CN103189119A - 用于具有可压缩性和黏度监控以标识流体的液相色谱仪的方法和系统 - Google Patents

用于具有可压缩性和黏度监控以标识流体的液相色谱仪的方法和系统 Download PDF

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Abstract

一种用于向液相色谱系统提供溶剂或试剂的系统包括：一个阀，该阀包括一个公共端口和多个其他端口，该阀可配置成使得该公共端口可以被流体性地联接到这些其他端口中的任一个端口上；一个泵，该泵被流体性地连接到该阀的该公共端口上；一个插塞，该插塞被配置成阻挡流动穿过该阀的所述其他端口中的一个第一端口；一个容器，该容器包含该溶剂或试剂，所述容器被流体性地联接到该阀的所述其他端口中的一个第二端口上；一条流体管线，该流体管线对流体流动具有一个已知阻力，该流体管线被流体性地联接到该阀的所述其他端口中的一个第三端口上；以及一个压力计，该压力计被配置成测量在该泵内的流体压力，其中该溶剂或试剂通过这些其他端口中的一个第四端口被提供给该液相色谱系统。

Description

用于具有可压缩性和黏度监控以标识流体的液相色谱仪的方法和系统
技术领域
本发明大体上涉及色谱法，并且更具体地说，涉及一种用于监控多种溶剂、多种移动相或其他试剂在一个色谱仪器或系统内的安装和放置的正确性的自动化装置和方法。
背景技术
液相色谱法（LC）在化学分离、化合物纯化以及化学分析领域中是众所周知的。一个液相色谱仪大体上包括一个分离柱，该分离柱包括被填塞有可渗透固体材料的毛细管，这种可渗透固体材料本身是一种色谱固定相，或者包括或支持一种色谱固定相。在压力下，使得一种移动相从一个输入端穿过该柱流动到一个输出端，这种移动相是包括用于纯化或分离的、所感兴趣的化合物以及一种或多种溶剂的一种流体混合物。大体上，该固定相溶剂和该移动相溶剂的化学特性使得所感兴趣的化合物在该移动相与该固定相之间的分配程度不同于在流体内的其他化合物的分配程度。因此，这种所感兴趣的化合物在该柱内的保留程度或保留时间不同于其他化合物的保留程度或时间，从而使得这种所感兴趣的化合物与其他化合物的物理分离或从其他化合物的至少部分纯化。
存在可用于液相色谱法的多种溶剂。例如，在
Figure BDA00003112174700011
商标名下、由西格玛奥瑞奇公司（Sigma-Aldrich Corporation）（美国密苏里州圣路易斯市云杉街3050号，邮编63103（3050 Spruce Street, St. Louis, MO 63103USA））出售的HPLC溶剂包括：水、乙腈、苯、1-丁醇、2-丁氧基乙醇、叔丁基甲醚、四氯化碳、1-氯丁烷、氯仿、2-氯丙烷、环己烷、环戊烷、1,2-二氯乙烷、二氯甲烷、乙醚、1,2-二甲氧基乙烷、N,N-二甲基乙酰胺、二噁烷、乙醇、乙醇、乙酸乙酯、庚烷、己烷、异辛烷、甲醇、甲醇、乙酸甲酯、硝基甲烷、戊烷、1-丙醇、2-丙醇、2-丙醇、四氯乙烯、四氢呋喃以及甲苯。
在一个色谱仪器或系统内，多种溶剂或其他试剂大体上借助一个专用支架或分室而可用于到各种柱、泵、阀以及关联的互连管线。该支架或分室大体上包括用于溶剂组或其他试剂组的一个专用储存区域，在若干分离的过程中，该色谱仪器或系统将定期需要或者可能需要这组溶剂或其他试剂。由于许多这些溶剂或试剂已知存在健康危害或具有可燃性，因此试剂支架大体上被设计成在正常操作期间被封闭，并且只在一种或多种溶剂或试剂在该仪器或系统的操作过程中已被耗尽而需要进行替换时由操作人员或技术人员拿取。
成功的色谱分离取决于各种分析物和其他组分与一个固定相并且与一个移动相的各种化学成分的具体化学相互反应。由于不同分析物具有不同的对应化学特性，因此，重要的是，将用于即将进行分析的正确溶剂或试剂组与包含或可能包含任何特定分析物的一个样品相混合。因此，各种不同溶剂或试剂被提供在位于一个试剂或溶剂支架或分室内的对应专用瓶子或其他容器之中。这些不同的容器或瓶子在该支架或分室内都具有多个对应分配的位置，或者与不同的对应分配的抽取管相关联，这些抽取管用于将该溶剂或试剂送入该系统之中。
由于任何热定色谱分析协议需要的多种溶剂或其他试剂的特异性，因此，重要的是，这些材料不会相互混淆（或与完全不同的物质混淆），或者不会在一个试剂或溶剂支架或分室内放错位置。尽管多种试剂、溶剂以及其他所需化学品大体上由制造商供应到多个贴好标签的容器中，但是这些材料可以在一个实验室环境内被重新分配到多个较小容器之中。这些较小容器可以是多个最初并未贴上标签的多用途器皿，这些器皿需要在最初接收从制造商的原始容器中转移的材料时适当地手动贴上标签。被应用于实验室中的手动标签可以是非永久标签。在手动贴上标签之后，这个小转移器皿可以在该实验室内多次地并且由多位不同使用者进行处理，因为当在该器皿内的材料被定期消耗时，可能需要从一个大容量的制造商的“散装”容器进行多次补充。相同器皿可以多次被重新插入一个溶剂或试剂支架之中。
