CN111257483A - 一种能够降低液质联用仪基质效应的二维液相色谱仪 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种能够降低液质联用仪基质效应的二维液相色谱仪，包括：第一流道，第二流道，第三流道，连接有第二色谱柱（C2）的分析流道，废液流道(L7)，相连接的第一多流道切换阀(V1)和第二多流道切换阀(V2)，还有连接有空气过滤器(AIR)和空气压缩泵(P3)的空气流道等。本发明通过引入压缩空气的方式，将第一色谱柱和于其相连管路中的第一流动相排出仪器，从而减少或全部去除第一流动相进入质谱部分而导致基质效应的产生，避免对质谱的响应、稳定性和重现性的不良影响。

Description

一种能够降低液质联用仪基质效应的二维液相色谱仪
技术领域
本发明属于液质联用仪器设备领域，具体涉及一种能够降低液质联用仪基质效应的二维液相色谱仪。
背景技术
二维液相色谱是在普通液相色谱基础上发展起来的色谱仪器，它通过增加色谱分离级数和色谱柱数量来提高分离能力。由于液相色谱无法直接获得目标物的结构信息，必须通过与标准品对比来判断未知物，对特殊物质通常需要更换不同的检测器，例如：对无紫外吸收化合物，无法使用常见的紫外吸收检测器进行检测，需要更换成荧光检测器、示差检测器或电化学检测器等；另一方面受各种检测器检测限的限制，二维液相在痕量分析中存在明显的局限，质谱检测器的分析范围广（几乎可以检测所有的化合物）、分离能力强、定性分析结果可靠、检测限低和分析时间快等优势，液相色谱-质谱联用在药物分析、食品分析和环境分析等许多领域得到了广泛的应用。
受限于质谱检测器本身的技术缺陷，质谱检测器对分析的样品需要进行纯化，具有一定的纯度之后才能进行分析。样品在质谱部分和流动相分离，被离子化后，经质谱的质量分析器将离子碎片按质量数分开，获得质谱图。样品经过色谱分离后共洗脱物质一同进入质谱部分，改变了待测组分的离子化效率，引起的信号抑制或提高被称为基质效应。由于基质效应的出现很大的程度上破坏响应的稳定性和结果的重现性，其被视为液相色谱-质谱联用技术的重大障碍。
现有的二维液相色谱-质谱联用仪，为使生物样本在第一维尽可能去除内源性杂质，不可避免的需要使用离子对试剂、缓冲盐等，这些物质往往会不同程度随目标物转移至二维色谱中，进而进入质谱部分导致基质效应的产生，影响质谱的响应、稳定性和重现性，限制了二维液相色谱-质谱联用仪在常规检验中的应用。
发明内容
为解决背景中所述的技术问题，本发明的目的是对二维液相色谱仪进行改进，降低或消除二维液相色谱给质谱检测器带来的基质效应。
本发明通过将引入压缩空气的方式，将第一色谱柱和于其相连管路中的第一流动相排出仪器，从而减少或全部去除第一流动相进入质谱部分而导致基质效应的产生。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种能够降低液质联用仪基质效应的二维液相色谱仪，包括：第一流道，用于输送第一流动相；第二流道，用于输送第二流动相；
连接有第二色谱柱的分析流道，用于对捕获的物质进行分离和检测；废液流道，用于排出废液；相连接的第一多流道切换阀和第二多流道切换阀，用于连接和切换各流道；所述第一多流道切换阀和第二多流道切换阀上设有多个端口；还包括连接有空气过滤器和空气压缩泵的空气流道；所述第一多流道切换阀其中一个端口上设有堵头，其余任意两个端口分别与第一流道和空气流道连接；所述第二多流道切换阀的任意两端口之间连接有第一色谱柱；所述第二多流道切换阀的任意三个端口上还分别连接有第二流道、废液流道以及分析流道。
