CN113533541B - 一种具有自动清洗功能的纳升液相系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种具有自动清洗功能的纳升液相系统及控制方法，包括纳升液相、切换阀组件、色谱柱组件和洗脱装置；切换阀组件包括第一切换阀和第二切换阀；色谱柱组件包括并行设置的第一色谱柱和第二色谱柱；第一色谱柱和第二色谱柱的两端分别连接第一切换阀和第二切换阀；洗脱装置分别与第一切换阀、第二切换阀连接；纳升液相配置为通过第一切换阀给第一色谱柱或第二色谱柱上样；根据所述第一色谱柱和所述第二色谱柱的状态信息，控制所述第一切换阀和所述第二切换阀在不同的位置间进行切换；通过纳升液相系统能够确保系统实现无间隙进行清洗、上样、洗脱，还能确保避免质谱无效的等待时间，实现质谱24小时无间断采集数据，提高质谱平台的利用率。

Description

一种具有自动清洗功能的纳升液相系统及控制方法

技术领域

本发明属于一种生物化学工艺设备领域，特别涉及一种具有自动清洗功能的纳升液相系统及其控制方法。

背景技术

目前，纳升液相色谱高分辨质谱检测是蛋白质组学的主要检测手段，其中，纳升液相的方法从按时间顺序可以总结为：准备、分析、清洗三个阶段。质谱只有在分析阶段才能采集到数据，准备和清洗阶段都处于待机状态。

现有设备的主要缺点是：准备和清洗时间的总和几乎与分析时间相当，在准备和清洗时间内，由于质谱并未获得相应检测数据，因此，在准备和清洗过程中，并不产生有用的数据。例如：在实际测试分析过程中，常规分析中的时间分配为准备时间30分钟，分析时间60分钟，清洗时间30分钟。每天24小时不间歇进行检测，那么，常规方式只能做10-12针真实样品甚至更少。可见，在现有技术中，存在质谱为获得测试数据而长时间处于等待的情况，由此产生大量无效等待时间，使得纳升液相色谱高分辨质谱检测的工作效率低下。

发明内容

鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明提供了本公开以解决现有技术中存在的以上技术问题。

本公开旨在提供一种无间隙进行清洗、上样、洗脱功能的具有自动清洗功能的纳升液相系统及控制方法，可以有效利用纳升液相、切换阀组件、色谱柱组件和洗脱装置，避免所述纳升液相系统后端待串联的质谱无效的等待时间，实现质谱24小时无间断采集数据，提高纳升液相系统的高效率。

为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案是：

根据第一方面，本公开的实施例提供一种具有自动清洗功能的纳升液相系统，包括纳升液相、切换阀组件、色谱柱组件和洗脱装置；其中，所述切换阀组件包括第一切换阀和第二切换阀；所述色谱柱组件包括并行设置的第一色谱柱和第二色谱柱；所述第一色谱柱和所述第二色谱柱的两端分别连接所述第一切换阀和所述第二切换阀；所述洗脱装置分别与所述第一切换阀、所述第二切换阀连接；所述纳升液相配置为通过所述第一切换阀给所述第一色谱柱或所述第二色谱柱上样；所述第一色谱柱和所述第二色谱柱对上样所提供的样本进行梯度分析，并通过所述第二切换阀为所述纳升液相系统后端待串联的质谱提供分析结果；根据所述第一色谱柱和所述第二色谱柱的状态信息，控制所述第一切换阀和所述第二切换阀在不同的位置间进行切换，并控制所述洗脱装置对所述第一色谱柱或所述第二色谱柱择一清洗和上样。

在本公开的一些实施例中，所述第一色谱柱和所述第二色谱柱并行设置且具有相同结构。

在本公开的一些实施例中，所述第一切换阀和所述第二切换阀设置为六通切换阀。

在本公开的一些实施例中，所述位置包括第一位置和第二位置；其中，

在所述第一位置的情况下，所述纳升液相通过所述第一切换阀与所述第一色谱柱连通，以对所提供的样本进行梯度分析；同时，所述洗脱装置通过所述第二切换阀与所述第二色谱柱连通，并清洗所述第二色谱柱，清洗后，向所述第二色谱柱上样；在所述第二位置的情况下，所述纳升液相通过所述第一切换阀与所述第二色谱柱连通，以对所提供的样本进行梯度分析；同时，所述洗脱装置通过所述第二切换阀与所述第一色谱柱连通，并清洗所述第一色谱柱，清洗后，向所述第一色谱柱进行上样。

