CN112816605A - 生产型二维液相色谱接口及生产型二维液相色谱分离*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种生产型二维液相色谱接口及生产型二维液相色谱分离***，包括生产型二维液相色谱接口、第一维液相***和第二维液相***。本发明通过一个基于富集柱阵列的生产型二维液相色谱接口，解决了第一维液相色谱分离与第二维液相色谱分离的同步冲突与控制问题，能实现生产型二维色谱分离的连续高效运行。
Description
技术领域
本发明属于高效液相色谱分离技术领域，涉及一种生产型二维液相色谱接口及生产型二维液相色谱分离***。
背景技术
在线二维液相色谱***的运行模式分为单中心切割、多中心切割和连续切割等。多中心切割模式和连续切割模式的二维色谱分离过程中需要保证两维分离同步进行。为了保持第一维和第二维的同步运行，第二维的梯度时间必须小于第一维的切割时间。为此，第二维需要采用更高的流速。更高的流速虽然可以进一步提高分离速度，但是柱压降会大大增强，同时增加了样品组分在第二维的稀释效应，从而降低检测灵敏度。此外，更高的流速也加大了流动相的消耗量。
二维液相色谱***包括分析型和制备型两种***。分析型二维液相色谱***的进样量很小，为了实现两维分离的同步，将共洗脱的色谱峰馏分多次切割，导致二维液相色谱分离得到少量、微量级或痕量级的重复样品，无法完成规模化样品制备。利用两个富集柱交替富集并分离，一些二维制备色谱***虽然能实现二维液相制备，但是制备方法开发时间长，两维分离的同步问题没有得到彻底解决。
发明内容
本发明的目的是构建一种生产型二维液相色谱接口，基于所述生产型二维液相色谱接口，构建一种在色谱信号的实时引导下进行富集柱切换的生产型二维液相色谱分离***，彻底解决两维分离的同步问题，提高样品制备效率。
为了达到上述目的，本发明的技术方案为：
一种生产型二维液相色谱接口，包括由至少一个富集柱组成的富集柱阵列，富集柱有上接口和下接口，每个富集柱的上接口连接一个三通，每个富集柱的下接口连接一个三通；三通具有三个接口，一个接口与富集柱的一个接口连接，其余两个接口分别为左接口和右接口。
所有与富集柱上接口连接的三通的左接口都通过具有导通和断开功能的管路与左上接口TL连接；所有与富集柱下接口连接的三通的左接口都通过具有导通和断开功能的管路与左下接口BL连接；所述富集柱阵列的左上接口TL和左下接口BL，一个作为左流路的入口，一个作为左流路的出口；左流路中至多只有一个富集柱导通。
所有与富集柱上接口连接的三通的右接口都通过具有导通和断开功能的管路与右上接口TR连接；所有与富集柱下接口连接的三通的右接口都通过具有导通和断开功能的管路与右下接口BR连接；所述富集柱阵列的右上接口TR和右下接口BR，一个作为右流路的入口，一个作为右流路的出口；右流路中至多只有一个富集柱导通。
所述富集柱阵列的左流路和右流路，一个作为第一维液相***的流路，一个作为第二维液相***的流路。
富集柱阵列中的同一富集柱不能在第一维液相***流路中和第二维液相***流路中同时导通。
生产型二维液相色谱分离***包括所述生产型二维液相色谱接口，还包括第一维液相***和第二维液相***。第一维液相***可包括第一维泵、进样器、第一维色谱柱、第一维色谱柱、第一维检测器、稀释液泵、混合器和第一维旁路。第二维液相***包括第二维泵、第二维旁路、第二维色谱柱(包括具有旁路的色谱柱阵列)、第二维检测器、收集器。
第二维旁路为具有导通和断开功能的管路，并联在富集柱阵列的左上接口TL和左下接口BL之间；当第二维旁路导通时，富集柱阵列左流路中的富集柱为断开状态；富集柱阵列左流路中的任何富集柱为导通状态时，第二维旁路为断开状态。
第一维旁路为具有导通和断开功能的管路，并联在富集柱阵列的右上接口TR和右下接口BR之间；当第一维旁路导通时，富集柱阵列右流路中的富集柱为断开状态；富集柱阵列右流路中的任何富集柱为导通状态时，第一维旁路为断开状态。
第二维泵的输出端与富集柱阵列的左上接口TL连接，左下接口BL与第二维色谱柱的入口连接，第二维色谱柱的出口与第二维检测器的入口连接，第二维检测器的出口与收集器的入口连接。
