CN110168360A - 提供溶剂容器识别的设备 - Google Patents

Abstract

本发明描述了用于色谱系统的溶剂容器和溶剂容器托盘，其用于提供对溶剂供应和废物收集的控制。指定的溶剂容器和专门指定的溶剂容器提供了用于色谱系统的溶剂。通过要求匹配的容器形状和托盘内的容器接收位置形状，并且附加地或另选地，通过溶剂托盘和色谱系统可读取的溶剂容器编码来实现对溶剂供应的控制，所述溶剂容器编码向色谱系统提供关于溶剂容器的信息。

Description

提供溶剂容器识别的设备

相关申请

本申请要求2017年1月17日提交的标题为“SYSTEMS, METHODS, AND DEVICESPROVIDING SOLVENT CONTAINER IDENTIFICATION AND INCORPORATION”的美国临时专利申请62/447,228的权益，该专利申请的内容全文以引用方式并入本文。

技术领域

本公开整体涉及用于色谱系统的溶剂容器和溶剂容器托盘，其提供对溶剂供应和废物收集的控制。一般来讲，本公开涉及对色谱系统中的不同溶剂的组织和控制。

背景技术

色谱系统使用几种类型的溶剂。色谱系统使用流动相溶剂，通过建立通过色谱柱的流动相溶剂流来进行分离。色谱系统使用洗涤溶液来清洁注射针和样品引入路径。色谱系统可使用其他溶剂，诸如柱冲洗溶剂和针洗涤溶剂。另外，色谱系统可使用每种溶剂的几种类型，甚至在分离单个样品（即，一次运行）中也是如此。例如，分离可由使用两种流动相溶剂的梯度洗脱组成，而注射针和样品引入路径可用强洗涤物洗涤，然后用弱洗涤物洗涤，以准备用于下一个样品分析的系统。

发明内容

本公开整体涉及用于色谱系统的溶剂容器和溶剂容器托盘，其提供对溶剂供应和废物收集的控制。本公开提供了增强溶剂选择并在溶剂选择中提供更大一致性的方法和设备。具体地讲，本公开提供了溶剂容器系统，其控制向系统提供溶剂并且可减少或消除与选择溶剂和向色谱系统提供溶剂相关的人为错误。

在一个实施方案中，本公开涉及一种溶剂容器系统，其包括多个容器类型（每个容器类型包括描述独特形状的容器主体）和包括多个接收位置（每个接收位置被形成为对应于独特形状中的一个）的托盘。该托盘可具有对应于由多个容器类型表示的独特形状中的每一个或对应于由多个容器类型表示的独特形状的子集中的每一个的一个或多个接收位置。

在一个实施方案中，一种设备可包括多个溶剂管线，一个溶剂管线位于每个接收位置附近并与色谱系统液体连通。此外，在一个实施方案中，溶剂管线中的每一个可仅与插入该溶剂管线附近的接收位置中的容器互连。

在一个实施方案中，本公开涉及一种用于色谱系统的溶剂容器系统，其包括容器（包括容器主体并且具有第一形状）、托盘（包括对应于第一形状的第一接收位置），以及位于第一接收位置附近并与色谱系统液体连通的第一溶剂管线。

此外，在一个实施方案中，一种设备可另外包括描述第二形状的容器、对应于第二形状的第二接收位置，以及位于第二接收位置附近并与色谱系统液体连通的第二溶剂管线。

在一个实施方案中，本公开涉及一种用于色谱系统的容器系统，其包括托盘（包括多个接收位置，每个接收位置描述形状）、多个容器（每个容器包括容器主体并且被形成为对应于形状中的一个），以及位于接收位置附近并与色谱系统液体连通的溶剂管线。在一个实施方案中，接收位置中的每一个可具有独特形状，如在其他接收位置中那样。

在一个实施方案中，本公开涉及一种向色谱系统供应溶剂的方法，其包括将溶剂容器（包括容器主体并且限定形状）放置到具有托盘的接收位置（其中接收位置对应于该形状），并且在溶剂容器和色谱系统之间建立液体连通。

在一个实施方案中，本公开涉及一种用于色谱系统的溶剂容器系统，其包括一组编码容器（每个编码容器包括容器主体和识别码单元）和一个或多个接收位置（每个包括读取识别码的读取器）。在一个实施方案中，识别码单元选自条形码、矩阵条形码、射频识别(RFID)设备、125kHz或13.56MHz接近设备和接触式智能芯片。在一个实施方案中，识别码单元是一组突出部位置。

在一个实施方案中，本公开涉及一种用于色谱系统的溶剂容器系统，其包括一组编码容器（每个编码容器包括位置键、容器主体和多个突出部位置）和一个或多个接收位置（每个接收位置包括位置键接收器、多个突出部位置接收器和多个传感器，所述多个传感器被定位成确定每个突出部位置中突出部的存在或不存在）。

在一个实施方案中，本公开涉及一种用于色谱系统的溶剂容器系统，其包括一组编码容器和一个或多个接收位置，其中容器的表面包括网格，该网格可以是正方形网格、矩形网格或一些其他图形，其中网格的每个元件可以是平坦的或突出的，或者另选地，可以是平坦的、突出的或缩进的，并且其中每个接收位置具有被配置为记录网格的元件的特征（即，确定元件是否是平坦的、突出的、缩进的等）的传感器或传感器组。

在一个实施方案中，本公开涉及一种在色谱系统中实现溶剂流的方法，其包括：提供具有多个接收位置的托盘，其中每个接收位置具有带形状的开口（该开口被设计成接收其形状对应于开口的不同形状的溶剂容器），向接收位置中的一个或多个提供一个或多个溶剂容器；在一个或多个溶剂容器和色谱系统之间建立液体连接；并且向色谱系统提供来自一个或多个溶剂容器的溶剂流。

在一个实施方案中，本公开涉及一种用于色谱系统的溶剂容器系统，其包括多个溶剂容器和一个或多个接收位置，其中每个接收位置描述形状并且包括读取识别码的码读取器，并且其中每个溶剂容器包括可由码读取器读取的识别码单元以及容器主体，并且被配置为与由接收位置中的一个或多个描述的形状中的一个匹配。

