CN108226358A - 用于复杂样品循环分离的多维逆流色谱仪及工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于复杂样品循环分离的多维逆流色谱仪及工作方法，包括依次连接的一维分离通路、第一三通阀、多个六通阀、二维分离通路及循环阀组件，所述循环阀组件构成循环分离通路，所述多个六通阀上设置收集管，将不同六通阀的收集管接入循环分离回路中，可接收不同的循环峰，实现多个复杂样品的分离、收集，本发明的二维逆流色谱仪可实现一维分离、二维分离及循环分离的快速切换，并且可实现多成分复杂样品的分离，使用仪器数量少，分离效果好。

Description

用于复杂样品循环分离的多维逆流色谱仪及工作方法

技术领域

本发明涉及分离设备技术领域，具体涉及用于复杂样品循环分离的多维逆流色谱仪及工作方法。

背景技术

高速逆流色谱是一种液-液色谱分离技术，它的固定相和流动相都是液体，没有不可逆吸附，具有样品无损失、无污染、高效、快速和大制备两分离等优点，二维逆流色谱是在传统的一维逆流色谱基础上发展起来的一种新的色谱分析技术，其主要原理是把分离机理不同而又互相独立的两支色谱柱以串联方式连接，在第一维没有完全分开的组分在第二维进行进一步分离，达到了正交分离的效果。

常规的二维逆流色谱仪通常为两套独立的逆流色谱仪，一维分离的样品通过管路接出，连接到二维逆流色谱仪，采用此种结构设置，具有以下缺陷：

1.采用仪器数量较多，一维分离和二维分离无法实现切换。

2.对于二维逆流色谱无法分离的样品，无法进行循环分离，分离效果差。

3.多个复杂样品的分离效果差。

发明内容

为了克服上述技术缺陷，本发明提供了一种用于复杂样品循环分离的多维逆流色谱仪，可以实现复杂样品的循环分离，分离效果好，为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

用于复杂样品循环分离的多维逆流色谱仪，包括：

一维分离通路，用于对样品进行一维分离。

二维分离通路，用于对样品进行二维分离。

所述一维分离通路的末端及二维分离通路的首端之间依次连接有第一三通阀及多个六通阀，一维分离的样品通过第一三通阀、多个六通阀进入二维分离通路，所述第一三通阀用于实现一维分离及二维分离的切换，所述一维分离通路首端及二维分离通路末端之间安装有循环阀组件，构成循环分离回路，二维分离后的样品通过循环阀组件进入一维分离通路，进行循环分离，所述循环阀组件及一维分离通路之间连接有驱动泵，用于驱动样品、固定相及流动相在分离通路中的流动。

所述六通阀的两个连接口之间连接收集管，不同六通阀的收集管接入循环分离回路中，可接收不同的循环峰，实现复杂样品的分离。

进一步的，所述一维分离通路包括依次连接的六通进样阀、一维逆流色谱柱及第一检测器，所述第一检测器的样品出口端与第一三通阀的进口连通。

进一步的，所述六通阀两个非连接收集管的连接口接入循环分离回路，作为样品进口及样品出口，与第一三通阀连接的六通阀为首端六通阀，与二维分离通路连接的六通阀为末端六通阀，所述首端六通阀的样品进口与第一三通阀的一个出口连通，其样品出口与下一个六通阀的样品进口连通，第一三通阀的另一个出口作为一维分离样品收集口，多个六通阀依次连接，六通阀剩余两个连接口之间设置连接管。

进一步的，所述二维分离通路包括依次连接的二维逆流色谱柱及第二检测器，所述二维逆流色谱柱进口与最末端的六通阀样品出口连通。

进一步的，所述循环阀组件为循环六通阀，所述循环六通阀两个连接口分别作为样品进口及样品出口，样品进口与第二检测器的样品出口连接，另外两个连接口之间设置连接管，剩余两个连接口分别与盛放固定相的溶剂瓶及驱动泵连接。

进一步的，所述循环阀组件为依次连接的第二三通阀及第三三通阀，所述第二检测器样品出口连接第二三通阀的样品进口，所述第二三通阀的一个样品出口连接第三三通阀的样品进口，所述第三三通阀的另外两个接口连接盛装固定相的溶剂瓶及驱动泵。

