CN116794205A - 一种流动相制备装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液相色谱用流动相的制备装置，可对流动相进行临用新制，并进行在线灭菌，保持了流动相的脱气效果，并大大提高了流动相的保质期。

Description

一种流动相制备装置

技术领域

本发明涉及一种流动相制备装置，属于医药、食品、化学领域，尤其是指一种液相色谱用流动相制备装置。

背景技术

液相色谱是一类分离与分析技术，其特点是以液体作为流动相。高效液相色谱应用非常广泛，几乎遍及定量定性分析的各个领域。高效液相色谱***主要由流动相储液瓶、输液泵、进样器、色谱柱、检测器和记录仪组成。高效液相色谱的输液泵要求输液量恒定平稳，进样***要求进样便利、切换严密。液相色谱要求流动相必须经过滤（通常孔径0.45um及以下），以免颗粒进入***损坏***，且必须经过脱气，以免气体进入***积留在色谱柱和检测器流通池中，严重影响分析结果，甚至损坏色谱柱和检测器。

流动相制备是液相色谱必须的准备工作，在分析员的日常工作中，配制和过滤流动相常常占据较多的时间，且操作繁琐。分析员通常首先在大烧杯中用纯化水溶解流动相所需盐，用经校准的pH计使用规定的酸或碱调节至目标pH，得到水相，如需要预混则还需要取精确体积的水相和有机相进行混合，然后采用玻璃砂芯过滤装置进行膜过滤，不含有机相的采用亲水膜，含有机相的采用有机膜。玻璃砂芯过滤装置由收集瓶、玻璃砂芯、滤膜、料杯和铁夹组成，收集瓶通常为1-2升，料杯通常为300-500毫升，使用时将滤膜置于玻璃砂芯上，再加上料杯，用铁夹将玻璃砂芯和料杯夹紧，打开真空泵，向料杯中加入待过滤流动相，将其抽滤入下方收集瓶中。由于料杯较小，常常需要人为值守，在料杯中液体快过滤完时向料杯中补充加入待过滤流动相，有时流动相过滤很慢时需要等待较长时间。如果需要过滤的流动相体积较多（特别对于制备型液相色谱，通常需要数升至数十升流动相），在收集瓶收集满后，需要拔出真空管，关闭真空泵，将玻璃砂芯取出，倒出收集瓶中的流动相，再放回玻璃砂芯，按上述方法继续过滤。在抽滤完后，需要将整个装置拆下，用自来水反复冲洗，再用纯化水反复冲洗，清洗操作十分繁琐，且玻璃砂芯非常不容易冲洗干净，在清洗后通常需要重新组装玻璃砂芯过滤装置，再向料杯中加入纯化水，让其缓慢渗漏对玻璃砂芯进行冲洗。

流动相在抽滤过程中虽然经历了抽真空，但是真空度较差，脱气通常不完全，常常需要对抽滤后的流动相放置在超声波浴中进行额外超声脱气。实验室超声波是比较严重的噪声污染，一旦开启，相隔多个房间都能听到刺耳的噪声。

抽滤时挥发性的有机酸（如三氟乙酸）或有机碱（如三乙胺）或易挥发有机溶剂（如甲醇、二氯甲烷等）常常会被抽走，造成流动相的pH不准确或有机相比例不准确，影响液相色谱分析的结果重现性。

药品分析研究中（特别是稳定性研究中），检测一批样品动则需要数天，因此配制一次流动相需要很大的体积（以1mL/min常规流速计，运行7天需要约10升流动相）。流动相通常置于流动相瓶（通常体积为1升）中，在流动相不足时需要及时向流动相瓶中补加制备好的流动相，实际使用中常常因为流动相被抽干导致空气进入液相***，损坏色谱柱，甚至导致气体进入检测器流通池，导致必须进行维修。

在流动相较长时间放置期间，空气会重新进入流动相中，随着时间延长，流动相的脱气效果被消除，导致分析序列的后期出现峰保留时间漂移和出现鬼峰，严重影响分析结果，甚至因为序列中某几针样品分析出现异常导致整个试验进行复试，这无疑大大增加了重复劳动，降低了工作效率。

