CN111426777B - 确定管路体积的方法、液相色谱系统及管路体积确定装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及液相色谱领域，提供一种在液相色谱系统中确定管路体积的方法，包括：将可检测到的标记物插入液相色谱仪的液流中；以及通过液相色谱仪检测器检测到标记物的第一时刻与所述第一传感器检测到标记物的第二时刻之间的时间差以及液流的流量，确定液相色谱检测器与第一传感器之间的管路的总体积。借助上述方法，可以使得用户能够方便且灵活地确定液相色谱系统中的管路体积。此外，本发明还提供一种液相色谱系统和一种管路体积确定装置。

Description

确定管路体积的方法、液相色谱系统及管路体积确定装置

技术领域

本发明主要涉及液相色谱领域。具体来说，本发明涉及一种在液相色谱系统中确定管路体积的方法，并且还涉及一种液相色谱系统以及一种管路体积确定装置。

背景技术

高效液相色谱法（HPLC）是上个世纪七十年代迅速发展起来的一项高效、快速的分析分离技术，是现代分离测试的重要手段。色谱法的分离原理是：溶于流动相中的各组分经过固定相时，由于与固定相发生作用(吸附、分配、排阻、亲和)的大小、强弱不同，在固定相中滞留时间不同，从而先后从固定相中流出。

基于上述高效液相色谱法制造的液相色谱仪根据固定相是液体或是固体又可以进一步分为液-液色谱（LLC）及液-固色谱（LSC）。现代液相色谱仪可以例如包括高压输液泵、进样系统、温度控制系统、色谱柱、检测器、信号记录系统等部分。

馏分收集器是液相色谱系统的一种常见的辅助装置，主要用于制药、食品安全、科研等领域。馏分收集器主要用来收集经过液相色谱分离后的各种目标化合物。例如，当需要提供标准纯样或对某组分做进一步鉴定时，常会用到馏分收集器在色谱柱出口处收集所需组分，除去馏分中的流动相即得到纯组分。馏分收集器可按色谱峰流出的信号，以手工或自动控制方式进行切割。目前的发展趋势是实现进样与馏分收集的自动化，这样可进行连续的操作及反复的分离。

馏分收集器的基本工作原理是：液流（例如，液相的目标化合物）经过液相色谱分离后，按照时间先后顺序进入馏分收集器。馏分收集器依据目标化合物到达的时间切换馏分阀，将待收集的化合物收集在相应的容器中。此外，可以在两种馏分收集之间的间隙时选择阀将流路切换至废液，从而将不需要的溶剂或者流动相导入废液。

在液相色谱系统中存在用于流体连通的各种管路。例如，在液相色谱仪与馏分收集器之间需要管路连接。此外，馏分收集器内部的各个部件或装置之间也需要管路连接。

例如，上述管路可以包括位于液相色谱检测器到馏分收集器的馏分阀之间的管路。目标化合物经过液相色谱分离后进入液相色谱检测器，然后经过一段管路到达馏分收集器的馏分阀，经过这段管路的时间实际为液流从液相色谱检测器到达馏分收集器的馏分阀的所需时间。在这种情况下，馏分收集器的馏分阀的切换时间等于目标化合物到达液相检测器的时间加上经过上述这段管路的时间。目标化合物到达检测器的时间可以从检测器色谱图上准确得到，因此只要准确测定这段管路的体积和液流的流速即可得到目标化合物到达馏分阀的准确时间。如果该时间不准确，则将会严重影响用户完全回收目标化合物的能力。因此，确定从液相色谱仪检测器到馏分收集器的馏分阀之间的这段管路的体积变得尤为重要。

无论对于液相色谱系统中的哪段管路来说，常规的用于测定管路体积的方法主要有如下两种：

1.生产厂家提供具有标定好体积的管路给用户，但在液相色谱系统中就不允许用户使用自己的管路了。

2.用户使用带有颜色的标定物，通过肉眼观察标定物。例如，用户可以观察标定物流过包含馏分阀的某段管路对应的位置和时间，例如一般使用秒表确定标定物通过该段管路的时间，然后结合液流的流速来计算这段管路的体积，例如可参见图1。

