CN101652319A - 具有扩散结合的钛构件的液相色谱装置 - Google Patents

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Abstract

一种HPLC装置包括由扩散结合的第一钛基底和第二钛基底形成的热交换器。在第一钛基底和第二钛基底之间限定了用于逆流的至少两个导管。

Description

具有扩散结合的钛构件的液相色谱装置
相关申请的交叉引用
本申请要求2007年2月28日提交的美国临时专利申请No.60/892,134和2007年7月25日提交的美国临时专利申请No.60/951,860的优先权，这些申请的内容通过引用而结合在本文中。
技术领域
本发明大体涉及色谱装置，且尤其涉及高压液相色谱仪。
背景信息
以下给出了色谱法的体积尺度及其对流体路径实现的作用的简要论述。通常使用具有约4.6mm的磨光的内径(ID)或孔径和通常在约5cm至25cm范围内的长度的分析柱来实施高性能液相色谱法(HPLC)。这样的柱通常由精细加工的构件组装而成。
柱管通常在各个端部上具有外螺纹，该外螺纹与相应的柱端部配件或末端内的对应的内螺纹相啮合。各个柱端部配件结合了对于磨光的柱的性能很关键的特征。这些特征中有滤头(frit)和扩散板，滤头和扩散板协作以便将微粒固定相(或填充物)保持在柱床内，且在窄孔径输入/输出互连管(0.23mm内径)的几何结构和直径尺寸宽得多的填充床(4.6mm)之间转移液体流。各个柱端部配件还包括带螺纹的压缩端口，该带螺纹的压缩端口用于在柱和互连管之间建立基本密封的接口。
传统的4.6mm内径的HPLC柱可用结合了5微米直径的特征填充颗粒的固定相来填充。该柱在适当的移动相体积流率下的操作将产生通过床结构的特征移动相线速度。如果柱填充良好(即基本不存在空隙、桥路或其它床缺陷)，则这个操作方式将产生用于这个系统的特征分离“效率”，如通过使用一种或多种类型的探针复合物所表明。特征效率可认为是可通过该系统传播的色谱区或色谱带的狭窄度的度量。
在HPLC分析仪中，大体合乎需要的是以高效率执行分离，从而通过增强干扰或近干扰区或带的分离度来最大限度地增加色谱图的信息内容。期望自上述系统洗脱的带在5sigma下测量时具有基本为10秒的时程(即通过检测器的带的浓度分布通路，包括带顶点，以及顶点之前和之后的2.5sigma的带)。
已知体积流率，人们就可以将时间单位的带的宽度转换成体积单位的宽度(对于每分钟1.0毫升的流率，在这个实例中为167微升)。当继续研究“柱外”体积对分离的效率的影响时，在该体积范围中工作是特别有益的。柱外部的体积的存在(例如在输送管中、在检测器中，以及在喷射器中)大体仅可以降低由柱传输的分离的质量。
柱外方差(方差＝sigma 2)影响是非常有用的度量方法，其阐明了特定的分离在存在一种类型或多种类型的柱外作用时将如何退化，困为方差基本为相加的。有益的是将若干种类别的色谱系统的特征体积尺度列成表，以理解系统设计者所面对的是什么。在以下表格中，假定所有系统将保持相同的效率值，且移动相线速度将通过填充床而保持恒定。因此，已将体积流率调整成与柱床截面积成比例从而与柱内半径的平方成比例。
HPLC尺度 柱内径 体积流率 特征峰体积
传统的分析 3.9-4.6mm 1.0mL/min 167-200uL
窄孔径 2.0mm 250uL/min 40-50uL
微孔 1.0mm 50-70μL/min 10-12uL
毛细管 0.30-0.50mm 5-12μL/min 1.5-2.5uL
纳米尺度 0.05-0.15mm 10′s-100′snL/min 10-40nL
表1
表1的柱范围和流率范围说明了非常满足在传统尺度的HPLC(其中特征峰体积是亳升的非常小的部分)中使用的传统的管和管接口如何在例如毛细管尺度或纳米尺度的HPLC(其中特征峰体积在几微升至数十纳升的范围内，且从而柱外方差“预算”基本消失了)的应用中被迅速地大大超过。换种方式说，在传统的HPLC的实践中可接受的柱外体积和柱外方差在毛细管和纳米尺度的LC技术的实践中大体不适当。实际上，毛细管和纳米尺度技术现在处于分离技术的前沿，主要是因为其适于与质谱仪接合，尤其是在用于分析的可用样品质量受限制(样品受限的分析)的情况下。
在实践中，很少有(如果有的话)制造商展现出保持表1所述的特征峰体积的数量级上的分离效率的能力。另外，当前有一种趋向于使用更小的填充颗粒尺寸以实现更高的分离效率的趋势。这种更高的效率使洗脱区或带的体积进一步减小，从而使关于柱外作用的问题进一步扩大。用以最大限度地减小柱外体积和柱外方差的平面流体回路方法似乎很吸引人，因为它们能够巩固功能且产生相对短的路由路径，但是至今为止构造材料(通常为玻璃、塑料或某些陶瓷)还不允许装置经受现代小颗粒分离的典型的内部流体静压力。对应于特高压液相色谱法(VHPLC)方法，这些内部流体静压力在柱头上可为数万PSI。
发明内容
本发明的产生在某种程度上是由于认识到：用于包括在化学分离装置(例如HPLC仪器)中的部分地或完全地集成的微流体回路有利地至少部分地由扩散结合的金属层制成。各种厚度的钛基底尤其非常适于这样的仪器的制造和运行。便利地，在本发明的一些示例性实施例中，HPLC仪器采用多种程度的集成由两个或更多个层压的扩散结合的钛合金片制成。所关心的其它实施例，例如热交换器、阀、取样器和/或泵也基于扩散结合的钛。
本发明的一些实施例提供以下优点中的任何一个或全部：互连管长度减小和/或区段数量减少、更易于制造、制造成本更低、改进的易于使用的毛细管尺度和纳米尺度的LC、减小了死体积、减小了尺寸、可丢弃的装置、集成的装置、小型装置，以及在超过约5,000psi或10,000psi的压力下，及在高达约15,000psi或更高的压力下的扩散结合的整体柱中的高压液相色谱法。本发明的一些实施例提供纳米尺度的微流体HPLC仪，该微流体HPLC仪提供与现有的分析尺度或微孔尺度的仪器的操作相似的易于使用且可靠的操作。
本发明的一些实施例提供优于其中分离柱可消耗的现有系统的优点。根据这些实施例，基于微流体的高压柱采用一个或多个无配件接口，以确保当使用者更换柱时，在这样的接口处保持较低的死体积。例如，一个实施例包括基底，该基底限定了在基底内连接的捕获柱(tripcolumn)和分离柱。这些实施例中的一些还包括一些宏观尺度的配件，但是这些配件将很少由典型的使用者操纵。
因此，本发明的一个实施例的特征在于一种HPLC装置，该HPLC装置包括由扩散结合的第一钛基底和第二钛基底形成的热交换器。在该第一基底和第二基底之间限定了用于逆流的至少两个导管。
本发明的第二个实施例的特征在于一种包括定子组件的旋转剪切密封阀。定子组件包括由钛形成的外部管件(plumbing)接口部分和扩散结合到外部管件接口部分上的由钛制成的衬垫。外部管件接口部分限定了至少两个管道端口。衬垫为管道端口中的各个限定了流体回路，各个流体回路的外端与管道端口中的对应的一个流体连通。
本发明的第三个实施例的特征在于一种HPLC装置。该装置包括分离柱和流动池。流动池包括：限定了流动通道、用以接收来自分离柱的洗脱液的入口端口、出口端口的池体；设置在流动通道的入口附近的窗口；以及设置在窗口和池体之间的衬垫。衬垫限定了将流动通道的入口连接到入口端口上的流体回路。池体和衬垫由钛形成且被扩散结合。
附图简述
在附图中，相同的参考符号在所有不同的视图中大体是指相同的零件。此外，附图不一定按比例绘制，而是大体将重点放在说明本发明的原理上。
图1是根据本发明的一个实施例的化学处理装置的一部分的侧视图；
图2是根据本发明的一个实施例的液相色谱仪的一部分的侧视图；
图3是根据本发明的一个实施例的化学处理单元的俯视图；
图4是根据本发明的一个实施例的基于钛的装置的一部分的俯视图的简图；
图5是根据本发明的一个实施例的、在制造的中间阶段的基于钛的装置600c的一部分的侧视图的简图；
图6是根据本发明的一个实施例的、包括处理单元和电喷雾接口的基于钛的装置的一部分的侧视图的简图；
图7是根据本发明的一个实施例的基于钛的装置的一部分的侧视图的简图；
图8是根据本发明的一个实施例的流动池的侧截面图；
图9A是根据本发明的一个实施例的低体积热交换器的基础块的俯视图；
图9B是图9A的基础块的侧截面；
图9C是图9B所示的端口的细节；
图9D是与图9A相关联的低体积热交换器的平面部分的俯视图；
图9E是与图9D相关联的更详细的视图；
图9F是与图9A相关联的低体积热交换器的上盖板的俯视图；
图9G是图9F的侧截面视图；
图10A是根据本发明的一个实施例的、在热交换器的相对侧上为两个流体路径提供流体端口的热交换器的整体侧截面视图；
图10B更详细地显示了图10A的热交换器的一端；
图11A是根据本发明的一个实施例的、在交换器的同一侧上提供了所有的流体端口的交换器的整体侧截面视图；
图11B更详细地显示了图11A的热交换器的一端；
图12以截面的形式显示了根据本发明的一个实施例的色谱分离柱单元；
图13以截面的形式显示了根据本发明的一个实施例的、包括捕获柱和色谱分离柱的钛扩散结合构件；
图14A以截面的形式显示了根据本发明的一个实施例的、处于制造的中间阶段的扩散结合的定子组件；
图14B显示了图14A的完整的扩散结合的定子组件；以及
图14C为图14A和14B的定子组件的衬垫的俯视图。
详细描述
包括需要特定材料和制造步骤的一些实施例的以下详细描述意图为说明性的，而非全面性的。因此，本描述应当理解为不将本发明的制造方法限于任何特定的步骤组或特定的材料。
“扩散结合”在本文是指导致基本为金属的构件直接结合的高温处理技术。一般而言，热应力和压缩应力结合起来使用，以促使两个或更多个构件合在一起。在结合步骤之前，可选地使用研磨和抛光处理来获得配合表面，该配合表面极其平整(平整度通常达到1英寸的约百万分之10′以内)，且其具有接近1英寸的百万分之2至百万分之4的表面粗糙度统计值R_a。
假定金属的扩散结合需要接合表面处的原子级的接触，高温和适度的压缩应力(例如，500PSI至1000PSI总平均应力)似乎通过使否则将趋向于使接合表面保持分开的局部化的表面凸凹不平屈服而使得能够进行必要的密切接触。在给定的时间和温度下，母材料的晶界重新分布，以便基本消除原来的结合线的痕迹。
由航天合约商进行的对机械测试样本的广泛测试表明形成于钛和例如Ti 6AI-4V的合金中的结合线基本保持了母材料的强度和耐用性。钛和例如Ti 6AI-4V等合金显得特别适用于真空扩散结合，因为基材料显得很容易就能够在结合温度下溶解其自身的表面氧化层(钝化层)。因此不需要采取特殊的协议来消除此钝化层及其对所得到的结合的影响。但是，将了解的是，当采用适当的条件来处理钝化层时，大多数金属可被扩散结合。