如果流动相为纯水或水相，在流动相较长时间使用期间，会出现流动相中长菌，造成液相管路堵塞，影响分析结果，甚至损坏液相色谱仪。

专利申请号201620270964.2提供了高效液相流动相制备仪，通过比例阀抽取一定比例的A、B、C、D四种流动相进行混合，随后进行过滤和脱气，以此来制备流动相。该方式存在如下缺陷：流动相的水相中常常含有高浓度的盐（如磷酸二氢钾等），与有机相混合时通常会产生盐析，如果使用比例阀对其进行混合，盐析颗粒可能堵塞比例阀，甚至引起后续流路的堵塞，严重影响***性能，也可能造成比例阀关闭不全，影响比例调节精度，因此其并不适用于含有较高浓度盐的流动相***；该方式并未解决流动相放置或使用期间重新溶解空气的问题，亦未解决纯水流动相长期使用期间长菌的问题。

发明内容

针对现有处理方式的上述缺陷，本发明的目的是提供一种流动相制备装置，使用脱气肺对流动相进行在线脱气，避免了超声脱气的噪声污染，在液相色谱的流动相瓶设置两个液位传感器（上限液位传感器和下限液位传感器），当检测到液位低于下限液位传感器时开启流动相制备，当检测到液位达到上限液位传感器时停止流动相制备，如此在该用户设定窗口内一直保持流动相瓶中的流动相为新鲜制备脱气的流动相。当这些新鲜制备脱气的流动相在较短时间内被液相色谱消耗后立即又开启新制，做到了真正的临用新制，保证了试验结果的可靠性，同时解决了流动相被抽干的问题，此外，本发明还带有在线紫外灭菌器，可对流动相进行灭菌，大大延长了流动相的保质期。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种流动相制备装置，包括抽液泵、过滤器、脱气肺、压力传感器和真空泵，所述抽液泵抽取液体，所述过滤器对液体进行过滤，所述脱气肺和所述真空泵对流经的液体进行在线脱气，所述压力传感器对真空度进行监测，调节抽液泵速率以确保对流经液体进行充分脱气；还包括：控制器，该控制器根据用户设定程序进行预润洗、流动相制备、流动相保持、清洗等操作。

优选地，所述流动相制备装置还包括上限液位传感器和下限液位传感器，所述上限液位传感器和下限液位传感器贴于流动相瓶上，用于监测流动相的液位，当制备流动相至上限液位传感器时，停止制备，当液相色谱消耗流动相至液位低于下限液位传感器时，开启制备，如此保持用户设定窗口内流动相的新鲜制备和使用。

优选地，所述流动相制备装置还包括在线紫外灭菌器，所述在线紫外灭菌器位于出口管之前，对流经的液体进行在线灭菌。

优选地，所述流动相制备装置还包括液体压力传感器，所述液体压力传感器位于抽液泵和过滤器之间，对过滤器的压力进行监测，当过滤器使用寿命降低，压力过高时，提示用户更换过滤器。

优选地，所述流动相制备装置还包括液体传感器，所述液体传感器套在入口管上，可对管路的液体进行检测，在源容器中液体量不足时对用户做出提示。

优选地，所述流动相制备装置还包括三通电磁阀，所述三通电磁阀位于液体压力传感器和过滤器之间，选择液体压力传感器出口与过滤器入口连接或与排液管连接，当过滤器中存在空气或过滤器阻力过大时会导致抽液泵抽不上来液体，在抽液泵刚启动工作时，所述三通电磁阀选择液体压力传感器出口与排液管连接，减小工作阻力，使顺利抽出液体，当所述流量计检测到有液体抽上来并保持一段时间使管路充盈液体后，所述三通电磁阀选择液体压力传感器出口与过滤器入口连接，使抽液泵连续抽取液体并过滤。

优选地，所述流动相制备装置还包括两个冷却模块、接收容器和排液阀，所述冷却模块位于脱气肺的抽真空接口之后，对脱气肺中抽出的水蒸汽进行冷凝，所述接收容器接收冷却液，所述排液阀在结束抽真空后排出冷凝液。

