CN104620103A - 多组分洗脱液产生系统和方法 - Google Patents

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Abstract

描述了一种产生浓度梯度型洗脱液流的系统和方法。该浓度梯度型洗脱液流可包括至少两种不同的发生剂。可将液体泵送到洗脱液产生装置。可以将第一控制信号施加到第一洗脱液产生器上以产生第一发生剂。可以将第二控制信号施加到第二洗脱液产生器上以产生第二发生剂。可以随时间而改变该第一和/或第二控制信号来产生该浓度梯度型洗脱液流。

Description

多组分洗脱液产生系统和方法
背景
离子色谱法(IC)是一种广泛用于测定各种样品基质中的阴离子以及阳离子分析物的分析技术。用于IC的典型分离柱具有在从约2至4毫米范围内的内径，并且在从0.2至3mL/min范围内的流速下运行。在为了改进IC的性能而进行的努力中，已经进行了研究来开发具有更小直径的分离柱。当内径为约1毫米或更小时，此类更小的柱典型地被称为毛细管分离柱。
已经发现使用毛细管分离柱可改善分离效率和/或减少分析时间。除了改进的分离性能之外，毛细管IC还提供了众多其他优点，诸如小的样品体积需要量(例如1微升或更少)以及更低的洗脱液用量。毛细管离子色谱系统典型地在从1至20微升/分范围内的流速下运行，并且因此所消耗的洗脱液的量非常小。相对低的洗脱液用量使得长期连续运行在经济上是合理的。例如，使用典型的毛细管流速时，一整年的总洗脱液用量可能仅为约5升。连续运行的一直“开启”的系统减少了与系统启动和关闭相关联的问题的数目以及时间。此外，低流速改进了系统与质谱仪的兼容性。低体积毛细管柱的另一个优点是，所需的固定相树脂的量相对低。进而，这降低了成本或者使得在该柱中使用更昂贵并且特殊的材料在经济上是可行的。
在毛细管IC中，可以用等度或浓度梯度型洗脱液输送模式将洗脱液泵送到毛细管柱。在离子色谱法中，洗脱液典型地是一种含有酸、或碱、或盐类的水溶液。该洗脱液还可以含有一些有机溶剂。可以基于分析物、基质、以及毛细管柱的化学性质来选择洗脱液输送模式的化学组成。在等度模式中，洗脱液的组成在样品分析的持续期间是恒定的。相比之下，浓度梯度模式提供了在样品分析期间随着时间而变化的洗脱液组成。例如，该洗脱液组成可以具有一种或多种组分，诸如像酸、碱、或盐，其中组分浓度随着时间而变化。
在使用2到4毫米(内径)的分离柱的常规规模IC中，具有两种或更多种组分的浓度梯度型洗脱液的输送典型地是用配备有低压比例阀的高压泵进行的。这种泵典型地可以是能够使高达四种不同的洗脱液组分成比例，这些洗脱液组分各自可以随着时间而独立地变化。该常规规模的浓度梯度泵可具有与泵压头和比例阀相关联的约1mL的延迟体积。此延迟体积与毛细管规模的IC分离不兼容，这是因为如果分离流速为约10微升/分钟，则该延迟体积对应于约100分钟的延迟时间。改变洗脱液组成的延迟时间可能差不多相同于或超过典型的毛细管IC分析的测定时间。显然地，延迟时间必须实质上小于测定时间，以便实现有效的浓度梯度型洗脱液输送。正因如此，诸位申请人认为，存在对具有比用常规规模的浓度梯度泵所观测到的那些更低的死体积的浓度梯度型洗脱液输送系统的需要。诸位申请人还认为，具有相对低的死体积的浓度梯度型洗脱液输送系统将会增强毛细管色谱法的分离能力，诸如像在碳水化合物类以及氨基酸类的分析中，其中典型地需要在不同浓度下的水性多组分洗脱液。
发明概述
描述了第一系统，该第一系统产生用于色谱分离的浓度梯度型洗脱液流。该第一系统包括泵、电解洗脱液产生装置、以及电子线路。该泵被配置为泵送液体。该电解洗脱液产生装置被配置为产生至少两种不同的发生剂，其中第一发生剂浓度和第二发生剂浓度均是随时间可控的。该电解洗脱液产生装置包括第一以及第二洗脱液产生器。该第一洗脱液产生器可以被配置为接收来自该泵的液体；将第一发生剂以及第一气体副产物加入该液体中；并且输出包括该第一发生剂以及该第一气体副产物的液体。该第二洗脱液产生器可以被配置为接收来自该第一洗脱液产生器的液体；将第二发生剂以及第二气体副产物加入该液体中；并且输出包括该第一发生剂、该第二发生剂、该第一气体副产物、以及该第二气体副产物的液体。该电子线路可以被配置为将第一控制信号施加到该第一洗脱液产生器上以产生该第一发生剂浓度，并且将第二控制信号施加到该第二洗脱液产生器上以产生该第二发生剂浓度，其中可以随着时间增大或减小该第一或第二控制信号中的至少一个来产生该浓度梯度型洗脱液流。
上述第一系统还可以包括催化消除装置，该催化消除装置包含催化剂以及被配置为接收来自该第二洗脱液产生器的液体的入口。该催化剂使得该第一气体副产物与该第二气体副产物发生反应并且形成水。该催化消除还可以被配置为分解过氧化氢副产物。
描述了第二系统，该第二系统产生用于色谱分离的一种浓度梯度型洗脱液流。该第二系统包括泵、电解洗脱液产生装置、以及电子线路。该泵被配置为泵送液体。该电解洗脱液产生装置可以被配置为产生至少两种不同的发生剂，其中第一发生剂浓度和第二发生剂浓度均是随时间可控的。该电解洗脱液产生装置包括第一洗脱液产生器、第二洗脱液产生器、以及流体接头。该第一洗脱液产生器可以被配置为接收来自该泵的液体；将第一发生剂以及第一气体副产物加入该液体中；并且输出包括该第一发生剂以及该第一气体副产物的液体。该第二洗脱液产生器可以被配置为接收来自该泵的液体；将第二发生剂以及第二气体副产物加入该液体中；并且输出包括该第二发生剂以及该第二气体副产物的液体。该流体接头包括第一入口、第二入口、以及出口，其中该第一入口被配置为接收来自该第一洗脱液产生器的液体；该第二入口被配置为接收来自该第二洗脱液产生器的液体；该出口被配置为流出该第一发生剂、该第二发生剂、该第一气体副产物、以及该第二气体副产物的混合物。该电子线路可以被配置为将第一控制信号施加到该第一洗脱液产生器上以产生该第一发生剂浓度，并且将第二控制信号施加到该第二洗脱液产生器上以产生该第二发生剂浓度，其中可以随着时间增大或减小该第一或第二控制信号中的至少一个来产生该浓度梯度型洗脱液流。
上述第二系统还可以包括催化消除装置，该催化消除装置包含催化剂以及被配置为接收来自该流体接头的液体的入口。该催化剂使得该第一气体副产物与该第二气体副产物发生反应并且形成水。该催化消除还可以被配置为分解过氧化氢副产物。
