一種以兩個多通閥為切換裝置的停流型二維液相色譜的製作方法

2023-05-01 19:24:11 2

本實用新型屬於儀器分析領域，具體涉及一種停流型二維液相色譜，特別涉及一種以兩個多通閥為切換裝置的停流型二維液相色譜。

背景技術：

二維液相色譜是在一維高效液相色譜的基礎上發展起來的一種高效二維分離分析技術，它通過各種各樣的閥切換技術，將通過第一維高效液相色譜的組分全部或部分轉入第二維的高效液相色譜系統，從而實現複雜組分的高效分離和分析。

由於閥切換技術對兩維之間的連接和組分的轉移起著至關重要的作用，因此一直被視為多維液相色譜的核心技術所在。多通閥主要由圓形密封墊(轉子)和固定底座(定子)組成，轉子上有一定數量的槽，起導流作用，而各個接口則為固定的，位於定子上面，用於連接管路，通過槽可以連通其兩端的接口，而沒有槽的位置，兩端是互不相通的。當多通閥發生轉動時，轉子發生轉動，從而槽的位置會發生改變，從而流動相的流向就會隨之改變。而十通閥或八通閥由於轉子表面導流槽較多，定子表面接口也較多，可同時連接多個流路並實現流路的切換，因而被廣泛應用於多維液相色譜的切換。

目前，二維液相色譜的研究主要集中在連續環切換型二維液相色譜，該色譜系統在分離分析過程中，第一維液相色譜的流出組分按照一定的時間間隔連續切換至第二維液相色譜進行下一步的分離和分析。這種方式具有壓力脈衝小、分析速度快、操作方便的特點，但該方法仍存在較多缺點。首先，該方法對第二維液相色譜系統要求較高，一般要求該系統具備中高壓液相色譜泵(價格非常昂貴)或要求色譜柱在高溫下進行分離(這將極大的縮短色譜柱的壽命)，同時由於第二維液相色譜的分離分析時間受第一維液相色譜的制約，因此分離時間極短(通常為30s左右)，極大降低組分在第二維色譜柱的保留，從而降低其 解析度。此外，二維液相色譜常被國內外儀器商以整機進行銷售，從而導致儀器價格昂貴，同時對於已經配備有液相色譜的用戶來說亦造成了極大的浪費。

近年來，停流型液相色譜由於流路停流瞬間壓力變化較大，易造成色譜柱及泵損壞、峰形驟變、檢測信號突變、流路分流不穩定等多種問題，而較少被採用，針對這方面的研究也因此較少。但停流型二維液相色譜由於其第二維液相色譜的分離分析時間不受第一維液相色譜的制約，因此其解析度極高。此外，停流型二維液相色譜對設備要求極低，成本低廉，利用兩臺低壓液相色譜或者一臺二元中低壓液相即可組成一臺二維液相色譜。

鑑於其極高的性價比，停流型二維色譜在複雜成分的分離分析方面具有廣闊的前景。

技術實現要素：

為了克服現有的停流型液相色譜流路停流瞬間壓力變化較大的問題，本實用新型的目的在於提供一種停流型二維液相色譜，該色譜採用兩個多通閥組成流路切換裝置，成功解決了停流切換瞬間的壓力突變問題，且成功實現了第一維色譜的分流，提高了停流型二維液相色譜的檢測效率。

本實用新型的目的通過下述技術方案實現：

一種停流型二維液相色譜，包括第一維分離部分、停流切換裝置和第二維分離檢測部分；

所述的停流切換裝置由兩個多通閥組成，其中，與第一維分離部分連接的是停流用多通閥，與第二維分離檢測部分連接的是切換用多通閥；

當處於採樣狀態時，從第一維色譜柱流出的管路經分流裝置分流後分別與停流用多通閥的2和3號位連接，停流用多通閥的4號位連接壓力平衡用定量環，其1號位則連接切換用多通閥的1號位，若停流用多通閥還有多餘的接口則用堵頭封閉；

切換用多通閥的2號位連接廢液輸出管，第二維液相色譜泵的輸出端連接切換用多通閥的5號位，而採樣用定量環的兩端則分別連接切換用多通閥的6號位和3號位；切換用多通閥的4號位與第二維液相色譜柱的輸入端相連接；若切換用多通閥的接口數為8個，則7號位與8號位使用色譜管相連接；若接 口數超過8個，則8號位以後的接口用堵頭封閉；

採樣用定量環主要用於緩存一定量的第一維液相流出組分，而壓力平衡用定量環主要用於使用三通時，平衡流動相流過採樣用定量環所產生的壓降，通過改變壓力平衡用定量環的長度來改變分流比。

