一种液相色谱仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种液相色谱仪，它包括第一流道（L3）、第二流道（L21）、分析流道（L22）、废液流道（L32）等，还包括多流道切换阀（V2）、调制流道I（L17）和调制流道II（L18）等。该液相色谱仪通过改变多流道切换阀之间的连通关系，从而改变液体流路，分别实现了对第一色谱柱和中间色谱柱的直接清洗和调制清洗功能。
【专利说明】一种液相色谱仪
【技术领域】
[0001]本实用新型属于液相色谱领域，具体涉及一种具有在线直接清洗功能和两级调制清洗功能的液相色谱仪。
【背景技术】
[0002]液相色谱仪(Liquid Chromatography \ LC)的分离原理就是利用待分离的各种物质在两相中的分配系数、吸附能力等亲和能力的不同来进行分离。使用色谱泵使含有样品的流动相通过一固定于色谱柱中与流动相互不相溶的固定相表面。当流动相中携带的混合物流经固定相时，混合物中的各组分与固定相发生相互作用。
[0003]由于混合物中各组分在性质和结构上的差异，使得各组分被固定相保留的时间不同，从而按一定次序由固定相中先后流出。与适当的柱后检测方法结合，实现混合物中各组分的分离与检测。该方法已成为化学、医学、工业、农学、商检和法检等学科领域中重要的分离分析技术。
[0004]在常规液相色谱的基础上，发展出一种具有样品在线处理或二维分离能力的二维液相色谱，二维液相色谱(2D — LC)是将分离机理不同而又相互独立的两支色谱柱串联起来构成的分离系统。样品经过第一维液相的色谱柱进入接口中，通过浓缩、捕集或切割后被切换进入第二维液相的色谱柱及检测器中。二维液相色谱通常采用两种不同的分离机理分析样品，即利用样品的不同特性把复杂混合物(如肽)分成单一组分，这些特性包括分子尺寸、等电点、亲水性、电荷、特殊分子间作用(亲和)等，在一维分离系统中不能完全分离的组分，可能在二维系统中得到更好的分离，因此分离能力、分辨率得到极大的提高。
[0005]现有常规液相色谱仪与二维液相色谱仪有一个共同的缺陷，均不能在线清洗色谱柱。由于待分析样品中有杂质等原因，随着色谱柱使用时间的增加，色谱柱中会积累杂质，从而导致色谱柱效变差，影响分析的准确性，严重的会出现堵柱现象，导致不能使用。现有技术中色谱柱一般使用越久，所分析的样品越脏，劣化速度越快，根据变差程度的不同，导致色谱峰变形的程度不同，严重的时候导致色谱系统崩溃及或者测定结果的不准确，因此经常需要在做完样品分析后清洗色谱柱。
[0006]尤其在二维液相色谱中，第一维色谱柱通常用于“很脏”样品(比如血浆、中药粗提液、动植物组织粗提液等)的初级分离，分析样品的数量与次数越多，累积在色谱柱上不能被所用流动相洗脱的物质就越多，样品中也有可能含有微小的不溶性颗粒，因此很容易发生色谱系统堵塞情况，色谱柱的劣化速度也很快，通常使用寿命小于1000次。因此需要对样品中不溶性颗粒进行拦阻，并对劣化后的色谱柱进行不定期的清洗。另外第一维色谱柱失效后，脏的物质容易传递给后级的色谱柱，导致第二维的色谱系统发生故障，因此后级的色谱柱也需要不定期清洗。
[0007]现有解决以上问题的技术之一是在色谱仪进样器与色谱柱中增加保护柱或者过滤器，当保护柱或过滤器效果变差或者导致系统压力上升的时候，停止液相色谱运行，更换失效的保护柱或者过滤器，这种解决方法需要更换材料，导致成本增加；另外需要先停止分析才能进行更换工作，影响液相色谱的工作效率；并且需要人工操作，对实现色谱仪高度自动化带来障碍。
[0008]现有解决以上问题的另一技术是在样品分析完成后，停止分析，用洗脱能力比较强的流动相冲洗液相色谱仪及色谱柱，将部分杂质冲洗下来。但这种方法对于保留很强的杂质和微小颗粒导致的色谱柱失效没有作用；另外需要耗费较长时间；并且不能在分析样品的同时进行，同样无法实现色谱仪的高度自动化运行。