优选地，所述流动相制备装置还包括进气阀和空气过滤器，所述进气阀在需要释放真空时打开，使空气进入体系中，释放真空，所述空气过滤器对进入体系的空气进行过滤。

优选地，所述流动相制备装置还包括真空过滤器和消音器，所述真空过滤器对真空管路进行过滤，保护真空泵，所述消音器降低真空泵的噪音。

优选地，所述流动相制备装置还包括pH传感器和溶解氧传感器，所述pH传感器和溶解氧传感器位于流动相瓶内，对流动相的pH和溶解氧进行监测和记录，便于用户对试验结果进行追溯。

有益效果：

（1）本发明可对流动相进行在线过滤和脱气，去除流动相的杂质和溶解气体，一键启动即可自动完成，避免了人工繁琐操作。

（2）本发明可对流动相进行临用新制，用户设定保持窗口，当制备流动相达到窗口上限时停止制备，当液相色谱消耗流动相达到窗口下限时启动制备，如此一直保持液相色谱使用的流动相为新鲜制备。

（3）本发明可对流动相进行灭菌，大大延长流动相的保质期。

（4）本发明可对流动相瓶进行自动补液，在源容器中流动相不足时对用户做出提示，避免了人工忘记补液流动相被抽干导致气体进入液相色谱***的问题。

（5）本发明可对流动相的pH和溶解氧进行监测和记录，为用户提供试验结果中流动相信息的可追溯性。

附图说明

图1是本发明流动相制备装置实施例1示意图

图中：1、源容器，2、流量计，3、抽液泵，4、液体压力传感器，5、三通电磁阀，6、过滤器，7、脱气肺，8、在线紫外灭菌器，9、冷却模块1，10、接收容器，11、排液阀，12、冷却模块2，13、进气阀，14、空气过滤器，15、差压传感器，16、真空过滤器，17、真空泵，18、消音器，19、上限液位传感器，20、下限液位传感器，21、控制器，22、pH传感器，23、溶解氧传感器，24、流动相瓶，25、入口管，26、预排管，27、出口管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较优实施方式做详细介绍。

实施例一：

如图1所示，一种流动相制备装置，包括流量计、抽液泵、液体压力传感器、过滤器、脱气肺、在线紫外灭菌器、真空泵、压力传感器、上限液位传感器、下限液位传感器、pH传感器、溶解氧传感器、控制器。

所述流动相制备装置的工作程序如下：

预润洗：用户将入口管置于源容器中，排液管置于废液接收容器中，执行预润洗。开启抽液泵，抽取液体，运行用户设定的时间进行管路的预润洗。

流动相制备：用户将入口管置于源容器中，排液管置于流动相瓶中，执行流动相制备。关闭排液阀和进气阀，开启真空泵，当真空度达到用户设定值后，开启抽液泵抽取液体，并根据真空度值通过PID算法（比例-积分-微分）调节抽液泵速率，真空度下降时降低抽液泵速率，真空度较高时提高抽液泵速率，使抽液泵工作在保持有效脱气的最佳速率运行。

流动相保持：用户通过设定上限液位传感器和下限液位传感器的位置设定保持窗口。当制备流动相达到窗口上限时停止流动相制备，打开排液阀和进气阀，关闭真空泵，排出冷凝液，当液相色谱消耗流动相达到窗口下限时启动流动相制备，如此一直保持液相色谱使用的流动相为新鲜制备。在流动相保持期间，流量计监测到源容器中液体量不足时对用户做出提示，避免流动相不足导致的液相色谱抽空流动相，使空气进入液相***中。

清洗：用户将入口管置于清洗液中，将出口管置于废液接收容器中，执行清洗。开启抽液泵，抽取液体，运行用户设定的时间进行管路的清洗。

对使用玻璃砂芯过滤装置和本发明装置制备的纯化水进行了保持时间研究，取各装置制备的纯化水，置于流动相瓶中放置，模拟液相色谱仪使用期间，结果如下：

	脱气效果评价	抑菌效果评价
			玻璃砂芯过滤装置制备的纯化水	在放置1小时后溶解氧为7.8mg/L，恢复到未脱气前水平。	在放置3天后出现乳光，在放置5天后出现絮状沉淀物，菌落总数为279 CFU/mL
本发明装置制备的纯化水	在放置7天内溶解氧保持<5mg/L。	在放置7天后仍为澄清溶液，未出现乳光和沉淀物，甚至延长至14天后仍为澄清溶液，菌落总数为3 CFU/mL