在多次处理该转移器皿或甚至偶尔地处理制造商的原始容器的过程中，将有机会多次发生操作人员错误。例如，一个临时标签可能丢失并且被替换成一个不正确的标签。即使该标签是正确的，该操作人员也可能将错误材料转移到该转移器皿之中。即使该标签和材料都是正确的，该操作人员也可能将该器皿误放置在一个试剂支架或分室之内。传统色谱系统被设计成期望多种特定溶剂或试剂将被抽取到多条特定对应的管线之中。如果由于以上列出的这些错误中的任何一个或多个错误而供应不正确材料，那么该色谱将使用这种错误材料继续执行一个分析流程的多个预编程步骤。这可能导致不正确或低质量结果，从而迫使重复进行许多错误分析。在一个最坏情况情景中，可能永远不会发现该错误，并且可能基于这些不正确分析结果采取多个不适当行动，如对病人进行不正确的治疗。因此，本领域中需要一种自动化色谱系统，这种自动化色谱系统可以采取自动化程序步骤以试图在使用非预期材料执行分析步骤之前辨别多种非预期溶剂或试剂，并且可以在检测到任何这些错误的情况下提醒操作人员。
发明的披露
通过用于监控提供给多个液相色谱系统的多种流体的多个特性并且将这些被监控的特性与它们在提供正确流体的情况下的预期值进行比较的方法和系统的传授内容，本发明解决了传统技术中以上指出的需要。这些方法和系统还能够监控这些液相色谱系统的多个泵和其他机械或包含流体的部件的密封可靠性。
根据本传授内容的一个第一方面，披露的是一种用于向一个液相色谱系统提供一种溶剂或试剂的系统，该系统包括：一个阀，该阀包括一个公共端口和多个其他端口，该阀可配置成使得该公共端口可以被流体性地联接到这些其他端口中的任一个端口上；一个泵，该泵被流体性地联接到该阀的该公共端口上；一个插塞，该插塞被配置成阻挡流动穿过该阀的所述其他端口中的一个第一端口；一个容器，该容器包含该溶剂或试剂，所述容器被流体性地联接到该阀的所述其他端口中的一个第二端口上；一条流体管线，该流体管线对流体流动具有一个已知阻力，该流体管线被流体性地联接到该阀的所述其他端口中的一个第三端口上；以及一个压力计，该压力计被配置成测量在该泵内的流体压力，其中该溶剂或试剂通过这些其他端口中的一个第四端口被提供给该液相色谱系统。这些泵可以包括多个注射泵。该系统可以进一步包括一个计算机或电子控制器，该计算机或电子控制器被电气连接到或电子连接到该泵、该压力计以及该阀上。该系统可以再进一步包括一个电子可读介质，在该电子可读介质上具有通过该计算机或电子控制器可读的多个程序指令，所述指令可工作以使得该计算机或电子控制器测量该压力计的多个读数，同时使得该泵向位于其中的一种流体施加一个力，以便将所述流体推向该阀的该第一端口或第三端口中的任一个。
根据本传授内容的一个第二方面，披露的是一种用于监控在一个流体色谱系统内的多种流体的方法，该方法包括：(a)配置一个阀，以便将一种流体从一个容器中抽取到一个泵中；(b)配置该阀，以便将该泵流体联接到该阀的一个端口上，这个端口被连接到阻止流体流动穿过所述端口的一个插塞上；(c)使得该泵逐渐地压缩位于其中的流体，同时测量在该泵中的该流体的一个压力；并且(d)确定这个被测量的压力的一个增加率是否大致上匹配一个预期值。该方法的多个额外步骤可以包括：(e)在测量一个最大压力时，在一个预定长度的时间内将该泵的一个活塞维持在一个恒定位置中，同时继续测量在该泵内的该流体的压力；并且(f)确定这个被测量的压力的减少在该时间段中是否超过一个可接受值。该方法的再进一步步骤可以包括：(g)使得该泵释放（relieve）在该泵中的该流体的压力；(h)配置该阀，以便将该泵流体性地联接到一个流路，该流路对通过其中的流体流具有一个预定阻力；(i)使得该泵将流体以一个设定流速移置到流路中，同时测量在该泵中的该流体的该压力；并且(j)确定这个被测量的压力的一个增加在这种流体移置过程中是否大致上匹配一个第二预期值。该方法可以包括：取决于该泵中的该流体的压力的这些被测量出的增加或减少，发出一个警报，该警报表示在该容器中的流体可能并不匹配多个预期情况，或者表示根据多个预期情况，该泵可能并不是不泄漏的。
