方法与流程

方法
1.本发明涉及一种萃取物质的方法，并且具体地但不限于一种萃取和分析物质的方法。
2.本发明具体地涉及一种萃取和分析恶臭物质的方法，并且具体地涉及萃取和分析导致腋下恶臭感知的类型的恶臭分子。
3.本发明还涉及一种用于萃取物质的设备，并且具体地涉及一种用于萃取和分析导致腋下恶臭感知的类型的恶臭物质的设备。
4.本发明进一步涉及一种用于容纳物质的容器，同时根据本发明的方法和设备萃取和分析该物质。
5.导致腋下恶臭感知的分子在文献中有很多的报道，并且其是由短链到中链挥发性脂肪酸和硫醇组成。对这些分子进行稳定的采样和萃取，以便随后对挥发性成分进行定量分析是一项挑战。由于细菌成分的存在，所述样品是生物不稳定的。此外，且最重要地，所述分子以极低的水平(ppt/ppb)存在，需要在这些痕量水平下进行准确定量，以准确区分样品。
6.在个人护理领域，特别是在除臭剂领域，需要快速筛选气味控制技术的功效，以提高除臭剂的功效。
7.一种已知的分析负责驱动腋下恶臭的分子的方法包括将织物样本或基材佩戴在志愿者的腋下。在人类评估小组直接从志愿者的腋下有效地嗅探并且评分气味强度水平之前，样本被佩戴预定的时间长度。或者，将包含恶臭分子样品的样本用手取出并放置在样品容器中。稍后，人类评估小组可以嗅探样本，并类似地给出代表臭味强度的感知水平的分数。
8.使用这样的方法来分析恶臭分子会引入高度的主观性，并且臭味特征的评估具有挑战性。另一方面，已知的测量和分析臭味分子的分析方法诸如气相色谱法和固相微萃取(spme)是复杂和耗时的，会导致低生产量。低生产量阻碍了对大型研究的分析。分析仪器的灵敏度和检测极限也必须高度敏感，因为导致臭味的分子可能以极低的水平(ppt/ppb)存在。
9.此外，诸如spme之类的技术是选择性的，并且不提供样品组成所需的真正定量。
10.对于以低水平存在的化合物的分析而言，液体萃取技术需要大量的溶剂，这会影响检测。
11.超临界萃取众所周知被用作清洁且高效的萃取技术，但萃取挥发性成分用于分析测量尚不普遍。
12.超临界流体(scf)是一种同时具有气体和液体特性的流体，其中不存在明显的气相和液相。当一种物质处于高于其临界点的温度和压力时，就会产生超临界流体。例如，二氧化碳在约31℃和74巴下达到其临界点。
13.根据本发明的第一方面，提供了一种萃取物质的方法，该方法包括以下步骤：
14.将其上吸附有物质的基材放置到容器中；
15.将溶剂进料到所述容器中，同时限制其离开，以实现所述容器内溶剂的预定压力，
其中所述溶剂具有临界点，并且所述预定压力高于所述临界点；
16.将所述溶剂和包含萃取物质的萃取物释放到分离器中；
17.降低分离器中的温度和压力，以从萃取物中去除溶剂的气态部分；
18.收集从分离器残留的萃取物。
19.通过本发明，可以保持在萃取和分析该物质之前和期间已经吸附在基材上的物质样品的完整性。这是因为一旦其上吸附了物质的基材被放置在容器中，该基材就会在整个储存过程和整个萃取过程中都留在容器中。
20.含有基材的容器可以在萃取之前在降低的温度(通常为-20至-80摄氏度)下运输和储存，因为这些样品是生物不稳定的事实。
21.因此，通过本发明，可以稳健且可重复地萃取物质，用于随后对该物质的成分进行分析和定量。
22.在本发明的实施方案中，溶剂可以在容器内转变为超临界流体，因为它可以被加热到高于其临界点的温度以及被加压到高于其临界点的压力。
23.本发明在个人护理、快速消费品(fmcg)、家庭护理、环境健康和健康护理领域具有特别的应用，虽然本发明不限于此。出于说明的目的，本发明可以基于本发明在除臭剂的特定领域中的应用进行描述。然而，本发明不限于该示例性应用，而是一种适用于从合适的基材中萃取任何合适的物质的方法。
24.在本发明的实施方案中，该方法包括将该物质吸附到基材上的其它的初始步骤。
25.在本发明的实施方案中，该物质包括直接从人类腋窝(腋下)萃取的汗液样品。在本发明的这些实施方案中，将汗液样品吸附到基材上的步骤包括将基材放置在人腋窝上，使得人产生的汗液和蒸汽被基材吸附的步骤。
26.在本发明的实施方案中，基材可与要分析汗液和臭味的人的皮肤紧密接触地佩戴。