第一维泵的出口与进样器的入口连接，进样器的出口与第一维色谱柱的入口连接，第一维色谱柱的出口与第一维检测器的入口连接，第一维检测器的出口与混合器的入口连接，稀释液泵的出口与混合器的入口连接，混合器的出口连接与富集柱阵列的右上接口TR连接，富集柱阵列的右下接口TR输出到废液桶。如果不利用进样器进样，则可采用上样泵完成第一维进样，或者通过控制进样流路，利用第一维泵完成进样功能。
生产型二维液相色谱分离***通过控制富集柱阵列中富集柱的导通与断开，实现第一维分离后的样品依次在每个富集柱中富集；富集柱完成第一维样品富集后，由第二维泵依次进行洗脱，通过第二维色谱柱，实现样品的第二维分离和组分收集。
与现有技术相比，本发明的创新点和有益效果在于：
基于富集柱阵列中的多个富集柱，以空间换取时间，实现了第一维分离与第二维的独立运行，彻底解决了第一维分离与第二维的同步控制问题。生产型二维液相色谱分离***的二维分离方法开发简单并易于优化，提高了分离效率，便于解决复杂体系样品的前处理和族分离问题，为二维分离过程的标准化和可重复性提供了保障，并且总分离时间略大于第一维分离时间。
附图说明
图1为本发明提供的生产型二维液相色谱接口的***结构图；
图2为本发明提供的生产型二维液相色谱接口的一种实施方式的流路连接图，通过两通阀控制富集柱及其流路的导通与断开；
图3为本发明提供的基于生产型二维液相色谱接口的生产型二维液相色谱分离***的***结构与***流路图；
图4(a)为本发明实施例的生产型二维高效液相色谱分离***结构图，为第一维上样状态，虚线部分为不导通状态；
图4(a)中：1第一维泵、2第二维泵、3第一维检测器、4第二维检测器；
图4(b)为本发明实施例的生产型二维高效液相色谱分离***的一个流路图，其中，第一维色谱***正在将目标组分富集在第2富集柱中，第二维色谱***正在对第1富集柱中的目标组分进行第二维分离。
具体实施方式
以下所述的实施例仅仅是对本发明专利应用的一种描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围。
一种生产型二维液相色谱接口，包括由至少一个富集柱组成的富集柱阵列，富集柱有上接口和下接口，每个富集柱的上接口连接一个三通，每个富集柱的下接口连接一个三通；三通具有三个接口，一个接口与富集柱的一个接口连接，其余两个接口分别为左接口和右接口。
所有与富集柱上接口连接的三通的左接口都通过具有导通和断开功能的两通阀及其连接管路与左上接口TL连接；所有与富集柱下接口连接的三通的左接口都通过具有导通和断开功能的两通阀及其连接管路与左下接口BL连接；所述富集柱阵列的左上接口TL和左下接口BL，一个作为左流路的入口，一个作为左流路的出口；左流路中至多只有一个富集柱导通。
所有与富集柱上接口连接的三通的右接口都通过具有导通和断开功能的两通阀及其连接管路与右上接口TR连接；所有与富集柱下接口连接的三通的右接口都通过具有导通和断开功能的两通阀及其连接管路与右下接口BR连接；所述富集柱阵列的右上接口TR和右下接口BR，一个作为右流路的入口，一个作为右流路的出口；右流路中至多只有一个富集柱导通。
所述富集柱阵列的左流路和右流路，一个作为第一维液相***的流路，一个作为第二维液相***的流路。
富集柱阵列中的同一富集柱不能在第一维液相***流路中和第二维液相***流路中同时导通。
生产型二维液相色谱分离***包括所述生产型二维液相色谱接口，还包括第一维液相***和第二维液相***。第一维液相***可包括第一维泵、进样器、第一维色谱柱、第一维色谱柱、第一维检测器、稀释液泵、混合器和第一维旁路。第二维液相***包括第二维泵、第二维旁路、第二维色谱柱(包括具有旁路的色谱柱阵列)、第二维检测器、收集器。
第二维旁路为通过两通阀实现导通和断开功能的管路，并联在富集柱阵列的左上接口TL和左下接口BL之间；当第二维旁路导通时，富集柱阵列左流路中的富集柱为断开状态；富集柱阵列左流路中的任何富集柱为导通状态时，第二维旁路为断开状态。
第一维旁路为通过两通阀实现导通和断开功能的管路，并联在富集柱阵列的右上接口TR和右下接口BR之间；当第一维旁路导通时，富集柱阵列右流路中的富集柱为断开状态；富集柱阵列右流路中的任何富集柱为导通状态时，第一维旁路为断开状态。
