CN108496077A - 用于液体色谱系统的液体馏分收集器 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于将液体分配到布置成二维阵列的多个容器(P1，P2)中的馏分收集器。馏分收集器包括用于支承所述容器的台(22)，以及支承在台上方的臂，臂进而支承液体分配器(35)，馏分收集器臂可围绕臂轴线(C)旋转，并且液体分配器可沿着臂在滑架34上移动(图2)。因此，分配器是低成本的，并且由于所述旋转且由于沿着臂的所述移动，分配器可简单地重新定位在容器上方，不占用过多试验工作台空间。

Description

用于液体色谱系统的液体馏分收集器

技术领域

本发明涉及馏分收集器，例如在液体色谱法的领域中使用的馏分收集器，它用于随着色谱法过程的进行在一定时间段中将来自源的典型地逐个馏分地收集的液体按顺序分配在一个或多个盒中的多个相邻的容器中。

背景技术

馏分收集器为一种用于将液体分配到多个容器中的装置。传统地，容器(诸如测试管)例如在传送器或轨道上朝分配器件逐个地供给。

公开了更加通用的馏分收集器。例如美国专利No. 8858899和美国专利No.4422151显示X-Y台机构用来供应多个容器，其中，收集管布置成矩形网格图案，且出口管道通过直线定位移动而定位在各个收集管上方。在这种馏分收集器(本文称为“X-Y收集器”)中，通常出口管道相对于收集管移动。另一机构在美国专利No. 4077444中描述，其显示X-Y收集器，其中容器支承台和输送头两者在横向方向上相对于彼此线性移动。

已知许多其它馏分收集器，其包括可旋转地安装的转台以用于支承多个收集管，例如美国专利No. 4862932和美国专利No. 6450218。在转台类型的馏分收集器中，液体通过出口管道(诸如中空针)按顺序排出到收集管中。出口管道安装在伸在转台上方的臂上。典型地，臂可围绕竖直柱摇摆以定位在不同的径向排的收集管上。这些馏分收集器在本文中描述为转台馏分收集器。

存在提供结实且可靠以用于试验色谱法中的馏分收集器的大体需要，在试验色谱法中通常在试验工作台上进行多个实验且其中空间通常有限。因此由收集器占用的空间是重要的。

还存在使实验容器标准化以及对这样标准化的微孔板的驱动力，诸如在商标名‘Microtiter'下销售的那些对于保持液体是受欢迎的。发明人已经认识到，将馏分分配到这种标准化微孔板中允许更方便的后续处理。一种流行的微孔板具有96个容器(称为井)，其呈八乘十二的二维正交阵列。这种板典型地具有大约85mm乘128mm的尺寸，因而，考虑塑料模制的井壁的厚度，各个井具有横跨大约8mm的开口。井的高度可为大约45mm。如果井足够深，在各个井中可收集一毫升左右(1ml-1.5ml)的流体。

传统的X-Y收集器具有用于保持容器的台，且进一步配备有用于使分配管在容器上方和容器之间移动的器件。典型地，分配管的移动通过使用成组步进马达来实现。但是，这些X-Y机器在工作台上占用相对大的区域，这是由于X-Y收集器所需要的线性驱动器相比旋转驱动器占用较多的容积，因此趋向在试验工作台上占用更多空间。甚至当容器台在X方向和Y方向上移动且分配头保持固定时，也失去另外的有价值的工作台-空间。

转台馏分收集器可用于许多应用中，且大体上更有空间效率，因为旋转驱动器相比X-Y收集器需要的线性驱动器占用较少的空间。但是，当处理形成于微孔板中的大量容器时，X-Y收集器更合适，因为它们可在与微孔板阵列相同的线性方向上操作。传统的转台馏分收集器不能处理这种微孔板。

相比于转台收集器，X-Y收集器需要较长的附连导管，因为提供液体的装备相对于容器固定，且导管因此必须跟随分配管到达任何容器。尤其在高分离度液体色谱法中，这样长的导管是个缺点，因为液体在管中长的行进距离给予液体中初始分离的成分更长的时间段在液体流内扩散，且因此不利地影响分离的精度。