然而，对于第一种方法来说，用户不能使用自己的管路，这显然无法满足用户的需求，导致试验的灵活度大幅降低。

另外，对于第二种方法来说，需要使用肉眼观察及秒表来测定时间，显然管路体积的计算不会太精确，而且由于需要人工参与，通常非常耗时耗力，不利于检测分析过程。

为此，在液相色谱系统中始终存在各个装置和构件之间管路的体积进行精确且可靠确定的需求，且这种管路体积的确定最好是自动的和低成本的。

发明内容

根据本发明的一方面，提供一种在液相色谱系统中确定管路体积的方法，液相色谱系统包括液相色谱仪和与其相连的馏分收集器，所述液相色谱仪包括位于其内的液相色谱检测器，馏分收集器包括馏分阀和第一传感器，该方法包括：将可检测到的标记物插入液相色谱仪的液流中；以及通过液相色谱仪检测器检测到标记物的第一时刻与所述第一传感器检测到标记物的第二时刻之间的时间差以及液流的流量，确定液相色谱检测器与第一传感器之间的管路的总体积。

借助上述方法，可以自动快速地确定液相色谱系统中的管路体积，特别是由用户自行选取的用于连接液相色谱检测器与馏分收集器之间的管路的体积，再基于这段管路的体积确定其所包含的其它部分管路的体积。这种方法确定出的管路体积十分准确，从而为液相色谱系统的各种操作提供可靠的物理参数。

根据本发明的另一方面，提供一种液相色谱系统，该液相色谱系统包括：液相色谱仪，所述液相色谱仪包括：标记物插入装置，所述标记物插入装置用于将可检测到的标记物插入所述液相色谱仪的液流中，以及位于所述液相色谱仪内的液相色谱检测器；馏分收集器，所述馏分收集器包括：馏分阀，所述馏分阀沿流路方向布置在所述液相色谱仪之后，第一传感器，所述第一传感器沿流路方向布置在所述馏分阀之后，以及控制装置，所述控制装置构造成能通过所述液相色谱仪检测器检测到所述标记物的第一时刻与所述第一传感器检测到所述标记物的第二时刻之间的时间差以及所述液流的流量来确定所述液相色谱检测器与所述第一传感器之间的管路的总体积。

借助上述液相色谱系统，用户能够方便且灵活地确定液相色谱系统中的管路体积，且确定出的管路体积十分准确，无需使用额外的设备及标定化合物。

根据本发明的再一方面，提供一种管路体积确定装置，该管路体积确定装置包括：位于液相色谱仪中的液相色谱检测器；馏分阀，所述馏分阀沿流路方向布置在所述液相色谱仪之后；标记物插入装置，所述标记物插入装置用于将可检测到的标记物插入所述液相色谱仪的所述液流中；第一传感器，所述第一传感器沿流路方向布置在所述馏分阀之后，以及控制装置，所述控制装置构造成能通过所述液相色谱仪检测器检测到所述标记物的第一时刻与所述第一传感器检测到所述标记物的第二时刻之间的时间差以及所述液流的流量来确定所述液相色谱检测器与所述第一传感器之间的管路的总体积。

借助上述管路体积确定装置，用户可以准确地确定出液相色谱系统中的管路体积，操作自动快捷且方便。

附图说明

通过以下结合附图的详细描述，本发明的其他特征和优点将变得显而易见，其中：

图1示意性地示出根据现有技术的液相色谱系统中的各个部件和流路，其中，通过用户肉眼观察带有颜色的标定物流出检测器并流入馏分阀来测定时间；以及

图2示意性地示出根据本发明的一个实施例的液相色谱系统，其中，该液相色谱系统包括液相色谱仪、馏分阀、第一传感器和第二传感器等部件。

应注意参考的附图并非都按比例绘制，而是可扩大来说明本发明的各方面，且在这方面，附图不应被解释为限制性的。

附图标记列表：

100　　 液相色谱仪；

110 泵；

120 标记物插入装置；

130 液相色谱检测器；

200 馏分收集器；

210 馏分阀；

220 第一传感器；

230 第二传感器；

240 收集针；

250 冲洗泵；

260 废液收集器；

1 第一端口；

2 第二端口；

3 第三端口；

4 第四端口；

5 第五端口；

6 第六端口。

具体实施方式

本发明中所描述的液相色谱系统是指基于色谱法的分离原理（包括基于传统的和现代高效的液相色谱法）进行分离分析的系统、尤其可以是高度集成的自动控制系统。在本发明中，液相色谱系统中所包括的液相色谱仪可以是各种类型的液相色谱仪，且液相色谱系统中所包括的馏分收集器也可以包括各种常规类型的馏分阀。本发明的液相色谱系统尽管特别适用于制药、食品安全、实验室科研等应用场合，但却也不限于此。

