作者:依利特 來(lái)源:行業(yè)專(zhuān)員 2025-07-25 13:28:49
在實(shí)驗室里,李博士正眉頭緊鎖。他需要從復雜的植物提取物中純化出高純度的活性成分,這離不開(kāi)制備色譜技術(shù)。但眼前的景象讓他效率大減:手動(dòng)進(jìn)樣耗時(shí)費力、精度難以保證;旁邊的餾分收集器需要專(zhuān)人盯著(zhù)色譜峰,手動(dòng)切換試管,稍不留神目標組分就溜進(jìn)了廢液桶。交叉污染、人為誤差、漫長(cháng)的工時(shí)……這些都是行業(yè)里長(cháng)期存在的痛點(diǎn)?!耙怯信_設備能自動(dòng)進(jìn)樣,還能智能識別、精準收集餾分,該多好!”李博士的感慨,道出了無(wú)數科研和產(chǎn)業(yè)工作者的心聲。
這個(gè)痛點(diǎn),正是依利特科技研發(fā)團隊日夜攻關(guān)的方向。在色譜領(lǐng)域深耕多年的他們深知,傳統的制備色譜流程中,自動(dòng)進(jìn)樣器和餾分收集器往往是獨立的兩臺設備。雖然各自功能成熟,但“各自為政”導致流程割裂,無(wú)法實(shí)現真正意義上的“樣品進(jìn)-分離-目標收”全鏈條自動(dòng)化。效率低、依賴(lài)人工值守、方法靈活性不足,限制了制備效率的提升。
一體化設計的誕生
面對挑戰,依利特研發(fā)團隊決定打破常規——研制集自動(dòng)進(jìn)樣與餾分收集功能于一體的設備,目標直指“高效、精準、便捷、可靠”。設計理念很明確:1+1>2。但這絕非簡(jiǎn)單的物理拼裝。團隊首先構思了“大腦”與“軀干”:
智能大腦(軟件控制系統): 開(kāi)發(fā)統一的上位機工作站軟件,能夠同時(shí)設定和管理復雜的進(jìn)樣程序(樣品量、位置、順序)和餾分收集策略(基于時(shí)間、信號閾值、峰斜率等觸發(fā)),告別分別操作兩臺設備的繁瑣。
強健軀干(精密機械結構): 關(guān)鍵在于如何讓一個(gè)“機械手”既能精準抓?。ㄟM(jìn)樣)又能靈活放置(收集)。方案是:創(chuàng )新采用高速伺服電機獨立驅動(dòng)X(jué)、Y、Z三維運動(dòng)軸。想象一下,一個(gè)能在設定托盤(pán)區域內高速、精準移動(dòng)到任意點(diǎn)的機械臂,其頂端集成了進(jìn)樣針和收集閥。
細節鑄就可靠
設備的核心舞臺是托盤(pán)底板。這里,研發(fā)團隊注入了多重匠心設計。
智能防漏液系統: 托盤(pán)四周及底部設計了精密的導液槽網(wǎng)絡(luò ))。一旦發(fā)生漏液,液體會(huì )被迅速引導匯入低處的導液槽,并通過(guò)廢液口排出。更關(guān)鍵的是,這個(gè)導液槽內置漏液傳感器,一旦檢測到液體,立即報警到工作站,及時(shí)止損。
精準定位: 底盤(pán)設置了堅固的托盤(pán)定位銷(xiāo),確保各種規格的托盤(pán)放置后紋絲不動(dòng)。更巧妙的是設置了4個(gè)坐標校準點(diǎn)。只需校準這四點(diǎn),即可保證后續任意托盤(pán)上每個(gè)孔位的絕對位置精確無(wú)誤,這是進(jìn)樣和收集精準的前提。
開(kāi)放式靈活空間: 設備采用開(kāi)放式設計,可同時(shí)容納6個(gè)不同規格的樣品托盤(pán)。從微量的96孔板(0.5mL)到大型的1L樣品瓶(雙96孔板設計),涵蓋96孔、75孔、70孔、30孔、3孔等多種規格,滿(mǎn)足從微量探索到規模制備的廣泛需求。