上述第一或第二系统可以被配置为与包括毛细管色谱分离装置的色谱分离装置连接。
上述第一或第二系统的电子线路还可以被配置为与进样阀的致动同步，这样使得该浓度梯度型洗脱液流的至少一部分对该色谱分离装置上的分析物进行洗脱。在一个实施例中，该第一控制信号和该第二控制信号可以分别包括第一电流和第二电流。在另一个实施例中，该第一控制信号和该第二控制信号可以分别包括第一电压和第二电压。
上述第一或第二系统可以被配置为具有在从约1微升到约100微升范围内的死体积。该第一洗脱液产生器包括具有第一体积的第一产生室。该第二洗脱液产生器包括具有第二体积的第二产生室。该死体积是该第一体积和该第二体积的总和。
上述第一或第二系统的第一发生剂可以是包括阴离子以及阳离子的化合物，该阴离子选自由以下各项组成的组：氢氧根、碳酸根、磷酸根、硫酸根、三氟乙酸根、乙酸根、甲磺酸根、以及其组合，该阳离子选自由以下各项组成的组：水合氢离子、钾、钠、锂、铵、以及其组合。上述第一或第二系统的第二发生剂可以是包括阴离子以及阳离子的化合物，该阴离子选自由以下各项组成的组：氢氧根、碳酸根、磷酸根、硫酸根、三氟乙酸根、乙酸根、甲磺酸根、以及其组合，该阳离子选自由以下各项组成的组：水合氢离子、钾、钠、锂、铵、以及其组合。在一个实施例中，该第一发生剂和该第二发生剂不共用共同的阴离子。
描述了一种产生至色谱分离装置的浓度梯度型洗脱液流的方法，该浓度梯度型洗脱液流包括至少两种不同的发生剂。该方法包括泵送液体。接着，可以将第一控制信号施加到第一洗脱液产生器上以产生第一发生剂浓度。可以用该第一洗脱液产生器产生第一发生剂以及第一气体副产物。可以将该第一发生剂和该第一气体副产物加入该液体中。可以将第二控制信号施加到第二洗脱液产生器上以产生第二发生剂浓度。可以用该第二洗脱液产生器产生第二发生剂以及第二气体副产物。可以将该第二发生剂和该第二气体副产物加入该液体中。可以随时间增大该第一或第二控制信号中的至少一个来产生该浓度梯度型洗脱液流。在另一个实施例中，可以随时间减小该第一或第二控制信号中的至少一个来产生该浓度梯度型洗脱液流。
该方法还可以包括将包含一种分析物或多种分析物的液体样品注入色谱分离装置中；将包括该第一发生剂以及该第二发生剂的液体输入，以便提供到该色谱分离装置内的浓度梯度型洗脱液流；在该色谱分离装置中将该分析物从多种基质组分中分离并且使这些分析物彼此分离；并且用检测器来检测该分析物。此外，该方法还可以包括使进样阀的致动与该第一或第二控制信号同步，这样使得该浓度梯度型洗脱液流的至少一部分对该色谱分离装置上的分析物进行洗脱。该方法还可以包括通过该第一气体副产物与该第二气体副产物的反应在催化消除装置中形成水。在一个实施例中，该第一控制信号和该第二控制信号可以分别包括第一电流和第二电流。在另一个实施例中，该第一控制信号和该第二控制信号可以分别包括第一电压和第二电压。
在以上描述的方法的一个实施例中，向已经含有该第一发生剂的液体中加入该第二发生剂。
在以上描述的方法的另一个实施例中，该第一控制信号随时间近似恒定，并且该第二控制信号随时间近似线性地增大。该第一发生剂可以包括氢氧根阴离子并且该第二发生剂可以包括甲磺酸。由此，该浓度梯度包括递减的氢氧根阴离子浓度梯度以及递增的甲磺酸根浓度梯度。
附图简要说明
结合在此并构成本说明书的一部分的附图说明了本发明当前优选的实施例，并且与上文给出的一般说明和下文给出的详细说明一起用于解释本发明的特征(其中相似数字代表相似元件)。
图1说明了包括两个串联的洗脱液产生器的色谱系统的一个实施例。
图2说明了包括两个并联的洗脱液产生器的色谱系统的一个实施例。
图3说明了被配置为产生阳离子氢氧化物的第一洗脱液产生器的一个实施例。
图4说明了被配置为产生酸的第二洗脱液产生器的一个实施例。
图5示出了唾液酸类在毛细管柱上的浓度梯度分离的色谱图。
图6示出了菊粉低聚糖类在毛细管柱上的浓度梯度分离的色谱图。
图7示出了17种水解氨基酸在毛细管柱上的浓度梯度分离的色谱图。
实施方式的详细说明
以下详细说明应参考附图来阅读，其中在不同附图中的相似元件相同地进行编号。不必按比例绘制的这些附图描绘了多个选择的实施例并且不旨在限制本发明的范围。详细说明通过举例的方式而不是限制的方式来说明本发明的原理。本说明将清楚地使得本领域技术人员能够进行并使用本发明，并且描述本发明的若干实施例、改变、变化、替代方案以及用途，包括目前被认为是执行本发明的最好模式。如在此使用的，用于任何数值或范围的术语“约”或“近似”指示出于其在此所述的预期目的允许组分的部分或集合起作用的一个适合的尺寸公差。
将描述浓度梯度型洗脱液输送设备，该设备被配置为将多组分洗脱液泵送到毛细管分离柱。该浓度梯度型洗脱液输送设备典型地是对样品的阴离子、阳离子、或其他目标分析物进行分析的色谱系统的一部分。
图1说明了包括两个串联连接的洗脱液产生器(104和106)的色谱系统100的一个实施例。色谱系统100可以包括泵102、电解洗脱液产生装置103、催化消除装置108、脱气组件110、进样阀112、色谱分离装置114、检测器116、以及微处理器118。色谱分离装置114可处于毛细管柱的形式。再循环线120可以用于将液体从检测器116的输出端转移到脱气组件110的入口。
泵102可被配置为将液体从液体源泵出并且流体连接至电解洗脱液产生装置103。在一个实施例中，该液体可以是去离子水、具有一种或多种电解质的水溶液、或有机溶剂与去离子水或与一种或多种水性电解质溶液的混合物。一些示例电解质为乙酸钠和乙酸。含有有机溶剂的洗脱液混合物可以包括可与水混溶的有机溶剂，诸如像甲醇。泵102可被配置为在从约20PSI至约6000PSI的压力范围下运输该液体。在某些情况下，也可以实施大于6000PSI的压力。应注意，在此表示的压力是相对于周围压力(13.7PSI至15.2PSI)而列出的。泵102可处于高压液相色谱(HPLC)泵的形式。此外，还可以配置泵102以使得液体仅接触泵102的惰性部分，从而使得不会浸出显著量的杂质。在此背景下，显著意指会干扰预期测量的杂质的量。例如，该惰性部分可由聚醚醚酮(PEEK)制成或者至少涂覆有PEEK衬里，该PEEK在暴露于液体时不会浸出显著量的离子。
