CN112204393A - 用于控制液相色谱系统内的流体流的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及用于控制色谱系统内的流体流的方法、系统和装置。该色谱系统包括被配置为将液体移动相泵送通过柱的移动相泵以及定位在该柱的下游和检测器的上游的限流器。该系统还包括被配置为以至少两个位置操作的阀。在第一位置中，该阀被配置为引导柱的输出绕过阀并到达检测器，而在第二位置中，该阀将柱的输出引导至废物。

Description

用于控制液相色谱系统内的流体流的系统和方法

相关申请的交叉引用

本专利申请要求2018年5月30日提交的标题为“用于控制液相色谱系统内的流体流的系统和方法(System And Method For Controlling Fluid Flow Within A LiquidChromatography System)”的美国临时专利申请号62/677,857的优先权和权益，该专利申请的整个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法的流体系统。具体地讲，本公开涉及用于使液相色谱系统内的移动相流转向的系统和方法。

背景技术

色谱法涉及使移动相在固定相上方流动以实现分离。分离下游的检测系统用于检测和分析已分离样品。色谱系统通常使用限流器来接合到检测系统。限流器可用于保持系统压力并且调节移动相流的一部分或将其引入到检测系统。

发明内容

使液相色谱(LC)系统内的移动相流转向提出了许多挑战，尤其是当处理与色谱系统的其他部件相比具有更大流体体积和形状因数的流体阀时。用于平滑地重新引导移动相流而不将阀内联定位在柱与检测器之间的技术将是有益的和高度期望的。

根据本技术的一个方面，本公开涉及一种用于控制液相色谱系统内的流体流的方法。所述方法包括以第一位置操作与补充泵、色谱柱的输出和通向废物的通道流体连通的流体阀，所述第一位置被配置为使补充流体通过所述流体阀转向以结合所述色谱柱的所述输出。所述方法还包括当所述流体阀处于所述第一位置时，引导所述色谱柱的所述输出绕过所述流体阀并且流过限流器并到达检测器，其中所述限流器位于所述柱的下游、所述流体阀的下游和所述检测器的上游。所述方法还包括以第二位置操作所述流体阀，所述第二位置被配置为使所述补充流体直接在所述限流器的上游通过所述流体阀转向，以便在所述限流器处形成回流并且经由所述流体阀使所述色谱柱的所述输出转向至废物。在一个非限制性示例中，所述补充泵被配置为在所述流体阀以所述第二位置操作时以大于所述限流器的最大流速的流速泵送所述补充流体。在另一个非限制性示例中，所述补充泵被配置为在所述阀以所述第一位置操作时以低于所述限流器的最大流速的流速泵送所述补充流体。在另一个非限制性示例中，所述检测器是质谱仪。在另一个非限制性示例中，所述方法还包括控制所述流体阀的所述操作以便选择性地引导所述柱的所述输出在色谱运行的预先确定部分处绕过所述流体阀并到达所述检测器。

根据本技术的另一个方面，本公开涉及一种用于控制液相色谱系统内的流体流的方法。所述方法包括使用定位在具有第一压降值的第一限流器上游的三通来使色谱柱的输出的一部分转向至阀，其中所述第一限流器定位在检测器的上游。所述方法还包括以第一位置操作所述阀，所述第一位置被配置为通过具有大于所述第一压降值的第二压降值的第二限流器将所述色谱柱的所述输出的所述部分引导至废物。所述方法还包括以第二位置操作所述阀，所述第二位置被配置为通过具有低于所述第一压降值的第三压降值的第三限流器将所述色谱柱的所述输出的所述部分引导至废物。在非限制性示例中，以所述第一位置操作所述阀引导所述色谱柱的所述输出的大部分绕过所述阀并到达所述检测器。在另一个非限制性示例中，以所述第二位置操作所述阀将所述色谱柱的所述输出的大部分引导至废物。在另一个非限制性示例中，所述方法还包括控制所述阀的所述操作以便选择性地引导所述色谱柱的所述输出的大部分在色谱运行的预先确定部分处绕过所述阀并到达所述检测器。在另一个非限制性示例中，所述第一压降值和所述第二压降值具有1:100的比率，并且当所述阀以所述第一位置操作时，所述色谱柱的所述输出的基本上99％绕过所述阀并被引导至所述检测器。在另一个非限制性示例中，所述第一压降值和所述第三压降值具有100:1的比率，并且所述色谱柱的所述输出的基本上99％经由所述第三限流器被引导至废物。