27.一旦汗液样品被吸附到基材上，就可以将其储存在容器中，然后从所述基材中萃取并随后进行分析。
28.在本发明的实施方案中，一旦基材已经从皮肤上移开，它将立即被包装到容器中。
29.在本发明的实施方案中，该方法包括在将基材放置在容器中的步骤之后，将基材密封在容器中的另一步骤。
30.在这样的实施方案中，将基材放置在容器中以及然后将基材密封在容器中的步骤可以使用定制的包装设备来执行，该包装设备允许快速包装汗液样品。这种方法简单且成本低。
31.一旦容器被密封，它就可以被运输到世界各地的任何地方。它可以在低温下运输，例如在-78℃(干冰的温度)或-196℃(液氮的温度)。
32.在本发明的实施方案中，一旦样品被放置在容器中，就通过使用卷曲的盖封闭容器来密封该容器。卷曲的盖形成分别定位在容器的第一端和第二端的第一和第二封闭件。
33.在本发明的实施方案中，该方法包括在将溶剂进料到容器中的步骤之前，将容器的温度保持在预定温度的另一步骤。在这样的实施方案中，预定温度通常低于室温。如果容器要储存长达一个月，例如，如果需要长途运输，则预定温度可以为-78℃或-196℃，如上所述。然而，如果容器只要储存较短的时间段，则所述预定温度可以为-20℃。还有，预定温度
可以取决于吸附在基材上的物质。挥发性或生物学不稳定物质可能需要比稳定物质更低的预定温度。
34.在其中一旦基材已经放置在容器中就密封容器的本发明的实施方案中，将容器保持在预定温度的步骤可以在将基材密封在容器中的步骤之后进行。
35.通过在例如约-80℃的降低的温度下将其上吸附物质的基材储存在密封的容器中，样品在储存期间的完整性保持得以改善。这意味着，一旦从基材中萃取样品进行分析，则样品的完整性将保持在其原始水平或非常接近其原始水平。
36.通过将容器和样品保持在-80℃的温度下，样品可以保持稳定长达一个月。如果不能在从皮肤和人体取出样品后立即对其进行分析，这可能是有用的。
37.在本发明的其他实施方案中，可以在从要分析汗液和气味的人体上获取基材之后就立即从基材中萃取该物质。从而消除了对储存步骤的要求，在储存步骤期间，物质的温度要保持在预定水平。
38.容器可以是任何合适的容器。容器必须能够承受高达500巴的压力。在本发明的实施方案中，容器包括第一可打开端和第二可打开的相对端。
39.容器可以由任何合适的材料制成，并且在本发明的实施方案中，容器由金属或金属物质形成。在这样的实施方案中，容器可以由不锈钢形成。
40.在本发明的实施方案中，容器是可重复使用的，并且例如可以用手或在洗碗机中清洗。
41.容器可以由低成本的材料制成，从而使容器的总成本保持在较低水平，并且因此可以成本高效地生产大量容器。
42.容器可以具有任何合适的形状，并且在本发明的一些实施方案中，容器是萃取管或萃取篮的形式。
43.萃取篮可以具有高度抛光的内部光洁度(0.2-0.8ra)，优选0.3ra。
44.基材可以是任何合适的基材，并且在本发明的实施方案中，基材包括固体或半固体基材。
45.在本发明的实施方案中，基材由纺织品(诸如棉、聚酯棉布或涤纶)形成，尽管其他材料也可能是合适的，包括但不限于水凝胶和其他吸附性的皮肤安全的聚合物材料。基材也可以是样品本身，例如在生物样品诸如叶子中。
46.在本发明的实施方案中，该方法包括在将超临界流体进料到容器中的步骤之前移除容器的第一和第二封闭件，并且分别用第一柱塞和第二柱塞代替第一和第二封闭件的附加步骤，该第一和第二柱塞能够分别可释放地和可密封地与容器的第一端和第二端接合。
47.在本发明的实施方案中，第一和第二柱塞成形为可移除地插入到容器中。在本发明的这样的实施方案中，第一和第二柱塞接合到容器的开口中。
48.柱塞由密封件包围，因此设计和材料必须完全密封容器，并贴合在压力下的萃取篮的表面。
49.在本发明的实施方案中，该方法包括在基材被放置在容器中之后对基材施加压缩的另一步骤。
50.在本发明的这样的实施方案中，可以在用第一和第二柱塞替换第一和第二封闭件的步骤之后，对样品施加压缩。在本发明的实施方案中，所施加的压缩是轴向压缩。这种压