在本发明中，液相色谱系统的各个部件或装置之间可以实现彼此之间的流体连通（尤其是选择性地连通）。例如，各个部件或装置之间可以借助管路来进行流体连接，但不限于常规形式的管路，而是可以借助具有一定体积的任何连接结构来进行流体连接。换言之，本发明涵义下的术语“管路”也可以作更宽泛的解释，即具有一定体积的任何流体连接结构。此外，在下文中，当涉及某一部件或装置的“入口”、“出口”、“端口”或“口”时，通常由于端口本身所包含的体积极小，因此该体积将不被计算在管路体积之内。

在本发明中，液流会在液相色谱系统的流路中流动。然而，由于流体的物理流动以及环境温度或压力可能沿流动路径存在变化，流体在本发明的液相色谱系统中的各点之间的实际流量可能存在微小变化。在此，术语液流的“流量”可以是指体积流量。此外，如果液相色谱系统中的各个管路之间的横截面恒定不变，则也可以认为流体在液相色谱系统中保持液流的流速基本不变。

在本发明中，在液相色谱系统的流路中流动的液流可以包括待分离物，这些待分离物经过液相色谱仪彼此分离（例如，分离成各种目标化合物），并且随后根据需要被馏分收集器收集成各馏分。

有利的是，本发明的液相色谱系统中不同模块或装置的各个检测器或传感器之间可以彼此通信，从而便于控制器进行自动控制，以计算出所需的管路体积或者其它所需信息。

在本发明中，序号“第一”、“第二”等并不一定是指时间上的先后顺序，而是仅用于将多种不同的部件（例如，传感器、端口、信号等）或者事件区分开，且其重要性并未作排序。

在本发明中，术语“流路方向”主要是指液流或其它流体在管路中的流动方向。此外，术语“之前”表示在液相色谱系统中沿流路方向看位于（相对）上游的部件或装置，而术语“之后”则表示在液相色谱系统中沿流路方向看位于（相对）下游的部件或装置。

另外，在本发明中，术语“传感器”和“检测器”均为能检测到标记物的装置或部件，但不排除二者之间存在其它功能或结构上的差异。

此外，在本发明中，“传感器”和“检测器”本身并不是流体部件，但文中简化表述它们与其它流体部件之间的管路或管路体积则是指“传感器”和“检测器”所在位置的管路位点与其它流体部件之间的管路或管路体积，或者说从管路中的液流或其它流体被“传感器”和“检测器”检测到的这个位点开始计算的、到其它流体部件的对应管路位点之间的物理管路或管路体积。

图2示出了根据本发明的一个实施例的液相色谱系统的总体布局。首先，该液相色谱系统可以包括液相色谱仪100。该液相色谱仪100可以与未在图中示出的液体输送设备相关联或者集成有液体输送设备，液体输送设备可以用于将储存容器中的各种物质（例如，样品、溶剂等）输送到液相色谱仪100。此外，液体输送设备可以包含或者可以不包含用于使多种物质在进入液相色谱仪100之前混合的混合装置。

液相色谱仪100一般包括柱管理器（图中未示出），该柱管理器通常为用于分离目标化合物（例如，样品-溶剂组合物）的一个或多个色谱分离柱提供受控的温度环境。每个分离柱适用于在液流通过时将样品的各种成分（或分析物）彼此分离，并在不同时间从柱中洗脱出分析物（仍由液流携带）。

随后，分离的各种成分从柱管理器到达液相色谱仪100的液相色谱检测器130，例如紫外可见光检测器（VWD，DAD），以分析各种成分。因此，液相色谱仪100包括位于其内的液相色谱检测器130。

液相色谱仪100与下文将会详述的馏分收集器200的馏分阀210的一个入口（也可称“进液口”）流体连通，以回收由分离产生的目标化合物。液相色谱检测器130所对应的管路位置和馏分阀210的入口之间的管道具有固定的管路体积。优选的是，液相色谱仪检测器130所对应的管路位置可以是距离液相色谱仪检测器130最近的管路位置或液相色谱仪可以检测到标记物流经的位置。

下文将详述的可检测到的标记物到达液相色谱仪100的液相色谱检测器130的第一时刻可以例如从液相色谱检测器130的色谱图中读出。在一个特定的实施例中，当在液流中插入可检测到的标记物时，液相色谱仪100的液相色谱检测器130的色谱图中可以即时显示出与液流不同的信号峰值（例如，不同的电压值），从而可以表征检测到了标记物或者说标记物到达的第一时刻。

