CN1573329A - 液相色谱仪分馏/收集装置 - Google Patents

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Abstract

在优选实施例中，试样容器存储部分用于存储多个试样容器S，喷嘴用于将由LC分离和供给的试样成分和来自另外的液体供给部分供给的诸如消化液的添加液滴下至试样容器S，承载机构用于将试样容器承载和定位在喷嘴之下的任何位置，第二喷嘴用作抽吸/喷射装置，用于抽吸分馏/收集试样成分并将试样成分喷射至另外的LC。承载机构设有转动机构。承载机构转动180度并将完成分馏/收集的试样容器S承载至第二喷嘴的位置，试样通过第二喷嘴抽吸并喷射至下一阶段的LC。

Description

液相色谱仪分馏/收集装置
技术领域
本发明涉及一种分馏/收集装置，用于分馏和收集液相色谱仪(此后也称为LC)中单独的试样成分，执行溶液试样的分离分析，。
背景技术
液相色谱仪的瘤物(effluent)被分馏和收集，并在液相色谱仪或者其它诸如质谱仪(MS)的分析装置中进行进一步的分析。分馏/收集装置被用于将试样收集到诸如微板的试样容器上。
用于自液相色谱仪分析瘤物的质谱仪的一个示例是基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOFMS)。在MALDI-TOFMS中，当使用分馏/收集装置分馏和收集MALDI-TOFMS分析板上在液相色谱仪中分离的试样成分时，试样成分在单个板上多个地点进行收集。在收集过程结束后，所述板被手工移动到MALDI-TOFMS装置中，用于进行分析。
因为只有一个或者两个收集板可以用于传统分馏/收集装置中，如果没有工作人员在场，很难制备多个分析试样，用于诸如MALDI-TOFMS分析。
其它用于对液相色谱仪的瘤物进行的分析方法包括通过多阶段执行分离分析的LC，其包括使用分馏/收集装置在LC的第一阶段中分馏和收集试样成分、以及在处理后在LC的第二阶段中分析所收集的试样成分。在诸如蛋白质的分析中，为了进一步分析LC中所分离的蛋白质，消化酶手工添加到被分离和收集的蛋白质试样成分中用于分解为缩氨酸，缩氨酸被进一步在另外的LC中分离以在MS中进行分析，并在所获得的MS数据上执行分析。
在LC中的两步骤分离任务中，诸如添加消化酶的手工任务需要很长的时间。因此，能够分馏/收集并分发的液体机械手被用于自动执行所述任务。通常在液体机械手中，其探针在第一阶段中移动到LC的分馏/收集位置以在所收集的成分中抽吸，然后移动到第二阶段的LC中的喷射端口以喷出所抽吸的成分。这样，探针中的空间很大，这尤其在诸如微LC被用在分馏/收集侧以处理非常小量的试样上时尤为不利。
发明内容
本发明的第一方面是提出能够在多个试样容器上收集试样的分馏/收集装置。
本发明的第二方面是进一步提出一种分馏/收集装置，该装置能够在LC的第一和第二阶段之间处理被分馏成分时缩短时间和节省劳动力，并能够分析小量的分馏成分。
根据本发明用于实现第一目标的分馏/收集装置包括：分馏/收集机构，用于自液相色谱仪中将瘤物自喷嘴滴下并收集到试样容器中；存储部分，用于存储多个试样容器；以及承载机构，所述承载机构包括垂直移动机构和水平移动机构，既用于承载试样容器又用于将试样容器定位至喷嘴下的任何位置。
在本发明的分馏/收集装置的一方面中，因为试样收集可以在多个试样容器上执行，而且试样容器可以通过提供存储部分来进行存储，所述存储部分用于存储多个试样容器，以及通过构形所述承载机构以在所述装置的范围内转动并在垂直和水平方向中自由移动，所以可以制备多个将被分析的试样。此外，承载机构也用于在收集的过程中定位试样容器，这样所述装置可以较为便宜地实现。
通过将传统分馏/收集装置与多用途机械手组合也可以执行连续分析。但是，与本发明的装置相比，这样的机械手不但需要是双***机械手，所述双***机械手包括用于承载板的承载机构和用于定位板的收集辅助机构，从而试样液体被滴到喷嘴下所述板上的合适的位置，所述喷嘴自LC滴下瘤物，并且所述机械手也需要较大的面积来安装机械手。