电解洗脱液产生装置103可以包括第一洗脱液产生器104以及第二洗脱液产生器106。洗脱液是含有酸、碱、盐、或其混合物的液体，并且可以被用来通过色谱柱对分析物进行洗脱。此外，洗脱液可包括液体与可与水混溶的有机溶剂的混合物，其中该液体可以包括酸、碱、盐、或其组合。电解洗脱液产生装置103被配置为产生两种不同的发生剂，其中第一发生剂浓度和第二发生剂浓度均是随时间可控的。发生剂指的是可以添加到该洗脱液中的特定种类的酸、碱、或盐。在一个实施例中，该第一发生剂可以是碱诸如阳离子氢氧化物，并且该第二发生剂可以是酸，诸如碳酸、磷酸、乙酸、甲磺酸、或其组合。
参考图1，第一洗脱液产生器104可被配置为接收来自泵102的液体，并且然后将第一发生剂加入该液体中。还可以将第一气体副产物加入该液体中。接着，可从第一洗脱液产生器104输出含有该第一发生剂以及该第一气体副产物的液体。
再次参考图1，第二洗脱液产生器106可被配置为接收来自第一洗脱液产生器104的液体。通过第二洗脱液产生器106可将第二发生剂以及第二气体副产物加入该液体中。现在该液体含有该第一发生剂、该第二发生剂、该第一气体副产物、以及该第二气体副产物。然后，可将该液体从第二洗脱液产生器106输出到催化消除装置108的入口。
催化消除装置108被配置为通过催化反应来去除气体。催化消除装置108可以包括催化剂，诸如像铂或能够使氢和氧结合成水并且分解过氧化氢和臭氧的其他材料。在一个实施例中，惰性基底可涂覆有该催化剂。该催化剂可致使第一气体副产物与第二气体副产物发生反应并且形成水。在这种情况下，氢气和氧气可以是该两种气体副产物。此外，催化消除装置108还可以被配置为分解过氧化氢副产物，这对于在该液体中存在过氧化氢的某些情况是有利的。在使该液体中的第一与第二气体副产物发生催化反应和/或过氧化氢催化分解之后，可将该液体输出到脱气组件110。关于催化消除装置的细节可以见于美国专利号7,329,346和8,043,507中，这些专利特此通过引用结合在此。
脱气组件110可以用来去除没有被催化消除装置108去除的残余气体。在一个实施例中，残余气体可以是二氧化碳、氢气、以及氧气。脱气组件110可以包括透气且不透液体的管区段，诸如像无定形氟聚合物类，或者更确切地说特氟隆AF。可将该流动的液体从脱气组件110输出到进样阀112，其中大部分气体已被去除。经由在检测器116下游的再循环线120利用再循环液体可以将该气体从脱气组件110中清除出去。也可以将含有该残余气体的再循环液体从脱气组件110输出并且引导至废物容器。
可使用进样阀112来将一团液体样品注入到洗脱液流中。该液体样品可包含多种化学成分(即，多种基质组分)和一种或多种感兴趣的分析物。样品进样阀112将典型地具有两个位置。在第一个位置中，洗脱液将简单通过进样阀112流动到色谱分离装置114中。使用者可将液体样品装入到在进样阀112中具有预定体积的样品环路中。一旦将进样阀112切换到第二位置，洗脱液便将流动穿过该样品环路并随后将该液体样品引入到色谱分离装置114中。在一个实施例中，进样阀112可处于六通阀的形式。
色谱分离装置114可用于将存在于液体样品中的各种基质组分与一种或多种感兴趣的分析物分离。典型地，色谱分离装置114可处于含有填充的固定相的空心圆柱体形式。在液体样品流动穿过色谱分离装置114时，这些基质组分和目标分析物可具有用于洗脱出色谱分离装置114的保留时间范围。根据多种目标分析物和基质组分的特征，它们可具有对色谱分离装置114中的固定相的不同亲和力。色谱分离装置114的输出端可流体连接至检测器116，以测量液体样品的分离的化学成分的存在。
如图1中说明的，来自检测器116的洗脱液的流体输出经由再循环线120再循环至脱气组件110。检测器116可处于以下形式：紫外-可见分光计、荧光分光计、电化学检测器、电导检测器、电荷检测器、或其组合。关于基于带电障壁和两个电极的电荷检测器的详情可在美国授权前公开号20090218238中找到，该公开特此通过引用全部结合在此。对于不需要再循环线120的情况，检测器116还可以处于质谱仪或电雾式检测器的形式。电雾式检测器喷洒流出物流，并且产生可以按与分析物浓度成比例的电流形式测量的带电粒子。关于电雾式检测器的细节可以见于美国专利号6,544,484和6,568,245中，这些专利特此通过引用完全结合在此。
电子线路可包括微处理器118、计时器、以及存储器部分。此外，该电子线路可包括第一以及第二电源，这些电源被配置为分别施加第一和第二控制信号。微处理器118可用于控制色谱系统100的运行。微处理器118可以被整合到色谱系统100中或者可以是与色谱系统100相联通的个人计算机的一部分。微处理器118可被配置为与色谱系统的一个或多个部件如泵102、第一洗脱液产生器104、第二洗脱液产生器106、进样阀112、以及检测器116相联通并控制它们。在一个实施例中，微处理器118可以控制电源，该电源将第一控制信号施加到第一洗脱液产生器104上并且将第二控制信号施加到第二洗脱液产生器106上。该第一和第二控制信号可以是电流或电压。该计时器可用于控制并且测量被施加到第一洗脱液产生器104和第二洗脱液产生器106上的电流波形的持续时间。该存储器部分可用于存储指令，以设置关于注入该样品的进样阀112的切换的电流波形的强度和定时。
图2说明了包括两个并联的洗脱液产生器的色谱系统200的一个实施例。这与以串联形式配置的色谱系统100形成对比。在并联形式中，电解洗脱液产生装置203包括第一洗脱液产生器104、第二洗脱液产生器106、第一流体接头220、以及第二流体接头222。泵102可被配置为将液体从液体源泵送到第一洗脱液产生器104以及第二洗脱液产生器106两者。第一流体接头220可将该洗脱液流分流到第一洗脱液产生器104以及第二洗脱液产生器106。第二流体接头222可将第一洗脱液产生器104以及第二洗脱液产生器106两者的洗脱液输出合并。第二流体接头可处于三通接头的形式。第二流体接头222可包括第一入口、第二入口、以及出口。该第一入口被配置为接收来自第一洗脱液产生器104的液体。该第二入口被配置为接收来自第二洗脱液产生器106的液体。然后这两股输入可在流体接头222处合并以形成一种混合物。该出口被配置为流出该第一发生剂、该第二发生剂、该第一气体副产物、以及该第二气体副产物的混合物。然后可通过催化消除装置108、脱气组件110、以及进样阀112将该混合物输出到色谱分离装置114。