在本公开的一些实施例中，所述洗脱装置包括清洗泵，所述清洗泵用于清洗所述第一色谱柱和所述第二色谱柱。

在本公开的一些实施例中，所述第一色谱柱和所述第二色谱柱构造为填充柱式或开管柱式的结构。

根据第二方面，本公开的实施例提供一种控制方法，应用于所述具有自动清洗功能的纳升液相系统；所述控制方法包括：经由纳升液相上样；对上样所提供的样本进行梯度分析，并提供分析结果；获取所述分析结果，并发送第一色谱柱和第二色谱柱的状态信息；基于所述状态信息控制第一切换阀和第二切换阀在不同位置间进行切换，并控制洗脱装置对所述第一色谱柱或所述第二色谱柱择一清洗和上样。

在本公开的一些实施例中，所述基于所述状态信息操控第一切换阀和第二切换阀在不同位置间进行切换，具体包括：基于所述状态信息，操控所述第一切换阀和所述第二切换阀在第一位置与第二位置之间进行切换，其中，在所述第一位置的情况下，所述纳升液相通过所述第一切换阀与所述第一色谱柱连通；同时，所述洗脱装置通过所述第二切换阀与所述第二色谱柱连通；在所述第二位置的情况下，所述纳升液相通过所述第一切换阀与所述第二色谱柱连通；同时，所述洗脱装置通过所述第二切换阀与所述第一色谱柱连通。

在本公开的一些实施例中，所述控制所述洗脱装置对所述第一色谱柱或所述第二色谱柱择一清洗和上样，具体包括：在所述第一位置的情况下，所述纳升液相通过所述第一切换阀与所述第一色谱柱连通，以对所提供的样本进行梯度分析；同时，所述洗脱装置通过所述第二切换阀与所述第二色谱柱连通，并清洗所述第二色谱柱，清洗后，向所述第二色谱柱上样；在所述第二位置的情况下，所述纳升液相通过所述第一切换阀与所述第二色谱柱连通，以对所提供的样本进行梯度分析；同时，所述洗脱装置通过所述第二切换阀与所述第一色谱柱连通，并清洗所述第一色谱柱，清洗后，向所述第一色谱柱进行上样。

与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：

通过本发明具有自动清洗功能的纳升液相系统能够确保第一色谱柱和第二色谱柱能够在相同的时间节点实施不同操作，例如，可并行完成清洗和上样，或洗脱和梯度分析，即，第一色谱柱在进行清洗和上样，对应地，第二色谱柱进行洗脱和梯度分析，反之亦然。进而使得纳升液相系统始终处于工作状态，避免质谱无效等待时间，从而提高纳升液相系统的高效率。

附图说明

图1为本发明实施例的具有自动清洗功能的纳升液相系统的结构示意图；

图2为本发明实施例的具有自动清洗功能的纳升液相系统的控制方法的流程图。

具体实施方式

下面，结合附图对本发明的具体实施例进行详细的描述，但不作为本发明的限定。为使本领域技术人员更好的理解本公开的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本公开作详细说明。下面结合附图和具体实施例对本公开的实施例作进一步详细描述，但不作为对本公开的限定。

本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在此需要说明的是，在本申请实施例中，具有自动清洗功能的纳升液相系统按时间顺序包含以下三个步骤，即，准备、分析(检测、检测分析、梯度分析)、清洗，其中，准备步骤包含上样操作，下同。在本申请实施例中，分析、检测、检测分析和梯度分析具有相同意思表述，在文中使用不同表述的目的就是为了阅读顺畅，对于具体的意思表达不存在歧义。由于准备、分析步骤共同占用的时间长度与清洗步骤所占用的时间长度几乎等长，在实际操作过程中，可对三个步骤所占用的时间在不影响测试结果的前提下，做适应性调整，以便纳升液相系统在测试过程中实现自动控制。由于在清洗步骤结束后，顺序执行准备、分析步骤。

参见图1，根据第一方面，本公开的实施例提供一种具有自动清洗功能的纳升液相系统，包括纳升液相1、切换阀组件、色谱柱组件和洗脱装置5；其中，所述切换阀组件包括第一切换阀6和第二切换阀7；所述色谱柱组件包括并行设置的第一色谱柱2和第二色谱柱3；所述第一色谱柱2和所述第二色谱柱3的两端分别连接所述第一切换阀6和所述第二切换阀7；所述洗脱装置5分别与所述第一切换阀6、所述第二切换阀7连接；所述纳升液相1配置为通过所述第一切换阀6给所述第一色谱柱2或所述第二色谱柱3上样；所述第一色谱柱2和所述第二色谱柱3对上样所提供的样本进行梯度分析，并通过所述第二切换阀7为所述纳升液相系统后端待串联的质谱4提供分析结果；根据所述第一色谱柱2和所述第二色谱柱3的状态信息，控制所述第一切换阀6和所述第二切换阀6在不同的位置间进行切换，并控制所述洗脱装置5对所述第一色谱柱2或所述第二色谱柱3择一清洗和上样。