根据本传授内容的一个第三方面，披露的是一种液相色谱系统，该系统包括：(a)一个混合阀系统或装置，该混合阀系统或装置具有其一个输出端口和多个输入端口，该多个输入端口各自被流体性地联接到一个对应的流体提供子系统上，每个流体提供子系统包括：(i)一个阀，该阀包括一个公共端口和多个其他端口，该阀可配置成使得该公共端口可以被流体性地联接到这些其他端口中的任一个端口上；(ii)一个泵，该泵被流体性地联接到该阀的该公共端口上；(iii)一个插塞，该插塞被配置成阻挡流动穿过该阀的所述其他端口中的一个第一端口；(iv)一个容器，该容器包含一种流体，所述容器被流体性地连接到该阀的所述其他端口中的一个第二端口上；(v)一条流体管线，该流体管线对流体流动具有一个已知阻力，该流体管线被流体性地联接到该阀的所述其他端口中的一个第三端口上；(vi)一个压力计，该压力计被配置成测量在该泵内的流体压力；以及(vii)这些其他端口中的一个第四端口，该第四端口被流体性地联接到该混合阀系统或装置；(b)一个色谱柱，该色谱柱具有的一个第一端部被流体性地连接到该混合阀系统或装置的输出端，并且具有一个第二端部；以及(c)一个检测器，该检测器被流体性地连接到该色谱柱的该第二端部。
附图简要说明
从下面仅以举例方式并且参照未按比例绘制的附图所给出的说明中，本发明的以上指出的和各种其他方面将变得清楚，在附图中：
图1是一种广义的传统液相色谱-质谱（LCMS）联用系统的示意图解；
图2是根据本传授内容的一种LCMS系统的示意图解；
图3是根据本传授内容的、如可用于一个装置之内的一个示例性旋转阀组件的图解；
图4A是根据本传授内容的、采用一个流体监控部分的一个示例性两柱式LCMS系统的示意图解；
图4B是根据本传授内容的、采用一个流体监控部分的一个第二示例性两柱式LCMS系统的示意图解；
图5是示出多种阀配置和多个流体流路步骤的实例的示意图解，这些阀配置和流体流路步骤可以用于一种采用图4A的系统的色谱方法中；并且
图6是根据本传授内容的一种用于色谱流体监控和检验的方法的流程图。
实施本发明的模式
以下说明的提出是为了使本领域的任何技术人员能够进行和使用本发明，并且是在特定的应用及其要求的背景下提供的。对于本领域技术人员来说，对所描述的实施例的各种修改将是显而易见的，并且在此的一般原则可以应用到其他实施例。因此，本发明并非旨在局限于所示出的实施例和实例，而是要根据所示出和所描述的特征和原则而给予可能的最宽范围。为了更为详细地理解本发明的这些特征，请结合以下论述参照图1至图6。
图1是一种传统液相色谱（LC）系统的示意图解。图1中示出的系统10包括：一个色谱柱7，该色谱柱用于将一种液相化学混合物分离成其多种成分物质；以及一个检测器20（如分光光度计或质谱仪），该检测器被流体性地联接到该柱7，用于在按顺序从该柱7接收这些分离的成分物质时，对这些分离的成分物质中的一些或全部进行检测或标识。该柱接收一种流体流，该流体流包括从多个容器8供应的一种或多个种选定溶剂流体或试剂以及来自样品源4的一个所感兴趣的样品。可以包括一个色谱移动相的各种不同溶剂或试剂流体沿着流体管线6a被运送到选择阀或混合装置9上，该选择阀或混合装置可以混合这些流体或选择一种特定流体。如图示出，该装置9是一个三通阀，但如果提供两种以上的不同溶剂流体，那么可以包括一个更为复杂的阀或阀系统。或者，该装置9可以包括一个单混合接头或混合腔室。
这些流体借助一个泵11被抽取到该系统10中，并且被推向位于其中的色谱柱7，该泵通过流体管线6d被流体性地连接到该选择阀或混合装置9的输出端。或者，被示出的单个流体泵11可以被替换成安置在流体管线6a中的多个位置11a上的多个分离的泵，一个泵用于一种溶剂或试剂。从这个泵或这些泵输出的这些流体沿着流体管线6e被运送到一个样品注射器装置5，并且与从该样品源4提供的一个样品一起混合。该样品注射器装置5可以通过一种众所周知的方式包括一个多端口旋转阀23和被流体性地联接在这些端口中的两个端口之间的一个注射环路6p。
该系统10的柱7的一个输入端通过流体管线6f被流体性地连接到该样品注射器装置5的一个输出端口，并且从该输出端口接收样品与多种溶剂流体的混合物。该混合物的各种化学成分在该移动相与被填塞在该柱内的一个固定相之间的差别分配导致各种成分在该柱内的差别保留，并且随之导致这些成分从该柱输出端到流体管线6g的不同的对应洗脱时间。一个任选的阀12可以连续地或在各个时间将这些洗脱物质分离成沿着流体管线6w被运送到废物容器14的一个部分和沿着流体管线6h被运送到该检测器20的一个分析部分。
图1所示的传统系统10易受一个转移器皿、或者甚至偶尔地易受制造商的原始容器的可能的处理错误的影响，如上文所述。因此，图2提供根据本传授内容的一种改进LCMS系统（系统50）的示意图解。在该系统50中，从多个容器8被抽取到这些流体管线6a中的这些溶剂或试剂被运送到一个多端口来源阀9r。