相似的材料的扩散结合趋向于产生以很低的残余应力为特征的接头，这与熔焊技术截然相反。在钛的扩散结合序列中，接合表面没有被液化。认识到所涉及的温度(例如840℃)高到足以促进局部凸凹不平的屈服。在大多数金属中，温度的增加通常与屈服强度的降低相关联。由于这些局部凸凹不平通过屈服与高度局部化的应力相对应，所以所得的施加的应力值趋向于与总平均压缩应力值一起收敛，这基本终止了进一步的屈服。当采用适当的条件时，两个或更多个钛基底的扩散结合将在零件返回到环境温度时基本不引起零件尺寸的净变化。这是很有用的，因为例如压缩端口等经机械加工的细节在最初的机械加工时可引入构件中，且那些细节在结合处理之后将保持基本精确和可用。
作为介绍，本发明的一些优选实施例利用了金属材料的两个或更多个扩散结合层。这些层可选地是相同的、类似的和/或不同的。层可选地包括基本纯的材料或合金或适于进行扩散结合的合成物。适当的扩散结合温度为例如大多数可熔金属的熔化温度的约50％至约70％或90％。包括了金属基质合成物中的填充材料，以(例如)提供额外的强度，以及/或者以便控制与温度变化相关联的尺寸和/或形状变化。
扩散结合在任何适当的环境中或者在真空中进行。一些适当的环境包括惰性气体，例如氮、氩或氦。在与平面流体回路相关联的本发明的一些优选实施例中，适当地选择的结构金属的强度、硬度、延度和断裂韧性允许金属在平面流体回路实现(其中更易碎的材料将冒断裂的危险)中工作良好，因为该金属能够局部地响应应力集中，而不会传播可能毁坏装置完整性的断裂。
金属层由包括已知的金属材料的任何适当的材料构成。具有实施一些高压流体回路所必需的强度、硬度、耐蚀力、延度和断裂韧性的一类适当的结构金属是钛合金类(包括基本纯的钛)。例如，一些适当的钛材料可得自Allegheny Technologies公司的AIIVac部门(北卡罗来纳州门罗)。这些材料包括：具有与不同的氧水平相关联的不同屈服强度的
Figure A20088000629300121
30、40、55和70CP(商业性的纯)钛级；以及Ti 6AI-4V和6AI-4V ELI合金(包括约6.3％的铝、3.8％的钒和0.017％的铁)。并非有意地合金化的某些形式的钛可能以标记CP(表示“商业纯的”)销售。在钛层的扩散结合期间，在一些实施例中，钛溶解其自己的氧化层。
以下描述集中在包含钛扩散结合的构件的优选实施例上。但是，本发明的一些原理可应用于由其它金属形成的扩散结合的构件。下文中使用词语“钛”来表示基本纯的钛和适当的钛合金两者。
在高压的基于钛的流体回路中形成流体路径的适当方法包括例如光化学贯穿蚀刻金属材料的薄的片材、光化学盲蚀刻金属材料的更厚的片材。或者，产生流体路径所需的材料移除可通过电化学铣磨、激光消融、具有氧气供应的激光消融、放电加工(“EDM”)、集中的离子束(“FIB”)、电子束切削、反应离子干法蚀刻、机械切削或任何备选的适当手段来实现。
基本在单个贯穿蚀刻的薄层或箔内可选地实施了平面流体路径，单个贯穿蚀刻的薄层或箔随后可选地捕获在两个未经蚀刻的相向层之间。或者，流体路径可实现为一个材料层中的盲蚀刻，或者实现为构造在共用结合平面的两个材料片材中的镜像盲蚀刻。如果需要，除了存在于相向的片材中的盲蚀刻的流体路径构件之外，回路可结合被贯穿蚀刻在中心箔中的流体路径。
流体路径可存在于多个截然不同的层中，并且具有类似于印刷电路板(PCB)构造中存在的通路的、用来根据需要在平面之间进行互连的通路。金属的相向的片材可构造有经机械加工的特征，该特征允许对结合的组件进行高压流体密闭连接(例如通过带螺纹的压缩端口)，从而有利于将结合的组件吸收到结合高压泵、样品注射器、检测器等的现实系统中，从而克服以其它材料实现的现有技术的平面流体回路的限制其中之一。
作为能承受高压的分离系统的构件，经蚀刻的和结合的钛流体路径元件可选地用于包围或实现被认为是该钛流体路径元件适用于其的系统的任何部分，例如，包括填充有固定相的分离柱、直列式热交换器、检测器池或池构件、泵歧管和/或样品注射器的构件。分离系统的完整的功能不需要存在于单个经蚀刻的且结合的装置上，而是相反，功能可选地散布在多个装置上，该多个装置具有适于其指定任务的尺寸和内体积尺度，以及回路复杂性。
连接结构金属的一些适当的方法在连接平面上容易产生能承受高压的、流体密闭的密封，而不破坏连接平面内的或者紧邻连接平面的流体路径特征，且优选地不将辅助材料引入或暴露于流体路径。
如以上所表明，例如通过真空扩散结合连接钛和钛合金。可选地采用任何适当的扩散结合工艺(包括已知的过程)。一些适当的真空扩散结合工艺目前用于航天行业中。真空扩散结合允许适当地制备的钛表面在规定的条件下直接结合，规定的条件包括例如对受控的环境、升高的温度、层压堆上的压缩应力和时间的规定；这样的条件大体不需要使用居间填充金属或铜焊。钛和钛合金的真空扩散结合大体提供了整体构件，其中邻接层的晶界和/或形成于层之间的界面处的晶界已经迁移，以便横跨原来的一个或多个结合平面。当适当地设计时，多个层在一次真空炉“烘箱运转(oven run)”的背景下可选地同时结合。
作为一个实例，利用约500PSI至1000PSI的名义平均压缩应力，以及利用应用几小时的过程的加热，通常是利用从室温条件到结合温度条件以及从结合温度条件降回到室温所采用的浅线性斜坡的温度，来可选地扩散结合以上所提到的Ti-6AL-4V合金。所得梯形温度轮廓可能需要在结合温度下两个或更多个小时。
优选地，接触层具有良好的表面光洁度，例如，2至4微英寸或更优的表面粗糙度统计值R_a，以及20至40微英寸内的平整度或总体平面性。结合发生在任何适当的环境中，例如隋性气体，或1.0*10-5托或更优的真空。优选地，该环境中基本没有氧气。
堆叠组件的扩散结合将堆叠转换到结合状态，从而形成基本整体式的结构，在该整体式的结构中，原本截然不同的金属层往往不再能够个别地辨别得出来。也就是说，层之间的界面(也被称为结合平面)被通常为块体材料的颗粒结构代替，从而使得原来的结合平面不再看得见。
如以上所述，纳米尺度的HPLC系统中的易用性和可靠性问题中的许多问题起因于制作低死体积互连的困难。基于微流体的HPLC系统具有避免这些问题中的许多问题的可能。至少一些HPLC构件构造为微流体元件，且通过适当的微流体通道在这些元件之间产生了合乎需要的互连。
以下对本发明的一些说明性实施例进行了更加详细的描述。考虑到该描述，其它实施例和构件将对化学分离领域中的普通技术人员显而易见。
图1是根据本发明的一个实施例的化学处理装置100的一部分的截面图。装置100包括处理单元110、高压泵120、接收来自高压泵120的流体的管140，以及将导管140附连到处理单元110上的高压连接器130。
处理单元110至少部分地由扩散结合的钛形成，且限定了与处理单元110的入口端口流体连通的分离柱。在一个优选实施例中，泵120构造成以便在至少足够用于高性能液相色谱法的温度下输送包括溶剂的液体。高压连接器130与入口端口物理连通，以便为接收由高压泵120输送的液体的导管140提供基本无泄漏的连接。如化学处理领域中的普通技术人员将了解的，装置100可选地包括另外的构件，例如泵、导管、柱、电构件、计算机等。
处理单元110包括第一层110a，且包括一个或多个扩散结合的另外的层110b、110c、110d、110e。优选地，处理单元110的层110a、110b、110c、110d、110e中的两个或更多个由钛形成。
由处理单元110限定的分离柱和其它导管可选地完全地或部分地延伸通过层110b、110c、110d、110e中的一个或多个的厚度，如图1中在参考标记A、B、C和D处所显示的(从端部看)。导管A、B、C和D通过例如以以上所述(方式)移除层110b、110c、110d、110e中的一个或多个层的部分而限定在金属材料中。如所显示的，导管中的一个A通过高压连接器130以流体的方式连接到管140上。
分离柱具有任何适当的宽度，优选小于约500μm。对于更高压的操作，宽度优选地小于约200μm。高压泵120和高压连接器130构造成用于在大于约1kspi，或大于约2kpsi，或者大于约5kpsi，或者大于约10kpsi，或者大于约15kpsi，或者大于约20kpsi的压力下进行基本无泄漏的操作。特别地，本发明的一些优选实施例为毛细管和纳米尺度的HPLC系统，与一些现有技术的高压系统相比，这样的系统提供有利的流体连接。参看图2对支持高压操作的适当的连接器的一些实施例进行了更详细的描述。
图2是仪器200的一部分的截面图。仪器200包括例如与单元110相似的处理单元210，以及固定装置230。仪器200可选地包括分析模块240，例如提供对由处理单元210输出的复合物的进一步分析的质谱单元。
在备选的实施方式中，固定装置230充当支承单元，其部分地将处理单元210定位在质谱仪的入口端口附近。在该实施方式中，该处理单元210可选地包括例如将分离的材料导入质谱仪的入口端口中的电喷雾接口(ESI)。ESI具有任何适当的构造，其可选地包括质谱法领域中的普通技术人员已知的构造的特征。参看图6对关于ESI的实施例的其它细节进行了描述。
在一些备选实施方式中，固定装置230包括一个或多个铰链和/或一个或多个弹簧，以有利于处理单元210的部署和调换。固定装置230可选地包括与处理单元210b相接的构件，以提供例如连接到处理单元210上的流体连接和/或电连接。例如，在一个备选方案中，固定装置230提供连接到处理单元210的入口端口上的流体连接。
考虑到以上描述，用于固定装置230的其它构造将对普通技术人员显而易见。例如，备选的固定装置支承两个或更多个处理单元，且一些仪器包括支承两个或更多个处理单元的两个或更多个固定装置。
如以上所表明，本发明的一些优选实施例需要支承相对高的流体压力的基于微流体的仪器。在本发明的一些实施例中，分离柱和/或其它导管构造成以便承受选定的操作压力，例如执行HPLC所需的那些。所关心的柱构造特征包括例如对在压力荷载或重复的压力荷载下的断裂故障提供更大抗性的尺寸和/或形状。如以上所述，例如通过经验上的和/或理论上的考虑来选择导管构造，诸如高度、宽度、长宽比和/或曲率半径。
图3是根据本发明的一个实施例的化学处理单元300的俯视图。单元300包括扩散结合的钛基底310，该钛基底310限定了捕获柱311、分离柱312以及流体端口I、O、T，该流体端口I、O、T包括捕获柱入口端口I、分离柱出口端口O和疏水柱出口端口T。捕获柱入口端口I为来自例如注射器和泵的流体提供通向捕获柱311的入口。疏水柱出口端口T为捕获柱311提供出口。分离柱出口端口O为从分离柱312离开的洗脱液提供输出。
在一个备选实施例中，处理单元包括三层的钛基底。底层为空白层，中间层为钛箔，该钛箔图案化成以便限定捕获柱和分离柱，类似于图3所描绘的那些，且顶层具有与捕获柱和分离柱的入口和出口(即对应于图3的流体端口I、O、T)对准的三个通路孔。分离柱具有盘管构造和约10cm的长度以及约100μm的宽度。捕获柱具有约1cm的长度和约180μm的宽度。大体上，蜿蜒的或其它非线性的柱构造允许对于给定的柱长度相对于限定了基本线性的柱的基底或管减小基底的尺寸。
