通道或更多）同時獨立運行，每個通道可處理不同樣品、使用不同SPE柱和方法，極大提升處理效率。

• 精準智能控制： 采用高精度注射泵和壓力傳感器，精確控制每一步驟的流速、體積和壓力，確保萃取過程的高度重現性。

• 方法靈活與合規性： 用戶可通過圖形化軟件自由編輯和存儲復雜的前處理方法，并具備完整的審計追蹤功能，滿足GLP/GMP等法規要求。

二、核心技術特點與性能解析

2.1 一體化的全自動流程集成

• “SPE-濃縮"無縫銜接： 儀器在完成SPE柱的洗脫步驟后，洗脫液被直接收集至濃縮管中，系統隨即啟動內置的氮吹濃縮單元，進行自動濃縮、溶劑置換（如從大體積的洗脫溶劑轉換為小體積的進樣溶劑）和最終定容。整個過程在封閉系統中連續完成。

• 多功能液體處理平臺： 集成高精度注射泵、多通路選擇閥和溶劑庫，可自動完成樣品、多種活化溶劑、淋洗溶劑、洗脫溶劑的精確加注與輸送。

2.2 精準可靠的控制與監測系統

• 高精度注射泵驅動： 作為液體輸送的核心，提供穩定且精確的流速控制，確保小體積溶劑添加的準確性，對于提高回收率和重現性至關重要。

• 實時壓力監測與反饋： 每個萃取通道均配有壓力傳感器，實時監控SPE柱床的壓力變化。軟件可依據壓力反饋智能調節流速，防止柱床干涸或堵塞，并可用于判斷柱容量和樣品潔凈度。

• 智能氮吹控制： 濃縮模塊采用針位自動調節的氮吹針，可隨液面下降而自動跟隨，確保濃縮效率一致。溫度和氣流可精準控制，防止目標物揮發損失。

2.3 靈活的硬件配置與智能軟件

• 可擴展的通道與樣品位： 基本配置通常為6或8個獨立萃取通道，并可搭配多位樣品盤（如48位、96位），滿足大批量樣品連續處理需求。

• 圖形化方法編輯軟件： 軟件界面直觀，用戶可通過拖拽方式輕松搭建包含活化、上樣、淋洗、洗脫、濃縮、定容、溶劑置換等所有步驟的完整流程。方法參數（流速、體積、時間、壓力上限等）可精細設置。

• 實時監控與數據管理： 運行過程中實時顯示各通道狀態、壓力曲線、步驟進度。所有方法參數、運行日志和操作記錄均可追溯，支持數據完整性管理。

三、應用場景與解決方案

ATR Super SPE 360特別適用于樣品基質復雜、目標物含量低、且需要處理大批量樣品的痕量分析領域。

3.1 主要應用領域

• 環境監測

• 應用場景： 地表水、地下水、飲用水、廢水中的農藥殘留、多環芳烴（PAHs）、多氯聯苯（PCBs）、內分泌干擾物、藥物和個人護理品（PPCPs）等痕量有機污染物的萃取與濃縮。

• 解決方案： 全自動處理大體積水樣（如500 mL或1L），在線濃縮至0.5-1 mL，富集倍數高達1000倍以上，輕松達到ppt級檢測限要求。符合HJ 478、HJ 648等標準方法對自動化的要求。

• 食品安全檢測

• 應用場景： 果蔬、糧食、茶葉、蜂蜜、動物組織中農藥殘留、獸藥殘留、毒素（、非法添加物的凈化與富集。

• 解決方案： 對經提取后的復雜基質樣品提取液（常含油脂、色素、糖分等）進行自動化凈化，顯著減少雜質干擾，提高LC-MS/MS等儀器分析的靈敏度和準確性。滿足GB 23200.113等系列國標對前處理的要求。

• 藥物與生物分析

• 應用場景： 血漿、血清、尿液等生物樣品中藥物及其代謝物的萃取，用于藥代動力學、臨床治療藥物監測研究。

• 解決方案： 自動化處理小體積生物樣品，實現蛋白沉淀、除鹽、凈化和濃縮一體化，回收率高且重現性好，滿足生物分析法規對方法重現性的嚴苛要求。

• 法醫與毒物分析

• 應用場景： 血液、組織中濫用藥物、毒物的篩查與確認分析。

• 解決方案： 全封閉、自動化的流程大限度減少了人員接觸有毒有害樣品和溶劑的風險，同時保證了證據鏈的完整性和數據可靠性。

3.2 典型案例分析

• 案例：第三方環境檢測機構對飲用水源地中有機磷農藥的日常篩查

• 挑戰： 每月需完成數百個水樣的幾十種有機磷農藥分析，傳統手動SPE操作耗時耗力（一個樣品約需30-40分鐘），且實驗人員長時間接觸有毒溶劑，不同人員操作間重現性差，數據質量波動大。