在一个实施方案中，根据本公开的设备可具有测量装载到接收位置的溶剂容器中存在的溶剂量的一个或多个传感器。此外，在一个实施方案中，用于测量存在的溶剂量的传感器可以是光学传感器或重量传感器。

提供可识别和可控制的溶剂容器提供了许多优点。指定的容器可以是可放置在系统内并由系统使用的唯一容器。可为指定的容器提供被设计用于与特定分离一起使用的制备溶剂。可专门为指定的容器提供适当等级的溶剂，并且没有会干扰色谱单元操作的杂质。容器可被设计成抵抗和识别篡改。在实施方案中，系统可以读取编码以确定溶剂的年龄并确保溶剂未过期。另外，系统可能能够使用编码来确定是否已将另外的溶剂添加到容器中。如果已将另外的溶剂添加到容器中，则系统可被设计成拒绝使用该可能被污染的溶剂供应。

附图说明

通过以下结合附图所作的详细描述，将更充分地理解本发明，在附图中：

图1示出了根据本公开的一个实施方案的托盘和一组容器；

图2示出了根据本公开的一个实施方案的托盘；

图3示出了根据本公开的一个实施方案的托盘、一组容器和进料管线；

图4A示出了根据本公开的一个实施方案的具有可更换底部的容器，该底部具有一个突出部和基座；

图4B示出了根据本公开的一个实施方案的具有可更换底部的容器，该底部具有四个突出部；

图4C示出了根据本公开的一个实施方案的具有可更换底部的容器系统，该底部具有七个突出部；

图5A至图5C示出了根据本公开的实施方案的具有键型和代码型系统的容器系统的不同视图；并且

图6示出了根据本公开的一个实施方案的色谱系统和容器系统。

具体实施方式

现在将描述某些示例性实施方案，以便能够全面理解本文所公开的设备和方法的结构、功能、制造和使用的原理。附图中示出了这些实施方案中的一个或多个示例。本领域的技术人员将理解，本文具体描述且在附图中示出的设备和方法是非限制性示例性实施方案，并且本发明的范围仅由权利要求书限定。结合一个示例性实施方案示出或描述的特征可与其他实施方案的特征组合。此类修改和变化旨在包括在本发明的范围内。

溶剂。可能需要许多不同类型的溶剂用于色谱系统。例如，系统可能需要一种、两种或更多种流动相供应、强和弱洗涤溶液或者清洁和冲洗溶液，并且可能需要另外的流体用于维护目的。在每个类别的溶剂（例如，流动相、洗涤溶液、维护流体）内，可能存在用于每种目的的无限数量的溶液（并且相同的溶液可能在系统中用于多于一个目的）。色谱系统中的每种溶剂本身可以是单一液体溶剂、液体混合物或溶解有溶质的溶液。溶剂可按供应原样使用，或者使用者可制备溶剂。另外，在系统被设计成无需使用者干预在不同操作模式之间切换的应用中，可为系统提供几个完整组的流动相和洗涤溶液。例如，为了能够运行两种不同的梯度洗脱，系统可具有四种流动相溶剂。溶剂可以是任何类型，包括水性和有机溶剂、极性和非极性溶剂，例如甲醇、乙醇、乙腈、四氢呋喃、二甲氧基乙烷、氯丁烷、二氯苯、戊酮、丙酮、氯仿、环己烷、乙醚、乙酸乙酯、戊烷、己烷、庚烷、甲苯、水以及它们的组合。

可在单个容器中提供包括多于一种液体组分的溶剂，或者可单独提供液体组分并由系统混合。系统可接收两种或更多种溶剂，这些溶剂由系统混合，例如以形成用于等度洗脱的流动相或以用作梯度洗脱的一种组分。

本公开的系统提供了对向色谱系统供应溶剂的许多方面的控制。系统可以提供具有不同纯度和质量水平的预包装溶剂，以匹配使用者的方法。系统可以确保提供正确的溶剂和溶剂等级。对于高精度分离和分析仪器，诸如使用质谱检测器的仪器，溶剂内污染物的干扰可能会降低分离和分析的质量。对于自动将分析物谱与库进行匹配以进行识别并且可能缺少关于所用特定溶剂的信息的系统，干扰可能是特别严重的问题。对于此类分析仪器，标准实验室等级溶剂可能不够纯。根据本公开的系统允许系统制备和使用所需等级的溶剂，例如高纯度溶剂，其中识别程序确保仅使用所需的溶剂。另选地，系统可允许通过识别这些溶剂中的杂质来控制对低等级溶剂的使用，使得已知该溶剂中存在的任何杂质不会干扰要使用的分离方法或分析，或者使得任何干扰都可以由系统预期和校正。

一些实施方案可跟踪特定的溶剂单元，使系统能够确定何时制备和包装溶剂。许多溶剂在制备溶剂后的一定时间段内必须使用。一些溶剂可能不稳定，特别是在长期储存期间。作为溶液的溶剂可能以不同的速率经历不同组分的蒸发，从而改变组成。溶剂也可能倾向于随时间从大气中吸收水，例如一些极性溶剂诸如短链醇可能特别吸湿。溶剂可以是光敏的。实施方案可提供特定于给定溶剂和容器的有效期，从而考虑诸如这些的因素。系统可被设计成在溶剂容器过期之后不使用该溶剂容器。在一个实施方案中，系统可在初始使用特定容器时识别特定容器并且可记录使用的日期和时间，使得系统可以识别溶剂何时超过有效期，并且系统可提醒使用者用新的溶剂容器更换容器。

本公开的系统可支持在适合溶剂的适当类型的容器中提供该溶剂。例如，光敏溶液可能仅在不透明的容器中使用。由于系统确定将溶剂提供到系统中的容器，因此系统可被设计成使得使用者不能将溶剂转移到不适当的容器中，然后尝试使用该溶剂。

本公开还提供了识别，使得系统可以识别是否已提供适当的溶剂容器。另外，色谱系统可确认要提供给系统的溶剂的特性和质量。系统可提醒使用者溶剂不正确，或者被设计成不使用不正确的溶剂操作。或者，系统可被设计成基于关于所用溶剂的已知信息向使用者呈现信息作为故障排除特征。