高压流体连接器例如通过传统的手段可选地附连到捕获柱入口端口上。连接器附连到分离柱出口端口上，且疏水阀附连到疏水柱出口端口上。
分离柱通过将熔融的硅石毛细管附连到分离柱的出口端连接器上来可选地填充浆料；该毛细管具有玻璃颗粒滤头，以当浆料流过分离柱和穿过毛细管流出时捕获填充柱的颗粒。按经验选择填充浆料的稀释程度，以对整个分离柱提供良好的填充。可选地冲洗和重新填充分离柱，直到获得期望的填充，以便例如获得期望的色谱效能。
化学处理单元300可应用于例如具有小于500纳升/分钟的流率的纳米尺度的HPLC。如色谱法领域中的普通技术人员将理解的，以例如5-20微升/分钟的流率将大量样品装载到捕获柱311上。一旦已将样品装载到捕获柱311上，疏水阀就关闭，且启动溶剂梯度，从而将样品从捕获柱311洗脱到分离柱312上，以进行分析。
单元300减小了一些现有技术的纳米尺度系统中存在的管道连接的数量。部分地由于单元300制造成本较低，单元300在一些备选方案中用作消耗品。
接下来参看图4和5，本发明的一些实施例需要用于填充基于钛的色谱装置中的导管的方法。这些实施例包括分离柱，该分离柱在一些情况下填充有具有在约1-5μm范围内的直径的球形硅石颗粒。硅石材料可选地派生有各种功能性部分，以改变保持性能。
这些实施例中的一些使用滤头或其它特征来协助在导管-例如一个或多个分离柱中捕获颗粒。如以下所述，在一些实施例中，使用设置在基底内部和/或外部的临时性和/或永久性的结构来捕获颗粒。
根据本发明的一些实施例，一些现有的柱填充技术不太适于一些基于金属的纳米尺度或毛细管尺度的色谱系统。例如，用于产生滤头的一些现有的高温烧结和化学结合方法需要通向带滤头的区域的较容易的通入口(即用以应用局部化的加热或化学结合剂的沉积的通入口)。在一些实施例中不能获得这种简单的通入口。
图4是根据本发明的一个说明性实施例的、基于钛的装置400的一部分的俯视图的简图。装置400包括分离柱430、设置在柱430中的多孔塞440，以及设置在柱430中邻近塞440的填充颗粒425。多孔塞440在柱430的填充期间充当滤头。
通过任何适当的方法(包括已知的方法和以上所述的方法)来制造多孔塞440。例如，多孔塞440源自沉积在分离柱430的一端中的浆状物。该浆状物可选地包括通过烧结和/或化学结合处理而变得固定的材料。
图5是根据本发明的另一个说明性实施例的、在制造的中间阶段的基于钛的装置600c的一部分的侧视图的简图。装置500包括限定了分离柱的基底510和将柱的一端连接到出口端口上的通路导管，以及设置成以便阻挡出口端口的滤头。
滤头包括任何适当的材料，包括已知的材料。例如滤头由滤纸形成，例如允许流体沿基本单一的方向流动的定向的滤纸。
滤头永久性地或可移除地附连到基底510上。滤头通过任何适当的机构附连到基底510上。例如，滤头可选地胶合和/或夹到基底510上。
在填充柱之后，在移除或不移除滤头的情况下可选地密封出口端口。例如可选地用PDMS密封端口和/或滤头。
接下来参看图6，本发明的一些实施例包括用于质谱法的电喷雾接口。在本发明的一些实施例中，这样的接口是基于钛的基底的整体部分，或者附连到基于钛的基底上。这些实施例中的一些包括可更换的电喷雾喷嘴。一些实施例包括两个或更多个喷嘴，例如一排喷嘴。
图6是包括处理单元610、电喷雾接口680和连接器630的基于钛的装置600的一部分的侧视图的简图。电喷雾接口680永久性地附连到或者可移除地附连到基底610上。接口680是任何适当的电喷雾接口，包括已知的接口。例如，接口680可选地具有与液相色谱接口/质谱接口领域中的普通技术人员已知的电喷雾接口的构造相似的构造。
本发明的一些实施例的纳米尺度的HPLC构件优选地联接到质谱仪上。典型的质谱仪是浓度敏感型检测技术，其通常在使用小于约10μL/min的流量时的提升敏感性。虽然UV和荧光检测是用于分析和微孔尺度的色谱法的主要检测方式，但是通常难以构造具有足够低的体积的光学检测流动池来防止带在小于约1μL/min的流率时变宽。
图7是根据本发明的一个说明性实施例的基于钛的装置700的一部分的侧视图的简图。装置700包括处理单元基底710，该处理单元基底710限定分离柱、捕获柱以及流体通路，这与图3所显示的实施例类似。装置700还包括与流体通路的出口端口处于连通的疏水阀720。
阀720包括壳体721、直接或间接地安装在壳体721上的自适应性(compliant)部件723，以及直接或间接地安装在壳体721上的促动器722。壳体721限定了连接流体端口的流体通道，以便为进入和离开阀720的流体流提供路径。阀720设置在流体通路的出口附近。
阀720具有打开状态和关闭状态。在关闭状态中，阀720的壳体或附连到阀720的壳体上的可选构件阻挡出口通路端口。例如，如所显示的，阀720可选地包括密封构件724，当阀720处于关闭状态时，该密封构件724压在出口端口上且密封出口端口。当处于打开状态时，自适应性部件723基本防止流体从阀720中泄漏，而是如所期望的通过阀导管离开。
与可变的阀状态相关联，壳体721的相对于基底710的位置能够响应于促动器722而进行调节。如所显示的，阀720处于打开状态。
自适应性部件723优选地具有弹性属性，该弹性属性允许其可恢复性地变形，且允许其尽管在自适应性部件723和基底710之间寄存有至少一些颗粒，但仍能提供密封。
自适应性部件723具有圆形构造。在备选实施例中，自适应性部件具有备选构造，例如，正方形、长方形或更一般的形状。另外，自适应性部件可包括两个或更多个构件零件。如本领域普通技术人员将理解的，自适应性部件可为例如O形圈或衬垫。
自适应性部件723的至少一部分包含适当的自适应性材料-包括例如已知的自适应性材料。例如，O形圈适当地由例如腈、硅树脂、碳氟化合物、氟硅氧烷、乙烯丙烯、氯丁橡胶或聚亚安酯制成。在一些实施例中，出于生物相容性的目的来选择自适应性材料。
密封构件724由当与通路出口端口接触时适当地提供流体密封的任何材料形成。出于生物相容性和/或高压性能的目的而可选地选择材料。密封构件例如在高达约1kpsi至约2kpsi、高达约10kpsi、高达约15kpsi或更高的压力下提供基本无泄漏的密封。
促动器722具有允许相对于基底720可控地定位壳体721的任何适当的构造。例如，促动器722可选地包括压电材料，压电材料的厚度通过应用电压而改变。压电促动器包含任何适当的压电材料-包括已知的材料。
因此，在一个实例中，压电促动器的扩张导致出口端口受到阻挡，从而产生高压密封。压电促动器的收缩打开高压密封，从而允许流体流出端口，且流过阀导管。相对低压的自适应性部件723确保离开通路端口的流体被导出阀720的排出端口。
疏水阀720控制到废物的流动转向，从而使样品能够以高流率装载到捕获柱上。当疏水阀720关闭时，流被引导通过分离柱。
图8是根据本发明的一个实施例的流动池800的侧截面图。流动池800包括池体810、两个窗口811、812、两个衬垫821、822。池体910由钛形成，且限定了流动通道F、用以接收来自分离柱的洗脱剂的入口端口I，以及出口端口O。窗口811、812设置在流动通道F的任何一端的附近，以便由池体810包含流体，且允许光通过，以对通道F中的流体进行基于光的分析。在一些实施方式中，如色谱领域中的普通技术人员将理解的，入口端口I和出口端口O是压缩端口(如所显示的)。
由钛形成的衬垫821、822设置在窗口811、812和池体810之间。衬垫821、822限定了分别将入口端口I和出口端口O连接到通道F的任何一端上的流体回路。
衬垫821、822扩散结合到池体810上。窗口811、812扩散结合到衬垫821、822上。在这种情况下，例如，蓝宝石窗口与钛衬垫的区域设有由铬在真空中的电子束蒸发所提供的铬薄层。铬层提供附着力改进的层或联结层，以增强所涂覆的更厚的金层(同样在真空中通过电子束蒸发而沉积)的附着力。在随后的扩散结合处理中，金-金扩散结合将窗口材料粘附到衬垫上，且由此粘附到池体上。可在相对低的温度下进行此结合，这有助于避免由于被结合在一起的不同材料的属性所引起的残余应力。
HPLC装置的一些实施例包括流动池800，且可选地包括与流动池800协作工作的光发射器和/或光检测器。检测器包括例如多通道检测器，例如电荷耦合装置(CCD)或光电二极管阵列。如色谱领域中的普通技术人员将理解的，流动池800因此支持例如光吸收和/或发射能谱法。
因此，本发明的一些实施例使一个或多个窗口与一个或多个扩散结合的构件结合，以便提供例如对构件中的流体的观察。
根据本发明的若干实施例，如上所述，多构件(如层合的)钛组件的扩散结合是用于产生用于色谱法的纳米尺度、微尺度或分析尺度的流体回路的非常有效的技术。根据本发明的一些实施例，如此形成的流体回路由于例如一组合乎需要的材料属性(例如屈服强度、延度、断裂韧性和耐蚀力)而能够经受住升高的内部液静压力(对应于HPLC实践中观察到的典型的柱头压力和更大的压力)。经过合理的照管，扩散结合处理基本保持了结合的样本中的这些材料属性。
在纳米尺度和微尺度的色谱法应用中，在一些实施例中，分析物检测器接口基本与柱排出口共同定位，从而(例如)最大限度地减小了柱外区或带的加宽。在针对传统尺度色谱法的现有技术系统中，模块化检测器装置典型的是通过离散的管道或管件的长度而与柱排出口接合，离散的管道或管件的长度使得能够在可分开几十厘米或更多的距离的那两个位置之间传送分析物。传统尺度的色谱法中的洗脱区或带的体积足够大，使得在使用足够窄孔互连管道的情况下，这种布置在那种尺度下大体可实践。
然而，由于色谱法的尺度减小到微尺度分离或纳米尺度分离的尺度，用于分析物传送的能够担负的柱外体积相应地变小。在这种减小的体积尺度下，检测器接口合乎需要地基本直接地与柱排出口结合。在连接到质谱仪上的ESI的情况下，这种基本直接的结合在一些实施例中对应于在实现了柱的微流体回路上提供电喷雾锥或喷嘴。在光学检测(例如紫外线(UV)吸收率检测或荧光检测)技术的情况下，在一些实施例中，基本直接的结合对应于为色谱法洗脱液的光学调解提供窗口，该窗口紧接在柱排出口的下游而定位。如根据现有技术的光学检测器所已知的，在一些实施例中使用另外的未润湿的光学元件来选择光束的构件，且朝流径的开窗区域引导光束的构件，以及将光束的构件引导远离流径的开窗区域。
因此，本发明的一些实施例需要提供窗口来支持与分析柱排出口结合的光学检测。虽然以下描述是指单个柱和特定类型的柱，但是本领域熟练技术人员将了解，本发明的备选实施例包括多个柱和/或用于窗口或多个窗口的备选位置。