关于状态信息，其作为操控第一切换阀6和所述第二切换阀7及时准确地切换提供保障的依据。在本实施例中，状态信息具体可包括清洗状态信息、梯度分析状态信息等，在此不做限定。在本实施例中，根据不同的状态信息，操控第一切换阀6和所述第二切换阀7进行切换，进而使第一色谱柱2和第二色谱柱3的具体操作交替进行，且由于在不同状态下的操作时间相同，例如，操作过程中，由于不同样本所需梯度分析时间存在差别，可通过对应调整清洗时间，以使得不同操作过程的时间保持相同，具体操作在此不做限定。因此，通过基于第一色谱柱2和第二色谱柱3的状态信息，实时操控第一切换阀6和所述第二切换阀7在不同位置精准切换，使得质谱4能够24小时无间断采集数据。可见，本发明实施例能够确保第一色谱柱2和第二色谱柱3在相同的时间节点可实施不同操作而不会相互干扰。

在本公开的一些实施例中，为避免第一色谱柱2和第二色谱柱3检测结果受干扰，避免在梯度分析过程中存在不确定因素，为此特别地，将第一色谱柱2和第二色谱柱3并行设置且具有相同结构。由于第一色谱柱2和第二色谱柱3结构相同，上样后的样本进入到第一色谱柱2或第二色谱柱3，所得测试结果将保持相同，由此，确保测试结果的准确性和可靠性。相应地，由于第一色谱柱2和第二色谱柱3并行设置，使得第一色谱柱2和第二色谱柱3同时进行不同操作成为可能。例如，第一色谱柱2进行清洗，而第二色谱柱3可进行梯度分析。另外，还能够在提高检测效率的基础上有效降低所占用的空间。

在本公开的一些实施例中，为实现第一色谱柱2和第二色谱柱3在相同时间节点自动进行不同操作，第一切换阀6和第二切换阀7设置为六通切换阀，通过控制两个六通切换阀进行切换，进而实现第一色谱柱2和第二色谱柱3在相同时间节点进行切换，对应的第一色谱柱2和第二色谱柱3完成不同操作。例如，在第一色谱柱2进行清洗时，第二色谱柱3进行梯度分析，并准备为质谱4提供分析结果。

在本公开的实施例中的六通切换阀属于高效液相色谱系统中最理想的进样器，由圆形密封垫(转子)和固定底座(定子)组成。可以在不用的管路之间实现无缝切换，进而在上样和清洗之间进行切换，具体结构及功能在此不做进一步赘述。

在本公开的一些实施例中，所述位置包括第一位置和第二位置；其中，在所述第一位置的情况下，所述纳升液相1通过所述第一切换阀6与所述第一色谱柱2连通，并提供样本，以供第一色谱柱2进行梯度分析；此时，所述洗脱装置5通过所述第一切换阀6与所述第二色谱柱3连通，并清洗所述第二色谱柱3，待清洗后进行后续操作，例如，向所述第二色谱柱3上样。在所述第二位置的情况下，所述纳升液相1通过所述第一切换阀6与所述第二色谱柱3连通，并提供样本，以供所第二色谱柱3进行梯度分析；此时，所述洗脱装置5通过所述第一切换阀6与所述第一色谱柱2连通，并清洗所述第一色谱柱2，待清洗后进行后续操作，例如，向所述第一色谱柱2上样。

通过上述描述能够看出，在本实施例中，质谱4用于获取第一色谱柱2和第二色谱柱3在进行梯度分析后所得到的分析结果，并为终端用户提供分析结果相对应的信息，同时还可以提供第一色谱柱2和第二色谱柱3的状态信息，以便控制第一切换阀6和第二切换阀7进行切换。当然，第一色谱柱2和第二色谱柱3的状态信息也可通过所述纳升液相系统中其他相关模块完成，在此不做进一步限定。在本实施例中，关于质谱4的具体技术特征不做进一步赘述。

在本公开的一些实施例中，洗脱装置5构造为清洗泵，例如，可以为高压清洗泵，作为高效高压、节能的清洗设备，能够快速对色谱柱进行清洗，避免色谱柱上残留污渍，确保上样后的分析结果准确可靠。当然，清洗泵除具有清洗功能外，还需具有上样的功能，在此不做赘述，具体构造方式在此不做限定。