當採樣結束時，要轉動兩個多通閥，並使第一維液相色譜泵停止進液，第一維色譜進入停流狀態，第二維色譜進入檢測狀態，這時候從第一維色譜柱流出的管路經分流裝置分流後分別與停流用多通閥的2和3號位相通，實現流路的封閉，從而使第一維色譜的管路壓力得以保持；第二維液相色譜泵的輸出端流經切換用多通閥的採樣用定量環，從而使採樣用定量環中的一維流出組分進入第二維液相色譜中並得以分離；待第二維分析完成後，則重新進入第一維採樣狀態，依此循環至樣品所需分析部分分析結束；

兩個多通閥在採樣與停流狀態之間切換時，即可同時轉動兩個多通閥，也可先轉動停流用多通閥，同時停止第一維液相色譜泵進液，使得第一維液相色譜泵進入停流狀態，再轉動切換用六通閥使得定量環中的組分進入第二維液相色柱進行洗脫和檢測，待進行下一步採樣時，先轉動切換用六通閥使第二維流動相不經過採樣用定量環，再轉動停流用六通閥並同時使第一維液相色譜泵開始進液。

所述多通閥的號位僅為表明系統連接關係而使用，其具體使用號位可與廠商供貨原號位不同，其號位命名和排序為從多通閥的任意接口開始按照逆時針或順時針從1開始排序命名。

所述停流用多通閥的接口為偶數個，至少得是四通閥，可以為六通閥、八通閥、十通閥、十二通閥等等；

所述切換用多通閥的接口為偶數個，至少得是六通閥，可以為八通閥、十通閥、十二通閥、十四通閥等等；

所述的多通閥是二位的，即可以正反切換一下卡位；

所述的多通閥是手動的或電動的；

所述第一維分離部分包括色譜泵、進樣裝置、第一維色譜柱和分流裝置；

所述第二維分離檢測部分包括色譜泵、第二維色譜柱和第二維檢測器；

所述的色譜泵可以是多泵或單泵，可以是高壓、中壓或低壓液相泵中的任 意一種；

所述的進樣裝置可以是手動的或電動的；

所述第一維色譜柱、第二維色譜柱可為任意常規液相色譜柱；所述第二維色譜柱要與液相分離條件匹配，若第二維液相色譜泵為高壓泵，且運行於高壓條件下，則第二維液相色譜柱為高壓液相色譜柱；

所述的分流裝置是接口數3個以上的多通管；若接口數超過3個，則多餘接口用堵頭封閉。

本實用新型的停流型二維液相色譜可用於特徵性組分、有毒有害物質的檢測，包括食品領域的檢測等等。

本實用新型相對於現有技術具有如下的優點及效果：

1、本實用新型的停流型二維液相色譜將第一維液相色譜的流出組分連接至多通閥的兩個相鄰輸入端，當採樣狀態結束時，一維液相色譜泵流速停止的瞬間同時轉動閥門，可以將第一維液相色譜柱的壓力保持住，從而解決了停流瞬間壓力變化大的問題，大大提高了其分離和分析的能力。

2、本實用新型的停流型二維液相色譜採樣時採用三通管將第一維的流出組分分流，從而減小了第一維的流出組分體積，解決了第二維液相色譜上樣體積過大引起柱效下降和分離效果差的問題。

3、本實用新型的停流型二維液相色譜採樣時，兩個定量環輸出端為廢液端，不與第二維液相色譜直接相通，對第二維液相色譜的分析壓力影響極小。與傳統的直接將第一維組分泵入第二維液相色譜的方式相比，其第二維液相色譜的壓力更平穩，分析準確性更高，且可大大延長色譜柱的壽命。

4、本實用新型的切換裝置採用兩個六通閥時，可直接採用液相色譜的手動進樣閥，從而降低了二維液相色譜的裝備成本，且不要求同時切換兩個閥門，一維液相色譜的停流對第二維液相色譜的分析過程不造成影響，因而具有更方便的操作性。

5、本實用新型二維液相色譜的第二維液相色譜不受第一維分析的限制，因而具有更高的分離效率，且兩維色譜泵均可採用常規液相色譜泵，液相色譜柱也可為常規HPLC柱，從而大大降低了二維液相色譜的成本，且有利於實驗室對現有液相色譜進行改裝升級以滿足複雜成分的分析需要，從而推動二維液相 色譜及複雜成分分析的發展。

6、本實用新型以兩個二位多通閥的創新連接方式作為兩維液相色譜之間的切換閥，成功解決了停流切換瞬間的壓力突變問題，且成功實現了第一維色譜的分流，提高了停流型二維液相色譜的檢測效率，與此同時，極大程度地降低了二維液相色譜整機的構建成本，對於推動停流型液相色譜以及複雜成分分離分析的發展有著重要意義。

7、本實用新型的停流型二維液相色譜系統解決了傳統二維液相色譜系統的第二維液相色譜必須在高溫或高壓下運行而無法使用凝膠色譜柱的問題，可滿足常規凝膠色譜柱分析時低溫低壓的要求，利用其分子篩效應對第一維液相色譜的流出組分進行分離分析。

