关于ATR Super SPE 360全自动超级固相萃取仪的技术解析

关于ATR Super SPE 360全自动超级固相萃取仪的技术解析

副标题： 高通量、全自动、集成浓缩的现代化样品前处理平台

发布日期： 2024年1月22日
作者： 森德仪器 应用技术部
仪器类别： 样品前处理设备 / 自动化设备
阅读时间： 约7分钟
关键词： 固相萃取仪、全自动SPE、样品前处理、在线浓缩、高通量、农残检测、环境分析、森德仪器

摘要
本文深入解析ATR Super SPE 360全自动超级固相萃取仪的创新设计、智能控制与高效整合能力。该设备将传统的固相萃取活化、上样、淋洗、洗脱步骤与氮吹浓缩、溶剂置换、定容功能无缝集成于单一全自动化平台，革命性地解决了复杂样品前处理流程繁琐、效率低下、重现性差等核心痛点。文章将系统阐述其多通道并行处理、精确的流量与压力控制、智能方法编辑与全流程监控等核心技术，并重点展示其在环境水体、食品安全、药物分析等领域实现高通量、高回收率、高重复性样品制备的关键应用价值。

一、产品概述与核心定位

ATR Super SPE 360是一款全自动样品前处理工作站，其核心定位是实现从样品提取液到仪器分析-ready（如GC-MS， LC-MS）试样的 “一站式、无人化"制备。它将固相萃取（SPE）的所有步骤与后续关键的浓缩、定容步骤深度融合，旨在成为高通量检测实验室提升数据质量、解放人力、确保合规性的核心装备。

核心设计理念：

• 全流程自动化集成： 将 SPE 与在线浓缩（氮吹）单元一体化设计，无需人工转移洗脱液，避免中间步骤的损失、污染与误差。

• 高通量并行处理： 支持多通道（如6通道、8通道或更多）同时独立运行，每个通道可处理不同样品、使用不同SPE柱和方法，极大提升处理效率。

• 精准智能控制： 采用高精度注射泵和压力传感器，精确控制每一步骤的流速、体积和压力，确保萃取过程的高度重现性。

• 方法灵活与合规性： 用户可通过图形化软件自由编辑和存储复杂的前处理方法，并具备完整的审计追踪功能，满足GLP/GMP等法规要求。

二、核心技术特点与性能解析

2.1 一体化的全自动流程集成

• “SPE-浓缩"无缝衔接： 仪器在完成SPE柱的洗脱步骤后，洗脱液被直接收集至浓缩管中，系统随即启动内置的氮吹浓缩单元，进行自动浓缩、溶剂置换（如从大体积的洗脱溶剂转换为小体积的进样溶剂）和最终定容。整个过程在封闭系统中连续完成。

• 多功能液体处理平台： 集成高精度注射泵、多通路选择阀和溶剂库，可自动完成样品、多种活化溶剂、淋洗溶剂、洗脱溶剂的精确加注与输送。

2.2 精准可靠的控制与监测系统

• 高精度注射泵驱动： 作为液体输送的核心，提供稳定且精确的流速控制，确保小体积溶剂添加的准确性，对于提高回收率和重现性至关重要。

• 实时压力监测与反馈： 每个萃取通道均配有压力传感器，实时监控SPE柱床的压力变化。软件可依据压力反馈智能调节流速，防止柱床干涸或堵塞，并可用于判断柱容量和样品洁净度。

• 智能氮吹控制： 浓缩模块采用针位自动调节的氮吹针，可随液面下降而自动跟随，确保浓缩效率一致。温度和气流可精准控制，防止目标物挥发损失。

2.3 灵活的硬件配置与智能软件

• 可扩展的通道与样品位： 基本配置通常为6或8个独立萃取通道，并可搭配多位样品盘（如48位、96位），满足大批量样品连续处理需求。

• 图形化方法编辑软件： 软件界面直观，用户可通过拖拽方式轻松搭建包含活化、上样、淋洗、洗脱、浓缩、定容、溶剂置换等所有步骤的完整流程。方法参数（流速、体积、时间、压力上限等）可精细设置。

• 实时监控与数据管理： 运行过程中实时显示各通道状态、压力曲线、步骤进度。所有方法参数、运行日志和操作记录均可追溯，支持数据完整性管理。

三、应用场景与解决方案

ATR Super SPE 360特别适用于样品基质复杂、目标物含量低、且需要处理大批量样品的痕量分析领域。

3.1 主要应用领域

• 环境监测

• 应用场景： 地表水、地下水、饮用水、废水中的农药残留、多环芳烃（PAHs）、多氯联苯（PCBs）、内分泌干扰物、药物和个人护理品（PPCPs）等痕量有机污染物的萃取与浓缩。

• 解决方案： 全自动处理大体积水样（如500 mL或1L），在线浓缩至0.5-1 mL，富集倍数高达1000倍以上，轻松达到ppt级检测限要求。符合HJ 478、HJ 648等标准方法对自动化的要求。