根据定义，在柱排出口处的分析物检测在分析柱的下游进行，且因此在系统中的主要流体阻力的下游进行。因此，存在于柱头处以产生和维持分析柱流的驱动压力在流体回路中进行分析物检测的点处基本消散了。这是偶然的，因为根据本发明的一些实施例，用于将光学窗口结合到流径中的一些技术不能实现与钛与流体回路结构内的其它地方的钛的扩散结合相关联的操作压力规格相同的操作压力规格。在一些实施例中，窗口由更加易碎的材料构造，且在一些情况下那些材料具有与下面的钛结构的热膨胀系数不同的热膨胀系数。
然而，优选地在有窗的区域和周围的流体回路结构之间建立无泄漏的和体积高效(即基本可忽略体积)的接口。最优地，该接口能够由色谱流利落地(cleanly)且平稳地扫过，而且，同样最优地，该接口避免了大体积的夹紧装置和可自适应的(弹性体的或其它相对柔软的)衬垫层。在一些实施例中，自适应性的衬垫是很麻烦的，因为随着时间的过去，确保流体密闭的密封所需的夹紧压力使得衬垫材料扭曲到流体路径中，从而违背了提供由色谱流非常利落地扫过的流体路径的设计意图。实际上，钛流体回路元件的扩散结合的显著的好处中的三个为：(1)在需要的地方建立完全无泄漏的密封；(2)在完成的结合的组件上不需要剩余的夹紧装置，以及(3)不存在随着时间的过去而可能突入流径中且导致阻塞流径或使流径破裂的软衬垫。
对于一些实施例，经过适当的准备，采用平面形式的钛结构(柱和其它色谱构件由该钛结构制成)使其自身有助于将基本光学上透明的窗口结合到该钛结构上，其中这样的窗口由波长适当的材料构造。取决于应用，这样的材料可选地包括例如玻璃(包括硼硅酸盐合成物)、熔融的硅石(高纯度的人造SiO2)、石英(来自天然发现的SiO2)，或蓝宝石(Al2O3)。
在涉及制造包括结合的窗口的装置的一个实施例中，钛的制备包括使结合表面平面化以减小或基本消除以若干长度尺度中的任一种存在的表面凸凹不平。从半导体制造行业已知了用于硅和用于特定金属和电介质的平面化技术。化学机械平面化(CMP)是对半导体行业十分重要的一种这样的技术，且是涉及窄范围的商业相关的基底的许多研究和若干建模尝试的对象。
CMP需要两种机构的良好的协作性交互：(1)由选定的浆料化学性质导致的基底的表面层的化学“软化”，以及(2)通过与操作者选择的自由磨料或粘合磨料的机械性交互来进行的对“经软化”表面材料的移除。移除负担过多沉积金属的层是在半导体行业中应用CMP的目的之一。在该应用中，可调整“软化”的化学性质以便实现两种或多种选定的材料的不成比例的材料移除率，例如，以便在处理中实现有意的“停止”行为。在作为结合先导的钛流体回路构件的平面化过程中，在一些实施例中，仅存在单个基底材料，且该单个基底材料以具有足够深度的形式存在，从而使得“停止”行为的实现不是主要的考虑事项。由于可产生的平面表面的质量而在本文中讨论了CMP。作用于部分地软化的表面层上的非常精细的氧化铝自由磨料颗粒(通常在抛光序列中下降到0.02至0.05微米的平均直径)可选地提供基本没有“开槽型”刮痕或凸凹不平的光滑的平面表面。
连接到钛构件上的窗口或配合零件优选在至少一侧上磨光成光学品质的光滑和平整的状态。可选地采用任何适合的磨光方法，包括已知的方法。例如，光学磨光可选地为与化学辅助的或CMP处理相对的传统的机械抛光。在一些实施例中，窗口本身是引导光束的透镜系统(例如平凸透镜元件)的一部分，或者窗口仅是意图以支持色谱流的光学调解的方式来包围和限定流体路径的某区域的平面结构。
一些实施例利用将适当的玻璃质的或陶瓷的无机材料(例如玻璃、石英、蓝宝石或氧化铝)结合到具有适当的表面光洁度的金属(例如钛)上。可选地采用任何适当的结合方法，包括已知的方法。
根据本发明的一些实施例，钛是优先地用于实现与玻璃质的或陶瓷的材料的结合的一组金属中的一种。待结合的钛表面可选地为基本纯的钛金属，或者可包括例如氧化物或氮化物的表面层。在实践中，可与钛结合的材料的范围在一些情况下由相应的热膨胀系数的匹配程度来规定，因为一些已知的结合方法涉及比室温升高几百摄氏度的温度。结合的基底的热膨胀系数的失配程度太大可能会在材料被冷却回室温，或者被冷却回典型的操作温度(在一些情况下，典型的操作温度完全从结合温度中去除)时使结合断裂。
当回复到大致室温时，包含适当地结合到钛微流体回路基底上的窗口的组件在存在高达几百千帕或更高的内部液静压力的情况下潜在地保持液体密闭。虽然这种压力承受能力远小于钛-钛的扩散结合所获得的能力，但其足以处理在典型的HPLC或更高压力的微流体系统构造内的分析柱下游的分析物检测应用。因为有了扩散结合，所以有利地避免了软衬垫层和外部夹紧装置，从而提供紧凑的、无泄露的且体积高效的流体结构。
接下来，根据本发明的一些原理，参看图9至17对分离系统的构件的一些另外的说明性实施例进行了描述。
图9A-G是显示了根据本发明的一个实施例的、由扩散结合的钛形成的低体积热交换器的各部分的示意图。交换器用于在分离处理之前加热流体。例如，交换器可选地用于实现为管的分离柱的上游，或者用于钛扩散结合的基底中。例如，交换器可选地用于紧接窄孔径
Figure A20088000629300251
柱(可得自马萨诸塞州米尔福德Waters公司)的上游处。
热交换器包括基础块1210(图9A，俯视图，图9B，侧截面，图9C，端口的细节)、限定了蜿蜒的流体路径的平面部分1220(图9D，俯视图，图9E，俯视图细节)，以及上盖板1230(图9F，俯视图，图9G，侧截面)。这三个所说明的构件优选地由钛形成，且通过扩散结合而连接，以形成单个构件。
基础块1210包括入口和出口压缩端口O、I。端口O、I通过通孔连接到由蜿蜒的流体路径限定的入口端和出口端上。构件包括可选的对准孔，以协助基础块1210中的通孔与蜿蜒的流体路径的入口端和出口端对准。热交换器具有相对非常低的内部体积，且提供对应地低的带扩展。
图10和14是扩散结合的逆流热交换器1300、1400的说明性实施例的截面图。图10A和10B显示了热交换器1300，该热交换器1300为交换器1300的相对侧面上的两个流体路径提供了流体端口。图10A是交换器1300的整体侧截面视图。图10B以更多细节显示了热交换器1300的一端。
交换器1300包括：为第一流体路径限定了入口端口和出口端口的上部块1310；为设置成基本邻近第一流体路径的第二(逆)流体路径限定了入口端口和出口端口的下部块1312；限定第一流体路径的上部蚀刻箔1312；限定第二流体路径的下部蚀刻箔1322；以及设置在蚀刻箔1321、1322之间以便为两个流体路径限定壁的中间箔1330。流过路径中的一个的经加热的(或经冷却的)流体加热(或冷却)沿相反的方向流过另一路径的流体。
在俯视图中，蚀刻箔和相关联的流体路径将显得类似于图9D所示的平面部分1220和相关联的蜿蜒的流体路径。
所有构件均优选地由以上所述的材料中的一种(例如钛)形成，且如以上所述的那样结合到彼此上。
图11A和11B显示了结构类似于图10A和10B所显示的逆流热交换器的逆流热交换器1400的一个实施例，只是所有端口均限定在上部块1411中，且由此所有端口都在交换器1400的同一侧上。图11A是交换器1400的整体侧截面视图。图11B是被放大以显示更多细节的、交换器1400的最左边部分的类似视图。
交换器1400包括为第一流体路径限定入口端口和出口端口IA、OA，以及为设置成基本邻近第一流体路径的第二(逆)流体路径限定入口端口和出口端口IB、OB的上部块1410；限定第一路径的上部蚀刻箔1421；限定第二路径的下部蚀刻箔1422；以及设置在蚀刻箔之间以便为两个流体路径限定壁的中间箔1430。
上部箔1421和中间箔1430限定了通路，以在下部流体路径的入口端和出口端与相应的入口端口IB和出口端口OB之间提供流体连通。多个层1411、1421、1430、1422、1412优选地由钛形成，且这些层是扩散结合的。
图12以截面的形式说明了通过扩散结合的钛实现的色谱分离柱单元1500。结构与以上所述的热交换器1200、1300、1400的结构有点相似，柱单元1500包括下部未图案化的基底1512、限定了蜿蜒的柱路径的图案化的层1520、限定了流体入口端口I和流体出口端口O的上部块1511，以及设置在端口I、O和蜿蜒的柱的端部之间的滤头F。端口I、O可选地构造成与传统的可商购获得的液相色谱管件构件匹配。例如，端口I、O可选地为压缩端口。
图13以截面的形式说明了包括捕获柱和色谱分离柱的钛扩散结合的构件1600。构件1600包括基底1612、用捕获柱第一部分和分离柱第二部分限定了蜿蜒的柱的图案化的层1620、限定捕获柱入口端口IT、疏水排出端口VT和分离柱出口端口OS的上部块1611，以及设置在端口IT、VT、OS的基座处的滤头。端口IT、VT、OS可选地构造成与传统的可商购获得的液相色谱管件构件匹配。
在一些实施例中，用于高压液相色谱法(HPLC)或特高压液相色谱法(VHPLC)应用中的实现为平面的分离柱至少在柱的“头部”或入口端处经受高液静压力。通过使用之前所述的图案化加工(例如蚀刻)和结合技术来可选地获得平面柱，且平面柱就本公开其它地方描述的非填充流体导管和歧管而言需要作类似的结构上的考虑。钛的强度和断裂韧性(以及钛的适当的合金和/或其它基于金属的材料)在这点上是优点，且提供优于一些要么更不耐用要么更易碎的对应的材料的优点。
值得注意的另一个事实是，能承受高压的压缩配合端口可选地整体地结合在钛平面流体回路(如所说明的)内，从而允许平面形式的柱以类似于传统的4.6mm或2.1mm直径的柱构造所采用的方式的坚固的方式被接合。目前，由例如熔融的硅石毛细管等材料构造的毛细管或纳米尺度的柱提出了与高压连接的实施有关的，以及与用于保持颗粒固定相填充材料的滤头的安装有关的某些困难。在完全传统的不锈钢柱构造中，滤头通常被设计为离散的构件，该构件在柱组装期间插入，且该构件由柱的端部螺母粗暴地保持就位。根据本发明的一些实施例，具有整体的压缩配合端口的结合的钛平面柱对一些传统的方法提供合乎需要的备选方案。
在具有整体式的压缩端口的结合的钛的平面柱的一个实施例中，填料-保持滤头是装载入沉孔内且通过压缩配件保持就位的离散构件。在对柱进行包装之前进行这个装配步骤，从而使得在填料时存在坚固且可靠的滤头，用以保持填充材料。在填充柱的初始阶段期间施加在滤头上的载荷可比滤头在正常的柱操作期间柱床完全就位的情况下遇到的载荷显著地大很多。已知的用于熔融的硅石毛细管柱的一些备选滤头实施方式有时会在用以填充柱的操作的典型的积极阶段期间失效(使滤头被排出)。
备选地，在接收来自柱的出口流的连接毛细管的孔内产生滤头。这种滤头可选地通过玻璃微球体在毛细管的孔内的热烧结，或通过硅酸盐在原位置的反应来构造。在任一种情况下，然后都将带滤头的管在平面柱的意图的出口端处插入压缩端口，且例如通过压缩螺钉在套圈上的作用而以传统的方法以机械的方式将其保持在端口中。
在类似的压缩配合端口可选地存在于柱的入口端处时，入口滤头的实施以大体相同的方式可选地实现。通常，仅在已填充好柱床之后才安装入口滤头。提供入口滤头(如根据一些传统的柱结构)使得柱的健壮性相对于仅具有出口滤头且在入口端处完全没有得到保护的柱有所增加。