如图2的小图33中指出，该来源阀9r包括一个公共端口p0以及若干专用端口，在所示系统中，包括被标记为端口p1至p6的六个专用端口。该来源阀9r可以包括一种类型的一个已知多端口旋转阀，如由美国华盛顿州橡树港橡树大街619号（619Oak Street Oak Harbor,WA USA）的艺达思健康与科学部（IDEX Health&Science）销售的被称为罗丹尼（Rheodyne）阀的这些阀。在图3中示出了一个示例性来源阀9r的更为详细的图解。在图3中示出的来源阀9r以已知方式包括：一个定子部分66，其中具有从一个端部穿过该定子部分到另一个端部的多个流体路径68；以及一个转子部分62，该转子部分具有位于面向该定子部分的一个侧上的一个凹槽或通道64。如图示出，该定子包括一个中间流体路径（对应于图2中示出的端口p0）以及六个外围流体路径（对应于图2中示出的端口p1至p6），这些外围流体路径围绕该中间路径径向安置。该转子部分62可以旋转，如图示出，按照图3中的双向箭头旋转，这样使得这些外围路径中的任一个可以借助该凹槽或通道64在该来源阀9r内被流体性地连接到该中间路径。尽管示出的是一个旋转阀，但本发明并不意图限制于此，因为该旋转阀只是一种可以使用的阀的一个实例。
返回图2，这些溶剂或试剂借助一个注射泵11s从其对应的容器8中被抽取到该来源阀9r中并且穿过该来源阀，该注射泵被联接到中间或公共端口p0，以及被联接到一个压力传感器或压力计16。两种不同溶剂或试剂流体可以借助这些流体管线6a被流体性地联接到该来源阀9r的两个对应端口上，例如端口p5和p6。为了将这些流体中的任一种流体抽取到该注射泵的气缸中，该来源阀被配置成使得该中间端口p0被流体性地联接到端口p5和端口p6中的一个，同时收回该注射泵的一个活塞。
一个计算机或其他电子逻辑控制器32可以被包括在该系统50内，以便从该系统的各种部件接收信息并且向这些部件发射多个控制信号。该计算机或其他电子逻辑控制器32可以借助多条电子通信线34a、34b以及34c被对应地电子联接到该泵11s、该压力计16以及该来源阀9r。该计算机或其他电子逻辑控制器32还可以被电子联接到该系统50的多个其他部件，但这种联接并未在图2中明确示出。
该来源阀的一个端口（例如端口p1）被阻塞或堵塞，这样使得流体无法穿过这个端口离开，并且在该泵并未使用时，这种阻塞或堵塞可能是该来源阀的一个默认位置。如果该来源阀被配置成将溶剂分配到端口p1并且力被施加到注射泵活塞上，那么预期的是，由传感器或压力计16测量出的压力迅速升高。在不存在泄漏的情况下，压力升高率取决于流体可压缩性。压力升高率可以用来从一个数量有限的选择中检验一种特定溶剂或试剂的正确性。使用插塞位置p1作为一个来源阀“输出端”也可以用来检验泵密封性能和泵灌注。使用一种具有已知可压缩性的校准流体，压力无法按预期增加或非预期压力减少可以指出一个装置缺陷。
该来源阀9r的另一个端口（例如端口p2）是经由流体管线6d通向该样品注射器装置5的输出端。另一个端口（例如端口p3）用来通过一个校准长度的带阻管6c将之前送入的溶剂中的一小部分输出到一个废物容器之中。该管6c可以包括一个直径受限的内孔隙，该内孔隙对流体流动提供一个已知阻力。如果该来源阀被配置成将溶剂分配到端口p3并且力被施加到该注射泵活塞上，那么在该溶剂将被分配到该废物容器14上的同时压力升高，如通过传感器或压力计16测量出，这种压力升高与溶剂黏度相对应。这个测量出的压力升高可以用来从一个数量有限的选择中检验溶剂身份。压力升高与黏度之间的关系可以通过以下方式进行校准：将具有已知黏度的一种校准流体通过端口p3分配。最后，另一个端口（如端口p4）是使用最小阻力（例如，常规的）流体管线6b通向该废物容器14的一个输出端，该端口用于泵灌注和纯化操作。
关于图2中示出的系统50，要记住的是，该系统可以通过包括部件子集的多个额外实例进行扩展，该部件子集包括：一个或多个溶剂或试剂容器8、具有一个堵塞端口的来源阀9r、泵11s、压力计16、已知阻力的管6c、废物容器14以及其他的连接流体管线6a、6b以及6d。这个部件子集可以被视为是包括该液相色谱系统50的一个流体提供子系统。或者或另外，不同的对应溶剂可以被提供在所述流体提供子系统的不同对应实例中，尤其是在大量溶剂或试剂被提供在该系统内的情况下。
许多液相色谱系统在分馏、分离或纯化一个分析物过程中采用一个以上的色谱柱。例如，一个第一柱可以包括一个样品“清洗”柱，并且一个第二柱可以包括一个分析柱。根据一些实施例，该清洗柱可以是一个大小排阻或亲和液相色谱柱或者用于去除基质干扰的一个高湍流液相色谱柱。例如，一个测试样品可以在入口端口处被应用于一个第一柱（例如，一个清洗柱，如气旋P柱或类似物），通过一种溶剂或溶剂混合物被洗脱到一个第二柱（例如，一个分析柱，如海波西尔金PFP（Hypersil Gold PFP）或类似物）上，并通过一种溶剂或溶剂混合物从该第二柱被洗脱到出口端口。可以选择不同溶剂模式用于洗脱这些分析物。例如，液相色谱法可以使用一个梯度模式、一个等度模式或者一个多型（即，混合）模式来执行。