实用新型内容
[0009]针对现有技术的不足，本实用新型旨在通过引入调制流路，调制进入第一色谱柱或者进入中间色谱柱的第一流动相，使第一流动相的酸碱度、离子强度或溶剂比例发生改变，使得第一色谱柱或中间色谱柱上相容的杂质能被洗脱下来，进一步实现在线清洗功能。
[0010]为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是:
[0011]一种液相色谱仪:包括:
[0012]连接有进样器的第一流道，用于输送第一流动相；
[0013]用于连接第一色谱柱的一端管路和另一端管路；用于连接中间色谱柱的一端管路和另一端管路；
[0014]第二流道，用于输送第二流动相；
[0015]分析流道，用于对捕获的物质进行分离和检测；
[0016]废液流道，用于排除废液；
[0017]还包括带有多个端口的多流道切换阀，所述多流道切换阀中任意两个端口之间连接有连接管路、在所述连接管路与另一端口之间有用于连接中间色谱柱的一端管路和另一端管路；所述第一流道与用于连接第一色谱柱的一端管路和另一端管路连通，且连接于多流道切换阀的其中一个端口上；所述第二流道、分析流道和废液流道均分别连接在多流道切换阀的其余任意一个端口上；
[0018]还包括调制流道I，用于输送调制溶液；且所述调制流道I与多流道切换阀的任意一个空闲端口连接；
[0019]还包括调制流道II，所述调制流道II的一端与多流道切换阀的任意一个空闲端口连接，调制流道II的另一端与第一流道，且连接在进样器之后的流道上，或者调制流道II的另一端与用于连接第一色谱柱的一端管路连接。
[0020]优选的连接方式为:
[0021]所述多流道切换阀包括端口 a、端口 b、端口 C、端口 d、端口 e、端口 f、端口 g、端口h、端口 i和端口 j，所述端口 c为封堵状态，所述端口 a与用于连接第一色谱柱的另一端管路连接，所述端口 b通过连接管路与端口 f连接，所述端口 i与用于连接中间色谱柱的一端管路连接，用于连接中间色谱柱的另一端管路通过三通b连接在连接管路上，所述端口 g与第二流道连接，所述端口 h与分析流道连接；所述调制流道I与多流道切换阀的端口 e连接；所述调制流道II的一端与多流道切换阀的端口 d连接，调制流道II的另一端通过三通a与第一流道连接，且连接在进样器之后的流道上。所述废液流道与多流道切换阀的端口 j连接。
[0022]所述调制溶液可以是酸性、中性、碱性溶液，或者高比例有机溶剂。
[0023]除特别说明以外，本实用新型所述多流道切换阀的一个端口只与一根管路连接。本实用新型所述多流道切换阀为二位切换阀。
[0024]所述第一色谱柱与中间色谱柱可以是具有保留能力的色谱柱或具有装载能力的定量环。
[0025]除处于封闭状态的端口或者接口外，没有连接管路的端口或者接口称为空闲端口或者空闲接口。
[0026]与现有技术相比，本实用新型的优势在于:
[0027]1、样品测定过程中，通过引入调制流路进行直接清洗，或者调制第一流动相的洗脱能力进行清洗，使得液相色谱仪中，累积在色谱柱里面的杂质可以在线去除；无需人为拆卸部件或者更换清洗条件，从而可以实现液相色谱的高度自动化运行。
[0028]2、通过引入多流道切换阀，只需切换多流道切换阀的导通端口，即可以实现调制进入第一色谱柱或中间色谱柱的第一流动相，使第一流动相的酸碱度、离子强度或溶剂比例发生改变，从而使第一色谱柱或中间色谱柱上相容的杂质能被洗脱下来，无需引入更多的调制流路，结构更为简单，液相色谱自动化程度更高。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1是实施例1的液相色谱仪结构示意图；
[0030]图2是实施例1的液相色谱仪的一种工作状态图；