将了解的是，用以在单个扩散结合的钛结构内实施单个色谱柱的上述技术可有利地应用来在扩散结合的钛结构内实施多个柱(例如与分析柱结合的捕获柱)。存在于平面流体回路中的流体路径选择可有利地用于适当地以流体的方式互联两个或更多个柱，以实现需要的功能。
另外的压缩配合端口可根据需要加工成一定结构，且个别地，那些端口可包括或可不包括提供适于装置所意图的功能的滤头。以上所示的说明性实施例将捕获柱和分析柱及流体端口结合在单个扩散结合的结构内。在很多优选实施方式中，捕获柱床将比分析柱床更短且具有更宽的截面。柱的相对尺寸中的这个变化通过控制在这两个截然不同的区域中的蚀刻来可选地实现。尽管示例性实施例描绘了两个柱，但是可在本发明的范围内构思任何数量的柱。
本发明的一些方面允许扩散结合的构件有助于机械装置的有用的且完全整体式的内部构件，例如金属高压阀定子，这将在下面进行讨论。
图14A以截面的形式显示了未完全扩散结合(即处于制造的中间阶段)的定子组件1700A，且图14B显示了特高压(VHP)旋转剪切密封阀的完全扩散结合的定子组件1700。如液相色谱领域的普通技术人员将理解的，定子组件1700用于(例如)替代以传统方法加工的VHP阀定子。定子组件1700由钛形成，且包括外部接口部分1710和转子接口部分1720，外部接口部分1710限定两个或更多个端口，例如压缩端口(如图所示)，转子接口部分1720(图14A显示了未完成的部分1720A)具有构造成与旋转剪切密封阀的转子(未示出)匹配的表面。转子接口部分1720包括流体路径，一个流体路径与外部接口部分1710中的各个压缩端口相关联。定子组件1700提供了压缩端口的相对于关键的定子-转子密封区域的改进的定位。
转子接口部分1720由至少一个层形成，该至少一个层扩散结合到外部接口部分1710上。在所示的实例中，转子接口部分1 720包括四个扩散结合的层，该四个扩散结合的层包括衬垫1721(在图14C中以俯视示出)。衬垫1721图案化成以便限定与端口相关联的流体路径。在这个实例性实施例中，衬垫1721限定了六个流体路径，且外部接口部分1710具有六个压缩端口，其中两个端口在图14A和14B中示出。流体路径的六个端部通过延伸通过剩余三个层的六个通路而连接到转子接口部分1720的表面上。
如图14A所示，将未完成的转子接口部分1720A的四个层扩散结合到外部接口部分1710上，之后才从该结合的四个层上最终移除材料。图14B显示了在移除材料之后的层。最终的构造为定子组件1700提供了定子表面，该定子表面适当地与旋转剪切密封阀的转子的对应的表面相配。
一些现有技术定子是通过加工不锈钢杆块制成的。阀定子是相对复杂的加工部分，其包括例如用于六个外部管道连接的压缩端口，压缩端口的各个终止在非常靠近阀定子-转子密封界面的地方。定子-转子密封界面的平整度和表面光洁度两者对于实现将承受数十万次阀促动的高性能(低泄露)密封通常都是很关键的。
在一些现有的阀中，压缩端口细节邻近定子-转子密封界面，这种情况与压缩螺钉的过度扭紧相结合有时使得密封界面局部扭曲，从而导致过量的阀泄漏率且使阀寿命减少。此外，为了有利于阀循环寿命，相对软的阀转子材料的属性使得将外压缩端口贯通连接到具有直径小至0.004″或更好的、小心地去毛刺的钻孔的定子-转子密封平面上是合乎需要的。在保持关键的特征定位和内部对准的同时对这样的小孔进行钻削和去毛刺并非小事。
在本发明的一些实施例中，例如扩散结合的定子组件1700中，出于更宏观的机械加工的外部管件接口和与转子的更微观的内部结构接口之间桥接的目的，蚀刻和结合的流体回路元件有用地集成到经加工的定子构件中。蚀刻和结合的流体回路允许外部压缩配合端口定位在远离包围定子-转子密封界面的阀的关键中心区域而径向地移位的位置上。该径向移位定位将与例如套圈和螺钉相关联的应力和材料变形迁移到安全的周边区域上，同时允许更容易地接近单个压缩配合装置。
如例如由衬垫1721限定的流体路径在周边端口和阀的关键的中心区域之间高效地传送流体。利用基于工艺图的蚀刻的特性-异常良好的位置可再现性，来生产大体无毛刺的孔口。一旦结合就位，这样使用的流体回路就成为具有以传统方法加工的外貌的钛阀定子的整体的且不容易区分的部分。
本发明的一些实施例包括限定了一个或多个流体路径的壁上的涂层。例如，清洁的钛表面的钝化通过暴露于氧气来可选地提供，从而导致形成二氧化钛(TiO2)的表面层，二氧化钛(TiO2)的表面层在某些情况下在防止下面的金属受到腐蚀时是有效的。备选实施例包括避免TiO2暴露于溶剂润湿的路径的表面层的形成。一种这样的表面层为氮化钛(TiN)，其可选地以包括已知工艺的任何适当的工艺沉积。
使用PVD工艺(物理汽相沉积)来可选地应用TiN涂层。为了使用钛基底来改善表面覆盖性，在一些实施例中，TiN涂层通过在原位置的反应形成。该反应包括使高纯度氮气流在钛表面上流动，以及施加热以便实现接近退火温度的提高的基底温度。因为微流体装置的一些实施例通过内部“湿润的路径”传送流体，所以例如使用接合到适当的入口端口和出口端口的1/16″OD色谱管道来可选地提供氮流，以通过该装置传送氮气。使用真空炉和如扩散结合工艺本身所采用的相关的夹具可选地保持适当的装置温度。
TiN涂层的备选方案包括例如TiCN(碳氮化钛)和TiAIN(铝氮化钛)。
表面层在结合之前可选地产生。在一些优选实施例中，表面层在结合之后产生，例如以避免妨碍结合过程。
一些实施例对于例如阀定子应用采用金刚石涂层或类似金刚石的涂层。在阀定子的情况下，涂层可选地形成在民用微波强化PVD装置中的开放的/暴露的定子表面上。可选地遮盖(例如，以适于那个应用的相对粗糙的方式遮盖)阀定子的其它区域。
考虑到以上描述，分离科学领域的普通技术人员将认识到，流体回路的许多备选实施例是落在本发明范围内的。例如，本发明的另外的实施例涉及具有流体构件的改进的液相色谱系统，所述流体构件相对于一些现有技术HPLC系统具有减小的尺寸、更少的连接、更小的尺寸、增加的集成性和/或其它特征。
例如，一个实施例包括具有相对于现有色谱溶剂泵尺寸更小的溶剂泵。这种泵可适于用于图1所示的泵120。这种泵提供了泵的缸体的减小的空间；在一些现有的泵中，空间至少部分地受对于用离散的管道对头部进行管连接的可接近性要求(例如，对各个管的各端处的压缩螺钉提供扳手接近，以及提供大的弯曲半径，从而使得管在被插入相对深的压缩配合端口或从其中移除时不会变扭结)的约束。
因此，在一个泵实施例中，扩散结合的钛歧管子组件将泵头部安装成彼此相对非常接近，而居间的管件路径以基本平面的形式实施在钛子组件上。可选地，钛缸体头部不直接扩散结合到钛基底上来提供头部移除以接近活塞密封件(可选地，正常维护要求)。因此，活塞密封件也可选地受到保护，免于受钛扩散结合温度循环的影响。
在泵的入口侧上，钛子组件可选地实施脱气器功能和/或结合或集成梯度比例阀的歧管。阀螺线管可选地直接安装到钛基底以及用于脱开长的溶剂-贮存器线路的流体惯性和泵进口的联接的膜片上。在去除了许多离散管的情况下，根据本发明的一个实施例，进口组件更小且更不容易泄漏。
两种上述钛可选地为分开的且截然不同的，或基于包装约束集成到单个单元中。
在本发明的一些实施例中，在使用或不使用高度本地化的过程气体来加强从熔融部位上挥发和移除金属的情况下，通过使用高真空电子束切割(HV-EBC)对金属箔进行图案化加工。例如，可编程的受操纵束(或束偏转)模式的HV-EBC适于对钛箔进行图案化加工，而不需要图案化的掩模。但是，在一些情况下，利用掩模材料来限制可能在束路径附近发生的基底损伤。
在高真空系统中采用的可商购获得的电子束源存在于许多束流数量级中，其范围从电子显微术的极窄的(几纳米直径)微微安培(pA)的束特征，到用来进行过程金属熔融或真空蒸发(到150kW)或用来获得对钢的厚区段(几英寸)进行对焊所需的穿透的相对大的束。总体而言，减小束直径还减小了束流；对于商业可行的金属箔的切割，人们优选选择这样的束直径：其足够窄以便在基底中产生需要的特征细节，同时仍具有可用来快速地熔融薄的金属箔的足够的流。可采用这种束以用于高真空电子束焊接(HV-EBW)。
用于HV-EBW的已知系统通常包括具有足以包围工件、工件架/台以及束路径的大小的真空腔室，且结合了可编程控制器，以使用或不使用经编程的台的动作而进行束偏转。已知系统有时结合用于束的相对狭窄的会聚角度，从而使得穿过基底的经加热的路径为相对直边的(即束的锥度在意图的金属箔基底的厚度上是可忽略的)。束的前进速率、束流、束质量、金属箔的热容量和热传导性、以及过程气体的结合共同赋予了被加工的表面的质量，而目标是为了最大程度地减小在经加工表面中产生垂直的条痕或其它缺陷的程度。在缺少反应过程气体的情况下，钛的HV-EBC也是相对于反应离子蚀刻(RIE)的潜在的清洁的备选方案。
一些实施例采用了其它受操纵束技术，例如上面所提到的FIB铣磨。总体而言，在使用或不使用反应性过程气体来加强溅射材料的挥发(或减少溅射材料的沉积)，同时提供异常精细的分辨度和光滑切割的表面的情况下，FIB铣磨不像可商购获得的机器一样快而不能够成为用于构造色谱构件的RIE或湿法蚀刻的可行的民用备选方案。
本发明的多个示例性实施方式可应用到包括流体传送的多种系统和/或方法。本文所使用的用语“流体”、“流体的”和/或它们的上下文的、变化的或可结合的指示物大体意图包括可看作至少易受特征影响的任何事物，其大体是指气体、液体、等离子体和/或基本不成固体或其它有效的不移动的固定相的复合物的任何物体、物质或结合物。用语“入口”和“出口”大体理解为是指装置的任何截面区域或构件特征，穿过装置的通量倾向于将流体从基本在装置或构件外部/内部的体积元件转移到装置或构件内部/外部的体积元件。
在不脱离提出权利要求的本发明范围的前提下，本领域普通技术人员可联想到本文描述的内容的变型、修改和其它实施方式。例如，一些实施例包括以下构件中的一个或多个：检测器池端部结构；质谱接口锥，其为雾化气体、解溶剂气体等提供例如路径；用于泵的扩散结合的进口歧管，包括例如平面的气体交换元件和/或梯度混合器；扩散结合的歧管，其用于泵的缸体之间和/或缸体之后，以例如减少成本和大小；以及平面的加固歧管，其用于自动取样器，以例如减少成本和大小。一些实施例包括例如以下特征中的任一个或组合：两个或更多个分离柱；两个或更多个捕获柱；金属基底，其包括止回阀、泵、和/或电子装置，例如存储器装置、辨识装置(例如射频识别器)，和/或显示装置。另外，由于生产成本低，包括这些特征的一些集成的基于金属的装置适于用作消耗性装置。因此，本发明不意图由前面的说明性描述所限定，而是由所附权利要求书的范围来限定。

Claims (22)

1.一种HPLC装置，其包括：
热交换器，所述热交换器包括：
包含钛的第一基底；以及
