CN112526041A - 一种生产型循环多维液相色谱分离系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种生产型循环多维液相色谱分离系统，包括输液单元、进样单元、检测单元、分离柱阵列、富集柱阵列、稀释液泵、混合器、两位四通阀或多个两通阀，还包括连接管件和连接管路。基于同一输液单元和同一检测单元，使用稀释液泵辅助化合物富集或捕集，能实现多维色谱分离的全在线监测和控制。本发明通过选择不同的色谱固定相和流动相组合，实现对分离难度高的复杂体系样品中单体化合物的高效分离。

Description

一种生产型循环多维液相色谱分离系统

技术领域

本发明属于高效液相色谱分离技术领域，涉及一种生产型循环多维液相色谱分离系统。

背景技术

为了能对含量不均、组分未知的复杂样品进行自动化、规模化、系统性的分离纯化，快速进行全组分高分辨率高通量定性、定量分析，建立多维色谱分离系统和多维分离方法十分必要。此外，为了实现异构体和结构类似物等物理化学性质近似且难分离物质的高分辨率分离，也需要建立循环多维分离系统和分离方法。

中国专利申请CN110346478A公开了一种基于两位六通阀的多维液相色谱分离系统，能实现循环多维液相色谱分离。在制备收集分离后的样品组份时，需要色谱分离柱后的流路延迟体积越小越好，避免分离后的样品溶解扩散和混合。但是，该申请未公开如何进一步降低色谱分离柱阵列后的流路延迟体积，以更好地提高样品收集的纯度和收率。

发明内容

本发明的目的之一是基于一个两位四通阀、一个富集柱阵列和一个分离柱阵列，构建一种在色谱信号的实时引导下进行富集柱切换的生产型循环多维液相色谱分离系统，在需要收集分离后的样品组份时能有效降低色谱分离柱后的流路延迟体积，提高样品收集的纯度和收率。

本发明的目的之二是基于六个两通阀、一个富集柱阵列和一个分离柱阵列，构建一种在色谱信号的实时引导下进行富集柱切换的生产型循环多维液相色谱分离系统，在需要收集分离后的样品组份时能有效降低色谱分离柱后的流路延迟体积，提高样品收集的纯度和收率。

为了达到上述目的，本发明的技术方案1为：

一种生产型循环多维液相色谱分离系统，包括输液单元、进样单元、检测单元、分离柱阵列、富集柱阵列、两位四通阀、稀释液泵、混合器；所述两位四通阀有①位、②位、③位、④位4个接口；检测单元用于检测分离过程中的色谱信号；进样单元用于进样；输液单元用于完成色谱分离梯度洗脱流动相供给。

所述分离柱阵列由多个色谱分离柱并联而成，在同一时刻只能有一个色谱分离柱导通；至少有一个旁路，该旁路和分离柱并联；当旁路导通时分离柱将不能导通，当分离柱导通时旁路将不能导通；对外设有一个固定的入口和一个固定的出口。分离柱阵列可以由多位选择阀或者两位四通阀构建，也可以由两通阀构建。

所述富集柱阵列由多个色谱富集柱并联而成，在同一时刻只能有一个富集柱导通；至少有一个旁路，该旁路和富集柱并联；当旁路导通时富集柱将不能导通，当富集柱导通时旁路将不能导通；对外有两个接口，分别为接口X和接口Y。富集柱阵列可以由多位选择阀或者两位四通阀构建，也可以由两通阀构建。

所述生产型循环多维液相色谱分离系统还包括两通阀V1-V4、三通T1-T4和连接管路。

连接管路为以下(A)～(C)连接方式中的任意一种：

(A)连接方式，所述输液单元的出口与进样单元的入口连接，进样单元的出口与两位四通阀的①位连接，两位四通阀的④位与分离柱阵列的入口连接，分离柱阵列的出口与检测单元的入口连接，检测单元的出口与三通T1的第一接口连接；三通T1的第二接口与两通阀V1的一端连接，两通阀V1另一端输出到废液桶；三通T1的第三接口与三通T2的第一接口连接，三通T2的第二接口与稀释液泵的出口连接，三通T2的第三接口与混合器的入口连接，混合器的出口与两通阀V2的一端连接；两通阀V2的另一端与三通T3的第一接口连接，三通T3的第二接口与两通阀V3的一端连接，两通阀V3的另一端与两位四通阀的③位连接；三通T3的第三接口与富集柱阵列的接口Y连接，富集柱阵列的接口X与三通T4的第一接口连接；三通T4的第二接口与两位四通阀的②位连接，三通T4的第三接口与两通阀V4的一端连接，两通阀V4的另一端输出到废液桶。

(B)连接方式，所述输液单元的出口与进样单元的入口连接，进样单元的出口与两位四通阀的①位连接，两位四通阀的④位与分离柱阵列的入口连接，分离柱阵列的出口与检测单元的入口连接，检测单元的出口与三通T1的第一接口连接；三通T1的第二接口与两通阀V1的一端连接，两通阀V1另一端输出到废液桶；三通T1的第三接口与三通T2的第一接口连接，三通T2的第二接口与稀释液泵的出口连接，三通T2的第三接口与混合器的入口连接，混合器的出口与两通阀V2的一端连接；两通阀V2的另一端与三通T3的第一接口连接，三通T3的第二接口与富集柱阵列的接口Y连接，富集柱阵列的接口X与两位四通阀的②位连接；三通T3的第三接口与两通阀V3的一端连接，两通阀V3的另一端与三通T4的第一接口连接，三通T4的第二接口与两位四通阀的③位连接；三通T4的第三接口与两通阀V4的一端连接，两通阀V4的另一端输出到废液桶。