根据本技术的另一个方面，本公开涉及一种用于控制色谱系统内的流体流的系统。所述系统包括移动相泵，所述移动相泵被配置为将液体移动相泵送通过色谱柱。所述系统还包括第一限流器，所述第一限流器定位在所述色谱柱的下游和检测器的上游。所述系统还包括阀，所述阀与所述色谱柱的输出流体连通，其中所述阀不在所述色谱柱和所述检测器之间的直接流动路径中。所述系统还包括计算设备，所述计算设备被配置为控制所述阀的操作以便：以第一位置操作所述阀，所述第一位置被配置为引导所述色谱柱的所述输出绕过所述阀并到达所述检测器；以及以第二位置操作所述阀，所述第二位置被配置为将所述色谱柱的所述输出引导至废物。在一个非限制性示例中，所述系统还可包括补充泵，所述补充泵被配置为在所述色谱柱的下游和所述第一限流器的上游将补充流体泵送到所述色谱系统中。在另一个非限制性示例中，所述补充泵被配置为在所述阀以所述第一位置操作时以小于所述第一限流器的最大流速的流速泵送所述补充流体。在另一个非限制性示例中，所述补充泵被配置为在所述阀以所述第二位置操作时以大于所述第一限流器的最大流速的流速泵送所述补充流体以便在所述第一限流器的上游生成所述补充流体的回流。在另一个非限制性示例中，所述阀在所述第一位置中被配置为通过具有远大于所述第一限流器的压降值的第二限流器使所述柱的输出的一部分转向至废物。在另一个非限制性示例中，所述阀在所述第二位置中被配置为通过具有远小于所述第一限流器的压降值的第三限流器使所述柱的输出的一部分转向至废物。

根据本技术的另一个方面，本公开涉及一种用于控制色谱系统内的流体流的系统。所述系统包括移动相泵，所述移动相泵被配置为将液体移动相泵送通过色谱柱。所述系统还包括第一限流器，所述第一限流器定位在所述色谱柱的下游和检测器的上游。所述系统还包括阀，所述阀与所述色谱柱的输出流体连通，其中所述阀不在所述色谱柱和所述检测器之间的直接流动路径中，所述阀被配置为以第一位置操作或以第二位置操作，所述第一位置被配置为引导所述色谱柱的所述输出绕过所述阀并到达所述检测器，所述第二位置被配置为将所述色谱柱的所述输出引导至废物。在一个非限制性示例中，所述系统还可包括补充泵，所述补充泵被配置为在所述色谱柱的下游和所述第一限流器的上游将补充流体泵送到所述色谱系统中；其中所述补充泵被配置为在所述阀以所述第一位置操作时以小于所述第一限流器的最大流速的流速泵送所述补充流体，并且被配置为在所述阀以所述第二位置操作时以大于所述第一限流器的最大流速的流速泵送所述补充流体以便在所述第一限流器的上游生成所述补充流体的回流。在另一个非限制性示例中，所述系统可包括具有远大于所述第一限流器的压降值的第二限流器和具有远小于所述第一限流器的压降值的第三限流器；其中所述流体阀在所述第一位置中被配置为通过所述第二限流器使所述色谱柱的所述输出的一部分转向至废物，并且在所述第二位置中被配置为通过所述第三限流器使所述色谱柱的所述输出的一部分转向至废物。

本技术的上述方面提供了许多优点。例如，本技术的系统和方法允许分流，而不需要直接在通向检测器的流动管线中的阀。本技术的示例还允许通过比先前技术更低的柱后体积来实现流转向。本技术还可减少柱后系统分散，因为阀不再定位在分析洗脱路径内。

应当理解，以下更详细讨论的前述概念和附加概念的所有组合(前提条件是此类概念不相互矛盾)被设想为是本文所公开的发明主题的一部分。具体地，出现在本公开末尾的受权利要求保护的主题的所有组合被设想为本文所公开的发明主题的一部分。还应当理解，也可出现在以引用方式并入的任何公开中的本文明确采用的术语应被赋予与本文所公开的特定概念最一致的含义。

附图说明

本领域普通技术人员将理解，附图主要是出于说明性目的并且不旨在限制本文描述的发明主题的范围。附图未必按比例绘制；在一些情况下，本文公开的主题的各个方面可能在附图中被夸大或放大以便于理解不同的特征。在附图中，相同的附图标记通常表示相同的特征，例如功能相似和/或结构相似的元件。

