CN103687654A - 用于改进的分辨率的色谱法的方法和设备 - Google Patents

Abstract

在此提供了用于柱色谱法的一种设备和一种方法，该设备和方法提供分离分辨率和检测灵敏度中的多种改进，该设备包括一个色谱柱，该柱具有一个入口和一个出口，其中该入口被配置成将流动相的一个流引入到载有一种样品的该柱中，从而当该样品由该流动相携带从该入口到该出口纵向前进穿过该柱时该样品被分离成多个组分，其中该入口进一步被配置成将该流动相的流以独立可控的至少两个分开的部分引入到该柱中，并且将这些部分引入到该柱的不同径向区域中，以使得这些部分在不同的径向区域中纵向流动穿过该柱。该样品优选地以比在其他一个或多个部分中更高的浓度包含在这些部分的一个中，尤其是中心部分中。优选地，这些部分的流速是独立可控的。

Description

用于改进的分辨率的色谱法的方法和设备

发明领域

本发明涉及柱色谱法的领域。

发明背景

色谱柱已经得到广泛地发展并且常规用于分析型和制备型色谱法两者。众所周知，通过以下操作来实现包含多个组分的一种混合物的样品（又称为一种分析物或溶质）在色谱柱中的分离：使样品溶解在一种洗脱剂中以形成流体流动相并且使该流动相穿过典型地被填充在管状柱内的固定相，从而由于不同组分在该流动相与固定相之间的分配差异（即这些组分具有不同的分配系数）而引起该样品分离成它的组分。洗脱剂流体最常见地是一种液体，但可能是另一种流体如超临界流体（SCF），并且本发明涉及与液体或SCF流动相一同使用的柱。然而，本发明并不涉及气相色谱法（即流体不是气体）。在柱色谱法中，固定相在柱内典型地是处于一种填充颗粒的床或一种多孔整块的形式。本发明尤其涉及填充柱，但它不仅限于填充柱。经常这些柱包括具有可任意处理的柱芯（cartridges）的可重复使用的柱，这些柱芯和柱两者通常都是圆柱形的。本发明可以与圆柱形柱（最优选地圆形的圆柱形柱）或具有其他截面轮廓的柱一起使用。也就是说，柱壁可以具有众多截面轮廓，但最优选地该柱壁的横截面具有圆形轮廓。

如所描述，使流动相穿过柱并且随着时间的变化对离开该柱的洗脱液进行检测。随时间而检测的信号变化（色谱图）表明在混合物内存在不同的组分。这些不同组分的分离程度取决于该柱的分离效率或分辨率。该柱的分辨率取决于许多因素。此类因素包括流动相和固定相的性质，这些流动相和固定相已经得到广泛地研究和开发。

还已知的是，被注入的样品的形状是影响该柱的分辨率的一个因素。通常使样品基本上横贯柱的直径而引入到该柱中。通常在柱的入口处使用头部接头，如筛板（frit）。分配器可以用来帮助分配样品以尝试并且获得样品横贯柱的整个直径的均一层。美国专利4,999,102描述了一种用于使液体均匀分配到大规模分离器系统的一个单元中、和/或从其中均匀收集液体的歧管系统。在用作入口的情况下，该歧管通过一排分支使单一流分配成多个流，并且以确保在该歧管与该单元之间的界面处使液体横贯整个单元大致均匀地分配的一种模式对流道装置的最终多重性进行安排。在用作出口的情况下，反向地安排该歧管以从横贯该单元的均匀分配中收集这些流并且经由一排分支使这些流加入到单一管道中。以类似的方式，US5,124,133描述了一种用于液体穿过填充床的均一流动轮廓的系统，该系统涉及使该液体横贯该填充床的顶部表面均匀地分配。

已知其他类型的入口系统，经常是用于不同的目的。例如，EP371648A披露了一种设计用于置换色谱法的设备，其中存在一个入口分配歧管。以置换色谱法顺序的每种液体流动穿过柱的同一径向区域。另一方面，JP62-063857A描述了一种具有用于可能的多个样品的多个入口的板状柱，其中可以在正交于入口流的方向上施加一个电场以提供跨越柱板的二维分离，该板状柱还具有多个出口。

在JP62-240857A中描述了一种用于制备型色谱法的色谱柱，其中提供了从该柱引出的流的环形分离，这样使得中心流动流可以与外围流动流分开。与来自外环的洗脱带的峰形相比，来自中心环的洗脱带的峰形更好，这显示出明显的带失真。

EP257582描述了一种制备级色谱柱，其中通过从柱出口插入到床层中的一个管将样品加载到该柱中。此管居于柱入口下方近似20%的床层中心处。也就是说，在该管之上存在填充材料。一旦样品被负载到柱上，流动相便穿过柱（样品引入管的外部）对该样品进行洗脱。然后，样品穿过出口处的一系列孔洞或槽缝从柱的出口退出。该出口在同心位置上具有多个槽缝，但不具有中心退出槽缝，因为引入管处于该柱的中心段。

近来，关于高效液相色谱（HPLC），夏利克（Shalliker）等人于90年代后期使柱中的流体流动能够可视化。在使用具有相同折射率的固定相和流动相的玻璃柱中，他们能够在染色标记物的帮助下使流体流动可视化。他们的结果显示出，样品被引入到色谱柱的床层中的方式是重要的。理想地，注入塞应当是一种圆柱形-正方形塞，但各种因素最后导致抛物线型的样品带，例如随着筛板孔隙率减小，塞流变得更为抛物线型。布罗伊勒斯（Broyles）、夏利克（Shalliker）以及Guiochon（‘色谱柱中溶质迁移的可视化：筛板孔隙率的影响（Visualization of Solute Migration inChromatographic Columns.Influence of the Frit Porosity）’色谱学杂志A（J.Chromatography A.），917（2001）1-22）说明了随着入口筛板孔隙率减小，塞流变得更为抛物线型。使用一个分配器改进了横贯床层的径向截面的流速的均一性，但是要以增加轴向分散为代价，这最终导致了分离性能的大幅降低。不管筛板孔隙率或是否采用了一个分配器，横贯柱径向截面的样品分配都是不均一的。夏利克（Shalliker）等人（色谱学杂志A（J.Chromatography A），865（1999）83-95）显示出筛板和分配器都不能用来使样品均一地分配横贯柱，并且该样品在床层的中心区域中更为浓缩（相反地，在床层的周边区域中更为稀释）的趋势更大。此外，筛板直径应当匹配柱内径的直径（布罗伊勒斯（Broyles）、夏利克（Shalliker）以及Guiochon，色谱学杂志A（J.Chromatography A），855（1999），367-382）。不然的话，使用具有比柱的直径更窄的直径的筛板会造成非常严重的抛物线流。对于色谱工作者而言可以凭直觉获知筛板直径必须等于柱内径的直径，但不可能总是实现，特别是在通过轴向压缩制备柱的情况下，其中头部接头在柱本身内。对于这些类型的柱而言，筛板的直径必须小于柱，因为该筛板必须被包含在一个壳体单元内以便防止柱壁的泄露和损坏。

在另一项研究中，夏利克（Shalliker）等人（‘液相色谱法中的两种壁效应的物理证据（Physical Evidence of two Wall Effects in LiquidChromatography）’色谱学杂志A（J.Chromatography A）888（2000）1-12和‘液相色谱柱中溶质迁移的可视化（Visualization of Solute Migration inLiquid Chromatography Columns）’色谱学杂志A（J.Chromatography A）826（1998）1-13）证明了当经由中心点注入（CPI）将样品引入到处于筛板下方近似1cm深度处的床层中时，在该床层的中心径向段内同时发生该样品的迁移。虽然当使用CPI技术时，夏利克（Shalliker）等人观察到优异的分离效率，但应当指出这样一种样品引入方法是繁琐的并且易于破坏柱床层。因此，该技术不适于常规的应用。此外，虽然中心点注入允许沿着柱的最有效的溶质运送方式，因为此类注入允许样品在该柱的最有效填充区域内的一个局部中心地带中浓缩，但现代的柱已经有效避免了此类注入技术的使用，因为当样品由处于柱顶部的筛板和分配器进入时，阀门注入使样品横贯该柱分散。这样，中心点注入方法在很大程度上已经被放弃。

已经讨论了柱壁的存在和接近这些壁填充该柱对样品流动的影响。诺克斯（Knox）、莱尔德（Laird）以及雷文（Raven），（色谱学杂志（J.Chromatography），122（1976），129-145）显示出非常靠近壁的流速稍微高于在柱中心的流速。他们还显示出柱填充的扰动区域延伸到该柱中，从而引起严重的带变宽和峰失真。在另一个填充良好的LC柱中的壁区域可以向该柱中延伸约30倍颗粒直径。夏利克（Shalliker）、布罗伊勒斯（Broyles）以及Guiochon，（色谱学杂志A（J.Chromatography A），888（2000）1-12）描述了两种壁效应的存在。这两种壁效应都由柱填充的不均匀性引起。一个颗粒填充的色谱柱在该柱的中心（径向）段具有更低的床层密度，该中心段是相对均一的，但超过此地带，填充密度朝向壁逐渐增加。因此，在柱的中心段中流速是最高的并且接近壁是最低的，并且这有助于抛物线型的塞流。然而，在紧邻壁的地区，填充密度快速降低。这个因素是柱和颗粒的几何性质的结果。颗粒和柱这两者都是刚性的；两者都不可以变形来彼此适应。因此，在壁处的空隙空间增加，并且正是在此处柱渗透性最高。因此，在紧邻柱壁的区域中流速是最高的。这两种壁效应极大地有助于降低迁移的效率。

布罗伊勒斯（Broyles）、夏利克（Shalliker）以及Guiochon，（色谱学杂志A（J.Chromatography A），867（2000），71-92）证明了除其他之外，在给定时间之后的迁移距离随径向位置显著变化，并且退出口接头影响柱后检测到的峰形。

因此，已知的是不能通过一个圆柱形塞流模型来描述穿过颗粒填充色谱柱的样品迁移。众多因素（包括筛板的性质、分配器的存在、注入过程本身、壁效应以及填充密度的不均匀性）导致呈抛物线型或碗状形状的样品塞或带，该样品塞或带通常具有一个更高浓度的中心区域，该中心区域在高于更接近壁的更稀释区域的速度下移动。还存在非常靠近壁的低浓度快速流的一个区域。带的一般抛物线形状使得对柱效率的需求更大。与圆柱形扩大的地带相比，需要更多的板来分开抛物线扩大的地带。因此，必然要更长的柱来实现分开，这造成时间的增加，还可能造成势流流速的降低以便适应更长的柱。柱中的整体固定相也可能遭受到壁效应影响，并且穿过此类柱的塞流不再是圆柱形的。

针对此背景，得到了本发明。

发明概述

根据本发明的一个方面，提供了一种用于柱色谱法的设备，该设备包括一个色谱柱，该柱具有一个入口和一个出口，其中该入口被配置成将流动相的一个流引入载有一个样品的柱中，从而当该样品由该流动相携带从该入口到该出口纵向前进穿过该柱时该样品被分离成多个组分，其中该入口进一步被配置成将该流动相的流以独立可控的至少两个分开的部分引入该柱中，并且将这些部分引入该柱的不同径向区域中，以使得这些部分在不同的径向区域中纵向流动穿过该柱。

优选地，每个部分中的样品浓度或每个部分的流速或这两者都是独立可控的。

有待分离的样品优选地以比在其他一个或多个部分中更高的浓度包含在这些部分的一个中。有待分离的样品优选地至少在其中这些部分被引入到柱中的入口处以比在其他一个或多个部分中更高的浓度包含在这些部分的一个中。以比在其他一个或多个部分中更高的浓度包含在这些流动相部分的一个中的样品包括优选的情况，其中优选地至少在其中这些部分被引入到柱中的入口处并且更优选地还在出口处，所有（即基本上所有）的样品被包含在这些流动相部分的一个中并且其他一个或多个部分不包含（即基本上不包含）任何样品（即其他一个或多个部分仅是溶剂）。

该流动相作为一个洗脱液流离开该柱并且该出口优选地被配置成当该洗脱液流通过该出口离开该柱时将该洗脱液流分流成至少两个分开的洗脱液部分。分离的洗脱液部分优选地对应于在入口处被引入到柱中的流动相的这些部分。因而，在出口处分开成两个或更多个部分的洗脱液可以包括一个洗脱液部分，该洗脱液部分包含含有相对更高量的样品（或基本上所有的样品）的流动穿过该柱的流动相部分中的至少一些或所有。因而，在出口处分开成两个或更多个部分的洗脱液可以包括一个洗脱液部分，该洗脱液部分包含含有相对更低量的样品（或基本上没有样品）的流动穿过该柱的流动相部分中的至少一些或所有。在优选的实施例中，该设备被配置成分开地处理这些洗脱液部分。优选地，该出口被配置成当一个洗脱液流的一个部分离开该柱时，引导该部分以使其与该洗脱液的一个剩余部分分开地处理，其中该部分从该柱的一个受限制的径向区域流出

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于柱色谱的方法，该方法包括：为色谱柱的一个入口提供流动相的独立可控的至少两个分开的部分，这至少两个分开的部分中的至少一个含有有待分离成多个组分的一种样品；将流动相的该至少两个分开的部分引入到该柱的不同径向区域中；使流动相的这些部分在这些不同径向区域中从该柱的入口至该柱的一个出口纵向流动穿过该柱，以使该样品分离成多个组分。优选地，该方法包括通过其他一个或多个部分的流而对来自具有更高样品浓度的部分的样品的横向扩散进行控制。

优选地，流动相的这些分开部分的至少一个以比在其他一个或多个部分中更高的浓度含有该样品。

该流动相作为一个洗脱液通过该出口离开该柱并且该方法优选地包括当该洗脱液流通过该出口离开该柱时将该洗脱液流分流成至少两个分开的洗脱液部分。在优选的实施例中，该方法包括分开地处理这至少两个洗脱液部分。

本发明可以提供众多优点。本发明允许样品被引入到柱的入口中，优选地包含在流动相的一个部分和有待引入并且流动穿过柱的一个受限制的径向区域（优选地中心区域）的那个部分内。含有更高样品浓度的这样一个部分在此又称为样品流。然后可以通过流动相的一个或多个其他部分，优选地流动穿过柱的壁或外围区域（环形地包围中心区域）来提供一个所谓的帘幕流，该帘幕流限制了样品的横向迁移（即扩散），例如向壁迁移。在某些优选的实施例中，该帘幕流是处于在样品流周围流动的流动相的一个环形带的形式，该样品流是处于流动相的一个中心带的形式。尤其当在出口处连同分流或分割流使用时，引出该柱的样品从而在一个具体的径向区域（优选地中心区域）中被浓缩引出。因此，可以通过将样品包含并且浓缩在柱的一个受限制的区域（优选地中心区域，因为该中心区域典型地是填充柱中最均匀填充的区域并且其中样品分离效率还典型地是最高的）内来增强样品的检测。因此，在本质上，本发明起到将流动穿过色谱柱的样品包含在柱床层的一个限定区域（优选地中心圆柱形区域）内的作用，以便增强从该柱洗脱下来的组分的检测。因而，本发明起到当样品纵向前进穿过该柱时减小该柱内的样品的横向扩散的作用。因而可以通过将样品包含在更小体积的洗脱液中来实现色谱峰的信噪比（S/N）的改进。

在另一个优点中，可以对不同流动相部分的线性流速进行控制，优选地至基本上相同。可以或者通过针对这些部分使用分开的泵（针对每一个部分使用一个分开的泵）、或者通过其他手段，例如通过将流量限制器放在载有每个部分的管线中（即以便在载有每个部分的管线之间、例如在多个外围流体管路与一个中心流体管路之间提供压差）来控制流速。在具有一个单个入口端口的常规柱中，样品流集中在柱床层的中心区域上，其中无论如何流动速度自然是更高的。这导致一个碗状的样品带，其中样品在中心区域移动更快并且样品在外围或壁区域移动更慢。本发明可以通过对不同流动相部分（如一个中心流动部分和一个另外的外围流动部分）的分开的流进行安排来克服或减少这个缺陷，其中这些流的流速可以被安排成基本上相同的，从而在横截面上提供一种流速轮廓，该流速轮廓基本上是平坦的或至少比常规情况下明显更平坦。平坦的流动轮廓可以在更窄的时间谱带（即色谱图中的峰宽更窄）中使峰递送到出口并且因而改进分辨率。

已经发现，当应用仅是溶剂的一个帘幕流时，样品根本不可能接触壁。已经发现，高达100%的样品可以被安排成从柱的中心区域洗脱下来，并且低至0%的样品从此区域外围洗脱。因而，使用帘幕流，可以存在从中心区域低至基本上没有样品损失，并且可以存在对用于外围帘幕流的溶剂的高达基本上100%的回收。因此，样品可以被安排成作为一个塞穿过柱的中心来洗脱。这提供了帘幕流的主要优点之一，该优点是样品浓度增加，通过经由具有更低体积流的一个中心出口将浓缩的样品从中心区域引导至一个分开的处理装置（优选地一个样品收集装置或检测器）来利用该优点。可以再循环用于流动相的帘幕流部分的溶剂的高达100%的回收，从而产生众多的环境益处。

该装置的出口可以被配置成使洗脱液聚集穿过一个单个出口端口，如以一种常规的安排，或它可以被配置成将洗脱液流分割或分流成两个或更多个部分，例如借助于如下文更详细描述的两个或更多个出口端口。

在进一步优选的实施例中，分开处理类型中的至少一种优选地包括洗脱液的检测。本发明例如可以能够使样品的检测得以增强并且使来自色谱柱的测定性能得以改进。在多个不同的实施例中，由于一个色谱测定内的改进的检测灵敏度和/或改进的峰容量和峰分辨率，本发明可能能够实现例如被色谱分析的物种的检测下限。已经发现，理论塔板的数量可以得到显著增加。

应理解，作为针对一个给定柱长度改进峰分辨率的一个替代方案，与一个类似常规系统相比，本发明可能能够使用多个更短的柱以便达到一个给定峰分辨率。更短的柱将能够进行更快的色谱分离。一个另外的优点例如是：仅使用洗脱液的一个部分用于检测可以意味着引入到检测器中的溶剂负载减少，这对某些检测器来说可以是非常有益的，这些检测器如在真空环境中操作的质谱仪和其他检测器或生物类型反应检测器（如用于发现药用化合物的抗氧化剂检测器）。本发明因此可能更好地实现具有MS检测的常规尺寸柱的使用。关于制备型色谱法，由于改进的分离效率，本发明可能能够收集更纯的样品级分。将更详细地描述这些和其他优点，并且这些和其他优点由以下本发明的说明变得更清楚。