洗脱液产生装置203的并联形式可以在独立修改这两个洗脱液产生器中的任一者的产生室方面提供更多的灵活性。例如，可以对这些洗脱液产生器之一修改以下特征：如产生室的体积、这些流体接头的入口和出口管道的孔径、离子交换屏障与流动的液体载体流体接触的面积、以及电极的面积。此类变化可以修改特定流速下的两种发生剂浓度的比率。
在与色谱系统200类似的一个实施例中(未示出)，可使用两个泵来将不同的液体独立地输送到第一洗脱液产生器104和第二洗脱液产生器106。在这个实施例中，没有使用第一流体接头220。
既然已经描述了色谱系统100和200，下面将更详细地描述第一洗脱液产生器104和第二洗脱液产生器106的结构。参考图3，第一洗脱液产生器104包括第一离子源储存器302、通风孔304、第一产生室312、第一离子交换屏障308、第一电极306、以及第二电极310。第一离子源储存器302可包括阳离子或阴离子源。第一产生室312可包括被配置为接收液体的入口以及被配置为输出包括该第一发生剂以及该第一气体副产物的液体的出口。可将第一离子交换屏障308至少部分地设置于第一离子源储存器302与第一产生室312之间。第一电极306与第一离子源储存器302处于电联通。第二电极310与第一产生室312处于电联通。
如图3中所说明的，第一洗脱液产生器104被配置为产生阳离子氢氧化物洗脱液(MOH)。第一离子源储存器302可包括含有KOH、NaOH、LiOH、氢氧化铵、碱金属离子的盐类、以及在用于液相色谱法和离子色谱法的洗脱液中常用的其他有机和无机阳离子的溶液。在一个实施例中，第一离子源储存器302可具有相对低的压力，诸如像约大气压。第一电极306连接至电流源的正极性极柱，并且第二电极310连接至该电流源的负极性极柱。在这种形式中，第一电极306被称为阳极，在该阳极处可发生氧化反应。水可在设置于第一离子源储存器302中的阳极处被氧化以形成水合氢离子以及氧气副产物。
第二电极310被称为阴极，在该阴极处可发生还原反应。当施加电流时，水可在设置于第一产生室312中的阴极处被还原以形成氢氧根离子以及氢气副产物。在一个实施例中，第一产生室312可具有在从约20PSI到约6000PSI范围的相对高的压力。在某些情况下，也可以实施大于6000PSI的压力。第一和第二电极可以是惰性的导电材料，诸如像钯、铂、铱、或其组合。
第一离子交换屏障308可处于阳离子交换膜的形式。该阳离子交换膜可以填充有阳离子，诸如来自第一离子源储存器302的钠或钾。该阳离子交换屏障被配置为允许阳离子流动通过，但阻断液体的主体流动。在所施加的电场下，第一离子源储存器302中的阳离子迁移穿过该阳离子交换膜并且与在阴极310处产生的氢氧根离子结合以形成阳离子氢氧化物。阳离子交换膜的一个实例包括由膜国际公司(Membrane International Inc.)(灵伍德，新泽西州(Ringwood,New Jersey))制造的CMI-7000阳离子交换膜。在一个实施例中，存在于第一离子源储存器302中的电解质溶液可包括弱碱性的阴离子以结合水合氢离子，从而防止这些水合氢离子扩散通过该阳离子交换膜。总之，进入第一产生室312的液体与来自第一离子源储存器302的阳离子M+(例如钠或钾)以及在第二电极310处产生的氢氧根混合以形成阳离子氢氧化物(MOH)。
参考图4，第二洗脱液产生器106包括第二离子源储存器402、通风孔304、第二产生室412、第二离子交换屏障408、第三电极406、以及第四电极410。第二离子源储存器402可包括阳离子或阴离子源。第二产生室412可包括被配置为接收液体的入口以及被配置为输出包括该第二发生剂以及该第二气体副产物的液体的出口。可将第二离子交换屏障408至少部分地设置于第二离子源储存器402与第二产生室412之间。第三电极406与第二离子源储存器402处于电联通。第四电极410与第二产生室412处于电联通。
如图4中所说明的，第二洗脱液产生器106被配置为产生酸性洗脱液。第二洗脱液产生器106与第一洗脱液产生器104类似，除了所施加的电流的极性和该离子交换屏障的电荷是相反的。第二离子源储存器402可包括一种溶液，该溶液含有甲磺酸、硫酸、磷酸、三氟乙酸、乙酸、或在用于液相色谱法和离子色谱法的洗脱液中常用的其他有机和无机酸类、或其组合。在一个实施例中，第二离子源储存器402可具有相对低的压力，诸如像约大气压。第三电极406连接至电流源的负极性极柱，并且第四电极410连接至该电流源的正极性极柱。在这种形式中，第三电极406被称为阴极，在该阴极处可发生还原反应。水可在设置于第二离子源储存器402中的阴极处被还原以形成氢氧根离子以及氢气副产物。
第四电极410被称为阳极，在该阳极处可发生氧化反应。当施加电流时，水可在设置于第二产生室412中的阳极处被氧化以形成水合氢离子以及氧气副产物。在一个实施例中，第一产生室312可具有在从约20PSI到约6000PSI范围的相对高的压力。第一和第二电极可以是惰性的导电材料，诸如像钯、铂、铱、或其组合。
第二离子交换屏障408可处于阴离子交换膜的形式。该阴离子交换膜可以填充有阴离子，诸如来自第二离子源储存器402的碳酸根、甲磺酸根、乙酸根、或磷酸根。该阴离子交换屏障被配置为允许阴离子流动通过，但阻断液体的主体流动。在所施加的电场下，第一离子源储存器402中的阴离子(A-)迁移穿过阴离子交换膜并且与在阳极410处产生的水合氢离子结合以形成酸(HA)溶液。阴离子交换膜的一个实例包括由膜国际公司(灵伍德，新泽西州)制造的AMI-7000阴离子交换膜。在一个实施例中，存在于第二离子源储存器402中的电解质溶液可包括弱酸性的阳离子以结合氢氧根离子，从而防止这些氢氧根离子扩散通过该阴离子交换膜。总之，进入第二产生室412的液体与来自第二离子源储存器402的阴离子A-以及在第四电极410处产生的水合氢离子混合以形成酸性HA溶液。