(C)连接方式，所述输液单元的出口与进样单元的入口连接，进样单元的出口与两位四通阀的①位连接，两位四通阀的④位与分离柱阵列的入口连接，分离柱阵列的出口与检测单元的入口连接，检测单元的出口与三通T1的第一接口连接；三通T1的第二接口与两通阀V1的一端连接，两通阀V1另一端输出到废液桶；三通T1的第三接口与三通T2的第一接口连接，三通T2的第二接口与稀释液泵的出口连接，三通T2的第三接口与混合器的入口连接，混合器的出口与两通阀V2的一端连接；两通阀V2的另一端与三通T3的第一接口连接，三通T3的第二接口与两位四通阀的③位连接；三通T3的第三接口与两通阀V3的一端连接，两通阀V3的另一端与三通T4的第一接口连接；三通T4的第二接口与富集柱阵列的接口Y连接，富集柱阵列的接口X与两位四通阀的②位连接；三通T4的第三接口与两通阀V4的一端连接，两通阀V4的另一端输出到废液桶。

在(A)～(C)连接方式中，进样单元还可连接在分离柱阵列的入口和两位四通阀的④位之间，或者在富集柱阵列与两位四通阀的连接管路中，或者在富集柱阵列的旁路中。

(A)和(B)连接方式的系统中富集柱的富集和洗脱的方向是相反的，称之反向洗脱，能节省一定的流动相和分离时间。

(C)连接方式的系统中富集柱的富集和洗脱的方向是一致的，称之正向洗脱。

基于上述生产型循环多维液相色谱分离系统的管路连接方式，通过控制两位四通阀的状态和两通阀V1-V4的通断状态，能实现系统上样、分离和富集，完成全在线检测的循环多维色谱分离功能。

在需要收集时，两通阀V1和V4的输出端(废液位置)都可连接收集器。两通阀V1的输出端连接收集器，能有效降低色谱分离柱后的流路延迟体积，便于实现分离后样品的高纯度收集；两通阀V4的输出端连接收集器，可用于检查样品富集效果，也可进行富集柱中样品的收集。收集器包括阀切换式收集系统和X-Y矩阵式收集系统。

在分离方法开发和优化阶段，两通阀V4的输出端可以连接一个临时检测单元，实时检测富集柱的富集效果。

在循环多维液相色谱分离系统流路中，两通阀V1和三通T1可用一个两位三通阀替代，两通阀V2和V3以及三通T3可用一个两位三通阀替代，两通阀V4和和三通T4可用一个两位三通阀替代。两位四通阀也可由两通阀或两位三通阀构建。两通混合器和三通T2可用三通混合器替代。

本发明的技术方案2为：

一种生产型循环多维液相色谱分离系统，包括输液单元、进样单元、检测单元、分离柱阵列、富集柱阵列、两通阀V1-V6、稀释液泵；检测单元用于检测分离过程中的色谱信号；进样单元用于进样；输液单元用于完成色谱分离梯度洗脱流动相供给。

所述分离柱阵列由多个色谱分离柱并联而成，在同一时刻只能有一个色谱分离柱导通；至少有一个旁路，该旁路和分离柱并联；当旁路导通时分离柱将不能导通，当分离柱导通时旁路将不能导通；对外设有一个固定的入口和一个固定的出口。分离柱阵列可以由多位选择阀或者两位四通阀构建，也可以由两通阀构建。

所述富集柱阵列由多个色谱富集柱并联而成，在同一时刻只能有一个富集柱导通；至少有一个旁路，该旁路和富集柱并联；当旁路导通时富集柱将不能导通，当富集柱导通时旁路将不能导通；对外有两个接口，分别为接口X和接口Y。富集柱阵列可以由多位选择阀或者两位四通阀构建，也可以由两通阀构建。

所述生产型循环多维液相色谱分离系统，还包括混合器、三通T1-T6和连接管路，连接管路为以下(D)～(E)连接方式中的任意一种：

(D)连接方式，所述输液单元的出口与进样单元的入口连接，进样单元的出口与三通T1的第一接口连接；三通T1的第二接口与两通阀V1的一端连接，两通阀V1的另一端与三通T4的第一接口连接；三通T4的第二接口与分离柱阵列的入口连接，分离柱阵列的出口与检测单元的入口连接，检测单元的出口与三通T5的第一接口连接；三通T5的第二接口与两通阀V5的一端连接，两通阀V5另一端输出到废液桶；三通T5的第三接口与三通T6的第一接口；稀释液泵的出口与三通T6的第二接口连接，三通T6的第三接口与混合器的入口连接，混合器的出口与两通阀V6的一端连接；两通阀V6的另一端与三通T2的第一接口连接，三通T2的第二接口与两通阀V2的一端连接，两通阀V2的另一端与三通T1的第三接口连接；三通T2的第三接口与富集柱阵列的接口X连接，富集柱阵列的接口Y与三通T3的第一接口连接；三通T3的第二接口与两通阀V4的一端连接，两通阀V4的另一端与三通T4的第三接口连接；三通T3的第三接口与两通阀V3的一端连接，两通阀V3的另一端输出到废液桶；