• 解決方案： 引入ATR Super SPE 360（8通道）。將1L水樣瓶直接置于樣品盤，選用符合標準的HLB SPE柱，運行預設方法。儀器自動完成活化、上樣、淋洗、洗脫，并將洗脫液在線濃縮、置換溶劑至1.0 mL自動收集到進樣小瓶中。

• 成效： 效率飛躍：8個樣品并行處理，單個樣品處理時間有效縮短至約10分鐘，日處理能力提升超過5倍。質量提升：全流程自動化消除了人為誤差，方法回收率穩定在85%-115%之間，RSD顯著優于手動操作。安全合規：解放了人力，降低了職業健康風險，完整的電子記錄滿足了CMA/CNAS評審對自動化數據可追溯性的要求。

四、操作、維護與注意事項

4.1 標準工作流程簡述

1. 系統準備： 開機，在軟件中選擇或編輯方法，放置所需溶劑瓶、SPE柱架、收集管架和樣品。

2. 方法設置： 設定每個步驟的溶劑類型、體積、流速、壓力限值，以及濃縮的溫度、時間、定容體積等。

3. 啟動運行： 點擊開始，儀器全自動執行所有步驟，操作員可離開處理其他工作。

4. 收集與分析： 運行結束后，取走已定容并置于進樣瓶中的最終試樣，直接上機（GC-MS/LC-MS）分析。

5. 系統清洗： 運行儀器自帶的清洗程序，沖洗所有流路以備下次使用。

4.2 日常維護要點

• 每日： 檢查并補充各溶劑瓶液位，清空廢液瓶，用適當溶劑（如甲醇、丙酮）進行流路日常沖洗。

• 每周/根據使用量： 更換注射泵密封墊（若為活塞泵），清洗或更換溶劑過濾頭。

• 定期： 檢查氮氣壓力和氣流管路，校準液路體積（如需要）。

• 關鍵部件： 定期檢查濃縮針的位置和清潔度，確保其正常工作。

4.3 關鍵注意事項

• 樣品預處理： 樣品在上機前需進行適當預處理（如過濾去除懸浮物、調節pH值），以防止堵塞SPE柱或影響吸附效率。

• SPE柱選擇與活化： 必須根據目標物性質和樣品基質選擇合適的SPE柱填料，并確保活化步驟充分，這是保證高回收率的基礎。

• 方法開發與驗證： 盡管自動化程度高，但對于新樣品新目標物，仍需進行手動或小規模的方法開發與驗證，優化各步驟參數后再轉化為全自動方法。

• 溶劑兼容性： 確保儀器流路材質（如管路、閥）與所使用的有機溶劑兼容。

五、附錄與參考資料

相關標準

該儀器的應用方法廣泛遵循以下新國內外標準：

• HJ 478-2009《水質 多環芳烴的測定 液液萃取和固相萃取高效液相色譜法》 （標準中明確可使用自動固相萃取裝置）。

• HJ 648-2013《水質 硝基苯類化合物的測定 液液萃取/固相萃取-氣相色譜法》。

• GB 23200.113-2018《食品安全國家標準 植物源性食品中208種農藥及其代謝物殘留量的測定 氣相色譜-質譜聯用法》，其前處理部分涉及固相萃取凈化。

• US EPA Method 3535A《Solid-Phase Extraction (SPE)》：美國環保署關于固相萃取的方法，是環境水樣分析的重要依據。

• ISO 28540:2023《Water quality — Determination of selected nonylphenols, nonylphenol mono- and diethoxylates and nonylphenol carboxylates — Method using solid-phase extraction (SPE) and gas chromatography/mass spectrometry (GC/MS)》：新國際標準，體現了自動化SPE在特定污染物分析中的應用。

六、文章信息

關于廣東森德儀器有限公司

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版權聲明

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