作为举例，该第一发生剂可以是KOH并且该第二发生剂可以是甲磺酸(MSA)。在这个实例中，KOH可以与MSA反应以形成钾盐(例如甲磺酸钾(KMSA))溶液。应注意，尽管在此描述的实施例只说明了两个洗脱液产生器，也可以使用多于两个洗脱液产生器来进行实施例。此外，在此描述的实施例说明了第一碱产生器以及第二酸产生器，也可以按酸和碱产生器的不同依次顺序来进行这些实施例。还进一步地，也可以只用酸产生器或只用碱产生器来进行这些实施例。
应注意，由于使用了可以施加多于一个控制信号的一个或多个电源，在此描述的电解洗脱液产生装置可被配置为产生作为输出的两种不同的阴离子种类如MSA-和OH-。在这些实施例中，可以选择不共用共同的阴离子的第一发生剂和第二发生剂。其结果是，用户现在可以从各式各样的洗脱液组合中进行选择并且施加各式各样的与时间相关的浓度特征曲线，这些迄今为止不可用于进行毛细管离子色谱分离。
既然已经描述了多组分洗脱液产生装置的实施例，下面将描述使用此类装置的方法。一种产生具有至少两种发生剂的浓度梯度型洗脱液流的方法，该方法包括将液体泵送到电解洗脱液产生装置(103或203)。可以将第一控制信号施加到第一洗脱液产生器104上以产生第一发生剂浓度。在施加该第一控制信号之后，第一洗脱液产生器104可以产生第一发生剂以及第一气体副产物，然后它们被加入到该液体中。由该电解洗脱液产生装置产生的第一发生剂浓度可以与所施加的电流的强度成正比并且与该载体流的流速成反比。可以将第二控制信号施加到第二洗脱液产生器106上以产生第二发生剂浓度。在施加该第二控制信号之后，第二洗脱液产生器106可以产生第二发生剂以及第二气体副产物，然后它们被加入到该液体中。由该电解洗脱液产生装置产生的第二发生剂浓度可以与所施加的电流的强度成正比并且与该载体流的流速成反比。该第一和第二控制信号可以分别是第一和第二电流。可以随时间增大或减小该第一或第二控制信号来产生浓度梯度型流。在另一个实施例中，可以随时间增大或减小该第一和第二控制信号两者来产生浓度梯度型流。
一旦电解洗脱液产生装置103已经产生了含有该第一和第二发生剂的液体，则催化消除装置108可以通过催化形成水的反应来去除该第一和第二气体副产物。可以将包括分析物的液体样品注入色谱分离装置114的入口中。接着，将包括该第一和第二发生剂的洗脱液或液体可以输入色谱分离装置114中并且提供浓度梯度型洗脱液流。在色谱分离装置114中目标分析物可与基质组分分离并且彼此分离。在这种情况下，这些基质组分和一种或多种分析物将在一定范围的洗脱时间过程中从色谱分离装置114中洗脱出并且然后用检测器116进行检测。
可以随时间增大该第一和/或第二控制信号来产生浓度梯度型洗脱液流。在一个实施例中，可以随时间改变一个控制信号而可以将另一个控制信号保持为近似恒定。此外，该电流波形可包括一个或多个电流阶跃，其中所施加的电流具有近似恒定的第一预定强度经过第一持续时间，然后切换至近似恒定的第二预定强度经过第二持续时间。该第一预定强度可小于或大于该第二预定强度。该电流波形可包括一个或多个线性斜坡，其中所施加的电流可以按线性方式增大或减小经过预定的持续时间。还应注意，该电流波形可以是多个电流阶跃与多个线性或弯曲的电流斜坡的组合。
在一个实施例中，微处理器118可以将第一控制信号施加到第一洗脱液产生器104上以控制该第一发生剂浓度。此外，微处理器118可以将第二控制信号施加到第二洗脱液产生器106上以控制该第二发生剂浓度。可以随时间独立地增大或减小该第一或第二控制信号来产生浓度梯度型洗脱液流。该第一控制信号可以是第一电流或第一电压。类似地，该第二控制信号可以是第二电流或第二电压。微处理器118还可被配置为与进样阀112的致动同步，以便使得浓度梯度型洗脱液流的至少一部分对色谱分离装置114上的分析物进行洗脱。可以在色谱运行期间在注入样品之前或之后启动这些控制信号波形。该波形的周期或历时应当具有与该分析物的保留时间大致相同或更长的持续时间。此外，微处理器118可以控制泵102的液体洗脱液流的流速、压力、以及持续时间。
关于图1的色谱系统100，从第一洗脱液产生器104的液体输出被输入到第二洗脱液产生器106的入口中。第二洗脱液产生器106的输出将含有该第一和第二发生剂以及该第一和第二气体副产物的组合。因此，向已经含有该第一发生剂的液体中加入该第二发生剂。应指出的是，色谱系统100中产生发生剂的顺序对于提供可再现的色谱图来说是重要的，在这些可再现的色谱图中峰保留时间具有相对低的变化水平。当使用图1的串联形式时，优选的是，第二洗脱液产生器106产生具有更强洗脱能力的发生剂，以便使得能够以更短的延迟效应来精确地控制浓度。例如，甲磺酸根具有比氢氧根离子更强的洗脱能力。在一个实施例中，将MSA洗脱液产生器用作第二洗脱液产生器106并且将KOH洗脱液产生器用作第一洗脱液产生器104。注意，因为第二洗脱液产生器106更靠近色谱分离装置114，所以会产生更短的延迟效应。更强的洗脱能力指的是发生剂以更短的保留时间将分析物从该色谱分离装置中洗脱出。被输入第一洗脱液产生器104(电解洗脱液产生装置103的上游部分)的液体源具有近似恒定的化学组成。例如，该液体源可以是去离子水。这样，施加至第一洗脱液产生器104的电流可以输出随时间可再现的第一发生剂浓度。相比之下，输入到第二洗脱液产生器106(电解洗脱液产生装置103的下游部分)中的液体的离子强度可以具有动态的离子强度。第二洗脱液产生器106的第二产生室可具有比第一洗脱液产生器104的第一产生室更低的电阻。因此，一个出乎意外的益处在于，该第二产生室由于更低的液体电阻而可以传导更多电流，并且因此可以产生比将去离子水输入第一产生室312的情况更高的发生剂浓度。在一个实施例中，KOH浓度可在从约0mM至约200mM的范围，并且优选在从约0mM至约1000mM的范围。MSA浓度可在从约0mM至约200mM的范围，并且优选在从约0mM至约1000mM的范围。
在此描述的多组分洗脱液产生装置由于低的死体积、相对短的延迟时间、低的二氧化碳污染、以及低的热效应而非常适合于进行毛细管规模的浓度梯度分离。由于在此描述的多组分洗脱液产生器不需要连接到泵的机械比例调节装置，因此它们具有相对低的死体积。在此描述的洗脱液产生装置的死体积基本上基于产生室(312和412)的几何尺寸。因此，该死体积的范围可以是从约1微升至约100微升。进而，该相对低的死体积允许洗脱液浓度相对迅速地变化，从而导致延迟时间也是相对短的。
