Ю.А. Золотов - Методы химического анализа (Основы аналитической химии, том 2) (1110130), страница 81
Текст из файла (страница 81)
Приведенная классификация достаточно условна и не является единственной. Так, учитываа различие в цели автоматизации, можно выделить автоматизацию лабораторного анализа и промышленного, заводского. В последнем случае часто говорят об автоматизированном технологическом контроле. 16.2. Лабораторные роботы Примером последовательной автоматизации лабораторного анализа являются лабораторныв роботы.
Это относительно новое направление, развивающееся с начала 1980-х годов. Робот — «машина с человекоподобным поведением, которая частично или полностью выполняет функции человека при взаимодействии с внешним миром». В этом смысле почти любой современный аналитический прибор — робот. Однако под лабораторными роботами обычно понимают устройства иного типа, так называемые роботы-манипуляторы.
Главная их особенность — наличие подвижной «механической руки», на конце которой находится «кисть», предназначенная для удерживания набора рабочих инструментов. Инструментом может быть микрошприц для ввода пробы в хроматограф; дозатор для отмеривания растворов в реакционный сосуд; приспособление длл захвата химической посуды и т.
п. Итак, основное отличие лабора- 402 орного ро ота б от другого автоматизированного оборудования †универность, способность «подстраиваться» под разные задачи. савьность, Обычно сам робот неподвижен, его располагают в ц нтр р в е е абочего пространства, а вокруг группируют все прочее оборудование. Робот, как о валяется комацдами гкуда и насколько переместить «руку», правило, управля амм ванна. слать), записанными на специальном языке прогр иро что сд нный блок запоминает команды или непосредствен упр в нмо валяет ботой при помощи компьютера, Последнее более перспективно — соз- ра й дается возможность «осмысленно» реагировать на изменение обстановки.
Преимушества, связанные с использованием лабораторных роботов, очевидны. Робот не ошибается или ошибается гораздо реже, чем человек. него не бывает «по- Качество его работы не снижается от утомления, у н сторонних интересов». Робот может работать без присмотра человека в веч нее и ночное время, когда оборудование обычн пр всегда (при надлежащем программировании) выполняет правила техники безопасности и облегчает работу с вредными или дурно пахнущими ве- ществами и т.
д. Возможность замены рабочих инструментов, в том числе бить бог почти к иа нестандартные и самодельные, позволяет приспосо ро любой аналитической методике, будь то пробоотбор, пробоподготовка или определение. . Стыковка же с внешним компьютером обеспечивает обработку, хранение и даже интерпретацию результатов. Перспективы развивающейся лабораторной робототехники, конечно, лаборанта, а компьютер, при помощи алгоритмов хемометрики, модели- рует рассуждение анаяитика. Уже описан пр но вменение системы лабора- торный робот — персональныи комп ютер для ь оптимизации аналитичек. О н из примеров — фотомегрическое определение фос- ских методик.
дин из пр фата по реакции образования молибденовои сини. ходе ра пгимизации,см. Разд. 16.7) и пе- ютер исполнял программу симплекс-опги Риодически отдавал роботу команды пр ы на оведение анализа в новых ус- ловиях — менялись пропорции дозирования реагентов, Получив от робо- та зарегистрированное значение ачение аналитического сигнала, компьютер на- ходил следующую точку оптими птимизмщи, и весь цикл повторялся до тех пор, пока не был достигнут искомый максимум чувствитель ительности определения. Что делал в этом при оре ро боре робот? Он: 1) готовил раствор сравнения и слоты 1нео ходимой для ( обхо мой для создамия срелы) в реакционный сосуд — про- б; 3) ивал, а иногда и нагревал пробирку; 4) переносил ее в бирку; 31 перемешивал, а кюветное отделение спектра ектрофотометра, преобразовывал выходной анало- говый сигнал при ора в ци б фровое значение оптической плотности и пе- редавал значение компьютеру.