缩可以增加所述物质的挥发性回收率，并减少所需萃取溶剂的总体积。柱塞和密封件的组合在容器中形成了一个压力密封的环境。
51.在本发明的实施方案中，该方法包括在将溶剂进料到容器中之前和期间将容器和基材保持在预定温度的另一步骤。
52.在这样的实施方案中，所述预定温度可以在31℃至80℃之间，通常为50℃。
53.在本发明的实施方案中，将容器和基材保持在预定温度的步骤包括在将溶剂进料到容器中之前将容器封装在护罩中的步骤。
54.通过将容器封装在护罩中，可以确保容器被快速加热到预定温度，然后保持在该温度。
55.在本发明的实施方案中，将溶剂进料到容器中的步骤包括将溶剂泵送经过第一柱塞而进入到容器中。
56.通过使用位于第二柱塞下游的背压调节器，在容器中实现预定压力。当容器中的压力低于预定压力时，背压调节器通过防止溶剂通过第二柱塞从容器中离开来操作。当超过预定压力时，背压调节器打开，使得溶剂可以通过第二柱塞流动和排出，从而将压力保持在预定水平。
57.上述方法步骤可以以任何方便的方式实现。例如，在本发明的实施方案中，第一柱塞可以包括延伸穿过容器的第一端的导管，该导管允许溶剂进入容器。而当溶剂被进料到容器中时，由于溶剂流进入容器，所述溶剂将不能经由第一端离开容器。溶剂进入容器的流速由泵控制。
58.在本发明的实施方案中，背压调节器可以是连接到压力传感器的电控阀，其中当测量到压力高于预定压力时，阀自动打开。在其他实施方案中，背压调节器可以是机械弹簧加载的阀，其中弹簧被适配为使得当其所经历的压力高于预定压力时压缩，从而打开阀。
59.因此，scf经由容器的第二端的离开受到背压调节器的限制。
60.在本发明的实施方案中，溶剂经由容器的第一端被进料到容器中，并且其从容器的第二端的离开借助于背压调节器而受到限制。柱塞密封将会保持萃取篮内的压力。
61.萃取篮中的压力和温度的组合实现了容器内溶剂的scf状态。
62.围绕第一柱塞和第二柱塞的密封件可以是唇形密封件，其适于在第一柱塞和容器的第一端之间形成耐压不漏气的密封。
63.在本发明的实施方案中，该方法包括在将溶剂进料到容器中的步骤之前，通过将包含萃取溶剂和共溶剂的成分混合在一起来产生溶剂的另一步骤，其中萃取溶剂是亚临界或超临界co2，或是能够达到亚临界或超临界参数的不同溶剂。
64.在本发明的这些实施方案中，萃取溶剂可以是能够达到亚临界或超临界参数的任何溶剂，诸如co2或1,1,1,2-四氟乙烷(r-134a)。
65.在本发明的一些实施方案中，共溶剂可以是多达六种共溶剂成分的混合物。在其他实施方案中，可以存在更多的共溶剂成分。通过使用绕过萃取过程的平行线，共溶剂成分可以用作改性剂或补充溶剂。
66.在本发明的实施方案中，将溶剂进料到容器中的步骤包括通过产生在74至450巴之间的预定压力而在容器内产生超临界流体环境的步骤。在容器内，压力基本上在预定水平上保持恒定。
67.一旦萃取篮被加压到所需压力，背压调节器就会打开，从而在恒定压力下将溶剂和萃取物释放到分离器中。在这样的实施方案中，溶剂和萃取物将经由容器的第二端释放到分离器中。
68.分离器中的温度是恒定的，但低于萃取篮中的温度。分离器会促进气体与液体成分的分离。
69.在本发明的实施方案中，该方法包括在溶剂和萃取物混合物被释放到分离器中时调节其压力的附加步骤。在本发明的实施方案中，将溶剂和萃取物混合物从其作为超临界流体的状态减压至25巴。这种减压导致萃取溶剂(通常为co2)从分离器中的排出。
70.因为如上所述控制温度和压力，所以萃取溶剂(co2)被去除，而没有萃取成分的分馏或损失。
71.在本发明的实施方案中，分离器包括挡板组件，并且降低分离器中的温度和压力的步骤包括使溶剂的气态部分流过挡板组件，以将作为气溶胶夹带在溶剂的气态部分中的物质与溶剂的气态部分分离。
72.在本发明的这样的实施方案中，挡板组件可以包括一个或多个挡板，所述挡板被配置为允许由于气旋效应而沉积在分离器内壁上的任何重质材料保留在能够更容易清洁的分散空间中。此外，每个挡板可以包括适于将气溶胶物质与气态物质分离的细网(fine mesh)。
73.在本发明的实施方案中，该方法可以包括使在挡板组件中从溶剂的气态部分分离的物质从挡板组件流出，以与萃取物一起被收集的另一步骤。