图1A至图1B示出了利用阀将色谱柱的输出引导至废物或检测器的现有技术色谱系统的示例性框图。

图2是示出对引入图1A至图1B的系统内的连续输注的咖啡因样品的MS响应的曲线图。

图3A至图3B示出了根据本公开的实施方案的采用补充泵和限流器的新型流转向系统的框图。

图4是示出对引入图3A至图3B的系统内的连续输注的咖啡因样品的MS响应的曲线图。

图5A至图5B示出了根据本公开的实施方案的在分流布置中采用限流器的新型流转向系统的框图。

图6是示出对引入图5A至图5B的系统内的连续输注的咖啡因样品的MS响应的曲线图。

图7是示出根据本公开的实施方案的用于控制色谱系统内的流体流的示例性方法的流程图。

图8是示出根据本公开的实施方案的用于控制色谱系统内的流体流的另一个示例性方法的流程图。

图9示出了根据本公开的原理的可用于执行示例性过程和计算的示例性系统。

当结合附图时，通过下面阐述的具体实施方式，本公开的特征和优点将变得更加显而易见。

具体实施方式

下面更详细地描述与用于控制色谱系统内的流体流的方法、装置和系统相关的各种概念及其实施方案。应当理解，上面介绍并在下面更详细讨论的各种概念可能以多种方式中的任一种来实现，因为所公开的概念不限于任何特定的实现方式。主要为了进行示意性的说明而提供了特定具体实施和应用的示例。

如本文所用，术语“包括”意指包括但不限于，术语“包含”意指包括但不限于。术语“基于”意指至少部分地基于。

本文的“限流器”是指色谱系统中使用的用于调节或减少流量的部件。在一些实施方案中，限流器也用于接合到检测部件。限流器的非限制性示例包括一定长度的直的小内径管路、锥形限流器、会聚-发散限流器、整体限流器或烧结限流器。主动限流器的非限制性示例包括可变限流器、热调制的可变限流器、或背压调节器。

当联接色谱法与质谱法(MS)时，通常采用流转向。在一些情况下，流转向仅引入包含感兴趣分析物的色谱移动相的部分。在色谱洗脱的其他部分期间，使移动相转向远离检测器以便使检测器尽可能长久地保持清洁。在一些情况下，可采用简单阀来引导流通向和远离检测器。可在联接LC-MS系统中使用流转向以减小MS硬件的污染并且增加稳健性和正常运行时间。在一些实施方案中，分流阀(诸如旋转剪切阀)可在色谱柱下游串联连通以便引导流进入或远离MS入口。流转向通常可用于具有“脏”样品基质的高通量应用。柱流出物通常在分离的第一部分和最后部分期间转向至废物。高度极性化合物诸如盐在反相LC分离开始时洗脱出来，基本上不被保留。分离的最后部分通常为洗涤步骤，其清洁高度非极性化合物的柱。在任一种情况下，这些化合物基团具有很小的分析值，并且可引起MS部件(诸如采样锥、离子光学器件和其他入口部件)的不必要污染。在已发生MS部件的严重污染的情况下，性能可显著受损，并且可最终导致质谱仪信号的完全损失。可能需要对系统的完全拆除和清洁以恢复正常操作。这种拆除意味着多个小时至多天的系统停机。因此，分析员最感兴趣的是尽可能长久地保持质谱仪部件尽可能清洁。

图1A至图1B示出了现有技术色谱系统100的示例性框图，该色谱系统利用阀105(诸如旋转剪切阀)将色谱柱103的输出引导至废物107或检测器109。系统可包括连接到柱103的移动相泵或样品引入部件101。在色谱运行期间，柱103的输出在运行开始和/或结束时通常至少是感兴趣的。在一些情况下，阀105可在最不感兴趣的那些时间段期间将柱的输出引导至废物107。阀105可包括例如简单的旋转剪切阀。在非限制性示例中，检测器109可包括质谱仪。

图1A示出了示例性实施方案，其中系统100处于非转向或流通状态，在该状态中色谱柱103的输出被引导通过阀105并且到达检测器109。图1B示出了示例性实施方案，其中系统100处于转向状态，其中色谱柱103的输出被引导至废物107。可简单地实现和自动化这种系统。然而，此类系统可包括由分流阀105的流体引入的附加柱后体积。此外，阀105的本体或大外部尺寸插置在柱103的输出与检测器109或质谱仪的入口之间的空间约束区域内。此外，检测器109或质谱仪离子源在转向操作期间干燥地运行(即，具有零流体流)。阀105的附加柱后流体体积可促进色谱带加宽，从而降低分离性能。阀105的本体或大外部尺寸阻碍或防止这种配置在集成LC-MS系统内的空间受限区域中的实现。此外，使MS离子源入口干燥地运行可由于样品/基质沉淀和/或离子源组分的过热而导致堵塞。