包含钛的第二基底，其中用于逆流的至少两个导管限定在所述第一基底和所述第二基底之间，且所述第二基底扩散结合到所述第一基底上或扩散结合到包含钛的中间层上。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括设置在所述热交换器的下游的检测器池或分离柱，以接收来自所述热交换器的温度经调节的液体。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测器池或所述分离柱包括扩散结合的构件。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述扩散结合的构件与所述热交换器共享所述第一基底。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二基底扩散结合到所述中间层上，所述中间层限定了所述至少两个导管中的至少两个，所述至少两个导管设置成彼此相邻以有助于热传递。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二基底扩散结合到所述中间层上，所述中间层限定了所述至少两个导管中的第一导管，且所述装置进一步包括第二中间层，所述第二中间层图案化成以便限定所述至少两个导管中的第二导管。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括包含钛且设置在所述第一中间层和所述第二中间层之间的间隔件层。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述间隔件层扩散结合到所述第一中间层和所述第二中间层上。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一基底限定了与所述导管中的一个导管流体连通的入口端口和出口端口，且所述第二基底限定了与所述导管中的第二导管流体连通的入口端口和出口端口
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一基底限定了与所述导管中的两个导管流体连通的一对入口端口和一对出口端口。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述入口端口和所述出口端口包括压缩端口。
12.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括在所述导管中的至少一个的表面上的保护性涂层。
13.一种旋转剪切密封阀，其包括：
定子组件，所述定子组件包括：
包含金属且限定了至少两个管道端口的外部管件接口部分；以及
包含所述金属且扩散结合到所述外部管件接口部分上的衬垫，其中所述衬垫为所述管道端口中的各个限定了流体回路，各个流体回路的外端与所述管道端口中的对应的一个管道端口流体连通。
14.根据权利要求1所述的阀，其特征在于，所述阀进一步包括转子接口部分，所述转子接口部分包含钛且具有构造成以便与所述阀的转子匹配的表面，其中所述转子接口部分扩散结合到所述衬垫上且为所述流体回路中的各个限定了流体通路，各个流体通路与其对应的流体回路的内端流体连通。
15.根据权利要求14所述的阀，其特征在于，所述转子接口部分包括至少两个扩散结合的层。
16.根据权利要求13所述的阀，其特征在于，所述金属包括钛。
17.一种HPLC装置，其包括：
分离柱；以及
流动池，所述流动池包括：
池体，其包含钛且限定了流动通道、用以接收来自所述分离柱的洗脱液的入口端口，以及出口端口；
窗口，所述窗口设置在所述流动通道的入口附近；
衬垫，其包含钛，设置在所述窗口和所述池体之间，且限定了将所述流动通道的所述入口连接到所述入口端口上的流体回路，其中所述衬垫扩散结合到所述池体上。
18.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述窗口直接或间接扩散结合到所述衬垫上。
19.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述窗口直接或间接阳极结合到所述衬垫上。
20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述衬垫进一步包括扩散结合到所述窗口的金涂层上的金涂层。
21.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述流动池进一步包括第二窗口和第二衬垫，所述第二窗口设置在所述流动通道池体的出口附近，且所述第二衬垫设置在所述第二窗口和所述流动通道的所述出口之间且扩散结合到所述池体上。
22.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述入口端口和所述出口端口包括压缩端口。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102905836A (zh) * 2010-03-26 2013-01-30 沃特世科技公司 具有扩散结合且表面改性的构件的层析设备
CN108780070A (zh) * 2016-03-17 2018-11-09 沃特世科技公司 具有内部样品加载通道的旋转进样阀
CN110891665A (zh) * 2017-05-11 2020-03-17 Emd密理博公司 在连续流动体系中保持窄停留时间分布的机械方法
CN110895269A (zh) * 2018-09-13 2020-03-20 株式会社岛津制作所 热导检测器和具备该热导检测器的气相色谱仪
US11547957B2 (en) 2017-05-11 2023-01-10 Emd Millipore Corporation Method of maintaining narrow residence time distributions in continuous flow systems

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120227470A1 (en) * 2009-06-26 2012-09-13 Waters Technologies Corporation Chromatography Apparatus Having An Integrated Core
JP2013528801A (ja) * 2010-05-10 2013-07-11 ウオーターズ・テクノロジーズ・コーポレイシヨン 流体クロマトグラフィ向け拡散接合平面装置における圧力検出および流量制御
DE102011002109B4 (de) * 2011-04-15 2015-02-05 Dionex Softron Gmbh Verwendung eines Pumpenkopfes für die Hochdruckflüssigkeitschromatographie (HPLC)
US20140230528A1 (en) * 2011-06-17 2014-08-21 Waters Technologies Corporation Turbulent flow mixing device for use in a chromatography system
EP2748600A4 (en) * 2011-08-22 2015-06-10 Waters Technologies Corp ANALYSIS OF DRIED BLOOD TASTING SAMPLE IN A MICROFLUID SYSTEM WITH DILUTION OF EXTRACTED SAMPLES
EP2747860B1 (en) 2011-08-26 2020-06-17 Waters Technologies Corporation Liquid chromatography conduit assemblies having high pressure seals
US10436790B2 (en) 2011-09-28 2019-10-08 Waters Technologies Corporation Rapid fluorescence tagging of glycans and other biomolecules with enhanced MS signals
KR20130090209A (ko) * 2012-02-03 2013-08-13 삼성전자주식회사 기판처리장치 및 기판처리방법
FR2997644B1 (fr) * 2012-11-08 2015-05-15 Technicatome Procede de soudage par diffusion
US9890882B2 (en) 2013-02-28 2018-02-13 Agilent Technologies, Inc. Integrated fluidic connection of planar structures for sample separation devices
US10767259B2 (en) 2013-07-19 2020-09-08 Agilent Technologies, Inc. Components with an atomic layer deposition coating and methods of producing the same
US20150024152A1 (en) 2013-07-19 2015-01-22 Agilent Technologies, Inc. Metal components with inert vapor phase coating on internal surfaces
US9638676B2 (en) * 2013-10-18 2017-05-02 Agilent Technologies, Inc. GC column connection with a planar connection to mating devices
WO2015104976A1 (ja) * 2014-01-09 2015-07-16 株式会社日立ハイテクノロジーズ 液体混合装置、および液体クロマトグラフ装置
WO2016069764A1 (en) 2014-10-30 2016-05-06 Waters Technologies Corporation Methods for the rapid preparation of labeled glycosylamines and for the analysis of glycosylated biomolecules producing the same
CN111796039B (zh) 2014-11-13 2023-03-17 沃特世科技公司 快速标记的n-聚糖的液相色谱校准方法