74.在本发明的这样的实施方案中，挡板可以适当地成形，以使从溶剂的气态部分分离的物质流到分离器的底部，从该分离器的底部可以收集包括萃取物的液体。挡板可以是例如向下锥形成型的。
75.最后，收集容器中残留的萃取物。
76.收集残留在分离器中的萃取物的步骤可以包括在分配之前将萃取物虹吸到收集容器中的步骤。或者，萃取物可以直接分配到样品瓶中。
77.该方法可以包括分析已经从容器中收集的萃取物的另一步骤。
78.分析萃取物的步骤可以包括混合来自分离器的萃取物并将其分配到小瓶中用于外部分析的步骤。
79.在本发明的实施方案中，该方法可以包括在收集萃取物之后，使分离器充满清洁溶剂，以从分离器中去除固体的另一步骤。此外，该方法可以包括控制清洁溶剂的流速，使得能够发生自清洁的步骤。
80.在本发明的这些实施方案中，可以去除沉积在分离器壁上的固体物质如重金属，使得分离器对于其下一次使用是清洁的。此外，自清洁可以是自动化的，以减轻执行该方法的人的负担。
81.在本发明的实施方案中，上述步骤中的任何一个或多个由自动化机器人系统执行。
82.在本发明的这样的实施方案中，萃取物质的方法可以是部分或完全自动化的。
83.现在将仅参考附图以实例的方式进一步描述本发明，其中：
84.图1是根据本发明的一个实施方案的收集和分析物质的方法的示意图，该方法可
以使用图2和图3的系统和设备进行。
85.图2是根据本发明的一个实施方案的用于收集和分析挥发性物质的系统的示意图。
86.图3是包含图2的系统的设备的示意图。
87.图4是构成图3所示设备的一部分的萃取组件的示意图。
88.图5a和5b是图3中所示的容器的更详细的示意图。
89.图6a和6b是构成图4中所示萃取组件的一部分的加热护罩的示意图。
90.图7是也构成图3中所示设备的一部分的分离组件和分配器组件的示意图。
91.图8是构成图7中所示分离组件的一部分的分离器的示意图。
92.图9是图8中所示分离器的横截面视图。
93.图10是分离组件和分配器组件的不同实施方案的示意图。
94.图11是图7中所示的分配器组件的示意图，此处显示了更多细节。
95.图12是如何通过增加温度和压力达到超临界状态的图形表示。
96.首先参考图1，其示意性地表示了根据本发明的方法的实施方案。该方法通常由附图标记100表示，并且具有如下所述的四个主要阶段。
97.第一阶段是样品收集阶段102。这包括将物质吸附到基材112上的步骤。
98.在所示的实施方案中，该物质是待分析的汗液样品。然而，在本发明的其他实施方案中，该物质可以是待从基材中萃取的任何合适的物质。因此，基材112可以由其汗液要被采样的人佩戴。这样的基材可以在与皮肤紧密接触的情况下佩戴。
99.一旦汗液被基材112吸附，就可将基材从皮肤上移开，并立即包装在根据本发明的实施方案且如图4所示的容器502中。在本发明的实施方案中，可通过使用包装设备来促进将基材放置或包装在萃取篮中的步骤。这个单元远离设备300(如图3所示)，并使得能够在初始采集目的地包装样品。
100.一旦其上已经吸附了汗液的基材112被包装到容器502中，將封闭件(未示出)密封地附接到容器502，以便密封容器502内具有样品物质的基材112。
101.在这个阶段，容器502可以被放置在冷库中，在冷库中容器的温度可以降低到例如-80℃。这是为了保持容器内样品的完整性，并且可以在分析之前保持样品上收集的任何挥发性物质。储存所需的温度可以取决于储存持续时间和所萃取的成分，并且可以在3℃至-196℃之间，尽管其通常在-20℃至-80℃之间。
102.图1中所示方法的第二阶段是萃取阶段104。
103.为了从基材112中萃取物质，将容器502从冷库中取出，将封闭件从容器502中取出，并将容器502装入根据本发明的实施方案的用于收集和萃取物质的设备中，如图2和图4中所示。该设备(apparatus)总体上由附图标记200表示。
104.如图2所示，该设备包括四个子系统或模块。第一模块是流体输送组件202。可操作地连接到流体输送组件202的是萃取组件204，该萃取组件204又可操作地连到分离组件206，该分离组件206又可操作地连接到分配器组件208。