图2是示出对图1A至图1B的系统内的以500μL/min、750μL/min和1000μL/min引入的连续输注的咖啡因样品的MS响应的迹线201的曲线图200。在该特定示例中，上文参考图1A至图1B所述的系统100在参考图1A所述的操作或流通状态与参考图1B所述的转向状态之间以每个流速切换。如图2所示，在转向状态期间的每个流速下的信号下降示出转向系统的优异性能。信号的减小与被引导远离MS的样品量成比例。在这种情况下，不存在响应意味着100％有效的转向系统。

然而，如上所讨论，该方法可在色谱系统的最受空间约束区域中的一者内消耗显著空间。串联地实现分流阀还可赋予由阀硬件、居间管路和多个流体连接产生的不期望量的柱后流体体积。根据本发明的实施方案，公开了可在显著较小空间内实现的低体积固态柱后转向系统。

图3A至图3B示出了根据本公开的实施方案的采用补充泵319和限流器305的新型流转向系统300的框图。在该具体实施方案中，系统300包括移动相泵或样品引入部件301、色谱柱303、定位在检测器307或MS上游的限流器305、定位在限流器305上游并与阀309中的端口流体连通的一组低体积三通311、313，诸如纳米三通(即，被配置为以nL标度引导流体的流体三通)。补充泵319与阀309流体连通，使得补充泵319的输出可选择性地通过阀309引导至第二纳米三通313的输入或经由第三通315引导至第一纳米三通311的输入。在非限制性示例中，补充泵319被配置为泵送具有与离开柱303的移动相溶剂相同的组成的补充流体。当系统300处于操作状态时，如图3A所示，废物321与插塞317连接并且柱303的输出被引导至检测器307。然而，当系统300处于转向状态时，如图3B所示，柱303的输出通过第三三通315和阀309被引导至废物321。

在非限制性示例中，补充泵319、阀309和第三三通315硬件沿着通向废物321的非关键流动路径放置，而不是在色谱柱303和检测器307之间串联。该非关键流动路径在区域323中示出，而不是在柱303与检测器307之间的区域322中示出。因此，这些部件中的每一者可定位在与检测器307或MS合理接近的任何方便位置。这样，这些部件不需要直接占据柱303出口和检测器307入口之间的高度关键空间，因为这些管线内的带扩展不是性能考虑因素。

在图3A所示的操作状态中，柱303流出物通过限流器305被引导至MS检测器307。补充泵319可能以非常低的流速操作以冲洗两条侧管线并且防止分析物扩散到位于纳米三通311、313与阀309之间的侧管线中(伴随的带加宽和/或样品残留效应)。

在图3B所示的转向状态中，由于通过以高于限流器305的最大流速的流速将补充泵319的输出引导至限流器305上游而产生的回流，柱303流被引导至废物321。这样，仅将补充流体引入MS并且将所有柱流出物引导至废物321。限流器305可被设计成最小化实现转向所需的补充流体流，同时不促进对LC系统的大寄生压力需求。在另一个非限制性示例中，可将任选的限流器添加到废物路径以防止所有组合的移动相和补充流体流动到废物。该任选的限流器可被设计成与第一限流器形成限制桥以便平衡流并且将一些引导至废物以及将一些引导至检测器307。在一些实施方案中，补充流体仍可为足够高的，使得所有移动相被引导至废物并且仅补充流体被引导至检测器307。

图4是示出对图3A至图3B的系统内的以500μL/min、750μL/min和1000μL/min引入的连续输注的咖啡因样品的MS响应的迹线401的曲线图400。在该特定示例中，上文参考图3A至图3B所述的系统300在参考图3A所述的操作或流通状态与参考图3B所述的转向状态之间以每个流速切换。如图4所示，在转向状态期间的每个流速下的信号下降示出转向系统的优异性能。