本发明还公开了用于复杂样品循环分离的多维逆流色谱仪的工作方法：

可实现四种功能，分别为：样品一维分离、样品二维分离、样品循环分离及复杂样品循环二维分离，具体包括以下步骤：

步骤1：调整首端的六通阀，使其样品进口与收集管一端的连接口连通，将首端六通阀的样品进口与驱动泵连接，驱动泵驱动流动相进入多个六通阀的收集管，通过末端六通阀的样品出口流出。

步骤2：调整多个六通阀，使多个六通阀的样品进口与样品出口连通，调整第一三通阀，使其进口连通与首端六通阀样品进口连通的出口，驱动泵驱动溶剂瓶内的固定相依次进入六通进样阀、一维分离通路、第一三通阀、多个六通阀、二维分离通路、循环阀组件，由循环阀组件的样品出口流出，最终注满整个分离体系。

步骤3：启动一维逆流色谱柱及二维逆流色谱柱转动，按照步骤2顺序泵入固定相，直至达到流体动力学平衡。

步骤4：达到流体动力学平衡后，六通进样阀开始进样，进行样品分离。

进一步的，所述步骤4可进行样品的一维分离、二维分离、循环分离及复杂样品的循环分离，具体如下：

(1)所述步骤4中，对于分离度高的样品，进行一维分离，调节第一三通阀，使第一三通阀进口与第一三通阀用于一维分离样品收集的出口连通，在用于一维分离样品收集的出口处进行样品的收集。

(2)所述步骤4中，对于一维逆流色谱难以分离的样品，进行二维分离，调节第一三通阀，使第一三通阀样品进口连通与第一六通阀连接的出口，使一维分离后样品经第一三通阀、多个六通阀进入二维分离通路进行二维分离，循环阀组件的样品出口出进行样品的收集。

(3)对于二维逆流色谱难以分离的样品，进行循环分离，调整循环阀组件，使二维逆流色谱分离后样品经过循环阀组件进入一维分离通路，进行循环分离，通过第一检测器及第二检测器实时监测，根据情况在第一三通阀或循环阀组件的样品出口处进行样品收集，收集完成后，调整循环阀组件，使溶剂瓶通过循环阀组件及驱动泵与六通进样阀连通；

(4)当有多成分复杂样品需要进行循环分离时，将不同的六通阀的收集管接入循环分离回路中，接收多个不同的循环峰，利用第一检测器及第二检测器实时监测，在第一三通阀或循环阀组件的样品出口处进行样品的收集，收集完成后，调整循环阀组件，使溶剂瓶通过循环阀组件及驱动泵与六通进样阀连通。

本发明的有益效果：

1.本发明的多维逆流色谱仪，具有第一三通阀，方便了一维色谱分离和二维色谱分离的切换，而且减少了多维逆流色谱分离所使用的仪器数量。

2.本发明的多维逆流色谱仪，具有循环阀组件，可以实现样品的循环分离，分离效果更好。

3.本发明的多维逆流色谱仪，具有第一三通阀及循环阀组件，分离过程中，可以将已经分离的色谱峰在任意一个逆流色谱柱分离后进行快速的收集。

4.本发明的多维逆流色谱仪，第一六通阀及第二六通阀上上有收集管，可以实现多个复杂分离样品的分离和收集。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1是本发明实施例1溶剂平衡示意图；

图2是本发明实施例1一维分离示意图；

图3是本发明实施例1二维分离示意图；

图4是本发明实施例1循环分离示意图；

图5是本发明实施例1第一六通阀收集管接入循环分离回路示意图；

图6是本发明实施例1第二六通阀收集管接入循环分离回路示意图；

图7是本发明实施例2溶剂平衡示意图；

图8是本发明实施例2一维分离示意图；

图9是本发明实施例2二维分离示意图；

图10是本发明实施例2循环分离示意图；

图11是本发明实施例2第一六通阀收集管接入循环分离回路示意图；

图12是本发明实施例2第二六通阀收集管接入循环分离回路示意图；

其中：1.六通进样阀，2.一维逆流色谱柱，3.第一检测器，4.第一三通阀，5.第一六通阀，6.第二六通阀，7.收集管，8.连接管，9.二维逆流色谱柱，10.第二检测器，11.第三六通阀，12.驱动泵，13.溶剂瓶。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有的二维逆流色谱仪使用的仪器数量较多，对于复杂样品分离效果差，针对上述问题，本申请提出了一种用于复杂样品循环分离的二维逆流色谱仪。