图4A和图4B是根据本传授内容的、采用一个流体监控部分的一个示例性两柱式LCMS系统的示意图解。样品注射器5和流体管线6f从图2中复制。为了清晰呈现，该样品注射器上游的多个部件（包括这些溶剂或试剂容器8、来源阀9r、泵11s、压力计16、已知阻力的管6c、废物容器14、连接流体管线6a、6b以及6d，以及电子通信线34a、34b以及34c）并未示出，但应视为存在于图4A至图4B示出的系统之中。在系统70（图4A）和系统75（图4B）二者中，使用两个色谱柱，即一个第一柱7a和一个第二柱7b。该第一柱7a可以有利地包括一个清洗柱，该清洗柱可以用于将某些类或子集的化合物彼此分离（例如，大分子对比小分子，或者极性对比非极性），其中保留可能包含可能的分析物物质的部分并且丢弃其他部分（反之亦然）。该第二柱（柱7b）是一个分析柱，该分析柱可以与系统50（图2）的单个柱7类似。从该第一、清洗柱7a洗脱的、被保留的馏分可以通过该第二柱7b被分离成具体的分离化合物。被洗脱的成分可以沿着流体管线6h被提供给检测器20。
作为一种两阶段式色谱分离的实例，
Figure BDA00003112174700111
柱（也被称作高湍流液相色谱或HTLC柱）可以在一个第一分离步骤中用作清洗柱7a，以便基于其大小范围或分子量范围（或一些其他特性），分离并且可能地浓缩化合物子集。方法和装置在美国专利5,772,874、5,919,368以及6,149,816中进行详细描述，上述所有文档通过引用以其在此完全阐明的全部内容结合在此。简洁地说，
Figure BDA00003112174700121
装置和方法包括或涉及一种色谱柱或本体，这种色谱柱或本体被形成为一个大致上均匀分布的大量刚性、固体、多孔粒子，这些粒子具有大致上均匀的平均截面尺寸或直径，该平均截面尺寸或直径不小于约30μm、典型地50μm或在某些实例中更大高达（但不限于）1000μm。这些粒子选自具有不同大小和形状的一个范围，并且在一个本体或柱中如通过压力、烧结或类似方式固持在一起，这样使得在这些粒子之间形成多个间隙通道，这些间隙通道具有的总间隙体积不小于该柱的总体积的约45%。这些粒子的表面（包括这些粒子中的这些孔隙的内表面）是色谱活性的，因为这些表面被涂覆有色谱固定相层。
由于一个
Figure BDA00003112174700122
柱中的这些粒子和填料的性质，流体混合物通过该柱的流动可以是处于一个高流速下，并且相信在这些条件下，在该间隙体积的至少一个主要部分内诱导了该混合物的湍流，并且据推测，这些湍流实际上增加传质速率，从而增加该柱的动态容量。根据湍流、扩散以及化学原理，多个小样品分子可以在一个
Figure BDA00003112174700123
柱中从一个样品基质中分离。由于小分子量的分子比大分子量的分子扩散快，因此，这些小样品化合物扩散到这些粒子孔隙之中。在这些大样品化合物有机会扩散到这些粒子孔隙中之前，该移动相的湍流快速冲洗这些大样品化合物通过该柱至废弃物。在进入这些孔隙的样品分子中，对这些孔隙内的化学结构具有亲和性的那些结合到这些柱粒子的内表面上。具有较低结合亲和性的这些小样品分子快速扩散出这些孔隙，并且被冲洗至废弃物。移动相、温度或其他参数的变化然后可以引起被该
Figure BDA00003112174700124
柱结合的那些分子洗脱到该分析柱上，以便进一步分离。
通过系统70或系统75的两个色谱柱7a、7b的承载分析物的流体或其他流体（包括样品、溶剂及其可能与其他化学组分一起的混合物）的流动由两个多端口阀v1、v2控制。每个阀可以是一个已知类型的旋转阀，如罗丹尼阀，在该阀中，一个转子部分包括两个或三个通道，这些通道可以取决于该转子部分的定向而流体性地互连各种相邻端口对。这种旋转和这些通道各自通过一个双向箭头和一组点直线在阀v1和v2各自示意性地指出。该第一阀v1可以被配置成使得三个不同相邻端口对的多个构件流体性地互连；该第二阀可以被配置成使得一个第一相邻端口对以及一个三联端口的所有端口流体性地互连，如点线所示出。
该第一阀v1的一个端口从流体管线6f接收一种流体。流体管线6j和6k将该第一柱7a的这些端口流体性地连接到该第一阀的多个对应端口；流体管线6n将该第一阀v1的一个端口流体性地连接到该第二阀v2的一个端口，并且另一个流体管线6m流体性地互连该第一阀的两个端口。该第一阀v1和多个关联流体管线可以被配置成（如图示出）使得流体可以在任一方向上流过该第一柱7a。
在系统70或系统75中，第二阀的一个端口经由流体管线6s从一个溶剂源3接收一种流体，该流体可能包括各种溶剂或其他化学组分或者其混合物。该溶剂源3可以包括对应地类似于图2示出的多个相应特征的各种试剂容器、一个旋转来源阀、一个注射泵、一个压力计、一个带阻流体管线、一个废物容器以及其他互连的流体管线。因此，溶剂源3可以包括一个流体提供子系统的一个第二并行实例，如参照系统50所述。一条或多条电子通信线34f可以通过图2示出的类似方式将该溶剂源3的各种部件电子联接到计算机或其他电子逻辑控制器32。