所述第一多流道切换阀有4个端口，分别为端口1、端口2、端口3和端口4；所述第二多流道切换阀有6个端口，分别为端口5、端口6、端口7、端口8、端口9和端口10；所述第一流道与端口1连接，所述空气流道与端口3连接，所述端口2上设有堵头，所述端口4和端口6连接，所述端口7与端口10的流道上连接有第一色谱柱，所述端口8与分析流道连接，所述端口9与第二流道连接。
优选方案：还包括用于输送第三流动相的第三流道，所述第三流道连接在第一流道上。由于仅仅将第一色谱柱和相连管路内的第一流动相排出仪器，仍会在色谱柱中残留部分无机盐或离子强度弱的物质，通过引入第三流动相冲洗第一色谱柱和相连管路，能够进一步减少相关物质进入质谱部分，从而减少或消除二维液相色谱给质谱检测器带来的基质效应。
所述第一流道上设有第一色谱泵和进样器。
进一步优选，所述第三流道连接在位于进样器后端的第一流道上。
所述第二流道上设有第二色谱泵。
所述分析流道与检测器连接。
所述空气压缩泵使得在管路内压力达到设定值1Mpa-1.2Mpa。
所述空气过滤器能过滤掉压缩空气中的直径大于0.2微米的颗粒物。
所述第三流动可以是能溶解盐类，难离子化的任意溶剂，如水，酸等。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
1、本发明的能够降低液质联用仪基质效应的二维液相色谱仪通过引入压缩空气将第一色谱柱和于其相连管路中的第一流动相排出仪器，从而减少或全部去除第一流动相进入质谱部分而导致基质效应的产生。
2、本发明的能够降低液质联用仪基质效应的二维液相色谱仪通过AIR空气过滤器过滤掉压缩空气中的直径大于0.2微米的颗粒物，提高压缩空气的纯度，减少杂质对设备的影响，提升设备使用寿命。
3、本发明的能够降低液质联用仪基质效应的二维液相色谱仪通过引入第三流动相冲洗第一色谱柱和相连管路，能够进一步减少部分无机盐或离子强度弱的物质进入质谱部分，从而减少或消除二基质效应的产生，避免对质谱的响应、稳定性和重现性的不良影响。
4、本发明的能够降低液质联用仪基质效应的二维液相色谱仪通过进样时加入第三流动相增大体积进样，不加入时通常最大进样体积50微升，增加第三流动相后在进样体积达到1毫升，获得理想的点状进样效果，减少进样误差，提高进样准确性和重复性。
附图说明
图1是实施例1的液相色谱仪结构示意图；
图2是实施例1的二维液相色谱仪的一种工作状态图；
图3是实施例1的二维液相色谱仪的一种工作状态图；
图4是实施例1的二维液相色谱仪的一种工作状态图；
图5是实施例2的液相色谱仪结构示意图；
图6是实施例2的二维液相色谱仪的一种工作状态图；
图7是实施例2的二维液相色谱仪的一种工作状态图；
图8是实施例2的二维液相色谱仪的一种工作状态图；
图9是实施例2的二维液相色谱仪的一种工作状态图；
图10是实施例2的二维液相色谱仪的一种工作状态图；
其中，S1第一流动相，S2第二流动相，S3第三流动相；P1第一色谱泵，P2第二色谱泵，P3空气压缩泵，P4第三色谱泵；L1第一流道第一段，L2第一流道第二段，L3第一流道第三段，L4第一连接管路，L5第二连接管路，L6第三连接管路，L7废液流道，L8第二流道第一段，L9第二流道第二段，L10分析流道第一段，L11分析流道第二段，L12空气管路第一段，L13空气管路第二段，L14第三流道第一段，L15第三流道第二段；V1第一多流道切换阀；V2第二多流道切换阀；T1堵头；C1第一色谱柱；C2第二色谱柱； W1废液端口；D1检测器；SIL自动进样器；AIR空气过滤器；J1三通；图中的粗实线表示流动相流动路线，虚线表示不流动线路。