该设备包括一个色谱柱，该色谱柱典型地是一个液相色谱柱，但可以是一个超临界流体色谱柱，该柱具有一个入口和一个出口，从而含有一种溶剂和有待被分离的样品的一个流动相可以通过该入口引入到该柱中并且沿着该柱纵向（即轴向）流动至该出口。

该入口优选地被配置成将流动相的一个流引入该柱中，以使得该流动相是以至少两个分开的部分提供，其中每个部分优选地例如经由其自身具有一个或多个引入通道的组而被分开地引入。在某些优选的实施例中，流动相的一个部分在柱的一个不同区域从另一个部分流进并且穿过该柱，并且更优选地与其他部分分开地检测或收集。该柱入口的配置可以能使流动相流的分离在柱上进行。这反过来能使一个流动相部分的帘幕流有效地与中心流分开。

优选地，该入口被配置成将流动相的一个流以至少两个分开的部分引入该柱中：该流的至少一个第一部分和该流的至少一个第二部分。优选地，一个第一流动相部分包含比该第二部分浓度更高的样品。因而，在此类情况下，每个部分的样品浓度是独立可控的。在简单的情况下，这可以通过安排一个样品注入阀门以将样品注入成以可控量的一个部分（一个第一部分）而不是其他一个或多个部分，例如通过在柱入口之前在仅有一个部分流动穿过的管路上安排该样品阀门来实现。其他一个或多个部分各自可以在它们的管路上不具有样品注入阀门，在柱入口之前该部分流动穿过它们的管路，这样使得其他部分仅含有溶剂，或可以在它们的管路上具有一个分开的样品注入阀门用于将不同量的样品（包括没有样品的情况）引入到被注入到该第一部分中的样品中。

流动相部分的组成可以是可控的。因此，这些流动相部分可以具有相同或不同的组成，例如相同或不同的溶剂。一个部分（例如一个径向外围部分）可以甚至是一种非溶剂或至少对于待分离的样品而言具有更低溶解度的一种溶剂（例如水），从而促进样品在另一个（例如径向中心）部分中的包含。

优选地，流动相的至少两个分开的部分被引入到柱的不同区域中，例如第一部分可以被引入到一个第一区域中并且第二部分可以被引入到柱（更具体地是柱床层）的一个第二区域中。更优选地，这至少两个分开的部分可以被引入到柱的不同径向区域中，例如该第一部分可以被引入到一个第一径向区域中并且该第二部分可以被引入到不同于该第一径向区域的柱的一个第二径向区域中。在此术语径向区域意指处于柱的横截面或平面的一个区域，即垂直于柱的中心轴线或纵向轴线的截面或平面。因而，在此术语径向的或径向地是指垂直于柱的中心轴线或纵向轴线的方向。优选地，柱的第一区域是基本上位于远离该柱的壁的一个径向区域。优选地，该柱是在其中具有一个柱床层的填充柱，并且该填充柱的一个第一区域是一个径向区域，穿过该径向区域，流动相纵向穿过该柱床层的最均匀填充的部分。还更优选地，流动相的第一部分引入并且流动穿过柱的一个中心径向区域，并且第二部分引入并且流动穿过位于该中心径向区域径向向外处的一个径向区域，即一个外围区域。最优选地，该柱的中心径向区域是基本上位于一条中心轴线上的一个区域，该中心轴线从入口至出口纵向贯穿该柱。以此方式，可以将优选地含有更高样品浓度和更好分辨的组分的流动相流的一个中心核作为一个部分引导至一个检测器、或其他处理装置中，而将该流的剩余部分例如作为一个或多个其他部分引导至其他地方，例如引导至一个或多个不同的处理装置中。因而，优选地不同于流的剩余部分并且与流的剩余部分分开地处理该流的第一部分。在一些实施例中，该入口被安排成以多于两个部分将流动相的流引入到柱中，例如，在此类实施例中，该入口可以被安排成以三个或更多个分开的部分将该流引入到柱中。

如上所述，填充LC柱内的移动样品带的浓度随着离柱中心轴线的距离增加而降低，部分由于柱直径内和横贯柱直径的不均匀流动并且部分由于与填充床层内和填充床层周围的运送相关联的扩散和相关的传质效应，该填充床层自身的密度和均匀性可以随对柱进行填充的有效性而变化。该移动的样品带还趋向于具有抛物线形状。这些现象可以导致关于样品分离效率、检测以及分辨率的缺点，因为常规的柱出口使来自横贯该柱的整个直径的洗脱液聚集。然而，本发明能够使进入柱的流动相的流分割以使得该流的一个部分与至少另一个部分分开，并且这些部分可以基本上以平行的方式沿着柱流动。例如，含有相对更高浓度的样品的流动相的一个部分可以被选择流动穿过柱的中心区域并且在一个检测器处有利地被分开引导，以使得提供一种增强的检测，其中峰也被更好地分辨。也就是说，被色谱分析的样品中的组分带在柱的中心核中变得轴向散开更少，以使得由于检测样品中的邻近组分，色谱图中的峰变得更好地分开、或分辨。在更优选的实施例中，检测因此仅集中在从柱的中心核（即中心径向区域）洗脱下来的流的部分上，因为该流的部分具有比更靠近柱壁的径向外部区域浓度相对更高的样品。因而，柱的出口优选地被配置成使离开柱的洗脱液的流分流成不同的部分，这些不同的部分从柱的不同区域流出，这些不同的部分被分开地处理。然而，由于样品向壁的迁移减少，所以甚至是从整个柱的宽度上例如通过一个单个出口端口聚集洗脱液也依旧会在分离效率上产生与常规的注入安排相比的改进，因为在本发明的情况下，更多的样品已经穿过柱的有效中心区域并且更少的穿过壁区域，该壁区域趋向于使样品带散开更多并且降低分离效率。因此，在一些实施例中，流动相当一个洗脱液流将要作为单一部分被处理时离开该柱，即，其中来自柱的所有径向区域的流动相被作为单一部分进行处理。在此类情况下，该洗脱液流可以通过一个单个出口端口或通过多个出口端口离开该柱，这些出口端口聚集洗脱液并且将它合并以作为一个单一部分进行处理。

因此，本发明优选地提供了流动相（更优选地仅具有溶剂）的一个流，在此被称为一个帘幕流，该帘幕流由优选地被引入在柱的一个径向外部区域从而在柱的一个径向外部区域中流动穿过柱的流动相的这些部分中的一个来提供。此帘幕流优选地在与例如含有相对更高浓度样品（更优选地含有所有样品）的流动相的中心部分（在此称为样品流）可比的、更优选地基本上相同的线性速度下移动，该样品流优选地被引入在柱的一个径向中心区域从而在柱的一个径向中心区域流动穿过柱。这种速度匹配从而提供了对柱内样品流的样品横向扩散的耐受性。以此方式，维持一个中心流动的流动相部分与一个外围流动的流动相部分分开。

因此，该设备优选地被安排用于不同流动相部分（如一个中心流动部分和另外一个外围流动部分）的分开的流，其中它们的流速可以被安排成基本上相同的，从而在横截面上提供一种流速轮廓，该流速轮廓基本上是平坦的或比常规情况下平坦得多。平坦的流动轮廓还在更窄的时间谱带（即色谱图中的峰宽更窄）中使峰递送到出口。在某些实施例中，相对于外围区域，在中心区域中存在更低的流速。

随着流动相流到达柱的出口，洗脱液优选地以避免流动相流的这些部分大量混合的这样一种方式被分离。在柱的出口处，洗脱液优选地被分流，这样使得帘幕流与样品流保持分开。以此方式，例如，可以将含有相对更高样品浓度的一个中心流引导至一个检测器中，而将一个外围流（帘幕流）引导至其他地方。这可以增强被色谱分析的组分的检测下限并且改进色谱测定内的峰容量，其中实现了改进测定性能的益处。

流动流的不同部分的对应体积的比率可以变化，因而流分割可以是可调的。最佳流量比典型地取决于所进行的具体实验。此外，可以考虑该方法的环境负担而改变穿过含有很少或没有样品的一个外围区域的流的量与穿过含有样品的柱的一个中心区域的流的量。本发明有益地提供了一种可以权衡经济益处以及环境益处的可调系统。

可以通过如下更详细描述的各种手段来改变流的比率。优选地，流动相的一个部分是总流动相的70%或更少（按体积计）、或50%或更少、更优选地30%或更少。例如，该一个部分可以是总流动相的50%或更少、45%或更少、40%或更少、35%或更少、30%或更少、25%或更少、20%或更少、15%或更少、10%或更少、或5%或更少。此一个部分优选地是流动穿过柱的一个中心径向区域的一个部分。

可以通过选择不同筛板段的面积的比率和/或通过选择如下在此更详细描述的入口端口的数目和/或大小来改变流动相流的不同部分的对应体积的比率。

该入口优选地配备有一个入口筛板，其中设置该筛板这样使得进入柱的流动相流动穿过该筛板。优选地，该入口筛板位于入口处的柱内径之内。

该入口筛板优选地是处于一个入口筛板组件中，该入口筛板组件被配置成当流动相的流进入柱时分开成至少两个分开的部分。以此方式配置该筛板能够使流动相流的分离在柱上进行以便产生在该柱内的分开的流部分。为了使该流分流，优选地出口筛板组件是一个分流筛板组件（在此又称为分割式筛板组件），该分流筛板组件包括至少两个分开的筛板段，这至少两个分开的筛板段由一个或多个流动屏障而彼此分开，例如一种非多孔本体可以提供流动屏障，或一种非多孔涂层可以提供流动屏障，例如其中此种涂层被提供在至少一个分开的筛板段的一个或多个表面上，该一个或多个被涂覆的表面邻接其他一个筛板段或多个段。因而，流动穿过一个或多个第一筛板段的流动相可以提供流动相流的第一部分，并且流动穿过一个或多个第二筛板段的流动相可以提供流动相流的第二部分，因为流动穿过这一个或多个第一筛板段的流动相借助处于非多孔本体形式的流体屏障而与流动穿过这一个或多个第二筛板段的流动相分开。当洗脱液穿过筛板组件时，流动屏障阻止了这些筛板段之间的洗脱液的横向（即径向）流动，从而能够使流隔离成分开的部分。因为分流筛板的这些段占据了柱的不同区域（尤其是不同的径向区域），所以该分流筛板决定了流动相的至少两个分开的部分被引入到柱的不同区域（优选地如所描述的不同径向区域）中。另一方面，一种常规的单个筛板片是效率较低的，因为穿过该筛板的流动相的流不是那么有序的并且因此当流动相流动穿过该筛板时它可能在其中变得混合至不希望的程度。

入口分流筛板组件的一种优选的配置包括：至少一个中心筛板段，一个非多孔本体以及至少一个外部筛板段，该非多孔本体包围这至少一个中心筛板段，该至少一个外部筛板段包围这至少一个中心筛板段但由该非多孔本体与此分开。更优选地，该分流筛板包括：一个径向中心的中心筛板段、一个非多孔本体以及一个外部筛板段，该非多孔本体环状地包围该中心筛板段，该外部筛板段环状地包围该非多孔本体。最优选地，该径向中心的中心筛板段基本上位于从入口至出口纵向贯穿柱的中心轴线上。此类分流筛板配置容许这一个或多个中心筛板段产生柱的一个中心径向区域的流的一个部分，并且这一个或多个外部筛板段产生位于该中心径向区域径向向外（外围）处的一个径向区域的流的一个部分。

该中心筛板段和外部筛板段可以具有不同的相对面积，从而使流动相流分流成来自具有不同相对面积的中心区域和外围区域的多个部分。这些筛板段的面积的比率可以因而是用于改变流动相流的这些部分的对应体积的比率的一种手段。例如，外部筛板段的面积与中心筛板段的面积的比率可以从例如90%:10%至50%:50%、更典型地从80%:20%至50%:50%变化，但也可以使用在这些范围之外的比率。外部筛板段的面积与中心筛板段的面积的一个优选的比率是从约6:1至约1:1、更优选地从约3:1至约1:1、还更优选地从约2.5:1至约1.5:1，并且最优选地是约2:1。

这些筛板段可以具有相同或不同的密度。例如，该中心筛板段可以具有与该外部筛板段不同的密度。在一种类型的实施例中，该中心筛板段可以具有比该外部筛板段更低的密度。因而，可以控制流动相以优选地流动穿过相对于具有更高密度的一个筛板段而言的具有更低密度的一个筛板段。

入口筛板组件典型地包括一个外部非多孔接头（优选地由聚合物制成），例如使该外部非多孔接头安装到柱的入口端上以使得该筛板组件形成一个筛板帽。这样一种外部接头是优选的，因为例如一种钢筛板将不会抵靠钢柱壁进行很好地密封。聚合物接头可以由不同的聚合物（例如PTFE、ETFE、PEEK或Kel-F、更优选地PEEK）制成。通常，该筛板组件的任何非多孔零件可以由塑料或聚合物（例如PTFE、ETFE、PEEK或Kel-F、更优选地PEEK）制成。

在一些其他实施例中，筛板组件可以包括一个单件式多孔筛板，即不是筛板的多个段。如在其他所描述的实施例中，该单件式多孔筛板可以被容纳在一个外部非多孔、优选地聚合物的接头中，例如使该接头安装到柱的出口上以使得筛板组件形成一个筛板帽。

该外部非多孔接头可以具有多个开口以允许分开引入流动相的流。例如，该外部非多孔接头可以具有一个径向中心的开口以允许穿过筛板的流动相的一个部分的流穿至柱的一个径向中心区域中，并且可以具有在该中心开口径向向外处的一个或多个外围开口以允许穿过筛板的流动相的一个部分的流穿至柱的一个外围径向区域（包围该径向中心区域）中。可以例如通过在该外部非多孔接头的侧壁中具有一个或多个外围开口而将流动相流的部分从筛板的外侧引入到柱的外围区域中。

入口筛板组件优选地具有圆形外部形状以吻合圆形截面柱，虽然可以例如取决于柱形状使用具有其他形状的筛板组件。

入口筛板的材料可以是在LC中所使用的常规筛板材料，例如钢。因而，该筛板可以只是以在此描述的分流方式被配置成使流动穿过它的洗脱液流分流。例如，筛板材料、厚度（深度）、以及孔隙率可以是常规在LC系统中所使用的。例如，可以使用具有0.25mm至2mm典型厚度的筛板。例如，可以使用具有标称的2μm孔隙率的筛板。然而，可以使用具有其他孔隙率的筛板，例如在标称地0.1μm至20μm的范围内。分流筛板实施例的非多孔本体优选地由一种塑料或聚合物（例如PTFE、ETFE、PEEK或Kel-F、更优选地PEEK）制成，但可以由金属（例如，不锈钢）制成。此类非多孔材料还可以被提供为在一个或多个筛板段的一个或多个表面上的一个薄层或涂层，这一个或多个筛板段邻接另一个筛板段以提供一个流动屏障。非多孔流动屏障替代地可以由一种金属制成。这样一种金属屏障可以通过溅射作为邻接另一个筛板段的一个或多个筛板段的一个或多个表面上的一个薄层或涂层而形成。

与筛板段的宽度相比，流动屏障或非多孔本体的宽度（即在径向方向上测量的）优选地是小的，即优选地低于这些筛板段中的每一个的宽度。该宽度优选地是尽可能小的，理想上是微米大小的。

优选地，柱入口和出口各自位于柱的一端，即位于柱的相反端。使用的柱优选地在其入口端具有一个入口流量分配器，例如以便在一个中心流周围产生帘幕流态。该流量分配器优选地被配置成在其中分开的通道中输送流动相流的至少第一和第二部分，即第一部分在与第二部分等分开的一个或多个通道中输送。因而，该入口流量分配器是有效用于流动相流的一个分配器。该流量分配器可以被提供为一个柱端接头，即在使用中可释放地安装到柱出口端上的一个可拆卸的端接头。可替代地，可以与柱的入口端整合而制造该入口流量分配器。一个优选的安排是使该入口流量分配器作为在使用中被安装到柱的末端上的一个分开的端接头零件。然而，将要了解的是，在其他实施例中，流量分配器可以与具有多个分开的通道的柱整合而制造以输送流动相流的至少第一和第二部分是可能的。在此类整合的实施例中，该流量分配器不是一个分开的零件。在此，虽然一个分开的端接头的优选实施例将主要用来说明入口流量分配器，但是这样一种端接头的特征还通常用于流量分配器与柱末端整合制造的情况。

该入口流量分配器被配置成在其中具有多个分开的通道以分开输送流动相流的至少第一和第二部分。单独地该入口流量分配器可以被配置成以分开的部分引入该流动相流，例如其中在入口处使用了一个标准的（非分流）筛板。因而，该入口流量分配器具有多个分开的通道用于使流动相的至少第一和第二部分流入。因此，流动相的这些分开的部分可以被分配到柱的不同区域中。如上所描述，该流量分配器优选地被提供为一个端接头，其中该端接头包括多个分开的通道。

入口流量分配器（例如端接头）的分开的通道优选地被安排成输送流动相流的多个部分，这些流动相流的多个部分被引入到柱的不同区域（更优选地如所描述的柱的不同径向区域）中。流量分配器的分开的通道可以包括具有至少一个通道（优选地一个第一通道）的一个第一组，该第一组位于该分配器中以使得在使用中它处于柱的一个第一区域、优选地第一径向区域。例如，在处于一种端接头形式的一个入口流量分配器的情况下，该端接头的具有至少一个通道的第一组位于该接头中，这样使得当它被安装到柱的入口端上时，该第一组处于柱的一个第一区域、优选地第一径向区域。该第一径向区域优选地是柱的中心径向区域，更优选地基本上位于纵向贯穿柱的一条中心轴线上，并且在这种情况下具有至少一个通道的一个第一组在此称为一个中心入口通道组。第一或中心通道组输送流动相流的一个第一部分。具有至少一个通道的第一组（例如，中心通道组）优选地与一个分流入口筛板组件的一个中心筛板段径向对齐，其中采用了一个分流筛板组件。入口流量分配器的分开的通道可以包括具有至少一个通道（优选地多个通道）的一个第二组，该第二组位于该分配器中以使得在使用中它处于柱的一个第二区域、优选地第二径向区域。例如，在处于一种端接头形式的一个流量分配器的情况下，该端接头的具有至少一个通道（优选地多个通道）的第二组位于该接头中，这样使得当它被安装到柱的入口端上时，具有至少一个通道的第二组处于柱的一个第二区域、优选地第二径向区域。该第二径向区域优选地是位于中心径向区域径向向外或外围处的一个径向区域，并且在这种情况下具有至少一个通道的一个第二组在此称为一个外部或外围的入口通道组。第二或外部或外围的通道组输送流动相流的一个第二部分。具有至少一个通道的第二组（例如，外部或外围的入口通道组）优选地与一个分流入口筛板组件的一个外部或外围的筛板段径向对齐，其中采用了一个分流筛板组件。在其他实施例中，在流量分配器中可以包括具有一个或多个通道的一个第三组和任选地另外的组，例如其中流动相的第三部分和任选地其他的分开的部分被引入到柱中。在多个优选的实施例中，用于引入流动相的一个第一部分的第一通道组包括一个径向中心通道，并且第二组包括在该中心通道径向向外处的多个外部通道。然而，将要了解的是，在多个实施例中，该第一组可以包括多个中心通道（即在一个中心径向区域）和在具有多个通道的第一组径向向外处的多个外部通道。在其他实施例中，可以不存在中心通道。在此类情况下，可以与来自多个外部通道的流分开地将穿过多个中心通道的流动相流聚集在一起并且最后作为一个第一部分来处理，来自多个外部通道的流可以被聚集在一起并且作为一个分开的第二部分来处理。