在本发明中，标记物在被液相色谱仪100的液相色谱检测器130检测到时可以产生第一信号。该第一信号至少表征液相色谱检测器130检测到标记物的第一时刻的信息，优选还可以包含其它信息（例如，电压值）。该第一信号可以由液相色谱检测器130发送给液相色谱系统的控制装置（未示出）。

在本发明中，可以将可检测到的标记物“到达”液相色谱检测器130或其它传感器的时刻记录下来，优选以特定信号的形式发送给控制装置。优选的是，可以将标记物的“前锋”（例如，液气交界面）被液相色谱检测器130或其它传感器检测到的时刻记录下来，因此记录的时刻与所插入的标记物本身的体积无关。替代地，在某些应用场合中也不排除可以借助特定算法来选取检测到标记物的持续一段时间中的某一时刻作为检测到标记物的时刻进行后续计算。

另外，本发明的液相色谱仪100还可以包括用于泵送液流的泵110，从而使液流在液相色谱系统中能以大致恒定的流量（当系统流路中的压降较小时）流经液相色谱检测器130、馏分阀210和后续各个部件。尽管在图2中，泵110被示出为布置在液相色谱仪100内，但该泵110也可以布置在液相色谱仪之外。

沿流路方向看，液相色谱系统可以包括布置在前述液相色谱仪100之后的馏分收集器200。馏分收集器200可以根据来自液相色谱仪100的液流（例如，期望的各种目标化合物）到达的时间切换其馏分阀210，从而将待收集的馏分收集在相应的各容器中。

为此，本发明的馏分收集器200包括馏分阀210，在一些实施例中，该馏分阀210的一个入口（例如，进液口）与液相色谱仪100的液相色谱检测器130之间的管路体积V需要被确定。这段管路可以集成在馏分收集器200内，但也可以独立于馏分收集器200提供。

馏分阀210通常构造成多通阀，该馏分阀210可包括多个阀端口。根据馏分阀210的相应切换策略，这些阀端口中的一个可以作为馏分阀210的入口（例如，进液口、进气口等），因而，来自液相色谱仪100的液流能经由该进液口流入馏分阀，而这些阀端口中的另一个或另一些则可以作为馏分阀210的出口（例如，排液口），以与后续管路和部件流体连通。

沿流路方向看，液相色谱系统可以包括布置在馏分阀210之后的第一传感器220。优选的是，该第一传感器220设置在馏分收集器200的通往废液收集器260的流动路径上。替代地，第一传感器220也可以设置在通往其它部件（例如，抽吸泵）的流动路径上。可以理解到，该第一传感器220与馏分阀210之间包括使得二者流体连通的管路。优选的是，该管路的体积是已知的，例如可以标记为V1。

可选的是，液相色谱系统还可以包括第二传感器230。优选的是，沿流路方向看，第二传感器230布置在第一传感器220之后。但第一传感器和第二传感器的前后次序不限于此，也可以是第二传感器位于第一传感器220之前（沿流路方向看）。但该第二传感器230与第一传感器220位于同一条流动路径上，例如通往废液收集器260的流动路径上，如图2中示例性所示。

在本发明中，第一传感器220和可选的第二传感器230可以是能在液流中检测到可检测到的标记物的任何类型的传感器，包括但不限于是UV传感器或折射率传感器。优选的是，第一和第二传感器230可以在检测到标记物到达时发出电信号。例如，可检测到的标记物通过第一传感器220时会产生第二信号，而通过第二传感器230时会产生第三信号。这些电信号将可以发送给下文将详述的液相色谱系统的控制装置，以便于确定管路的体积。

但可以理解到，在传感器或检测器检测到标记物时可以并不发出专门的电信号，而是通过其监测时电信号发生变化来确定传感器或检测器监测到标记物的相应时刻（例如，液相色谱仪检测器检测到标记物的第一时刻、第一传感器220检测到标记物的第二时刻、第二传感器检测到标记物的第三时刻等）。

当设有第二传感器230时，第一传感器220和第二传感器230之间的管路也包括已知的体积，该体积可称为传感器间管路体积，下文中可记为V2。

如前所述，在本发明中，术语“传感器/检测器在…流动路径上”或者“…与传感器/检测器之间的管路”是指传感器/检测器可以不必处于物理管路的流动路径中，而是可以处于管路经过的位置处。换言之，传感器/检测器与液相色谱系统中的流体装置（例如，馏分阀）或者管路不必流体连通，而仅仅是处于其所在位置，以使得传感器/检测器检测到在管路或流体装置中流经的标记物的程度。

