一種無死體積效應的柱上進樣裝置的製作方法

2023-09-23 04:10:45 1

專利名稱：一種無死體積效應的柱上進樣裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種液體樣品進樣裝置，尤其是涉及一種無死體積效應的柱上進樣裝置。
背景技術：
隨著科學技術的發展和實際應用的需求，一些常規的色譜分離模式如高效液相色 譜(HPLC)、離子色譜(IC)有了新的進展，人們發展了微柱HPLC、毛細管HPLC、毛細管IC等 微流量色譜分離技術。與常規的分離模式相比，由於這些微分離模式具有低流量、高分離性 能、低樣品和溶劑消耗、易於與更多檢測器連接等優點，因此非常適合於複雜樣品的分析。由於微流量分離模式所使用的分離柱體積較小，一般在微升和納升範圍，因此其 要求進樣量也需在相應範圍內。目前，雖有商品化的微型進樣閥，其進樣體積可在微升甚至 納升之間，但是由於進樣閥存在著一定的閥內死體積(一般在0. 1 1 μ L)，若是進樣體積 較大，閥內的死體積產生的柱外效應較小，但對於微分離模式，則產生嚴重的柱外效應，從 而降低分離效率。同時，商品化的微進樣閥，其進樣體積由外置或內置樣品管控制，進樣體 積固定，若要改變進樣體積，則需更換樣品管，不僅操作繁瑣，而且增加分析成本。因此，發 展無死體積、可簡便控制進樣量的進樣方式具有廣闊的實際應用前景。中國專利CN2281537公開一種氣相色譜儀液體自動進樣裝置，由進樣器和控制器 組成，進樣器中的注射器組件的柱塞與同步帶和同步帶輪連接，由步進電動機帶動其上下 直線位移，樣品盤的轉動也是由步進電動機帶動，樣品盤中設有9個瓶位，其中有7個樣品 瓶位，一個容劑瓶位，一個廢液瓶位，本裝置可自動完成衝洗一採樣一進樣過程，具有體積 小、重量輕、安裝使用方便、分析精度高和自動化程度高的優點，較大的減輕了化驗人員的 勞動強度。

發明內容
本發明的目的旨在提供一種用於液體樣品、無死體積效應、適合於微流量分離模 式、可簡便控制進樣體積的無死體積效應的柱上進樣裝置。該裝置具有結構簡單、可通過程 序自動控制進樣過程和實驗精度高等特點。本發明設有氣源、第1電磁閥、儲液瓶、閥門、分離柱和第2電磁閥；氣源的出口經 第1電磁閥接儲液瓶入口，儲液瓶出口經閥門分別與分離柱一端和第2電磁閥連接，分離柱 的另一端外接檢測器，第2電磁閥的出口接廢液排出管。所述閥門可採用四通閥、五通閥、六通閥等。所述分離柱可採用毛細管。本發明利用高壓氣體作為壓力源，不但壓力穩定、成本低廉，同時通過控制壓力大 小方便調節流量。另外，由於樣品直接在分離柱上進樣，因此不會有通過進樣閥進樣時產生 的死體積效應，進樣量的大小可方便通過控制進樣時間而實現。整個系統及操作過程可通 過編寫相應程序來進行控制，因此很容易實現自動化。同時，本發明具有結構簡單、可通過程序自動控制進樣過程和實驗精度高等特點。本發明是一種可用於液體樣品、無死體積效應、適合於微流量分離模式、可簡便控 制進樣體積的無死體積效應的柱上進樣裝置。


圖1為本發明的結構組成示意圖。圖2為實施例1重複進行3次所得的色譜圖。在圖2中，橫坐標為時間Time(S)， 縱坐標為電容量Capacity (pF)。圖3為實施例2不同進樣時間所得到的色譜圖。在圖3中，橫坐標為時間Time(S)， 縱坐標為電容量Capacity (pF) ；1.進樣Is ；2.進樣5s ；3.進樣7s ；4.進樣9s ；5.進樣10s。圖4為實施例3傳統閥進樣和利用本發明進樣所得到的色譜圖。在圖4中，橫坐 標為時間Time (s)，縱坐標為電容量Capacitance (pF)；曲線a為六通閥進樣QOnL)，曲線b 為本發明裝置進樣OOnL)。圖5為實施例4利用本發明進0. InL含幾種陰離子混合液，在陰離子Latex改性 過的石英毛細管(內徑為5μπι)上的分離結果。在圖5中，橫坐標為時間TimeOnin)，縱坐 標為無接觸電導檢測器輸出電壓C4D Output Signal (mV)；譜峰從左至右依次為Cl_，N02_， Br、NO」