105.该系统可以是如图3所示的设备(rig)300的形式。设备300包括流体输送组件202、萃取器组件204、分离组件206和分配器组件208。在本发明的这个实施方案中，设备300是全自动的，使得它能够执行方法步骤104、106和108，而不需要操作者的手动干预。
106.形成系统200的模块被包含在框架302内。此外，萃取组件204被包含在加热的外壳304内，该加热的外壳使得萃取器组件204周围的环境能够被控制。
107.下面将更详细地解释这些组件中的每一个的操作和目的。
108.现在参考图4，萃取组件204包括容器502。图5a中更详细地显示了容器502，其具有第一开口端504和相对的第二开口端506。
109.萃取组件204进一步包括适于封闭端部504的第一柱塞508，和适于封闭端部506的第二柱塞510。
110.现在参考图5b，柱塞508、510中每一个都可插入容器502内，使得当508和510中的每一个完全接合时，界定了腔室602。在本发明的该实施方案中，腔室602的体积为约5ml，但在本发明其他实施方案中，萃取组件204的部件可以具有不同的尺寸，并且腔室602可以在1ml至100ml之间。
111.柱塞508、510中的每一个分别包括唇形密封件608、610。该密封件608、610在各自封闭件508、510与容器502的各自端504、506之间提供可控的密封。
112.柱塞508、510中的每一个进一步包括各自附接在相应柱塞508、510的端部处的玻璃料604、606。玻璃料适于将流体均匀地分散通过腔室602的整个体积，使得在萃取过程期间可以捕获基材内尽可能多的可萃取物质。
113.返回参考图4，萃取器组件204进一步包括在图6a和6b更详细地示出的两个加热护罩708、710。加热护罩708、710可围绕容器502和柱塞508、510定位，以用于调节萃取模块204内的容器502的温度。
114.尽管容器502在加热外壳304中，但容器502仍然需要额外的加热，以确保容器及其内容物的温度升高到进行超临界流体萃取过程所需的预定温度如约50℃，并保持在该水平。出于这个原因，两个加热护罩708、710在萃取期间围绕容器502，以便将容器及其内容物的温度保持在约50℃。在该实施方案中，加热护罩708、710由阳极氧化铝制成，以有助于导热。
115.护罩708、710使用保持在加热器凹槽712中的筒式加热器来加热。在整个过程中，可以使用任何合适的控制装置将加热器设置为在特定温度如50℃下运行。在本发明的实施方案中，控制装置可以是pid控制器。
116.在本发明的该实施方案中，通过位于传感器凹槽714中的温度传感器(未示出)在护罩708、710中的每一个中提供闭环反馈。
117.护罩708、710中的每一个都具有可重置的热脱扣器(trip)(未示出)，该热脱扣器位于脱扣器凹槽716中。这些热脱扣器设置为在高于容器所需温度的温度下触发，例如在本发明的该实施方案中为60℃。如果保险丝跳闸，则切断到加热器筒的电力，并触发紧急停止。如果pid控制器失效并且该筒保持开启，则这防止温度失控。
118.再次参考图4，萃取器组件204进一步包括铝支撑框架530，该铝支撑框架包括第一平台512和第二平台514。在该实例中，第一柱塞508(未示出)定位在第一加热护罩708内，并与第一平台512对准。此外，在该实例中，第二柱塞510(未示出)可以定位在第二加热护罩710内，并联接到铝支撑框架530，使得其从第二平台514向下延伸。
119.同样在该实例中，容器502被定位为使得其与第二柱塞510接合，夹具516可以将容器502保持在该位置。然后可以启动气缸520，以使第一柱塞508与容器502接合，直到柱塞
508、510和容器502具有图5b所示的位置。图4中显示的部件的配置只是一个实例。其他配置也可以适用于实施根据本发明的实施方案的方法。
120.在本发明的该实施方案中，第二柱塞510是固定的，而第一柱塞508由于气缸712的作用是可移动的，气缸712升高柱塞508，使得其与容器502接合。
