CN1262837C - 用在受控加压流作用下,在静止相分离样品的处理装置和方法 - Google Patents

用在受控加压流作用下,在静止相分离样品的处理装置和方法 Download PDF

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Abstract

一种在加压流体的作用下分离样品的处理装置,其中有装有静止相(2)的分离室(1),向静止相(2)的第一处(6)供给待处理的样品。其中还有向静止相的上表面(5)施压的外加压装置(8)、向静止相的第二处(7)分布流动相的分布装置(10)、一个流动相供应的入口(13)以及一个将流动相排出分离室外的出口(18)。这个装置中还有向入口(13)供给流动相的供给装置(23)、用来在这个入口的上游处测量流动相压强的传感器(29)、在出口下游处用来改变流动相流出分离室的流量的闸门(31),以及根据将测得的压强与极限压强的比较来操纵闸门的模块(25)。当测得的压强大于或等于极限压强时闸门(13)打开。

Description

用在受控加压流作用下, 在静止相分离样品的处理装置和方法
技术领域
本发明涉及的是借助于加压流的作用,在静止相分离称之谓“复杂”样品的成份的领域。
背景技术
在加压流作用下的分离(更熟知的是用英语术语OPLC,即OverPressured Layer Chromatography或Optimum Performance LayerChromatography)是一种借助于称之为“流动相”的运载流体承受外部的压强分离沉积在称之谓“静止相”的一层上选择的至少一处的样品成分的方法。由流动相驱动,各种成份在静止相按照人们知道其保留函数(fonction de leur rétention)的顺序移动。
为此,在一些处理装置中有一个分离室、一些配送装置、至少一个向这些配送机构供给的入口和至少一个用来排泄流动相的出口。至少有一种静止相被引入到述及的分离室,在分离室中有一些外部加压装置,用来将选定强度的外部压强加在静止相的上表面。而配送装置是向至少一个选定的静止相的第二处释放至少一个流动相。
引入到这类装置的分离室中的流动相是被动型的,在静止相中沿一个称之谓“α面”的面(front)移动。在所加压强的作用下,α面赶走囚禁在静止相内的空气,静止相起初是干燥的。于是,将一部分空气囚禁在一个称之谓“α区”的一个区域,这个区域紧挨在α面的后面,而在一个称为“全湿度区(zone d′humiditétotale)”的完全潮湿区域的前面。由此得出全湿度面并非是线性的,这便妨碍了分离的有效性,结果的重复性、同时进行或连续进行分析的精度。
没有一种已知的方法能够有足够好的精度控制前述的各面的线性,特别是全湿度面的线性。
发明内容
因此,本发明的目的就在于改善这种状况。
为此,本发明提出在加压流作用下分离样品的处理装置,这种装置中有:一个分离室,其用来安放至少一种静止相,静止相适于在至少一个选择的第一处接收至少一种要处理的样品;外加压装置,适于将一个强度选定的外部压强施加到静止相的上表面;还有将流动相分布于选定的静止相的至少一个第二处的流动相分布装置,以及流动相分布装置的至少一个第一供给入口和将流动相排出分离室外的一个第一出口,以及向第一入口供给流动相的装置,其特征在于在这个装置中有调节装置,它适于控制流动相压强,以使该流动相压强小于或等于与选定的外部压强相关联的一个极限压强,所述的调节装置具有位于第一出口的下游的一个闸门,它适于在零值和最大值之间改变分离室出口处的流动相流量。
后面,把可将处于静止相的样品中的成分移走的一切流体都称为“流动相”,它可以是液体,如洗提液,亦可以是气体,例如空气,可以用来驱动预先引入分离室的溶剂。