结果表明，本发明制备的纯化水可保持溶解氧水平较低，表明可保持流动相的脱气状态，同时本发明制备的纯化水可大大延长保鲜期，这是本发明的纯化水经紫外灭菌和纯化水一直处于新鲜制备共同作用的结果。

Claims (10)

1.一种流动相制备装置，包括抽液泵、过滤器、脱气肺、压力传感器和真空泵，所述抽液泵抽取液体，所述过滤器对液体进行过滤，所述脱气肺和所述真空泵对流经的液体进行在线脱气，所述压力传感器对真空度进行监测，调节抽液泵速率以确保对流经液体进行充分脱气；还包括：控制器，该控制器根据用户设定程序进行预润洗、流动相制备、流动相保持、清洗等操作。

2.根据权利要求1所述的一种流动相制备装置，其特征在于：所述流动相制备装置还包括上限液位传感器和下限液位传感器，所述上限液位传感器和下限液位传感器贴于流动相瓶上，用于监测流动相的液位，当制备流动相至上限液位传感器时，停止制备，当液相色谱消耗流动相至液位低于下限液位传感器时，开启制备，如此保持用户设定窗口内流动相的新鲜制备和使用。

3.根据权利要求1-2所述的一种流动相制备装置，其特征在于：所述流动相制备装置还包括在线紫外灭菌器，所述在线紫外灭菌器位于出口管之前，对流经的液体进行在线灭菌。

4.根据权利要求1-3所述的一种流动相制备装置，其特征在于：所述流动相制备装置还包括液体传感器，所述液体传感器位于入口管上，可对管路的液体进行检测，在源容器中液体量不足时对用户做出提示。

5.根据权利要求4所述的一种流动相制备装置，其特征在于：所述流动相制备装置还包括液体压力传感器，所述液体压力传感器位于抽液泵和过滤器之间，对过滤器的压力进行监测，当过滤器使用寿命降低，压力过高时，提示用户更换过滤器。

6.根据权利要求5所述的一种流动相制备装置，其特征在于：所述流动相制备装置还包括三通电磁阀，所述三通电磁阀位于液体压力传感器和过滤器之间，选择液体压力传感器出口与过滤器入口连接或与排液管连接，当过滤器中存在空气或过滤器阻力过大时会导致抽液泵抽不上来液体，在抽液泵刚启动工作时，所述三通电磁阀选择压力传感器出口与排液管连接，减小工作阻力，使顺利抽出液体，当所述进水流量计检测到有液体抽上来并保持一段时间使管路充盈液体后，所述三通电磁阀选择压力传感器出口与除菌过滤器入口连接，使抽液泵连续抽取液体并除菌过滤。

7.根据权利要求1-6所述的一种流动相制备装置，其特征在于：所述流动相制备装置还包括两个冷却模块、接收容器和排液阀，所述冷却模块位于脱气肺的抽真空接口之后，对脱气肺中抽出的水蒸汽进行冷凝，所述接收容器接收冷却液，所述排液阀在结束抽真空后排出冷凝液。

8.根据权利要求1-7所述的一种流动相制备装置，其特征在于：所述流动相制备装置还包括进气阀和空气过滤器，所述进气阀在需要释放真空时打开，使空气进入体系中，释放真空，所述空气过滤器对进入体系的空气进行过滤。

9.根据权利要求1-8所述的一种流动相制备装置，其特征在于：所述流动相制备装置还包括真空过滤器和消音器，所述真空过滤器对真空管路进行过滤，保护真空泵，所述消音器降低真空泵的噪音。

10.根据权利要求1-9所述的一种流动相制备装置，其特征在于：所述流动相制备装置还包括pH传感器和溶解氧传感器，所述pH传感器和溶解氧传感器位于流动相瓶内，对流动相的pH和溶解氧进行监测和记录，便于用户对试验结果进行追溯。