[发明专利]用于多维液体分析的阀和分流系统

说明书

技术领域

本发明涉及在分析化学中使用的流动系统，更具体地说，涉及一种在多维液体色谱装置中分离流动相流(mobile phase flow)的分流系统。

背景技术

分离技术-如高压液体色谱(HPLC)技术在分析化学中较为常用。然而，HPLC被限定在使用单个色谱分离柱可实现的分离度。人们曾试图结合两个或更多个液体色谱来形成组合仪器，相比于使用单个分离柱可实现的分离度，该组合仪器可以实现更多化合物的更高分离度。由于多年来样品复杂性的增加，相比于使用单一HPLC柱所能实现的分离度，对于更大分离能力的需求已经出现。

一些分析仪器涉及利用HPLC和质谱仪的组合来实现对样品更进一步的鉴定。然而，典型的质谱仪分析是在比通过HPLC分离柱的典型流速更低的流速下进行的。因此，分析人员已尝试通过如下方式操作的这种组合仪器，即通过将HPLC的流动相流速减少到小于最佳值，以使得从HPLC分离的流出速率与质谱仪的流体容量相匹配。通过HPLC柱的流体流速的降低将减小色谱的有效分离度。为避免HPLC分离度的降低，已采用分流器在全流量的体系中从HPLC柱的出口处或在质谱仪的入口部的检测器处分流一部分流体，并将流体平衡到另一个检测器或废弃。典型的商业分流器利用电阻管元件将液体流分裂成两个或更多个的不同的流体分支。分流器的实例在美国专利号6,289,914和欧洲专利申请公开号EP495255A1中描述。液体流的电阻划分难以维持在均匀的水平。诸如流动相的可变粘度、温度、以及在分析过程中流体流路中的任何变化等因素，均可能导致各流路之间的分流比率发生变化。当实行多维液体色谱时上述可变性特别令人关注。

一个色谱应用实例是二维液体色谱法(或者LC*LC)，其流动相的分流是令人满意的，其中，第一维HPLC柱流出物被引入到第二维HPLC柱，且第一维分离全部都被引入到第二维柱以进行随后的“第二维”分离。将样品注射到色谱柱的各种技术是HPLC分析领域的普通技术人员所熟知的。在许多情况下，样品的体积通过多通阀确定，其后通过泵产生的流体力被注入色谱柱。样品可被引入到流动的流动相液流中。

从理论上讲，期望第一维分离的全部体积均被注入到第二维分离柱，然而这种做法仍然是不切实际的，因为对于直接注入第二分离柱来说，第一分离柱的流出物的速率太大。因此，传统上，通过利用馏分采集来收集第一分离柱的流出物的总体积，从而完成“第一维”分离的分析，然后再将各馏分的代表性样本重新注入到第二维分离柱。

除了流速不匹配，随着色谱图的展开，第一个维可能含有相对浓度逐渐增加的有机溶剂。有机溶剂的相对浓度的逐渐增加可能是特定液体色谱测定方法的结果，在该方法中有机溶剂是在含水流动相之后被注入到分离柱。由于有机溶剂的相对浓度在第一维分离中增加，从第一维向第二维色谱注入固定体积，会进一步提高第二维分离期间有机溶剂的相对浓度。在某些条件下，向第二维色谱仪注入大量体积的有机溶剂对于第二维分离具有破坏性。由于有机溶剂随着时间的变化发生在第一维分离中，从设置于第一分离柱下游的标准电阻分流器流出的流速变得不可预知。因此，分析人员发现很难知道可供注入第二维分离柱的样品的实际流速。对样品流速的了解对于控制第二维分离柱中的有机溶剂的浓度和确保第一维色谱均被取样用于第二维分离是至关重要的。典型的电阻分流器不能给分析人员提供持续控制第二维中的分析的必要信息。由于标准电阻分流器的局限性，LC*LC在本领域中未能得到广泛使用。

发明内容

一种流体分流系统包括T-型连接部，该T-型连接部具有：用于接收流出第

一HPLC系统分离柱的流体的入口；用于允许间接流量控制流出的第一出口，第一出口流体连接到限流装置；和用于允许直接流量控制流出的第二出口。第二出口流体连接到可以负排量模式操作或可以正排量模式操作的正排量泵。限流装置在连接部中产生的压力为1千帕到10,000千帕，并且是可调节的压力调节器。该系统进一步包括正排量泵和阀系统，其中，3通剪型阀用来将泵的活塞和筒连接到所述连接部或废弃物容器。

在一些实施例中，正排量泵能够以恒定速率在负排量模式下被驱动，并能够承受与连接部的第一出口连接的限流装置造成的压力。

在一些实施例中，正排量泵以可变速率在负排量模式下被驱动。

在一些实施例中，正排量泵在负体积排量速率下被驱动，该负体积排量速率小于溶剂从第一维HPLC系统流入到连接部的速率。

在一些实施例中，用于第二维HPLC系统的6通样品注射阀设置在正排量泵和连接部的第二出口之间。