在这些调节装置中最好至少有一个闸门。闸门位于流动相第一出口的下游,安装这个闸门是为了在分离室的出口处改动流动相的流量,使之在零到最大值之间变化。
再要好一些,则要在调节装置中,在第一入口的上游或在第一出口的下游还有一些测量流动相压强的装置,例如一个操纵闸门的模块,它将测得的压强和与选定的外部压强(简短地说极限压强)相联系的极限压强相比较并依此来操纵闸门。当测得的压强大于或等于极限压强时,就打开闸门,让流动相流出。这种极限压强被定义为小于外部压强。
为此,将初始囚于静止相中的空气在α面前逐渐压缩,直至测得的压强达到选定的极限值。于是压强在流动相集合中,包括α区的压强逐渐增加,以致α面的迁移速度和α区的宽度都变小,就导致全湿度面的准线性。
对于根据本发明的装置,有两种运行方式可以值得优先考虑。其中的第一种方式称为“离线”式或“浸湿”式,在这种方式中,静止相是在将样品的成分分离后从分离室中提取出来。然后置于外部的分析器中对成分进行定性的和/或定量的分析。所述的分析器例如密度计,或视频扫描,亦或放射性扫描。
在这种方式中,样品最好在流动相供给之前为静止相,操纵模块用开关的方式控制着闸门、供给装置和外部加压装置,使得在整个分离过程中保持闸门关闭进行流动相的供给。就是说,闸门的关闭直到流动相的测得的压强值达到极限压强(或阈压强),然后流动相供给中断,然后,闸门打开,减弱外压强。
第二种方式称为“在线”式或“浸湿—移注”式。在这种方式中,在静止相分离出的各种成分都在静止相和/或在分离室出口处在线用分析仪进行定性的和/或定量的分析,例如有紫外或可见检测分析,亦可有质谱分析。在这种在线分析情况下,所有的分离成份都是用从分离室出来的流动相进行选取。
在这种方式中,述及的操纵模块同样是用开关的方式控制着闸门、供给装置、以及外部加压装置,以使在整个分离和分析过程中都进行流动相的供给,同时在测得的流动相的压强小于极限压强时保持闸门关闭,此后保持闸门打开。
此处的样品,可以是在未供给流动相之前,亦可是一旦将闸门置于打开位置,将样品置于静止相。
本发明的装置中还具有独立的或组合的其它特征,尤其是:—一个室,它的安排使得能够接受一个含有静止相的装配盒;—各个外加压装置,其中在静止相的上表面相对处可以有一个挠性片,以及将这个片按在静止相上面用来施加选定强度的外压强的施压装置。
—施压装置,其中可以有一个流体容器,用来生成外压强(或更简要地说外加压流体),并和供给回路配合。然而,可以考虑使用其它装置,例如用气体动力学装置或机械装置。
—外加压流体容器和流动相供给装置,这些可以是在同一个流体供给单元中。
—静止相,可由待处理的样品在引入分离室前供给,或由该样品在通过同一个入口或别的入口引入分离室时供给。
—操纵模块,其安装为的是在将样品引入之前,一方面命令闸门处于防止流动相泄出状态,另一方面命令供给装置将选定体积的流动相提供给静止相,最好使得这个体积与测得的流动相压强相对应,而流动相压强大体上和极限压强相等。
本发明还涉及到用加压流(sous flux forcé)分离的至少一种样品的各种成分的处理方法。这种方法中有如下之阶段:a)将适于在至少选择的第一处接收要处理的至少一种样品的至少一种静止相置于分离室。
b)向选定的静止相的至少一个第二处供给流动相,同时在静止相的上表面施加选定的外部压强,而还要防止述及的流动相离开静止相。
c)在分离室的上游或下游测量流动相的压强。
d)将每个测得的压强值与和与选定的外部压强相关联的极限压强进行比较,且当测得的压强变为大于或等于极限压强时,降低流动相压强,以使流动相压强小于或等于极限压强。
附图说明
审读后面的详细说明及附图就能看出本发明的别的特征和优越性。
附图有:—图1示意性地示出根据本发明的适于用浸湿式和/或浸湿—移注式分离的装置的实施例。