121.萃取组件204被设计成围绕铝支撑框架530，该铝支撑框架530被设计成承受高达500巴的力。
122.气缸712不仅使柱塞508、510与篮502接合，而且然后执行将基材压缩到腔室602中的预定体积的步骤(见图5b)。以这种方式压缩基材以提高物质回收率，并减少所需溶剂的总体积。
123.如图4所示，气缸位于容器装载位置的下方。
124.在萃取阶段104期间，容器502可以被加压至200至500巴之间的预定压力。为了承受这种压力，萃取器组件204进一步包括机械锁定爪518，该机械锁定爪适于夹持在压缩缸520周围，并且当第一柱塞508与容器502完全接合并且萃取过程正在操作时将其锁定在适当位置。
125.在本发明的该实施方案中，密封件608、610具有带有不锈钢弹簧的聚合物外表面，以帮助在加压期间保持形状。
126.聚合物外表面可以由任何合适的聚合物制成，并用于防止萃取过程之间的污染和样品物质损失。
127.一旦容器被装载到萃取组件204中，柱塞508、510与容器502接合，并且机械锁定爪518围绕压缩缸520接合，图1中所示的方法的萃取阶段104就可以继续。流体输送组件202控制将高压溶剂和共溶剂输送到萃取组件204(见图2)以及进入容器502中。
128.该过程首先涉及形成流体输送组件202的一部分的起动泵。然后，泵开始将溶剂(在该实施方案中为co2)和共溶剂从它们各自的储罐经由混合溶剂和共溶剂的混合器流到萃取组件204。溶剂和共溶剂然后通过第一柱塞508中的导管进入容器502。萃取器组件204可以放置在加热外壳304(见图3)内，该加热外壳304对向容器502供应溶剂和共溶剂的管线进行预热。
129.在初始流体输送的该阶段期间，容器内的压力增加到预定水平，例如300巴。在本发明的实施方案中，流体输送组件202可以包括waters流体输送模块。
130.为了使溶剂达到超临界状态，必须将溶剂加热到一定温度并加压。在其中溶剂为二氧化碳的本发明的实施方案中，达到超临界状态所需的溶剂温度为31℃。然而，容器502内部可能需要至少50℃的温度，以增加待萃取物质的挥发性，并增加二氧化碳的扩散率。通过以上所述和图6a和6b所示的加热外壳304和加热护罩708、710的组合来实现和保持温度升高。
131.一旦在容器502内达到所需的温度和压力，并且溶剂转变为超临界流体，就能够从基材112中萃取被吸附的物质。定位在第二柱塞510之后的压力控制阀或背压调节器205允许含有经收集的萃取物的超临界流体逐渐离开容器502，从而保持期望的压力。因此，scf在高压下逐渐穿过容器502中的基材112的材料，并捕获吸附在基材112上的物质。该过程持续一段时间，直到经吸附物质的萃取完成。在该过程运行了适当的时间后，流体输送系统将停止，并且系统将被减压至3巴。
132.一旦scf离开容器502和萃取组件204，它就流入分离组件206，在那里进行图1中示意性表示的方法的分离阶段106。在scf从萃取组件204流到分离组件206的步骤期间，压力逐渐降低。
133.分离组件206在图7中更详细地示出。分离组件206包括分离器902，温度控制护罩904围绕该分离器902定位。分离组件还包括压力控制回路(未示出)。
134.定位在分离组件206周围的一系列流体管线和电磁阀操纵流体流动的方向和压力。
135.分离器902用于降低超临界流体的温度和压力，使其转变回为液体和气体。
136.图8和图9更详细地显示了分离器902。分离器902包括主体920和可移除的头部922。可移除的头部922包括喷嘴入口924和气体出口926。主体920包括萃取物入口928、液体出口930和分离室932。分离器902进一步包括挡板组件934，该挡板组件934可定位在分离室932内，并且包括多个挡板936。在本发明的该实施方案中，存在三个挡板936，并且它们是锥形网状挡板。然而，在本发明的其他实施方案中，挡板可以是任何合适类型的挡板，并且可以存在任何合适数量的挡板。