一致的解决方案质量可提高在不同仪器上和在不同时间获得的结果的可比性。色谱系统的使用者可能希望将在不同时间或在不同实验室中获得的结果进行比较。根据本公开的一致溶剂供应可在标准化程序和比较分析中提供更大的置信度。容器可提供某种等级的溶剂，例如纯度大于90%、95%、96%、97%、98%、99%、99.5%或99.9%的溶剂。系统可在每种溶剂的容器之间提供一致性，使得(i)容器的纯度(P₁)与(ii)特定于该溶剂的纯度(P_o)的差值小于2%、1%、0.5%、0.25%或0.1%，其中差值= |P_o-P₁|。

色谱系统。目前的溶剂系统可与多种色谱系统一起使用，诸如液相色谱(LC)、高效液相色谱(HPLC)、可高度压缩流体色谱（有时被称为超临界流体色谱(SFC)，或基于CO₂的色谱，其中CO₂用于流动相中）。另外，可使用当前溶剂系统的色谱系统可包括一系列检测器。例如，检测器可以是紫外/可见光(UV-Vis)检测器、折射率(RI)检测器、电导率监测器、火焰离子化检测器(FID)、原子吸收光谱仪(AAS)或质谱仪(MS)。使用本发明的溶剂系统对于高灵敏度检测器诸如质谱仪可能特别有益，对于这些检测器，溶剂内污染物的干扰可能更成问题。

托盘和接收位置。接收位置是指接收容器的托盘部分。接收位置反映容器或容器的一部分的独特形状。接收位置可以是托盘中安装容器的插入部分，诸如托盘中的孔。

托盘是系统中包含一个或多个接收位置的一部分。托盘可以是固定部分，或者可以是可移除的和可更换的。托盘可由塑料（例如，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚氯乙烯(PVC)、高抗冲聚苯乙烯(HIPS)、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETE)、聚丙烯(PP)）、金属、玻璃或陶瓷制成。

一些实施方案可具有多于一个托盘，并且可在系统内的不同位置具有托盘。例如，系统可具有托盘，其中溶剂容器位于色谱系统上方的表面上，并且可具有第二托盘，其中废物溶剂容器位于色谱系统下方，以有利于重力进料。

如本文所用，独特形状是系统中使用的一组形状中的一个形状，使得可专门将具有该形状的容器或容器的一部分插入具有对应形状的接收位置，并且不得将具有该形状的容器插入具有该组形状内的任何其他形状的接收位置。形状可以是常见的几何图形，例如圆形、椭圆形、三角形、正方形、菱形、梯形、五边形、六边形、七边形、八边形等。其中形状是视觉上不同的形状，诸如常见的几何图形，与形状不寻常的情况相比，使用者可更容易识别和匹配适当的形状。整个容器或容器的一部分可描述形状。例如，圆柱形容器可具有正方形底部部分，并因此限定正方形形状，其中正方形底部部分是与接收位置接合的部分。在形状不在底部的情况下，形状可在任何其他侧面上，诸如容器侧面的正方形突起，其中该侧面与接收位置接合。

根据本公开的托盘还可在一些或所有接收位置设置有传感器，其中传感器可确定该接收位置处的容器中存在的溶剂量。例如，容器中存在的溶剂量可通过光学设备确定，该光学设备使光束沿着容器的高度在一个或多个点处通过透明或半透明容器，以确定容器中存在的溶剂（如果有的话）高度；或者通过接收位置的重量传感器确定，该重量传感器确定按重量计剩余的溶剂量。另选地，系统不是通过测量来确定容器中的溶剂量，而是可跟踪给定容器提供的溶剂量并计算剩余量，作为容器体积和提供量的差值。

可测量容器中剩余的溶剂量的实施方案可使用关于每次运行所需的溶剂量的信息来确定可用溶剂可以提供多少次运行。在系统正常使用的环境中，系统还可在假定使用率的情况下估计溶剂耗尽之前的时间量。然后可将该信息提供给使用者，使得使用者可获得另外的溶剂。另选地，可以将信息提供给外部或集中位置，诸如溶剂提供者或采购办公室，使得可获得另外的溶剂。

提供可识别和可控制的溶剂容器提供了许多优点。可专门为指定的容器提供适当等级的溶剂，并且没有会干扰色谱单元操作的杂质。在某些实施方案中，系统可以使用编码以确定溶剂的年龄并确保溶剂未过期。另外，系统可能能够使用编码来确定是否已将另外的溶剂添加到容器中。如果已将另外的溶剂添加到容器中，则系统可被设计成拒绝使用该可能被污染的溶剂供应。例如，根据本公开的实施方案的系统可以下列方式识别是否已将溶剂添加到容器中：当使用溶剂容器时，系统可记录用于给定运行的溶剂量，此后，每当重新引入该部分使用的溶剂容器时，在如此配备的实施方案中可测量溶剂体积。然后可以将该测量结果与显示所用溶剂量的记录进行比较，以确定是否已添加任何溶剂。显示所用溶剂量的记录可以几种方式保存：在识别码单元是存储器设备的实施方案中，该记录可保存在该存储器中；在每个单独容器具有独特标识符例如序列号的实施方案中，该标识符的记录可在每个仪器可访问的数据库中形成。

在一个实施方案中，系统可设置有用于将溶剂容器放置在接收位置内的自动机构。例如，系统可设置有机器人臂，该机器人臂可将容器放置在指定的接收位置内。通过使用本发明的技术可确认机器人臂正确放置容器，因为根据本发明的技术可仅将指定的溶剂容器放置在指定的接收位置内。例如，可致动机器人臂以从储存单元或运输容器取回溶剂容器，然后可将容器放置在接收位置内。使用自动系统来放置溶剂容器可允许无需使用者干预扩展操作系统，从而允许系统的“熄灯”操作，并减少使用者错误的机会。

容器设计。给定容器可由单个件构成，诸如图1的容器122，或者可由两个或更多个件构成，诸如图4的容器405、480和490。容器405由三个件组成，即具有中心溶剂管412和位置键区段414的顶盖410、具有位置键区段424的容器主体420（即，通用容器主体），以及具有位置键区段434和单个突出部436的底部430。容器480具有三处突出的底部。容器490具有七处突出的底部。

