全自动水浴氮吹仪是样品前处理中用于快速浓缩、干燥与定容的关键设备,它把“水浴加热”与“氮气吹扫”两种经典方式结合起来,并通过高度自动化的控制系统,实现多批次样品的快速、稳定浓缩,被广泛应用于环境监测、农残分析、药物研发、食品安全和生物分析等领域。
一、工作原理:氮气吹扫+水浴加热+自动控制
仪器的基本工作原理非常直观:通过将干燥、稳定的氮气流吹向加热样品的液面,打破液面上气-液平衡,同时利用水浴提供稳定热量,使溶剂快速蒸发;溶质留在容器底部,从而实现浓缩。在全自动机型中,系统还能根据预设目标体积或时间自动调节氮气流量、升降高度和加热参数,直至浓缩结束并自动停机,显著减少人工干预。
二、主要结构与功能模块
典型全自动水浴氮吹仪通常包含:
水浴加热系统:由不锈钢水槽、加热管与PID温控器构成,温控范围通常为室温~100℃,部分设备带有自动注排水与防干烧功能,以提高安全性。
氮气分配系统:包括气体总管、分配室、多路独立气针与流量控制。每一路气路通常可以独立开关与流量调节,使不同样品管可按需控制吹扫强度。
升降与定位机构:样品架或分配室整体可升降,便于放取试管;有的机型配备自动升降机构,吹扫前自动下降、吹扫结束自动复位。
自动控制与传感系统:配备触摸屏或按键面板,可设置温度、时间、目标体积等;一些机型通过红外或称重模块实现“定容”,当样品浓缩到预设体积时自动停止。
安全与排气设计:部分机型为封闭式结构,配强制排风,将挥发溶剂导至室外或处理系统,减少对实验室环境与人员的危害。
三、关键技术参数与性能特点
常见的技术参数包括:
样品位数:通常为12、24、36甚至更多孔位,可同时处理大批样品。
控温范围与精度:多在室温~100℃之间,控温精度约±0.5–1℃。
气体流量:单路或总路流量在0–10 L/min可调。
适用试管规格:常见孔径φ10–φ25 mm,可通过更换适配器适应不同容器。
与干式氮吹仪相比,水浴氮吹具有加热均匀、不易局部过热的优点,特别适合易挥发、热敏样品的温和浓缩。
四、应用场景
全自动水浴氮吹仪几乎覆盖所有需要“浓缩”的分析前处理场景:
农残分析:蔬菜、水果、谷物样品提取液浓缩,为GC/MS或LC/MS检测做准备。
环境监测:饮用水、地下水、污水中有机污染物(如半挥发性有机物、多环芳烃等)的富集。
食品与饮料:牛奶、酒类、饮料中风味物质、添加剂或污染物前处理的浓缩。
制药与药物筛选:中药提取物、合成中间体和代谢物浓缩,用于纯化与结构鉴定。
生物样品:血清、尿液、组织匀浆中药物或激素的富集。
相比传统的旋转蒸发,氮吹可以在更短时间内同时处理多个样品,操作简便、溶剂用量少,且在惰性氮气氛围下不易发生氧化,保持样品纯净。
五、操作与安全注意事项
使用中应注意:
合理设置水浴温度:避免过高导致样品分解或溅射。
调节气针高度与流量:以液面出现轻微波纹但不溅出为宜,过高易吹干、易产生交叉污染,过低则效率低下。
定期维护:清理水槽水垢,检查管路与接头密封,确保流量计准确。
通风与防爆:对易燃有机溶剂,应确保通风或使用封闭式排气结构,避免在密闭空间中大量使用。
防干烧与过热:确保水位不低于线,部分机型带有防干烧自动断电功能。
总体而言,全自动水浴氮吹仪凭借“多通道并行、自动化控制、温和加热、惰性氛围”的特点,大幅提升了样品前处理的效率与结果稳定性,是现代分析实验室中的标准配置之一。