(E)连接方式，所述输液单元的出口与进样单元的入口连接，进样单元的出口与三通T1的第一接口连接；三通T1的第二接口与两通阀V1的一端连接，两通阀V1的另一端与三通T4的第一接口连接；三通T4的第二接口与分离柱阵列的入口连接，分离柱阵列的出口与检测单元的入口连接，检测单元的出口与三通T5的第一接口连接；三通T5的第二接口与两通阀V5的一端连接，两通阀V5另一端输出到废液桶；三通T5的第三接口与三通T6的第一接口连接；稀释液泵的出口与三通T6的第二接口连接，三通T6的第三接口与混合器的入口连接，混合器的出口与两通阀V6的一端连接；两通阀V6的另一端与三通T3的第一接口连接，三通T3的第二接口与两通阀V4的一端连接，两通阀V4的另一端与三通T4的第三接口连接；三通T3的第三接口与富集柱阵列的接口Y连接，富集柱阵列的接口X与三通T2的第一接口连接；三通T2的第二接口与两通阀V2的一端连接，两通阀V2的另一端与三通T1的第三接口连接；三通T2的第三接口与两通阀V3的一端连接，两通阀V3的另一端输出到废液桶。

(D)连接方式的系统中富集柱的富集和洗脱的方向是一致的；(E)连接方式的系统中富集柱的富集和洗脱的方向是相反的。

在(D)连接方式的系统中，三通T1、两通阀V1、两通阀V2可以用一个两位三通阀替代，三通T3、两通阀V3、两通阀V4可以用一个两位三通阀替代，三通T5、两通阀V5、两通阀V6可以用一个两位三通阀替代。

在(E)连接方式的系统中，三通T2、两通阀V2、两通阀V3可以用一个两位三通阀替代，三通T4、两通阀V1、两通阀V4可以用一个两位三通阀替代，三通T5、两通阀V5、两通阀V6可以用一个两位三通阀替代。

在需要收集时，两通阀V5和V3的输出端(废液位置)都可连接收集器。两通阀V5的输出端连接收集器，能有效降低色谱分离柱后的流路延迟体积，便于实现分离后样品的高纯度收集；两通阀V3的输出端连接收集器，可用于检查样品富集效果，也可进行富集柱中样品的收集。收集器包括阀切换式收集系统和X-Y矩阵式收集系统。

在分离方法开发和优化阶段，两通阀V3的输出端可以连接一个临时检测单元，实时检测富集柱的富集效果。

在技术方案1和技术方案2中：

所述两通阀具有导通和断开两种状态。

所述进样单元是一个进样装置，可以是进样阀或上样泵等形式，有两种状态，分别为进样状态和非进样直通状态，有一个入口和一个出口用于系统流路连接。

所述输液单元可由高效液相色谱梯度泵A、高效液相色谱梯度泵B和梯度混合器组成。所述稀释液泵为高效液相稀释液泵，为一个单元泵，或为一个多元泵。高效液相色谱梯度泵A和高效液相色谱梯度泵B及稀释液泵，其稀释剂可为水、盐溶液、甲醇、乙腈、丙酮、乙醇或正构烷烃溶剂，其洗脱剂可为甲醇、乙腈、乙醇、水及其混合物、正构烷烃等常用有机溶剂。

所述检测单元为各种用于检测分离过程中色谱信号的装置，包括但不仅限于紫外检测器，二极管阵列检测器，蒸发光散射检测器或质谱检测器，包括多个检测器组成的联合检测系统。

所述分离柱阵列、富集柱阵列的色谱柱可以选用相同或不同的填料，所述填料可为硅胶，带有C18、Xion、C8、CN基或氨基的反相硅胶基质填料或各种大孔吸附树脂及离子交换树脂等填料。

与现有技术相比，本发明的创新点和有益效果在于：

利用技术方案1，基于一个两位四通阀、一个富集柱阵列和一个分离柱阵列构建的多维液相色谱分离系统，在检测单元后通过一个三通连接一个两通阀，在需要收集分离后的样品组份时能有效降低分离柱阵列后的流路延迟体积，提高样品收集的纯度和收率。如果需要大通径的流路，两位四通阀可采用两通阀构建，则整个系统所需的两通阀为8个，两通阀的数量比较少。

利用技术方案2，基于六个两通阀、一个富集柱阵列和一个分离柱阵列构建的多维液相色谱分离系统，在需要收集分离后的样品组份时能有效降低分离柱阵列后的流路延迟体积，提高样品收集的纯度和收率。基于两通阀，更便于构建生产级的大通径分离系统，同时，两通阀的数量是最少的。