—图2是图1中的分离室的横向剖面图。
—图3是图1所示装置之变型。在这个变型中,外部加压装置不是液体动力学的,而是例如为机械的。
—图4a和图4b都是坐标图,其中示出α面、全湿度面以及测得的压强随时间的变化,分别对应于在分离室的上游对测得的流动相压强进行调节的浸湿式(a)和浸湿—移注式(b)。
—图5(a)至5(d)是图1和图3所示装置的变型。
具体实施方式
所有的附图都是主要地示出某些特性。因此,不仅能够用来对描述的进行补充,而且可以在需要时用于对本发明的定度。
在后面的详细描述中,将参阅一种强制流分离复杂样品的处理装置(或OPLC)。此处所说的样品处理主要是分离出构成样品的成份,通常要和一个或多个在线的和/或离线的这些成份的分析相结合。
在图1和图2示出的装置中首先有分离室1,适于接收吸着层(英文为Sorbentlayer),构成静止相,该层2例如是由硅胶、氧化铝、硅酸锰、以无机成分为主的滑石粉、纤维素、合成树脂、以有机成分为主的聚酰铵等的粉末或颗粒,或者是这些成份中的一些的衍生物或混合物,在一平的支承物上构成具有一个或两个分离的静止相的层2。但是,非常明显,所用材料及其表面状态(粒度、孔隙率、及其它)和要处理的样品的类型有关。
述及的层2最好是静止在刚性支承物3上,而支承物3是由分离室1的下底4支承着,而距离下底4有一定的距离,以在支承物3的下面构成一个空腔12。一种或多种待处理的样品是处在层2的和底4相对的上表面5的至少一个选定的第一处6。同时将流动相引入这同一个上表面5,是在至少一个选定的第二处7。如前面指出的那样,流动相是用来使样品的成分迁移。
所谓的“处”可以是一个小的局域的,亦可是直线型的、曲线型的、或者是圆形的、亦或是任何选定的别的形式的扩展区域。
后面可以看到,第一处6和第二处7至少是可以部分重迭的。技术人员懂得根据希望进行的处理类型选择一个或多个第一处和第二处。这样,根据第一处6及第二处7的各自的位置,分离可以是单向的、亦可是双向的、或是循环的,还可是反循环的。然而这一切都是技术人员所已知的,并非是本发明的目的。
在距层2的上表面5的上方一个小距离处置一挠性片8,例如为一特氟隆片。后面将会看到,这个片8是用来施加一个外部压强,可以是均匀的,亦可是不均匀的,施加于静止相的上表面5上,在图2的示例中,片8在相对于至少第二处7的一部分上有第一孔9,让管10的端头穿过,用来在第二处7分布流动相。
在一个变型中,可以预先将层2(或是静止相)存于一个安排好的装配盒中,以在处理之前将这个层引入分离室。这个盒的上壁通常可以有一个外加压强挠性片。在这个变型中,最好是在将盒在引入分离室之前将样品植于静止相。然而这并非是必须的,特别是在装配盒中没有挠性片的时候。
如果要将样品引入到层2(或者静止相)上面,一旦将样品置于分离室1中,片8与第一处6的至少一部分相比至少有一个第二孔,用来使一根管子的端头通过,这根管子将样品引入第一处6。当然,当第一处6和第二处7至少有部分重迭时只有一个孔就足以将流动相和样品都引入。
分离室1的上部分是用壁11封闭的。在图1和图2所示的实施例中,壁11较片8高少许。在这个上壁上有第一入口13,以让流动相分布管10的一个端头穿过。在分离室的下底4上有第二入口14,以让外加压流体的供给管15的一个端头穿过。这种外加压流体(或压强传递流体)可以是气体,或者如在后面描述的实施例中那样为一液体,比如油。
述及的外加压流体最好是在一条封闭的回路中循环。其供给的上游部分是用管15构成的而其下游部分是用管19构成的。管19的第一端20通过在下底4上构成的开口21而通到在分离室1的腔12中,同时管19的另一端22通到外加压流体容器27中。这个容器27和第一微型泵合作工作。第一微型泵是用本装置的操纵模块25控制的,操作模块25最好是置于在流体供给单元23中。
