CN104190109B - 基于三位六态七通阀的多模式自动上样层析系统 - Google Patents
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Abstract
本发明基于三位六态七通阀的多模式自动上样层析系统涉及一种利用层析法将材料分离成各个组分，来制备纯化或测试分析材料的系统。其目的是提供一种结构简单、成本低、操作简便的基于三位六态七通阀的多模式自动上样层析系统。本发明基于三位六态七通阀的多模式自动上样层析系统包括系统泵、上样阀、上样环、层析柱、检测器和样品泵，上样阀的阀体上开设有七个接口，分别为接口一至接口七，系统泵与接口七相连接，上样环的两端与接口一和接口三相连接，层析柱的进口端与接口六相连接，检测器与层析柱的出口端相连接，上样阀的接口四为废液接口，上样阀的接口二为上样环装载接口，样品泵与上样阀的接口二或接口五相连通。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用色谱法将材料分离成各个组分，来制备纯化或测试分析材料的系统，特别是涉及一种具有多种上样模式的层析系统或液相色谱系统。
背景技术
目前，基于三位七通阀进行上样的层析系统，仅能实现上样环(超级上样杯)或样品泵的各自单独连接上样。如图1a所示，现有的层析系统包括系统泵1’、上样阀2’、上样环3’、层析柱4’和检测器5’，上样阀2’为三位七通阀，上样阀2’的阀体上开设有七个接口，分别为接口一至接口七，系统泵1’与接口二相连接，上样环3’的两端与接口一和接口四相连接，层析柱4’的进口端与接口三相连接，检测器5’与层析柱4’的出口端相连接，上样阀2’的接口六和接口七为废液接口，上样阀2’的接口五为样品装载接口。上样阀2’的阀芯内开设有三条通道，分别为通道A、B、C。上样阀2’设置有三个工位，如图1a所示，在工位一状态下，接口二与接口三通过第二阀芯通道B相连通，接口四与接口五通过第三阀芯通道C相连通，接口一与接口六通过第一阀芯通道A相连通，此状态上样阀为样品装载位；如图1b所示，在工位二状态下，接口一与接口二通过第二阀芯通道B相连通，接口三与接口四通过第三阀芯通道C相连通，此状态上样阀为样品注入位；如图1c所示，在工位三状态下，接口二与接口七通过第二阀芯通道B相连通，此状态上样阀为样品清洗位。在需要向上样环3’装载样品时，上样阀2’处于工位一状态下，系统泵1’通过上样阀2’的第二阀芯通道B直接与层析柱4’连通，样品用注射器将样品通过上样阀2’的接口五载入上样环3’中，多余的样品将从接口六排出系统；样品装载完成后，通过运行自动化软件程序或者手动软件控制使上样阀2’从工位一状态转变为工位二状态，工位二状态为上样阀2’的样品注入状态，系统泵1’通过上样阀2’内的第二阀芯通道B向上样环3’内注入缓冲液，推动上样环3’内的样品通过上样阀2’内的第三阀芯通道C进入层析柱4’内。在工位三状态下，系统泵1’和上样阀前流路系统的清洗可以通过上样阀2’内的第二阀芯通道B将废液排出系统。如果样品上样量比较大时，我们多会采用系统泵或者单独配置样品泵上样，系统泵上样一般通过流路图中的A2位置上样，这里上样有两个不足之处：1、A2是缓冲液入口，缓冲液入口被挤占影响缓冲液的操作方便性；2、系统泵成本高，经常用于上样容易受污染，降低其寿命。所以通常我们会采用一个经济、专一的样品泵来解决大体积样品上样的问题。但是从上面操作过程可以看到，如果一旦接了上样环，上样阀就不再有接口能接样品泵，所以原有的解决方案是：拆掉上样环，将样品泵直接接到上样阀的接口四，上样的时候需要在软件中手动操作：将阀转入工位二样品注入状态，启动样品泵，或者通过自动化程序运行时同时启动这两个命令。这种操作模式带来的问题是：上样环和样品泵只能二选一，上样量少的时候接上样环，上样量大的时候接样品泵，如果一天多个实验，而且样品量大小不一，就需要不断的拆卸和接入，带来了操作的不方便性和繁琐性，并且对上样阀的寿命也会带来不利的影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低、操作简便的基于三位六态七通阀的多模式自动上样层析系统。
