[发明专利]用于色谱的多管腔混合装置

说明书

本发明描述多管腔混合装置。所述多管腔混合装置包括混合器主体，其具有入口部分和出口部分。所述多管腔混合装置还包括所述混合器主体内的毛细通道阵列，其中每个毛细通道具有大致相同长度。每个毛细管的入口靠近入口部分并且每个毛细管的出口靠近出口部分。毛细通道阵列具有至少三种不同横截面积。

背景技术

色谱是用于分子的化学分析和分离的广泛使用的分析技术。色谱涉及一种或多种分析物物质与样本中存在的其它基质成分的分离。通常色谱柱的固定相选择为使得与分析物存在相互作用。这类相互作用可以是离子性的、亲水性的、疏水性的或其组合。例如，固定相可以衍生有理想地将结合于离子分析物的离子部分以及具有变化的亲和性水平的基质成分。移动相被渗透过固定相并与分析物和基质成分竞争结合于离子部分。移动相是用于描述泵送到色谱柱入口中的液体溶剂或缓冲溶液的术语。在这一竞争期间，分析物和基质成分将从固定相溶离，优选在不同时间，并且接着在检测器处相继被检测到。一些典型检测器的实例是电导检测器、UV-VIS分光光度计以及质谱仪。多年来，色谱已经发展成有效的分析工具，其适用于创造更健康、更干净且更安全的环境，其中可以为如水质、环境监测、食品分析、医药和生物技术等各个行业分离并分析复杂样品混合物。

为了改良选择性，可将两种或更多种不同的移动相类型的组合输入色谱柱中，其中移动相类型的比例随时间推移而变化(即，梯度溶离)。举例来说，更稳固的溶离移动相(例如极性有机溶剂)的比例可随时间推移而增加，以便有助于分析物从色谱柱的溶离。当使用两种或更多种不同的移动相类型时，流动相的均匀混合对于产生可再现的峰值滞留时间来说可以是重要的。

梯度溶离泵送系统可根据时间传递不同比例的移动相类型。在一个实施例中，可使用配比泵以利用多种不同类型的移动相储集器。配比泵可在预定时间间隔内从一个移动相储集器类型抽吸，并且接着在另一个预定时间间隔内从不同的移动相储集器类型抽吸。在单次活塞循环期间，配比泵将输出含有一部分两种移动相类型的溶剂体积。这一不均匀的溶剂体积包括与一种移动相类型的栓塞紧邻的另一种移动相类型的另一栓塞。即使移动相类型可彼此混溶，但仍需要混合所输出的不均匀溶剂体积。为了获得可再现的和可预测的色谱结果，可在输入分离柱之前均匀地混合相邻导管中的移动相。

混合器可以是动态的，其中其包括移动部分以使移动相类型均匀化。然而，申请人相信这类机械装置易于机械失效并且这类装置的磨损碎片可能染污下游流体组分，从而可能损害效能。

其中不存在移动部分的静态混合器可避免动态混合器的机械失效问题。申请人相信需要具有可扩展的空隙体积的静态混合器，使得可根据特定梯度溶离系统调节混合的时间分辨率。申请人还相信，需要具有相对快速洗涤时间并且经配置用于操作相对高压力的静态混合器。

发明内容

描述混合不均匀溶剂体积的方法的实施例。不均匀溶剂体积包括与第二移动相类型的第二栓塞紧邻的第一移动相类型的第一栓塞，其中第一移动相类型与第二移动相类型不同。所述方法包括用泵来泵送第一移动相类型和第二移动相类型以输出不均匀的溶剂体积。接着将不均匀溶剂体积输入多管腔混合装置，其包括具有入口部分和出口部分的混合器主体；和混合器主体内的毛细通道阵列。阵列中的每个毛细通道具有大致相同长度。每个毛细管的入口靠近入口部分并且每个毛细管的出口靠近出口部分。阵列中的毛细通道具有至少三种不同横截面积。混合物从多管腔混合装置输出，其中混合物含有第一移动相类型和第二移动相类型。接着将混合物输入色谱柱。

一种混合以上实施例中的任一个的方法，其中所述方法进一步包括分离样品与色谱柱；以及检测一种或多种从色谱柱溶离的分析物。

一种混合以上实施例中的任一个的方法，其中所述方法进一步包括随时间增加第一移动相类型相对于第二移动相类型的比例。

一种混合以上实施例中的任一个的方法，其中所述毛细通道阵列具有等于或大于不均匀溶剂体积的总体积，其中不均匀溶剂体积约是一个泵送循环的体积。