在本公开的一些实施例中，第一色谱柱2和第二色谱柱3构造为填充柱式或开管柱式的结构，通常由金属或玻璃制作。其中，填充柱式的结构指填充了固定相的色谱柱，将色谱分析的固定相作为填料，填充于一定口径、长度和形状的柱管中。应用填充柱式的结构在制备和使用中相对方便简单，并具有多种填料可供选择，能满足一般样品分析要求。对应的，开管柱式的结构包括直管形、盘管形、U形管等形状。在本实施例中，在满足测试需要的前提下，可以根据具体应用场景做相应的选择，在此不做限定。

根据第二方面，参见附图2，本发明的实施例提供一种控制方法，应用于所述具有自动清洗功能的纳升液相系统；所述控制方法包括以下步骤：

步骤S1：经由纳升液相1上样。在经过清洗后，纳升液相1将采集的样本提供给第一色谱柱2或第二色谱柱3，具体提供给第一色谱柱2或第二色谱柱3，将由系统中的相关控制模块来操控，具体在此不做赘述，例如，通过控制第一切换阀6和第二切换阀7进行切换，以便第一色谱柱2或第二色谱柱3实现相应的功能。关于具体操作过程之前已做描述，在此不做进一步赘述。

步骤S2：对上样所提供的样本进行梯度分析，并提供分析结果。第一色谱柱2或第二色谱柱3在获取纳升液相1所提供的样本后，开始对所述样本进行梯度分析，并将分析结果提供给质谱4。

步骤S3：获取所述分析结果，并发送第一色谱柱2和第二色谱柱3的状态信息。在步骤S3中，有关状态信息的具体特征在前面已做描述，在此不做进一步赘述。

步骤S4：基于所述状态信息控制第一切换阀6和第二切换阀7在不同位置间进行切换，并控制洗脱装置5对所述第一色谱柱2或所述第二色谱柱3择一清洗和上样

在本公开的一些实施例中，所述在不同位置间进行切换，具体包括：基于所述状态信息，操控第一切换阀6和第二切换阀7在第一位置与第二位置之间进行切换，关于切换的具体实施过程在之前已做描述，在此不做赘述。由此，具有自动清洗功能的纳升液相系统始终保持无间隙进行清洗、上样、洗脱功能的连续工作状态，避免现有技术中由于清洗和检测只能顺序进行所导致质谱4出现无效等待的情况发生，从而提高纳升液相系统的高效率。

在本公开的一些实施例中，所述控制所述洗脱装置5对所述第一色谱柱2或所述第二色谱柱3择一清洗和上样，具体包括：在所述第一位置的情况下，所述第一切换阀6与所述第一色谱柱2连通，使所述纳升液相1通过所述第一切换阀6为第一色谱柱2上样，第一色谱柱2对纳升液相1所提供的样本进行梯度分析；相应地，所述第二色谱柱3已通过第二切换阀7将分析结果及状态信息传输给质谱4，等待所述洗脱装置5进行清洗操作。此时，第一色谱柱2进行梯度分析，而第二色谱柱3进行清洗二者之间互不干扰，使得具有自动清洗功能的纳升液相系统在有序的状态下工作；在所述第二位置的情况下，第一色谱柱2和第二色谱柱3进行相反操作，即第一色谱柱2进行清洗，而第二色谱柱3进行梯度分析，具体过程不做进一步赘述。

此外，尽管在此描述了说明性的实施例，但是范围包括具有基于本公开的等效要素、修改、省略、组合(例如，跨各种实施例的方案的组合)、调整或变更的任何和所有实施例。权利要求中的要素将基于权利要求中使用的语言进行宽泛地解释，而不限于本说明书中或在本申请的存续期间描述的示例。此外，所公开的方法的步骤可以以任何方式进行修改，包括通过重新排序步骤或插入或删除步骤。因此，意图仅仅将描述视为例子，真正的范围由权利要求及其全部等同范围表示。

以上描述旨在是说明性的而非限制性的。例如，上述示例(或其一个或多个方面)可以彼此组合使用。在阅读以上描述之后，例如本领域普通技术人员可以使用其他实施例。而且，在以上详细描述中，可以将各种特征组合在一起以简化本公开。这不应被解释为意图未请求保护的公开特征对于任何权利要求是必不可少的。因此，权利要求作为示例或实施例结合到具体实施方式中，其中每个权利要求自身作为单独的实施例，并且可以预期这些实施例可以以各种组合或置换彼此组合。应参考所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等同物的全部范围来确定本发明的范围。