该第二阀v2的两个端口可以被堵塞或者并不使用，如图4A、图4B的影线记号指出。阀v2的另一个端口将未分析的流体沿着流体管线6w引导到一个废物容器14。该阀v2的最终端口经由流体管线6q被流体性地联接到该第二色谱柱7b的一个入口端口上。一条或多条电子通信线34g可以将该计算机或其他电子逻辑控制器32连接到这些阀v1、v2，以便控制其操作。
图4B中示出的系统75类似于图4A中示出的系统70，不同之处在于，这两个色谱柱7a、7b被一起容纳在一个墨盒或外壳40之中。可以用作墨盒40的一个两柱式墨盒的一个实例被披露在与本申请同一日期提交的标题为“模块化多柱式色谱墨盒（Modular Multiple-Column ChromatographyCartridge）”的一个共同待决的国际（PCT）申请（代理人案号5854WO1/PCT；申请号__________）中，并且该申请被指定给本发明的受让人并且通过引用以其全部内容结合在此。除了一个外壳之外，该墨盒40可以包括一个计算机可读标识（一个指示符或标识符），如一个条形码或一个RFID标记，并且还可以包括机载计算机可读内存（如闪存或任何其他形式的电子内存装置）以及一个机载电子处理器。该机载内存（如果存在）可以用于存储与该墨盒的这些柱的使用有关的数据，如多种支持的色谱方法或柱使用历史。另外，该墨盒40可以包括：一个或多个加热器，以便使这些柱中的一个或另一个维持在对应于一个分析协议的一个温度上；以及一个或多个温度或一些其他物理量的传感器。因此，该墨盒可以通过电子通信线34h被电子地连接到该计算机或其他电子逻辑控制器32，以便（例如）将标识或其他数据转移到该墨盒的一个内存单元或从该内存单元进行转移，从而控制多个加热器或监控这些传感器。
图5是示出多种阀配置和多个流体流路步骤的实例的示意图解，这些阀配置和流体流路步骤可以用于一种采用图4A的系统的色谱方法中。图5的顶部、中部、底部图对应地示出：一个样品装载步骤，在该步骤中，一个承载分析物的流体被运送到该第一柱7a；一个转移步骤，在该步骤中，至少部分纯化的分析物与一种溶剂在阀v2中混合，并且被转移到该第二柱7b；一个洗脱步骤，在该步骤中，该分析物从该第二柱7b中洗脱，并且被转移到该检测器（图5中未示出）。在这些图解中，不同流路通过不同外观的线（即，实线、点线、虚线以及点划线）彼此区分开来。使用阀配置或顺序的替代集的其他操作模式也是可能的。
图6（引申为图6A和图6B）是根据本传授内容的一种用于色谱流体监控和验证的方法100的流程图。该方法100可以通过该计算机或其他电子逻辑控制器32的软件或固件结合沿着这些电子通信线34a、34b以及34c发射的多个信号来执行。在第一步骤，即该方法100的步骤102中，一位使用者选择一个LC方法，该LC方法包括可压缩性和黏度信息可用的多种溶剂或试剂。在下一步骤，即步骤104中，一个阀（如来源阀9r）被选择，这样使得一个泵（例如，注射泵11s）从一个指定溶剂或试剂瓶抽取一种流体。在步骤106中，该阀被配置成将被填充有在步骤104中抽取的流体的泵气缸流体性地联接到一个堵塞位置（如来源阀9r的位置p1）。在步骤108中，该泵被操作成对位于其中的流体进行压缩，同时监控泵压力，如通过压力计16进行监控。随后，在决定步骤，即步骤110中，如果观察到的压力增加率（根据步骤108）并不大致上匹配一种预期流体的一个预期值，那么使得方法执行分支到一个执行终止或中断步骤，即步骤112，在该步骤中，发出一个警报，该警报表示在从中抽取流体的位置中的溶剂可能并不匹配预期情况。在观察该警报时，一位使用者可以执行任何适当测试或检查，以便决定是否将正确溶剂或试剂装载在从中抽取流体的位置之中。根据这些测试或检查的结果，该使用者可以替换该溶剂或试剂，并且重新开始执行该方法100，或者替代地，可以重新设定该警报（可能地，在溶剂或试剂替换之后进行）并且从中断点处继续执行该方法。
如果在执行方法100（图6）的步骤108过程中，观察到的压力增加率实际大致上匹配一种预期流体的一个预期值，那么步骤110将执行分支到步骤114，在该步骤中，在获得一个最大可用压力之后，泵活塞在一个设定量的时间内被固持在适当位置中，同时继续测量压力中的任何一个变化或多个变化。在后续决定步骤，即步骤116中，如果在所选时间过程中，一个观察到的压降大于一个可接收量，那么使得该执行分支到一个执行终止或中断步骤，即步骤118，在该步骤中，发出一个警报，该警报表示根据预期情况，在给定位置中的该泵可能并不是不泄漏的。在观察该警报时，一位使用者可以执行任何适当测试或检查，以便确定该泵是否正确地操作。根据这些测试或检查的结果，该使用者可能需要替换或修理该泵或多个其他部件，并且重新开始执行该方法100，或者替代地，可以重新设定该警报并且从中断点处继续执行该方法。