附图说明

图1为本发明技术方案1(A)连接方式提供的反向洗脱多维液相色谱分离系统两位四通阀为A状态的管路连接结构图；

图2为本发明技术方案1(A)连接方式提供的反向洗脱多维液相色谱分离系统两位四通阀为A状态的系统流路图，虚线部分为不导通状态；

图3为本发明技术方案1(A)连接方式提供的反向洗脱多维液相色谱分离系统两位四通阀为B状态的系统流路图，虚线部分为不导通状态；

图4为本发明技术方案1(B)连接方式提供的反向洗脱多维液相色谱分离系统两位四通阀为A状态的管路连接结构图；

图5为本发明技术方案1(B)连接方式提供的反向洗脱多维液相色谱分离系统两位四通阀为A状态的系统流路图，虚线部分为不导通状态；

图6为本发明技术方案1(B)连接方式提供的反向洗脱多维液相色谱分离系统两位四通阀为B状态的系统流路图，虚线部分为不导通状态；

图7为本发明技术方案1(C)连接方式提供的正向洗脱多维液相色谱分离系统两位四通阀为A状态的管路连接结构图；

图8为本发明技术方案1(C)连接方式提供的正向洗脱多维液相色谱分离系统两位四通阀为A状态的系统流路图，虚线部分为不导通状态；

图9为本发明技术方案1(C)连接方式提供的正向洗脱多维液相色谱分离系统两位四通阀为B状态的系统流路图，虚线部分为不导通状态；

图10为分离柱阵列的管路连接结构图，每个分离柱两端都通过两通阀与公共通路连接，每个分离柱由其两端的两通阀控制其导通和断开，旁路由一个两通阀控制其导通和断开；

图11为富集柱阵列的管路连接结构图，每个富集柱两端都通过两通阀与公共通路连接，每个富集柱由其两端的两通阀控制其导通和断开，旁路由一个两通阀控制其导通和断开；

图12(a)为本发明实施例的多维高效液相色谱分离系统结构图，两位四通阀为A状态；

图12(a)中：1输液单元(包括泵A、泵B和混合器1)、2进样单元、3分离柱阵列、4检测单元、5稀释液泵、6混合器(混合器2)、7富集柱阵列、8两位四通阀；

图12(b)为本发明实施例的多维高效液相色谱分离系统结构图，两位四通阀为B状态；

图13为本发明技术方案2(D)连接方式提供的正向洗脱多维液相色谱分离系统的管路连接结构图；

图14为本发明技术方案2(D)连接方式提供的正向洗脱多维液相色谱分离系统状态1的系统流路图，虚线部分为不导通状态；

图15为本发明技术方案2(D)连接方式提供的正向洗脱多维液相色谱分离系统状态2的系统流路图，虚线部分为不导通状态；

图16为本发明技术方案2(E)连接方式提供的反向洗脱多维液相色谱分离系统的管路连接结构图；

图17为本发明技术方案2(E)连接方式提供的反向洗脱多维液相色谱分离系统状态1的系统流路图，虚线部分为不导通状态；

图18为本发明技术方案2(E)连接方式提供的反向洗脱多维液相色谱分离系统状态2的系统流路图，虚线部分为不导通状态。

具体实施方式

以下所述的实施例仅仅是对本发明专利应用的一种描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围。

技术方案1实施方式：

一种生产型循环多维液相色谱分离系统，包括输液单元、进样单元、检测单元、分离柱阵列、富集柱阵列、两位四通阀、稀释液泵、混合器；其中，富集柱阵列和分离柱阵列通过多位选择阀进行构建，稀释液泵为高效液相稀释液泵。

此外，生产型循环多维液相色谱分离系统还包括两通阀V1-V4、三通T1-T4和连接管路。连接管路为以下(A)～(C)连接方式中的任意一种：

(A)连接方式，所述输液单元的出口与进样单元的入口连接，进样单元的出口与两位四通阀的①位连接，两位四通阀的④位与分离柱阵列的入口连接，分离柱阵列的出口与检测单元的入口连接，检测单元的出口与三通T1的第一接口连接；三通T1的第二接口与两通阀V1的一端连接，两通阀V1另一端输出到废液桶；三通T1的第三接口与三通T2的第一接口连接，三通T2的第二接口与稀释液泵的出口连接，三通T2的第三接口与混合器的入口连接，混合器的出口与两通阀V2的一端连接；两通阀V2的另一端与三通T3的第一接口连接，三通T3的第二接口与两通阀V3的一端连接，两通阀V3的另一端与两位四通阀的③位连接；三通T3的第三接口与富集柱阵列的接口Y连接，富集柱阵列的接口X与三通T4的第一接口连接；三通T4的第二接口与两位四通阀的②位连接，三通T4的第三接口与两通阀V4的一端连接，两通阀V4的另一端输出到废液桶。

(B)连接方式，所述输液单元的出口与进样单元的入口连接，进样单元的出口与两位四通阀的①位连接，两位四通阀的④位与分离柱阵列的入口连接，分离柱阵列的出口与检测单元的入口连接，检测单元的出口与三通T1的第一接口连接；三通T1的第二接口与两通阀V1的一端连接，两通阀V1另一端输出到废液桶；三通T1的第三接口与三通T2的第一接口连接，三通T2的第二接口与稀释液泵的出口连接，三通T2的第三接口与混合器的入口连接，混合器的出口与两通阀V2的一端连接；两通阀V2的另一端与三通T3的第一接口连接，三通T3的第二接口与富集柱阵列的接口Y连接，富集柱阵列的接口X与两位四通阀的②位连接；三通T3的第三接口与两通阀V3的一端连接，两通阀V3的另一端与三通T4的第一接口连接，三通T4的第二接口与两位四通阀的③位连接；三通T4的第三接口与两通阀V4的一端连接，两通阀V4的另一端输出到废液桶。

(C)连接方式，所述输液单元的出口与进样单元的入口连接，进样单元的出口与两位四通阀的①位连接，两位四通阀的④位与分离柱阵列的入口连接，分离柱阵列的出口与检测单元的入口连接，检测单元的出口与三通T1的第一接口连接；三通T1的第二接口与两通阀V1的一端连接，两通阀V1另一端输出到废液桶；三通T1的第三接口与三通T2的第一接口连接，三通T2的第二接口与稀释液泵的出口连接，三通T2的第三接口与混合器的入口连接，混合器的出口与两通阀V2的一端连接；两通阀V2的另一端与三通T3的第一接口连接，三通T3的第二接口与两位四通阀的③位连接；三通T3的第三接口与两通阀V3的一端连接，两通阀V3的另一端与三通T4的第一接口连接；三通T4的第二接口与富集柱阵列的接口Y连接，富集柱阵列的接口X与两位四通阀的②位连接；三通T4的第三接口与两通阀V4的一端连接，两通阀V4的另一端输出到废液桶。