还应注意，在此描述的多组分洗脱液产生器原位产生不含碳酸根的发生剂，并且因此防止了二氧化碳干扰分析。在某些情况下，难以做到将碱性发生剂储存在储存器中经过一段长时间，这是因为来自周围空气的二氧化碳与该碱性发生剂反应而形成可能干扰色谱分离的碳酸根。在使用前立即原位产生这些发生剂降低了二氧化碳污染的风险。毛细管色谱法由于低的洗脱液流速而尤其易受二氧化碳污染的影响。采用原位产生方式的在此描述的多组分洗脱液产生器允许浓度梯度型洗脱液输送具有降低的碳酸根污染。
在某些情况下，由洗脱液产生器产生的热可能干扰色谱分离。使用多个电解洗脱液产生器会加剧热的产生。这种发热是由于施加电流穿过流体导致的焦耳加热的结果。出人意料地，诸位申请人发现，当应用于毛细管色谱法时，使用两个洗脱液产生器并不会导致对洗脱液的显著加热。申请人认为，该色谱系统中相对高的表面积与体积之比允许热量高效地耗散。此外，申请人认为，毛细管洗脱液产生器的瓦特数实质上低于与内径为2至4mm的柱一起使用的大洗脱液产生器。电解洗脱液产生器的瓦特数与I2R成比例，其中I＝所施加的电流并且R＝电阻。如果膜与电极之间的间距大致相同，则对于毛细管洗脱液产生器和大洗脱液产生器来说，电阻R是相同的。对于毛细管洗脱液产生器，由于洗脱液流速和发生剂的量显著低于大洗脱液产生器，因此电流I低得多。注意，毛细管系统更小的体积使得发生剂的量是相对低的。因此，因为电流I是平方项，对于毛细管情况而言，瓦特数实质性地减小并且导致产生少得多的热。
实例1
以类似于图1的形式构建色谱系统。将赛默飞世尔科技戴安(ThermoScientific Dionex)的毛细管EGC KOH盒(cartridge)用于第一洗脱液产生器104并且将赛默飞世尔科技戴安的毛细管EGC MSA盒用于第二洗脱液产生器106(赛默飞世尔科技公司，森尼韦尔，加利福尼亚(Thermo Fisher Scientific,Sunnyvale,California))。通过将外径(OD)为0.010英寸的Pt丝插入250mm×0.015英寸的PEEK管中制备两个催化消除装置。使用两个10-32PEEK联接器来制作这些Pt催化剂柱的入口和出口。将一个催化消除装置放置在该毛细管EGC KOH盒的出口处(未示出)，并且将另一个催化消除装置108放置在该毛细管EGC MSA盒的出口处。将赛默飞世尔科技公司的毛细管CarboPacPA20柱(0.4mm ID×150mm长度)用作色谱分离装置114。检测器116是赛默飞世尔科技公司的配备有多个Au电极的电化学检测器。该实验系统用于唾液酸类以及菊粉类的测定中。
实例2
进行了实验以表明可以利用电解洗脱液产生装置103来分离唾液酸类如N-乙酰神经氨酸(NANA)和N-羟乙酰神经氨酸(NGNA)。图5示出了在30℃和8μL/min下，唾液酸类在毛细管CarboPac PA20柱上的浓度梯度分离。分析了含有27μM NANA以及22μM NGNA的0.4uL的样品。该电化学检测器配备有一个赛默飞世尔科技戴安的一次性的PTFE Au电极，并且用四重波形在积分脉冲安培模式下运行。表1示出了所施加的电位以及该四重波形的持续时间。
表1.
时间(s) 电位(V) 积分
0.00 0.10
0.20 0.10 开始
0.40 0.10 结束
0.41 -2.00
0.42 -2.00
0.43 0.60
0.44 -0.10
0.50 -0.10
在此次分离中，对毛细管EGC KOH进行控制以恒定地产生180mMKOH。在相同的时间段期间，对该毛细管EGC MSA盒进行控制，以便如由图5的电流-时间迹线502所示的从0至15分钟产生10至60mM MSA。因此，进入该色谱分离柱的洗脱液的组成从运行一开始的170mM KOH和10mMKMSA变化到15分钟处的120mM KOH和60mM KMSA。应注意，该电解洗脱液产生装置的净输出是同时包括了递减的氢氧根阴离子的浓度梯度以及递增的甲磺酸钾的浓度梯度的浓度梯度。在所用的浓度梯度条件下，如图5中所示NANA在NGNA之前被洗脱。通过在所用的浓度梯度条件下在该洗脱液中使用递增的KMSA浓度，有可能在小于10分钟内将NANA和NGNA从毛细管Dionex CarboPac PA20柱快速洗脱。这是出人意料的结果，因为在此浓度梯度下pH随时间而变化。以前，当使用电化学检测器时，变化的pH将典型地导致不稳定的基线。然而，如图5中说明的，观测到这个实例中的基线是相对稳定的。此外，诸位申请人认为，随时间而降低的pH值，连同这些双组份浓度梯度，使得这些唾液酸分析物在具有足够分离度的情况下在比以前在其他色谱分离中观测到的更快的时间范围内洗脱。随着pH值降低，唾液酸类上的阴离子位点的比例减少，这进而降低了对固定相的亲合力。
实例3
进行了实验以表明可利用电解洗脱液产生装置103来分离菊粉类。图6示出了在30℃和8μL/min下，菊粉类在毛细管CarboPac PA20柱上的浓度梯度分离，该菊粉类是一组天然存在的多糖。分析了含有56mg的菊粉类的0.4uL样品。该电化学检测器配备有一个赛默飞世尔科技戴安的一次性的PTFE Au电极，并且用标准四重波形在积分脉冲安培模式下运行。在此次分离中，对毛细管EGC KOH进行控制以恒定地产生180mM KOH。在相同的时间段期间，对该毛细管EGC MSA盒进行控制，以便如由图6的电流-时间迹线602所示的从0至35钟产生55至140mM MSA并且从35至50分钟产生140mM MSA。因此，进入该分离柱的洗脱液的组成从运行一开始的125mM KOH和55mMKMSA变化到35至50分钟处的50mM KOH和140mM KMSA。在所用的浓度梯度条件下，实现了良好的菊粉低聚物分离度。
实例4
进行了实验以显示利用电解洗脱液产生装置203在原型毛细管DionexAminoPac PA10柱上进行的17种水解氨基酸的浓度梯度分离。使用具有与图2的系统200类似形式的色谱系统来获得多种水解氨基酸的浓度梯度分离。在这种情况下，毛细管Dionex EGC-MSA和EGC-KOH盒独立地用去离子水进行泵送。在被引导入该分离柱之前，经由三通将所形成的KOH和MSA洗脱液混合。该电解洗脱液产生平台使得有可能产生相当复杂的KOH和KMSA洗脱液的浓度梯度特征曲线，以实现17种水解氨基酸在原型毛细管Dionex AminoPacPA10柱上的分离，如图7中所示。在图7中，KOH和KMSA的电流-时间迹线分别作为702和704示出。