例如，尽管在图2中第一传感器220和第二传感器230被示出为处于管路之中，但实际上仅表示第一传感器220和第二传感器230在该位置处，能检测到标记物流经该位置而已，并没有物理上存在于流路之内。例如，第一传感器220和第二传感器230可以定位成它们能不受阻碍地对通过管路的液流或标记物进行检测。换言之，图2仅为示意性视图，并不代表第一传感器220和第二传感器230位于管路之内，而是示出第一传感器220和第二传感器230沿流动路径的大致定位。

为了实现切换以收集不同的馏分或者导出废液，馏分阀210有利地构造成可切换的多通阀。在图1中示出传统的四通阀，而在图2中所示的本发明的一个实施例中，多通阀构造成六通阀，但这不是必须的，例如传统的三通阀或者四通阀也能实现本发明的目的。更具体来说，对于本发明来说，这种多通阀应至少要具有能与液相色谱仪100的（管路）出口流体连通的一个端口（进液口）和能与第一传感器220以及可选的第二传感器230所在的流动路径连通的另一个端口（排液口）。

如图2中示例性所示，馏分阀210的第五端口5（进液口）可以选择性地与液相色谱仪100的（管路）出口流体连通，而馏分阀210的第六端口6（排液口）则可以选择性地与第一传感器220所在位置的管路或流动路径流体连通。

在该实施例中，当馏分收集器200的控制装置将馏分阀切换到使其第五端口5和第六端口6连通的第一位置时，液流就能从液相色谱仪100的出口经由管路流到馏分阀210内，然后再经由馏分阀210的出口（在此为第六端口或称排液口）流向第一传感器220所在的管路。可以理解到，液流流入的第五端口和液流流出的第六端口（排液口）之间的馏分阀210内部体积通常也是已知的，在此可记为V3。

如图2中所示，馏分阀210还可以包括第一端口1到第四端口4，以实现各种不同的功能。例如，当馏分阀210需要收集馏分时，馏分阀210会切换至收集位，在收集位时，第五端口5和第四端口4能够流体连通，由此，馏分可以通过第五端口5和第四端口4以及位于馏分阀210外的收集针240（套件）流入指定的容器中。收集针240可以集成到馏分收集器200内，但也可以独立于馏分收集器200提供。

又例如，在馏分收集完成后，馏分阀210可以切换至第一位置（也称废液位置），在该第一位置，馏分阀210的第五端口（进液口）和第六端口（排液口）能够流体连通。在该第一位置，除了用于确定管路体积之外，来自液相色谱仪100的液流也通过第五端口（进液口）和第六端口（排液口）排出至废液收集器260。

还例如，馏分阀210的第三端口3可以连接到外部的冲洗泵250。此类冲洗泵250可以使用柱塞泵来精确吸入一定体积的洗针液并保留在泵体中，从而当第四端口4与第三端口3流体连通时，能够将洗针液推入针里进行冲洗。冲洗泵250可以集成到馏分收集器200内，但也可以独立于馏分收集器200提供。

为了确定液相色谱系统中的管路体积，需要将可检测到的标记物插入液流中，例如包含待分离物的液流中。换言之，标记物一般在液相色谱仪100内、在液相色谱检测器130之前或者至少在液相色谱检测器130处插入液流中。然后，包含该标记物的液流可从液相色谱仪100的液相色谱检测器130流到馏分阀210，随后从馏分阀210流到第一传感器220。当液相色谱系统包括第二传感器230时，优选的是，液流可以再从第一传感器220经由二者之间的管路流向第二传感器230。

如前所述，液流中可检测到的标记物在由液相色谱仪100的液相色谱检测器130检测到时会记录下第一时刻（也可以产生第一信号），标记物在由第一传感器220检测到时会记录下第二时刻（也可以产生第二信号），并且可选地标记物在由第二传感器230检测到时会记录下第三时刻（也可以产生第三信号）。可以理解到，产生信号的部件不一定是传感器或液相色谱检测器130本身，而是可以是其他设备，诸如控制器。

例如，液相色谱仪100的液相色谱检测器130、第一传感器220和第二传感器230可以将记录下的时刻发送给液相色谱系统的控制装置，但也可以产生在对应时刻产生电信号并且将产生的电信号再发送给控制装置，然后由控制装置来记录收到信号的时间（即，信号接收时刻）。由于在本发明中仅使用到检测到标记物的时间差，因此这些控制策略都是可行的。

