[发明专利]一种用于搅拌棒表面涂层均匀固化的装置

说明书

技术领域

本发明涉及固相萃取领域，具体地说是用于固相萃取的搅拌棒表面涂层的固化装置。

背景技术

萃取搅拌棒（stir bar sorptive extraction，SBSE）是由Erik Baltussen等人于1999年提出的，是在固相微萃取（solid phase micro extraction，SPME）基础上发展起来的一种样品前处理技术。该技术与固相微萃取一样具有简单、高效、快速、重现性好、绿色无溶剂等优点。它是在内封磁芯的玻璃管上均匀涂覆一层萃取固定相，利用萃取固定相涂层对样品中的目标分析物进行富集。萃取时，搅拌棒在搅拌样品的同时，吸附萃取目标分析物，可避免在SPME技术中使用搅拌子而对目标物的竞争吸附。而且其萃取固定相的体积比SPME大50～500倍，富集倍数大幅度提高，非常适合痕量分析。该技术已经成功应用于环境样品、食品中污染物、毒品、医药和农药残留、人体内分泌干扰物质等的分析。

SBSE萃取性能与搅拌棒表面涂层的性质和质量直接相关。对于相同的萃取固定相涂层材料，其在搅拌棒上的厚度、体积、均匀性等对搅拌棒的萃取效率、重现性和使用寿命均有影响。萃取固定相涂层材料在涂覆于搅拌棒上后通常需要固化，使其形成化学组分和微观结构稳定的固态萃取层，用于在液体中萃取目标化合物。通常采用的固化方式是将覆有萃取固定相涂层的搅拌棒的一端插入固体支撑物（常用泡沫等软材料）中固定，静置一段时间进行固化。由于固化过程中搅拌棒是静置的，其表面的萃取固定相涂层会在重力作用下往下流动，导致形成的涂层厚度不均匀，对于粘度小的涂层材料，还可能引起大部分涂层材料的损失，导致涂层厚度不可控。同时，由于搅拌棒的一部分插在支撑物中，固化结束后该部分表面涂层无法使用，降低了搅拌棒表面涂层的覆盖率，进而减小萃取相涂层的体积，对于长度越小的搅拌棒，影响越显著。

发明内容

针对以上问题，本发明提出一种用于萃取搅拌棒表面涂层均匀固化的装置，由转动元件，电机，磁铁对和搅拌棒组成，组成磁铁对的两块磁铁按磁场方向相反的方向相对排布，并固定在转动元件上；转动元件连接在电机的转动轴上，由电机带动旋转；所述搅拌棒有磁性或采用能被磁化的材料制成，搅拌棒表面覆有需固化的萃取固定相涂层；搅拌棒位于磁铁对之间，一端与磁铁对中的一块磁铁接触，并附着于磁铁表面，另一端借助磁力作用悬空。

所述磁铁对中两块磁铁之间的距离大于等于搅拌棒的长度，小于等于（搅拌棒长度+5厘米）。

所述磁铁对直接固定在转动元件上，或先固定在连接元件上，再将连接元件固定在转动元件上。

所述转动元件上固定的磁铁对的数量为大于等于1的整数。

所述磁铁对的两块磁铁之间根据磁铁对和搅拌棒的尺寸放置一根以上的搅拌棒。

所述电机的转动轴的转动速度位于1-600转/分之间。

所述转动元件为柱状体结构；构成磁铁对的磁铁为平板状或块状体结构；搅拌棒为柱状体结构。

组成磁铁对的两块磁铁按磁场方向相反的方向相对排布，并与转动元件的转动轴线方向相垂直，搅拌棒的轴线与转动元件的转动轴线方向相平行。

所述电机的转动轴水平放置。

本发明借助磁力作用将搅拌棒固定在磁铁对之间，搅拌棒仅有一个端头顶端与磁铁接触，另外一端悬空，极大程度地提高了萃取固定相涂层的覆盖率。磁铁对固定在转动元件上，借助电机带动转动元件和磁铁对旋转，使得涂层材料在固化的过程中能够在搅拌棒上往复流动，均匀分布。

本发明的装置具有以下优点：

（1）能有效防止涂层在固化过程中的不均匀堆积，固化得到的搅拌棒表面涂层均匀；

（2）搅拌棒只有一个端头顶端与磁铁接触，另外一端借助磁力悬空，搅拌棒与磁铁的接触面积极小，萃取固定相涂层覆盖率高，非常有利于小尺寸搅拌棒表面萃取固定相涂层固化。

（3）可以批量固化搅拌棒表面萃取固定相涂层，提高搅拌棒表面萃取固定相涂层的一致性，进而提高搅拌棒的萃取重复性；

（3）装置除电机外可以置于烘箱中，便于调节固化过程的温度，以缩短搅拌棒萃取固定相涂层的固化时间，提高固化效率；

（4）由于电机的转动轴的转速可调，因此该装置适用于不同粘度的萃取固定相涂层材料的固化，均能得到高均匀度的萃取固定相涂层。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1是搅拌棒表面涂层均匀固化装置示意图；