第二维泵的输出端与富集柱阵列的左上接口TL连接，左下接口BL与第二维色谱柱的入口连接，第二维色谱柱的出口与第二维检测器的入口连接，第二维检测器的出口与收集器的入口连接。
第一维泵的出口与进样器的入口连接，进样器的出口与第一维色谱柱的入口连接，第一维色谱柱的出口与第一维检测器的入口连接，第一维检测器的出口与混合器的入口连接，稀释液泵的出口与混合器的入口连接，混合器的出口连接与富集柱阵列的右上接口TR连接，富集柱阵列的右下接口TR输出到废液桶。如果不利用进样器进样，则可采用上样泵完成第一维进样，或者通过控制进样流路，利用第一维泵完成进样功能。
生产型二维液相色谱分离***通过控制富集柱阵列中富集柱的导通与断开，实现第一维分离后的样品依次在每个富集柱中富集；富集柱完成第一维样品富集后，由第二维泵依次进行洗脱，通过第二维色谱柱，完成样品的第二维分离和组分收集。
实施例：一种生产型二维液相色谱分离***结构
该实施例中，进样方式为第一维泵进样，富集柱阵列的富集柱数量为4个，依次编号为富集柱阵列的第1富集柱，第2富集柱，第3富集柱，第4富集柱；图4(a)为生产型二维液相色谱分离***的第一维上样状态，图4(b)为生产型二维液相色谱分离***的第一维与第二维并行工作状态。
以下为上述生产型二维液相色谱分离***结构的二维分离过程控制：
首先清洗富集柱和分离柱；依次切换每个富集柱和分离柱到流路中，观察检测器信号判断清洁效果。
第一维上样过程：上样流路导通，按照设定的上样量，利用第一维泵完成第一维分离柱的上样。
第一维分离过程控制：第一维液相分离后的样品在稀释液泵协助下，根据样品性质和检测信号依次将目标组分采用富集柱阵列的第1至第4富集柱进行富集。如果需要加大第二维液相色谱分离的上样量，第一维分离可以重复多次，直到富集柱阵列的第1至第4富集柱中有足够多的化合物，转入到第二维分离过程。
第二维分离过程：在第一维分离过程中，当第1富集柱完成目标组分富集后，第二维液相色谱***即可对第1富集柱中的目标组分进行第二维分离。当第1富集柱中目标组分的第二维分离完成后，并且第2富集柱完成第一维目标组分的富集后，第二维液相色谱***即可对第2富集柱中的目标组分进行第二维分离。以此类推，完成第3和第4富集柱目标组分的第二维分离。
如果需要连续重复分离，则当第一维分离完成后，进行第一维上样并分离，继续将目标组分依次在第1至第4富集柱中富集。当某个富集柱中的组分未完成第二维分离时，不可将第一维的目标组分在该富集柱中富集。
如果连续重复进行第一维和第二维分离，并且第一维和第二维分离对富集柱的使用产生冲突，则有两个方法解决冲突。第一种方法是，如果冲突的时间很小，则第一维液相***在上样以前或者以后，等待一段时间后再继续进行第一维分离；第二种方法是增加富集柱的数量来解决第一维与第二维的时间同步冲突。
Claims (2)
1.一种生产型二维液相色谱接口，包括由至少一个富集柱组成的富集柱阵列，其特征在于，富集柱有上接口和下接口，每个富集柱的上接口连接一个三通，每个富集柱的下接口连接一个三通；三通具有三个接口，一个接口与富集柱的一个接口连接，其余两个接口分别为左接口和右接口；
所有与富集柱上接口连接的三通的左接口都通过具有导通和断开功能的管路与左上接口TL连接；所有与富集柱下接口连接的三通的左接口都通过具有导通和断开功能的管路与左下接口BL连接；所述富集柱阵列的左上接口TL和左下接口BL，一个作为左流路的入口，一个作为左流路的出口；左流路中至多只有一个富集柱导通；
所有与富集柱上接口连接的三通的右接口都通过具有导通和断开功能的管路与右上接口TR连接；所有与富集柱下接口连接的三通的右接口都通过具有导通和断开功能的管路与右下接口BR连接；所述富集柱阵列的右上接口TR和右下接口BR，一个作为右流路的入口，一个作为右流路的出口；右流路中至多只有一个富集柱导通；
所述富集柱阵列的左流路和右流路，一个作为第一维液相***的流路，一个作为第二维液相***的流路；
富集柱阵列中的同一富集柱不能在第一维液相***流路中和第二维液相***流路中同时导通。
2.一种生产型二维液相色谱分离***，其特征在于，所述生产型二维液相色谱分离***具有权利要求1所述的生产型二维液相色谱接口。
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