位置與判斷的算法
要讓機械臂在眾多托盤(pán)、無(wú)數孔位中準確無(wú)誤地工作和收集,坐標算法是靈魂。團隊開(kāi)發(fā)了二維坐標系算法。以設備底盤(pán)和機械臂原點(diǎn)建立全局坐標系,再為每個(gè)放置的托盤(pán)再建立其局部坐標系,計算時(shí),將目標孔位在局部坐標系的坐標轉換疊加到全局坐標系上,即可得到相對于機械臂原點(diǎn)的絕對坐標 (X全局 + X局部, Y全局 + Y局部)。這套算法確保了無(wú)論托盤(pán)類(lèi)型如何搭配、放置在哪幾個(gè)位置,機械臂都能精準定位。
智能判斷餾分收集
設備支持多種觸發(fā)模式,收集原理如下圖所示。
時(shí)間觸發(fā): 在預設的時(shí)間段內收集。
閾值觸發(fā): 當檢測器信號強度超過(guò)設定值(s)時(shí)開(kāi)始收集。
時(shí)間+閾值組合(更精準): 例如,設定在t1-t2時(shí)間段內收集“樣品1”,但只有當此時(shí)間段內信號強度也同時(shí)達到閾值s時(shí),才真正啟動(dòng)收集閥切換到收集狀態(tài)(NC口連通),否則視為無(wú)效或廢液(NO口連通)。這有效避免了收集到非目標或低濃度餾分,提高了目標物的純度和回收率。
整機設備,性能更優(yōu)
紙上得來(lái)終覺(jué)淺。S3320的實(shí)戰表現如何?
1、進(jìn)樣精度:不同體積下,誤差均控制在 ±1% 以?xún)?,重復性?xún)?yōu)異,為可靠分離奠定基礎
2、分離純化效能: 選擇甜菊糖苷中高價(jià)值組分——甜菊苷和瑞鮑迪苷A作為測試樣品,設備自動(dòng)進(jìn)樣10mL樣品,利用其時(shí)間+閾值方法精準收集目標餾分。如下表所示,純度均高于93%,相比文獻報道的傳統三步樹(shù)脂法(~92.9%)更具優(yōu)勢。證明了設備在快速分離、穩定輸出、精準收集上的性能,顯著(zhù)提升產(chǎn)品純度和效率。
3、可靠耐用: 制備實(shí)驗往往需要長(cháng)時(shí)間連續運行。團隊進(jìn)行了嚴苛的3000小時(shí)無(wú)故障時(shí)間 (MTBF) 模擬測試,進(jìn)樣精度依然穩定(誤差 <±1%),收集位置未發(fā)生任何偏移,充分驗證了設備的長(cháng)期穩定性和可靠性。
未來(lái),不止于此
依利特S3320全自動(dòng)進(jìn)樣與餾分收集一體機的成功研制,標志著(zhù)制備色譜自動(dòng)化水平邁上新臺階。它將“進(jìn)樣”與“收集”這兩個(gè)關(guān)鍵步驟無(wú)縫融合,通過(guò)高速精密三維運動(dòng)、智能算法判斷、多重安全保障(防漏液、精準定位)以及出色的兼容性(流量1-200mL/min,多樣品托盤(pán)),有效解決了傳統模式效率低、誤差大、依賴(lài)人工的痛點(diǎn),為制藥(天然產(chǎn)物純化、多肽純化)、生物制品、食品檢測、化工分離等領(lǐng)域提供了更高效、精準、省力、可靠的分離純化解決方案。
依利特S3320制備型自動(dòng)進(jìn)樣&餾分收集一體機
研發(fā)團隊的腳步并未停歇。未來(lái),他們將繼續優(yōu)化S3320的結構與控制系統,追求更高的穩定性和更廣泛的應用適配性。同時(shí),積極探索將更多新型分離技術(shù)融入平臺,持續提升分離效率和產(chǎn)品質(zhì)量,助力中國科學(xué)儀器和分離純化產(chǎn)業(yè)的創(chuàng )新發(fā)展。