本申请的一种典型实施例1中，一种用于多样品循环分离的多维逆流色谱仪，包括依次连接的一维分离通路，第一三通阀、第一六通阀、第二六通阀、二维分离通路及循环阀组件，所述循环阀组件连接一维分离通路的首端和二维分离通路的末端，构成了循环分离回路。

所述一维分离通路包括依次连接的六通进样阀1、一维逆流色谱柱2、第一检测器3。

所述第一检测器的出口与第一三通阀4的进口Ⅱ连通，第一三通阀的一个出口Ⅰ用于一维分离样品的收集，另一个出口Ⅲ连接第一六通阀5的样品进口Ⅵ，第一六通阀的样品出口Ⅰ连接第二六通阀6的样品进口Ⅵ，第二六通阀的样品出口Ⅰ连接二维分离通路。

所述第一六通阀的不作为样品进口及样品出口的连接口Ⅳ和连接口Ⅴ之间设置收集管7，剩余连接口Ⅱ和连接口Ⅲ之间设置连接管8，按照同样的方式，第二六通阀的连接口Ⅳ和连接口Ⅴ之间设置收集管，剩余连接口Ⅱ和连接口Ⅲ之间设置连接管。

所述二维分离通路包括依次连接的二维逆流色谱柱9及第二检测器10，所述二维逆流色谱柱的进口与第二六通阀的样品出口Ⅰ连通。第二检测器的出口与循环阀组件连通。

所述循环阀组件采用一个第三六通阀11，所述第三六通阀的样品进口Ⅳ与第二检测器出口连通，用作样品循环的样品出口Ⅴ通过驱动泵12与六通进样阀连接，所述第三六通阀的连接口Ⅱ与连接口Ⅲ之间设置连接管，连接口Ⅰ作为样品收集用的样品出口，连接口Ⅵ与盛有固定相的溶剂瓶13连通。

本发明还公开了一种用于复杂样品循环分离的多维逆流色谱仪的工作方法，可实现四种功能，分别为：样品一维分离、样品二维分离、样品循环分离及复杂样品循环分离，具体包括以下步骤：

步骤1：将驱动泵连接第一六通阀的样品进口Ⅵ，调整第一六通阀及第二六通阀，使第一六通阀及第二六通阀的样品进口Ⅵ与连接收集管的连接口Ⅴ连通，即第一六通阀及第二六通阀连接状态为：VI→V→IV→III→II→I，泵入流动相，流动相依次流过第一六通阀的样品进口Ⅵ、收集管、连接管、第一六通阀的样品出口Ⅰ、第二六通阀的样品进口Ⅵ、收集管、连接管、第二六通阀的样品出口Ⅰ，流动相通过第二六通阀的样品出口Ⅰ流出，此时第一六通阀及第二六通阀的收集管内充满流动相。

步骤2：如图1所示，切换第一六通阀及第二六通阀，使其样品进口Ⅵ与样品出口Ⅰ连通，将驱动泵连接到第三六通阀的用于循环的样品出口Ⅴ，启动驱动泵，泵入溶剂瓶内的固定相，固定相通过第三六通阀依次流入六通进样阀、一维逆流色谱柱、第一检测器、第一三通阀、第一六通阀、第二六通阀、二维逆流色谱柱、第二检测器，通过第三六通阀的用于样品收集的样品出口流出，最终注满整个循环分离回路。

步骤3：开启一维逆流色谱柱及二维逆流色谱柱的转动，按照步骤2泵入一定流速的固定相，直至达到流体的动力学平衡。

步骤4：达到流体动力学平衡后，样品经一定量的固定相和流动相溶解后，通过六通进样阀的进样圈注射入待分离样品，进行样品分离。

如图2所示，所述步骤4中，对于分离度高的样品，将第一三通阀的进样口Ⅱ与出样口Ⅰ连通，在出样口Ⅰ处进行样品的洗脱收集，完成样品的一维分离。

如图3所示，所述步骤4中，对于一维逆流色谱难以分离的样品，将第一三通阀的样品进口Ⅱ与样品出口Ⅲ连通，一维分离后的样品经过第一六通阀及第二六通阀进入二维逆流色谱柱进行二维分离，分离后的样品经过第三六通阀用于样品收集的样品出口Ⅰ进行洗脱收集，完成样品的二维分离，样品的具体流向为：