如果在步骤116中确定在所选时间过程中，观察到的压降是否并未超过该可接受量，那么该方法100（图6）分支到步骤120。在步骤120中，该泵可以经过操作，如通过移动一个泵活塞，以便释放在泵腔室中的压力。在后续步骤122中，该阀（如来源阀9r）经过操作，以便将该泵与具有一个已知流体阻力的一条流路流体性地连接；在步骤124中，该泵经过操作，以便以一个设定流速将该流体注射到这条流路中，同时测量泵压力。在后续决定步骤，即步骤126中，如果观察到的压力增加（根据步骤124）并不匹配一个预期值，那么使得执行分支到一个执行终止或中断步骤，即步骤128，在该步骤中，发出一个警报，该警报表示在从中抽取该流体的位置中的溶剂可能并不匹配预期情况。在观察该警报时，一位使用者可以执行任何适当测试或检查，以便确定是否将正确溶剂或试剂装载在从中抽取流体的位置之中。根据这些测试或检查的结果，该使用者可以替换该溶剂或试剂，并且重新开始执行该方法100，或者替代地，可以重新设定警报（可能地，在溶剂或试剂替换之后进行）并且从中断点处继续执行该方法。
如果所有压力监控测试已经产生多个可接受结果，那么该方法100的执行进入步骤130。在这点上，可以向一位使用者报告以下情况：该泵和溶剂检查以多个可接受测量值通过。随后，该阀可以被配置成使得该溶剂或试剂沿着流体管线6f分配到该系统中（如果将要使用该溶剂的话）或者使得该溶剂或试剂被废弃。
已披露一种改进的液相色谱系统。有利地，根据本传授内容的一种系统可以用于一个自动化样品制备和分析系统中，该自动化样品制备和分析系统如在与本申请同一日期提交的专利标题为“用于样品制备和分析的自动化系统（Automated System for Sample Preparation and Analysis）”的共同待决的美国临时申请（代理人案号TFS-13，申请号______________）中进行披露。在各种实施例中，该自动化样品制备和分析系统包括：一个样品制备系统，用于制备各种样品；以及一个样品分析系统，该样品分析系统可以包括一个液相色谱质谱联用仪（“LCMS”），该液相色谱质谱联用仪用于根据所选分析物化验来分析这些制备好的样品。该样品制备系统和该样品分析系统以一种自动化方式互连。该自动化样品制备和分析系统被设计成大体上以最低程度的操作人员干涉或维护来进行操作，并且包括至少一个控制器，该控制器尤其用于控制多种阀配置以及任选地监控多个操作和仪器情况。由于仪器的自动化性质，因此，有利地是，该自动化系统能够监控自身的配置和操作状态，并且在该系统检测到任何可能的问题时向一位操作人员发出警报。根据本传授内容的一种用于液相色谱法的系统可以辅助这些功能。
本申请中所包含的论述内容旨在用作基本的说明。尽管已经根据所显示和描述的不同实施例对本发明进行了说明，但本领域普通技术人员将容易认识到，可以存在对这些实施例的变更，并且这些变更将是在本发明的精神和范围之内的。读者应意识到，这些具体的论述可能没有明确地描述所有可能的实施例；许多替代方案是隐含的。因此，在不脱离本发明的精神、范围和本质的情况下，本领域普通技术人员可以做出许多改变。描述和术语均不旨在限制本发明的范围。所有专利申请公开或其他公开特此通过引用明确地结合在此（如同在此完全地提出）。

Claims (17)

1.一种用于向液相色谱系统提供溶剂或试剂的系统，该系统包括：
一个阀，该阀包括一个公共端口和多个其他端口，该阀可配置成使得该公共端口可以被流体性地联接到这些其他端口中的任一个端口上；
一个泵，该泵被流体性地联接到该阀的该公共端口上；
一个插塞，该插塞被配置成阻挡流动穿过该阀的所述其他端口中的一个第一端口；
一个容器，该容器包含该溶剂或试剂，所述容器被流体性地联接到该阀的所述其他端口中的一个第二端口上；
一条流体管线，该流体管线对流体流动具有一个已知阻力，该流体管线被流体性地联接到该阀的所述其他端口中的一个第三端口上；以及
一个压力计，该压力计被配置成测量在该泵内的流体压力，
其中该溶剂或试剂通过这些其他端口中的一个第四端口被提供给该液相色谱系统。
2.如权利要求1所述的系统，进一步包括包含一种第二溶剂或试剂的一个第二容器，该第二容器被流体性地联接到该阀的所述其他端口中的一个第五端口上，所述系统是可配置的，以便也向该液相色谱系统提供该第二溶剂或试剂。
3.如权利要求1所述的系统，其中该泵包括一个注射泵。
4.如权利要求1所述的系统，进一步包括一个计算机或电子控制器，该计算机或电子控制器被电气联接到或电子联接到该泵、该压力计以及该阀中的至少一个上。
5.如权利要求1所述的系统，进一步包括一个计算机或电子控制器，该计算机或电子控制器被电气联接到或电子联接到该泵、该压力计以及该阀上。