例如，如果喷嘴的结构使得液相色谱仪的瘤物和另外的液体供给部分的液体同时滴到基质液体上，液相色谱仪的瘤物可以同时滴下以单独形成制备MALDI-TOFMS用试样的装置。
如果喷嘴的结构使得液相色谱仪的瘤物或者另外的液体供给部分的液体可选地滴下，例如只有液相色谱仪的瘤物可以滴下，诸如基质液体或者消化液体的所需液体可以接着可选地滴下以形成多用途试样制备装置。
如果承载机构的结构能够承载试样容器至分馏/收集装置之外的预定位置，试样容器中试样收集完成，试样容器不仅可以存储在存储部分之内，而且可以自动加载至分析装置。
如果沿喷嘴端部方向释放气体的出口设置在喷嘴端部的周围，其可以防止液体留在喷嘴的端部。
当滴到板上的试样部分变干并结晶，即使在收集装置内的水分含量在分析过程中改变的情况下也不会结晶。设置在喷嘴的附近用于排出气体的端口能够使得所述分馏物的干化变的稳定。
本发明用于实现第二目标的分馏/收集装置包括：分馏/收集机构，用于将液相色谱仪的瘤物用喷嘴滴到试样容器上；承载机构，所述承载机构包括垂直移动装置和水平移动装置，以承载和定位试样容器至喷嘴下的任意位置；试样容器存储部分，所述试样容器存储部分通过承载机构设置在试样容器的可移动范围之内以存储多个试样容器；以及抽吸/喷射装置，所述抽吸/喷射装置通过承载容器设置在试样容器的可移动范围之内，用于在试样容器中抽吸试样和将所抽吸的试样喷射到另外的LC上。
在本发明的一方面中，由于分馏/收集装置包括用于承载和定位试样容器的承载机构，以及用于在下一个阶段中在试样容器的可移动范围之内执行LC的试样抽吸和喷射的机构，设置有这样的分馏/收集机构的LC可以在不需要任何人工且便宜、自动地执行多阶段色谱仪分离。此外，自动化增加了操作的速度。
由于抽吸/喷射机构的可移动范围通过移动试样容器而可以限制，抽吸/喷射机构的喷嘴机构的死区(dead space)可以减小，并且非常小量的分馏物(fraction)成分得以处理。
敞开型(非闭合结构)的分馏/收集装置的危险是在诸如试样被冷却时允许冷凝的水进入试样容器，从而这不是理想的条件。如果分馏/收集机构、承载机构、试样容器存储部分、以及抽吸/喷射机构存储在密封空间内，所述密封空间设置有温度控制机构，在试样被冷却时这对于防止凝结是有利的。
如果用于从LC滴下瘤物的喷嘴被连接到液体供给部分，所述液体供给部分用于与瘤物的液滴同时滴下添加液(例如消化液体)，这样就可以获得专用于试样制备以重新分离分馏/收集的试样的装置。
如果用于从LC滴下瘤物的喷嘴被连接到液体供给部分，所述液体供给部分用于在与瘤物液滴不同的时间任意选择和滴下另外的液体，由此可以获得多用途试样制备装置，所述多用途试样制备装置用于将任何添加液添加到分馏/收集的试样中。
本发明的这些和其它方面的优点通过从下述的优选实施例以及相应的附图的说明会变的更加明显。
附图说明
通过结合附图对本发明的优选实施例进行说明，本发明及其目标和优点可以得到最佳理解，其中：
图1是本发明的一个实施例的结构的透视图；
图2是显示图1所示实施例的喷嘴的周围的喷嘴和机构的横截面图，；以及
图3是示意图，显示了根据本发明另外的实施例的结构。
具体实施方式
图1是本发明的优选实施例的示意图。
在图1中，分馏/收集装置包括：质谱仪12，其安置靠近承载机构3，用于承载和定位试样容器；以及存储部分6，其安置靠近承载机构3，以存储多个试样容器。分馏/收集装置还包括：喷嘴22，喷嘴22设置在不挡住承载机构3的位置上，用于释放基质液体和液相色谱仪的瘤物；端口20，端口20设置在喷嘴22的附近以供给干燥空气；以及管18，管设置在喷嘴22的端部的周围，用于沿端部方向排出空气。管18连接到注射器(未示出)。
存储部分6具有存储多个试样容器的搁架，并能存储试样收集没有完成的试样容器和试样收集完成的试样容器。例如试样容器是用于MALDI-TOFMS试样板。