六通进样阀-一维逆流色谱柱-第一检测器-第一三通阀-第一六通阀(VI→I)-第二六通阀(VI→I)-二维逆流色谱柱-第二检测器-第三六通阀

如图4所示，所述步骤4中，对于二维逆流色谱难以分离的样品，将第三六通阀切换至样品进口Ⅳ与用于样品循环分离的样品出口Ⅴ连通的状态，二维逆流分离后的样品通过第三六通阀进入第一逆流色谱柱，实现了循环分离，分离过程中，利用第一检测器及第二检测器实时监测，根据分离情况通过第一三通阀的出样口Ⅰ或第三六通阀的样品出口Ⅰ进行样品的收集，样品具体流向为：

第三六通阀(IV→V)-泵-六通进样阀-一维逆流色谱柱-第一检测器-第一三通阀(II→III)-第一六通阀(VI→I)-第二六通阀(VI→I)-二维逆流色谱柱-第二检测器-第三六通阀

所述步骤4中，当有多成分复杂成分样品需要进行循环分离时，需要将不同的成分分开进行收集，因此将待分离的峰切换至六通阀的收集管中，将收集管接入循环分离回路中。

如图5所示，将第一六通阀的收集管接入循环分离回路中，可接收循环峰一，具体的将第一六通阀的样品进口Ⅵ与连接口Ⅴ连通，样品在循环分离回路中流经第一六通阀的收集管，具体流向为：

第三六通阀(IV→V)-泵-六通进样阀-一维逆流色谱柱-第一检测器-第一三通阀(II→III)-第一六通阀(VI→V→IV→III→II→I)-第二六通阀(VI→I)-二维逆流色谱柱-第二检测器-第三六通阀。

如图6所示，将第二六通阀的收集管接入循环分离回路中，可接收循环峰二，具体的将第二六通阀的样品进口Ⅵ与连接口Ⅴ连通，样品在循环分离回路中流经第二六通阀的收集管，具体流向为：

第三六通阀(IV→V)-泵-六通进样阀-一维逆流色谱柱-第一检测器-第一三通阀(II→III)-第一六通阀(VI→I)-第二六通阀(VI→V→IV→III→II→I)-二维逆流色谱柱-第二检测器-第三六通阀。

因为待收集的样品成分不一定会完全充满收集管，进行切换分离的时候，气泡会进入逆流色谱，从而影响分离，所以收集管中预先充满流动相，保证了消除气泡。

循环分离样品收集完成后，切换第三六通阀，是连接口Ⅵ与溶剂瓶连通，样品出口Ⅴ与驱动泵连接，方便下次使用。

本申请的另一个实施例2中，如图7-12所示，循环阀组件采用两个三通阀，即第二三通阀14和第三三通阀15，第二三通阀与第二检测器连接，其一个样品出口作为样品收集用，另一个出口与第三三通阀连接，第三三通阀连接有盛有固定相的溶剂瓶，并通过驱动泵与六通进样阀连接，其工作方法与实施例1相同。

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.用于复杂样品循环分离的多维逆流色谱仪，其特征在于，包括：

一维分离通路，用于对样品进行一维分离；

二维分离通路，用于对样品进行二维分离；

所述一维分离通路的末端及二维分离通路的首端之间依次连接有第一三通阀及多个六通阀，一维分离的样品通过第一三通阀、多个六通阀进入二维分离通路，所述第一三通阀用于实现一维分离及二维分离的切换，所述一维分离通路首端及二维分离通路末端之间安装有循环阀组件，构成循环分离回路，二维分离后的样品通过循环阀组件进入一维分离通路，进行循环分离，所述循环阀组件及一维分离通路之间连接有驱动泵，用于驱动样品、固定相机流动相在分离通路中的流动；

所述六通阀的两个连接口之间连接收集管，不同六通阀的收集管接入循环分离回路中，可接收多成分复杂样品的不同的循环峰，实现多成分复杂样品的分离。

2.如权利要求1所述的用于复杂样品循环分离的多维逆流色谱仪，其特征在于，所述一维分离通路包括依次连接的六通进样阀、一维逆流色谱柱及第一检测器，所述第一检测器的样品出口端与三通阀的进口连通。