图2中两位四通阀为A状态，此时，两通阀V1、V3为不导通状态，两通阀V2、V4为导通状态。输液单元的出口与进样单元的入口连接；进样单元根据需要，可以是进样状态，也可以是非进样状态；进样单元的出口与两位四通阀的①位连接；两位四通阀的①位与④位导通并与分离柱阵列的入口连接，选择分离柱阵列中的任意色谱柱进行分离；分离柱阵列的出口与检测单元的入口连接，检测单元检测色谱信号，检测单元的出口经过三通T1和三通T2与混合器的入口连接；稀释液泵经过三通T2与混合器的入口连接，混合器稀释柱后流出样品，混合器出口与两通阀V2的一端连接；两通阀V2导通，经过三通T3与富集柱阵列的接口Y(此时富集柱阵列的接口Y为其入口)连接，选择富集柱进行目标样品的富集，富集柱阵列的接口X(此时富集柱阵列的接口X为其出口)与经过三通T4与两通阀V4连接；两通阀V4导通，两通阀V4的另一端输出到废液桶。

图3中两位四通阀为B状态，此时，两通阀V1、V3为导通状态，两通阀V2、V4为不导通状态。输液单元的出口与进样单元的入口连接，进样单元为非进样直通状态；进样单元的出口与两位四通阀的①位连接；两位四通阀的①位与②位导通，经过三通T4与富集柱阵列的接口X连接(此时富集柱阵列的接口X为其入口)；对富集柱中的目标样品的进行洗脱，完成目标样品上样到分离柱，或利用分离柱进行分离；富集柱阵列的接口Y(此时富集柱阵列的接口Y为其出口)经过三通T3与两通阀V3的一端连接；两通阀V3导通，两通阀V3的另一端与两位四通阀的③位连接，两位四通阀的③位与④位导通；两位四通阀的④位与分离柱阵列的入口连接；选择分离柱阵列中的任意色谱柱进行分离；分离柱阵列的出口与检测单元的入口连接，检测单元检测色谱信号，检测单元的出口经过三通T1与两通阀V1的一端连接，两通阀V1的另一端连接废液桶，或连接到收集器的入口，实现样品收集。

图5中两位四通阀为A状态，此时，两通阀V1、V3为不导通状态，两通阀V2、V4为导通状态。输液单元的出口与进样单元的入口连接；进样单元根据需要，可以是进样状态，也可以是非进样状态；进样单元的出口与两位四通阀的①位连接；两位四通阀的①位与④位导通并与分离柱阵列的入口连接，选择分离柱阵列中的任意色谱柱进行分离；分离柱阵列的出口与检测单元的入口连接，检测单元检测色谱信号，检测单元的出口经过三通T1和三通T2与混合器的入口连接；稀释液泵经过三通T2与混合器的入口连接，混合器稀释柱后流出样品，混合器出口与两通阀V2的一端连接；两通阀V2导通，经过三通T3与富集柱阵列的接口Y(此时富集柱阵列的接口Y为其入口)连接，选择富集柱进行目标样品的富集，富集柱阵列的接口X(此时富集柱阵列的接口X为其出口)与两位四通阀的②位连接；两位四通阀的②位与③位导通，两位四通阀的③位经过三通T4与两通阀V4的一端连接；两通阀V4导通，两通阀V4的另一端输出到废液桶。

图6中两位四通阀为B状态，此时，两通阀V1、V3为导通状态，两通阀V2、V4为不导通状态。输液单元的出口与进样单元的入口连接，进样单元为非进样直通状态；进样单元的出口与两位四通阀的①位连接；两位四通阀的①位与②位导通，经过三通T4与富集柱阵列的接口X连接(此时富集柱阵列的接口X为其入口)；对富集柱中的目标样品的进行洗脱，完成目标样品上样到分离柱，或利用分离柱进行分离；富集柱阵列的接口Y(此时富集柱阵列的接口Y为其出口)经过三通T3与两通阀V3的一端连接；两通阀V3导通，两通阀V3的另一端经过T4与两位四通阀的③位连接，两位四通阀的③位与④位导通；两位四通阀的④位与分离柱阵列的入口连接；选择分离柱阵列中的任意色谱柱进行分离；分离柱阵列的出口与检测单元的入口连接，检测单元检测色谱信号，检测单元的出口经过三通T1与两通阀V1的一端连接，两通阀V1的另一端连接废液桶，或连接到收集器的入口，实现样品收集。

图8中两位四通阀为A状态，此时，两通阀V1、V3为不导通状态，两通阀V2、V4为导通状态。输液单元的出口与进样单元的入口连接；进样单元根据需要，可以是进样状态，也可以是非进样直通状态；进样单元的出口与两位四通阀的①位连接；两位四通阀的①位与④位导通并与分离柱阵列的入口连接，选择分离柱阵列中的任意色谱柱进行分离；分离柱阵列的出口与检测单元的入口连接，检测单元检测色谱信号，检测单元的出口经过三通T1和三通T2与混合器的入口连接；稀释液泵经过三通T2与混合器的入口连接，混合器稀释柱后流出样品，混合器出口与两通阀V2的一端连接；两通阀V2导通，经过三通T3与两位四通阀的③位连接；两位四通阀的③位与②位导通，两位四通阀的②位与富集柱阵列的接口X(此时富集柱阵列的接口X为其入口)连接，选择富集柱进行目标样品的富集，接口Y(此时富集柱阵列的接口Y为其出口)经过三通T4与两通阀V4连接；两通阀V4导通，两通阀V4的另一端输出到废液桶。

图9中两位四通阀为B状态，此时，两通阀V1、V3为导通状态，两通阀V2、V4为不导通状态。输液单元的出口与进样单元的入口连接，进样单元为非进样直通状态；进样单元的出口与两位四通阀的①位连接；两位四通阀的①位与②位导通，两位四通阀的②位与富集柱阵列的接口X连接(此时富集柱阵列的接口X为其入口)；对富集柱中的目标样品进行洗脱，目标样品可上样到分离柱，或通过分离柱进行分离；富集柱阵列的接口Y(此时富集柱阵列的接口Y为其出口)经过三通T4与两通阀V3的一端连接；两通阀V3导通，两通阀V3的另一端经过三通T3与两位四通阀的③位连接，两位四通阀的③位与④位导通；两位四通阀的④位与液相色谱分离柱阵列的入口连接；选择分离柱阵列中的任意色谱柱进行分离；分离柱阵列的出口与检测单元的入口连接，检测单元检测色谱信号，检测单元的出口经过三通T1与两通阀V1的一端连接，两通阀V1的另一端连接废液桶或收集器的入口，实现样品收集。