发明内容

本文描述的发明的实施例解决对节约空间的馏分收集器的需要，其带有分配到形成为成二维阵列的密集井的微孔板中的能力。

本文描述的发明的实施例解决对可靠且结实但小的馏分收集器的需要。

本文描述的发明的实施例解决对低成本馏分收集器的需要。

本发明提供根据权利要求1和权利要求10的馏分收集器，其具有由分别从属于权利要求1和权利要求10的权利要求限定的优选特征。

根据本发明的馏分收集器的实施例包括：用于支承液体接收板的台，液体接收板包括二维阵列的液体容器；臂，其可旋转地安装以用于在台上方移动；以及滑架，其支承在臂上以用于相对于臂进行线性移动，所述滑架支承适于分配液体的液体分配器，液体分配器可在二维平面上在台上方移动以用于将液体分配到所述容器中。

直接在上面提到的馏分收集器的实施例包括操作成使臂旋转的第一驱动马达，以及操作成使滑架移动的第二驱动马达，各个驱动马达位于台下方。

本发明延伸到本文公开的特征的任何组合，不管这种组合是否在本文明确地提到。此外，在两个或更多个特征以组合提到的情况下，意在可单独要求保护这种特征，而不延伸本发明的范围。

本发明的另外的范围和适用性将从详细描述变得显而易见。但是，应当理解，在指出本发明的优选的实施例时，详细描述和特定示例仅通过说明给出。通过参照结合附图得到的以下描述，可更好地理解本发明以及其目的和优点，其中相似参考标号在图中表示相似元件。

附图说明

本发明可以以许多方式实现，下面参照附图描述了其说明性实施例，其中：

图1显示了根据本发明的馏分收集器的实施例的透视图；

图2显示了图1中显示的馏分收集器的另一透视图；

图3、4和5各自显示了图1中显示的收集器的平面图，其中部件的移动叠置。

图6显示了图1中显示的馏分收集器的透视截面图；

图7显示了图1中显示的馏分收集器的臂构件的细节；

图8显示了图6中显示的截面图的示意性图示；

图9显示本发明的另一实施例的透视图；以及

图10显示了穿过图9中显示的实施例的中间的截面图。

具体实施方式

图中显示了馏分收集器10的实施例。参照图1，馏分收集器10包括：中空基部20，其具有用于接收两个微孔板P1和P2的台顶部22；以及静止基座40，其从台向上延伸以便处于两个板之间，静止基座进而支承臂30，臂30可在基座40上以及微孔板P1和P2的上方旋转。基座40因而沿着台的宽度位于中间且向台的一侧，从而允许两个微孔板位于台上，台/基座的每个相对侧上各一个微孔板。臂30支承可重新定位的滑架34，滑架进而将液体分配器35支承在微孔板上方。分配器35可定位在多个液体容器(在本文被称为井，微孔板P1和P2的W1和W2)中的任一个上方，以用于将液体分配到那些井中。分配器35由柔性管36供给，在这个实施例中，仅部分地显示由色谱装备100供应的柔性管36。

图2显示了相同的收集器10，而且还显示了底板24，底板24与整体模压的壳体20和基座40一起提供保护以防止液体进入到壳体中，尤其是在液体溢到台22上的情况下。

图3显示可通过臂30的旋转得到的摇摆运动。箭头R表示臂30围绕由轴线C限定的旋转中心的弧形移动，轴线C垂直于台22。因而分配器35可定位在弧形中的任何位置中。图4显示了可通过分配器沿着臂30在箭头L的方向上的移动得到的另外的大体线性的运动。在箭头L的方向上的线性移动在使用中优选与上面描述的弧形动量同时发生，但顺序移动也是可能的。因此，由于在箭头R和箭头L的方向上的移动，分配器35可定位且可重新定位在井W1或W2中的任何一个的上方，以用于将液体分配到那些井中。

进一步，将理解的是，臂可摆动360度，如图5中显示的那样。这意味着，如果台22延伸，使用延伸部22'，如果需要的话，另外的微孔板P3可安装至延伸部22'且可用来收集另外的液体馏分。这个实施例的微小缺点在于将会需要另外的工作台空间。

图6、7和8示出用来获得期望的分配器移动的机构。图6为沿着图4中的平面IV-IV截取的收集器壳体20的区段，但是其中臂30定位在截面平面IV-IV上方，使得其内部特征可在图6中更好地看到。臂30包括刚性臂部件31，其支承保持分配器35(图1)的滑架34。滑架34延伸到臂部件31中的槽口31a中，且分配器35将附连到从槽口31a突出的滑架的下端。臂部件31安装在支承圆筒42上，支承圆筒42被驱动以围绕中心线C旋转预定角，如下面更完整地描述的那样，以引起臂30的至少大约弧度R(图3)的弧形移动。圆筒42支承在成对的间隔开的轴承41上，轴承41进而支承在基座40上。在圆筒42的内部的是传动轴38，其被驱动以围绕中心线C与圆筒42同轴地旋转。这个运动使滑架34和分配器35以线性方式移动，如下面更详细地描述的那样。