[0031]图3是实施例1的液相色谱仪的一种工作状态图；
[0032]图4是实施例1的液相色谱仪的一种工作状态图；
[0033]图5是实施例1的液相色谱仪的一种工作状态图；
[0034]其中，S2是第二流动相，S3是第一流动相，S4是调制溶液，S5是进样器，P2是输液泵II，P3是输液泵III，P4是输液泵IV ;D，检测器;W，废液流出口 ；C1是第一色谱柱；C2是中间色谱柱；C3是第二色谱柱；V2是多流道切换阀；Tl是三通a，T2是三通b;
[0035]L3是第一流道，L21是第二流道，L22是分析流道，L32是废液流道，L8是用于连接第一色谱柱的一端管路，L9是用于连接第一色谱柱的另一端管路，Lll是用于连接中间色谱柱的另一端管路，L12是用于连接中间色谱柱的一端管路，L19是连接管路，L17是调制流道I，L18是调制流道II ；
[0036]所述多流道切换阀V2中:17是端口&、18是端口13、19是端口(3、20是端口(1、21是端口 e、22是端口 f、23是端口 g、24是端口 h、25是端口 i和26是端口 j ；
[0037]图中的实点表示封堵状态，粗实线表示流动相流动路线。
【具体实施方式】
[0038]下面结合实施例对本实用新型做进一步的说明。
[0039]一种液相色谱仪，包括:
[0040]连接有进样器S5的第一流道L3,用于输送第一流动相S3 ；
[0041]第二流道L21，用于输送第二流动相S2 ；
[0042]用于连接第一色谱柱Cl的一端管路L8和另一端管路L9 ;第一色谱柱Cl，用于对样品进行初级分离；
[0043]用于连接中间色谱柱C2的一端管路L12和另一端管路Lll ;中间色谱柱C2，用于对第一色谱柱Cl分离出的物质进行捕获；
[0044]分析流道L22，它包括依次连接的第二色谱柱C3和检测器D，用于对中间色谱柱C2中捕获的物质进行进一步分离和检测；
[0045]废液流道L32，用于排除废液；
[0046]还包括带有多个端口的多流道切换阀V2，所述多流道切换阀V2中任意两个端口之间连接有连接管路L19、在所述连接管路L19与另一端口之间有用于连接中间色谱柱C2的一端管路L12和另一端管路Lll ；;所述第一流道L3与用于连接第一色谱柱Cl的一端管路L8和另一端管路L9连通，且连接于多流道切换阀V2的其中一个端口上；所述第二流道L21、分析流道L22和废液流道L32均分别连接在多流道切换阀V2的其余任意一个端口上；
[0047]还包括调制流道IL17，用于输送调制溶液S4 ;且所述调制流道IL17与多流道切换阀V2的任意一个空闲端口连接；
[0048]还包括调制流道IIL18，所述调制流道IIL18的一端与多流道切换阀V2的任意一个空闲端口连接，调制流道IIL18的另一端与第一流道L3，且连接在进样器S5之后的流道上，或者调制流道IIL18的另一端与用于连接第一色谱柱Cl的一端管路L8连接。
[0049]如图1所示，优选的连接方式为:
[0050]所述多流道切换阀V2包括端口 al7、端口 bl8、端口 cl9、端口 d20、端口 e21、端口f22、端口 g23、端口 h24、端口 i25和端口 j26，所述端口 cl9为封堵状态，所述端口 al7与用于连接第一色谱柱Cl的另一端管路L9连接，所述端口 bl8通过连接管路L19与端口 f22连接，所述端口 i25与用于连接中间色谱柱C2的一端管路L12连接，用于连接中间色谱柱C2的另一端管路Lll通过三通bT2连接在连接管路L19上，所述端口 g23与第二流道L21连接，所述端口 h 24与分析流道L22连接；所述调制流道IL17与多流道切换阀V2的端口e21连接；所述调制流道IIL18的一端与多流道切换阀V2的端口 d20连接，调制流道IIL18的另一端通过三通aTl与第一流道L3连接，且连接在进样器S5之后的流道上。所述废液流道L32与多流道切换阀V2的端口 j26连接。