具體實施例方式下面通過實施例對本發明作進一步的說明。參見圖1，本發明實施例設有氣源1、第1電磁閥2、儲液瓶3、六通閥4、毛細管5和 第2電磁閥6 ；氣源1的出口經第1電磁閥2接儲液瓶3入口，儲液瓶3出口經六通閥4分 別與毛細管5 —端和第2電磁閥6連接，毛細管5的另一端外接檢測器，第2電磁閥6的出 口接廢液排出管。在六通閥4與毛細管5的T型連接處A可採用以下方案取一根長3 IOcm,內徑0. 13 0. 5mm的PEEK管，根據所使用毛細管5的外徑大小(一般為0. 15mm和 0. 36mm)在PEEK管表面鑽一小孔，將毛細管5的一頭插進小孔內，然後用膠固定。整個系統的建立利用壓縮氣體(空氣或氮氣)產生壓力，第1電磁閥2的進口端 與氣源1連接，出口端插入置有流動相的儲液瓶3內；用一根PEEK管一端插入到儲液瓶3 內，PEEK管另一端與六通閥4相連；然後將連接有毛細管5的PEEK管的一端連接到六通閥 4，另一端與第2電磁閥6進口端連接；第2電磁閥6的出口端與廢液排出管連接作為排廢 液使用。本發明的進樣原理當工作開始時，開啟氣源1和第1電磁閥2，關閉第2電磁閥6， 用氣體驅動流動相通過毛細管5。當六通閥4處於上樣位置時，注射樣品到樣品管(IOOnL 50 μ L)裡，然後讓六通閥4處於進樣位置，同時短暫啟動第2電磁閥6 (時間根據氣體壓力 而定)，讓流動相驅動樣品至T型連接處A ；關閉第2電磁閥6，這時流動相將樣品帶入毛細 管5，通過控制時間來控制進樣體積；重新開啟第2電磁閥6，排除多餘的樣品；再次關閉第 2電磁閥6，此時流動相進入毛細管5，帶動樣品進行分離。以下給出具體實施例。實施例1
T型連接處的建立取一根3cm長，內徑為0. 13mm的PEEK管，用直徑為0. 36mm 的鑽子在其表面鑽一小孔，將一根長為82cm的有機玻璃毛細管(內徑為36 μ m,外徑為 360 μ m)插入，然後用膠固定。系統的運行以高壓氮氣為壓力源，ImM HNO3為流動相，利用無接觸電導檢測器 (C4D)測定信號。系統開始運行時，開啟氣源，調節壓力為3Psi，使流速為ISOnL/min ；同時 啟動第1電磁閥，關閉第2電磁閥，用氣體驅動流動相通過毛細管柱；當六通閥處於上樣位 置時，注射超純水到IOOnL樣品管裡，然後讓六通閥處於進樣位置，同時啟動第2電磁閥，開 啟時間0. 5s，讓流動相驅動樣品至T型連接處；關閉第2電磁閥，這時流動相將樣品帶入毛 細管必後(相當於進樣6. 2nL)，重新開啟第2電磁閥，開啟時間5s，排除多餘的樣品；再 次關閉第2電磁閥，此時流動相進入毛細管，帶動樣品進行分離。圖2為該過程重複進行3 次所得的色譜圖，從圖2可得到3次結果具有很好的重複性。實施例2T型連接處的建立取一根5cm長，內徑為0. 38mm的PEEK管，用直徑為0. 36mm 的鑽子在其表面鑽一小孔，將一根長為82cm的有機玻璃毛細管(內徑為36 μ m,外徑為 360 μ m)插入，然後用膠固定。系統的運行以壓縮空氣為壓力源，ImM HNO3為流動相，利用無接觸電導檢測器 (C4D)測定信號。系統開始運行時，開啟氣源，調節壓力為3Psi，使流速為ISOnL/min ；同時 啟動第1電磁閥，關閉第2電磁閥，用氣體驅動流動相通過毛細管柱；當六通閥處於上樣位 置時，注射超純水到1 μ L樣品管裡，然後讓六通閥處於進樣位置，同時啟動第2電磁閥，開 啟時間0. 5s，讓流動相驅動樣品至T型連接處；關閉第2電磁閥，這時流動相將樣品帶入毛 細管；一定時間後(分別為1、5、7、9和10s，相當於分別進樣3. lnL、15. 5nL、21. 7nL、27. 