机构的更多细节显示在图7和8中。图7显示了臂30，其中移除了盖32，从而显露臂部件31，其安装至圆筒42以用于围绕轴线C的旋转移动。固定至传动轴38的顶部的是带齿的上部滑架传动滑轮33，其可独立于臂部件31旋转。滑架传动滑轮33在使用中使带齿的滑架传动带38a平移。滑架带38a通过臂部件31的远端处的额外的臂滑轮37且通过张紧滑轮33a保持张紧，张紧滑轮33a在两个滑轮33和37之间作用在带38b的外侧面上。滑架34安装在线性轴承39上，线性轴承39安装至臂部件31，且滑架34附连至滑架带38a，使得滑架带38a的移动经由传动滑轮33和传动轴38引起滑架34沿着轴承39在箭头L(图4)的方向上的线性移动，且因此可改变滑架34和分配器35的位置。

图8以示意形式显示了机构的更多细节。传动轴38可借助于带齿的下部滑架传动滑轮52旋转，带齿的下部滑架传动滑轮52经由另外的滑架传动带54连接到步进马达53。步进马达53具有输出滑轮53a，其可比传动滑轮52小以提供较慢的但是更精确的滑架移动(如果需要的话)，但是可采用其它比率，例如1:1的比率，如图6中显示的那样。同样，整个臂30的旋转通过臂滑轮55的旋转引起，臂滑轮55由带齿的带57驱动，带齿的带57进而由臂驱动步进马达56的输出滑轮56a驱动。再次，输出滑轮56a比从动滑轮55小以降低速度和增加精度，但是可使用其它比率，例如1:1的比率，如图6中显示的那样。包括驱动步进马达53和54以及已知的步进马达控制电子器件27的电气部件在台22下方的空间26中包封在壳体20内，通过基板24封闭。这不仅提供紧凑的布置，而且还阻止液体进入电气部件中。

在操作中，微孔板P1和P2例如在互补的对齐槽口或匹配微孔板P1和P2的下侧上的特征的通道60中安装至台22。控制电子器件用来控制步进马达，使得分配器将色谱法装备供应的信号转变成通过分配器35在二维平面中在井上方的移动而将分配器35按顺序定位在相应的微孔板的井的已知位置之上所需要的步进马达信号，其扫略区域显示在图5中。虽然不是必要的，但是控制电子器件27可包括微控制器以将来自色谱法装备100的简单的停止-前进类型的操作信号运算成用于步进马达移动所需要的指令以提供正确的分配器定位，且可提供分配器的静止位置的反馈和或将确认信号提供给装备100的泵或阀，以允许在分配器正确定位时填充井。

虽然示出的正交二维阵列的井是优选的，但是可能的是，在适当地改变电子器件27的运行的情况下，可采用其它井图案。例如井可布置成交错的排，使得圆形井可靠得更近。

应当注意，图8的示图是示意性的，因为没有显示任何连接或附连器件的细节。对于本领域任何技术人员而言自然显而易见的是，显示的构件可以以许多方式形成和组装，每一个均选择成适合本申请，该组件的更详细的示例显示在图6中。当然，显示的旋转移动可通过除了带传动之外的任何适当的器件传递，诸如链传动装置、齿轮传动装置、柔性传动轴或适当的四杆联动装置。

馏分收集器10的一个变型10'显示在图9和10中，其中，具有与上面描述的馏分收集器10的功能相同或类似的功能的构件具有相似的参考标号。图9显示了基部20具有中心基座40，其可枢转地支承臂30'，可使液体分配器35沿着臂30'滑动，液体分配器35由用于分配到收集微孔板P1和P2中的毛细管36供给，全都如上面参照图1至8所描述的那样。但是，这个实施例具有改变的臂30'，其包括中心槽口70，分配器35在使用中在中心槽口70中以从动线性方式行进。

