一、系統(tǒng)需求分析

    1、功能需求
    樣本采集：能夠從多種來源采集樣本，且采集量需精確控制。

    樣本預(yù)處理：包括添加試劑，進行多種化學(xué)反應(yīng)。

    樣本的分離和富集：操作以實現(xiàn)目標(biāo)樣本的分離和富集，提高檢測靈敏度。

    2、性能需求
    準(zhǔn)確性：保證自動化樣本前處理過程中的各項操作的準(zhǔn)確性，誤差需控制在極小范圍內(nèi)。

    通量：能夠同時處理多個樣本，提高工作效率，滿足大量樣本分析的需求。

    穩(wěn)定性：在不同的工作條件下，系統(tǒng)都能穩(wěn)定運行，減少故障發(fā)生率。

    二、硬件設(shè)計

    1、自動采樣裝置
    機械臂：采用高精度的機械臂，在笛卡爾坐標(biāo)或極坐標(biāo)系統(tǒng)下運動，能夠精確地定位到樣本容器的位置進行采樣。機械臂可以根據(jù)樣本容器的不同形狀和尺寸進行編程控制，可以通過精確的坐標(biāo)定位來確保加樣頭準(zhǔn)確地落在每個孔的中心位置。

    探頭類型：根據(jù)樣本的性質(zhì)和處理要求選擇不同的探頭，使用注射器式探頭，其可以通過改變注射器的推動行程來實現(xiàn)精確的體積控制，精度可達納升級別；對于固體樣本的采集，則需要設(shè)計特殊的抓取或吸取裝置。

    2、加樣器
    壓力驅(qū)動加樣器：利用氣體壓力差來推動液體的移動。這種加樣器結(jié)構(gòu)簡單，易于控制。通過調(diào)節(jié)氣體壓力和進樣時間來控制加樣量。

    微量加樣器：對于生物樣本處理中的微量試劑添加，微量加樣器是很重要的。它采用活塞-體積原理，通過精確的機械結(jié)構(gòu)和電子控制系統(tǒng)來實現(xiàn)皮升至微升級別的加樣精度。

    3、樣本分離模塊
    液-液萃取裝置：由萃取相和萃余相的分離裝置組成。通過設(shè)定不同的流速和相分離時間，可以實現(xiàn)對不同性質(zhì)目標(biāo)樣本的高效萃取。

    固相萃取裝置：包括固相萃取柱、自動進樣和洗脫系統(tǒng)。在自動化系統(tǒng)中，通過機械裝置將樣本準(zhǔn)確的注入到固相萃取柱中，然后按照預(yù)定的程序進行洗脫液的添加和目標(biāo)樣本的洗脫收集。同時，可以通過傳感器監(jiān)測固相萃取柱的阻力等相關(guān)參數(shù)，以確保萃取過程的有效性。