承载机构包括：保持器4，保持器4用于保持试样容器；X-R台2，X-R台2设有驱动机构，所述驱动机构在平面(X方向)中移动保持器4，并可以转动(R方向)以及在垂直方向(Z方向)移动；用于支撑X-R台2的机构(未示出)；螺纹杆8，螺纹杆8用于在垂直方向移动X-R台2；Y台阶10，Y台阶10可以沿Y方向在平面内移动，用于支撑螺纹杆8以及导向器16，导向器16用于在Y方向中移动Y台阶10。
X-R台阶2的支架30具有螺纹，所述螺纹与杆螺钉相配合。在螺纹杆8转动时，X-R台2在垂直方向上移动。
轴承32设置到支架30上，允许X-R台2独立于螺纹杆8的转动而维持在预定的方向上并在所述平面内转动。
Y台阶10设有用于沿着导向器16在Y方向上移动的机构以及用于转动螺纹杆8的机构。
由承载装置3所承载的试样容器可以通过移动保持器4在X方向的移动、X-R台2的垂直移动和转动、以及Y台阶10在Y方向上的移动而移动并定位在可移动范围内的任意位置。
图2显示了上述实施例的释放液体的喷嘴22和周围的机构。
用于自液相色谱仪引入瘤物的管26和用于引入基质液体的管24连接到喷嘴22。引入空气的管18被安置在喷嘴22的周围。因为喷嘴22释放非常小量的液体，所述液体由于表面张力的作用通常保持在喷嘴22的端部，并不能非常满意地落到试样容器上。自喷嘴22的端部的周围排出的空气然后可以激励液体下落。
安置在喷嘴22周围用于排出干燥空气的端口20将干燥空气吹到落到试样容器上的试样液体并使得所述液体变干。
下面将说明根据本发明的实施例的操作。
首先，承载机构3的Y台阶10移动到存储部分6的预定位置，螺纹杆8被转动以在Z方向中移动X-R台2从而调节高度，保持器4在X方向中自X-R台2移动以取出预定的试样容器。
在试样容器被取出后，承载装置3将试样容器移动到喷嘴22之下。
在喷嘴22之下，为了收集液相色谱仪的瘤物和自喷嘴22落到试样容器预定位置上的基质液体，承载机构3在X和Y方向中精密调节以定位在液体滴下处。在定位完成后，液体滴下。自空气释放注射器的管18释放的空气激励液体滴下。
当液体滴下，干燥空气自端口20吹动，滴下的试样液体干化并结晶。
定位、滴下和干燥过程重复执行，直到相关试样容器的分馏/收集完成。
在分馏/收集完成后，承载机构3再次将试样容器承载至存储部分6，以在存储部分6中存储试样容器。然后承载机构3取出新的试样容器，将试样容器承载至喷嘴22之下，并重复分馏/收集工艺。
通过重复这样的过程，完成分馏/收集的多个试样容器存储在存储部分6中。
当通过质谱仪分析时，保持器4自存储部分6取出分馏/收集完成的试样容器，X-R台阶2转动180度以将试样容器移动到质谱仪的加载部分14用于进行加载。
其中试样分馏/收集完成的试样容器也可以直接自喷嘴22之下加载至质谱仪12。
图3显示了另外的实施例的结构示意图。
此实施例的分馏/收集装置设有：试样容器存储部分6，试样容器存储部分6能够存储多个试样容器S，诸如微板；喷嘴40，喷嘴40用于将由LC分离和供给的试样成分和自其它液体供给部分提供的的添加液(例如消化液)所述添加液体滴下至试样容器S；承载机构3，承载机构3用于将试样容器S承载和定位在喷嘴40之下的任意位置；以及喷嘴60，喷嘴60用作抽吸/喷射机构，用于抽吸已分馏/已收集的试样成分和将试样成分喷射至虚线所示的外壳F中的另外的LC中。外壳F具有温度控制功能，以将其内部空间维持在预定的温度下，并具有密封结构，其中内部空间从外部阻塞。
试样容器存储部分6具有搁架，所述搁架用于存储多个试样容器，其中试样收集未完成的试样容器和试样收集完成的试样容器都可以被存储。
承载机构3与图1中所示相同，这样此处省略说明。
喷嘴40安置在承载机构3的附近以不挡住试样容器存储部分6。用于发送LC的瘤物的管以及用于发送诸如消化酶或者反应液体的添加液的管被连接到喷嘴40。
在LC中，洗出液50由泵48供给并将自注射器46的试样喷射至柱状物44。柱状物44中所分离的试样在检测器42中检测并自喷嘴40滴下，并在试样容器S中分馏/收集。
此外，添加液52由泵49供给，并自喷嘴40滴至试样容器S。可以通过泵49连续供给液体使添加液52与LC的瘤物同时滴到试样容器S上，或者可以通过泵49供给预定时间的液体而在LC的瘤物滴下之后使添加液52滴下。
