[发明专利]多组分洗脱液产生系统和方法

说明书

背景

离子色谱法(IC)是一种广泛用于测定各种样品基质中的阴离子以及阳离子分析物的分析技术。用于IC的典型分离柱具有在从约2至4毫米范围内的内径，并且在从0.2至3mL/min范围内的流速下运行。在为了改进IC的性能而进行的努力中，已经进行了研究来开发具有更小直径的分离柱。当内径为约1毫米或更小时，此类更小的柱典型地被称为毛细管分离柱。

已经发现使用毛细管分离柱可改善分离效率和/或减少分析时间。除了改进的分离性能之外，毛细管IC还提供了众多其他优点，诸如小的样品体积需要量(例如1微升或更少)以及更低的洗脱液用量。毛细管离子色谱系统典型地在从1至20微升/分范围内的流速下运行，并且因此所消耗的洗脱液的量非常小。相对低的洗脱液用量使得长期连续运行在经济上是合理的。例如，使用典型的毛细管流速时，一整年的总洗脱液用量可能仅为约5升。连续运行的一直“开启”的系统减少了与系统启动和关闭相关联的问题的数目以及时间。此外，低流速改进了系统与质谱仪的兼容性。低体积毛细管柱的另一个优点是，所需的固定相树脂的量相对低。进而，这降低了成本或者使得在该柱中使用更昂贵并且特殊的材料在经济上是可行的。

在毛细管IC中，可以用等度或浓度梯度型洗脱液输送模式将洗脱液泵送到毛细管柱。在离子色谱法中，洗脱液典型地是一种含有酸、或碱、或盐类的水溶液。该洗脱液还可以含有一些有机溶剂。可以基于分析物、基质、以及毛细管柱的化学性质来选择洗脱液输送模式的化学组成。在等度模式中，洗脱液的组成在样品分析的持续期间是恒定的。相比之下，浓度梯度模式提供了在样品分析期间随着时间而变化的洗脱液组成。例如，该洗脱液组成可以具有一种或多种组分，诸如像酸、碱、或盐，其中组分浓度随着时间而变化。

在使用2到4毫米(内径)的分离柱的常规规模IC中，具有两种或更多种组分的浓度梯度型洗脱液的输送典型地是用配备有低压比例阀的高压泵进行的。这种泵典型地可以是能够使高达四种不同的洗脱液组分成比例，这些洗脱液组分各自可以随着时间而独立地变化。该常规规模的浓度梯度泵可具有与泵压头和比例阀相关联的约1mL的延迟体积。此延迟体积与毛细管规模的IC分离不兼容，这是因为如果分离流速为约10微升/分钟，则该延迟体积对应于约100分钟的延迟时间。改变洗脱液组成的延迟时间可能差不多相同于或超过典型的毛细管IC分析的测定时间。显然地，延迟时间必须实质上小于测定时间，以便实现有效的浓度梯度型洗脱液输送。正因如此，诸位申请人认为，存在对具有比用常规规模的浓度梯度泵所观测到的那些更低的死体积的浓度梯度型洗脱液输送系统的需要。诸位申请人还认为，具有相对低的死体积的浓度梯度型洗脱液输送系统将会增强毛细管色谱法的分离能力，诸如像在碳水化合物类以及氨基酸类的分析中，其中典型地需要在不同浓度下的水性多组分洗脱液。

发明概述

描述了第一系统，该第一系统产生用于色谱分离的浓度梯度型洗脱液流。该第一系统包括泵、电解洗脱液产生装置、以及电子线路。该泵被配置为泵送液体。该电解洗脱液产生装置被配置为产生至少两种不同的发生剂，其中第一发生剂浓度和第二发生剂浓度均是随时间可控的。该电解洗脱液产生装置包括第一以及第二洗脱液产生器。该第一洗脱液产生器可以被配置为接收来自该泵的液体；将第一发生剂以及第一气体副产物加入该液体中；并且输出包括该第一发生剂以及该第一气体副产物的液体。该第二洗脱液产生器可以被配置为接收来自该第一洗脱液产生器的液体；将第二发生剂以及第二气体副产物加入该液体中；并且输出包括该第一发生剂、该第二发生剂、该第一气体副产物、以及该第二气体副产物的液体。该电子线路可以被配置为将第一控制信号施加到该第一洗脱液产生器上以产生该第一发生剂浓度，并且将第二控制信号施加到该第二洗脱液产生器上以产生该第二发生剂浓度，其中可以随着时间增大或减小该第一或第二控制信号中的至少一个来产生该浓度梯度型洗脱液流。

上述第一系统还可以包括催化消除装置，该催化消除装置包含催化剂以及被配置为接收来自该第二洗脱液产生器的液体的入口。该催化剂使得该第一气体副产物与该第二气体副产物发生反应并且形成水。该催化消除还可以被配置为分解过氧化氢副产物。