Claims (9)

1.一种具有自动清洗功能的纳升液相系统，其特征在于，包括纳升液相、切换阀组件、色谱柱组件和洗脱装置；其中，

所述切换阀组件包括第一切换阀和第二切换阀；

所述色谱柱组件包括并行设置的第一色谱柱和第二色谱柱；

所述第一色谱柱和所述第二色谱柱的两端分别连接所述第一切换阀和所述第二切换阀；

所述洗脱装置分别与所述第一切换阀、所述第二切换阀连接；

所述纳升液相配置为通过所述第一切换阀给所述第一色谱柱或所述第二色谱柱上样；

所述第一色谱柱和所述第二色谱柱对上样所提供的样本进行梯度分析，并通过所述第二切换阀为所述纳升液相系统后端待串联的质谱提供分析结果；根据所述第一色谱柱和所述第二色谱柱的状态信息，控制所述第一切换阀和所述第二切换阀在不同的位置间进行切换，并控制所述洗脱装置对所述第一色谱柱或所述第二色谱柱择一交替清洗和上样。

2.根据权利要求1所述的具有自动清洗功能的纳升液相系统，其特征在于，所述第一色谱柱和所述第二色谱柱并行设置且具有相同结构。

3.根据权利要求2所述的具有自动清洗功能的纳升液相系统，其特征在于，所述第一切换阀和所述第二切换阀设置为六通切换阀。

4.根据权利要求3所述的具有自动清洗功能的纳升液相系统，其特征在于，所述位置包括第一位置和第二位置；其中，

在所述第一位置的情况下，所述纳升液相通过所述第一切换阀与所述第一色谱柱连通，以对所提供的样本进行梯度分析；同时，所述洗脱装置通过所述第二切换阀与所述第二色谱柱连通，并清洗所述第二色谱柱，清洗后，向所述第二色谱柱上样；

在所述第二位置的情况下，所述纳升液相通过所述第一切换阀与所述第二色谱柱连通，以对所提供的样本进行梯度分析；同时，所述洗脱装置通过所述第二切换阀与所述第一色谱柱连通，并清洗所述第一色谱柱，清洗后，向所述第一色谱柱进行上样。

5.根据权利要求1-4中任一项所述具有自动清洗功能的纳升液相系统，其特征在于，所述洗脱装置包括清洗泵，所述清洗泵用于清洗所述第一色谱柱和所述第二色谱柱。

6.根据权利要求1-4中任一项所述具有自动清洗功能的纳升液相系统，其特征在于，所述第一色谱柱和所述第二色谱柱构造为填充柱式或开管柱式的结构。

7.一种控制方法，应用于前述权利要求1-6中任一项所述的具有自动清洗功能的纳升液相系统；其特征在于，所述控制方法包括：

经由纳升液相上样；

对上样所提供的样本进行梯度分析，并提供分析结果；

获取所述分析结果，并发送第一色谱柱和第二色谱柱的状态信息；

基于所述状态信息控制第一切换阀和第二切换阀在不同位置间进行切换，并控制洗脱装置对所述第一色谱柱或所述第二色谱柱择一交替清洗和上样。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述基于所述状态信息操控第一切换阀和第二切换阀在不同位置间进行切换，具体包括：

基于所述状态信息，操控所述第一切换阀和所述第二切换阀在第一位置与第二位置之间进行切换，其中，

在所述第一位置的情况下，所述纳升液相通过所述第一切换阀与所述第一色谱柱连通；同时，所述洗脱装置通过所述第二切换阀与所述第二色谱柱连通；

在所述第二位置的情况下，所述纳升液相通过所述第一切换阀与所述第二色谱柱连通；同时，所述洗脱装置通过所述第二切换阀与所述第一色谱柱连通。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述控制所述洗脱装置对所述第一色谱柱或所述第二色谱柱择一清洗和上样，具体包括：

在所述第一位置的情况下，所述纳升液相通过所述第一切换阀与所述第一色谱柱连通，以对所提供的样本进行梯度分析；同时，所述洗脱装置通过所述第二切换阀与所述第二色谱柱连通，并清洗所述第二色谱柱，清洗后，向所述第二色谱柱上样；

在所述第二位置的情况下，所述纳升液相通过所述第一切换阀与所述第二色谱柱连通，以对所提供的样本进行梯度分析；同时，所述洗脱装置通过所述第二切换阀与所述第一色谱柱连通，并清洗所述第一色谱柱，清洗后，向所述第一色谱柱进行上样。

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