图10更详细地显示了槽口70。用于使分配器35沿着臂30移动的机构类似于上面描述的机构，即，保持张紧在两个滑轮33和37之间的带齿的带33，滑轮中的一个(在这种情况下，33)被驱动，只是附连至带的滑架34'制造得比滑架34小得多且因此比滑架34的体积小。在这个变型中，如果需要的话，分配器35的行程可增加，因为滑架现在较小。另外，分配器被碰撞或损坏的可能性更低，因为其在臂30'内部分地受保护。在这个变型中，线性轴承用来将分配器保持在正确位置，如上面所描述的那样，但是在较低成本的方案(未显示)中可能的是，槽口70在没有这种轴承的情况下支承分配器35和滑架34'。

对于本领域任何技术人员而言显而易见的是，本发明的许多变型在本发明的范围是可能的。这种变型包括但不限于用于臂30和滑架34的驱动器件的类型，诸如带有齿轮箱的DC马达、由来自例如液压或气动圆筒或线性驱动器的线性移动驱动的杠杆臂。

在不脱离要求保护的本发明的范围的情况下，其它省略、添加或修改对于描述的实施例是可能的。

Claims (15)

1.一种用于将液体分配到布置成二维阵列的多个容器(P1，P2)中的馏分收集器(10)，所述馏分收集器包括用于支承所述容器的台(22)，以及支承在所述台上方的臂(30)，所述臂进而支承液体分配器(35)，所述馏分收集器的特征在于，所述臂可围绕臂轴线(C)旋转，并且所述液体分配器可沿着所述臂移动，由于所述旋转且由于沿着所述臂的所述移动，所述分配器可重新定位在所述容器上方。

2.根据权利要求1所述的馏分收集器，其特征在于，所述臂包括滑架(34)，所述滑架可在线性轴承(39)上滑动以提供所述液体分配器沿着所述臂的所述移动。

3.根据权利要求2所述的馏分收集器，其特征在于，所述滑架的所述移动由连接至所述滑架的带(38a)引起，所述带进而由滑轮(33)驱动，所述滑轮由与所述臂轴线同轴的滑架传动轴(38)驱动。

4.根据权利要求1、权利要求2或权利要求3所述的馏分收集器，其特征在于，所述分配器至少部分地设置在所述臂中的槽口70内并且可在所述槽口内滑动。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的馏分收集器，其特征在于，所述轴线垂直于所述台。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的馏分收集器，其特征在于，所述台包括直立基座(40)，所述轴线延伸穿过所述基座并且可旋转地支承在所述基座上。

7.根据权利要求6所述的馏分收集器，其特征在于，通过受驱动的中空圆筒引起所述臂围绕所述轴线旋转，所述受驱动的中空圆筒安装成用于基本在所述基座内旋转。

8.根据权利要求6或权利要求7所述的馏分收集器，其特征在于，所述基座定位在所述台上，使得两个阵列的容器可容纳在所述台上，所述基座的每一侧上各一个阵列。

9.根据权利要求2或权利要求3中的任一项所述的馏分收集器，其特征在于，所述馏分收集器还包括在所述台下方的壳体，所述壳体包括用于驱动所述滑架传动轴的滑架马达，以及用于经由所述中空圆筒来驱动所述臂的弧形旋转的臂旋转马达。

10.根据权利要求9所述的馏分收集器，其特征在于，所述壳体形成为用以阻止液体进入。

11.一种馏分收集器(10)，包括：保护驱动元件(27，53，56)的壳体(20)，所述壳体的顶部形成为台(22)，所述台具有至少两个接收位置，每个接收位置用于接收微孔板(P1，P2)，每个微孔板包括多个液体容器(W1，W2)；以及支承液体分配器35的可旋转臂30，所述馏分收集器的特征在于，所述臂可借助于所述驱动元件移动以将所述分配器基本重新定位在所述容器上方，所述臂具有旋转轴线(C)，所述旋转轴线大体垂直于所述台在所述两个微孔板接收位置之间延伸。

12.根据权利要求11所述的馏分收集器，其特征在于，所述接收位置包括接收特征(60)，例如通道，其允许对所述台和所述微孔板的互补相对定位。

13.根据权利要求11或权利要求12所述的馏分收集器，其特征在于，所述馏分收集器具有根据权利要求1至权利要求9中的任一项所述的额外特征。

14.一种色谱法装备，包括根据前述权利要求中的任一项或多项所述的馏分收集器。

15.一种基本如本文可选地参照附图描述的馏分收集器。