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为解决微萃取技术手动操作繁琐、商业自动化系统昂贵的问题,来自西班牙的研究人员开展了自制开源机器人工作站用于样本制备微萃取技术的研究。他们成功制备了可半自动化进行低体积样本吸附剂分散微萃取的工作站,该工作站成本低,推动了样本制备自动化发展。
在分析化学中,样品制备尤其是目标化合物的萃取过程,既耗费人力又容易出错。固相微萃取(SPME)和单滴微萃取(SDME)在 20 世纪 90 年代诞生,它们分别是固相萃取(SPE)和液液萃取(LLE)的小型化版本。之后,分散微萃取技术兴起,包括基于溶剂的(如分散液液微萃取,DLLME)和基于吸附剂的(如分散微固相萃取,DMSPE)。尽管微萃取技术比传统萃取技术更受关注,但仍存在一些缺点,比如部分技术萃取时间长,且大多需要重复、繁琐的手动操作,这限制了它们在高需求应用中的使用。为解决这些问题,研究人员提出了并行萃取和自动化两种策略。虽然有很多自动化的方案,但商业机器人工作站成本高昂,限制了其使用。同时,现有的自动化方法大多需要相对高体积的样本,对于低体积样本(如低于 100 μL)的分析存在局限,尤其是一些生物样本,而且生物样本基质复杂,干扰化合物多,临床分析又对样本处理速度有要求。
本研究旨在制作一个自制的开源机器人工作站,适用于极低体积样本,采用基于磁性材料的吸附剂分散微萃取技术,避免冗长繁琐的样品制备过程。研究以测定新生儿血清中的长链酰基肉碱为例,展示该工作站的适用性。长链酰基肉碱的检测对于判断新生儿长链脂肪酸代谢紊乱至关重要,因为新生儿出生后开始喝牛奶时,就需要在早期检测出这些代谢问题。
在试剂方面,使用了 Panreac(西班牙巴塞罗那)的乙醇制备标准储备溶液,CoCl2·6H2O 和 FeCl3·6H2O(来自 Acros Organics,美国新泽西州)、油酸(购自 Sigma Aldrich,德国施泰因海姆)用于合成 CoFe2O4@油酸,超纯水(电阻率≥18.2 MΩ?cm)由 Adrona(拉脱维亚里加)的 Connect 水净化系统获得。
研究人员设计的机器人工作站以 SBSDME 方法(研究小组之前开发的,特别是其小型化版本 mSBSDME)为基础。在 mSBSDME 中,吸附剂材料被添加到含有棒状磁铁的样品中。该工作站的操作流程是利用悬在样品上方、与电机相连的钕磁铁,使磁性材料分散在样品中。由于磁铁位于装置外部,不与样品或磁性吸附剂接触。
总之,本研究成功制作了自制的开源可控机器人工作站,可用于极低体积样本的吸附剂分散微萃取。