图5A至图5B示出了根据本公开的实施方案的在分流布置中采用限流器507、513、515的新型流转向系统500的框图。在非限制性示例中，系统包括移动相泵或样品引入部件501、色谱柱503、小体积三通505(诸如纳米三通)、定位在检测器509上游的第一限流器507以及与纳米三通505流体连通的阀511。废物519与第二三通517流体连通，该第二三通经由第二限流器513和第三限流器515连接到阀511。在该示例性实施方案中，第二限流器513具有远大于第一限流器507的压降，而第三限流器515具有远小于第一限流器507的压降。

在非限制性示例中，限流器507、513、515被设计成在MS检测器509与废物519之间建立100:1的分流比。例如，第一限流器507可被配置有约700PSI/mL/min(约48.26bar/mL/min)的压降，第二限流器513可被配置有约70,000PSI/mL/min(约4,826.33bar/mL/min)的压降，并且第三限流器515可被配置有约7.0PSI/mL/min(约0.48bar/mL/min)的压降。根据一个示例性实施方案，图5A所示的操作状态在第二限流器513和第一限流器507之间形成100:1的分流比，因此经由第一限流器507将柱503的输出的99％引导至检测器509。在该示例性实施方案中，柱输出的1％在正常操作期间被有意地引导至废物，以便防止分析物扩散到侧通道中和侧通道外(即，以防止峰拖尾)。在另一个非限制性示例中，图5B所示的转向状态在第一限流器507和第三限流器515之间形成100:1的分流比，因此经由第三限流器515将柱503的输出的99％引导至废物519。在一个非限制性示例中，第一限流器507可具有约50mm×50μm的尺寸，第二限流器513可具有约315mm×25μm的尺寸，并且第三限流器515可具有约41mm×150μm的尺寸。在另选实施方案中，废物管线可为源自第二限流器513和第三限流器515而不是被三通在一起的两条独立管线，如图5A至图5B所示。

图6是示出对图5A至图5B的系统内的以500μL/min、750μL/min和1000μL/min引入的连续输注的咖啡因样品的MS响应的迹线601的曲线图600。在该特定示例中，上文参考图5A至图5B所述的系统500在参考图5A所述的操作或流通状态与参考图5B所述的转向状态之间以每个流速切换。如图6所示，在转向状态期间的每个流速下的信号下降示出转向系统的优异性能。本发明的一些示例性优点包括减小的柱后系统分散以及在非常有限的柱后空间内实现转向功能的能力，诸如当真空夹套柱放置在MS探针内、或在完全集成的LC-MS系统内、或在微流体分离平台上时。

流调制转向(诸如上文参考图3A至图6所述)可提供许多优点，诸如：(1)低柱后体积，(2)在刚好在离子源上游为极度空间受限的系统中实现的能力(例如，其中真空夹套柱位于MS探针、完全整合的LC-MS系统内或微流体分离平台上)，以及(3)质谱仪离子源始终保持“润湿”或具有液体流。由于阀不再存在于分析洗脱路径内(即，与分析流串联)的事实，还可实现减小的柱后系统分散。

图7是示出根据本公开的实施方案的用于控制色谱系统内的流体流的示例性方法700的流程图。应当理解，方法可至少部分地由在一个或多个服务器或其他计算设备(诸如下文进一步描述的那些)上执行或与其通信的一个或多个计算机可执行过程以编程方式执行。在步骤701中，通过激活移动相泵来启动色谱过程。在一些示例性实施方案中，色谱系统是液相色谱系统，并且移动相泵被配置为将移动相泵送通过色谱柱。

在步骤703中，激活补充泵。在一个非限制性示例中，补充泵可如图3A至图3B所示的那样来实现并且可与阀(诸如旋转剪切阀)流体连通。当激活时，补充泵可将补充流体泵送到与色谱柱的输出和通向废物的通道流体连通的流体阀。在一些实施方案中，补充泵可被配置为以各种流速泵送补充流体，并且补充泵的流速可由计算设备或泵控制器控制。

在步骤705中，确定定位在检测器上游和色谱柱下游的限流器的最大流速。检测器也定位在流体阀的下游，如图3A至图3B的示例性实施方案所示。检测器可为例如质谱仪或火焰离子化检测器。

在步骤707中，确定是否应将离开色谱柱的移动相引导至检测器。如上所讨论，柱的输出可有时在色谱运行的开始和结束时被选择性地引导至废物，并且仅在特定时间被引导至检测器。如果确定色谱柱的输出应被引导至检测器，则方法在步骤709中通过以第一位置操作阀继续，该第一位置被配置为使补充流体通过流体阀转向以结合色谱柱的输出。补充泵可被引导通过阀并进入第一三通315(如图3A所示)，并且使用低体积三通311(诸如纳米三通)来引入到色谱柱的输出。在一个非限制性示例中，补充泵被配置为当阀以第一位置操作时以远低于限流器最大流速的流速泵送补充流体。这允许补充流体在将阀309与低体积三通311、313连接的管线内保持小流体流，如上所讨论。