[0051]常规功能描述如下:
[0052]1、第一色谱柱分离功能，开启输送泵IIIP3，使得第一流动相从第一色谱柱Cl上流过，试样通过进样器S5导入，试样中各组分在第一流动相与第一色谱柱分离机理下开始分离，含有分离后组分的第一流动相再流向多流道切换阀V2的端口 al7，导通多流道切换阀V2端口 al7和端口 b26，使得第一流动相流从废液流道L32，排出。在以上过程中，样品被导入第一流动相后，样品中不能被洗脱的杂质累积在第一色谱柱上，从而逐渐导致第一色谱柱失效或系统堵塞。
[0053]2、中间色谱柱捕获功能，开启输送泵IIIP3，使得第一流动相从第一色谱柱Cl上流过，试样通过进样器S5导入，试样中各组分在第一流动相与第一色谱柱的分离机理下开始分离，含有分离后组分的第一流动相再流向多流道切换阀V2的端口 al7，导通多流道切换阀V2端口 al7和端口 bl8，使得第一流动相中流过中间色谱柱C2，在中间色谱柱保留能力下，第一流动相中包含的目标组分被中间色谱柱C2捕获，不能被第一流动相带走，第一流动相则流向端口 i25，导通端口 i25和端口 j26，使得第一流动相流至废液流道L32，排出。在以上过程中，样品中有些杂质随同目标组分被保留在中间色谱柱上，不能被洗脱的杂质将会累积在中间色谱柱上，从而逐渐导致中间色谱柱失效或堵塞。
[0054]3、第二色谱柱分离功能，开启输送泵IIP2，将第二流动相输送至多流道切换阀V2的端口 g23，导通端口 g23和端口 f22，使得第二流动相通过中间色谱柱C2，上述目标组分被第二流动相洗脱下来，包含在第二流动相中流向端口 i25，导通端口 i25和端口 h24，流过分析流道L22，最后所诉目标组分在第二流动相与第二色谱柱C3的分离机理下进行进一步分离，流出第二色谱柱C3后被检测器D检测。
[0055]本实用新型的特有功能描述如下:
[0056]1、用调制溶液对第一色谱柱进行直接清洗的功能:
[0057]如图2所示，开启输送泵IVP4，将调制溶液输送至多流道切换阀V2的端口 e21，导通端口 e21和端口 d20，将调制溶液输送至调制流道II L18，使得调制溶液流过第一色谱柱Cl，因调制溶液可以与第一流动相不同，故累积在第一色谱柱Cl上的，并与调制溶液相适应的杂质可以被清洗下来，清洗后的调制溶液再经多流道切换阀V2的端口 al7，导通端口al7和端口 j26，使得调制溶液流至废液流道L32，排出。
[0058]2、用调制溶液对中间色谱柱进行直接清洗的功能:
[0059]如图3所示，开启输送泵P4，将调制溶液输送至多流道切换阀V2的端口 e21，导通端口 e21和端口 f22，再进入中间色谱柱C2，因调制溶液可以与第一流动相不同，故累积在中间色谱柱C2上的，并与调制溶液相适应的杂质可以被清洗下来，然后流至多流道切换阀V2的端口 i25，导通端口 i25和端口 j26，使得调制溶液流至废液流道L32，排出。
[0060]3、调制第一流动相清洗第一色谱柱的功能:
[0061]如图4所示:开启输送泵IIIP3，同时开启输送泵P4，将调制溶液输送至多流道切换阀V2的端口 e21，导通端口 e21和端口 d20，将调制溶液输送至调制流道II L18，在第一流道L3上汇合，调制溶液可以是酸性、碱性或者含有特殊洗脱能力的溶剂，因此被调制的第一流动相的PH值、溶剂比例、洗脱强度发生改变，调制后的混合溶液经第一色谱柱Cl，从而累积在第一色谱柱Cl上与混合溶液相适应的杂质将会被清洗下来，再经多流道切换阀V2的端a 口 17，导通端口 al7和端口 j26，使得混合溶液至废液流道L32，排出。
[0062]4、调制第一流动相清洗中间色谱柱的功能:
[0063]如图5所示，开启输送泵IIIP3，使得第一流动相流过第一色谱柱Cl，再流向多流道切换阀V2的端口 al7，导通端口 al7和端口 bl8，流向下游三通T2 ;同时开启输送泵IVP4，将调制溶液输送至多流道切换阀V2的端口 e21，端口 e21和端口 f22被导通，上述第一流动相与调制溶液在三通T2汇合形成混合溶液，因此被调制的第一流动相的pH值、溶剂比例、洗脱强度发生改变，对进入中间色谱柱的第一流动相进行调制，上述混合溶液流经中间色谱柱C2，从而累积在第一色谱柱C2上与混合溶液相适应的杂质将会被清洗下；然后再通过端口 i25，导通端口 i25和端口 j26，使得第一流动相流至废液流道L32，排出。
【权利要求】
1.一种液相色谱仪，包括: 连接有进样器(S5)的第一流道(L3),用于输送第一流动相(S3)； 用于连接第一色谱柱(Cl)的一端管路(L8)和另一端管路(L9);用于连接中间色谱柱(C2)的一端管路(L12)和另一端管路(Lll)； 第二流道(L21)，用于输送第二流动相(S2)； 分析流道(L22)，用于对捕获的物质进行分离和检测； 废液流道(L32)，用于排除废液； 其特征是，还包括带有多个端口的多流道切换阀(V2)，所述多流道切换阀(V2)中任意两个端口之间连接有连接管路(L19)、在所述连接管路(L19)与另一端口之间有用于连接中间色谱柱(C2)的一端管路(L12)和另一端管路(Lll);所述第一流道(L3)与用于连接第一色谱柱(Cl)的一端管路(L8)和另一端管路(L9)连通，且连接于多流道切换阀(V2)的其中一个端口上；所述第二流道(L21)、分析流道(L22)和废液流道(L32)均分别连接在多流道切换阀(V2)的其余任意一个端口上； 还包括调制流道I (L17)，用于输送调制溶液(S4);且所述调制流道I (L17)与多流道切换阀(V2)的任意一个空闲端口连接； 还包括调制流道II (L18)，所述调制流道II (L18)的一端与多流道切换阀(V2)的任意一个空闲端口连接，调制流道II (L18)的另一端与第一流道(L3)，且连接在进样器(S5)之后的流道上，或者调制流道II (L18)的另一端与用于连接第一色谱柱(Cl)的一端管路(L8)连接。
2.根据权利要求1所述液相色谱仪，其特征是，所述多流道切换阀(V2)包括端口a(17)、端 口 b(18)、端 口 c (19)、端 口 d(20)、端 口 e(21)、端 口 f(22)、端 口 g(23)、端 口h(24)、端口 i(25)和端口 j(26)，所述端口 c (19)为封堵状态，所述端口 a (17)与用于连接第一色谱柱(Cl)的另一端管路(L9)连接，所述端口 b(18)通过连接管路(L19)与端口f(22)连接，所述端口 i(25)与用于连接中间色谱柱(C2)的一端管路(L12)连接，用于连接中间色谱柱(C2)的另一端管路(Lll)通过三通b (T2)连接在连接管路(L19)上，所述端口 g(23)与第二流道(L21)连接，所述端口 h(24)与分析流道(L22)连接；所述调制流道I(L17)与多流道切换阀(V2)的端口 e(21)连接；所述调制流道II (L18)的一端与多流道切换阀(V2)的端口 d(20)连接，调制流道II (L18)的另一端通过三通a (Tl)与第一流道(L3)连接，且连接在进样器(S5)之后的流道上。
3.根据权利要求2所述液相色谱仪，其特征是，所述废液流道(L32)与多流道切换阀(V2)的端口 j (26)连接。
【文档编号】G01N30/28GK204203178SQ201420732188
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月27日 优先权日:2014年11月27日
【发明者】王峰 申请人:王峰
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