优选地，该入口流量分配器被安排成非常靠近入口筛板组件或最优选地与入口筛板组件相接触，这样使得穿过该入口流量分配器中的对应的通道的组的流动相的这些部分作为柱的不同径向区域中的流动相的第一和第二部分对应地穿过筛板组件。通过在与该筛板组件相接触的方向上安排该流量分配器，使得引入空隙的可能性很小。使用的入口流量分配器可以抵靠筛板表面而放平。使用的流量分配器可以与筛板组件的一个或多个非多孔零件相接触而放置，以使得该一个或多个非多孔零件在筛板（例如筛板段）与流量分配器之间提供密封从而对入口处来自彼此的流动相流的邻近部分进行密封。例如，非多孔外部筛板接头和/或非多孔流动屏障（该非多孔流动屏障使多孔筛板段分开）可以抵靠流量分配器进行密封从而当流动相的这些部分穿过入口筛板时使其保持分开。

穿过入口流量分配器（优选地端接头）的通道优选地各自在其上游端处具有一个进入口或入口端口，可以将进入管道连接至该进入或入口端口上以使流动相载到柱中。通道的数目可以或可以不等于进入口端口的数目，例如在一些实施例中，入口流量分配器中的任何两个或更多个通道可以共享一个进入口端口。然而，优选地通道的数目等于进入口端口的数目。

优选地，入口流量分配器中的外部或外围通道和它们的端口被对称地安排在柱的中心轴线周围。例如，这些外部或外围通道和它们的端口可以与中心轴线/中心通道和端口平分地间隔开和/或等距离的间隔开。然而，这些外部或外围通道和它们的端口可以被不对称地安排。

优选地，入口流量分配器包括一个中心通道和从2至12个外部通道（即2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、或12个外部通道），更优选地一个中心通道和从3至6个外部通道。具有3、4、5或6个外部通道的入口流量分配器是一个很好的实例。然而，这些数目并不限制本发明。

作为多个优选的实例，在一个第一优选的实施例中，入口流量分配器（优选地端接头）包括一个中心通道和三个外部通道（即一个第四通道或端口配置）。在一个第二优选的实施例中，入口流量分配器包括一个中心通道和六个外部通道（即一个第七通道或端口配置）。可以改变通道的数目和端口的数目，例如可以使用四个端口、五个端口、六个端口、七个端口、八个端口、九个端口、十个端口、十一个端口、或十二个端口配置，或实际上可以使用具有甚至更高端口数目的配置。

关于中心进入口端口的数目与外围进入口端口的数目，在以上所提到的第一优选的实施例中入口流量分配器（优选地端接头）可以在中心处具有一个中心进入口端口和包围它的三个外围进入口端口，但应当理解的是，本发明想到任何数目的外围进入口端口，例如一个或多个外围进入口端口。多个优选的实例可以具有从3至12个、更优选地3至10个外围进入口端口，具体地3、4、5、6、7或8个外围进入口端口。具有3、4、5或6个外围引出口端口的入口流量分配器（优选地端接头）是一个很好的实例。此外，本发明想到任何数目的中心进入口端口（即将一个流传输至一个中心径向区域的那些端口），例如一个或多个中心进入口端口。优选地，存在一个中心进入口端口。这些进入口端口通常可以位于流量分配器的本体的末端或侧面，优选地末端。外部进入口端口或多个端口可以位于流量分配器的末端或侧面。中心进入口端口或多个端口可以位于流量分配器的末端或侧面，但优选地末端。

选择引导流动相的每一个部分的这一个或多个进入口端口的数目和大小可以是用于改变流动相流的这些部分的对应体积的比率（即入口分割程度）的一种手段。可替代地或还可以通过调整入口通道中的压力（即差别的入口压力）来改变入口处的流动相流的这些部分的对应体积的比率（分割程度）。

在使用中，可以封闭（即封堵）这些进入口端口中的一个或多个，以使得流动相不会从其中流过，但反而使其流动穿过剩余的打开的端口。

入口端接头可以具有与常规端接头类似的外部尺寸。在柱入口处，该入口端接头可以或者被手动紧固或者必要时借助于一个工具紧固至柱的末端上。端接头优选地通过螺旋连接被安装到柱的入口端上，或可以被推进安装、或可以使用另一种类型的连接来进行连接。针对用于分析柱（例如用于HPLC）的许多常规类型的端接头而言，用于该柱上的端接头的一种典型的连接包括在该柱的入口端上的一个外螺纹和在该端接头内部的一个内螺纹。在此类安排中，该端接头因而拧到柱的末端上并且覆盖入口。在其他实施例中，端接头可以被内部地安装在柱末端中，例如针对某些类型的自填充柱和轴向压缩柱。在此类实施例中，该端接头可以被推进（摩擦）安装到柱末端中，并且任选地可以在它的外部表面上带有一个密封装置（如一个或多个密封环或O型环）以抵靠柱壁的内表面进行密封。该端接头可以由任何适合的材料制成。该端接头可以由金属（优选地不锈钢）制成，尤其在优选地通过螺纹或通过使用一个世伟洛克^TM（Swagelok^TM）类型接头将它安装到一个金属柱（例如不锈钢柱）的情况下。在其他情况下，例如在柱是玻璃的情况下，该端接头可以由其他适合的材料（例如塑料，比如PEEK）制成。将要了解的是，本发明的一个关键特点是使流动相流的分离被维持在柱上，而且不仅仅是进一步的上游。这通过在此描述的本发明的特点（如分流筛板组件和流量分配器）来实现。

该出口优选地被配置成当一个洗脱液流离开该柱时使该流（即离开该柱的流动相）分流。优选地配置该出口以使得已经在不同区域中流动穿过柱的这些流动相部分在出口处彼此分流以提供洗脱液的分开的部分。优选地配置该出口以使得该洗脱液流被分流成至少两个分开的部分，并且每个部分被分开地处理，例如引导至与其他一个部分（或多个部分）被引导至其中的处理装置分开的其自身的处理装置中。因而，离开该柱的洗脱液流的一个部分与另一个部分分开，并且与其他一个部分分开地处理。在某些优选的实施例中，离开该柱的洗脱液流的一个部分与另一个部分分开，并且与其他一个部分分开地检测。在某些优选的实施例中，离开该柱的洗脱液流的一个部分与另一个部分分开，并且与其他一个部分分开地收集该部分的级分。将要了解的是，本发明的另一个有利特点是洗脱液流的分离可以在柱上进行，并不是像常规方法一样在柱后进行。这是通过在此描述的本发明的特点（如在出口处的分流筛板组件和流量分配器）来实现。

优选地，该出口被配置成当一个洗脱液流通过该出口离开柱时将该洗脱液流分流成至少两个分开的部分：该流的至少一个第一部分和该流的至少一个第二部分。洗脱液流的这些第一和第二部分优选地是流动穿过柱的流动相的对应第一和第二部分的流出物。优选地，将洗脱液的该流的一个第一部分引导至一个第一处理装置中，并且将洗脱液的该流的一个第二部分引导至与该第一处理装置分开并且优选地不同于该第一处理装置的一个第二处理装置中。例如，优选地该第一处理装置包括一个用于检测存在于该洗脱液中的样品的检测器，并且该第二处理装置可以包括一个废物接收器，或是作为同一个或另一个色谱柱的入口，以使得该第二部分经受至少另外一轮的色谱法。然而，该第二处理装置还可以包括一个用于检测存在于该洗脱液中的样品的检测器。可以采用许多其他的处理装置及其组合，并且下面在此更详细地讨论这些装置。以此方式，例如，本发明提供了一种具有一个出口的柱，该出口被配置成选择性地引导洗脱液流的一个部分至一个第一处理装置（例如一个检测器）中，同时该出口引导另一个部分至与该第一处理装置分开的另一个处理装置中。

优选地，洗脱液的至少两个分开的部分从柱的不同区域流出，例如该第一部分可以从一个第一区域流出并且该第二部分可以从柱（更具体地填充柱床层）的一个第二区域流出。从其中流出洗脱液流的第一和第二部分的这些第一和第二区域优选对应地是流动相的第一和第二部分已经流动穿过的柱的第一和第二区域。更优选地，这至少两个分开的部分从柱的不同径向区域流出，例如该第一部分可以从一个第一径向区域流出并且该第二部分可以从不同于该第一径向区域的柱的一个第二径向区域流出。在此术语径向区域意指处于柱的横截面或平面的一个区域，即垂直于柱的中心轴线或纵向轴线的截面或平面。因而，在此术语径向的或径向地是指垂直于柱的中心轴线或纵向轴线的方向。优选地，柱的第一区域是基本上位于远离该柱的壁的一个径向区域。优选地，该柱是在其中具有一个柱床层的填充柱，并且该填充柱的一个第一区域是一个径向区域，洗脱液从该径向区域穿过该柱床层的最均匀填充的部分离开该柱。还更优选地，该第一部分从该柱的一个中心径向区域流出，并且该第二部分从位于该中心径向区域径向向外处的一个径向区域流出。最优选地，柱的中心径向区域是基本上位于一条中心轴线上的一个区域，该中心轴线从入口至出口纵向贯穿该柱。以此方式，可以将含有相对更高的样品浓度和更好分辨的组分的洗脱液流的一个中心核作为一个部分引导至一个检测器、或其他处理装置中，而将例如作为一个或多个其他部分的该洗脱液流的剩余部分引导至其他地方，例如引导至一个或多个不同的处理装置中。因而，优选地不同于洗脱液流的剩余部分并且与洗脱液流的剩余部分分开地处理洗脱液流的第一部分。不以任何方式对本发明的范围进行限制，据信是由于以下事实：从一个受限制的径向区域取得的洗脱液的一个部分具有比从横贯该柱的全宽度取得的洗脱液更小的轴向散开的样品，这是由于移动的样品带的抛物线形状所致。

在一些实施例中，该出口被安排成当洗脱液的流离开柱时使该流分流成多于两个部分，例如，在此类实施例中，该出口可以被安排成当洗脱液的流离开柱时使该流分流成三个或更多个分开的部分，每个部分被引导至与其他部分分开的一个处理装置中，即因此在这种情况下，存在三个或更多个分开的处理装置。

如上所述，填充LC柱内的移动样品带的浓度随着离柱中心轴线的距离增加而降低，部分由于柱直径内和横贯柱直径的不均匀流动并且部分由于与填充床层内和填充床层周围的运送相关联的扩散和相关的传质效应，该填充床层自身的密度和均匀性可以随对柱进行填充的有效性而变化。该移动的样品带还趋向于具有抛物线形状。这些现象可以导致关于样品分离效率、检测以及分辨率的缺点，因为常规的柱出口使来自横贯该柱的整个直径的洗脱液聚集。然而，本发明能够使引出该柱的洗脱液的流分流或分割，以使得该洗脱液流的一个部分与至少另一个部分分开并且可以分开地处理这些部分。例如，可以将含有相对更高浓度样品的此外更好分开的洗脱液的一个部分选择性地引导至一个检测器中，以使得提供增强的检测，其中峰也被更好地分辨。也就是说，被色谱分析的样品中的组分带在柱的中心核中变得轴向散开更少，以使得由于检测样品中的邻近组分，色谱图中的峰变得更好地分开、或分辨。在更优选的实施例中，检测因此仅集中在从柱的中心核（即中心径向区域）洗脱下来的流的部分上，因为该流的部分具有比更靠近柱壁的径向外部区域浓度相对更高的样品。换言之，可以通过使用本发明减少或消除存在于洗脱液流中的有害的边缘效应。在制备型色谱法的情况下，含有相对更高浓度样品的更好分开的洗脱液的部分可以被选择用于分级分离以得到该样品的更纯的级分。在柱的壁或外围径向区域中的流动相的一个流有利地用作防止柱的一个中心径向区域中的流动相的一个流中的样品迁移到该柱壁上。以此方式，单独地流动相洗脱液的中心部分的收集和/或检测可以导致高达100%的样品有效使用（即仅0%的样品被浪费在外围部分中），其中基本上可以通过本发明的功能来限制该样品。在此类实施例中，一个更窄直径的柱有效地被采用用于分离和分析，但更宽钻孔柱的压力下降、该更宽钻孔床层的流速更高以及具有更大体积床层的额外死体积优点。

由上可以看出，在多个具体实施例中该设备优选地包括一个检测器，该检测器被安排成与其他一个部分或多个部分分开地检测洗脱液的至少一部分。更优选地，该检测器被安排成分开检测从柱的一个中心径向区域流出的洗脱液的一个部分。在另外的多个具体实施例中，该设备包括一个级分收集器，该级分收集器被安排成与其他一个或多个部分分开地收集该洗脱液的至少一部分的级分。在此类实施例中，该设备可以被配置成将其他一个或多个部分送到一个废物接收器中。在一些实施例中，该设备可以被配置成将其他一个或多个部分送到一个柱的入口中，以用于该其他一个或多个部分的进一步色谱法。其他一个或多个部分优选地从相对于中心径向区域的柱的一个外部径向区域流出。

虽然可以将可供进入例如一个检测器的流体的量减少为仅选择洗脱液流的一个部分用于检测，但检测器流动路径中的样品的浓度与常规情况相比有所增加。针对某些检测器类型（例如像一个质谱仪），其中容许进入光谱仪的洗脱剂的量理想上应当是低的，并且在某些检测器（例如像UV检测器）的情况下，其中流动效应是相关的，这是一个正面益处。在质谱仪（MS）检测系统的情况下，因为根据本发明仅取洗脱液的一个部分用于检测，所以这可以意味着本发明能够更好地使用具有MS检测的常规大小的柱。例如，一个常规的4.6mm HPLC柱可以典型地具有大约1.5ml/min的流速，然而在一些实施例中本发明的分流安排可以提供洗脱液的一个部分用于检测，该部分具有仅大约0.2ml/min的流速，MS系统可以更简单地处理该部分，因为蒸发更大负载的溶剂要求更大的真空功率。一些生物检测器（如DPPH抗氧化剂检测器）要求柱后试剂以进入流动流（stream）。通过流动相与DPPH试剂的比率来规定最大灵敏度。能够使引出柱的流分流有益地减少了DPPH试剂的消耗，而没有灵敏度损失。还可以具有最小的死体积而同时采用多个检测装置。这些检测器可以是样品破坏的，因为还会将样品的一个部分收集在级分中以用于进一步分析。

洗脱液流的不同部分的对应体积的比率可以变化，因而流分割可以是可调的。最佳流量比典型地取决于所进行的具体实验。随着从中心段收集的比例的降低，分离的效率系统地增加。这是一个正面益处，因为可以取决于获得分离所关联的难度、或甚至是多少样品必须流进样品负载依赖型的检测器（如质谱仪）来调整该分离。此外，可以考虑该方法的环境负担而改变从一个外围区域例如到废物中的流的量与从柱的一个中心区域收集的流的量。本发明有益地提供了一种可以权衡经济益处以及环境益处的可调系统。

可以通过如下更详细描述的各种手段来改变洗脱液的流的比率。优选地，分开处理的洗脱液的一个部分是总洗脱液的70%或更少、或50%或更少（按体积计），更优选30%或更少。例如，该一个部分可以是总洗脱液的50%或更少、45%或更少、40%或更少、35%或更少、30%或更少、25%或更少、20%或更少、15%或更少、10%或更少、或5%或更少。此一个部分优选地是从柱的一个中心径向区域流出的一个部分。此一个部分优选地是与一个或多个其他部分分开地检测或分开地收集的一个部分。

可以通过选择不同筛板段的面积的比率和/或通过选择出口端口的数目和/或大小来改变洗脱液流的不同部分的对应体积的比率。

可以通过调整一个或多个通道中的压力和/或流率（例如差别的出口压力）来改变来自出口的洗脱液流的部分的对应体积的比率（分割程度），这一个或多个通道被连接到引出口端口上并且在该引出口端口的下游。可以例如借助于载有这些部分中的一个部分的至少一个下游通道中的压力或流量调节器来改变差别的出口压力，和/或可以例如通过改变沿引出口端口的管线的长度或通过改变沿引出口端口的管线的直径来改变差别的出口压力。

该出口优选地配备有一个筛板，其中设置该筛板这样使得离开柱的洗脱液流动穿过该筛板。优选地，该筛板位于出口处的柱内径之内。

出口筛板优选地是处于一个筛板组件中，该筛板组件被配置成当洗脱液的流离开柱时使该流分流成至少两个分开的部分。为了使该流分流，优选地该入口筛板组件是一个分流筛板组件（在此又称为分割式筛板组件），该分流筛板组件包括至少两个分开的筛板段，这至少两个分开的筛板段由一个或多个流动屏障而彼此分开，例如一种非多孔本体可以提供流动屏障，或一种非多孔涂层可以提供流动屏障，例如其中此种涂层被提供在至少一个分开的筛板段的一个或多个表面上，该一个或多个被涂覆的表面邻接其他筛板段或多个段。因而，流动穿过一个或多个第一筛板段的洗脱液可以提供流的第一部分，并且流动穿过一个或多个第二筛板段的洗脱液可以提供流的第二部分，因为流动穿过这一个或多个第一筛板段的洗脱液借助处于非多孔本体形式的流体屏障而与流动穿过这一个或多个第二筛板段的洗脱液分开。当洗脱液穿过筛板组件时，流动屏障阻止了这些筛板段之间的洗脱液的横向（即径向）流动，从而能够使流隔离成分开的部分。因为分流筛板的这些段占据了柱的不同区域（尤其是不同的径向区域），所以该分流筛板决定了洗脱液的至少两个分开的部分从柱的不同区域（优选地如所描述的不同径向区域）流出。另一方面，一种常规的单个筛板片是效率较低的，因为穿过该筛板的洗脱液的流不是那么有序的并且因此流动穿过柱床层的不同区域的洗脱液可能当它流动穿过该筛板时变得混合至不希望的程度。使用一个分流筛板能够使流动穿过柱床层的不同区域的洗脱液以不同的部分引出该筛板，这些不同的部分相对应于柱的不同区域。