虽然在此已显示并描述本发明的多个优选实施例，但是本领域技术人员将清楚此类实施例仅通过举例的方式来提供。本领域技术人员现在将想到许多变化、改变和替代而不背离本发明。虽然已根据多个具体变化和说明性附图描述本发明，但是本领域普通技术人员将认识到本发明并不限于所述的这些变化或附图。另外，在以上描述的多种方法和步骤指明某些事件以特定顺序发生时，本领域普通技术人员将认识到可以修改某些步骤的排序并且此类修改是根据本发明的变化来进行的。另外，可能时可以在一个平行过程中同时进行以及如上所述地依次进行某些步骤。因此，在本发明存在处于本披露的精神内或等同于权利要求书中找到的这些发明的多种变化的程度上，意图是本专利也将覆盖那些变化。

Claims (36)

1.一种产生用于色谱分离的浓度梯度型洗脱液流的系统，该系统包括：
A)泵，该泵被配置为泵送液体；
B)电解洗脱液产生装置，该电解洗脱液产生装置被配置为产生至少两种不同的发生剂，其中第一发生剂浓度和第二发生剂浓度均是随时间可控的，该电解洗脱液产生装置包括：
a)第一洗脱液产生器，该第一洗脱液产生器被配置为
i)接收来自该泵的液体；
ii)将第一发生剂和第一气体副产物加入该液体中；并且
iii)将包括该第一发生剂和该第一气体副产物的液体输出；
b)第二洗脱液产生器，该第二洗脱液产生器被配置为
i)接收来自该第一洗脱液产生器的液体；
ii)将第二发生剂和第二气体副产物加入该液体中；并且
iii)将含有该第一发生剂、该第二发生剂、该第一气体副产物、以及该第二气体副产物的液体输出；以及
C)电子线路，该电子线路被配置为
a)将第一控制信号施加到该第一洗脱液产生器上以产生该第一发生剂浓度，并且
b)将第二控制信号施加到该第二洗脱液产生器上以产生该第二发生剂浓度，其中可以随着时间增大或减小该第一或第二控制信号中的至少一个以便产生该浓度梯度型洗脱液流。
2.如权利要求1所述的系统，进一步包括：
D)催化消除装置，该催化消除装置包含催化剂以及被配置为接收来自该第二洗脱液产生器的液体的入口，其中该催化剂使得该第一气体副产物与该第二气体副产物发生反应并且形成水。
3.如权利要求2所述的系统，其中该催化消除还被配置为分解过氧化氢副产物。
4.如以上权利要求中任一项所述的系统，其中该第一发生剂是包括阴离子以及阳离子的化合物，该阴离子选自由以下各项组成的组：氢氧根、碳酸根、磷酸根、硫酸根、三氟乙酸根、乙酸根、甲磺酸根、以及其组合，该阳离子选自由以下各项组成的组：水合氢离子、钾、钠、锂、铵、以及其组合。
5.如以上权利要求中任一项所述的系统，其中该第二发生剂是包括阴离子以及阳离子的化合物，该阴离子选自由以下各项组成的组：氢氧根、碳酸根、磷酸根、硫酸根、三氟乙酸根、乙酸根、甲磺酸根、以及其组合，该阳离子选自由以下各项组成的组：水合氢离子、钾、钠、锂、铵、以及其组合。
6.如权利要求1-3中任一项所述的系统，其中，该第一发生剂和该第二发生剂不共用共同的阴离子。
7.如以上权利要求中任一项所述的系统，进一步包括：
E)进样阀，该进样阀被配置为接收包括分析物的液体样品；
F)色谱分离装置，该色谱分离装置被配置为接收来自该进样阀的液体样品以及还有来自该电解洗脱液产生装置的液体，并且其中该色谱分离装置还被配置为从多种基质组分中分离该分析物；以及
G)与该色谱分离装置的出口处于流体联通的检测器，其中该检测器被配置为检测该分析物。
8.如权利要求7所述的系统，其中该电子线路还被配置为与该进样阀的致动同步，这样使得该浓度梯度型洗脱液流的至少一部分对该色谱分离装置上的分析物进行洗脱。
9.如以上权利要求中任一项所述的系统，其中该第一洗脱液产生器包括：
i)第一离子源储存器，该第一离子源储存器包括阳离子或阴离子源；
ii)第一产生室，该第一产生室包括被配置为接收该液体的入口以及被配置为输出包括该第一发生剂以及该第一气体副产物的液体的出口；
iii)第一离子交换屏障，该第一离子交换屏障被至少部分地设置于该第一离子源储存器与该第一产生室之间；
iv)与该第一离子源储存器处于电联通的第一电极；以及
v)与该第一产生室处于电联通的第二电极。
10.如以上权利要求中任一项所述的系统，其中该第二洗脱液产生器包括：
i)第二离子源储存器，该第二离子源储存器包括阳离子或阴离子源；
ii)第二产生室，该第二产生室包括被配置为接收该液体的入口以及被配置为输出包括该第二发生剂以及该第二气体副产物的液体的出口；
iii)第二离子交换屏障，该第二离子交换屏障被至少部分地设置于该第二离子源储存器与该第二产生室之间；
iv)与该第二离子源储存器处于电联通的第三电极；以及
v)与该第二产生室处于电联通的第四电极。
11.如权利要求10所述的系统，其中该第一产生室进一步包含第一体积并且该第二产生室进一步包含第二体积，并且该第一体积与该第二体积的总和的范围为从约1微升到约100微升。
12.如以上权利要求中任一项所述的系统，其中该第一控制信号和该第二控制信号分别包括第一电流和第二电流。
13.如权利要求1-11中任一项所述的系统，其中该第一控制信号和该第二控制信号分别包括第一电压和第二电压。
14.如权利要求7-13中任一项所述的系统，其中该色谱分离装置包括毛细管色谱分离装置。
15.一种产生用于色谱分离的浓度梯度型洗脱液流的系统，该系统包括：
A)泵，该泵被配置为泵送液体；
B)电解洗脱液产生装置，该电解洗脱液产生装置被配置为产生至少两种不同的发生剂，其中第一发生剂浓度和第二发生剂浓度均是随时间可控的，该电解洗脱液产生装置包括：
a)第一洗脱液产生器，该第一洗脱液产生器被配置为
i)接收来自该泵的液体；
ii)将第一发生剂和第一气体副产物加入该液体中；并且
iii)将包括该第一发生剂和该第一气体副产物的液体输出；
b)第二洗脱液产生器，该第二洗脱液产生器被配置为
i)接收来自该泵的液体；
ii)将第二发生剂和第二气体副产物加入该液体中；并且