DE102015120860B4 (de) * 2014-12-02 2022-10-20 Micromass Uk Limited Ringförmige Gegenelektrode zum Verbessern der Strahlstabilität und der Verbindungsempfindlichkeit auf einer Mikrofluidikvorrichtung vom Keramikkacheltyp
EP3268731B1 (en) * 2015-03-06 2024-01-10 Waters Technologies Corporation Thermal isolation in a fluidic block of an actively controlling thermistor
WO2017222954A1 (en) 2016-06-21 2017-12-28 Waters Technologies Corporation Fluorescence tagging of glycans and other biomolecules through reductive amination for enhanced ms signals
EP3472621A4 (en) 2016-06-21 2020-03-04 Waters Technologies Corporation ELECTRONIZED IONIZATION METHODS OF HIGHLY BASIC AMPHIPATHIC FRAGMENT MODIFIED GLYCANES
EP3479103B1 (en) 2016-07-01 2022-04-20 Waters Technologies Corporation Methods for the rapid preparation of labeled glycosylamines from complex matrices using molecular weight cut off filtration and on-filter deglycosylation
US10384151B2 (en) 2016-12-09 2019-08-20 Idex Health & Science Llc High pressure valve with two-piece stator assembly
US11054054B2 (en) 2016-12-09 2021-07-06 Idex Health & Science Llc High pressure valve with multi-piece stator assembly
US10520477B2 (en) 2016-12-09 2019-12-31 Idex Health & Science Llc High pressure valve with multi-piece stator assembly
DE102017101629A1 (de) * 2017-01-27 2018-08-02 Agilent Technologies, Inc. - A Delaware Corporation - Fluidventil mit goldhaltiger und/oder platinhaltiger Beschichtung
IT201700115527A1 (it) * 2017-10-13 2019-04-13 Univ Degli Studi Di Urbino Carlo Bo Macchina per analisi chimica comprendente la combinazione della spettrometria di massa a ionizzazione elettronica con la cromatografia liquida
EP3561504B1 (en) 2018-04-25 2023-01-04 Idex Health & Science LLC High pressure valve with multi-piece stator assembly
US20200064313A1 (en) * 2018-08-21 2020-02-27 Waters Technologies Corporation Stator array for a multi-valve system
CN110864138B (zh) * 2019-11-26 2021-10-26 北京华创精科生物技术有限公司 一种切换阀
EP4110411A4 (en) 2020-02-28 2024-03-20 Texas Medical Center SPRAYABLE STIMULI RESPONSIVE MICROHYDROGELS FOR ADHESION PREVENTION AND IMPROVED WOUND HEALING
WO2021226043A1 (en) * 2020-05-07 2021-11-11 Waters Technologies Corporation Multidimensional liquid chromatography system
US11951475B2 (en) 2020-05-22 2024-04-09 Waters Technologies Corporation Multiple sample channel device for liquid chromatography
US11833605B2 (en) * 2020-07-06 2023-12-05 Medtronic, Inc. Method for welding a titanium component with a titanium nitride coating
EP4244613A1 (en) 2021-01-26 2023-09-20 Waters Technologies Corporation Rotary valve having bypass state

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1057866A (zh) * 1990-07-04 1992-01-15 底古萨股份公司 钛上镀氮化物层的方法
US5792943A (en) * 1997-04-30 1998-08-11 Hewlett-Packard Company Planar separation column for use in sample analysis system
US20030061867A1 (en) * 2001-09-28 2003-04-03 Yuri Gerner Apparatus for conducting high-temperature liquid chromotography analysis
US6672502B1 (en) * 2000-11-28 2004-01-06 The State Of Oregon Acting By And Through The State Board Of Higher Education On Behalf Of Oregon State University Method for making devices having intermetallic structures and intermetallic devices made thereby
US20050165121A1 (en) * 2004-01-28 2005-07-28 Yong Wang Fischer-Tropsch synthesis using microchannel technology and novel catalyst and microchannel reactor
US7097809B2 (en) * 2000-10-03 2006-08-29 California Institute Of Technology Combinatorial synthesis system

Family Cites Families (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1138401A (en) * 1965-05-06 1969-01-01 Mallory & Co Inc P R Bonding
US3538744A (en) * 1967-11-09 1970-11-10 Phillips Petroleum Co Chromatography apparatus
CH512684A (fr) * 1969-08-25 1971-09-15 Suisse De Rech S Horlogeres La Vanne de précision
US4019372A (en) * 1974-05-16 1977-04-26 E. I. Dupont De Nemours And Company Chromatographic detector system
CA1007355A (en) * 1974-06-17 1977-03-22 Canadian General Electric Company Limited Ultrasonic transducer mounting and coupling assembly
US4284352A (en) * 1979-06-20 1981-08-18 Waters Associates, Inc. Heat exchanger for refractometer
US4242909A (en) * 1979-04-19 1981-01-06 Rheodyne Incorporated Sample injector
JPH01245126A (ja) 1988-03-28 1989-09-29 Tosoh Corp 塩素中のガス濃度分析装置
US4909325A (en) * 1989-02-09 1990-03-20 Baker Hughes Incorporated Horizontal well turbulizer and method
GB9012618D0 (en) * 1990-06-06 1990-07-25 Rolls Royce Plc Heat exchangers
DE59105165D1 (de) * 1990-11-01 1995-05-18 Ciba Geigy Ag Vorrichtung zur Aufbereitung oder Vorbereitung von flüssigen Proben für eine chemische Analyse.