137.在使用中，scf流过气体入口928，并沿着分离室932的内壁向下流动。液体萃取物和共溶剂在分离室932的底部被捕获，而气体成分通过挡板组件934被排出，以提高萃取物和萃取溶剂的回收率。萃取物和共溶剂蒸汽冷凝到挡板936上，并流向分离室932的底部。同时，气态萃取溶剂(例如二氧化碳)通过气体出口926被排出分离室932，而不需要的重物质被吸附到分离室932的内壁上。液体共溶剂和萃取物从分离器902被收集到收集器910中(如图7所示)。
138.在萃取过程期间，分离器902被冷却到固定温度，例如在-10℃至9℃之间，以准备接收溶剂和萃取物。分离器中溶剂和萃取物的所得温度降低增加了萃取物和萃取溶剂的回收率。
139.挡板936还在萃取过程期间增加萃取物和萃取溶剂的回收率。在其中萃取溶剂为二氧化碳的本发明的实施方案中，乙腈可以作为气溶胶夹带在二氧化碳蒸汽中。挡板936包括适于将乙腈与二氧化碳分离的细网，并且向下的锥形形状促进分离的乙腈排放到分离室932的底部以进行收集。
140.一旦萃取物已经从分离器902中移开，分离阶段106就完成了，并且可以清洁分离器902。分离组件206可以被置于清洁模式，其中分离器902被加热到50℃，以提高物质去除的有效性。然后，使分离室932充满清洁溶剂。控制进入分离室的清洁溶剂的流速以促进残留物质的去除。因此，该过程是自清洁的。
141.温度控制护罩904可以由任何方便的材料制成，且在本发明的该实施方案中由阳极氧化铝制成以促进导热，并且接地。温度控制护罩904被保温以减少温度损失。
142.图1中示意性表示的方法的最后阶段是在分配器组件208中出现的分配阶段108。
143.如图7所示，分配器组件208可以操作地连接到分离器902。分离器902可以经由收集器910连接到分配器908。
144.在本发明的实施方案中，一旦分离完成，就打开收集器910，以收集来自分离器902的萃取物。萃取物在收集器910中混合，然后注射泵912从收集器910抽吸预定体积的萃取物，并将其转移到分配站914中。分配站914将预定体积的萃取物分配到多个样品瓶916中。
145.然后可以获得萃取物的样品用于进一步分析。任何残留的萃取物都被泵入废水池。
146.为了确保萃取物是均匀的，在4巴的压力下将萃取物从分离器902分配到收集器910中。收集器910被保温以减少温度损失。
147.可以使用除湿器来减少设备上积聚的冷凝水。
148.在使用期间，收集器可以冷却至-10℃至2℃之间的固定温度，以提高分配时挥发物的回收水平。可以在收集器周围泵送冷却剂以对其进行冷却。
149.一旦采集到样本，就可以使用任何相关方法对其进行分析。
150.图10和图11显示了分离组件1206和分配器组件1208的另一个实施方案。分离组件1206类似于图7所示的分离组件206，并且包括分离器1902和温度控制护罩1904。
151.在该实施方案中，分离器1902经由阀1910连接到分配器组件1208。
152.分配器组件1208包括分配器1908和注射泵1912。分配器1908包括分配站1914。
153.萃取物可以通过阀1910从分离器1902释放，使得其流到注射泵1912。注射泵1912抽吸预定体积的萃取物并将其转移到分配站1914中。分配站1914将预定体积的萃取物分配到多个样品瓶1916的一个中。样品瓶1916然后可以被存储在收集瓶保持器1920中。
154.分配站1914还可将少量萃取物(如100μl)分配到qc样品瓶保持器1918中的qc瓶中。在分析几种萃取物(如100)的研究期间，可将少量的每种萃取物分配到qc瓶中。单个萃取物样品的分析结果与qc瓶样品分析结果之间的巨大差异可能指示异常的数据，并可能指示低质量的萃取物样品。
155.图12是溶剂如何可通过所需的温度和压力增加达到超临界状态的图形表示。临界点因所选溶剂而异。在本发明的实施方案中，使用二氧化碳作为溶剂，二氧化碳在约31℃和74巴下达到其临界点。

技术特征：