具体实施方式
下面结合附图和实施例来对本发明做进一步的解释和说明。
实施例1
一种能够降低液质联用仪基质效应的二维液相色谱仪，包括：第一流道，用于输送第一流动相S1；第二流道，用于输送第二流动相S2；连接有第二色谱柱C2的分析流道，用于对捕获的物质进行分离和检测；废液流道L7，用于排出废液；相连接的第一多流道切换阀V1和第二多流道切换阀V2，用于连接和切换各流道；所述第一多流道切换阀V1和第二多流道切换阀V2上设有多个端口；还包括连接有空气过滤器AIR和空气压缩泵P3的空气流道；所述第一多流道切换阀V1其中一个端口上设有堵头T1，其余任意两个端口分别与第一流道和空气流道连接；所述第二多流道切换阀V2的任意两端口之间连接有第一色谱柱C1；所述第二多流道切换V2阀的任意三个端口上还分别连接有第二流道、废液流道L7以及分析流道。
如图1所示，所述第一多流道切换阀有4个端口，分别为端口1、端口2、端口3和端口4；所述第二多流道切换阀有6个端口，分别为端口5、端口6、端口7、端口8、端口9和端口10；所述第一流道连接与端口1，所述空气流道连接与端口3，所述端口2上设有堵头T1，所述端口4和端口6连接，所述端口7与端口10的流道上连接有第一色谱柱C1，所述端口8与分析流道连接，所述端口9与第二流道连接。
如图2所示，此时第一多流道切换阀V1位置状态为，1通4，2通3，第二多流道切换阀V2位置状态为，5通10，6通7，8通9。
空气压缩泵P3启动并向空气管路第二段L13管路输送经过空气过滤器AIR过滤的空气，由于第一多流道切换阀V1端口2使用堵头T1封堵通路，管路内压力达到设定值(1Mpa）后空气压缩泵P3暂停工作。通过P3空气泵输入设备的压缩空气需经过AIR空气过滤器过滤掉空气中的直径大于0.2微米的颗粒物，以提升设备使用寿命。
由第一色谱泵P1输送第一流动相S1经过第一流道第一段L1、第一流道第二段L2，通过自动进样器SIL携带样本，经过第一流道第三段L3、第一连接管路L4、第二连接管路L5管路，通往第一色谱柱C1，对样本进行初级分离；在第一色谱柱C1上保留强度小于目标物的杂质首先经过第三连接管路L6、废液流道L7，然后经过废液口W1排出仪器。
如图3所示，在目标物及与目标物在第一色谱柱C1上有相似保留强度的杂质从第一色谱柱C1上洗脱前，第一多流道换阀V1切换位置为1通2，3通4。第二多流道切换阀V2位置不改变。
同时第一色谱泵P1暂停工作，停止第一流动相S1的输送，压缩空气通过空气管路第二段L13、第一连接管路L4、第二连接管路L5、第三连接管路L6、废液流道管路L7，将所经管路和第一色谱柱C1内的第一流动相S1经过废液端口W1排出仪器；当管路内压缩空气压力低于设定值1Mpa时，压缩空气泵P3将自动启动维持管路内压力。
如图4所示，当通过压缩空气将第二连接管路L5、第三连接管路L6和第一色谱柱C1中的第一流动相S1全部排出仪器后，第一多流道换阀V1位置状态为，1通4，2通3，第二多流道切换阀V2位置状态为，5通6，7通8，9通10。
此时第一色谱泵P1输送第一流动相S1经过第一流道第一段L1、第一流道第二段L2、第一流道第三段L3、第一连接管路L4、废液流道L7，通过废液端口W1排出仪器或第一色谱泵P1暂停工作，停止输送第一流动相S1。