本领域的普通技术人员将理解，多部件容器组件对于某些实施方案可能是有利的或不利的。例如，使用不同的件可增加处理的便利性并且可减少容器库存占用的体积。相反，单件构造可简化组装并减少篡改容器（例如，将包含一种溶剂的容器主体与指示另一种溶剂的容器底部配合）的可能性。

形状可由整个容器或容器的一部分形成，其中整个容器或其一部分具有独特形状并且被构造成与接收位置接合。例如，容器的底部可限定形状。使用容器的底部来描述形状允许当容器处于接收位置时重力将容器保持在适当位置。另选地，形状可由容器的顶部来描述，使得容器从容器的顶部滑动或以其他方式安装到托盘的接收位置并由该接收位置保持。另选地，容器的侧面或任何其他部分或整个容器可限定形状。

如本文所用，容器可指整个容器单元。有时，容器可仅用于指多件式容器中包含溶剂本身的部分，即容器主体。容器类型是具有共同形状的一组容器。例如，流动相容器类型具有圆形横截面形状。容器可由单种材料或多于一种材料制成，特别是当容器是多件式构造时，不同的件可由不同的材料制成。容器部件（诸如，容器主体和单独的基座或封盖（如果这样配备））可由塑料（例如，HDPE、LDPE、PETE、PP、聚碳酸酯(PC)、聚醚醚酮(PEEK)、聚四氟乙烯(PTFE)）、玻璃（例如，硼硅酸盐、石英、钠石灰、布朗）、金属（例如，铝、钢、不锈钢）制成。本领域的普通技术人员可理解用于多件式容器构造（例如，具有PP基座部分或封盖的HDPE容器主体）的材料组合的某些益处。对于更高压力的应用，可涉及诸如PC或PEEK的材料。在需要容器的柔韧性的情况下，LDPE、HDPE或PETE可以是优选的。多件式容器构造可以是优选的，其中容器主体由不易模制成所需形状的材料制成，使得标准形状可用于容器主体并且不规则成形的部分可由易于模制的材料制成。

容器可由单个件构造，诸如图1的容器122。容器122是具有圆形形状并具有顶盖132的溶剂容器。关于容器122，在容器的整个高度上保持形状，使得容器122的任何横截面（顶盖132除外）具有大致相同的形状，该形状是与接收位置112的圆形形状相对应的圆形形状。如图所示，接收位置112的圆形形状在托盘110的四个接收位置中是独特的。剩余的接收位置是：正方形接收位置114、菱形接收位置116和三角形接收位置118。这些位置分别对应于正方形容器124、菱形容器126和三角形容器128。这些形状在托盘110的接收位置中都是独特的。也就是说，只有一个圆形接收位置、一个正方形接收位置、一个菱形接收位置和一个三角形接收位置。

可基于诸如溶剂使用的速率、溶剂的过期时间、系统的尺寸等因素来确定容器的尺寸。例如，溶剂容器主体可容纳10mL、25mL、50mL、75mL、100mL、200mL、300mL、400mL、500mL、750mL、1L、1.25L、1.5L、1.75L或2L。可用于例如制备系统的其他实施方案可使用具有更大溶剂容量的容器，诸如2L、3L、4L、5L或10L。系统可使用各种不同的溶剂容器尺寸。例如，为较少使用或应较频繁更换的溶剂提供较小尺寸的容器。可基于某种分离的溶剂要求建立溶剂容器尺寸。例如，在主要以梯度洗脱模式操作的实施方案中，其中流动相B中流动相B的比例在运行过程中平均约为25%，余量为流动相A，系统可使用一组容器，其中流动相容器A的尺寸约为流动相B容器的三倍。

另外，容器和溶剂管线可设置有相互兼容的配件，这些配件被设计成使得如此配备的容器可连接到给定的溶剂管线。在溶剂管线和接收部分处于相同位置的情况下，形状可提供相同的结果。

在本公开的实施方案中还可提供废物溶剂容器。在系统中使用指定的废物容器可提供许多优点。例如，系统可知道容器的体积和提供给它的每种溶剂的量，并且可被设计成通过根据需要停止色谱系统的操作并指示使用者更换废物容器来避免把废物容器装得太满。然后，系统可向使用者提供关于废物容器的内容物的详细信息，包括存在的废物的特性和数量。系统可另外基于废物容器的内容物向使用者提供特定的处置指示，使得使用者可确保妥善的废物处理。适当的废物处置可取决于安全考虑因素和行业最佳实践。在某些情况下，市政或其他政府法规适用于废物的妥善处置。给予使用者的指示可以专门用于反映特定位置的监管要求，或者公司或机构的政策和实践。在系统知道存在的溶剂和这些溶剂的妥善废物处置的实施方案中，系统可提供特定指示。例如，系统可指示使用者可在市政污水系统中安全处置废物容器的内容物。或者，系统可指示使用者将废物添加到特定类型的废物流（例如，水性废物流、有机废物流、生物危害废物流）中。或者，系统可以指示使用者将废物容器放入适当的二级容器中以便以后处理。系统可以跟踪要收集的废物和收集时间。或者，系统可以指示使用者联系废物处置提供者收集容器并且可以为该提供者提供指示。另选地，系统可直接与废物处置提供者沟通安排废物取回。在这些方式中，使用本公开可改善废物处理过程并且可避免在没有充分跟踪废物时产生的额外成本（诸如，识别和处置混合的废物流），以及违反废物处置法规的可能责任。

溶剂管线。如本文所用的溶剂管线是可通过其将溶剂从容器中移出并运输到色谱系统以用于色谱系统的任何输送工具。溶剂管线可以是例如直径为约2mm、1.75mm、1.5mm、1.25mm、1mm、0.9mm、0.8mm、0.7mm、0.6mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm、0.2mm、0.1mm、0.05mm或约0.025mm的管道（例如，铜、不锈钢、PEEK、PETE）。溶剂管线可以是柔性的或刚性的。溶剂管线可以是固定的或可移动的。溶剂管线可以是系统的永久部件，或者溶剂管线可以是可更换的。溶剂管线可以是将溶剂容器连接到色谱系统的单个件，或者溶剂管线可包括几个区段，包括例如连接器、支撑构件和管道部分。溶剂管线也可以是在溶剂容器和系统的互连点处建立的零体积连接。在实施方案中，溶剂管线可被设计成使得仅可能在该溶剂管线和特定接收位置处的容器之间进行连接。例如，溶剂管线可以是保持在可移动支撑臂内的一段管道，其中支撑臂限制了管道长度的运动自由度。

