[发明专利]一种多维离子色谱分析系统

说明书

技术领域

本发明属于化学中的分析化学技术领域，可广泛应用于生物能源研究、生命科学、食品科学、环境、石油化工等领域。

背景技术

氨基酸和糖是生物生长的主要氮源和碳源，他们在细胞代谢中起着重要的生理作用。对这些代谢物同时准确高效的分离检测对提高细胞体系能源组分的生产力工艺研究和代谢组学研究意义重大。在生命科学、食品科学、医学、农学和其他研究领域中，有机酸、氨基酸和糖、糖醇等相关组分的分析已经成为了一个热点。传统的高效液相色谱法（HPLC）检测需衍生化，且试剂具有化学毒性，操作复杂；示差检测器的灵敏度也有一定局限性。根据氨基酸和糖类化合物在强碱性溶液中，都可电离出阴离子的特性，可以通过阴离子交换色谱分离。Clark首次报道了不需任何衍生反应，用积分脉冲安培法，阴离子交换色谱法分析氨基酸和糖的技术，这项技术相比于HPLC具有更高的选择性和灵敏度。在糖的检测中，电化学检测器甚至能达到质谱检测器的灵敏度。利用离子色谱安培法测定氨基酸，糖、乙二醇、糖醇的研究已经有很多报道：如Petr Jandik提出了用双电位波形同时检测氨基酸和糖；Valoran等研究了一个宽范围的梯度洗脱程序用于氨基酸和糖的同时检测等。然而由于浓度和组分性质等影响，利用一维的单柱离子色谱在极端的洗脱条件下，某些氨基酸和糖仍然存在共淋洗的问题，如苏氨酸和葡萄糖、半乳糖；谷氨酰胺和木糖或果糖；缬氨酸和乳糖或异麦牙糖存在共淋洗，因此不可能准确同时对它们进行定量。由于一维的离子色谱的峰容量有限，特别是同时分离复杂的生物样品中的水溶性代谢物如氨基酸、糖、醇、有机酸等存在很大困难。组分共淋洗的干扰问题在高度复杂样品的分析中普遍存在，因此同时准确测定这些水溶性代谢物是代谢物组学研究领域中的一大难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题通过构建多维离子色谱分析系统，能够解决复杂样品的多种非极性物质如烃类，长链脂肪酸，蛋白，极性物质如有机酸、氨基酸、糖和醇等分子的分离度不足的难题。

一种多维离子色谱分析系统，包括进样器、进样阀、定量环、泵、废液瓶和由保护柱、分析柱、检测器依次连接成的离子色谱分离分析系统，构成一维离子色谱分析系统，其中进样阀上连接定量环、进样器、泵、废液瓶和保护柱，该系统还包括至少一个切换阀，连接在进样阀和离子色谱分离分析系统之间，切换阀上连接色谱柱和/或定量环，色谱柱和定量环均连接一个泵，色谱柱和定量环均可通过切换阀切换而连接到相应的离子色谱分离分析系统或下一维连接有色谱柱和/或定量环的切换阀，构成多维离子色谱分析系统。

所述色谱柱可以是阳离子交换色谱柱（阳离子捕集柱）、阴离子交换色谱柱（阴离子捕集柱）、离子排斥色谱柱、反相色谱柱等。

所述离子色谱分离分析系统由保护柱、分析柱和检测器依次连接而成。

所述的切换阀为色谱技术中常用的多通进样切换阀，可以是六通阀、八通阀、十通阀等。

所述的切换阀可以是一个，色谱柱和定量环分别连接在切换阀上，色谱柱和定量环均可通过切换阀切换而连接到相应的离子色谱分离分析系统。

所述一个切换阀可以是十通阀，连接可以采取如图2的方式，色谱柱连接在十通阀的位⑦和位④，定量环2连接在十通阀的位③和位⑩，十通阀的位⑧连接进样阀，十通阀的位⑨连接废液瓶，十通阀的位②和位⑤分别连接泵，位①和位⑥分别连接离子色谱分离分析系统。

所述的切换阀可以是两个，进样阀与切换阀1连接，切换阀1与切换阀2连接，切换阀1上连接色谱柱和泵，切换阀2上连接定量环、泵和废液瓶，切换阀1上的色谱柱和切换阀2上的定量环均可通过切换阀切换而分别连接到相应的离子色谱分离分析系统。

当切换阀为两个时，可以采取如图4的方式，为两个六通阀，色谱柱连接在切换阀1的位④和位①，切换阀1的位⑤连接进样阀，位⑥连接切换阀2，位③连接离子色谱分离分析系统，位②连接泵；定量环2连接在切换阀2的位④和位①，切换阀2的位⑤连接切换阀1，位⑥连接废液瓶，位③连接离子色谱分离分析系统，位②连接泵。

所述的切换阀可以是三个，进样阀与切换阀1连接，切换阀1上连接色谱柱、定量环和泵，切换阀2与切换阀1连接，切换阀2上连接色谱柱和/或定量环和/或保护柱和泵，切换阀3与切换阀1或切换阀2连接，切换阀3上连接色谱柱和/或定量环和/或保护柱和泵，最末一级的色谱柱、定量环、保护柱均可通过切换阀切换而分别连接相应的离子色谱分离分析系统。

所述最末一级的色谱柱、定量环、保护柱即后面未连接色谱柱、定量环、保护柱。

所述保护柱具有样品分离功能。