分流筛板组件的一种优选的配置包括：至少一个中心筛板段，一个非多孔本体以及至少一个外部筛板段，该非多孔本体包围这至少一个中心筛板段，该至少一个外部筛板段包围这至少一个中心筛板段但由该非多孔本体与此分开。更优选地，该分流筛板包括：一个径向中心的中心筛板段、一个非多孔本体以及一个外部筛板段，该非多孔本体环状地包围该中心筛板段，该外部筛板段环状地包围该非多孔本体。最优选地，该径向中心的中心筛板段基本上位于从入口至出口纵向贯穿柱的中心轴线上。出口处的此类分流筛板配置容许这一个或多个中心筛板段产生从柱的一个中心径向区域流出的流的一个部分，并且这一个或多个外部筛板段产生从位于该中心径向区域径向向外（外围）处的一个径向区域流出的流的一个部分。

该中心筛板段和外部筛板段可以具有不同的相对面积，从而使洗脱液流分流成来自具有不同相对面积的中心区域和外围区域的多个部分。因而，这些筛板段的面积的比率可以是用于改变洗脱液流的分流部分的对应体积的比率的一种手段。例如，外部筛板段的面积与中心筛板段的面积的比率可以从例如90%:10%至50%:50%、更典型地从80%:20%至50%:50%变化，但也可以使用在这些范围之外的比率。外部筛板段的面积与中心筛板段的面积的一个优选的比率是从约6:1至约1:1、更优选地从约3:1至约1:1、还更优选地从约2.5:1至约1.5:1，并且最优选地是约2:1。

这些筛板段可以具有相同或不同的密度。例如，该中心筛板段可以具有与该外部筛板段不同的密度。在一种类型的实施例中，该中心筛板段可以具有比该外部筛板段更低的密度。因而，可以控制洗脱液以优选地流动穿过相对于具有更高密度的一个筛板段而言的具有更低密度的一个筛板段。

出口筛板组件典型地包括一个外部非多孔接头（优选地由聚合物制成），例如使该外部非多孔接头安装到柱的出口端上以使得该筛板组件形成一个筛板帽。这样一种外部接头是优选的，因为例如一种钢筛板将不会抵靠钢柱壁进行很好地密封。聚合物接头可以由不同的聚合物（例如PTFE、ETFE、PEEK或Kel-F、更优选地PEEK）制成。通常，该筛板组件的任何非多孔零件可以由塑料或聚合物（例如PTFE、ETFE、PEEK或Kel-F、更优选地PEEK）制成，或可以由金属（例如不锈钢）制成。

在一些其他实施例中，出口筛板组件可以包括一个单件式多孔筛板，即不是筛板的多个段。如在其他所描述的实施例中，该单件式多孔筛板可以被容纳在一个外部非多孔、优选地聚合物的接头中，例如使该接头安装到柱的出口上以使得筛板组件形成一个筛板帽。

出口筛板组件的外部非多孔接头可以具有多个开口以使洗脱液的流分开。例如，该外部非多孔接头可以具有一个径向中心的开口以允许从筛板穿过洗脱液的一个部分的流，该洗脱液的一个部分的流从柱的一个径向中心区域流出，并且可以具有在该中心开口径向向外处的一个或多个外围开口以允许从筛板穿过洗脱液的一个部分的流，该洗脱液的一个部分的流从柱的一个外围径向区域（包围该径向中心区域）流出。可以例如通过在外部非多孔接头的侧壁中具有一个或多个外围开口而从筛板的外侧聚集从柱的外围区域流出的流的部分。

出口筛板组件优选地具有圆形的外部形状以符合圆形截面柱，虽然可以例如取决于柱形状使用具有其他形状的筛板组件。

出口筛板的材料可以是在LC中所使用的常规筛板材料，例如钢。因而，该筛板可以只是以在此描述的分流方式被配置成使流动穿过它的洗脱液流分流。例如，筛板材料、厚度（深度）、以及孔隙率可以是常规在LC系统中所使用的。例如，可以使用具有0.25mm至2mm典型厚度的筛板。例如，可以使用具有2μm孔隙率的筛板。分流筛板实施例的非多孔本体优选地由一种塑料或聚合物（例如PTFE、ETFE、PEEK或Kel-F、更优选地PEEK）制成，或可以由金属（例如，不锈钢）制成。此类非多孔材料还可以被提供为在一个或多个筛板段的一个或多个表面上的一个薄层或涂层，这一个或多个筛板段邻接另一个筛板段以提供一个流动屏障。非多孔流动屏障替代地可以由一种金属制成。这样一种金属屏障可以通过溅射作为邻接另一个筛板段的一个或多个筛板段的一个或多个表面上的一个薄层或涂层而形成。此类薄层或涂层流动屏障可以对流具有低阻力的优点。

与筛板段的宽度相比，流动屏障或非多孔本体的宽度（即在径向方向上测量的）优选地是小的，即优选地低于这些筛板段的宽度。因而，可以由流中存在流动屏障而引起的对具有分离的组分的流的任何可能的阻力、或流动屏障后面的任何死区效应从而可以减小至最低。然而，将要了解的是，该屏障不应当是如此之薄以致于不能使流隔离成分开的部分有效实现。

在某些实施例中，出口可以配备有多个毛细管（引出口毛细管）以引导洗脱液流，其中一个或多个毛细管被安排成引导该流的第一部分并且一个或多个其他毛细管被安排成引导该流的第二部分。因此，该第一和第二部分是在分开的毛细管中进行输送并且因此彼此分流。引出口毛细管优选地由一种非多孔材料（例如塑料）而彼此分开。以此方式，仅沿着这些分开的毛细管对该流进行引导。优选地，筛板被提供在这些引出口毛细管中。在此类引出口毛细管的一个优选的安排中，一个径向中心的第一毛细管可以被多个第二毛细管（例如捆绑的毛细管，这些捆绑的毛细管可以是以一种环形安排的捆绑的毛细管）包围、优选地环形包围，其中该径向中心的第一毛细管引导洗脱液流的第一部分并且这些多个第二毛细管与该第一部分分开地引导洗脱液流的第二部分。

优选地，柱入口和出口各自位于柱的一端，即位于柱的对立端。使用的柱优选地在其出口端处具有一个流量分配器（出口流量分配器）。该出口流量分配器优选地被配置成在其中分开的通道中输送洗脱液流的至少第一和第二部分，即第一部分在与第二部分等分开的一个或多个通道中输送。因而，流量分配器是有效用于洗脱液流的一个分配器。该出口流量分配器可以被提供为一个柱末端接头，即在使用中可释放地安装到柱出口端上的一个可拆卸的端接头。可替代地，可以与柱的末端整合而制造该出口流量分配器。一个优选的安排是使该出口流量分配器作为在使用中被安装到柱的末端上的一个分开的端接头零件。然而，将要了解的是，在其他实施例中，流量分配器可以与具有多个分开的通道的柱整合而制造以输送洗脱液流的至少第一和第二部分是可能的。在此类整合的实施例中，该流量分配器不是一个分开的零件。在此，虽然一个分开的端接头的优选实施例将主要用来说明该流量分配器，但是这样一种端接头的特点还通常用于该流量分配器与柱末端整合制造的情况。

出口处的流量分配器被配置成其中具有多个分开的通道以分开输送洗脱液流的至少第一和第二部分，例如像通过所描述的分流筛板组件使该洗脱液流的至少第一和第二在出口处的下游分流，或单独地该流量分配器可以被配置成使洗脱液流分流成分开的部分，例如其中在出口处使用了一个标准的（非分流）筛板。因而，该流量分配器具有多个分开的通道用于使洗脱液的至少第一和第二部分流入。因此，洗脱液可以被分流成多个分开的部分，这些分开的部分被分配到不同的处理装置中。如上所描述，该流量分配器优选地被提供为一个端接头，其中该端接头包括多个分开的通道。

出口流量分配器（例如端接头）的分开的通道优选地被安排成输送洗脱液流的多个部分，这些洗脱液流的多个部分从柱的不同区域（更优选地如所描述的柱的不同径向区域）流出。流量分配器的分开的通道可以包括具有至少一个通道（优选地一个第一通道）的一个第一组，该第一组位于该分配器中以使得在使用中它处于柱的一个第一区域、优选地第一径向区域。例如，在处于一种端接头形式的流量分配器的情况下，该端接头的具有至少一个通道的第一组位于该接头中，这样使得当它被安装到柱的出口端上时，该第一组处于柱的一个第一区域、优选地第一径向区域。该第一径向区域优选地是柱的中心径向区域，更优选地基本上位于纵向贯穿柱的一条中心轴线上，并且在这种情况下具有至少一个通道的一个第一组在此称为一个中心通道组。第一或中心通道组输送洗脱液流的一个第一部分。具有至少一个通道的第一组（例如，中心通道组）优选地与一个分流筛板组件的一个中心筛板段径向对齐，其中采用了一个分流筛板组件。出口流量分配器的分开的通道可以包括具有至少一个通道（优选地多个通道）的一个第二组，该第二组位于该分配器中以使得在使用中它处于柱的一个第二区域、优选地第二径向区域。例如，在处于一种端接头形式的一个末端的情况下，该端接头的具有至少一个通道（优选地多个通道）的第二组位于该接头中，这样使得当它被安装到柱的出口端上时，具有至少一个通道的第二组处于柱的一个第二区域、优选地第二径向区域。该第二径向区域优选地是位于中心径向区域径向向外或外围处的一个径向区域，并且在这种情况下具有至少一个通道的一个第二组在此被称为一个外部或外围的通道组。第二或外部或外围的通道组输送洗脱液流的一个第二部分。具有至少一个通道的第二组（例如，外部或外围的通道组）优选地与一个分流筛板组件的一个外部或外围的筛板段径向对齐，其中采用了一个分流筛板组件。在其他实施例中，在流量分配器中可以包括具有一个或多个通道的一个第三组和任选地另外的组，例如其中洗脱液的第三部分和任选地另外的部分被分开用于处理。在多个优选的实施例中，用于引导洗脱液的一个第一部分的第一通道组包括一个径向中心通道，并且第二组包括在该中心通道径向向外处的多个外部通道。然而，将要了解的是，在多个实施例中，该第一组可以包括多个中心通道（即在一个中心径向区域）和在具有多个通道的第一组径向向外处的多个外部通道。在此类情况下，可以与来自多个外部通道的流分开地将来自多个中心通道的流聚集在一起并且作为一个第一部分来处理，来自多个外部通道的流可以被聚集在一起并且作为一个第二部分来处理。

优选地，出口流量分配器的通道基本上是在与入口流量分配器的通道相同的径向位置上，入口流量分配器的通道是存在于柱的入口处。

优选地，流量分配器被安排成非常靠近筛板组件或最优选地与筛板组件相接触，这样使得从柱床层的不同径向区域流出的、穿过该筛板组件（优选地分流筛板）的洗脱液的这些部分穿过该分配器中的对应的通道的组，例如穿过该筛板组件的洗脱液的第一和第二部分对应地进入该流量分配器中的通道的第一组和第二组。通过在与该筛板组件相接触的方向上安排该流量分配器，使得引入空隙的可能性很小。使用的流量分配器可以抵靠筛板表面而放平。使用的流量分配器可以与筛板组件的一个或多个非多孔零件相接触而放置，以使得该一个或多个非多孔零件在筛板（例如筛板段）与流量分配器之间提供密封从而对来自彼此的洗脱液流的邻近部分进行密封。例如，非多孔外部筛板接头和/或非多孔流动屏障（该非多孔流动屏障使多孔筛板段分开）可以抵靠该流量分配器而密封从而保持洗脱液的这些部分分开。

穿过出口流量分配器（优选地端接头）的通道优选地各自在其下游端处具有一个引出口或出口端口，可以将引出口管道连接至该引出口或出口端口上以使洗脱液载到例如处理装置中。通道的数目可以或可以不等于引出口端口的数目，例如在一些实施例中，任何两个或更多个通道可以合并在流量分配器内以共享一个引出口端口。然而，优选地通道的数目等于引出口端口的数目。

优选地，外部或外围通道和它们的端口被对称地安排在柱的中心轴线周围。例如，这些外部或外围通道和它们的端口可以与中心轴线/中心通道和端口平分地间隔开和/或等距离的间隔开。然而，这些外部或外围通道和它们的端口可以被不对称地安排。

优选地，出口流量分配器包括一个中心通道和从2至12个外部通道（即2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、或12个外部通道），更优选地一个中心通道和从3至6个外部通道。具有3、4、5或6个外部通道的出口流量分配器是一个很好的实例。然而，这些数目并不限制本发明。

出口流量分配器优选地具有与在此描述的入口流量分配器相同数目的中心通道（尤其是一个中心通道）和相同数目的外部通道。

作为多个优选的实例，在一个第一优选的实施例中，出口流量分配器（优选地端接头）包括一个中心通道和三个外部通道（即一个第四通道或端口配置）。在一个第二优选的实施例中，出口流量分配器包括一个中心通道和六个外部通道（即一个第七通道或端口配置）。可以改变通道的数目和端口的数目，例如可以使用四个端口、五个端口、六个端口、七个端口、八个端口、九个端口、十个端口、十一个端口、或十二个端口配置，或实际上可以使用具有甚至更高端口数目的配置。

关于中心引出口端口的数目与外围引出口端口的数目，在以上所提到的第一优选的实施例中出口流量分配器（优选地端接头）可以在中心处具有一个中心引出口端口和包围它的三个外围引出口端口，但应当理解的是，本发明想到任何数目的外围引出口端口，例如一个或多个外围引出口端口。多个优选的实例可以具有从3至12个、更优选地3至10个外围引出口端口，具体地3、4、5、6、7或8个外围引出口端口。具有3、4、5或6个外围引出口端口的流量分配器（优选地端接头）是一个很好的实例。此外，本发明想到任何数目的中心引出口端口（即传输来自一个中心径向区域的一个洗脱液流的那些端口），例如一个或多个中心引出口端口。优选地，存在一个中心引出口端口。这些引出口端口通常可以位于流量分配器的本体的末端或侧面，优选地末端。外部引出口端口或多个端口可以位于流量分配器的末端或侧面。中心引出口端口或多个端口可以位于流量分配器的末端或侧面，但优选地末端。在一些实施例中，可以从筛板的外部侧面聚集从柱的外围区域流出的流的部分并且例如引导穿过位于流量分配器的这些侧面的外部引出口端口或多个端口。可以从筛板的中心聚集从柱的中心区域流出的流的部分并且例如引导穿过位于流量分配器的末端的一个中心引出口端口或多个端口。

选择引导洗脱液的每个部分的这一个或多个引出口端口的数目和大小可以是用于改变洗脱液流的这些部分的对应体积的比率（即分割程度）的一种手段。可替代地或还可以通过调整沿这些引出口端口的下游通道中的压力（即差别的出口压力）来改变来自出口的洗脱液流的这些部分的对应体积的比率（分割程度）。例如可以通过改变沿这些引出口端口的管线的长度或管线的直径来改变该差别的出口压力。

在使用中，可以封闭（即封堵）这些引出口端口中的一个或多个，以使得洗脱液不会从其中流过，但反而引起流动穿过剩余的打开的端口。

洗脱液的流的一个部分包含从出口聚集并且由一个具体路径送到一个具体处理装置中的所有洗脱液。洗脱液的一个部分因而可以包含从一个或多个端口（例如流量分配器的多个外围端口）聚集并且集中地送到一个具体处理装置中的洗脱液。

出口端接头可以具有与常规端接头类似的外部尺寸。在柱出口处，该端接头可以或者被手动紧固或者必要时借助于一个工具紧固至柱的末端上。出口端接头优选地通过螺旋连接被安装到柱的出口端上，或可以被推进安装、或可以使用另一种类型的连接来进行连接。针对用于分析柱（例如用于HPLC）的许多常规类型的端接头而言，用于该柱上的端接头的一种典型的连接包括在该柱的出口端上的一个外螺纹和在该端接头内部的一个内螺纹。在此类安排中，该端接头因而拧到柱的末端上并且覆盖出口。在其他实施例中，该出口端接头可以被内部地安装在柱末端中，例如针对某些类型的自填充柱和轴向或径向的压缩柱。在此类实施例中，该端接头可以被推进（摩擦）安装到柱末端中，并且任选地可以在它的外部表面上带有一个密封装置（如一个或多个密封环或O型环）以抵靠柱壁的内表面进行密封。出口端接头可以由任何适合的材料制成。该端接头可以由金属（优选地不锈钢）制成，尤其在优选地通过螺纹或通过使用一个世伟洛克^TM（Swagelok^TM）类型接头将它安装到一个金属柱（例如不锈钢柱）的情况下。在其他情况下，例如在柱是玻璃的情况下，该端接头可以由其他适合的材料（例如塑料，比如PEEK）制成。

柱出口可以使离开该柱的洗脱液流分流成多于两个部分，例如三个、四个或更多个部分。优选地，该出口使洗脱液流分流成两个部分，这提供了如在此更详细说明的本发明的一个低成本、简洁以及有利的实施例。

可以通过洗脱液引导装置至处理装置进一步引导离开该出口的洗脱液的这些分流部分，即在流量分配器的下游。优选地，用于引导洗脱液的这些部分至处理装置的洗脱液引导装置在洗脱液的流在出口处被分流之后（例如在流量分配器之后）接收该洗脱液的流，并且该洗脱液引导装置典型地包括多个导管，例如管线。在使用中洗脱液流动穿过的流量分配器的每一个出口端口优选地具有与其附接的一个导管。优选地，在分开的通道或导管中引导洗脱液的至少两个分开的部分至它们对应的分开的处理装置中。出于此目的的适合的管线可以包括用于液相色谱法的任何标准的或常规的管线，例如塑料管线（优选地PEEK管线）、或金属管线（优选地钢管线）。洗脱液流中的每一个部分优选地穿过其自身的具有一个或多个导管的组而引导至一个对应的处理装置中。