可使用许多方法通过将溶剂管线插入尚未安装在对应于该溶剂管线的接收位置的容器中来避免系统的使用者规避。例如，溶剂连接可在容器和接收部分相遇的位置（即，在容器和接收位置中限定形状的位置）进行，使得必须将容器插入那里才能使用。另选地，连接装置可能不允许插入另一位置，例如，如果溶剂进料管线是一件足够短的管道，则其长度不够到达指定的接收位置外的容器。在另一个另选方案中，每个溶剂管线可终止于配件，并且每个指定的容器可具有与适当的溶剂管线的配件相对应而不与其他溶剂管线上的配件相对应的配件。在此类系统中，可仅在对应溶剂管线和容器的匹配配件之间进行连接。

在一个实施方案中，溶剂管线可被设计成与溶剂容器自动连接。例如，溶剂管线可在机动刚性组件上，该机动刚性组件可另选地从接收位置旋转或抽出，以允许移除或放置溶剂容器，然后可旋转或更换以实现与溶剂容器的连接。另选地，在使用机器人臂的实施方案中，臂可被设计成完成溶剂管线与溶剂容器的连接。

键型容器系统。如本文所用，键型或形状排除系统是那些不允许使用者将容器放置在托盘的接收位置的系统，除非该容器或容器的一部分的形状与设计为接收的接收位置的形状相匹配。换句话说，容器或容器的一部分的形状可对应于接收位置的形状。例如，圆形容器（即，具有圆形横截面形状的容器）可以放置在具有圆形形状的接收位置。此外，具有圆形部分的容器可以放置在具有圆形形状的接收位置内，即使容器的其余部分描述了不同的形状（例如，形状为立方体的容器主体，但具有圆形形状的基座）。如本文所用，形状决定了容器是否可以插入接收位置，即，当可以想象地将错误形状的足够小的容器装配在给定的接收位置内时，此类构造不适合于当前的公开内容，因为它不提供基于形状的差异。

与单独的代码型系统相比，键型方法提供了额外的优势。例如，形状排除可以增加使用者识别和更换容器的容易程度，并且可以组织容器的库存，因为容易进行容器的视觉识别。例如，形状排除提供视觉信息而没有与可从容器或标签洗掉的墨水相关的问题。因此，应当理解，即使容器的仅一部分可能需要具有独特的形状，以一些可识别的形状形成整个容器可以进一步增加使用者进行的视觉识别的容易性和准确性。此外，形状排除系统有助于避免由于泄漏或其他故障而导致装载不正确容器可能产生的污染，即使系统未按照编码方法来使用溶液。另外，形状排除可能降低使用者修改系统或重写确认过程的能力。

代码型容器系统。编码系统允许系统识别已放入接收位置的容器。下面提供了编码系统的具体示例。一般来讲，编码系统可以使用允许系统识别容器（容器的类型、具体容器或两者）的任何形式的编码。使用编码系统，托盘和色谱系统可以“读取”容器以获得关于容器的信息，这可以包括关于溶剂类型的信息，并且还可以包括溶剂制备日期、溶剂批号、容器序列号、剩余溶剂量、使用溶剂的方法的详细信息、安全数据、处置数据以及其他由制造商或使用者提供的信息。然后，系统可以读取这些信息中的一些或全部，并且系统可以使用该数据来控制系统是否以及如何工作，例如，系统可以拒绝使用不正确的溶剂进行工作。另外，在某些实施方案中，关于溶剂容器的附加数据可通过容器外部的数据库获得。例如，容器可以将容器特定的序列号编码，并且该编号可以用于从仪器上的数据库或在线获得其他数据（例如，制备日期、安全数据、剩余溶剂量等）。系统可以使用关于溶剂年龄的信息来确定溶剂是否过期并且系统可以被设计成拒绝使用过期溶剂进行工作。

编码方法可以以多种方式实现，例如，识别码单元可以是光学可读代码（例如，条形码（诸如UPC条形码）或矩阵条形码（也称为QR码^™））、射频识别(RFID)设备、感应卡技术，或者可以通过接触来工作，例如存储卡，或者需要存储介质和接收器之间的物理连接的其他存储介质，或者通过带突出部的编码系统、针式传感器阵列或光学传感器来工作。即，识别码单元可以是例如条形码、矩阵条形码、射频识别(RFID)设备、125kHz或13.56MHz接近设备或接触式智能芯片。识别码读取器是可以从识别码单元获得识别码的设备。

在系统是带突出部的编码系统的情况下，识别码单元可以是例如一系列突出部位置，每个突出部位置可以包含突出部，使得根据在每个位置存在或不存在突出部来传达识别码。突出部位置是溶剂容器上的这样一个位置，其通过突出部的存在或不存在来将识别标记进行编码。部署接收位置的传感器以确定在每个突出部位置是否存在突出部，其提供识别数据。突出部是在突出部位置连接到容器并且用于识别容器的材料的一部分。

位置键是溶剂容器和接收位置的部件，其使两者相对于彼此定向。也就是说，位置键需要溶剂容器的位置键部分与接收位置的位置键接收器对准。例如，溶剂容器上的位置键可以是凸出段，并且该凸出段可以与接收位置的插入位置键接收器匹配。在多件式容器组件中，位置键可另外用于要求容器的每一块的特定取向。

在一个实施方案中，编码方法可以是基于内置于溶剂容器中的突出部结构的底部传感器编码系统(BSCS)。例如，容器的底座可以被设计成具有一个或多个突出部位置。基座可以与容器主体一起模制成单件，或者可以单独制造然后永久地附接，或者可以是可拆卸和可互换的。然后，该带有突出部的底部可以与接收位置可拆卸地配合，其中接收位置具有识别在每个突出部位置处是否存在突出部的接收座。

