[ni技術(shù)]應(yīng)用ni compactdaq 實(shí)現(xiàn)多通道固相萃取 儀的自動控制

1、[NI[NI技術(shù)技術(shù)]應(yīng)用應(yīng)用NINICompactDAQCompactDAQ實(shí)現(xiàn)多通道固相萃取實(shí)現(xiàn)多通道固相萃取儀的自動控制儀的自動控制“我們基于NICompactDAQ的硬件與LabVIEW圖形化開發(fā)平臺，研發(fā)生產(chǎn)了MultiSPEA208固相萃取系統(tǒng)。這是一個(gè)真正具有自主知識產(chǎn)權(quán)的全自動固相萃取系統(tǒng)。該系統(tǒng)的問世，打破了國外儀器在樣品前處理的壟斷地位，MultiSPEA208以它前所未有的強(qiáng)大功能征服了業(yè)界，并且受到行業(yè)內(nèi)的高度關(guān)

2、注與各方領(lǐng)導(dǎo)的重視?！癚imingLiTheChallenge:MULTISPEA208的現(xiàn)場使用食品安全和環(huán)境安全已經(jīng)成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)之一而食品及環(huán)境安全檢測則成為各國政府及相關(guān)檢測機(jī)構(gòu)的主要工作。面對日益增多的檢測樣品，快速、高通量的自動化樣品前處理儀器設(shè)備則是能否對樣品進(jìn)行快速精準(zhǔn)檢測的關(guān)鍵。TheSolution:研發(fā)一種基于NICompactDAQ的多通道自動固相萃取系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要用于食品、農(nóng)產(chǎn)品、環(huán)保監(jiān)測、司法鑒定、生物

3、醫(yī)藥等領(lǐng)域分析檢測前的高通量自動化樣品預(yù)處理。硬件部分以NICompactDAQ與C系列模塊為核心構(gòu)建了集數(shù)據(jù)采集與控制一身的硬件單元，從而實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)控制、閥門控制與傳感器數(shù)據(jù)采集的同步進(jìn)行。軟件部分則以LabVIEW的圖形化編程語言為核心開發(fā)了新一代樣品前處理自動化流程控制軟件Degressio?，使用LabVIEW作為軟件主要開發(fā)平臺大大地節(jié)約了Degressio?軟件的開發(fā)周期與成本。Auth(s):QimingLiXiaobo

4、ChenDr.XiaohuaChen上個(gè)世紀(jì)九十年代，自動化固相萃取系統(tǒng)就已經(jīng)推向市場。許多實(shí)驗(yàn)室也裝備了各種品牌的自動化固相萃取設(shè)備。但是調(diào)查發(fā)現(xiàn)，許多進(jìn)口固相萃取設(shè)備都是擺設(shè)，實(shí)驗(yàn)室工作人員寧愿用手動的固相萃取裝置，也不愿意用這些的“自動化”的設(shè)備。其主要原因之一是現(xiàn)有的自動化系統(tǒng)并不能解決速度問題。面對大量的樣品，現(xiàn)有的自動化設(shè)備并不能真正提高樣品前處理的效率。除了通量不夠以外，造成效率低的重要原因之一就是幾乎所有自動固相萃取系統(tǒng)

5、大都是采用注射泵作為液體轉(zhuǎn)移輸送動力的。而注射泵是先吸液，再排液。吸液的時(shí)間占了整個(gè)自動固相萃取13的時(shí)間！另外，無法智能化處理萃取過程中的固相萃取柱堵塞及有效控制載樣流速也是阻礙自動固相萃取儀使用的重要因素之一。目前國際上生產(chǎn)固相萃取柱型自動化固相萃取系統(tǒng)主要有兩家：Gilson和Caliper。這兩家都是美國公司。此外，還有一些近年進(jìn)入這一市場的公司，例如美國的J2Scientific、LabTech等等。雖然這些產(chǎn)品都具有連續(xù)自動

6、處理多個(gè)樣品的功能，但從整體上看，這些儀器并沒有縮短樣品前處理的時(shí)間，面對必須限時(shí)完成的幾十個(gè)，甚至是上百個(gè)樣品，這些儀器無法滿足要求，加之對現(xiàn)有固相萃取儀的不信任，實(shí)驗(yàn)室人員還是依靠人工的方式對批量樣品進(jìn)行前處理?；谶@一現(xiàn)實(shí)，我們研發(fā)了MULTISPEA208，以求徹底改變這種狀況。MultiSPEA208固相萃取系統(tǒng)的設(shè)計(jì)背景與設(shè)計(jì)原則MultiSPEA208固相萃取系統(tǒng)的設(shè)計(jì)背景自動化固相萃取系統(tǒng)必須能夠達(dá)到以下目的：將目標(biāo)化合

7、物從復(fù)雜的樣品基質(zhì)中分離出來；盡可能地除去對目標(biāo)化合物分析產(chǎn)生干擾的化合物；將目標(biāo)化合物轉(zhuǎn)移到分析儀器能夠接受的介質(zhì)中；并對樣品進(jìn)行濃縮，以保證其濃度在儀器的檢出限以上。根據(jù)萃取模式，固相萃取可分為目標(biāo)化合物吸附模式和雜質(zhì)吸附模式。如圖1所示，在目標(biāo)化合物吸附模式中，SPE柱（膜片）主要用于從樣品基質(zhì)中吸附待檢測化合物。例如，從乳液中萃取三聚氰胺、從水樣中萃取分離藻毒素。而雜質(zhì)吸附模式（見圖2）則主要用于凈化有機(jī)萃取液，萃取有機(jī)液經(jīng)過S

8、PE柱（膜片），雜質(zhì)被吸附，而目標(biāo)化合物則沒有保留地通過SPE柱（膜片）。18圖4.系統(tǒng)的硬件單元。如圖4所示NI機(jī)箱是整個(gè)MULTISPEA208控制系統(tǒng)的硬件核心，主要用于接收來自上位機(jī)的控制信號，實(shí)現(xiàn)并行控制電機(jī)與閥門，并且采集來自不同傳感器的信號，使得上位機(jī)可根據(jù)儀器的不同狀況做出相應(yīng)的控制。在NIcDAQ9174機(jī)箱上安裝的C系列模塊實(shí)現(xiàn)功能如下：NI9263模塊用于產(chǎn)生010V的模擬量信號來控制比例閥氣源壓力輸出。NI942

9、5模塊用于控制系統(tǒng)上各個(gè)閥門的開關(guān)。NI9474模塊利用NIcDAQ9174機(jī)箱上的4個(gè)定數(shù)計(jì)數(shù)器產(chǎn)生脈沖信號來實(shí)現(xiàn)對4個(gè)直流電機(jī)的異步控制。NI9425模塊用于采集安裝在儀器上的傳感器信號。系統(tǒng)的控制方案圖圖5.系統(tǒng)的控制方案圖。根據(jù)MultiSPEA208固相萃取系統(tǒng)的流路結(jié)構(gòu)與硬件結(jié)構(gòu)我們設(shè)計(jì)如圖5的控制方案。首先控制軟件讀取保存在電腦里的萃取方法，然后軟件根據(jù)相應(yīng)的方法步驟發(fā)送指令到CompactDAQ控制對應(yīng)的硬件單元。并且根