在此，术语柱意指用于对样品进行色谱法的任何管状结构。因此，柱可以是一个直的柱或一个盘绕的柱，优选地一个直的柱。优选地，该柱是可以用一种适合的介质填充的柱。它可以例如是用于工业级制备型色谱法的大型柱、或用于少量样品和/或实验室环境中的制备型色谱法的小型柱。它可以是用于分析型色谱法的柱。典型地，该柱是用于液相色谱法的柱，但可以例如是用于超临界流体（SCF）色谱法的柱。在这种情况下，对用于使SCF贯穿设备的流动路径进行适当加压。该柱可以例如是用于高效液相色谱法（HPLC）、超高效液相色谱法（UHPLC）、快速柱色谱法、快速蛋白质液相色谱法（FPLC）以及其他形式的色谱法的柱。该柱可以包括一种毛细管（如在毛细管色谱法中使用的）。有利地，在某些实施例中，该柱可以是一个标准的（即常规的）HPLC柱，从而允许使用者在标准柱上采用本发明，其中仅需要在柱入口和任选地柱出口处进行修改，例如使用如在此所描述的一个修改的筛板组件和/或流量分配器。

如所已知的适合的柱可以由各种各样的材料制成，包括例如金属（优选地不锈钢）、玻璃、陶瓷、聚合物等等。该柱可以被制成微制造的或整合的流体芯片结构（整合的芯片柱）。该柱可以是任何适合长度的；优选地柱具有在5mm至1000mm范围内（可能更长）的长度，例如50mm至200mm，例如约100mm，尤其针对分析型（例如HPLC）应用。该柱可以具有任何适合的直径；优选地该柱内径处于300μm与1000mm之间，例如针对HPLC，标准内径如4.6mm直径。该柱优选地具有圆形截面（即横截面），虽然可以使用其他形状截面的柱。

在不同的实施例中，本发明对其有用的色谱法可以是分析型色谱法，例如高效液相色谱法（HPLC）、超高效液相色谱法（UHPLC）、多维或二维高效液相色谱法（MDHPLC或2DHPLC）、快速柱色谱法、快速蛋白质液相色谱法（FPLC）、并行检测色谱法、SCF色谱法以及其他色谱法，尤其是HPLC。

在多个实施例中，本发明对其有用的色谱法可以是制备型色谱法，例如制备型高效液相色谱法（PHPLC）、过程色谱法、蛋白质纯化、酶纯化、抗体纯化、小分子纯化、医药纯化、或天然产物纯化。

在多个实施例中，本发明对其有用的液相色谱法可以是分析型和制备型色谱法两者，例如其中既出于分析目的检测洗脱液又将洗脱液收集在纯化的级分中。

关于有待使用的流动相和固定相的类型，可以使用任何适合类型的流动相和固定相（例如任何适合的和/或已知的相），这些类型的流动相和固定相是适合于正进行的色谱法的类型，例如当进行HPLC时的任何已知的HPLC流动相和固定相。关于可以使用的分离方法的类型，可以使用任何适合的常规方法，例如或者等度或梯度洗脱、或置换洗脱，或者正相或反相或亲水或离子交换或离子排阻或亲和性或手性或大小排阻LC等等。

在色谱法是超临界流体色谱法的情况下，流动相可以是一种常规SCF，如二氧化碳，但不限于此。

使用本发明和本发明的方法的设备可以用于各种各样的应用，包括例如纯度分析、组分分析、品质分析、定量分析、以及分析级、中试规模或工业级的分离或纯化。市场应用包括例如药物发现、临床分析、环境分析、以及例如蛋白质类（糖蛋白、磷蛋白）、代谢物以及核酸类领域的诊断标记研究。因此，本发明可应用在例如医药、化学、生物技术、生物医药以及制造工业中。

本发明可应用于填充柱。在此填充柱意指包含固定相的任何适合床层的柱。取决于正进行的色谱法的类型，可以将任何常规的床层介质填充在柱内作为柱床层。床层介质可以包括例如颗粒或多孔整块材料（例如聚合物或陶瓷整块床层），优选地颗粒。可替代地，该床层介质可以包括一个膜床层或任何其他床层。本发明是对不均匀分布的床层尤其有用。优选的颗粒性介质的颗粒大小可以例如在1μm与150μm之间的范围内，但颗粒大小的下限或上限不限制本发明。取决于色谱法的类型，对本发明中使用的多孔介质而言可以使用宽范围的孔直径；优选地孔大小在

与

（3nm与300nm）之间的范围内。可以使用广范围的孔隙率；优选地孔隙率处于0%至80%范围内。取决于色谱法的类型，填充介质可以包括不同的化学性质，例如烷基键合的相、典型的极性键合的相以及手性固定相。整合芯片柱可以使用颗粒或多孔整块床层。

可以用于处理装置中的检测器的类型可以包括用于柱色谱法的任何常规的检测器，例如紫外或可见（UV/Vis）、质谱（MS）、荧光（FL）、化学发光（CL）、折射率（RI）、电导率（CD）、蒸发光散射（ELSD）检测器等等。此外，用于柱色谱法的任何非常规检测器可以被用于处理装置中，例如核磁共振（NMR）或红外（IR）或抗氧化剂检测器、或任何其他生物类型检测器。在一些情况下，可以使用柱中检测，例如当洗脱液穿过一个单个出口端口时，其中将一个检测器安放在柱床层中以使得例如该检测器仅对来自一个特定径向区域（尤其是中心区域）的流动相进行检测。此类检测器可以包括电导率检测器。

优选地，将洗脱液的流的一个第一部分引导至一个第一处理装置中，并且将洗脱液的流的一个第二部分引导至一个第二处理装置中。彼此分开处理这些部分，即该第一和第二处理装置是分开的。以此方式，例如，可以与具有相对更低的分离分辨率的一个第二部分分开地检测具有相对更高分离分辨率的一个第一部分。然而，即使具有相对更低分离分辨率的部分也可以展现出比常规安排分辨更好的峰，该常规安排对从经由一个单个中心出口端口横贯柱的整个宽度聚集的洗脱液进行检测，或以另外的方式对从穿过柱的整个宽度聚集的洗脱液进行集中处理。因此，本发明可以提供例如该第一部分的色谱图和/或该第二部分的色谱图，每个色谱图具有比如果在一起检测这些部分更高的峰的分辨率。在另一个实例中，可以与具有更低分离分辨率的一个第二部分分开地将具有更高分离分辨率的一个第一部分收集在级分中。因此，这可以提供从该第一部分中收集的级分，这些收集级分具有比如果级分是从这些部分中一起收集的情况下更高的纯度。

因此，将要清楚的是，在又一个方面，本发明进一步提供了一种用于进行复用色谱法的设备，该设备包括：一个色谱柱，该柱具有一个入口和一个出口，其中该出口被配置成当一个洗脱液流穿过该出口离开该柱时使该流分流成至少两个分开的部分，其中该设备被配置成分开处理这些部分。类似地，本发明还提供了一种复用色谱法的方法，该方法包括：提供一个流动相，该流动相包含有待分离成多个组分的一种样品；使该流动相从柱的一个入口至柱的一个出口纵向流动穿过一个色谱柱，该流动相作为一种洗脱液通过该出口离开该柱；当洗脱液的流穿过该出口离开该柱时，使该流分流成至少两个分开的部分；并且分开地处理这至少两个分开的部分。这些分开的部分在柱中已经各自经历了组分的色谱分离。分开处理可以包括分开检测这些部分，例如使用不同的检测器检测每一个部分。以此方式，可以使用不同的检测器（每个检测器具有其自身独特的检测优点）来并行分析相同洗脱液的多个部分。复用的优点可以在于增加样品处理量。连同本发明的其他方面在此描述了用于进行复用液相色谱法的设备和方法的优选的特点。

在最优选的实施例中，样品被基本上全部包含在引入柱中的流动相的第一部分中从而提供了一个样品流部分，并且引入到柱中的流动相的第二部分基本上不含样品（即仅由流动相溶剂组成）从而提供不含样品的一个帘幕流部分。以此方式，例如，可以与在其中基本上不具有样品的第二或帘幕流部分分开地检测具有样品的第一或样品流部分，该样品沿着柱已经被分离成多个组分。该第一或样品流部分优选地是流动穿过柱的中心区域的部分，其中分离效率是最高的。该帘幕流起到限制样品的横向迁移或扩散和/或起到使横截面上的流速轮廓平坦的作用。在其中基本上不具有样品的帘幕流可以通过在另外一轮色谱法中重新使用它而作为离开柱的洗脱液的一个部分来处理。以此方式，实现了溶剂消耗的成本节约，其中伴随了环境益处。因此，在此类实施例中，该设备优选地被配置成在另外的色谱法中重新使用从外围径向区域流出的洗脱液的部分或帘幕流。

优选地，第一处理装置是与第一处理装置不同类型的处理装置。然而，在一些实施例中，将要了解的是，该第一和第二处理装置可以是相同类型的处理装置（例如它们可以各自包括相同类型的检测器），一个装置处理一个第一部分并且另一个装置处理第二部分，只要这些部分分开处理。然而，优选地，该第二处理装置是与该第一处理装置不同类型的，因为这些部分典型地具有不同的分离程度并且希望以不同的方法来处理它们。作为多个实例，该第一和第二处理装置（以及在洗脱液被分开成三个或更多部分的情况下的任选地另外的处理装置）可以各自独立地包括以下中的一个或多个：一个检测器、一个废物储器、一个级分接收器或收集器、以及一个柱入口。因而，针对每个部分的处理优选地（独立地）是以下中的一种或多种：检测、收集级分、送到废物中、以及送到一个柱入口中。优选地，在一些实施例中，一个部分（例如第一部分）的处理包括与其他一个或多个部分分开地检测该部分，例如针对分析型色谱法。优选地，在一些实施例中，一个部分（例如第一部分）的处理包括与其他一个或多个部分分开地从该部分收集级分，例如针对制备型色谱法或针对复用HPLC，或者在一个综合分析、或者在一个心脏切割分析中。优选地，在一些实施例中，一个部分（例如第二部分）的处理包括与其他一个或多个部分分开地将该部分送到一个柱入口中。在一些实施例中，出于在分离和分析中提供不同的选择性的目的，将多个部分送到多个分开的柱中。优选地，在一些实施例中，一个部分（例如第二部分）的处理包括与其他一个或多个部分分开地将该部分送到废物中。

优选地，与一个第二部分（例如典型地具有相对更低分离分辨率的一个部分）分开地检测一个第一部分（例如典型地具有相对更高分离分辨率的一个部分）。更优选地，在此类实施例中，该第一部分是从柱的一个中心径向区域流出的一个部分。

在一些实施例中，可以希望既检测从中心径向区域流出的一个部分，并且也检测来自外部径向区域的一个部分，因为这两个区域都可以展现出比具有一个单一中心出口端口的常规安排分辨更好的峰，即当分割流时可以出于分析和/或制备的目的使用这两个洗脱液的流。不以任何方式对本发明的范围进行限制，这被认为是由于以下事实：从一个受限制的径向区域取得的一部分洗脱液具有比从横贯该柱的全宽度取得的洗脱液更小的轴向散开样品。将要了解的是，情况可以是这样：流动相的每个部分含有足以用于检测的量的样品，并且情况可能不是这样：例如，帘幕流部分基本上不含样品而是仅由溶剂组成。

优选地，第一处理装置包括一个第一检测器。作为一个实例，第一处理装置可以包括一个检测器以用于检测存在于洗脱液中的样品，并且第二处理装置可以包括一个废物接收器，典型地该废物接收器不穿过第一处理装置的检测器而到达。作为另一个实例，该第一处理装置可以包括如之前所描述的一个检测器，并且该第二处理装置可以包括相同的或另一个色谱柱的入口，以使得第二部分经历至少另外一轮色谱法，例如涉及流动相的再循环。该第二处理装置可以包括一个阀门，该阀门可以通过一个控制系统来进行控制并且该阀门在第一位置与第二位置之间是可切换的，该第一位置允许第二部分流到相同的或另一个色谱柱的入口中，并且该第二位置允许第二部分流到其他地方，例如流到一个检测器、一个级分收集器、另一个柱或废物中。作为又一个实例，该第一处理装置可以包括如之前的一个检测器（一个第一检测器）并且该第二处理装置可以包括一个检测器（一个第二检测器），任选地其中该第二检测器可以提供一种测量，可以使用该测量（例如通过控制系统）来确定第二部分是否流到相同的或另一个色谱柱的入口中，以使得第二部分经历至少另外一轮色谱法。优选地提供控制系统，该控制系统优选地对来自被包括在第一和/或第二处理装置中的一个或多个检测器的信号进行接收。对于一个或多个处理装置而言，该控制系统可以基于来自处理装置中的一个检测器的信号而对一个或多个阀门的操作进行控制，以便在洗脱液的一个部分穿过该检测器到一个所希望的目的地之后引导该部分至例如废物中或一个柱入口中。因而，该设备可以执行数据依赖型处理的形式。

在一个处理装置包括一个色谱柱的入口的情况下，该处理装置可以进一步包括一个容器或流动回路，其中聚集了有待进一步色谱分析的洗脱液并且在进一步色谱分析之前优选地再浓缩。

以这些不同的方式，例如，本发明提供了一种具有一个出口的柱，该出口被配置成选择性地引导洗脱液流的一个部分至一个第一处理装置（例如一个检测器）中，同时该出口引导另一个部分至与该第一处理装置不同的另一个处理装置中。优选地，出于分析的目的，该第一处理装置包括一个检测器，安排该检测器以使得与第二部分分开地检测第一部分。优选地，出于制备的目的，该第一处理装置包括一个级分接收器，安排该级分接收器以使得与第二部分分开地接收第一部分的级分（在该第一处理装置包括一个级分接收器的情况下，它还可以包括一个检测器）。

将要了解的是，可以采用许多其他的处理装置及其组合，并且下面在此更详细地讨论这些装置中的一些。在此，处理装置包括由洗脱液的一个部分离开柱之后而取得的路径，以使得例如在某些实施例中这些部分可以被引导至相同的检测器中，但通过不同的路径以使得这些部分分开（例如在这种情况下不同时）检测（处理）。然而，在大多数情况下，优选的是这些分开的部分在柱出口处被分流之后按照完全分开的路径。

在一些实施例中，可以在出口的下游对出口处分流的洗脱液的不同的部分进行重组。可以在这些部分已经经历分开的处理之后对这些部分进行重组。例如，可以在一个部分（优选地中心部分）已经与其他一个或多个部分分开地检测之后对这些部分进行重组。然后例如可以使重组的部分经历一个或多个另外的色谱分离，任选地在这些部分再浓缩之后。

根据本发明的多个设备可以被连接在一起，也就是说在柱的出口处分开的洗脱液的一个（或多个）部分可以被馈送到一个另外的柱（即根据本发明的一个另外的设备）的入口中。因而，根据本发明的串联的柱可以被连接在一起。可替代地，该另外的柱可以是一个常规柱或不是根据本发明的柱的另一个柱。因此，总体上本发明可以包括将洗脱液的一个（或多个）部分流到一个另外的柱中用于进一步色谱分离。以此方式，可以将其中样品的多个组分已经被充分分离（即分辨）的洗脱液的一个部分（或多于一个部分）馈送到一个另外的柱中，并且在其中经历色谱法以便进一步分离这些组分。以此串联的方式可以连接的柱的数目不是具体限制的。例如，在此串联中可以将两个、三个、四个、或更多个柱连接在一起。可以在注入进入每个另外的柱或多个柱之前对洗脱液进行再浓缩。引导至另外的色谱分离的洗脱液的部分优选地是从柱的外部或外围径向区域流出的部分，因为在其中的多个组分典型地不如它们在从中心区域流出的部分中分离得好，但从中心部分流出的洗脱液的部分可以任选地被引导用于进一步色谱分离，如将是多维或二维HPLC中的情况。

作为上述实施例的一个另外的变化，可以经由导管再循环洗脱液，即引导回到相同柱的入口中用于一个或多个另外的穿过相同柱（即一轮或多轮色谱法）。具体地说，可以将柱的出口处分开的洗脱液的一个或多个部分馈送回到柱的入口中。以此方式，可以将其中样品的多个组分已经被充分分离（即分辨）的洗脱液的一个部分（或多于一个部分）再次馈送到柱中，并且在其中经历另外的色谱法以便进一步分离这些组分。优选地，在重新注入回到柱中用于一个或多个另外的穿过柱之前浓缩洗脱液。以此方式再循环的洗脱液的部分优选地是从柱的外部或外围径向区域流出的部分，因为在其中的多个组分典型地不如它们在从中心区域流出的部分中分离得好。在其中洗脱液部分基本上不含样品（即仅是溶剂），例如其中一个仅是溶剂的帘幕流部分流动穿过柱并且在出口处与其他部分分流的情况下，仅是溶剂的部分可以作为流动相被重新使用在另外的色谱法中，从而减少设备的总体流动相消耗。

在不同的实施例中，本发明可以包括一个色谱设备中的另外的已知组件。例如，本发明可以进一步包括至少一个流动相储器以向柱的入口供应流动相。本发明可以进一步包括至少一个泵以从该至少一个流动相储器泵送流动相穿过柱。在一些实施例中，例如其中流动相的两个或更多个分开的部分被引入穿过一个多端口入口，可以使用两个或更多个泵（例如针对每一个部分使用一个泵）。然而，即使针对通过使用流量调节而在入口处引入多个流动相部分的情况，使用一个单个泵也是可能的，如具有一个单个泵但在管路中具有压力限制的一种安排，这些管路载有流动相以在每条管路中独立地改变流量限制的程度。本发明可以进一步包括至少一个样品注入器（例如一个注入阀门）以将样品注入到柱入口的上游的流动相中。本发明可以进一步包括一个或多个压力调节器或流量限制器以使来自众多引出口端口的流平衡在所希望的水平上，该一个或多个压力调节器优选地位于柱出口的下游。该设备优选地是在一个控制和数据收集系统的控制下，该控制和数据收集系统例如包括一台计算机和多个控制电子器件。该控制和数据收集系统优选地是用于控制以下（在其中存在该组件的每种情况下）：用于泵送流动相穿过柱的一个或多个泵、用于样品注入的样品注入器以及平衡穿过引出口端口的流的一个或多个压力调节器。该控制和数据收集系统优选地是用于接收并且任选地处理来自处理装置中的一个或多个检测器的数据。当要求时，该控制和数据收集系统还可以提供数据（例如具有或不具有对该数据进行处理）的一种输出。该控制和数据收集系统可以额外地控制设备的其他组件。

附图说明

图1以流程图形式示意性地示出一个HPLC系统的一种常规配置。

图2示意性地示出穿过一个常规填充的色谱柱的轴向截面侧视图，其中有一种单一样品组分洗脱。

图3示出有四种不同的样品组分洗脱的图2的视图。

图4示意性地示出穿过根据本发明的一个填充色谱柱的轴向截面侧视图，该视图示出在入口和出口处的一个流量分配器的原理。

图5A示出根据本发明的一个筛板组件的一个优选实施例的透视图；图5B示出沿箭头A的方向观察的该实施例的底面视图；并且图5C示出沿线B-B取得的该实施例的侧截面视图。