同时第二色谱泵P2输送第二流动相S2经过第二流道第一段L8、第二流道第二段L9、第二连接管路L5，通往第一色谱柱C1，将目标物从第一色谱柱C1上洗脱，经过第三连接管路L6、分析流道第一段L10管路，通往第二色谱柱C2完成分离并经过分析流道第二段L11流动相流道进入检测器D完成检测。
实施例2
如图5所示，一种能够降低液质联用仪基质效应的二维液相色谱仪，在实施例1的基础上，还包括输送第三流动相S3的第三流道；所述第三流道连接在第一流道上，且位于进样器后端的流道上。由于仅仅将第一色谱柱C1和相连管路内的第一流动相S1排出仪器，仍会在色谱柱中残留部分无机盐或离子强度弱的物质，通过引入第三流动相S3冲洗第一色谱柱C1和相连管路，能够进一步减少相关物质进入质谱部分，从而减少或消除二维液相色谱给质谱检测器带来的基质效应。
如图6所示进样状态，此时第一多流道换阀V1位置状态为，1通4，2通3，第二多流道切换阀V2位置状态为，5通10，6通7，8通9。
空气压缩泵P3启动并向空气管路第二段L13输送经过空气过滤器AIR过滤的空气，由于第一多流道切换阀V1端口2使用堵头T1封堵通路，管路内压力达到设定值(1Mpa)后空气压缩泵P3暂停工作。
由第一色谱泵P1输送第一流动相S1经过第一流道第一段L1、第一流道第二段L2，通过自动进样器SIL携带样本，第三色谱泵P4输送第三流动相S3通过三通J1与第一流动相S1混合后，经过第一流道第三段L3、第一连接管路L4、第二连接管路L5管路，通往第一色谱柱C1。进样时加入第三流动相S3能增大体积进样，不加入时通常最大进样体积50微升，增加第三流动相S3后在进样体积达到1毫升，仍能获得理想的点状进样效果，可减少进样误差。
如图7所示，进样完成后，第三色谱泵P4暂停工作，停止输送第三流动相S3。由第一色谱泵P1输送的第一流动相S1通过第一色谱柱C1对样本进行初级分离；在第一色谱柱C1上保留强度小于目标物的杂质首先经过第三连接管路L6、废液流道L7，经过废液口W1排出仪器。
如图8所示，在目标物及与目标物在第一色谱柱C1上有相似保留强度的杂质从第一色谱柱C1上洗脱前，此时第一多流道换阀V1切换位置为1通2，3通4。第二多流道切换阀V2位置不改变。
同时第一色谱泵P1和第三色谱泵P4暂停工作，停止第一流动相S1和第三流动相S3的输送，压缩空气通过空气管路第二段L13、第一连接管路L4、第二连接管路L5、第三连接管路L6、废液流道L7，将所经管路和第一色谱柱C1内的第一流动相S1经过废液端口W1排出仪器；当管路内压缩空气压力低于设定值1Mpa时，压缩空气泵P3将自动启动维持管路内压力。
如图9所示，当通过压缩空气将第二连接管路L5、第三连接管路L6和第一色谱柱C1中的第一流动相S1全部排出仪器后，第一多流道换阀V1位置状态为，1通4，2通3，第二多流道切换阀V2位置状态维持不变。
此时第一色谱泵P1仍暂停工作，不输送第一流动相S1。同时第三色谱泵P4启动，输送第三流动相S3通过第三流道第一段L14、第三流道第二段L15、第一流道第三段L3、第一连接管路L4，将第二连接管路L5、第三连接管路L6和第一色谱柱C1中残留的第一流动相S1中的无机盐等等难离子化等物质洗脱并通过第三连接管路L6、废液流道L7管路，经过废液端口W1排出仪器。
当第二连接管路L5、第三连接管路L6和第一色谱柱C1中残留的第一流动相S1中的无机盐等等难离子化等物质被洗脱后，重复压缩空气排出第一流动相S1的状态，将第二连接管路L5、第三连接管路L6和第一色谱柱C1中的第三流动相S3排出仪器。