本发明基于三位六态七通阀的多模式自动上样层析系统，包括系统泵、上样阀、上样环、层析柱和检测器，所述上样阀的阀体上开设有七个接口，分别为接口一至接口七，所述系统泵与接口七相连接，所述上样环的两端与接口一和接口三相连接，所述层析柱的进口端与接口六相连接，所述检测器与层析柱的出口端相连接，所述上样阀的接口四为废液接口，上样阀的接口二为上样环装载接口，所述上样阀的阀芯内开设有三条通道，分别为通道A、B、C，所述上样阀设置有三个工位，在工位一条件下，接口六与接口七通过第一阀芯通道A相连通，接口一与接口二通过第二阀芯通道B相连通，接口三与接口四通过第三阀芯通道C相连通；在工位二条件下，接口七与接口三通过第一阀芯通道A相连通，接口四与接口五通过第二阀芯通道B相连通，接口一与接口六通过第三阀芯通道C相连通；在工位三条件下，接口四与接口七通过第一阀芯通道A，接口五与接口六通过第二阀芯通道B相连通，接口一与接口二通过第三阀芯通道C相连通；所述层析系统还包括样品泵，所述样品泵与上样阀的接口二或接口五相连通
本发明基于三位六态七通阀的多模式自动上样层析系统，其中所述上样环为超级上样杯
本发明基于三位六态七通阀的多模式自动上样层析系统，其中所述系统泵为单泵或由并联或串联的第一系统泵和第二系统泵组成的双泵泵组。
本发明基于三位六态七通阀的多模式自动上样层析系统，其中所述单泵或双泵的吸入口处分别连接有进液三通阀。
本发明基于三位六态七通阀的多模式自动上样层析系统，其中所述检测器包括紫外可见光检测器、电导检测器和pH检测器。
本发明基于三位六态七通阀的多模式自动上样层析系统与现有技术创新之处在于本发明的层析系统中的上样阀与普通的三位七通柱阀的工位状态不同，同时将样品泵直接接入上样阀的接口五或接口二上，不需要像普通三位七通阀通过外加三通或三通阀来实现上样环与样品泵的兼容，只需利用三位六态七通上样阀的三个工位配合样品泵实现六种状态，使本发明的层析系统既保持原有在某些实验中采用上样环的少量样品上样模式，又可以在另外一些实验中需要大体积上样时通过样品泵进行大量样品上样，或在其它一些实验如重复验证实验或工艺开发中通过样品泵向上样环进行少量样品的重复多次装载，在这些不同的实验之间无需反复更换上样环或样品泵，使二者很好兼容并蓄。本发明的层析系统可以在不反复拆装上样环和样品泵的情况下，具备了多种上样量的多种可选上样模式，使操作者的操作更简便，提高了工作效率，且保证了系统中各部件的使用寿命。
下面结合附图对本发明的基于三位六态七通阀的多模式自动上样层析系统作进一步说明。
附图说明
图1a为现有技术中层析系统处于装载(Load)状态时的结构示意图；
图1b为现有技术中层析系统处于样品注入(Inject)状态时的结构示意图；
图1c为现有技术中层析系统处于清洗排废液(Waste)状态时的结构示意图；
图2a为本发明层析系统处于上样环手动装载样品(ManualLoad)状态(工位一工作状态一)的结构示意图；
图2b为本发明层析系统处于上样环上样(Inject)状态(工位二工作状态二)的结构示意图；
图2c为本发明层析系统处于系统泵清洗排废液(SystemPumpPurge/Waste)状态(工位三工作状态三)的结构示意图；
图2d为本发明层析系统处于样品泵上样(SamplePumpDirectInject)状态(工位三工作状态四)的结构示意图；
图2e为本发明层析系统处于样品泵向上样环装载样品(SamplePumpLoad)状态(工位一工作状态五)的结构示意图；
图2f为本发明层析系统处于样品泵清洗排废液(SamplePumpPurge/Waste)状态(工位二工作状态六)的结构示意图。
具体实施方式
如图2a所示，本发明基于三位六态七通阀的多模式自动上样层析系统包括系统泵1、上样阀2、上样环3、层析柱4、检测器5和样品泵6。系统泵1为并联的第一系统泵A和第二系统泵B，第一系统泵A和第二系统泵B的进液口处分别连接有进液三通阀8，上样环3或为超级上样杯。上样阀2的阀体上开设有七个接口，分别为接口一至接口七，系统泵1与接口七相连接，上样环3的两端与接口一和接口三相连接，层析柱4的进口端与接口六相连接，检测器5与层析柱4的出口端相连接，检测器5包括紫外可见光检测器UV、电导检测器C和pH检测器，上样阀2的接口四为废液接口。
上样阀2的接口二上样环样品装载接口，接口五为样品泵直接上样接口，上样阀2的阀芯内开设有三条通道，分别为通道A、B、C，上样阀2设置有三个工位，在工位一条件下，接口六与接口七通过第一阀芯通道A相连通，接口一与接口二通过第二阀芯通道B相连通，接口三与接口四通过第三阀芯通道C相连通，在此工位下，可完成注射器手动样品装载或样品泵接入上样阀接口二的样品自动装载两种状态。在工位二条件下，接口七与接口三通过第一阀芯通道A相连通，接口四与接口五通过第二阀芯通道B相连通，接口一与接口六通过第三阀芯通道C相连通，在此工位下，可完成样品环中样品注入层析柱或样品泵清洗废液排出两种状态。在工位三条件下，接口四与接口七通过第一阀芯通道A，接口五与接口六通过第二阀芯通道B相连通，接口一与接口二通过第三阀芯通道C相连通，在此工位下，可完成系统泵清洗排除废液或样品泵直接上样两种状态