图5D示出根据本发明的一个筛板组件的另一个优选实施例的透视图；并且图5E示出该实施例的底面视图。

图5F和5G示意性地示出根据本发明的多个筛板组件的对应的另外实施例。

图5H和5I示意性地示出根据本发明的在该柱入口和出口处的多个毛细管安排的多个实施例。

图6A以分解视图示出具有一个分流段筛板和四端口端接头的本发明的一个实施例；并且图6B示出与图6A类似、但具有一个单件式筛板的一个实施例。

图7以分解视图示出具有一个分流段筛板和四端口端接头的本发明的一个另外的实施例。

图8A以分解视图示出具有一个分流段筛板和七端口端接头的本发明的再一个另外的实施例。

图8B示出呈剖开视图的图8A的组装的实施例。

图9示出图7中所示的实施例的剖开侧视图，该实施例以组装的形式示出并且附接有引出口管道。

图10以流程图的形式示意性地示出根据本发明的一个分析型LC系统的一个实施例。

图11A以流程图的形式示意性地示出根据本发明的一个LC系统的一个另外的实施例，该实施例采用洗脱液的一部分的再循环。

图11B示意性地示出用于将流动相从根据本发明的一个设备串联至根据本发明的另一个设备的一种系统。

图12示出在不同的流动相分割条件下在一个HPLC系统中达到的来自三种溶质甲苯、丙基苯以及丁基苯的多个峰的比较。

图13示出通过在不同的流动相分割条件下在该HPLC系统中丙基苯峰的洗脱体积进行比较的洗脱曲线。

发明详细说明

为了进一步理解本发明，但在不限制其范围的情况下，现在参考附图描述不同示例性实施例和实验。

在一个HPLC系统的常规配置（如以流程图的形式在图1中示意性地示出的）中，一或多瓶流动相溶剂2经由管线被递送至一个溶剂递送系统6，该溶剂递送系统采用在高压或低压下泵送的一个泵；或经由管线通过重力递送（仅低压）。溶剂递送系统6将所希望的流动相溶剂或其混合物（在此简单地称为溶剂）递送通过一个样品注入端口或阀8，其中一种样品被引入到该溶剂流中并且然后到一个色谱柱15中，该色谱柱填充有一个固定相或固定床或配备有一个整体固定相。该柱典型地是一个圆形截面圆柱形柱。通过柱15的流通过一个头部或入口筛板9并且通过柱床本身径向地分散在该柱床的截面的全部宽度上，并且然后在样品被流动相溶剂携带沿该柱的长度向下时发生后续的色谱分离。在一个常规HPLC柱的引出口或出口处，向外流动的流动相或洗脱液通过一个第二或出口筛板11聚集，该第二或出口筛板典型地通过安装到该柱的出口端上的一个端接头固持在适当位置，以使得该流的整个截面被递送至位于该柱的截面的中心处的一个小的引出口端口40。也就是说，来自壁附近的柱的外部径向区域的材料被迫使径向向内以便与已经穿过该柱的中心径向区域的材料一起穿过单一中心引出口端口40。样品的分离组分然后由洗脱液流动流携带穿过适合的连接管线到一个检测器16中，该检测器产生一个色谱迹线。在分析型色谱法中，这些分离的组分在检测后被送至废物18抑或在检测过程中被破坏。在制备型色谱法中，检测洗脱液流的一部分并且将该部分用作用以使用一个储器或级分收集装置19从该流动流收集所希望的组分的基础。该系统在一个控制和数据收集系统4、例如一台计算机和相关的控制电子器件的控制下，该控制和数据收集系统具体地控制溶剂递送系统6和注入器8并且控制和接收来自检测器16的数据，以及控制其他部件。控制和数据收集系统4还可以处理数据用于（例如）作为一个色谱图输出。

如在示意性地示出穿过一个常规填充色谱柱15的轴向或纵向截面侧视图的图2中所图解，经由一个单一中心入口端口41从该注入器施加至该柱的头部的一种样品组分呈一种相对薄的扁平带10的形状积累在那。在三维中，带10类似于由该柱壳体或壁的内径限定的一个薄的扁平盘。在该柱上分离过程中并且随着样品的带10由流动相携带沿着该柱向下，该带开始改变形状，如通过在20处的带所示并且如在以上介绍中更详细地描述的。简单地说，位于该柱的中心或纵轴线17上和周围的带的中心比更靠近壁的带的周边移动更快，从而使材料的带形成一种碗或杯的形状，如通过在25处的带清楚地示出的。此外，靠近柱壁的样品开始散开（变宽）并且变得更加稀释。这种现象是渐进的，以使得它在流体在柱的引出口端或出口处离开该柱时最显著。在柱30的末端处，材料的“碗”在穿过具有最小侧向流动阻抗的薄筛板层11之后开始引出位于中心轴线17上的中心引出口孔或端口40。在图2中的右侧示出在中间具有中心端口40的柱的端30的端视图。该常规安排的目的是将该样品“带”的全部截面聚集至中心端口40，并且将它以尽可能尖锐的峰引导至检测器。

当将多种组分施加至一个填充柱时，它们对于该柱中的流动相和固定相的不同化学亲和力使得它们以与彼此不同的速率移动通过该柱。这是在一个LC柱中分离的基础。与图2类似的图3示出已经在柱15的长度上从彼此部分地分辨（即分离）的四种不同的样品组分105、110、115、120。应理解在图2B中所示的示意性实施例中，在柱的中心中，即在中心中线17上，多个峰是完全分辨的，但是在周边、更靠近柱壁处的变宽和稀释使得这些组分重叠并且不能被分辨。随着这组组分105、110、115、120引出在该色谱柱出口的中心处的单一中心孔或端口40，其中来自跨过全部宽度的液体被迫使通过该端口，所得到的色谱图135中的这些峰显示部分或不完全分辨。即，存在可识别的多个峰但它们在每个峰的较早部分和较晚部分处没有完全从彼此分离，例如在中间峰区域140中。

与所描述的常规安排相比，在本发明的优选实施例中，与图2和图3中所示的常规安排的单一引出口端口40相反，柱的入口和任选地出口配置有多个入口端口和多个引出口端口。如在下文中更详细地描述的，多个优选实施例可以在该柱的入口端上使用一个端接头或入口接头（还称为端帽）并且在该柱的出口端上使用一个端接头或引出口接头（还称为端帽），这些端帽已经进行修改以便与一个常规LC端接头不同。一种优选的修改是入口筛板和/或入口端接头被设计成当将该筛板和/或接头定位在该入口处时，将流动相通过定位在该柱的横向（径向）截面中的不同点处的多个通道引入到该柱。以此方式，通过这多个通道引入的流动相到达该柱的不同径向区域。在多个优选实施例中，含有更多样品的流动相的一部分被引入到该柱的更有利的区域如径向中心区域并且含有更少或不含样品的流动相的另一部分被引入到该柱的不那么有利的区域如壁区域。这种入口安排还允许控制流速并且控制横跨该柱的直径的样品浓度以便产生更浓缩的、更好分辨的以及更窄的组分带。一种另外优选的修改是出口筛板和/或端接头被设计成当将该筛板和/或接头定位在该出口处时将流动相通过定位在该柱的横向（径向）截面中的不同点处的多个通道从该柱排出。以此方式，通过这多个通道排出的流动相从该柱的不同区域、更具体地说该柱的不同径向区域流出。这样允许横贯该柱的直径的不同流体组分的隔离。来自这多个通道的流可以作为多个分开的部分进行加工并且不同地进行处理。在多个优选实施例中，来自该柱的更有利的区域如中心径向区域的流动相可以与不那么有利的流动相分别进行处理，以便例如改进一个所得到的色谱图的分辨率或所收集的级分的纯度。与来自跨过整个柱的洗脱液被聚集在一起并且作为一个流进行检测的常规情况相比，通过将洗脱液的多个部分限制在该柱的有限径向区域，每个部分可以显示分离效率中的改进。

现在描述本发明的不同示例性实施例。这些实施例存在三个主要的优选方面。一个第一主要的优选方面是在柱入口处使用分割的流接头和/或在入口处使用筛板，该筛板被修改成将到达该柱截面的中心处的流动相与到达围绕该中心的区域处（即在周边区域处）的流动相隔离并且由此进行分割的流注入以便产生围绕穿过柱的样品流的一个帘幕流，从而进一步改进效率。一个第二主要的优选方面是在出口处的筛板被修改成将来自该柱截面的中心的流动相与来自围绕该中心的区域（即来自周边区域）的流动相分离并且隔离。因此，洗脱液流被该筛板分流成已经移动通过该柱的中心的一部分和已经移动通过周边区域的一部分。一个第三主要的优选方面是然后将中心流和周边流脱离到一个流量分配器中的不同引出口通道和端口（例如钢端接头或帽）中，该流量分配器典型地安装（例如拧到）在该柱的末端上。在一些实施例中有可能在无分流该洗脱液的分流筛板的情况下使用这种分配器，因为具有多个端口的流量分配器可以单独地进行将洗脱液流分流成不同部分，例如其中面向该筛板的流量分配器的表面位于该筛板的表面附近，优选地接触该筛板的表面。

图4示出与图2和图3类似的柱的示意性纵向截面侧视图。图4示意性地图解在柱15的出口处的一个入口流量分配器182的原理，该柱是例如用于HPLC的一个填充柱。在该纵向截面侧视图的左侧示出该柱入口的端视图（即在该柱的末端上的流量分配器182的端视图）。该入口流量分配器包括与常规安排的单一中心入口端口41类似定位的一个中心入口端口185，该中心入口端口将流动相传输至该柱中（即中心出口端口185位于该柱的中心轴线17上）。优选地，入口流量分配器182的中心入口端口185传输更富集有样品并且更优选包含基本上所有样品的流动相。入口流量分配器182进一步包括绕中心端口185等距并且对称地间隔开定位的六个外围入口端口190，这些外围端口将流动相传输至更靠近该柱的内侧壁的周边区域，该流动相包含更少的或优选不含样品（即它仅是其中不存在样品的溶剂）。流动相周边流提供环形地围绕该中心样品流的一种帘幕流。应理解在所有样品是经由中心端口被引入的情况下，仅供应该中心入口端口的一条流动管线需要在它上具有一个样品注入阀，即供应这六个外围入口端口190的这些流动管线不需要具有样品注入阀。

一个出口流量分配器172提供在柱15的出口处。在该纵向截面侧视图的右侧示出该柱出口的端视图（即在该柱的末端上的流量分配器172的端视图）。该流量分配器包括与常规安排的单一中心端口40类似地定位的一个中心出口端口175，该中心出口端口接收并且传输从该柱的截面的中心径向区域（即位于该柱的中心轴线17上的一个区域）流动的洗脱液，该洗脱液包含浓度更高的和分辨率更高的组分。该流量分配器进一步包括绕中心端口175等距并且对称地间隔开定位的六个外围端口180，这些外围端口接收并且传输在更靠近该柱的内侧壁的周边区域中流动的洗脱液，该洗脱液包含更稀释的样品或不含样品。

与由图3中的常规入口安排产生的碗形状的、部分分辨的带105、110、115、120相比，图4中所示的本发明的入口安排提供更扁平的样品带150、155以及160，这些样品带可能根本不接触这些柱壁，其中该样品主要或全部包含在在该入口处的中心样品流中。通过这些外围入口端口190提供的分开引入的帘幕流允许该柱的外围区域中的流动相的流速与中心区域中的流动相独立地受控制并且可以更接近地匹配该中心区域中的流速，从而使该样品带变平。流的这些对应部分可以出于这个目的被独立地泵送（例如，由分开的泵来泵送）。可替代地，流的这些对应部分可以由一个共同的泵来泵送，但是具有它们自己的流量或压力调节以便控制它们的流速。该帘幕流还减少了该中心区域中的样品横向地移动或扩散（即向外朝向该壁）的倾向，从而浓缩该中心区域中的样品。因此，到达该柱的出口的样品带150、155以及160是更浓缩的、更扁平的以及更窄的，从而导致具有更高S/N并且更尖锐的和更好分辨的检测峰。这些流动相部分可以具有相同或不同组合物，例如相同或不同溶剂。一部分（例如一个径向外围部分）可以甚至是一种非溶剂或至少对于具有待分离的样品具有更低溶解度的一种溶剂（例如水），从而进一步促进样品在另一（例如径向中心）部分中的包含。

可以借助于出口流量分配器172最有效地利用前进穿过该柱的样品带轮廓中的这种改进。离开该柱的中心的洗脱液代表最令人希望的材料，因为它是该样品的多种组分中浓度最高的并且具有最清晰分辨的组分。因此，出口流量分配器172的中心端口175的分开使用允许将该洗脱液的这个最令人希望的部分选择性地引导至一个检测器和/或级分收集器（未图示）。将来自这六个外围端口180的洗脱液聚集在一起并且共同形成不与来自中心端口175的洗脱液一起处理的洗脱液的一部分。例如，在该帘幕流包含一些样品的一个实施例中，其中使用一个检测器来检测来自中心端口175的洗脱液，来自这些外围端口180的帘幕流洗脱液可以相反使用另一个分开的检测器进行检测或分开收集或可以被送至废物，抑或它可以被送至同一个柱或另一个柱的入口用于进一步色谱分离以便更好地分辨这些组分，任选地在这种进一步色谱分离之前被重新浓缩之后。该外围洗脱液典型地不如中心洗脱液那么令人希望，因为它是更稀释的并且分辨率较低的。如果该外围帘幕流洗脱液包含很少或没有样品，那么它可以从这些外围引出口端口180与该中心样品流分开地聚集并且在随后一轮色谱法中再用作流动相，从而节省流动相的消耗。

存在不同的可能的方式来设计适合于隔离在该柱的入口或出口处的流动相的流的目的的一个入口或出口筛板11。图5A示出一个筛板组件220的一个优选实施例的透视图，其中图5B示出沿箭头A的方向观察的该实施例的底面视图并且图5C示出沿线B-B取得的该实施例的侧截面视图。在所示的实施例中，该筛板组件是从多段筛板组装的，即一个中心圆形筛板盘235和周围的同心筛板环245，两者都是由常规用作筛板材料的多孔性材料（例如钢）制成，它们通过呈同心环240形式的一个固体非多孔流动屏障（例如由聚合物如PEEK制成）彼此分离。非多孔中间环240防止流动相在两个筛板段235与245之间的侧向流动，从而保持中心和外围流动相流分离。非多孔环240的宽度小于这些筛板段的宽度，以便例如减少对该洗脱液流中的分离的组分的阻力。这些盘和环235、240、245固定在一起并且固持在也是由固体非多孔材料（例如PEEK）制成的一个环形轮廓的外部接头250内部，该外部接头用作如以上所描述的该柱的一端的接头。因此组装上述零件235、240、245、250以使得它们配合在一起来形成组件220，该组件用作一个筛板帽，其中外部环250进行设定尺寸并且设定轮廓成具有一个延伸的外围边缘224，该边缘配合在该柱的一端上以使得该筛板帽的底面222在该柱的一端上推入配合（即摩擦配合）。一旦将该端接头拧到到该柱的一端上，在使用中筛板帽225的侧边与该钢端接头（在下文更详细地描述）相接触。用于与本发明一起使用的多个筛板组件（像组件220）典型地可以是如所示的推入配合或拧到该柱端上，但优选地是通过推入配合或摩擦配合施加。图5D和图5E示出一个与图5A、图5B以及图5C中所示的类似的筛板组件构造，除了筛板盘235’和环240’和245’具有不同的相对面积，从而将流动相流分流成来自具有不同相对横向面积的中心区域和外围区域的多个部分。作为多个实例，外部筛板段245（245’）的面积与中心筛板盘235（235’）的面积的比率可以从例如90%:10%至50%:50%、但是典型地从80%:20%至50%:50%变化，其中在该范围之外的的比率也是可能的。作为多个实例，上述比率可以是约70%:30%或75%:25%。优选地，所述比率是约2:1。这些筛板段的面积的比率可以是用于改变流动相流的多个分流部分的对应体积的比率的一种手段。在一些实施例中，可能有可能使用一个中心筛板盘235（235’），该中心筛板盘具有与筛板段245（245’）相比不同的（例如更低的）密度。

图5F和图5G示出可以在本发明中用于在柱入口处分配流动相流或在柱出口处分流洗脱液流的另外的筛板设计，其中一个中心多孔筛板盘535被多个多孔筛板盘550围绕，这些筛板盘535和550各自位于一个非多孔本体540中，该本体从而防止流动相在两个筛板段535与550之间的侧向流动。与图5F和5G中的那些类似的其他安排可以具有多于或少于所示的六个外围筛板盘550。可以改变中心筛板盘535和外围筛板盘550的相对面积，其中在图5F和图5G中示出不同相对面积的实施例。

在某些其他实施例中，如图5H和图5I中所示，柱入口（或出口）580可以配备有多个进入口（或引出口）毛细管585、590以便将多个分开部分中的流动相流输送在该柱的末端，其中一个径向中心毛细管585被安排来将该流的第一部分输送至（或从）该柱的中心区域的并且绕中心毛细管585外围安排的十个毛细管590被提供来引导该流的第二部分。因此，该第一和第二部分是在分开的毛细管中进行输送并且因此彼此分流。优选地，在这类实施例中，如图5I中所示，在这些毛细管的末端中提供筛板592。毛细管的总数目可以改变，例如5、6、7、8、9、10、11、或12或更多个毛细管。

图6以分解视图示出本发明的一个实施例，该实施例可以例如与具有4.6mm内径的一个标准分析HPLC钢柱270一起使用。图6A中的实施例使用一个分流筛板组件278、279和可以在入口和/或出口处使用的呈一个端接头280形式的一个流量分配器，该端接头在其中具有多个流动通道，这些流动通道具有相对应的端口281、282（是入口端口，其中将它用作一个入口端接头；或出口端口，其中将它用作一个出口端接头）。分流段筛板278的多个零件（插图285）（与图5A至图5E中的零件235、240以及245相对应）被组装并且放置在该柱出口处。筛板零件285包括固持在一个非多孔中间PEEK环260中的一个中心筛板盘段255，其中环260进而固持在一个外部外围环筛板段265中。在筛板零件285之上，存在一个接头279，即由PEEK制成的一个外部帽，该接头用作一个流量适配器并且用于将通过分流筛板278的对应分离的流路径与如稍后所描述的钢端接头280的对应端口281、282对齐。接头279包括一个主体271，该主体在该柱的端268上紧密地配合（通过摩擦配合）并且包围在该柱端处的分流段筛板278的筛板零件285。在一个替代安排中，代替摩擦配合，接头279可以通过一种螺纹连接与该柱的一端配合（即在接头279的主体271内部的一个内螺纹可以拧到该柱的端268上的一个外螺纹上）。接头279具有一个径向中心开口272，该径向中心开口与该分流筛板的中心筛板段255对齐以便由此允许也穿过该中心筛板段255的流动相穿过开口272、在入口的情况下到（或在出口的情况下，来自）该柱的中心径向区域。接头279还具有多个（优选地等距的）外围开口273（在这种情况下5个开口），这些外围开口绕中心开口272外围地定位并且位于该适配器的端面277中的一个环形凹座中。应理解这些开口273可以是圆形的或它们可以是狭缝或具有一些其他形状。在这种情况下外围开口273是与该分流筛板的外围筛板段265径向地对齐。这些开口273从而允许也穿过外围筛板段265的到（或来自）该柱的外围径向区域的流动相穿过。以此方式穿过多个开口273的外围流动相与该环形凹座相联通，其中这些开口273位于接头279的端面277中，出于下文解释的原因。