技术方案2实施方式：

一种生产型循环多维液相色谱分离系统，包括输液单元、进样单元、检测单元、分离柱阵列、富集柱阵列、两通阀V1-V6、稀释液泵；其中，富集柱阵列和分离柱阵列通过多位选择阀进行构建，稀释液泵为高效液相稀释液泵。

生产型循环多维液相色谱分离系统还包括混合器、三通T1-T6和连接管路，其特征在于，连接管路为以下(D)～(E)连接方式中的任意一种：

(D)连接方式，所述输液单元的出口与进样单元的入口连接，进样单元的出口与三通T1的第一接口连接；三通T1的第二接口与两通阀V1的一端连接，两通阀V1的另一端与三通T4的第一接口连接；三通T4的第二接口与分离柱阵列的入口连接，分离柱阵列的出口与检测单元的入口连接，检测单元的出口与三通T5的第一接口连接；三通T5的第二接口与两通阀V5的一端连接，两通阀V5另一端输出到废液桶；三通T5的第三接口与三通T6的第一接口；稀释液泵的出口与三通T6的第二接口连接，三通T6的第三接口与混合器的入口连接，混合器的出口与两通阀V6的一端连接；两通阀V6的另一端与三通T2的第一接口连接，三通T2的第二接口与两通阀V2的一端连接，两通阀V2的另一端与三通T1的第三接口连接；三通T2的第三接口与富集柱阵列的接口X连接，富集柱阵列的接口Y与三通T3的第一接口连接；三通T3的第二接口与两通阀V4的一端连接，两通阀V4的另一端与三通T4的第三接口连接；三通T3的第三接口与两通阀V3的一端连接，两通阀V3的另一端输出到废液桶；

(E)连接方式，所述输液单元的出口与进样单元的入口连接，进样单元的出口与三通T1的第一接口连接；三通T1的第二接口与两通阀V1的一端连接，两通阀V1的另一端与三通T4的第一接口连接；三通T4的第二接口与分离柱阵列的入口连接，分离柱阵列的出口与检测单元的入口连接，检测单元的出口与三通T5的第一接口连接；三通T5的第二接口与两通阀V5的一端连接，两通阀V5另一端输出到废液桶；三通T5的第三接口与三通T6的第一接口连接；稀释液泵的出口与三通T6的第二接口连接，三通T6的第三接口与混合器的入口连接，混合器的出口与两通阀V6的一端连接；两通阀V6的另一端与三通T3的第一接口连接，三通T3的第二接口与两通阀V4的一端连接，两通阀V4的另一端与三通T4的第三接口连接；三通T3的第三接口与富集柱阵列的接口Y连接，富集柱阵列的接口X与三通T2的第一接口连接；三通T2的第二接口与两通阀V2的一端连接，两通阀V2的另一端与三通T1的第三接口连接；三通T2的第三接口与两通阀V3的一端连接，两通阀V3的另一端输出到废液桶。

图14中系统为状态1，此时，两通阀V1、V3、V6为导通状态，两通阀V2、V4、V5为不导通状态。输液单元的出口与进样单元的入口连接；进样单元根据需要，可以是进样状态，也可以是非进样状态；进样单元的出口经过三通T1、导通的两通阀V1与分离柱阵列的入口连接，选择分离柱阵列中的任意色谱柱进行分离；分离柱阵列的出口与检测单元的入口连接，检测单元检测色谱信号，检测单元的出口经过三通T5和三通T6与混合器的入口连接；稀释液泵经过三通T6与混合器的入口连接，混合器稀释柱后流出样品，混合器出口与两通阀V6的一端连接；两通阀V6导通，经过三通T2与富集柱阵列的接口X(此时富集柱阵列的接口X为其入口)连接，选择富集柱进行目标样品的富集，富集柱阵列的接口Y(此时富集柱阵列的接口Y为其出口)与经过三通T3与两通阀V3连接；两通阀V3导通，两通阀V3的另一端输出到废液桶。

图15系统为状态2，此时，两通阀V1、V3、V6为不导通状态，两通阀V2、V4、V5为导通状态。输液单元的出口与进样单元的入口连接，进样单元为非进样直通状态；进样单元的出口经过T1和导通的V2与富集柱阵列的接口X连接(此时富集柱阵列的接口X为其入口)；对富集柱中的目标样品的进行洗脱，完成目标样品上样到分离柱，或利用分离柱进行分离；富集柱阵列的接口Y(此时富集柱阵列的接口Y为其出口)经过三通T3和导通的两通阀V4，与分离柱阵列的入口连接；选择分离柱阵列中的任意色谱柱进行分离；分离柱阵列的出口与检测单元的入口连接，检测单元检测色谱信号，检测单元的出口经过三通T5与两通阀V5的一端连接，两通阀V5的另一端连接废液桶，或连接到收集器的入口，实现样品收集。