6.如权利要求1所述的系统，进一步包括一个电子可读介质，在该电子可读介质上具有通过该计算机或电子控制器可读的多个程序指令，所述指令可工作以使得该计算机或电子控制器对该压力计的多个读数进行测量，同时使得该泵向其中的一种流体施加一个力，以便将所述流体推向该阀的该第一端口或第三端口中的任一个。
7.如权利要求6所述的系统，其中这些程序指令进一步可工作以使得该计算机或电子控制器将该压力计的这些被测量出的读数的多个增加或减少与多个预期值进行比较。
8.一种用于监控一个液相色谱系统内的流体的方法，该方法包括：
(a)配置一个阀，以便将一种流体从一个容器中抽取到一个泵中；
(b)配置该阀，以便将该泵流体联接到该阀的一个端口上，这个端口被联接到阻止流体流动穿过所述端口的一个插塞上；
(c)使得该泵逐渐地压缩位于其中的该流体，同时测量在该泵中的该流体的一个压力；并且
(d)确定这个被测量出的压力的增加率是否大致上匹配一个预期值。
9.如权利要求8所述的用于监控一个液相色谱系统内的流体的方法，进一步包括：
(e)如果这个被测量出的压力的增加率并不大致上匹配该预期值则发出一个警报，该警报表示在该容器中的该流体可能并不匹配多个预期情况。
10.如权利要求8所述的用于监控一个液相色谱系统内的流体的方法，进一步包括：
(e)在测量一个最大压力时，在一个预定长度的时间内将该泵的一个活塞维持在一个恒定位置中，同时继续测量在该泵内的该流体的压力；并且
(f)确定这个被测量出的压力的减少在该时间段中是否超过一个可接受值。
11.如权利要求10所述的用于监控一个液相色谱系统内的流体的方法，进一步包括：
(g)如果这个被测量出的压力的这种减少在该时间段内大于该可接受值则发出一个警报，该警报表示根据多个预期情况，该泵可能并不是无泄漏的。
12.如权利要求10所述的用于监控一个液相色谱系统内的流体的方法，进一步包括：
(g)使得该泵释放在该泵中的该流体的该压力；
(h)配置该阀，以便将该泵流体性地联接到一个流路，该流路对流动穿过其中的流体流具有一个预定阻力；
(i)使得该泵将流体以一个设定流速移置到流路中，同时测量在该泵中的该流体的压力；并且
(j)确定这个被测量出的压力的增加在这种流体移置过程中是否大致上匹配一个第二预期值。
13.如权利要求12所述的用于监控一个液相色谱系统内的流体的方法，进一步包括：
(k)如果这些被测量出的压力的增加率并不大致上匹配该第二预期值则发出一个警报，该警报表示在该容器内的该流体可能并不匹配多个预期情况，或者报告以下内容：泵性能和流体特性大致上匹配多个预期情况。
14.一种液相色谱系统，包括：
(a)一个混合阀系统或装置，该混合阀系统或装置具有其一个输出端口和多个输入端口，该多个输入端口各自被流体性地连接到一个对应流体提供子系统上，每个流体提供子系统包括：
(i)一个阀，该阀包括一个公共端口和多个其他端口，该阀可配置成使得该公共端口可以被流体性地连接到这些其他端口中的任一个端口上；
(ii)一个泵，该泵被流体性地联接到该阀的该公共端口上；
(iii)一个插塞，该插塞被配置成阻挡流动穿过该阀的所述其他端口中的一个第一端口；
(iv)一个容器，该容器包含一种流体，所述容器被流体性地联接到该阀的所述其他端口中的一个第二端口上；
(v)一条流体管线，该流体管线对流体流动具有一个已知阻力，该流体管线被流体性地联接到该阀的所述其他端口中的一个第三端口上；
(vi)一个压力计，该压力计被配置成测量在该泵内的流体压力；以及
(vii)这些其他端口中的一个第四端口，该第四端口被流体性地联接到该混合阀系统或装置；
(b)一个色谱柱，该色谱柱具有被流体性地联接到该混合阀系统或装置的该输出端的一个第一端部，并且具有一个第二端部；以及
(c)一个检测器，该检测器被流体性地联接到该色谱柱的该第二端部。
15.如权利要求14所述的液相色谱系统，其中这些泵各自包括一个注射泵。
16.如权利要求14所述的液相色谱系统，进一步包括：
(d)一个计算机或电子控制器，该计算机或电子控制器被电气联接到或电子联接到至少一个流体提供子系统的该泵、该压力计以及该阀上。
17.如权利要求16所述的液相色谱系统，进一步包括：
(e)一个电子可读介质，在该电子可读介质上具有通过该计算机或电子控制器可读的多个程序指令，所述指令可工作以使得该计算机或电子控制器对这些流体提供子系统中的一个子系统的该压力计的多个读数进行测量，同时使得这些流体提供子系统中的一个子系统的该泵向位于其中的一种流体施加一个力，以便将所述流体推向这些流体提供子系统中的这个子系统的该阀的该第一端口或第三端口中的任一个。
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