3.如权利要求1所述的用于复杂样品循环分离的多维逆流色谱仪，其特征在于，所述六通阀两个非连接收集管的连接口接入循环分离回路，作为样品进口及样品出口，与第一三通阀连接的六通阀为首端六通阀，与二维分离通路连接的六通阀为末端六通阀，所述首端六通阀的样品进口与第一三通阀的一个出口连通，其样品出口与下一个六通阀的样品进口连通，第一三通阀的另一个出口作为一维分离样品收集口，多个六通阀依次连接，六通阀剩余两个连接口之间设置连接管。

4.如权利要求3所述的用于复杂样品循环分离的多维逆流色谱仪，其特征在于，所述二维分离通路包括依次连接的二维逆流色谱柱及第二检测器，所述二维逆流色谱柱的进口与末端六通阀的样品出口连通。

5.如权利要求1所述的用于复杂样品循环分离的多维逆流色谱仪，其特征在于，所述循环阀组件为循环六通阀，所述循环六通阀两个连接口分别作为样品进口及样品出口，样品进口与二维分离通路连接，另外两个连接口之间设置连接管，剩余两个连接口分别与盛放固定相的溶剂瓶及驱动泵连接。

6.如权利要求1所述的用于复杂样品循环分离的多维逆流色谱仪，其特征在于，所述循环阀组件为依次连接的第二三通阀及第三三通阀，所述二维分离通路连接第二三通阀的样品进口，所述第二三通阀的一个样品出口连接第三三通阀的样品进口，所述第三三通阀的另外两个接口连接盛装固定相的溶剂瓶及驱动泵。

7.如权利要求1-6任一项所述的用于复杂样品循环分离的多维逆流色谱仪的工作方法，可进行样品一维分离、样品二维分离、样品循环分离及多成分复杂样品循环分离，其特征在于，包括以下具体步骤：

步骤1：调整首端六通阀，使其样品进口与收集管一端的连接口连通，将首端六通阀的样品进口与驱动泵连接，驱动泵驱动流动相进入多个六通阀的收集管，通过末端六通阀的样品出口流出；

步骤2：调整多个六通阀，使多个六通阀的样品进口与样品出口连通，调整第一三通阀，使其进口连通与首端六通阀连通的出口，驱动泵驱动溶剂瓶内的固定相依次进入六通进样阀、一维分离通路、第一三通阀、多个六通阀、二维分离通路、循环阀组件，由循环阀组件的样品出口流出，最终注满整个分离体系；

步骤3：启动一维逆流色谱柱及二维逆流色谱柱转动，按照步骤2顺序泵入固定相，直至达到流体动力学平衡；

步骤4：达到流体动力学平衡后，六通进样阀开始进样，进行样品分离。

8.如权利要求7所述的用于复杂样品循环分离的多维逆流色谱仪的工作方法，其特征在于：所述步骤4可进行样品的一维分离、二维分离、循环分离及多样品的循环分离，具体如下：

(1)所述步骤4中，对于分离度高的样品，进行一维分离，调节第一三通阀，使第一三通阀进口与第一三通阀用于一维分离样品收集的出口连通，在用于一维分离样品收集的出口处进行样品的收集；

(2)所述步骤4中，对于一维逆流色谱难以分离的样品，进行二维分离，调节第一三通阀，使第一三通阀样品进口连通与第一六通阀连接的出口，使一维分离后样品经第一三通阀、多个六通阀进入二维分离通路进行二维分离，循环阀组件的样品出口处进行样品的收集；

(3)对于二维逆流色谱难以分离的样品，进行循环分离，调整循环阀组件，使二维逆流色谱分离后样品经过循环阀组件进入一维分离通路，进行循环分离，通过第一检测器及第二检测器实时监测，根据情况在第一三通阀或循环阀组件的样品出口处进行样品收集，收集完成后，调整循环阀组件，使溶剂瓶通过循环阀组件及驱动泵与六通进样阀连通；

(4)当有多成分复杂样品需要进行循环分离时，将不同的六通阀的收集管接入循环分离回路中，接收多个不同的循环峰，利用第一检测器及第二检测器实时监测，在第一三通阀或循环阀组件的样品出口处进行样品的收集，收集完成后，调整循环阀组件，使溶剂瓶通过循环阀组件及驱动泵与六通进样阀连通。