如果确定色谱柱的输出应被引导至废物，则方法继续步骤711并且阀以第二位置操作，该第二位置被配置为直接在限流器上游将补充流体引导通过流体阀，以便在限流器处形成回流并且经由阀使色谱柱的输出转向至废物。该第二阀位置的一个示例可见于图3B中，其中经由低体积三通313直接在限流器305的上游引入来自补充泵319的补充流体以便在限流器305的上游形成补充流体的回流。在一个非限制性示例中，补充泵被配置为在阀以第二位置操作时以大于限流器的最大流速的流速泵送补充流体。根据示例性实施方案，上述方法允许用户控制流体阀的操作以便选择性地引导色谱柱的输出在色谱运行的预先确定部分处绕过阀并到达检测器。应当理解，在一些实施方案中，可使用可编程计算机或处理设备来控制流体阀的操作。

图8是示出根据本公开的实施方案的用于控制色谱系统内的流体流的另一个示例性方法800的流程图。应当理解，方法可至少部分地由在一个或多个服务器或其他计算设备(诸如下文进一步描述的那些)上执行或与其通信的一个或多个计算机可执行过程以编程方式执行。在步骤801中，通过激活移动相泵来启动色谱过程。在一些示例性实施方案中，色谱系统是液相色谱系统，并且移动相泵被配置为将移动相泵送通过色谱柱。

在步骤803中，使柱的输出的一部分转向至阀。在非限制性示例中，可使用低体积三通将柱的输出的部分转向，并且可如图5A至图5B所示的那样实现阀。如该非限制性示例所示，三通505可直接定位在第一限流器的上游，并且阀可选择性地经由第二限流器或第三限流器将柱的输出的转向部分引导至废物。在一个非限制性示例中，跨第一限流器的压降值远低于跨第二限流器的压降值，并且跨第一限流器的压降值远高于跨第三限流器的压降值。

在步骤805中，确定是否应将离开色谱柱的移动相引导至检测器。如上所讨论，柱的输出可有时在色谱运行的开始和结束时被选择性地引导至废物，并且仅在特定时间被引导至检测器。如果确定色谱柱的输出应被引导至检测器，则方法在步骤807中通过以第一位置操作阀继续，该第一位置被配置为通过第二限流器将色谱柱的输出的转向部分引导至废物。在图5A中示出了以第一位置操作的阀的非限制性示例，其中在三通505处转向远离第一限流器507的色谱柱的输出的部分通过阀511和第二限流器513被引导至废物519。在该特定示例中，因为跨第二限流器513的压降值大于跨第一限流器507的压降值，所以色谱柱的输出的大部分通过第一限流器507被引导至检测器509。在另一个非限制性示例中，与第一限流器相关联的第一压降值和与第二限流器相关联的第二压降值具有1:100的比率，使得当阀以第一位置运行时色谱柱的输出的基本上99％被引导至检测器。

如果确定色谱柱的输出应被引导至废物，则方法在步骤809中通过以第二位置操作阀继续，该第一位置被配置为通过第三限流器将色谱柱的输出的转向部分引导至废物。在图5B中示出了以第二位置操作的阀的非限制性示例，其中在三通505处转向远离第一限流器507的色谱柱的输出的部分通过阀511和第三限流器515被引导至废物519。在该特定示例中，因为跨第三限流器515的压降值小于跨第一限流器507的压降值，所以色谱柱的输出的大部分通过第一限流器515被引导至废物519。在另一个非限制性示例中，与第一限流器相关联的第一压降值和与第三限流器相关联的第三压降值具有100:1的比率，使得当阀以第二位置运行时色谱柱的输出的基本上99％被引导至废物。

图9示出了根据本文描述的原理的可用于实现用于控制色谱系统内的流体流的示例性方法的非限制性的示例性装置900。装置900可包括至少一个存储器902和至少一个处理单元904。处理单元904可以可通信地耦接到至少一个存储器902并且还耦接到色谱系统906的至少一个部件，诸如阀、移动相泵、补充泵或本文所述的其他部件。