BSCS中使用的传感器可以是可以识别突出部的存在或不存在的任何类型的传感器，例如压力传感器、光学传感器、重力传感器或电路传感器。传感器可以通过在接收位置底部（与突出部相对）上，或者在接收位置侧面上，或者位于接收位置可能接触容器的各种位置的探针或辅助突出部来启动。

所使用的突出部位置的数量可以基于预期需要的唯一标识符的数量，例如，与要制备的溶剂的数量一致。由于每个突出部位置有两种模式（突出部和无突出部），因此可以被唯一地编码的容器数量为2ⁿ，其中n是突出部位置的数量。例如，7突出部位置系统支持128个唯一位置。

为了正确地识别突出部位置，可以将容器设计成使得它只能以单一方向插入接收位置。这可以通过多种方式实现，例如，通过使额外突出部位置具有尺寸和/或形状不同于其他突出部的对应突出部，或者通过使容器被成形为只有一个方向是可能的。在一个实施方案中，可添加专用位置键。尽管位置键是可选特征，但某些类型的编码系统可能需要一种方法来定向溶剂容器，使得可以读取代码。例如，当由RFID型设备提供编码时，可能不需要取向就能读取编码。在使用突出部系统的情况下，可能需要一些定位装置，要么通过单独的位置键，要么通过容器本身的结构提供的位置键，例如，如果此类结构是仅允许适当取向的结构。例如，具有不规则边长的图形，其可以仅以特定取向插入接收位置。如果没有此取向，系统可能无法正确读取突出部。

出现在图4的容器中的可选位置键段（诸如位置键段414、424和434）可以起到至少两个功能。首先，位置键段确保容器的部件以正确的取向组装，其次，整个容器以正确的取向放置在接收位置内。这确保突出部被适当地对准，使得容器的突出部在接收位置接合正确的突出部传感器，并且接收位置能够正确地确定每个突出部位置中突出部的存在或不存在。如图所示，位置键段424为容器主体420提供额外的容积。该特征是可选的，并且位置键段424可另选地由容器材料的实心件制成，而不向容器主体提供额外的容积。另外，在其他实施方案中，只有底座430包含位置键段434，而封盖410和容器主体420不包含位置键段。可以在封盖410和容器主体420的所有侧面都是可互换的情况下使用该实施方案。在此类实施方案中，仅在基座中具有位置键段可足以确保突出部在基座内的正确位置配准。

另一种代码型系统使用网格。网格被设计在容器的表面内，并且是细分成若干元素的图形。例如，测量八个元素乘八个元素的正方形网格总共有64个元素。每个元素可以具有结构。例如，元素可以是平的或突出的。在另一个系统中，元素可以是平的或缩进的，或者可以是平的、突出的或缩进的。接收位置可以通过使传感器对应于每个元素而被构造成对应于网格，并且能够确定每个元素的结构，即，每个元素是平的、突出的还是缩进的等。在这些系统中，可以选择网格以获得所需数量的元素。组合的数量（其中网格保持在单个方向，即不旋转）可以等于替代结构的数量（即，平面结构和突出结构提供两个替代结构），升高到元素数量的幂。例如，在每个元素具有两个结构（即，平坦或突出）和64元素网格的系统中，唯一网格结构的数量是2⁶⁴。

应当理解，网格可以容易地缩放以便提供更多元素，如更大的网格，更密集排列的元素或两者，并且因此能够具有更多具有独特网格结构的容器或将更多信息编码到网格结构。此外，可使用网格本身的形状。例如，在给定系统中，具有正方形网格的容器可以用于对应于正方形接收位置（并且另外提供在网格内编码的信息），而系统中的另一个容器可以具有对应于矩形接收位置的矩形网格。某些图形可以允许不同形状的网格提供相同数量的元素，使得可以利用网格编码相同数量的内容。例如，在前述系统中，正方形网格可以是八乘八，提供64个元素，而矩形网格可以是四乘十六，也提供64个元素。该系统可以通过在形状内内接矩形网格的图形而扩展到本身不适合矩形网格的形状，例如内接矩形的三角形，其中矩形形成网格，而三角形与三角形接收相匹配位置。

另选地，网格型系统可以由在图形内具有任何细分元素的任何图形形成，而不限于矩形图形内的矩形元素。元素形状和网格形状的某些组合可以提供更有效的元素包装，例如分成饼形元素的圆形图形或分成梯形元素的梯形图形，等等。另选地，元素可以位于图形中的不规则位置，并且元素可以具有不规则形状，诸如位于较大矩形形状内的各种圆形元素。

网格型系统的一个实施方案可包括通过光学读取器或相机进行视觉感测。例如，网格可以形成为容器的一部分或者形成在标签上，该标签在每个容器上的特定位置处附连到容器，以允许光学读取器或相机读取网格。网格本身可以是正方形，诸如组成64平方单元的8×8网格。另选地，网格或单元可以具有其他形状。这些单元可具有光学读取器或相机可读的特定颜色或不透明度。例如，单元可以是透明的或不透明的，使得网格由透明和不透明单元的特定图案形成，从而形成光学读取器或相机可读的图案。

元素本身也可以被设计为提供更多的数据存储。例如，不是仅测量元素是突起的还是平的，即二元测量，系统可以测量突起的量，即凸起的图形的高度。此外，元素的形状可以是复杂的，诸如形成金字塔形或球形空隙的凹痕，或一些其他形状的空隙。

代码型系统的一个实施方案使用针式传感器阵列，其中接收位置设置有探针阵列，每个探针具有一定的运动范围和连接的传感器。当在接收位置内不存在容器（或其他物体）时，每个探针可沿其运动范围伸出。针式传感器阵列可以与具有各种结构特征（即突起、凹口、网格等）的一系列容器耦接。当容器放置在接收位置内时，一些或所有探针可以沿着它们的运动范围与容器的结构特征相反地被压下。然后，传感器可以确定探针的位置，以便测量结构特征。探针可以由弹簧、电机、重力等恢复到其伸出位置。应当理解，针式传感器系统可以支持非常大量的不同容器。可以通过增加阵列的大小、阵列内的探针密度、运动范围的深度以及运动范围的测量精度来增加该数量。因此，针式传感器阵列可用于预期具有大量容器的系统。