9nL 和31nL)，重新開啟第2電磁閥，開啟時間5s，排除多餘的樣品；再次關閉第2電磁閥，此時 流動相進入毛細管，帶動樣品進行分離。圖3為不同進樣時間所得到的色譜圖。實施例3T型連接處的建立取一根IOcm長，內徑為0. 5mm的PEEK管，用直徑為0. 36mm 的鑽子在其表面鑽一小孔，將一根長為82cm的有機玻璃毛細管(內徑為36 μ m,外徑為 360 μ m)插入，然後用膠固定。系統的運行以高壓氮氣為壓力源，ImM HNO3為流動相，利用無接觸電導檢測器 (C4D)測定信號。系統開始運行時，開啟氣源，調節壓力為2. 8Psi，使流速為150nL/min ；同 時啟動第1電磁閥，關閉第2電磁閥，用氣體驅動流動相通過毛細管柱；當六通閥處於上樣 位置時，注射超純水到50 μ L樣品管裡，然後讓六通閥處於進樣位置，同時啟動第2電磁閥， 開啟時間0. 5s，讓流動相驅動樣品至T型連接處；關閉第2電磁閥，這時流動相將樣品帶入 毛細管；6s後(相當於分別進樣20nL)，重新開啟第2電磁閥，開啟時間6s，排除多餘的樣 品；再次關閉第2電磁閥，此時流動相進入毛細管，帶動樣品進行分離，其色譜圖如圖4(曲 線b)所示。圖4(曲線a)為利用商品化納升級進樣閥進樣20nL超純水，在相同實驗條件 下，所得到的色譜圖。從圖可以明顯看出，利用本進樣裝置所得到的色譜峰明顯比閥進樣的 譜峰尖銳。實施例4T型連接處的建立取一根6cm長，內徑為0. 38mm的PEEK管，用直徑為0. 15mm的鑽子在其表面鑽一小孔，將一根長35cm長，內壁用陰離子型Latex修飾過的石英毛細管 (內徑為5 μ m，外徑為150 μ m)插入，然後用膠固定。 系統的運行以高壓氮氣為壓力源，IOmM苯甲酸鈉為流動相，利用無接觸電導檢 測器(C4D)測定信號。系統開始運行時，開啟氣源，調節壓力為SOI^si，使流速為1. InL/min ； 同時啟動第1電磁閥，關閉第2電磁閥，用氣體驅動流動相通過毛細管柱；當六通閥處於上 樣位置時，進濃度均為0. 25mM的氯離子、亞硝酸根、溴離子和硝酸根到10 μ L樣品管裡，然 後讓六通閥處於進樣位置，同時啟動第2電磁閥，開啟時間0. 05s，讓流動相驅動樣品至T型 連接處；關閉第2電磁閥，這時流動相將樣品帶入毛細管；如後(相當於分別進樣0. InL)， 重新開啟第2電磁閥，開啟時間ls，排除多餘的樣品；再次關閉第2電磁閥，此時流動相進 入毛細管，帶動樣品進行分離，其色譜圖如圖5所示。
權利要求
1.一種無死體積效應的柱上進樣裝置，其特徵在於設有氣源、第1電磁閥、儲液瓶、閥 門、分離柱和第2電磁閥；氣源的出口經第1電磁閥接儲液瓶入口，儲液瓶出口經閥門分別 與分離柱一端和第2電磁閥連接，分離柱的另一端外接檢測器，第2電磁閥的出口接廢液排出管。
2.如權利要求1所述的一種無死體積效應的柱上進樣裝置，其特徵在於所述閥門採用 四通閥、五通閥或六通閥。
3.如權利要求1所述的一種無死體積效應的柱上進樣裝置，其特徵在於所述分離柱採 用毛細管。
全文摘要
一種無死體積效應的柱上進樣裝置，涉及一種液體樣品進樣裝置。提供一種用於液體樣品、無死體積效應、適合於微流量分離模式、可簡便控制進樣體積的無死體積效應的柱上進樣裝置。該裝置具有結構簡單、可通過程序自動控制進樣過程和實驗精度高等特點。設有氣源、第1電磁閥、儲液瓶、閥門、分離柱和第2電磁閥；氣源的出口經第1電磁閥接儲液瓶入口，儲液瓶出口經閥門分別與分離柱一端和第2電磁閥連接，分離柱的另一端外接檢測器，第2電磁閥的出口接廢液排出管。
文檔編號G01N30/16GK102095821SQ201010581460
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月10日 優先權日2010年12月10日
發明者黃曉佳 申請人:廈門大學