CN105628831A - 一种3d打印的逆流色谱分离柱以及色谱仪 - Google Patents

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王晓
高乾善
崔莉
纪文华
井凤
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Abstract

本发明公开了一种3D打印的逆流色谱分离柱以及色谱仪，所述的逆流色谱分离柱为一个由3D打印技术一体成型的柱状结构，在柱状结构的内部设有多圈用于传输样品且首尾连通的柱形通道，柱形通道的一端为样品入口，另一端为样品出口，在所述的柱形通道的内壁上间隔的设有毛刺。这种3D打印的逆流色谱分离柱管路不易发生漏液，使用过程中可耐受较宽的温度范围。

Description

一种3D打印的逆流色谱分离柱以及色谱仪
技术领域
本发明涉及一种色谱仪使用的逆流色谱分离柱，具体公开了一种3D打印的逆流色谱分离柱以及色谱仪。
背景技术
常规逆流色谱分离柱由聚四氟乙烯管和管路支撑体构成，例如：专利号为02250372.2、89221310.8、201020002148.6、201120031345.5、201220647532.4的专利中公开的逆流色谱分离柱，其包括一个管路支撑体1-1和缠绕在管路支撑体1-1上的聚四氟乙烯管路1-2，且管路外层涂抹固定胶对其固定，最外层的管路上还会增加塑料或金属壳放置摩擦。该种结构逆流色谱分离柱受制于商品化聚四氟乙烯管的限制，在管路结构上很难进行创新，在异形管路逆流色谱柱的研制上受限，对于逆流色谱柱的开发功能受限。同时由于聚四氟乙烯管路在缠绕过程中与支撑体直接的摩擦，导致管路极易破损，漏液，再加上当管路比较长时，缠绕后的逆流色谱分离柱的体积就会很大。
发明内容
为了解决现有技术中存在的技术缺陷，本发明基于3D打印技术，公开了一种3D打印的逆流色谱分离柱以及色谱仪。
本发明采用的技术方案如下：
一种3D打印的逆流色谱分离柱，所述的逆流色谱分离柱为一个由3D打印技术一体成型的柱状结构，在柱状结构的内部设有多圈用于传输样品且首尾连通的柱形通道，柱形通道的一端为样品入口，另一端为样品出口，在所述的柱形通道的内壁上间隔的设有毛刺。
进一步的，在柱状结构的顶部和底部中心位置设有与其同轴的圆柱形凸起，沿着圆柱形凸起的中心设有贯穿柱状结构和两个圆柱形凸起中心的中轴穿孔，在顶部的圆柱形凸起上设有样品入口，在柱状结构的底部设有样品出口。其中中轴穿孔用于安装逆流色谱分离柱的中轴。
进一步的，在两个圆柱形凸起的侧面设有用于中轴固定的螺丝穿孔，螺丝穿孔与螺丝配合用于固定中轴。
进一步的，所述的毛刺相对于柱形通道的中心线不对称。
进一步的，所述的多圈柱形通道在柱状结构内呈螺旋盘状分布，或者呈蛇状分布。
进一步的，柱形通道的侧壁上相邻毛刺的距离相等。
一种色谱仪，其逆流色谱分离柱采用3D打印的逆流色谱分离柱。
本发明的有益效果如下：
本发明针对常规逆流色谱分离柱中存在的技术难点，研制出基于3D打印的逆流色谱分离柱，该技术的实施的优势在于：
1.通过制图软件可打印出任意结构的管型，然后通过3D打印技术直接打印即可；
2.这种3D打印的逆流色谱分离柱管路不易发生漏液，使用过程中可耐受较宽的温度范围；
3.由于管路与支撑柱由3D打印技术一体成型结构，因此当管路的长度与现有技术的长度一样长时，本发明的分离柱体积明显小于现有技术；
4.3D打印技术的使用，使得管型不再受限，可以设计成任意的异型结构，使逆流色谱分离效率极大提高了。
5.柱形通道的侧壁上增加“毛刺”状的阻尼结构，在离心力场和“毛刺”状的阻尼结构的共同作用下，形成微区“涡流”，两相溶剂被剧烈振动的离心力场甩成更加微小的颗粒，样品各组分会在两相微粒的极大表面上分配，混合力度增加，提高了分配效率，这种设计改变了传统逆流色谱柱的光滑内壁结构，增大了固定相与流动相间的溶液相互作用力和混合力度，从而实现溶剂体系的高效保留和分辨率的明显提高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中采用的逆流色谱分离柱；
图2本发明的逆流色谱分离柱外观结构图；
图3本发明的逆流色谱分离柱内部结构图；
图4柱形通道的纵截面图；
图中：1-1管路支撑体,1-2聚四氟乙烯管；1、分离柱；2、中轴穿孔；3、中轴固定螺丝穿孔；4、样品入口；5、样品出口；6、中轴固定螺丝穿孔；7、中轴固定螺丝穿孔；8、中轴固定螺丝穿孔；9、中轴固定螺丝穿孔；10、柱形通道。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明：
现有技术中的结构如图1所示，其包括一个管路支撑体1-1和缠绕在管路支撑体1-1上的聚四氟乙烯管。
实施例1
本发明的结构如图2、图3所示，3D打印的逆流色谱分离柱，其管路与支撑柱由3D打印技术一体成型结构。
进一步的，逆流色谱分离柱1为一个柱状结构，在柱状结构的顶部和底部中心位置设有与其同轴的圆柱形凸起，沿着圆柱形凸起的中心设有贯穿柱状结构和两个圆柱形凸起中心的中轴穿孔2，在两个圆柱形凸起的侧面设有中轴固定螺丝穿孔3、6、7、8、9；在顶部的圆柱形凸起上设有样品入口4，在柱状结构内设有多圈用于代替原先管路的柱形通道10，在柱状结构的底部设有样品出口5。
进一步的，本发明用通孔结构代替了原先的聚四氟乙烯管，一方面使得逆流色谱分离柱管路不易发生漏液，使用过程中可耐受较宽的温度范围；另一方面可以减少分离柱体积；
进一步的，孔的纵截面为非圆形，如图4所示，在所述的柱形通道的内壁上间隔的设有毛刺，毛刺相对于柱形通道的中心线不对称。柱形通道的侧壁上增加“毛刺”状的阻尼结构，在离心力场和“毛刺”状的阻尼结构的共同作用下，形成微区“涡流”，两相溶剂被剧烈振动的离心力场甩成更加微小的颗粒，样品各组分会在两相微粒的极大表面上分配，混合力度增加，提高了分配效率，这种设计改变了传统逆流色谱柱的光滑内壁结构，增大了固定相与流动相间的溶液相互作用力和混合力度，从而实现溶剂体系的高效保留和分辨率的明显提高。
本发明中3D打印技术的使用，使得管型不再受限，可以设计成任意的异型结构，使逆流色谱分离效率极大提高了。
进一步的，多圈柱形通道在柱状结构内呈螺旋盘状分布，当然还可以设计成别的分布形式，例如蛇状分布等。
实施例2
一种色谱仪，其逆流色谱分离柱采用实施例1中设计的3D打印的逆流色谱分离柱。
本发明针对常规逆流色谱分离柱中存在的技术难点，研制出基于3D打印的逆流色谱分离柱，通过制图软件可打印出任意结构的管型，然后通过3D打印技术直接打印即可，且由于管路与支撑柱由3D打印技术一体成型结构，因此当管路的长度与现有技术的长度一样长时，本发明的分离柱体积明显小于现有技术。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (8)