可选地，针式传感器阵列可以由连接到驱动机构（例如伺服马达、磁力驱动器等）的探针组成，使得探针除了对放置在接收位置中的物体作出反应以便进行测量之外，还可以拒绝接受不适当的容器。例如，如果洗涤溶剂容器通过流动相溶液接收位置放置，则流动相溶液接收位置中的针式传感器阵列可以最初变形以识别洗涤溶剂容器。在识别洗涤溶剂容器并确定该洗涤溶剂容器不适合于流动相溶液接收位置之后，可以激活针式传感器阵列的驱动机构以便排出错误的洗涤溶剂容器。

另外，光学传感器可以与这些系统一起使用或代替这些系统来识别放置在接收位置内的容器。例如，光学传感器可以放置在接收区域内并且可以获得溶剂容器的图像。然后可以使用图像处理软件来读取图像，例如通过将图像转换成容器的二维表示。然后可以将容器的二维表示与已知容器进行比较以识别容器。

光学或摄影型传感器的使用对于具有大量可能的替代结构的编码系统特别有用，因为光学或摄影系统将允许读取这些结构而不需要如单独读取每个元件素所需的那么多传感器。光学传感器还可以与其他传感器耦接，以提供在容器中存储数据的替代或补充手段。

独立于键型系统的编码系统具有一些不同的优点。编码系统允许更容易的修改，例如，如果使用者希望改变系统或提供新溶剂。由于系统可以被设计成在使用不正确的溶剂的情况下不工作，因此即使溶剂容器可能物理地放置在不正确的位置，仅凭借代码也可以确保正确的溶剂使用。

可以将编码系统设计为识别新溶剂并自动或在使用者批准下下载关于该新溶剂的信息。或者系统可以指示使用者获得关于溶剂的必要信息并输入它。在一些情况下，编码系统本身可包含必要的信息，例如，如果编码系统是存储卡。存储卡可以包含关于溶剂的信息，并且可以提供针对该溶剂的其他分离方法。

本领域的普通技术人员将会知道，各种编码方法对本公开提供不同的优点。例如，可以使用墨水将可读代码（诸如条形码）直接施加于容器，或者施加于附接到容器的标贴上。这种方法方便且具有成本效益。另外，为了使用者方便，包含条形码的相同标签或标贴也可包含视觉标签。然而，色谱法中使用的一些溶剂可能溶解通常用于此类条形码的墨水。另外，溶剂可能溶解用于固定标贴的胶水。可以在某些其他应用中使用电子手段。然而，这些电子手段不能帮助使用者在视觉上识别合适的容器。

组合式系统。在键型和代码型系统一起使用的情况下，这两个系统可以提供初级和次级溶剂分化。例如，在一个实施方案中，可以提供一系列流动相溶液，每种溶液在圆形容器中，此外每种容器具有不同的带突出部的键。接收托盘可以被设计成其中圆形接收位置总是用于流动相，而正方形接收位置用于例如强洗涤物。在这种情况下，圆形容器代表流动相容器（即初级溶剂分化）。使用者不能将圆形流动相容器放置在强洗涤容座中。相反，使用者不能将正方形强洗涤容器放置在圆形流动相容器中。然而，使用者可以向系统提供任何圆形流动相容器。然后，系统可以使用编码系统来确定提供了哪种容器类型（和溶液）。例如，带突出部的系统可以指示所提供的流动相是例如甲醇（即，次级溶剂分化）。

在实施方案中，网格型系统可以与键型系统组合。例如，一些或所有网格位置可以固定在接收位置内，使得与这些网格位置不匹配的容器网格被物理地从接收位置排除。

图1示出了具有四个容器的形状排除容器系统100。图1示出了用于四个容器的托盘110，其具有接收位置：圆形112、正方形114、菱形116（即，非正方形菱形）和三角形118。图1中还示出了四个对应的容器：圆形容器122、正方形容器124、菱形容器126和三角形容器128。每个容器具有对应于顶盖132的顶盖。系统100另外示出了可选特征，其中孔142形成在托盘110中，并且在其他接收位置具有类似的孔，其允许光学传感器确定溶剂容器中存在的溶液的液位。

图2示出了具有四个指定的接收位置的托盘200：用于流动相的接收位置212，用于水性溶液的接收位置214，用于洗涤溶剂的接收位置216和用于漂洗溶剂的接收位置218。

图3示出了具有托盘312的溶剂容器系统300。系统300示出了被构造成靠近每个接收位置中的溶剂容器的溶剂管线。例如，当容器322放置在托盘310的接收位置312时，溶剂管线352靠近容器322。如图所示，溶剂管线352固定，使得它仅可用于从容器322中抽吸。

图4A示出了代码型容器系统400。系统400使用多件式容器构造，使得容器由封盖410、容器主体420、底座430组成。封盖410具有中心入口412和位置键段414。容器主体420具有位置键段424。基座430具有位置键段434和突出部436。图4A还示出了接收部分440。接收部分440具有位置键接收器444、突出部位置接收器446和探针447。当基座430插入接收位置440时，必须将位置键段434插入位置键接收器444，以使基座430进入接收部分444。当插入基座430时，基座430的单个突出部436可以接合对应于突出部位置接收器446的销447，其对应于单个突出部436。应当指出的是，有七个可能的突出部位置（在7突出部位置基座中）。

图4B示出了4突出部容器480。图4C示出了7突出部容器490。可以将任一容器装载到接收部分440中。如果插入容器480，则基座接收部分440可以识别存在的四个突出部。如果插入容器490，则基座440可以识别存在的七个突出部。

图5A至图5C示出了根据本公开的实施方案的容器系统的不同视图。在一些实施方案中，该系统包括可放置在接收位置515内的容器510。图5B示出了容器510的基座部分530，其形状独特，具有对应于接收位置515的十二个顶点。基座部分530的独特形状与对应的接收位置515的这种组合构成了键型系统。基座530示出了容器510的基座，在该具体示例中，其具有从容器510向下延伸的独特形状。图5A至图5C所示的示例性系统还利用了基于突出部的编码型系统。基座530示出了构成识别码的三个突出部。因此，容器只能插入十二边接收位置515，并且接收位置515将配准三个突出部（即，第二、第五和第九位置中的深色阴影突出部，从作为第一位置的最上方突出部位置起顺时针计数）。在非限制性示例中，接收位置515可以使用压力传感器、触觉传感器、视觉或红外传感器、匹配探针或其他物理传感器来配准三个突出部。