GB9104155D0 (en) * 1991-02-27 1991-04-17 Rolls Royce Plc Heat exchanger
DE4134652C2 (de) * 1991-10-19 1994-07-14 Berchem & Schaberg Gmbh Vorrichtung zur Druck- und Mengenstromsteuerung eines in einem Strömungskanal strömenden kompressiblen oder inkompressiblen Mediums
US5567868A (en) * 1995-01-23 1996-10-22 Hewlett-Packard Company Planar manifold assembly
US6302136B1 (en) * 1997-06-27 2001-10-16 3M Innovative Properties Company Steam valve
US5988703A (en) * 1997-07-31 1999-11-23 Hewlett-Packard Company Fluid connector system for a planar manifold assembly
US6467354B1 (en) * 1998-09-08 2002-10-22 Silicon Microstructures, Inc. Anodically bonded, gas impervious cavity structures fabricated in silicon
US6227034B1 (en) * 1998-10-16 2001-05-08 Daniel Industries, Inc. Integrated valve design for gas chromatograph
US6073648A (en) * 1999-04-26 2000-06-13 Watson Grinding And Manufacturing Company Metal element having a laminated coating
JP3914657B2 (ja) * 1999-05-11 2007-05-16 カヤバ工業株式会社 ピストンの表面処理方法
CA2333933C (en) * 2000-02-04 2004-09-21 Hitachi, Ltd. Valve bonded with corrosion and wear proof alloy and apparatuses using said valve
US6453946B2 (en) * 2000-03-10 2002-09-24 Rheodyne, Lp Long lifetime fluid switching valve
JP2002031040A (ja) * 2000-07-12 2002-01-31 Kayaba Ind Co Ltd 液圧ピストンポンプ・モータ摺動部の表面処理構造
US6852291B1 (en) * 2000-10-11 2005-02-08 Innovadyne Technologies, Inc. Hybrid valve apparatus and method for fluid handling
US6452673B1 (en) * 2000-11-07 2002-09-17 Waters Investments Limited Multiple input flow cell with single fluid path
US6382035B1 (en) * 2001-04-02 2002-05-07 Rheodyne, Lp Multi-valving sample injection apparatus
US6811916B2 (en) * 2001-05-15 2004-11-02 Neah Power Systems, Inc. Fuel cell electrode pair assemblies and related methods
US6729350B2 (en) * 2001-05-25 2004-05-04 Upchurch Scientific, Inc. Valve for use with capillary tubing
US6612153B2 (en) * 2001-06-05 2003-09-02 Agilent Technologies, Inc. Planar manifold with integrated heated injector inlet and unheated pneumatics
US6748975B2 (en) * 2001-12-26 2004-06-15 Micralyne Inc. Microfluidic valve and method of manufacturing same
US6783871B2 (en) * 2002-04-05 2004-08-31 Agilent Technologies, Inc. Direct bond of steel at low temperatures
JP4256692B2 (ja) * 2003-02-14 2009-04-22 株式会社鷺宮製作所 電動式切換弁
CN100360934C (zh) * 2003-03-21 2008-01-09 中国人民解放军军事医学科学院放射与辐射医学研究所 一种毛细管色谱柱筛板制作和装填的新方法
WO2004102634A2 (en) * 2003-04-16 2004-11-25 The Regents Of The University Of California Metal mems devices and methods of making same
US7247189B2 (en) * 2003-05-19 2007-07-24 Oakland University Device for combining two fluid streams
US20050161381A1 (en) * 2004-01-27 2005-07-28 Norman Wesley M. Tortuous path in diffusion bonded plates for fluid handling
US7507380B2 (en) * 2004-03-19 2009-03-24 State Of Oregon Acting By And Through The State Board Of Higher Education On Behalf Of Oregon State University Microchemical nanofactories
US6966212B2 (en) * 2004-04-08 2005-11-22 Agilent Technologies, Inc. Focusing device based on bonded plate structures
JP2005345279A (ja) 2004-06-03 2005-12-15 Sumitomo Electric Hardmetal Corp マイクロチップ及びその製造方法
US7115182B2 (en) * 2004-06-15 2006-10-03 Agency For Science, Technology And Research Anodic bonding process for ceramics
US20060038402A1 (en) * 2004-08-23 2006-02-23 Norman Wesley M Efficient fluid coupling and method
EP1856501B1 (en) 2005-01-31 2017-12-20 Waters Technologies Corporation Method and apparatus for sample injection in liquid chromatography
JP4670590B2 (ja) * 2005-10-28 2011-04-13 株式会社島津製作所 流路切換バルブ及びそれを用いた高速液体クロマトグラフ
US8501029B2 (en) * 2006-10-30 2013-08-06 Agilent Technologies, Inc. Micromachined titanium for high pressure microfluidic applications

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1057866A (zh) * 1990-07-04 1992-01-15 底古萨股份公司 钛上镀氮化物层的方法
US5792943A (en) * 1997-04-30 1998-08-11 Hewlett-Packard Company Planar separation column for use in sample analysis system
US7097809B2 (en) * 2000-10-03 2006-08-29 California Institute Of Technology Combinatorial synthesis system
US6672502B1 (en) * 2000-11-28 2004-01-06 The State Of Oregon Acting By And Through The State Board Of Higher Education On Behalf Of Oregon State University Method for making devices having intermetallic structures and intermetallic devices made thereby
US20030061867A1 (en) * 2001-09-28 2003-04-03 Yuri Gerner Apparatus for conducting high-temperature liquid chromotography analysis
US20050165121A1 (en) * 2004-01-28 2005-07-28 Yong Wang Fischer-Tropsch synthesis using microchannel technology and novel catalyst and microchannel reactor

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102905836A (zh) * 2010-03-26 2013-01-30 沃特世科技公司 具有扩散结合且表面改性的构件的层析设备
CN102905836B (zh) * 2010-03-26 2016-05-04 沃特世科技公司 具有扩散结合且表面改性的构件的层析设备
CN108780070A (zh) * 2016-03-17 2018-11-09 沃特世科技公司 具有内部样品加载通道的旋转进样阀
CN110891665A (zh) * 2017-05-11 2020-03-17 Emd密理博公司 在连续流动体系中保持窄停留时间分布的机械方法
CN110891665B (zh) * 2017-05-11 2022-01-14 Emd密理博公司 在连续流动体系中保持窄停留时间分布的机械方法
US11547957B2 (en) 2017-05-11 2023-01-10 Emd Millipore Corporation Method of maintaining narrow residence time distributions in continuous flow systems
US11732003B2 (en) 2017-05-11 2023-08-22 Emd Millipore Corporation Mechanical method of maintaining narrow residence time distributions in continuous flow systems
CN110895269A (zh) * 2018-09-13 2020-03-20 株式会社岛津制作所 热导检测器和具备该热导检测器的气相色谱仪
US11268939B2 (en) 2018-09-13 2022-03-08 Shimadzu Corporation Thermal conductivity detector and gas chromatograph equipped with the same
CN110895269B (zh) * 2018-09-13 2022-06-21 株式会社岛津制作所 热导检测器和具备该热导检测器的气相色谱仪

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