1.一种3D打印的逆流色谱分离柱，其特征在于，所述的逆流色谱分离柱为一个由3D打印技术一体成型的柱状结构，在柱状结构的内部设有多圈用于传输样品且首尾连通的柱形通道，柱形通道的一端为样品入口，另一端为样品出口，在所述的柱形通道的内壁上间隔的设有毛刺。
2.如权利要求1所述的3D打印的逆流色谱分离柱，其特征在于，在柱状结构的顶部和底部中心位置设有与其同轴的圆柱形凸起，沿着圆柱形凸起的中心设有贯穿柱状结构和两个圆柱形凸起中心的中轴穿孔，在顶部的圆柱形凸起上设有样品入口，在柱状结构的底部设有样品出口。
3.如权利要求2所述的3D打印的逆流色谱分离柱，其特征在于，在两个圆柱形凸起的侧面设有中轴固定螺丝穿孔。
4.如权利要求1或2或3所述的3D打印的逆流色谱分离柱，其特征在于，所述的毛刺相对于柱形通道的中心线不对称。
5.如权利要求1或2或3所述的3D打印的逆流色谱分离柱，其特征在于，所述的多圈柱形通道在柱状结构内呈螺旋盘状分布。
6.如权利要求1或2或3所述的3D打印的逆流色谱分离柱，其特征在于，所述的多圈柱形通道在柱状结构内呈蛇状分布。
7.如权利要求1或2或3所述的3D打印的逆流色谱分离柱，其特征在于，柱形通道的侧壁上相邻毛刺的距离相等。
8.一种色谱仪，其特征在于，其逆流色谱分离柱采用如权利要求1-7任一所述的逆流色谱分离柱。
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