[发明专利]微型HPLC设备

说明书

本发明申请是申请日为2011年06月27日，申请号为2011800313886(PCT/GB2011/051217),发明名称为“微型HPLC设备”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种液相色谱装置。

背景技术

M.Dong在Modern HPLC for Practising Scientists，Wiley，2006中描述了高压液相色谱的领域。简单地说，色谱用于从由化合物的混合物组成的样品中分离、识别和定量化合物。样品溶解在流体移动相中，移动相与不动的、不混溶的固定相相互作用。在高压液相色谱法(HPLC)中，固定相通常是填充了颗粒的柱，粒子可以官能化。所述相基于感兴趣的分析物相对于样品中其余成分对它们的亲和力来选择。当移动相移动通过固定相时，单独样品成分将被固定相不同程度地滞留从而分离。滞留时间随着与固定相的相互作用力、所使用的溶剂的组合物以及移动相的流率而变化。

分离能力随着固定相的粒径的减小而增加。但是，这增加了流阻，从而使得期望使用高压力。高压液相色谱推动移动相通过盛装典型的5-10微米直径的颗粒的柱。目前，第一HPLC泵能到500磅/平方英寸(psi)，典型地到6000psi。超高压液相色谱(UPLC)包括配管和泵，所述配管和泵能够在所需的100000psi运行，从而推动溶剂通过盛装数个微米级直径的更小颗粒的柱。

分离的分析物可能通过一种或多种技术来检测，所述技术包括紫外-可见光吸收、荧光、光散射、折射率分析或质谱法。这些技术特别是在被并行使用时以对很宽范围的化合物进行识别和绝对定量，还可以对更复杂的、未知分析物的混合物进行半定量分析。检测信号参照样品被注射到色谱柱上的时间：在相同的条件下，给定的化合物将具有的特征滞留时间，这允许识别该化合物。检测技术是破坏性的情况下，样品不能被回收，但在这些情况下需要的话往往可以将一部分洗脱液流转移到分液收集器。

HPLC已广泛应用在制药业、环境监测、医学、学术界、国防、司法科学和其它领域。然而，HPLC的使用受HPLC系统的体积和费用限制。现有的HPLC系统的立方米级的占用面积、市政供电、大体积的洗脱液、重量和机械脆弱性需要固定的实验装置。这种系统的大小和相对较低的利用率共同导致该装置无论在最初的支出还是在保养维护方面的花费都非常昂贵。典型的系统耗资成千上万英镑，而仅大型的、完善的公司和研究机构能够承受。此外，HPLC管道的小直径加上通过这种技术分析的许多样品的粗品形式意味着频繁堵塞。这种情况之后的压力积聚可能会导致对HPLC的严重损坏，即使避免了这种损坏，延长的设备停机时间是不可避免的。

最阻碍微型化的部件是泵。

例如，据称“对在芯片上进行类似HPLC分离的兴趣有限的原因似乎是配管的复杂性，这是因为标准HPLC仪器通常必须包括外部泵。因此，芯片的作用降级为类似毛细管的柱并且有助于微流体装置的优点消失了”(Svec and Stachowiak,in Handbook of capillary and microchip electrophoresis and associated microtechniques,ed James P.Landes,CRC Press,2008,p1299)。

集成的微型HPLC的实施“已被证明是无意义的，主要的原因与压力有关：在芯片上集成的泵产生高压的困难以及制造高压力等级微芯片的困难。因此，不仅与其它基于芯片的分析技术相比，而且鉴于HPLC作为一种分析技术的重要性，芯片液相色谱都是落后的”(Khirevich et al.Anal.Chem.,2009,81(12),pp 4937-4945)。

US6,572,749指出，微HPLC的泵送问题不能被解决，并教导了使用电渗泵送。但是，电渗泵送仅达到2500psi，依赖于长柱，并且与其它电渗泵一样在填料和电渗流之间存在相互作用。

虽然存在该技术以允许例如检测平台的微型化，然而，复杂的泵系统确保装置的占用面积仍很大，从而导致不会有采用该技术的动机。

本文所描述的本发明至少在其目前优选的实施例中解决这些问题和相关的需求。

发明内容

根据本发明，提供了一种液相色谱装置，所述液相色谱装置包括：一个或多个用于液体介质的液体容器；用于待被分析的样品的样品贮槽；以及与所述液体容器和所述样品贮槽流体连通的色谱柱。所述装置还包括气体容器，所述气体容器用于容纳处于压力下的一定体积的气体，以在使用时迫使液体从所述液体容器移动通过所述色谱柱。