钢端接头或端帽280被拧到该柱端的外侧上的外螺纹275上，手动紧固抑或根据需要借助于一种工具紧固。端接头280提供一个或多个端口（在这种情况下三个端口281）用于流动相到或从该柱的外围径向区域（即经由外围筛板段265和多个外围开口273）进入（在入口端口的情况下）或引出（在出口端口的情况下）该柱；和一个中心端口282用于流动相到或从该柱的中心径向区域（即经由中心筛板段255和开口272）进入或引出该柱。

当组装时，紧固的端接头280的底面（在该图中不可见）接触接头279的端面。含有多个开口273、在接头279的一端中所描述的环形外围凹座与这些外围端口281对齐并且处于流体联通以使得穿过这些外围开口273的流动相的外围流由此与端接头280中的这些外围端口281联通。该凹座的环形本质意指这些外围端口281与这些外围开口273的旋转对齐不是必需的。穿过外围端口281的流动相（或从该端口接收的洗脱液）被传递到同一外围径向区域（或作为洗脱液从该区域流出）并且因此形成该柱的流动相的一部分并且在洗脱液离开柱的情况下优选地聚集并且作为洗脱液的一部分一起进行处理，例如检测或引导至废物或送至一个色谱柱的入口用于进一步色谱分离。更典型地，来自这些外围端口281的流将被组合在一起并且作为一部分进行处理。然而，应理解来自一个或多个外围端口的流可以分别进行处理。确实，来自每个外围端口的流可以分别进行处理。

在另一方面接头279中的中心开口272与该端接头的中心端口282处于流体联通。穿过该端接头的中心端口282的流动相（或从该端口接收的洗脱液）因此被传递到该柱的中心径向区域（或作为洗脱液从该区域流出）并且形成在该柱中心处的流动相的一部分并且在洗脱液离开柱的情况下与来自这些外围端口的洗脱液不同地进行处理。来自中心端口282的洗脱液包括流动相的部分，在该部分中样品的这些组分被浓缩且已经进行了更好的分辨并且可以因此在分析型色谱的情况下以增加的S/N和分辨率进行检测或在制备型色谱的情况下以更大的产率和更纯的级分形式进行收集。端口281、282具有内螺纹表面（阴螺纹）以便接受如以下所描述的用于管道的一个螺纹接头。可替代地，有可能将这些端口安排成具有一个阳螺纹，例如在一个突出部分上的阳螺纹，用于管道的一个接头被拧到该阳螺纹上。

图6B中的实施例在很大程度上与图6A中所示的相同，但是代替分流段筛板278，它使用在接头279内部具有一个单一筛板片278’的一个筛板组件，其中接头279分别通过它的中心和外围开口272和273分开该流。

图7图解一个柱293的一个实例的分解视图，该柱在它的入口和/或出口处具有一个外螺纹端部分293’，端接头289被拧到该端部分上，该端接头具有用于这种连接的一个内螺纹表面。具有如所示的多个筛板零件的一个分流筛板组件290（参见分解视图插图）被推入配合在该柱端的一个部分299上，该部分具有比螺纹部分293’更小的外径。一旦端接头289被拧到该柱的末端上，分流筛板组件290被固持在适当位置。在这个实施例中分流筛板组件290包括通过作为一个流动屏障的非多孔PEEK环296彼此分离的一个中心筛板盘295和外围筛板环294。这些分流筛板段被固持在外部PEEK环接头297中，该外部PEEK环接头用作一个推入配合帽以便在该柱的端299上配合。接头297进一步用环形钢带298固定至该柱上，该环形钢带夹持PEEK接头297的圆周。在图7实施例中，接头297与图6中用作流量适配器的接头279不同。在这个实例中，端接头289的底面密封筛板组件290的这些非多孔零件（即零件296、297）以便由此保持从筛板段295和294流动的流动相的这些部分流体分离。端接头289在它的中心具有一个中心端口292和围绕它的三个外围端口291，但是应该理解本发明预期任何数目的外围端口291，例如一个或多个外围端口291。多个优选的实例可以具有从3至10个外围端口，具体地3、4、5、6、7或8个外围端口。具有3个和6个外围端口的多个端接头是良好的实施例。此外，本发明预期任何数目的中心端口（即传输来自一个中心径向区域的一个流的那些端口），例如一个或多个中心端口。然而，优选地，存在如所示的实施例中的一个中心端口。端接头中心端口292径向地位于该柱的中心区域中并且与中心筛板段295径向地对齐，并且由此允许该部分流过该中心筛板段。三个外围端口291径向地位于该柱的外围区域中并且与外围筛板环294径向地对齐，由此允许该部分流过该外围筛板环。端口291、292具有内螺纹表面以便接受如以下所描述的用于管道的一个螺纹接头，但再次，外螺纹可以替代地使用。

图8A图解总体上与图7中所示的那个类似的一个替代筛板组件303和端接头305的分解视图。但是在这个实例中，端接头305具有绕一个中心端口301的六个外围端口302。在图8B中示出组装的筛板组件303和端接头305，该组装的筛板组件和端接头已经被剖开以便示出内部的这些组装的零件的关系。

图9图解图7中所示的同一四个端口端接头的剖开侧视图，但是示出连同附接的管道组装在柱293上。从这个视图可以更清楚地看出端口291和292是在从端接头289的内表面穿过该端接头的对应通道291’和292’的末端处，该端接头在它的外表面与筛板组件290处于流体联通，端口291、292位于该外表面中。

具有用于HPLC的标准类型的管道管331通过阳螺纹接头341安装到中心端口292上。也具有标准类型的多个管道管332通过具有与螺纹接头341相同类型的多个螺纹接头342安装到这些外围端口291上。螺纹接头341和342对应地被拧到端口292和291的通道292’和291’中，这些通道为此目的带有一个内（阴）螺纹，并且管道管331、332从而是压缩配合的。应理解在多种其他设计中，该管道可以通过安装到该端接头上的一个凸形端口上的一个阴螺纹接头安装到这些端口上。端接头289被紧密地螺纹安装在柱310的一端上，以使得端接头289的内表面或底面接触筛板组件290的端面并且从而使穿过该筛板的流动相的对应中心部分和外围部分也穿过该端接头的对应中心通道292’和外围通道291’。端接头289的底面密封筛板组件290的这些非多孔零件（即零件296、297）以便由此保持流动穿过筛板段295和294的流动相的这些部分流体分离。

应理解可以设计本发明的许多另外的实施例以便在该柱出口处提供一个分割的流。

从以上描述可以看出本发明具有以下极大优点：它可以通过以下方式使用现有常规填充色谱柱来进行实践：使流动相在入口处分割，例如通过提供具有多个端口的一个入口端接头，并且优选地使洗脱液流分割，例如通过提供具有多个端口的一个端接头，以使得来自该柱的不同区域的洗脱液不同地进行处理。有利地，该洗脱液流的分割是在柱上进行，即不是在柱后。本发明可以因此（例如）使用一个常规HPLC系统来进行实践，其中该洗脱液流的一部分被引导至该检测器并且另一部分被送至废物或回收或以另一种方式进行加工。

在图10中以流程图的形式示意性地示出根据本发明的一个分析LC系统的一个实施例。该系统在很大程度上与图1中所示的常规系统类似，并且相同参考号因此用于指代相同部件。在该柱的入口处，不同之处在于这一种或多种溶剂2经由管线被递送至一个溶剂递送系统6，该溶剂递送系统在这个实例中采用两个泵。进入的一种或多种溶剂，如果尚未以两个分开的部分的形式提供至系统6，那么被分成两部分。该溶剂的第一部分被引导至并且由一个第一泵泵送并且该溶剂的第二部分被引导至并且由系统6内的一个第二泵泵送。这些独立的泵使能独立地控制这些部分的流速。这些溶剂经由呈管线6a、6b以及6c形式的流动管线被泵送至柱15。溶剂的第一部分经由一个样品注入阀8被泵送通过管线6a，其中样品被引入到该部分溶剂流中。负载有样品的溶剂的第一部分经由中心入口端口440’供给至柱15中，该中心入口端口位于该柱的中心轴线上。不含样品的溶剂的第二部分经由多个外部或外围入口端口442’通过管线6b供给至柱15中，这些外部或外围入口端口环形地围绕中心入口端口440’。该入口还具有一个分流筛板组件9’，以使得溶剂的第一部分流动通过筛板的一个中心段并且溶剂的第二部分流动通过环形地围绕该中心段的筛板的一个外围段。应理解可以提供所示的实施例的变化形式，例如管线6b还可以具有一个样品注入阀8并且由此根据需要供应有一定量的样品。

另一个不同是在该柱的出口处，其中安装由参考号411共同指示的一个分流筛板组件和多端口端接头以使得向外流动的洗脱液如以上所描述分流成至少两个部分。位于该柱的截面的中心处的一个小的中心引出口端口440使从该柱的中心区域流出的洗脱液流动至检测器16中。具有改进的分离度的样品的多个分离的组分从而由该中心洗脱液流动流携带到一个检测器16中，该检测器产生一个改进的色谱迹线。在分析型色谱中，这些分离的组分在检测后被送至废物接收器18，或可以在检测过程中被破坏。端接头411中的多个小的外围引出口端口442使从该柱的外围区域流出的洗脱液流动至废物接收器18中。然而，在其他实施例中，在外围流也已经用一定量的样品负载的情况下，经由多个外围引出口端口442从该外围区域流出的洗脱液本身可以用于分析目的并且因此还可以（例如）通过一个分开的检测器进行检测。由于具有比常规柱更高的峰分辨率，所以外围洗脱液也可以具有比常规系统更大的分析值。在使用其中几乎不或不具有样品的外围流的优选实施例中，经由外围引出口端口442从外围区域流出的洗脱液可以在随后的色谱轮次中作为流动相再使用。应理解与图10中所示的那个类似的一种改进的分辨率的系统可以用于制备型色谱，其中来自中心端口440的样品被收集在多个级分中，优选地在检测该样品的至少一部分之后，与图1的收集系统类似。在图10中所示的改进的系统中优选连接一种装置以便控制和或平衡中心引出口端口440与外围引出口端口442之间的流动相压力，以便保持最大量的浓缩物质沿着该柱的中心区域向下移动。为此目的，一个流量或压力调节器450因此可以被连接到来自这些外围端口442和/或中心端口440的一个或多个引出口管线上，优选地如所示来自这些外围端口442的引出口管线上。具体地控制溶剂递送系统6和注入端口或阀8并且控制和接收来自检测器16的数据的控制和数据收集系统4还控制流量或压力调节器450，例如响应于来自该检测器和/或多个流量传感器的信号反馈。通过主动地管理这些流动管线中的阻力，有可能驱动更过或更少流体通过该中心或外围通道。

本发明还可以使替代LC系统能在制备型应用中。在如示意性图11A中所示的一个实施例中，从中心引出口端口440聚集的洗脱液被递送通过一个检测器16至一个级分收集装置455中。然而，从这些外围引出口端口442聚集的洗脱液未被递送通过一个检测器或至一个级分收集装置455，而是经由阀446可以被递送至溶剂递送系统6用于该溶剂的再使用抑或被保存在一个或多个储器445（该储器可以是任何适合的储器，例如一个捕集器或另外柱）中，该一个或多个储器与用于第一柱15的样品注入阀8联通用于再循环。在一个适当的时间，第一柱15然后可以再次进行负载，此时来自先前一个或多个操作的外围洗脱的材料（在其中包含样品的情况下）收集在储器445中，该材料通过样品注入阀8被注入到溶剂流中。中心洗脱洗脱液再次进行检测并且收集在级分收集装置455中。可以使用色谱加工的多个另外循环直到原始样品中足够高的和所希望的比例的总材料在可获得的色谱的最高水平下进行纯化和分级分离，通过每次分开地取得和收集来自中心引出口端口440的材料。

图11B示意性地示出用于将流动相在由这些箭头所示的方向上从根据本发明的一个装置串联至根据本发明的另一个设备（以此类推）的一种系统。在所示的实施例中，三个LC柱615串联连接在一起，这三个LC柱各自在它们的入口处具有它们自己的新鲜流动相供应606。应理解在其他实施例中LC柱的数目可以是多于或少于三个。每个柱615在它的入口和出口处具有一个流量分配器以便将进入和离开该柱的流动相的流分流成两部分：一个中心流部分600和一个外围流部分602。在所示的实施例中，中心流部分600在每个柱的出口处进行检测和/或收集在多个级分中。另一方面，外围流部分602被供给至下一个柱下游的入口中，除了最后柱可以将它的外围流部分602送至废物或将它再循环回到串联中的第一柱，抑或将它送至其他地方。

实施方式

以下给出不同实验和结果的详细信息以便通过另外实例进一步说明本发明。

这些实验是在填充有12μm五氟苯基-二氧化硅固定相颗粒的一个100×21mm钢柱上进行。在同一柱上进行测试不同柱硬件配置的所有实验，其中视情况而定互换头部接头。所进行的这些实验使用：（1）常规柱（单一入口端口和单一出口端口）；（2）具有分割的流出口接头（4个端口：1个中心端口和3个外围端口）的常规柱入口接头（单一入口端口）；以及（3）具有分割的流出口接头（4个端口：1个中心端口和3个外围端口）的帘幕流柱入口接头（4个端口：1个中心端口和3个外围端口）。将甲苯、丙基苯以及丁基苯注入在一种30/70水/甲醇流动相（250μL）中用于测试这三种操作模式的性能。结果在以下进行描述。

在图2中示出通过一个常规柱的活塞流的抛物线本质的图解并且已经在以上进行了描述。在在此所描述的这些实验（2）和（3）中，设计该出口端接头以便分离靠近该柱壁的流的区域与该填充床的中心段中的流的区域。设计该入口端接头以便将流动相的多个分离流对应地引入到靠近该柱壁的区域和该填充床的中心段中的区域中。用于实验的这些接头的设计是图解于图7和图9中。使用这种端接头，来自该壁区域的洗脱液流经由一个UV检测器被传递到废物中，而该中心区域是使用一个分开的UV检测器以一种常规方式单独地进行分析。

图12图解针对每种操作模式（1）、（2）以及（3）所获得的三组分混合物的色谱分离。洗脱顺序是甲苯、丙基苯并且然后丁基苯。常规色谱模式（1）是通过虚线示出，分割的出口流模式（2）是通过点线示出并且帘幕流模式（3）是通过实线示出。分割的出口流的分流比率是流动相的54%经由这些外围端口洗脱至废物中并且剩余部分经由该中心端口进行检测或收集。帘幕流比率是1:3.5（中心区:帘幕区）。在柱入口处的所有总流率是18mL/min。在这些分离具有主要显著性的是与一种正常操作模式（1）相比，针对实验（3）中的帘幕流注入观察到灵敏度中的155%增益，以下在表1中详细说明。

表1.

灵敏度中的这种增益被认为是一种双重效应的结果：

(i)帘幕流模式（3）中的所有样品经由该中心入口端口直接负载到该柱中心区并且随后该样品（其100%）洗脱通过该分割的出口接头的中心端口，其中在检测极限处没有观察到样品组分经由这些外围出口端口在废物流中洗脱。因此样品用与一种正常操作模式（1）相同的质量负载、但以基本上更小的洗脱体积进行洗脱，如以下进一步详细说明。

(ii)流动通过该检测器的体积更低，因为仅46%的溶剂被递送通过该检测器。即，与在正常操作模式（1）中的18mL/分钟相比，在操作模式（3）中通过该检测器的流速是8.3mL/分钟。因此检测器停留时间中的增加产生更大的灵敏度。

还在图12中清楚的是分割的出口系统（2）产生基本上比正常操作模式（1）和帘幕流操作模式（3）二者的更窄的色谱曲线。描述效率的平板计数（N）和其他品质因数也包括于表1中。与正常操作模式相比，对于该分割的操作模式来说存在效率的16%增加，但是对于该帘幕流模式来说分离效率没有变化。然而，应注意如进一步所讨论的（参见后文），对于所使用的这些具体设计来说，N的这些度量不是最佳的度量。然而，与在正常操作模式（1）中所观察到的轻微的拖尾相反，帘幕流模式（3）中的分离产生完全对称的一个峰。从表1中的数据还值得注意的是，使用操作（2）的分割的出口模式经由这些外围端口在废物流中洗脱的样品效率高于一种正常操作模式大约12.5%。

平板计数N的测量要求等度的稳态条件。限制不同的操作模式之间的性能比较的所描述的实验的一个关键方面是通过检测器的流速在该正常操作模式与涉及通过一个检测器的分割的出口流的任何其他操作模式之间不同。在所有操作模式——正常（1）、分割的出口（2）、或具有分割的出口的帘幕流（3）中，通过床的体积流量保持恒定，然而，对于分割的操作模式来说，在柱出口处分流的流动流导致仅46%的溶剂穿过检测器。因此，模式（2）和（3）的表观峰宽实质上比正常操作模式（1）宽两倍。这人工地减少理论塔板数的表观度量。因此分割的操作模式中分离性能的更好反映可以通过测量在样品的收集体积中洗脱的溶质的量（即溶质的浓度）来获得。为了测量这个，因此进行一个另外研究，其中多个样品带是以五秒间隔跨过它们的洗脱体积进行分级分离。然后分析每个级分以便测定洗脱的溶质的量。然后将所收集的溶质的量作为来自该柱的洗脱体积的函数进行作图，其结果在图13中示出。迹线A是从常规模式（1）获得，迹线B是使用从中心端口洗脱的样品从分割流模式（2）获得，迹线C是使用从壁区域（多个外围端口）洗脱的样品从分割流模式（2）获得，并且迹线D是从帘幕流模式（3）获得。