喷嘴60安置在试样容器S的可移动范围之内不同于喷嘴40的位置上。在此实施例中，喷嘴60设置在相对承载机构3与喷嘴40相反的侧面上。喷嘴60被可移动地支撑，以能够吸入试样容器S中的试样，并将所吸入的试样喷射到放置在外壳F内的喷射端口54内。
喷射部分54连接到下一阶段的LC的注射器46a，并将试样通过注射器46a喷射到下一阶段的LC。在下一阶段的LC中，洗出液52a通过泵48a供给，并将自注射器46a喷射的试样发送至柱状物44a。柱状物44a中所分离的试样成分被供给到MS以被检测，所述MS用作检测器。
下面将说明本实施例的操作。
首先，承载机构3移动到试样容器存储部分6的位置，保持器4在X方向中移动以取出试样容器S。所取出的试样容器S承载至喷嘴40的下部，LC的瘤物和诸如消化酶的添加液52自喷嘴40滴下。收集任务通过在X和Y方向通过承载机构3而定位试样容器而完成，这样瘤物50和添加液体52滴至试样容器S上的合适位置。
完成试样收集的试样容器S存储在试样容器存储部分6中，新的试样容器S自试样容器存储部分6取出，新试样的收集被重复。在试样容器存储部分6中，所收集的试样被保持在常温。
完成试样收集并存储在试样容器存储部分6中的试样容器S根据需要通过承载机构3从试样容器存储部分6中取出。X-R台阶2以螺纹杆8为中心转动180度并进一步进行高度调节，以将试样容器定位在喷嘴60之下。喷嘴60吸入试样容器S中的试样，并移动到放置在附近的喷射端口54并将所吸收的试样喷射至喷射端口54。
喷射至喷射端口54的试样被发送至柱状物44a，洗出液52a通过泵48a自注射器46a供给，进一步分离并发送至MS以进行检测。

Claims (10)

1.一种分馏/收集装置，包括：
分馏/收集机构，所述分馏/收集机构用于自液相色谱仪中将瘤物用喷嘴滴下并收集到试样容器上；
存储部分，其用于存储多个试样容器；以及
承载机构，所述承载机构设有垂直移动装置和水平移动装置，用于将试样容器承载和定位至喷嘴下的任何位置。
2.根据权利要求1所述的分馏/收集装置，其特征在于，水平移动装置设有用于在平面内转动保持试样容器的部分的装置，并被构造以将试样容器移动到分馏/收集装置外的确定位置。
3.根据权利要求1所述的分馏/收集装置，其特征在于，喷嘴被构造使得液相色谱仪的瘤物和来自另外的液体供给部分的液体同时滴下。
4.根据权利要求1所述的分馏/收集装置，其特征在于，喷嘴被构造使得可选地滴下液相色谱仪的瘤物和来自另外的液体供给部分的液体之一。
5.根据权利要求1所述的分馏/收集装置，其特征在于，用于沿喷嘴端部方向吹动气体的出口设置在喷嘴端部的周围。
6.根据权利要求1所述的分馏/收集装置，其特征在于，排出气体的端口设置在喷嘴的附近，被排出的气体干化所收集的试样。
7.一种分馏/收集装置，包括：
分馏/收集机构，所述分馏/收集机构用于自液相色谱仪中将瘤物用喷嘴滴下并收集到试样容器上；
承载机构，所述承载机构设有垂直移动装置和水平移动装置，以将试样容器承载和定位至喷嘴下的任意位置；
试样容器存储部分，所述试样容器存储部分通过承载机构设置在试样容器的可移动范围之内，用于存储多个试样容器；以及
抽吸/喷射装置，所述抽吸/喷射装置通过承载机构设置在试样容器的可移动范围之内，用于在试样容器中抽吸试样和将所抽吸的试样喷射到另外的LC上。
8.根据权利要求7所述的分馏/收集装置，其特征在于，分馏/收集机构、承载机构、试样容器存储部分以及抽吸/喷射机构安置在密封空间内，所述密封空间设有温度控制装置。
9.根据权利要求7所述的分馏/收集装置，其特征在于，喷嘴连接至液体供给部分，以与液相色谱仪的瘤物滴下同时滴下不同的液体。
10.根据权利要求7所述的分馏/收集装置，其特征在于，喷嘴连接至液体供给部分，以与液相色谱仪的瘤物不同的任意选择的时间滴下不同的液体。
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