403 26' Данный пример — достаточно экзотический, пока роботы применякпая в основном при массовом анализе, и то в не очень уж значительном масштабе. Весьма перспективны системы, интегрирующие робототехнику с лабораторными информационными системами, ЫМЗ. Еще один существенный момент в том, что роботы очень подходят при автоматизации процедур прабоотбора и прабоподготовки, разделения; выделения и концентрирования — т. е. как раз тех, которые не очень легко автоматизировать в проточном анализе, ориентированном на работу с растворами.
Так, в корпорации Раг)<е-Туауж РЬаптасеапса1 КезеагсЬ (Анн Арбор, Мичиган, США) используется автоматическая система анализа биологических жидкостей на содержание лекарственных препаратов с применением <авердофазной» экстракции. Она включает в себя робот Еутпа<е ХР и специально изготовленную установку для автоматической экстракции.
В той же фирме для фармацевтического анализа применяют автоматизированную систему пробоподготовки для ЯМР и масс.спектрометрии. Робот получает образцы (пробирки, снабженные идентификационным штриховым кодом) и обрабатывает их на основе указаний ЫМЗ. В систему входит считыватель штрих-кода, устройство для перемещения, станция позирования<пнпетирования, станция измерения мупюсти и фильтрации. Распюры дазируются в пробирки для ЯМР или масс-спектрометра и помещаются в пробоо<борник (ал!оэщпр1ег) соответствующего прибора Сами приборы также автаматизнрованы и работают по расписанию, задаваемому ЫМЗ.
Сбор и первичная обработка результатов проходят полностью без вмешлгельсзва человека Файлы данных хранатся на сервере информационной системы и индексируются, образуя реляционную базу данных. В любой момент м<»кно сделать запрос к этой базе и, например, просмотреть соответствующий спектр. В довершение, вся система построена на основе технологии ИНТЕРНЕТ (точнее, интранет) и потребитель аналитической информации получает результаты по электронной почте; можно также проверить состояние приборов или конкретных образцов при помощи стандартного браузера Хе<асара. 16.3. Автоматический анализ Роботы хороши, если требуется решать много разнородных задач.
При серийном же анализе незаменимы <о<анвейерные» схемы. Дискретный автоматический анализ. «Конвейер» можно организовать па-разному. Эта может быть прямой аналог промышленного конвейера — ленточный транспортер с несколькими астановочными пунктами, в которых пробы подвергаются нагреванию, химическим реакциям, концентрированию и т.
д.; <атутешествиеэ пробы заканчивается останов- икацля и особенности проточных методов анализа Таблица ! 6.! . Класси ф Способ ваада Метод Способ уменьшения дисперсии Непрерывное прокачивавие анализируемого раствора и втав Непрерывный праточный анализ с сегментиванным потоком Сегментирование патока воздухом (реже ай жидкостью Иижекциоивые методы анализа: проточна-иижекпиоииый анализ Достаточна быстрое движение по узким трубкам Непрерывное прокачива- иие раствора реагеита (ре- же алалювруема<о рас- твора), иижекция пробы (реже расгвара реагеята) Ивжекцяя анализируемого рэспюра, о<створов реаген- тов (суспелзии сарбеигэ) Достаточна быстрое лвюкеиие па узким трубкам последовательный иижекциаииый анализ и анализ а иижекцией частиц Однородность элек- траасматичаскаго потока Электраиижекцлаиимй анализ Электракинетическэя ии жекция анализируемого раси игэ ,<ой в детектирующем блоке.
Такие системы, или дискретные автоматичес„ие анализаторы, например, фирмы «Дюпон», были распространены в клиническом анализе и характеризовались достаточно высокой производительностью. К их недостаткам следует отнести сложность и громоздкосп, используемых механических конструкций и ограниченный срок работоспособности. Кроме того, такие приборы предназначены для анадиза образцов сходного состава и не являются универсальными. К настоящему времени такие системы полностью вытеснены более современными, которые и будуг рассмотрены далее.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