液相色谱系统的控制装置可以是液相色谱系统内集成的任何形式的控制器，但也可以是馏分收集器200的控制器，只要液相色谱检测器130和各个传感器与该控制装置之间存在通信即可。

上述控制装置可以构造成能通过液相色谱仪检测器检测到标记物的第一时刻与第一传感器220检测到标记物的第二时刻之间的时间差T2-T1以及液流的流量来确定液相色谱检测器130与第一传感器220之间的管路的总体积。上述控制装置还可以构造成能基于第二时刻与第二传感器230检测到标记物的第三时刻之间的时间差T3-T2以及基于传感器间管路体积V2来确定液流的流量。

在本发明中，可检测到的标记物例如可以是插入液流中的气泡，尤其是空气气泡。通常，要求插入的气泡的大小会充满管路的整个直径，以避免造成由于传感器探测从管道的某些角度探测不到气泡而造成的检测遗漏。同时，插入的气泡还需要是足够大的，以至于不会被吸收到液流中（例如，当液流包含甲醇成分时，液流可能会吸收部分空气气泡）。

优选的是，通过标记物插入装置120（例如，自动进样器）将诸如气泡的标记物插入液流中。标记物插入装置120可以集成在液相色谱仪100内（例如，可参见图2中所示的布局），但也可以布置在液相色谱仪100之外。在一些实施例中，标记物插入装置120可以包括注射阀，该注射阀能在注射位置和非注射位置之间移动，以根据控制装置等的指令在标记物插入时切换到注射位置，从而将标记物插入液流中。

下面，借助图2详细阐释如何在液相色谱系统中确定（或称标定）管路的体积。

在开始确定管路体积之前，通过切换馏分阀210可使液流能在液相色谱仪100、馏分阀210和至少一个传感器所在的一条流动路径上（即，各个管路内）流动。为此，需要将馏分阀210切换到使其第五端口5（进液口）和第六端口6（排液口）流体连接的前述第一位置。

开始确定时，先将可检测到的标记物（优选是空气气泡）插入液相色谱仪100的液流中。当标记物通过液相色谱仪100的液相色谱检测器130时，由于标记物本身的物理特性与液流的物理特性不同（例如，液气交界面的折射率不同），因而，可以记录到液相色谱仪检测器检测到该标记物的第一时刻T1。

类似地，当标记物通过第一传感器220时，可以记录下第一传感器检测到标记物的第二时刻T2。

当存在第二传感器230时，当标记物通过第二传感器230时，可以记录下第二传感器230检测到标记物的第三时刻T3。如前已经讨论过的，这些时刻可以不是由各传感器或液相色谱检测器130本身来记录的，而是由控制装置产生的，各种方式均在本发明的保护范围之内。

由此，可以确定液相色谱仪检测器检测到标记物的第一时刻与第一传感器220检测到标记物的第二时刻之间的时间差T2-T1。

此外，还要确定在液相色谱系统中流动的包含可检测到的标记物的液流的流量。

可以理解到，在T2-T1的这段时间内，标记物流过液相色谱仪100的液相色谱检测器130与第一传感器220之间的整个流动路径。因此，当液流的流量确定时，就可以通过将时间差T2-T1与液流的体积流量相乘来计算出液相色谱仪100的液相色谱检测器130与第一传感器220之间的管路的总体积。总体积的确定可以为液相色谱系统的各种操作提供时间依据，属于液相色谱系统的重要物理参数。

更进一步说，由于馏分阀210的进液口与第一传感器220之间的管路具有已知的预定体积。因此，基于总体积以及该预定体积来确定馏分阀210的进液口与液相色谱检测器之间的管路的体积。例如，可以通过将计算出的总体积与馏分阀210的进液口与第一传感器220之间的管路所具有的预定体积相减来计算出液相色谱检测器130与馏分阀210的进液口之间管路的体积。由此计算出的准确的管路体积可有助于馏分收集器200完全回收目标化合物。

这种确定管路体积的方法不受管路内径变化的影响，这是因为在此方法中会准确测量管路内液流的体积流量（单位：毫升/分钟），测量时利用一段已经标定好体积的管路，然后准确测定标记物通过这段管路的时间，体积除以时间即得到液流的准确的体积流量，而在几段串联的管路内任意一个截面的液流的体积流速都是相等的，不受管路内形状变化影响，所以测量出来的体积流速等于这段管路内液流的体积流速，然后利用此体积流速与标记物通过这段管路的时间即可准确得这段管路的体积。