如图10所示，当通过压缩空气将第二连接管路L5、第三连接管路L6和第一色谱柱C1中的第三流动相S3全部排出仪器后，此时第一多流道换阀V1位置状态为，1通4，2通3，第二多流道切换阀V2位置状态为，5通6，7通8，9通10。
此时第一色谱泵P1输送第一流动相S1经过第一流道第一段L1、第一流道第二段L2、第一流道第三段L3、第一连接管路L4、废液流道L7通过废液端口W1排出仪器或第一色谱泵P1暂停工作，停止输送第一流动相S1。第三色谱泵P4暂停工作，停止输送第三流动相S3。
同时第二色谱泵P2输送第二流动相S2经过第二流道第一段L8、第二流道第二段L9、第二连接管路L5，通往第一色谱柱C1，将目标物从第一色谱柱C1上洗脱，经过第三连接管路L6、分析流道第一段L10管路，通往第二色谱柱C2完成分离并经过分析流道第二段L11流动相流道进入D检测器完成检测。

Claims (8)

1.一种能够降低液质联用仪基质效应的二维液相色谱仪，包括：
第一流道，用于输送第一流动相(S1)；
第二流道，用于输送第二流动相(S2)；
连接有第二色谱柱(C2）的分析流道，用于对捕获的物质进行分离和检测；
废液流道(L7)，用于排出废液；
相连接的第一多流道切换阀(V1)和第二多流道切换阀(V2)，用于连接和切换各流道；所述第一多流道切换阀(V1)和第二多流道切换阀(V2)上设有多个端口；
其特征是，还包括连接有空气过滤器(AIR)和空气压缩泵(P3)的空气流道；所述第一多流道切换阀(V1)其中一个端口上设有堵头(T1)，其余任意两个端口分别与第一流道和空气流道连接；所述第二多流道切换阀(V2)的任意两端口之间连接有第一色谱柱(C1)；所述第二多流道切换阀(V2)的任意三个端口上还分别连接有第二流道、废液流道(L7)以及分析流道。
2.根据权利要求1所述一种能够降低液质联用仪基质效应的二维液相色谱仪，其特征是，所述第一多流道切换阀(V1)有4个端口，分别为端口1、端口2、端口3和端口4；所述第二多流道切换阀(V2)有6个端口，分别为端口5、端口6、端口7、端口8、端口9和端口10；所述第一流道与端口1连接，所述空气流道与端口3连接，所述端口2上设有堵头(T1)，所述端口4和端口5连接，所述端口7与端口10的流道上连接有第一色谱柱(C1)，所述端口8与分析流道连接，所述端口9与第二流道连接。
3.根据权利要求1或2所述一种能够降低液质联用仪基质效应的二维液相色谱仪，其特征是，还包括用于输送第三流动相(S3)的第三流道，所述第三流道连接在第一流道上。
4.根据权利要求1-3之一所述一种能够降低液质联用仪基质效应的二维液相色谱仪，其特征是，所述第一流道上设有第一色谱泵(P1）和进样器(SIL)。
5.根据权利要求4所述一种能够降低液质联用仪基质效应的二维液相色谱仪，其特征是，所述第三流道连接在位于进样器后端的第一流道上。
6.根据权利要求1-3之一所述一种能够降低液质联用仪基质效应的二维液相色谱仪，其特征是，所述第二流道上设有第二色谱泵(P2）。
7.根据权利要求1-3之一所述一种能够降低液质联用仪基质效应的二维液相色谱仪，其特征是，所述分析流道与检测器(D1)连接。
8.根据权利要求1-3之一所述一种能够降低液质联用仪基质效应的二维液相色谱仪，其特征是，所述空气过滤器(AIR)为能过滤掉压缩空气中的直径大于0.2微米的颗粒物的过滤器。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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