• 食品安全检测

• 应用场景： 果蔬、粮食、茶叶、蜂蜜、动物组织中农药残留、兽药残留、毒素（、非法添加物的净化与富集。

• 解决方案： 对经提取后的复杂基质样品提取液（常含油脂、色素、糖分等）进行自动化净化，显著减少杂质干扰，提高LC-MS/MS等仪器分析的灵敏度和准确性。满足GB 23200.113等系列国标对前处理的要求。

• 药物与生物分析

• 应用场景： 血浆、血清、尿液等生物样品中药物及其代谢物的萃取，用于药代动力学、临床治疗药物监测研究。

• 解决方案： 自动化处理小体积生物样品，实现蛋白沉淀、除盐、净化和浓缩一体化，回收率高且重现性好，满足生物分析法规对方法重现性的严苛要求。

• 法医与毒物分析

• 应用场景： 血液、组织中滥用药物、毒物的筛查与确认分析。

• 解决方案： 全封闭、自动化的流程大限度减少了人员接触有毒有害样品和溶剂的风险，同时保证了证据链的完整性和数据可靠性。

3.2 典型案例分析

• 案例：第三方环境检测机构对饮用水源地中有机磷农药的日常筛查

• 挑战： 每月需完成数百个水样的几十种有机磷农药分析，传统手动SPE操作耗时耗力（一个样品约需30-40分钟），且实验人员长时间接触有毒溶剂，不同人员操作间重现性差，数据质量波动大。

• 解决方案： 引入ATR Super SPE 360（8通道）。将1L水样瓶直接置于样品盘，选用符合标准的HLB SPE柱，运行预设方法。仪器自动完成活化、上样、淋洗、洗脱，并将洗脱液在线浓缩、置换溶剂至1.0 mL自动收集到进样小瓶中。

• 成效： 效率飞跃：8个样品并行处理，单个样品处理时间有效缩短至约10分钟，日处理能力提升超过5倍。质量提升：全流程自动化消除了人为误差，方法回收率稳定在85%-115%之间，RSD显著优于手动操作。安全合规：解放了人力，降低了职业健康风险，完整的电子记录满足了CMA/CNAS评审对自动化数据可追溯性的要求。

四、操作、维护与注意事项

4.1 标准工作流程简述

1. 系统准备： 开机，在软件中选择或编辑方法，放置所需溶剂瓶、SPE柱架、收集管架和样品。

2. 方法设置： 设定每个步骤的溶剂类型、体积、流速、压力限值，以及浓缩的温度、时间、定容体积等。

3. 启动运行： 点击开始，仪器全自动执行所有步骤，操作员可离开处理其他工作。

4. 收集与分析： 运行结束后，取走已定容并置于进样瓶中的最终试样，直接上机（GC-MS/LC-MS）分析。

5. 系统清洗： 运行仪器自带的清洗程序，冲洗所有流路以备下次使用。

4.2 日常维护要点

• 每日： 检查并补充各溶剂瓶液位，清空废液瓶，用适当溶剂（如甲醇、丙酮）进行流路日常冲洗。

• 每周/根据使用量： 更换注射泵密封垫（若为活塞泵），清洗或更换溶剂过滤头。

• 定期： 检查氮气压力和气流管路，校准液路体积（如需要）。

• 关键部件： 定期检查浓缩针的位置和清洁度，确保其正常工作。

4.3 关键注意事项

• 样品预处理： 样品在上机前需进行适当预处理（如过滤去除悬浮物、调节pH值），以防止堵塞SPE柱或影响吸附效率。

• SPE柱选择与活化： 必须根据目标物性质和样品基质选择合适的SPE柱填料，并确保活化步骤充分，这是保证高回收率的基础。

• 方法开发与验证： 尽管自动化程度高，但对于新样品新目标物，仍需进行手动或小规模的方法开发与验证，优化各步骤参数后再转化为全自动方法。

• 溶剂兼容性： 确保仪器流路材质（如管路、阀）与所使用的有机溶剂兼容。

五、附录与参考资料

相关标准

该仪器的应用方法广泛遵循以下新国内外标准：

• HJ 478-2009《水质 多环芳烃的测定 液液萃取和固相萃取高效液相色谱法》 （标准中明确可使用自动固相萃取装置）。

• HJ 648-2013《水质 硝基苯类化合物的测定 液液萃取/固相萃取-气相色谱法》。

• GB 23200.113-2018《食品安全国家标准 植物源性食品中208种农药及其代谢物残留量的测定 气相色谱-质谱联用法》，其前处理部分涉及固相萃取净化。

• US EPA Method 3535A《Solid-Phase Extraction (SPE)》：美国环保署关于固相萃取的方法，是环境水样分析的重要依据。

• 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)》：新国际标准，体现了自动化SPE在特定污染物分析中的应用。

六、文章信息

关于广东森德仪器有限公司

广东森德仪器有限公司是科学仪器领域专业的服务商与解决方案伙伴。我们不仅提供涵盖实验室通用仪器、前处理设备、分析测试仪器等八大领域的高品质产品，更致力于为客户提供从实验室前期规划咨询、专业产品选型支持到售后全周期服务的整体解决方案。我们的服务网络已广泛覆盖环境监测、食品药品安全、检验检疫、疾控中心、高校科研及第三方检测等众多领域，为超过500家客户在复杂样品前处理与分析效率提升方面提供可靠、高效、智能化的技术支持。

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