图13图解正常操作模式（1）与用于此分级分离研究的分割流操作模式（2）和帘幕流注入模式（3）中的每个之间的分离性能的比较（基于丙基苯带的洗脱）。这些分离清楚地图解这些分割流操作模式和帘幕流中的每个的分离性能的提高的水平。从中心流动流收集的样品（迹线B）的分割流操作模式（2）的样品收集体积是大约4mL并且从壁区域（迹线C）7mL。具有分割的出口流的帘幕流注入（迹线D）的样品收集体积是大约5.5mL。在常规操作模式中，样品收集体积是11mL。因此，样品组分萃取的最有效的模式（至少相对于峰体积）是分割流操作模式，其中样品通过中心出口段收集。然而，在这种操作模式中，大约50%的样品被送至废物流，虽然该样品然后随后包含在约7mL的溶剂中。由于在帘幕流操作模式中100%的样品经由中心流动流洗脱，这种操作模式产生更有效的萃取方法，其效率高于常规模式100%（至少相对于样品收集浓度（并且因此检测灵敏度）），并且相对于峰体积呈现改进的分离效率。另外成本有效性可以关于溶剂再循环获得，因为使用帘幕流动状态没有观察到样品从柱的壁区域洗脱。该溶剂因此可以进行再循环而无任何能力需求，在所描述的操作模式中其将占全部溶剂消耗的54%。应理解本发明可以提供显著改进，这些改进是呈增强的样品检测和来自一个液相色谱柱的改进的测定性能的形式。在多个不同的实施例中，由于一个色谱测定内的改进的检测灵敏度和/或改进的峰容量和峰分辨率，本发明可能能够实现例如被色谱分析的物种的检测下限。应理解，作为针对一个给定柱长度改进峰分辨率的一个替代方案，与一个类似常规系统相比，本发明可能能够使用多个更短的柱以便达到一个给定峰分辨率。更短的柱将能够进行更快的色谱分离。一个另外的优点例如是：使用洗脱液的仅一部分用于检测可能意味着减少的溶剂负载被引入到检测器中，这对于某些检测器来说可以是非常有益的，这些检测器如质谱仪荷在一种真空环境中操作的其他检测器。本发明因此可能更好地实现具有MS检测的常规尺寸柱的使用。关于制备型色谱法，由于改进的分离效率，本发明可能能够收集产率更高且更纯的样品级分。再另一个优点例如是：在出口处分离的其中几乎不或不具有样品的流动相的一个部分可以再次用于随后的色谱中，从而节省流动相溶剂的消耗。本发明可以方便地从廉价的材料（例如筛板材料和钢端接头）进行实施并且以一种简单的方式进行设计，例如呈具有多端口而不是一个单一端口的端接头的形式。

如在此使用的，包括权利要求在内，除非上下文另外说明，否则在此术语的单数形式应当理解为包括复数形式，并且反之亦然。例如，除非上下文另外说明，单数引用如“一个（a）”或“一个（an）”表示“一个或多个”。

贯穿本说明书的描述和权利要求，词语“包括（comprise）”、“包含（including）”、“具有（having）”以及“含有（contain）”以及这些词语的变化形式（例如“包括（comprising）”和“包括（comprises）”等等）表示“包括但不限于”并且不旨在（并且不会）排除其他部件。

应当理解的是，可以做出本发明的以上实施例的变化形式，同时仍落在本发明的范围之内。除非另有说明，否则本说明书中披露的每个特征可以由服务于相同、等同或类似目的的替代特征来代替。因此，除非另有说明，否则所披露的每个特征只是一个一般系列的等同或类似特征中的一个实例。

使用在此提供的任何一个和全部实例、或示例性语言（“例如（forinstance）”、“如（such as）”、“举例而言（for example）”、“例如（e.g.）”以及相似语言），仅旨在更好地说明本发明并且不指示对本发明的范围进行限制，除非另外要求。本说明书中的任何语言都不应当被理解为是在指示：任何未提出权利要求的元件是对本发明的实现至关重要的。

本说明书中描述的任何步骤可以按照任意顺序来进行或同时进行，除非另有说明或上下文要求。

本说明书中披露的所有特征可以以任意组合形式进行组合，除了这类特征和/或步骤中的至少一些相互推斥的组合形式。具体地说，本发明的优选特征适用于本发明的所有方面并且可以以任意组合形式来使用。同样，非本质的组合形式中描述的特征可以单独使用（不进行组合）。

Claims (75)

1.一种用于柱色谱法的设备，该设备包括一个圆柱形的色谱柱，该柱具有一个入口和一个出口，其中该入口被配置成将一个流动相流引入到载有一个样品的该柱中，从而当该样品由该流动相携带从该入口到该出口纵向前进穿过该柱时该样品被分离成多个组分，其中该入口进一步被配置成将该流动相的流以独立可控的至少两个分开的部分引入到该柱中，并且将这些部分引入到该柱的不同径向区域中，以使得这些部分在不同的径向区域中纵向流动穿过该柱。

2.如权利要求1所述的设备，其中每个部分中的样品浓度或每个部分的流速或这两者都是独立可控的。

3.如权利要求1或2所述的设备，其中有待分离的样品是以比在其他一个或多个部分中更高的浓度包含于这些部分之一中。

4.如权利要求1至3中任一项所述的设备，其中将流动相的一个第一部分引入到该柱的一个中心径向区域中，并且将流动相的一个第二部分引入到位于该中心径向区域径向向外处并且环形地围绕该中心径向区域的一个外围径向区域中。

5.如权利要求4所述的设备，其中该柱的该中心径向区域是基本上位于从该入口至该出口贯穿该柱的一条中心轴线上的一个区域。

6.如权利要求4或5所述的设备，其中有待分离的样品是以比在该第二部分中更高的浓度包含于该第一部分中。

7.如权利要求6所述的设备，其中有待分离的样品是基本上包含于流动相的该第一部分中。

8.如权利要求4至7中任一项所述的设备，其中流动相的该第二部分限制样品从该第一部分朝向该柱的一个壁的迁移。

9.如权利要求4至8中任一项所述的设备，其中这些流动相部分具有基本上相同的流速。

10.如以上权利要求中任一项所述的设备，其中该入口配备有一个筛板组件，该筛板组件被配置成将该流动相分割成至少两个分开的部分。

11.如权利要求10所述的设备，其中该筛板组件包括至少两个分开的筛板段，这些筛板段通过一个流动屏障来分开。

12.如任何以上权利要求所述的设备，其中该柱在该入口处具有一个入口流量分配器以便在其中分开的通道中输送该流动相的至少两个分开的部分。

13.如权利要求12所述的设备，其中该入口流量分配器是在使用中安装到该柱的入口端上的一个分开的零件。

14.如权利要求12或13所述的设备，其中该入口流量分配器包括具有至少一个通道的一个第一组和具有至少一个通道的一个第二组，该第一组被安排以使得在使用中该第一组位于该柱的一个第一径向区域中以便输送流动相的一个第一部分到该柱的一个第一径向区域，该第二组被安排以使得在使用中该第二组位于该柱的一个第二径向区域中以便输送流动相的一个第二部分到该柱的一个第二径向区域。

15.如权利要求14所述的设备，其中该第一组所位于的该柱的该第一径向区域是一个中心径向区域并且该第二组所位于的该柱的该第二径向区域是位于该中心径向区域径向向外处的一个外围径向区域。

16.如权利要求14或15所述的设备，其中该入口流量分配器包括在该第一组中的一个中心通道和在该第二组中的从三至十个外部通道。

17.如从属于权利要求7或8中任一项的权利要求12至16中任一项所述的设备，其中该入口流量分配器在使用中与该筛板组件的一个或多个非多孔零件相接触，以使得该筛板组件的该一个或多个非多孔零件在该筛板与流量分配器之间提供一种密封，从而使流动相流的相邻部分彼此密封。

18.如任何以上权利要求所述的设备，其中该流动相作为一个洗脱液流离开该柱以便作为一个单一部分进行处理。

19.如权利要求18所述的设备，其中该洗脱液流通过一个单个出口端口离开该柱。

20.如权利要求1至17中任一项所述的设备，其中该流动相作为一个洗脱液流离开该柱并且该出口被配置成随着该洗脱液流通过该出口离开该柱时将该洗脱液流分流成至少两个分开的洗脱液部分。

21.如权利要求20所述的设备，其中该设备被配置成分开地处理这些洗脱液部分。

22.如权利要求21所述的设备，其中该出口被配置成将该洗脱液流的一个第一部分引导至一个第一处理装置中并且将该洗脱液流的一个第二部分引导至与该第一处理装置分开的一个第二处理装置中。

23.如权利要求20至22中任一项所述的设备，其中洗脱液的该至少两个分开的部分从该柱的不同径向区域流出。

24.如权利要求23所述的设备，其中当流动相的这些分开的部分通过该入口引入时，洗脱液的该至少两个分开的部分从该柱的基本上相同的径向区域流出。

25.如权利要求23或24所述的设备，其中洗脱液的一个第一部分从该柱的一个中心径向区域流出，并且洗脱液的一个第二部分从位于该中心径向区域的径向向外处的一个外围径向区域流出。

26.如权利要求20至25中任一项所述的设备，其中洗脱液的一部分是按体积计总洗脱液的50%或更少、45%或更少、40%或更少、35%或更少、30%或更少、25%或更少、20%或更少、15%或更少、10%或更少、或5%或更少。

27.如权利要求20至26中任一项所述的设备，其中该出口配备有一个筛板组件，该筛板组件被配置成将该洗脱液流分流成该至少两个分开的部分。

28.如权利要求27所述的设备，其中该筛板组件包括至少两个分开的筛板段，这些筛板段通过一个流动屏障来分开。

29.如权利要求28所述的设备，其中该筛板包括至少一个径向中心筛板段、围绕该至少一个中心筛板段的一个流动屏障以及围绕该至少一个中心筛板段并且通过该流动屏障自其分离的至少一个径向外部筛板段。

30.如权利要求20至29中任一项所述的设备，其中该柱在该出口处具有一个出口流量分配器以便在其中分开的通道中输送该洗脱液流的该至少两个分开的部分。

31.如权利要求30所述的设备，其中该出口流量分配器是在使用中安装到该柱的出口端上的一个分开的零件。

32.如权利要求30或31所述的设备，其中该流量分配器包括具有至少一个出口通道的一个第一组和具有至少一个出口通道的一个第二组，该第一组被安排以使得在使用中该第一组位于该柱的一个第一径向区域中以便输送洗脱液的一个第一部分，该第二组被安排以使得在使用中该第二组位于该柱的一个第二径向区域中以便输送洗脱液的一个第二部分。

33.如权利要求32所述的设备，其中该具有至少一个出口通道的第一组所位于的该柱的该第一径向区域是一个中心径向区域并且该具有至少一个出口通道的第二组所位于的该柱的该第二径向区域是位于该中心径向区域径向向外处的一个区域。

34.如权利要求32或33所述的设备，其中该流量分配器包括在该第一组中的一个中心出口通道和在该第二组中的从三至十个外部出口通道。

35.如从属于权利要求25至27中任一项的权利要求32至34中任一项所述的设备，其中该流量分配器在使用中与该筛板组件的一个或多个非多孔零件相接触，以使得该筛板组件的一个或多个非多孔零件在该筛板与流量分配器之间提供一种密封，从而使洗脱液流的相邻部分彼此密封。

36.如权利要求20至35中任一项所述的设备，其中该设备包括一个检测器，该检测器被安排成与其他一个部分或多个部分分开地检测该洗脱液的至少一部分。

37.如权利要求20至36中任一项所述的设备，其中该设备包括一个级分收集器，该级分收集器被安排成与该其他一个部分或多个部分分开地收集该洗脱液的至少一部分的级分。

38.如权利要求36或37所述的设备，其中该检测器或级分收集器被安排成分开地检测或收集已经从该柱的一个中心径向区域流出的洗脱液的一部分的级分。

39.如权利要求20至38中任一项所述的设备，其中该设备被配置成将一个或多个部分送至一个废物接收器或至一个LC柱的入口。

40.如权利要求20至39中任一项所述的设备，其中洗脱液的这些部分中的一个从一个外围径向区域流出并且基本上不含已经被分离成多个组分的样品。

41.如权利要求40所述的设备，其中该设备被配置成在其他色谱法中再使用洗脱液的从一个外围径向区域流出的部分。

42.如权利要求20至40中任一项所述的设备，其中该设备包括用于分开地处理洗脱液的该至少第一和第二部分的至少第一和第二处理装置，其中该第一和第二处理装置各自独立地包括以下各项中的一项或多项：检测器、废物储器、级分收集器以及柱入口。

43.如任何以上权利要求所述的设备，其中该柱是用于选自以下各项的分析型色谱法的一个柱：高效液相色谱法（HPLC）、超高效液相色谱法（UHPLC）、多维或二维高效液相色谱法（MDHPLC或2DHPLC）、快速柱色谱法、快速蛋白质液相色谱法（FPLC）以及超临界流体（SCF）色谱法。

44.如任何以上权利要求所述的设备，其中该柱是用于制备型色谱法的一个柱。

45.一种用于柱色谱的方法，该方法包括：为圆柱形色谱柱的一个入口提供流动相的独立可控的至少两个分开的部分，该至少两个分开的部分中的至少一个含有有待分离成多个组分的一种样品；将流动相的该至少两个分开的部分引入到该柱的不同径向区域中；使流动相的这些部分在这些不同径向区域中从该柱的该入口至该柱的一个出口纵向流动穿过该柱，以便使该样品分离成多个组分。

46.如权利要求45所述的方法，其中每个部分中的样品浓度或每个部分的流速或这两者都是独立可控的。

47.如权利要求45或46所述的方法，其中这些部分中的一个以比在其他一个或多个部分中更高的浓度包含该样品。

48.如权利要求45至47中任一项所述的方法，包括将流动相的一个第一部分引入到该柱的一个中心径向区域中，并且将流动相的一个第二部分引入到位于该中心径向区域径向向外处并且环形地围绕该中心径向区域的一个外围径向区域中。

49.如权利要求48所述的方法，其中该有待分离的样品是以比在该第二部分中更高的浓度包含于该第一部分中。

50.如权利要求49所述的方法，其中该有待分离的样品是基本上包含于流动相的该第一部分中。

51.如权利要求48至50中任一项所述的方法，其中流动相的该第二部分限制样品从该第一部分朝向该柱的一个壁的迁移。

52.如权利要求45至51中任一项所述的方法，其中这些流动相部分具有基本上相同的流速。

53.如权利要求45至52中任一项所述的方法，包括向该入口提供一个筛板组件，该筛板组件被配置成将该流动相分割成至少两个分开的部分。

54.如权利要求53所述的方法，其中该筛板组件包括至少两个分开的筛板段，这些筛板段通过一个流动屏障来分离。

55.如权利要求45至54中任一项所述的方法，包括向该柱提供一个入口流量分配器以便在其中分开的通道中输送该流动相的该至少两个分开的部分。

56.如权利要求55所述的方法，其中该入口流量分配器是在使用中安装到该柱的入口端上的一个分开的零件。

57.如权利要求55或56所述的方法，其中该入口流量分配器包括具有至少一个通道的一个第一组和具有至少一个通道的一个第二组，该第一组被安排以使得在使用中该第一组位于该柱的一个第一径向区域中以便输送流动相的一个第一部分到该柱的一个第一径向区域，该第二组被安排以使得在使用中该第二组位于该柱的一个第二径向区域中以便输送流动相的一个第二部分到该柱的一个第二径向区域。

58.如权利要求57所述的方法，其中该第一组所位于的该柱的该第一径向区域是一个中心径向区域并且该第二组所位于的该柱的该第二径向区域是位于该中心径向区域径向向外处的一个外围径向区域。

59.如权利要求57或58所述的方法，其中入口流量分配器包括在该第一组中的一个中心通道和在该第二组中的从三至十个外部通道。

60.如权利要求45至59中任一项所述的方法，其中该流动相作为一个洗脱液流离开该柱以便作为一个单一部分进行处理。

61.如权利要求60所述的方法，其中该洗脱液的流通过一个单个出口端口离开该柱。

62.如权利要求45至59中任一项所述的方法，其中该流动相作为一个洗脱液流离开该柱并且该出口被配置成随着该洗脱液流通过该出口离开该柱时将该洗脱液流分流成至少两个分开的洗脱液部分。

63.如权利要求62所述的方法，其中该设备被配置成分开地处理这些洗脱液部分。

64.如权利要求62或63所述的方法，其中洗脱液的该至少两个分开的部分从该柱的不同径向区域流出。

65.如权利要求64所述的方法，其中当流动相的这些分开的部分通过该入口引入时，洗脱液的该至少两个分开的部分从该柱的基本上相同的径向区域流出。

66.如权利要求64或65所述的方法，其中洗脱液的一个第一部分从该柱的一个中心径向区域流出，并且洗脱液的一个第二部分从位于该中心径向区域径向向外处的一个外围径向区域流出。

67.如权利要求62至66中任一项所述的方法，其中该出口配备有一个筛板组件，该筛板组件被配置成将该洗脱液流分流成该至少两个分开的部分。

68.如权利要求62至67中任一项所述的方法，其中该柱在该出口处具有一个出口流量分配器以便在其中分开的通道中输送该洗脱液流的该至少两个分开的部分。

69.如权利要求68所述的方法，其中该出口流量分配器包括具有至少一个出口通道的一个第一组和具有至少一个出口通道的一个第二组，该第一组被安排以使得在使用中该第一组位于该柱的一个第一径向区域中以便输送洗脱液的一个第一部分，该第二组被安排以使得在使用中该第二组位于该柱的一个第二径向区域中以便输送洗脱液的一个第二部分。

70.如权利要求69所述的方法，其中该出口流量分配器的这些通道基本上是在与一个入口流量分配器的通道相同的径向位置上，该入口流量分配器是设置在该柱的该入口处。

71.如权利要求69或70所述的方法，其中该具有至少一个出口通道的第一组所位于的该柱的该第一径向区域是一个中心径向区域并且该具有至少一个出口通道的第二组所位于的该柱的该第二径向区域是位于该中心径向区域径向向外处的一个区域。

72.如权利要求62至71中任一项所述的方法，其中该设备包括一个检测器，该检测器被安排成与其他一个部分或多个部分分开地检测该洗脱液的至少一部分；和/或一个级分收集器，该级分收集器被安排成与其他一个部分或多个部分分开地收集该洗脱液的至少一部分的级分。

73.如权利要求72所述的方法，其中该检测器或级分收集器被安排成分开地检测或收集已经从该柱的一个中心径向区域流出的该洗脱液的一部分的级分。

74.如权利要求62至71中任一项所述的方法，其中洗脱液的这些部分中的一个从一个外围径向区域流出并且基本上不含已经被分离成多个组分的样品。

75.如权利要求74所述的方法，包括在其他色谱法中再使用洗脱液的从该外围径向区域流出的部分。

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