图17中系统为状态1，此时，两通阀V1、V3、V6为导通状态，两通阀V2、V4、V5为不导通状态。输液单元的出口与进样单元的入口连接；进样单元根据需要，可以是进样状态，也可以是非进样状态；进样单元的出口经过三通T1、导通的两通阀V1与分离柱阵列的入口连接，选择分离柱阵列中的任意色谱柱进行分离；分离柱阵列的出口与检测单元的入口连接，检测单元检测色谱信号，检测单元的出口经过三通T5和三通T6与混合器的入口连接；稀释液泵经过三通T6与混合器的入口连接，混合器稀释柱后流出样品，混合器出口与两通阀V6的一端连接；两通阀V6导通，经过三通T3与富集柱阵列的接口Y(此时富集柱阵列的接口Y为其入口)连接，选择富集柱进行目标样品的富集，富集柱阵列的接口X(此时富集柱阵列的接口X为其出口)与经过三通T2与两通阀V3连接；两通阀V3导通，两通阀V3的另一端输出到废液桶。

图18系统为状态2，此时，两通阀V1、V3、V6为不导通状态，两通阀V2、V4、V5为导通状态。输液单元的出口与进样单元的入口连接，进样单元为非进样直通状态；进样单元的出口经过T1和导通的V2与富集柱阵列的接口X连接(此时富集柱阵列的接口X为其入口)；对富集柱中的目标样品的进行洗脱，完成目标样品上样到分离柱，或利用分离柱进行分离；富集柱阵列的接口Y(此时富集柱阵列的接口Y为其出口)经过三通T3和导通的两通阀V4，与分离柱阵列的入口连接；选择分离柱阵列中的任意色谱柱进行分离；分离柱阵列的出口与检测单元的入口连接，检测单元检测色谱信号，检测单元的出口经过三通T5与两通阀V5的一端连接，两通阀V5的另一端连接废液桶，或连接到收集器的入口，实现样品收集。

实施例：一种生产型循环多维液相色谱分离系统结构

该实施例中，采用技术方案1，系统流路采用(A)连接方式，进样单元为进样阀，检测单元为紫外检测器，富集柱阵列为三级富集柱阵列组成并按一个富集柱阵列原理运行，每级富集柱阵列有9根富集柱，即富集柱阵列为27根富集柱，依次编号为富集柱阵列的第1富集柱，第2富集柱，等等，最后一个编号为富集柱阵列的第27富集柱；分离柱阵列有5根分离柱，依次编号为第1分离柱，第2分离柱，等等，最后一根为第5分离柱；图12(a)中的两位四通阀为A状态，图12(b)中的两位四通阀为B状态。

以下为上述多维液相色谱分离系统结构的三维分离过程控制：

首先清洗富集柱和分离柱；依次切换每个富集柱和分离柱到流路中，观察检测器信号判断清洁效果。

第一维分离过程控制：两位四通阀为A状态，参见图2；将样品装载到进样阀上的定量环；选择第一维色谱分离柱，例如，第1分离柱，该色谱分离柱手动导通；当进样阀切换到INJECT状态时，开始第一维分离；第一维液相分离后的样品在稀释液泵协助下，根据样品性质和检测信号依次将目标馏份采用富集柱阵列的第1至第18富集柱进行富集，富集柱阵列的第19至第27富集柱留作第三维分离时使用；如此反复，直到富集柱阵列的第1至第18富集柱中有足够多的化合物，转入到第二维分离过程控制。

第二维上样过程控制：第一维分离过程控制结束后，进样单元应当切换至非进样直通状态，两位四通阀切换至B状态，选择第二维色谱分离柱，例如，第2分离柱，该色谱分离柱手动导通，参见图3；选择富集柱阵列的第1至第18富集柱中的一个富集柱作为第二维分离的样品柱，将该富集柱中的目标样品洗脱到第2分离柱中，完成第二维分离的上样过程。

第二维分离过程控制：在完成第二维上样过程后，当两位四通阀切换至A状态时，开始进行第二维分离，参见图2；在第二维分离过程中，在稀释液泵协助下，根据样品性质和检测信号依次将目标馏份切换至富集柱阵列的第19至第27富集柱中进行富集。

第三维分离过程控制：第二维分离过程控制结束后，两位四通阀切换至B状态，参见图3；进样单元保持非进样直通状态；选择第三维色谱分离柱，例如，第3分离柱，该色谱分离柱手动导通；选择富集柱阵列的第19至第27富集柱中的一个富集柱作为第三维分离的样品柱；当该富集柱导通时，第三维分离过程开始，利用收集器在两通阀V1的出口处依次收集多个馏份；如此反复，完成所有样品的第三维分离。

Claims (4)

1.一种生产型循环多维液相色谱分离系统，其特征在于，包括输液单元、进样单元、检测单元、分离柱阵列、富集柱阵列、两位四通阀、稀释液泵、混合器；所述检测单元用于检测分离过程中的色谱信号；所述进样单元用于进样；所述输液单元用于完成液相色谱分离梯度洗脱流动相供给；

所述分离柱阵列对外设有一个固定的入口和一个固定的出口；

所述富集柱阵列对外有两个接口，分别为接口X和接口Y；

所述两位四通阀有①位、②位、③位、④位4个接口。

2.根据权利要求1所述的一种生产型循环多维液相色谱分离系统，还包括两通阀V1-V4、三通T1-T4和连接管路，其特征在于，连接管路为以下(A)～(C)连接方式中的任意一种：

(A)连接方式，所述输液单元的出口与进样单元的入口连接，进样单元的出口与两位四通阀的①位连接，两位四通阀的④位与分离柱阵列的入口连接，分离柱阵列的出口与检测单元的入口连接，检测单元的出口与三通T1的第一接口连接；三通T1的第二接口与两通阀V1的一端连接，两通阀V1另一端输出到废液桶；三通T1的第三接口与三通T2的第一接口连接，三通T2的第二接口与稀释液泵的出口连接，三通T2的第三接口与混合器的入口连接，混合器的出口与两通阀V2的一端连接；两通阀V2的另一端与三通T3的第一接口连接，三通T3的第二接口与两通阀V3的一端连接，两通阀V3的另一端与两位四通阀的③位连接；三通T3的第三接口与富集柱阵列的接口Y连接，富集柱阵列的接口X与三通T4的第一接口连接；三通T4的第二接口与两位四通阀的②位连接，三通T4的第三接口与两通阀V4的一端连接，两通阀V4的另一端输出到废液桶；