再者，为了确定液流的流量，可以采用多种方法来实现。在一些实施例中，可以将液相色谱仪100中的泵110的泵流量（即，工作流量）作为液流的前述流量（单位例如为毫升/分钟）。在此情况下，该流量一般是已知的。

在另一些实施例中，直接采用泵流量可能会造成计算精度不够（例如，由于实际上并达不到泵110的工作流量），则需要同时计算出液流的流量（单位例如可为毫升/分钟）。

在此情况下，液相色谱系统需要包括前述第二传感器230。如图2所示，标记物被馏分收集器200中的第一传感器220检测到的时刻为第二时刻T2，而被第二传感器230检测到的时刻为第三时刻T3。如果这两个传感器之间的管路体积为传感器间管路体积V2，则液流的准确的体积流量等于传感器间管路体积V2除以T3-T2。

可以注意到，在图2中所示的实施例中，已知的预定体积可以包括馏分阀210的进液口（即，第五端口5）与其排液口（即，第六端口6）之间的已知体积V3和馏分阀210的排液口与第一传感器220之间的管路的已知体积V1（单位例如为毫升）。

因此，当不直接采用泵流量来确定液流的体积流量时，可以通过如下公式来计算出液相色谱检测器130与第一传感器220之间的管路的总体积以及液相色谱检测器130与馏分阀210的进液口之间管路的体积：

液流的流量Flow =V2/(T3-T2) ；

（液相色谱检测器与第一传感器之间管路的）总体积V_总= Flow*(T2-T1)= V2*(T2-T1)/(T3-T2)；

（液相色谱检测器与馏分阀的进液口之间的）管路体积V=Flow*(T2-T1)-V1-V3=V2*(T2-T1)/(T3-T2)-V1-V3。

由此，通过在馏分收集器200中引入两个传感器，可以实现管路总体积以及特定段管路体积的自动快捷并且准确地自动测定。

总体来说，本发明的主要创新点至少在于：一方面使用液相色谱仪现有的模块进行管路体积的确定，使用气泡之类的标记物进行确定，无需使用额外的设备及标定化合物。另一方面，可以进行准确流量的测定，使总体积和特定管路体积的确定更准确。

可以理解到，本发明可以提供一种管路体积确定装置，其包括液相色谱检测器130（即，无需包含整个液相色谱仪100）、馏分阀210（即，无需包含整个馏分收集器200）、标记物插入装置（可以集成在液相色谱仪100内或者独立于液相色谱仪100设置）、第一传感器220和相应的控制装置。

尽管在各附图中参照了在液相色谱系统中用于确定管路体积的实例来描述了本发明的各种实施例，但应当理解到，本发明的范围内的实施例可应用至具有相似结构和/或功能的其它需要标定管路体积的应用场合上，例如用于其它生物学、化学、试验等领域的管路体积标定。

前面的描述已经给出了许多特征和优点，包括各种替代的实施方式，以及装置和方法的结构和功能的细节。本文的意图是示例性的，并不是穷尽性的或限制性的。

对于本领域的技术人员来说显然可对由所附权利要求所表达的术语的宽泛上位含义所指示的全部范围内做出各种改型，尤其是在结构、材料、元素、部件、形状、尺寸和部件的布置方面，包括这些方面在此处所描述的原理范围内的结合。在这些各种改型未偏离所附权利要求的精神和范围的程度内，意味着它们也包含于此。

Claims (12)

1.一种液相色谱系统，其特征在于，所述液相色谱系统包括：

液相色谱仪（100），所述液相色谱仪（100）包括：

位于所述液相色谱仪（100）内的液相色谱检测器（130），以及

标记物插入装置（120），所述标记物插入装置集成在所述液相色谱仪（100）内，用于将可检测到的标记物在所述液相色谱检测器（130）之前或者在所述液相色谱检测器（130）处插入所述液相色谱仪（100）的液流中，其中，所述标记物为气泡，所述标记物插入装置包括注射阀，所述注射阀能在注射位置和非注射位置之间移动，在所述注射位置，所述注射阀将气泡直接注入液流中；

馏分收集器（200），所述馏分收集器（200）包括：

馏分阀（210），所述馏分阀（210）沿流路方向布置在所述液相色谱仪（100）之后，所述馏分阀（210）为多通阀，所述多通阀至少包括与所述液相色谱检测器（130）连接的进液口、与第一传感器（220）连通的排液口以及与所述馏分收集器的收集针连通的端口；