iii)将包括该第二发生剂和该第二气体副产物的液体输出；
c)流体接头，该流体接头包括第一入口、第二入口、以及出口，其中
i)该第一入口被配置为接收来自该第一洗脱液产生器的液体；
ii)该第二入口被配置为接收来自该第二洗脱液产生器的液体；
iii)该出口被配置为流出该第一发生剂、该第二发生剂、该第一气体副产物、以及该第二气体副产物的混合物；
C)电子线路，该电子线路被配置为
a)将第一控制信号施加到该第一洗脱液产生器上以产生该第一发生剂浓度，并且
b)将第二控制信号施加到该第二洗脱液产生器上以产生该第二发生剂浓度，其中可以随着时间增大或减小该第一或第二控制信号中的至少一个以便产生该浓度梯度型洗脱液流。
16.如权利要求15所述的系统，进一步包括：
D)催化消除装置，该催化消除装置包含催化剂以及被配置为接收来自该流体接头的液体的入口，其中该催化剂使得该第一气体副产物与该第二气体副产物发生反应并且形成水。
17.如权利要求16所述的系统，其中该催化消除还被配置为分解过氧化氢副产物。
18.如权利要求15-17中任一项所述的系统，其中该第一发生剂是包括阴离子以及阳离子的化合物，该阴离子选自由以下各项组成的组：氢氧根、碳酸根、磷酸根、硫酸根、三氟乙酸根、乙酸根、甲磺酸根、以及其组合，该阳离子选自由以下各项组成的组：水合氢离子、钾、钠、锂、铵、以及其组合。
19.如权利要求15-18中任一项所述的系统，其中该第二发生剂是包括阴离子以及阳离子的化合物，该阴离子选自由以下各项组成的组：氢氧根、碳酸根、磷酸根、硫酸根、三氟乙酸根、乙酸根、甲磺酸根、以及其组合，该阳离子选自由以下各项组成的组：水合氢离子、钾、钠、锂、铵、以及其组合。
20.如权利要求15-17中任一项所述的系统，其中，该第一发生剂和该第二发生剂不共用共同的阴离子。
21.如权利要求15-20中任一项所述的系统，进一步包括：
E)进样阀，该进样阀被配置为接收包括分析物的液体样品；
F)色谱分离装置，该色谱分离装置被配置为接收来自该进样阀的液体样品以及还有来自该流体接头的液体，并且其中该色谱分离装置还被配置为从多种基质组分中分离该分析物；以及
G)与该色谱分离装置的出口处于流体联通的检测器，其中该检测器被配置为检测该分析物。
22.如权利要求21所述的系统，其中该电子线路还被配置为与该进样阀的致动同步，这样使得该浓度梯度型洗脱液流的至少一部分对该色谱分离装置上的分析物进行洗脱。
23.如权利要求15-22中任一项所述的系统，其中该第一洗脱液产生器包括：
i)第一离子源储存器，该第一离子源储存器包括阳离子或阴离子源；
ii)第一产生室，该第一产生室包括被配置为接收该液体的入口以及被配置为输出包括该第一发生剂以及该第一气体副产物的液体的出口；
iii)第一离子交换屏障，该第一离子交换屏障被至少部分地设置于该第一离子源储存器与该第一产生室之间；
iv)与该第一离子源储存器处于电联通的第一电极；以及
v)与该第一产生室处于电联通的第二电极。
24.如权利要求15-23中任一项所述的系统，其中该第二洗脱液产生器包括：
i)第二离子源储存器，该第二离子源储存器包括阳离子或阴离子源；
ii)第二产生室，该第二产生室包括被配置为接收该液体的入口以及被配置为输出包括该第二发生剂以及该第二气体副产物的液体的出口；
iii)第二离子交换屏障，该第二离子交换屏障被至少部分地设置于该第二离子源储存器与该第二产生室之间；
iv)与该第二离子源储存器处于电联通的第三电极；以及
v)与该第二产生室处于电联通的第四电极。
25.如权利要求24所述的系统，其中该第一产生室进一步包含第一体积并且该第二产生室进一步包含第二体积，并且该第一体积与该第二体积的总和的范围为从约1微升到约100微升。
26.如权利要求15-25中任一项所述的系统，其中该第一控制信号和该第二控制信号分别包括第一电流和第二电流。
27.如权利要求15-25中任一项所述的系统，其中该第一控制信号和该第二控制信号分别包括第一电压和第二电压。
28.如权利要求21-27中任一项所述的系统，其中该色谱分离装置包括毛细管色谱分离装置。
29.一种产生至色谱分离装置的浓度梯度型洗脱液流的方法，该浓度梯度型洗脱液流包括至少两种不同的发生剂，该方法包括：
泵送液体；
将第一控制信号施加到第一洗脱液产生器上以产生第一发生剂浓度；
用该第一洗脱液产生器产生第一发生剂以及第一气体副产物；
将该第一发生剂和该第一气体副产物加入该液体中；
将第二控制信号施加到第二洗脱液产生器上以产生第二发生剂浓度；
用该第二洗脱液产生器产生第二发生剂以及第二气体副产物；
将该第二发生剂和该第二气体副产物加入该液体中；并且
随时间增大选自该第一控制信号或该第二控制信号的成员中的至少一个来产生该浓度梯度型洗脱液流。
30.如权利要求29所述的方法，其中向已经含有该第一发生剂的液体中加入该第二发生剂。
31.如权利要求29-30中任一项所述的方法，进一步包括：
通过该第一气体副产物与该第二气体副产物的反应在催化消除装置中形成水。
32.如权利要求29-31中任一项所述的方法，进一步包括：
将包括分析物的液体样品注入该色谱分离装置中；
将包括该第一发生剂以及该第二发生剂的液体输入，以便提供到该色谱分离装置内的浓度梯度型洗脱液流；
在该色谱分离装置中将该分析物从多种基质组分中分离；并且
用检测器检测该分析物。
33.如权利要求29-32中任一项所述的方法，进一步包括：
使进样阀的致动与该第一或第二控制信号同步，这样使得该浓度梯度型洗脱液流的至少一部分对该色谱分离装置上的分析物进行洗脱。
34.如权利要求29-33中任一项所述的方法，其中该第一控制信号和该第二控制信号分别包括第一电流和第二电流。
35.如权利要求29-33中任一项所述的方法，其中该第一控制信号和该第二控制信号分别包括第一电压和第二电压。
36.如权利要求29-35中任一项所述的方法，其中该第一控制信号随时间近似恒定并且该第二控制信号随时间近似线性地增大，该第一发生剂包括氢氧根阴离子并且该第二发生剂包括甲磺酸，由此该浓度梯度包括递减的氢氧根阴离子浓度梯度以及递增的甲磺酸根浓度梯度。
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