在托盘可更换的实施方案中，使用者或制造商可以改装不同的托盘和一组接收位置。例如，使用者可以将仪器重新用于需要更多流动相容器的一组测试。例如，托盘110可以用具有五个接收位置的托盘代替。该系统还可以具有额外的进料管线以从新溶剂容器供应色谱系统。另选地，第二或后续托盘可以添加一个或多个另外的接收位置。

在示例性实施方案中，用于色谱系统的溶剂容器系统可包括如图6所示的高效液相色谱(HPLC)系统605，其具有根据本公开的实施方案的溶剂容器系统600。溶剂容器系统600具有托盘610，该托盘具有五个接收位置612、613、614、615和617。系统600可以提供流动相A、流动相B、洗涤溶剂、漂洗溶剂和废物。系统600是其中流动相A具有圆形接收位置612并且流动相B具有圆形接收位置613的实施方案，使得可以通过任一接收位置接收相同的容器类型。洗涤溶剂具有正方形接收位置614。漂洗溶剂具有三角形接收位置615。废物具有椭圆形接收位置617。

考虑可以在具有溶剂容器系统600的HPLC系统605上进行的分离，其证明了由本文所公开的系统提供的若干保护措施。指定用于流动相、水性溶液、洗涤溶剂和漂洗溶剂的接收位置各自具有利用七个突出部位置（例如突出部682）的带突出部的编码系统。例如，使用者可能希望使用具有溶剂容器系统600的HPLC系统605来分离以ppm水平溶解在乙腈中的醛和酮化合物。使用者选择已知的梯度法进行分离。使用者的方法要求流动相A为10%乙腈/90%水(v/v)溶液，流动相B为60%甲醇/30%四氢呋喃/10%乙腈(v/v)溶液。梯度曲线在15分钟内为56-80% B，在1分钟内为100% B，保持2分钟，余量为A。10%乙腈/90%水溶液可在流动相容器中获得，该容器中带突出部的代码仅在第一突出部位置具有突出部。60%甲醇/30%四氢呋喃/10%乙腈溶液可在流动相容器中获得，该容器中带突出部的代码仅在第三位置具有突出部。

使用者将适当的洗涤溶剂置于接收位置614，将漂洗溶剂置于接收位置615，并将废物容器置于接收位置617。然后，使用者希望提供流动相A。在匆忙中，使用者获得三角形漂洗溶剂容器并尝试将其放置在用于流动相A的圆形接收位置612中。使用者无法这样做，并且认识到了错误。使用者选择10%乙腈/90%水流动相容器并将其放置在用于流动相A的接收位置612。系统确定该容器的突出部位置并确认已装载正确的溶液。

使用者接下来希望提供流动相B。使用者获得含100%己烷溶剂的流动相容器，该容器在第五和第七位置具有突出部，并且将该容器放置在用于流动相B的接收位置613。100%己烷溶液是可在圆形流动相容器中获得的流动相溶液，使用者能够将该溶液放置在用于流动相B的接收位置613。然而，系统确定该容器的突出部位置并警告使用者加载了不正确的溶剂。该系统指示使用者获得60%甲醇/30%四氢呋喃/10%乙腈溶液。

使用者接下来找到60%甲醇/30%四氢呋喃/10%乙腈容器，并将该容器放置在用于流动相B的接收位置613。系统确定该容器的突出部位置并确认正确的溶剂。然而，该系统还以光学方式确定容器中剩余溶剂的体积，并根据当前方法确定该量仅足以支撑一次使用。系统会警告使用者潜在的短缺情况。使用者选择继续分离。

然后，使用者将流动相A溶剂容器连接到流动相A接收位置612处的对应进料管线652。考虑到流动相B容器中的低体积，使用者将用于流动相B的进料管线653放置到位于台上的100%己烷容器中。使用者在物理上不能这样做，因为进料管线653位于流动相B接收位置613附近并且只能连接到接收位置613处的容器。使用者将流动相B溶剂容器连接到流动相B接收位置处的对应进料管线653。使用者将其余溶剂容器连接到每个溶剂位置处的对应进料管线。然后，使用者可以使用所选择的方法执行分离。在设置有用于放置溶剂容器的自动机构（诸如机械臂）的实施方案中，自动机构（而不是使用者）可以如上所述放置每个溶剂容器。

本领域的普通技术人员将会了解基于上述实施例的本发明的另外的特征和优点。因此，本发明不受已经具体示出和描述的内容的限制，由所附权利要求书所指示的除外。本文中引用的所有出版物和参考文献均明确地全文以引用方式并入本文。

Claims (5)

1.一种用于色谱系统的溶剂容器系统，其中所述溶剂容器系统包括：

多个容器类型，每个容器类型包括容器主体并且描述独特形状，和

托盘，所述托盘包括多个接收位置，每个接收位置被形成为对应于所述独特形状中的一个，使得所述托盘可具有对应于由所述多个容器类型表示的所述独特形状中的每一个或对应于由所述多个容器类型表示的所述独特形状的子集中的每一个的一个或多个接收位置。

2.一种用于色谱系统的溶剂容器系统，其中所述溶剂容器系统包括：

一组编码容器，每个编码容器包括容器主体和提供识别码的识别码单元，和

一个或多个接收位置，每个接收位置包括读取所述识别码的读取器。

3.根据权利要求2所述的溶剂容器系统，其中所述识别码单元选自条形码、矩阵条形码、射频识别(RFID)设备、125kHz或13.56MHz接近设备和接触式智能芯片。

4.根据权利要求2所述的溶剂容器系统，其中所述识别码单元是一组突出部位置。

5.根据权利要求2所述的溶剂容器系统，其中所述识别码单元是一组几何特征，其中所述特征由形状、尺寸、颜色和位置中的一者或多者限定。