图2a至图2c分别对应上样阀2的工位一至工位三，在需要向上样环3装载样品时，上样阀2处于工位一条件下(工作状态一)，系统泵1通过上样阀2的第一阀芯通道A直接与层析柱4连通对层析柱4进行平衡，样品注射器将样品通过上样阀2的接口二装载到上样环3中，多余的样品从接口七排出系统；样品装载完成后，通过自动化软件程序运行或者手动软件控制使上样阀2从工位一转变为工位二，工位二(工作状态二)为上样环3的上样状态，系统泵1通过上样阀2内的第一阀芯通道A向上样环3内注入缓冲液，推动上样环3内的样品通过上样阀2内的第三阀芯通道C进入层析柱4内。在工位三条件下(工作状态三)，系统泵1清洗的废液可以通过上样阀2内的第二阀芯通道B排出系统。
图2d对应上样阀2的工位三(工作状态四)，样品泵6与上样阀2的接口五相连通，在工位一条件下(工作状态一)完成柱平衡后，系统泵1停止工作，上样阀2进行转位到工位三(工作状态四)，启动样品泵6，通过上样阀2内的第二阀芯通道B向层析柱4内进行大量样品上样。上样结束后样品泵6停止工作，上样阀2转位为工位一(工作状态一)，系统泵1启动进行洗柱，将层析柱4中的杂质冲洗出层析柱4。图2e对应上样阀2的工位一(工作状态五)，此时需要将样品泵6从上样阀2的接口五移至接口二并与接口二相连通，启动样品泵6，通过上样阀2内的第二阀芯通道B向上样环3内进行小量样品装载，装载完成后控制上样阀2转换成工位二(工作状态二)，利用系统泵1将上样环3内的样品推入层析柱4内，重复工位一(工作状态五)和工位二(工作状态二)，可以实现反复向层析柱4进行小量样品上样，这给多次重复验证实验或工艺筛选实验带来了极大的方便性和可实现工艺开发的完全自动化。图2f对应上样阀2的工位二(工作状态六)，样品泵6与上样阀2的接口五相连通，启动样品泵6的清洗流程，通过上样阀2内的第二阀芯通道B将废液排出系统。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (5)
1.一种基于三位六态七通阀的多模式自动上样层析系统，包括系统泵(1)、上样阀(2)、上样环(3)、层析柱(4)和检测器(5)，所述上样阀(2)的阀体上开设有七个接口，分别为接口一至接口七，其特征在于：所述系统泵(1)与接口七相连接，所述上样环(3)的两端与接口一和接口三相连接，所述层析柱(4)的进口端与接口六相连接，所述检测器(5)与层析柱(4)的出口端相连接，所述上样阀(2)的接口四为废液接口，上样阀(2)的接口二为上样环装载接口，所述上样阀(2)的阀芯内开设有三条通道，分别为第一阀芯通道A、第二阀芯通道B、第三阀芯通道C，所述上样阀(2)设置有三个工位，在工位一条件下，接口六与接口七通过第一阀芯通道A相连通，接口一与接口二通过第二阀芯通道B相连通，接口三与接口四通过第三阀芯通道C相连通；在工位二条件下，接口七与接口三通过第一阀芯通道A相连通，接口四与接口五通过第二阀芯通道B相连通，接口一与接口六通过第三阀芯通道C相连通；在工位三条件下，接口四与接口七通过第一阀芯通道A，接口五与接口六通过第二阀芯通道B相连通，接口一与接口二通过第三阀芯通道C相连通；所述层析系统还包括样品泵(6)，所述样品泵(6)与上样阀(2)的接口二或接口五相连通。
2.根据权利要求1所述的基于三位六态七通阀的多模式自动上样层析系统，其特征在于：所述上样环(3)为超级上样杯。
3.根据权利要求1所述的基于三位六态七通阀的多模式自动上样层析系统，其特征在于：所述系统泵(1)为单泵或由并联或串联的第一系统泵(A)和第二系统泵(B)组成的双泵泵组。
4.根据权利要求3所述的基于三位六态七通阀的多模式自动上样层析系统，其特征在于：所述单泵或双泵的吸入口处分别连接有进液三通阀(8)。
5.根据权利要求1所述的基于三位六态七通阀的多模式自动上样层析系统，其特征在于：所述检测器(5)包括紫外可见光检测器(UV)、电导检测器(C)和pH检测器(pH)。
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