1.一种萃取物质的方法，包括以下步骤：(i)将其上吸附有物质的基材放置到容器中；(ii)将溶剂进料到所述容器中，同时限制其离开，以实现所述溶剂在所述容器内的预定压力，其中所述溶剂具有临界点，并且所述预定压力高于所述溶剂的临界点；(iii)通过加热至高于其临界点的温度以及加压至高于其临界点的压力，将所述溶剂转变为所述容器内的超临界流体；(iv)将所述溶剂和包含被萃取物质的萃取物释放到分离器中；(v)降低所述分离器中的温度和压力，以从所述萃取物中去除所述溶剂的气态部分；(vi)收集从所述分离器残留的所述萃取物；其中所述容器为萃取篮的形式，所述萃取篮包括适于分别在第一和第二端密封所述容器的第一和第二封闭件，并且所述方法包括在将所述溶剂进料到所述容器中的步骤之前移除所述容器的所述第一和第二封闭件，以及用第一柱塞和第二柱塞代替所述第一和第二封闭件的附加步骤，其中所述第一柱塞和所述第二柱塞可拆卸地和可密封地分别与所述容器的所述第一和第二端接合。2.根据权利要求1所述的方法，包括将所述物质吸附到基材上的另一初始步骤。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括在将所述溶剂进料到所述容器中的步骤之前存储所述容器，并将所述容器的温度保持在预定温度的另一步骤。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括在将溶剂进料到所述容器中的步骤之前，将所述基材放置在所述容器中之后对所述基材施加压缩的另一步骤。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中将溶剂进料到所述容器中的方法步骤包括通过所述第一柱塞将所述溶剂泵送到所述容器中。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法包括在将溶剂进料到所述容器中的步骤之前和期间将所述容器和所述基材保持在预定温度的另一步骤。7.根据权利要求8所述的方法，其中将所述容器和所述基材保持在预定温度的步骤包括将所述容器封装在护罩中的步骤。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括在将所述溶剂进料到所述容器中的步骤之前，通过将包含萃取溶剂和共溶剂的成分混合在一起来产生溶剂的另一步骤，其中所述萃取溶剂是亚临界或超临界co2，或是能够达到亚临界或超临界参数的另外的溶剂。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括当所述溶剂和所述萃取物被释放到所述分离器中时调节所述溶剂和萃取物的压力的附加步骤。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述分离器包括挡板组件，并且降低所述分离器中的温度和压力的步骤包括使所述溶剂的气态部分流过所述挡板组件，以将夹带在所述溶剂的所述气态部分中的气溶胶的物质与所述溶剂的气态部分分离。11.根据权利要求10所述的方法，包括使在所述挡板组件中从所述溶剂的所述气态部分分离的物质从所述挡板组件流出，以与所述萃取物一起被收集的另一步骤。12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括在收集所述萃取物之后，将所述萃取物分配到多个样品瓶中的另一步骤。13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括在收集所述萃取物之后，使所述分离器充满清洁溶剂，以从所述分离器中去除固体的另一步骤。
14.根据权利要求13所述的方法，包括控制所述清洁溶剂的流速，以使得发生自清洁的步骤。15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述步骤中的任何一个或多个由自动化机器人系统执行。

技术总结
一种萃取物质的方法，包括以下步骤：将其上吸附有物质的基板放置到容器中；将溶剂进料到容器中，同时限制其离开，以实现容器内溶剂的预定压力，其中所述溶剂具有临界点，并且预定压力高于所述溶剂的临界点；将所述溶剂和包含萃取物质的萃取物释放到分离器中；降低分离器中的温度和压力以从萃取物中去除溶剂的气态部分；收集从分离器中残留的萃取物。收集从分离器中残留的萃取物。


技术研发人员：S
受保护的技术使用者：联合利华知识产权控股有限公司
技术研发日：2021.12.16
技术公布日：2023/8/9