(B)连接方式，所述输液单元的出口与进样单元的入口连接，进样单元的出口与两位四通阀的①位连接，两位四通阀的④位与分离柱阵列的入口连接，分离柱阵列的出口与检测单元的入口连接，检测单元的出口与三通T1的第一接口连接；三通T1的第二接口与两通阀V1的一端连接，两通阀V1另一端输出到废液桶；三通T1的第三接口与三通T2的第一接口连接，三通T2的第二接口与稀释液泵的出口连接，三通T2的第三接口与混合器的入口连接，混合器的出口与两通阀V2的一端连接；两通阀V2的另一端与三通T3的第一接口连接，三通T3的第二接口与富集柱阵列的接口Y连接，富集柱阵列的接口X与两位四通阀的②位连接；三通T3的第三接口与两通阀V3的一端连接，两通阀V3的另一端与三通T4的第一接口连接，三通T4的第二接口与两位四通阀的③位连接；三通T4的第三接口与两通阀V4的一端连接，两通阀V4的另一端输出到废液桶；

(C)连接方式，所述输液单元的出口与进样单元的入口连接，进样单元的出口与两位四通阀的①位连接，两位四通阀的④位与分离柱阵列的入口连接，分离柱阵列的出口与检测单元的入口连接，检测单元的出口与三通T1的第一接口连接；三通T1的第二接口与两通阀V1的一端连接，两通阀V1另一端输出到废液桶；三通T1的第三接口与三通T2的第一接口连接，三通T2的第二接口与稀释液泵的出口连接，三通T2的第三接口与混合器的入口连接，混合器的出口与两通阀V2的一端连接；两通阀V2的另一端与三通T3的第一接口连接，三通T3的第二接口与两位四通阀的③位连接；三通T3的第三接口与两通阀V3的一端连接，两通阀V3的另一端与三通T4的第一接口连接；三通T4的第二接口与富集柱阵列的接口Y连接，富集柱阵列的接口X与两位四通阀的②位连接；三通T4的第三接口与两通阀V4的一端连接，两通阀V4的另一端输出到废液桶。

3.一种生产型循环多维液相色谱分离系统，其特征在于，包括输液单元、进样单元、检测单元、分离柱阵列、富集柱阵列、两通阀V1-V6、稀释液泵；所述检测单元用于检测分离过程中的色谱信号；所述进样单元用于进样；所述输液单元用于完成液相色谱分离梯度洗脱流动相供给；

所述分离柱阵列对外设有一个固定的入口和一个固定的出口；

所述富集柱阵列对外有两个接口，分别为接口X和接口Y。

4.根据权利要求3所述的一种生产型循环多维液相色谱分离系统，还包括混合器、三通T1-T6和连接管路，其特征在于，连接管路为以下(D)～(E)连接方式中的任意一种：

(D)连接方式，所述输液单元的出口与进样单元的入口连接，进样单元的出口与三通T1的第一接口连接；三通T1的第二接口与两通阀V1的一端连接，两通阀V1的另一端与三通T4的第一接口连接；三通T4的第二接口与分离柱阵列的入口连接，分离柱阵列的出口与检测单元的入口连接，检测单元的出口与三通T5的第一接口连接；三通T5的第二接口与两通阀V5的一端连接，两通阀V5另一端输出到废液桶；三通T5的第三接口与三通T6的第一接口；稀释液泵的出口与三通T6的第二接口连接，三通T6的第三接口与混合器的入口连接，混合器的出口与两通阀V6的一端连接；两通阀V6的另一端与三通T2的第一接口连接，三通T2的第二接口与两通阀V2的一端连接，两通阀V2的另一端与三通T1的第三接口连接；三通T2的第三接口与富集柱阵列的接口X连接，富集柱阵列的接口Y与三通T3的第一接口连接；三通T3的第二接口与两通阀V4的一端连接，两通阀V4的另一端与三通T4的第三接口连接；三通T3的第三接口与两通阀V3的一端连接，两通阀V3的另一端输出到废液桶；

(E)连接方式，所述输液单元的出口与进样单元的入口连接，进样单元的出口与三通T1的第一接口连接；三通T1的第二接口与两通阀V1的一端连接，两通阀V1的另一端与三通T4的第一接口连接；三通T4的第二接口与分离柱阵列的入口连接，分离柱阵列的出口与检测单元的入口连接，检测单元的出口与三通T5的第一接口连接；三通T5的第二接口与两通阀V5的一端连接，两通阀V5另一端输出到废液桶；三通T5的第三接口与三通T6的第一接口连接；稀释液泵的出口与三通T6的第二接口连接，三通T6的第三接口与混合器的入口连接，混合器的出口与两通阀V6的一端连接；两通阀V6的另一端与三通T3的第一接口连接，三通T3的第二接口与两通阀V4的一端连接，两通阀V4的另一端与三通T4的第三接口连接；三通T3的第三接口与富集柱阵列的接口Y连接，富集柱阵列的接口X与三通T2的第一接口连接；三通T2的第二接口与两通阀V2的一端连接，两通阀V2的另一端与三通T1的第三接口连接；三通T2的第三接口与两通阀V3的一端连接，两通阀V3的另一端输出到废液桶。

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