存储器902可被配置为存储处理器可执行指令908和计算模块910。在示例性方法中，如结合图7至8所述，处理单元904可执行存储在存储器902中的处理器可执行指令908以控制阀和/或补充泵的操作，以便以上述第一位置或第二位置操作阀和/或增加或减少补充流体的流速。

在描述示例性实施方案时，为了清楚起见使用特定术语。出于描述的目的，每个特定术语旨在至少包括以相似方式操作以实现相似目的的所有技术和功能等同物。另外，在特定示例性实施方案包括多个系统元件、装置部件或方法步骤的一些情况下，那些元件、部件或步骤可以用单个元件、部件或步骤来代替。同样，单个元件、部件或步骤可以被用于相同目的的多个元件、部件或步骤代替。此外，尽管已经参考示例性实施方案的特定实施方案示出和描述了示例性实施方案，但是本领域普通技术人员将理解，可以在不脱离本公开的范围的情况下在本发明中在形式和细节上进行各种替换和变更。此外，其他方面、功能和优点也在本公开的范围内。

示例性流程图是为了示意性目的在本文中提供并且是方法的非限制性示例。本领域的普通技术人员将认识到，示例性方法可包括比示例性流程图中所示的步骤更多或更少的步骤，并且示例性流程图中的步骤可能以与示例性流程图中所示的顺序不同的顺序执行。

虽然本文已经描述和示出了各种发明实施方案，但本领域的普通技术人员将容易想到用于执行本文所述的功能和/或获得本文所述的结果和/或优点中的一个或多个的多种其他装置和/或结构，并且此类变型和/或修改中的每一者被认为在本文所述的本发明实施方案的范围内。更一般地，本领域的技术人员将容易理解，本文所述的所有参数、尺寸、材料和配置意在为示例，并且实际参数、尺寸、材料和/或配置将取决于针对其使用本发明教导内容的一个或多个具体应用。本领域技术人员将认识到或者仅使用常规实验便能确定本文所述的具体发明实施方案的许多等同形式。因此，应当理解，上述实施方案仅以举例的方式给出，并且本发明的实施方案可以不同于具体描述的方式来实施。本公开的发明实施方案涉及本文所述的每个单独的特征、系统、制品、材料、套件和/或方法。此外，如果此类特征、系统、制品、材料、套件和/或方法不相互矛盾，则两个或更多个此类特征、系统、制品、材料、套件和/或方法的任何组合包括在本公开的发明范围内。

另外，本文所述的技术可体现为已提供其至少一个示例的方法。作为该方法的一部分执行的动作可以任何合适的方式排序。因此，可以构造实施方案，其中动作以与所示顺序不同的顺序执行，这可以包括同时执行一些动作，即使在示例性实施方案中示出为顺序动作。

Claims (20)

1.一种用于控制液相色谱系统内的流体流的方法，所述方法包括：

以第一位置操作与补充泵、色谱柱的输出和通向废物的通道流体连通的流体阀，所述第一位置被配置为使补充流体通过所述流体阀转向以结合所述色谱柱的所述输出；

当所述流体阀处于所述第一位置时，引导所述色谱柱的所述输出绕过所述流体阀并且流过限流器并到达检测器，其中所述限流器位于所述柱的下游、所述流体阀的下游和所述检测器的上游；以及

以第二位置操作所述流体阀，所述第二位置被配置为使所述补充流体直接在所述限流器的上游通过所述流体阀转向，以便在所述限流器处形成回流并且经由所述流体阀使所述色谱柱的所述输出转向至废物。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述补充泵被配置为在所述流体阀以所述第二位置操作时以大于所述限流器的最大流速的流速泵送所述补充流体。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述补充泵被配置为在所述阀以所述第一位置操作时以低于所述限流器的所述最大流速的流速泵送所述补充流体。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述检测器是质谱仪。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括：