第一传感器（220），所述第一传感器（220）沿所述流路方向布置在所述馏分阀（210）之后，并且设置在所述馏分收集器（200）的通往废液收集器（260）的流动路径上，以及

控制装置，所述控制装置构造成能通过所述液相色谱仪检测器检测到所述标记物的第一时刻与所述第一传感器（220）检测到所述标记物的第二时刻之间的时间差（T2-T1）以及所述液流的流量来确定所述液相色谱检测器（130）与所述第一传感器（220）之间的管路的总体积。

2.如权利要求1所述的液相色谱系统，其特征在于，所述馏分阀（210）的所述进液口与所述第一传感器（220）之间的管路具有已知的预定体积，其中，所述控制装置构造成能基于所述总体积以及所述预定体积来确定所述馏分阀（210）的所述进液口与所述液相色谱检测器（130）之间的管路的体积（V）。

3.如权利要求1或2所述的液相色谱系统，其特征在于，所述馏分收集器（200）还包括第二传感器（230），且所述第一传感器（220）与所述第二传感器（230）之间的管路具有已知的传感器间管路体积（V2），所述控制装置构造成能基于所述第二时刻与所述第二传感器（230）检测到所述标记物的第三时刻之间的时间差（T3-T2）以及基于所述传感器间管路体积（V2）来确定所述液流的流量。

4.如权利要求3所述的液相色谱系统，其特征在于，所述第二传感器（230）沿所述流路方向布置在所述第一传感器（220）之后。

5.如权利要求1或2所述的液相色谱系统，其特征在于，所述液相色谱系统还包括用于泵送所述液流的泵（110），所述液流的流量为所述泵（110）的泵流量。

6.如权利要求3所述的液相色谱系统，其特征在于，所述馏分阀（210）具有第一位置，在所述第一位置，所述进液口与所述排液口流体连通。

7.一种管路体积确定装置，其特征在于，所述管路体积确定装置包括：

位于液相色谱仪（100）中的液相色谱检测器（130）；

馏分阀（210），所述馏分阀（210）沿流路方向布置在所述液相色谱仪（100）之后，所述馏分阀（210）为多通阀，所述多通阀至少包括与所述液相色谱检测器（130）连接的进液口、与第一传感器（220）连通的排液口以及与馏分收集器的收集针连通的端口；

标记物插入装置（120），所述标记物插入装置集成在所述液相色谱仪（100）内，用于将可检测到的标记物在所述液相色谱检测器（130）之前或者在所述液相色谱检测器（130）处插入所述液相色谱仪（100）的液流中，其中，所述标记物为气泡，所述标记物插入装置包括注射阀，所述注射阀能在注射位置和非注射位置之间移动，在所述注射位置，所述注射阀将气泡直接注入液流中；

第一传感器（220），所述第一传感器（220）沿所述流路方向布置在所述馏分阀（210）之后，并且设置在所述馏分收集器（200）的通往废液收集器（260）的流动路径上，以及

控制装置，所述控制装置构造成能通过所述液相色谱仪检测器检测到所述标记物的第一时刻与所述第一传感器（220）检测到所述标记物的第二时刻之间的时间差（T2-T1）以及所述液流的流量来确定所述液相色谱检测器（130）与所述第一传感器（220）之间的管路的总体积。

8.如权利要求7所述的管路体积确定装置，其特征在于，所述馏分阀（210）的所述进液口与所述第一传感器（220）之间的管路具有已知的预定体积，其中，所述控制装置构造成能基于所述总体积以及所述预定体积来确定所述馏分阀（210）的进液口与所述液相色谱检测器（130）之间的管路的体积（V）。

9.如权利要求7或8所述的管路体积确定装置，其特征在于，所述管路体积确定装置还包括第二传感器（230），且所述第一传感器（220）与所述第二传感器（230）之间的管路具有已知的传感器间管路体积（V2），所述控制装置构造成能基于所述第二时刻与所述第二传感器（230）检测到所述标记物的第三时刻之间的时间差（T3-T2）以及所述传感器间管路体积（V2）来确定所述液流的流量。

10.如权利要求9所述的管路体积确定装置，其特征在于，所述第二传感器（230）沿所述流路方向布置在所述第一传感器（220）之后。

11.如权利要求7所述的管路体积确定装置，其特征在于，还包括用于泵送所述液流的泵，所述液流的流量为所述泵的泵流量。

12.如权利要求9所述的管路体积确定装置，其特征在于，所述馏分阀（210）具有第一位置，在所述第一位置，所述进液口与所述排液口流体连通。

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