附圖說明

圖1是實施例1處於採樣狀態時二維液相色譜的連接示意圖；

圖2是實施例1處於檢測狀態時二維液相色譜的連接示意圖；

圖3是實施例2處於採樣狀態時二維液相色譜的連接示意圖；

圖4是實施例2處於檢測狀態時二維液相色譜的連接示意圖；

其中，a-色譜泵；b-進樣裝置；c-第一維色譜柱；d-分流裝置；e-壓力平衡用定量環；f-停流用多通閥；g-切換用多通閥；h-採樣用定量環；i-第二維色譜柱；j-第二維檢測器；k-色譜泵。

圖5是實施例1樣品的第一維液相色譜圖。

圖6是實施例1樣品對應圖5中虛線部分的第二維液相色譜圖。

具體實施方式

下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細的描述，但本實用新型的實施方式不限於此。

實施例1

一種停流型二維液相色譜，如圖1-2所示，包括第一維分離部分、停流切換裝置和第二維分離檢測部分；

所述的停流切換裝置由兩個六通閥組成，其中，與第一維分離部分連接的 是停流用六通閥f，與第二維分離檢測部分連接的是切換用六通閥g，都是三槽二位六通閥(Valco EUDB-C6W)；

當處於採樣狀態時(圖1)，第一維液相色譜泵a將流動相泵入進樣裝置b，將樣品一起泵至第一維液相色譜柱c進行分離，流出組分經過三通管d後分成兩個流路，假如三通管後的兩個流路長度相等，流出組分按照1:1分流進入六通閥f的2號和3號位，其中流經3號位的組分經過六通閥的4號位流向壓力平衡用定量環e，再進入廢液管，而流經2號位的組分經過1號位進入六通閥g的1號位，此時六通閥g的1號位與6號位相通，組分進一步流入採樣用定量環h，再經過六通閥g的3號位和2號位，再通向廢液管。六通閥f的5號位和6號位用堵頭封閉。此時，第二維液相色泵k連續泵入流動相至六通閥g的5號位，再通過六通閥的4號位依次流經第二維液相色譜柱i和檢測器j。

當採樣結束時，要同時轉動兩個六通閥，第一維液相色譜泵a停止進液，第一維色譜進入停流狀態，第二位色譜進入檢測狀態(圖2)，這時候從第一維色譜柱c流出的管路經分流裝置d分流後分別與停流用六通閥f的2和3號位相通，實現流路的封閉，從而使第一維色譜的管路壓力得以保持；第二維液相色譜泵k的輸出端流經切換用六通閥g的採樣用定量環h，從而使定量環中的一維流出組分進入第二維液相色譜中並得以分離；待第二維分析完成後，則重新進入第一維採樣狀態，依此循環至樣品所需分析部分分析結束。

第一維分離部分包括：中低壓輸液泵a(AKTA Explorer10(P900))，自動進樣器b(Waters 2707)、第一維C18色譜柱c(Waters Xselect CSH130，4.5×250mm，5μm)、Waters三通d。流動相由乙腈(12％)、水(88)和三氟乙酸(0.04％)組成，採用等度洗脫，採樣狀態流速0.3mL/min，停流狀態流速為0。單維運行樣品(酵母抽提物、0-15min)時結果如圖5。

第二維分離檢測部分包括：中壓輸液泵k(Waters 600)、第二維凝膠色譜柱i(thermo Biobasic SEC 60)、第二維紫外檢測器j(Wat ers 2487)。流動相由乙腈(20％)、水(80)和三氟乙酸(0.04％)組成，採用等度洗脫，流速1.8mL/min，檢測波長：220nm，運行時間10min。二維色譜運行時，選擇第一維色譜分離洗脫組分第8.5-10.5min作為二維分析目標。分析結果如圖6。

圖5作為酵母抽提物的單維運行圖，說明單維液相色譜只能對酵母抽提物 中的肽混合物進行一次分離，因而對目標組分的分離不是很完全和徹底。圖6在圖5的分析條件下，有目標性的對第一維色譜分離洗脫組分第8.5-9.0min、9.0-9.5min、9.5-10.0min以及10.0-10.5min四個峰段進行二次分離，由圖6可知，使用停流型二維液相色譜可使用常規凝膠色譜柱作為第二維液相色譜對第一維液相色譜的流出組分進行進一步的分離純化和分析。

實施例2

一種停流型二維液相色譜，如圖3-4所示，與實施例1不同的是，其停流用多通閥f是二槽二位四通閥，而切換用多通閥g是四槽二位八通閥，且切換用多通閥的7號位和8號位使用色譜管相連接。此外，其分流裝置d採用四通管，第一維液相色譜泵a採用雙泵。除此之外，其構造和工作原理與實施例1一致。

上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式並不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護範圍之內。