控制所述流体阀的所述操作，以便选择性地引导所述柱的所述输出在色谱运行的预先确定部分处绕过所述流体阀并到达所述检测器。

6.一种用于控制液相色谱系统内的流体流的方法，所述方法包括：

使用定位在具有第一压降值的第一限流器上游的三通来使色谱柱的输出的一部分转向至阀，其中所述第一限流器定位在检测器的上游；

以第一位置操作所述阀，所述第一位置被配置为通过具有大于所述第一压降值的第二压降值的第二限流器将所述色谱柱的所述输出的所述部分引导至废物；以及

以第二位置操作所述阀，所述第二位置被配置为通过具有低于所述第一压降值的第三压降值的第三限流器将所述色谱柱的所述输出的所述部分引导至废物。

7.根据权利要求6所述的方法，其中以所述第一位置操作所述阀引导所述色谱柱的所述输出的大部分绕过所述阀并到达所述检测器。

8.根据权利要求6所述的方法，其中以所述第二位置操作所述阀将所述色谱柱的所述输出的大部分引导至废物。

9.根据权利要求6所述的方法，还包括：

控制所述流体阀的所述操作，以便选择性地引导所述色谱柱的所述输出的大部分在色谱运行的预先确定部分处绕过所述阀并到达所述检测器。

10.根据权利要求6所述的方法，其中所述第一压降值和所述第二压降值具有1:100的比率，并且当所述阀以所述第一位置操作时，所述色谱柱的所述输出的基本上99％绕过所述阀并被引导至所述检测器。

11.根据权利要求6所述的方法，其中所述第一压降值和所述第三压降值具有100:1的比率，并且所述色谱柱的所述输出的基本上99％经由所述第三限流器被引导至废物。

12.一种用于控制色谱系统内的流体流的系统，所述系统包括：

移动相泵，所述移动相泵被配置为将液体移动相泵送通过色谱柱；

第一限流器，所述第一限流器定位在所述色谱柱的下游和检测器的上游；

阀，所述阀与所述色谱柱的输出流体连通，其中所述阀不在所述色谱柱和所述检测器之间的直接流动路径中；和

计算设备，所述计算设备被配置为控制所述阀的操作以便：

以第一位置操作所述阀，所述第一位置被配置为引导所述色谱柱的所述输出绕过所述阀并到达所述检测器；以及

以第二位置操作所述阀，所述第二位置被配置为将所述色谱柱的所述输出引导至废物。

13.根据权利要求12所述的系统，还包括：

补充泵，所述补充泵被配置为在所述色谱柱的下游和所述第一限流器的上游将补充流体泵送到所述色谱系统中。

14.根据权利要求13所述的系统，其中所述补充泵被配置为在所述阀以所述第一位置操作时以小于所述第一限流器的最大流速的流速泵送所述补充流体。

15.根据权利要求13所述的系统，其中所述补充泵被配置为在所述阀以所述第二位置操作时以大于所述第一限流器的最大流速的流速泵送所述补充流体以便在所述第一限流器的上游生成所述补充流体的回流。

16.根据权利要求12所述的系统，其中所述阀在所述第一位置中被配置为通过具有远大于所述第一限流器的压降值的第二限流器使所述柱的输出的一部分转向至废物。

17.根据权利要求12所述的系统，其中所述阀在所述第二位置中被配置为通过具有远小于所述第一限流器的压降值的第三限流器使所述柱的输出的一部分转向至废物。

18.一种用于控制色谱系统内的流体流的系统，所述系统包括：

移动相泵，所述移动相泵被配置为将液体移动相泵送通过色谱柱；

第一限流器，所述第一限流器定位在所述色谱柱的下游和检测器的上游；

阀，所述阀与所述色谱柱的输出流体连通，其中所述阀不在所述色谱柱和所述检测器之间的直接流动路径中，所述阀被配置为以第一位置操作或以第二位置操作，所述第一位置被配置为引导所述色谱柱的所述输出绕过所述阀并到达所述检测器，所述第二位置被配置为将所述色谱柱的所述输出引导至废物。

19.根据权利要求18所述的系统，还包括：

补充泵，所述补充泵被配置为在所述色谱柱的下游和所述第一限流器的上游将补充流体泵送到所述色谱系统中；

其中所述补充泵被配置为在所述阀以所述第一位置操作时以小于所述第一限流器的最大流速的流速泵送所述补充流体，并且被配置为在所述阀以所述第二位置操作时以大于所述第一限流器的最大流速的流速泵送所述补充流体以便在所述第一限流器的上游生成所述补充流体的回流。

20.根据权利要求18所述的系统，还包括：

第二限流器，所述第二限流器具有远大于所述第一限流器的压降值，其中所述流体阀在所述第一位置中被配置为通过所述第二限流器使所述色谱柱的所述输出的一部分转向至废物；和

第三限流器，所述第三限流器具有远小于所述第一限流器的压降值，其中所述流体阀在所述第二位置中被配置为通过所述第三限流器使所述色谱柱的所述输出的一部分转向至废物。

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