还有,最好在外加压流体供给管15上装有一个压强传感器32,压强传感器向操纵模块25发送其测得的压强。这样,操纵模块25就可以对第一微型泵施以作用,以根据需要确定外加压流体的供给流量,因而确定加在层2上的外部压强。还可以在管20的开口21和容器27之间安排一个闸门34。
当外加压流体流动时,就有一个大体为竖直的压强作用在支承物3的下表面,这便将这个面抬起,因而根据选定的外压强的强度,片8和静止相彼此压迫。
如在图3所示的实施例的情况,可以考虑使用别的静止相2的外加压装置,例如机械装置、气体动力学装置,或是其它类型的装置。这样可以在某些情况下避免使用一个外部回路来供给外部加压流体。
在图1和图2所示的示例中,分离室中至少有一个或大或小的第三处16,这是一个用来样品成分分离的流动相的收集区。这第三处可以处在静止相的上面,如在图2中示出的那样,亦可处在静止相的周边。在第一种情况下,片8上有一个第二孔17,用来让流动相收集管24的一个端口通过,而分离室中开有出口18,用来使管24的这个端头穿过;在第二种情况下,第二孔是无用的,因而,只有出口18是所要的。
向层2供给流动相的管10中有一个端头26和第二微型泵连接,这个微型泵和一个或多个流动相容器28结合,以建立一个连续梯度或分级梯度。这个微型泵也为操纵模块25所控制。第二微型泵最好也是装在单元23中。
当然,在图3所示的例中,流体供给单元23仅供给流动相,因而其中只有一个微型泵。
根据本发明,可以在分离室1的流动相入口13的上游安装一个压强传感器29,亦可在这个分离室1的流动相出口18的下游装一个压强传感器30。
然而,如在图1和图3中示出的那样,还可以在分离室1的流动相输入口13的上游安装第一压强传感器29,在分离室1的流动相输出口18的下游安装第二压强传感器。这带有两个传感器的最后一种方案特别有好处,因为这种方案改善了装置的控制精确性。第一传感器29的安装使得对在供给管10中流动的流动相的压强进行测量,而与此同时,第二传感器30的安装使得对在收集管24中流动的流动相的压强进行测量。这样,第一传感器29向操纵模块25传输上游压强的测量值PI,而第二传感器30向操纵模块25传输下游压强值PO。
而且,本发明还要在流动相输出口18的下游安装一个闸门31用来控制流动相的流量。于是这个闸门是安装在收集管24上,最好在第二压强传感器30(当有第二压强传感器时)的下游。
闸门31的运行状态是由操纵模块25根据第一压强传感器29测得的第一压强PI与第一极限压强PMI LIM之间的第一比较以及第二传感器30测得的第二压强PO和第二极限压强PMO LIM之间的第二比较进行控制的。PMI LIM和/或PMO LIM都选在较所加的外部压强Pext为小。
第一极限压强PMI LIM和第二极限压强PMO LIM以及Pext都存储在一个存储器的寄存器中,最好是可重写的,以使各极限值能适合于浸湿式和浸湿—移注式的使用条件。在分离后将外压强释放。
当然,如果仅安装一个压强传感器(29或30),则闸门31的运行状态便由操纵模块25仅根据一个测得的压强(P1或P0)与相关联的极限压强(PMI LIM或PMO LIM)之间的比较进行控制。
最好,供给分离室1的流动相的流量与施加在层2上的外部压强都是由操纵模块25在供给微泵处控制。
这样由于控制了外加压装置(外加压流体的流量或施加在静止相2上的力)以及共同控制了闸门31(于是控制了流动相的收集流量)和控制流动相的供给流量,就能非常精确地控制全湿度面(front d′humiditétotale)的线性,而全湿度面表征流动相在外加压装置的作用下在静相2中的移动。
事实上,如前所述,当闸门31处于“关闭”状态(流量为零),在此状态下禁止流动相泄出分离室的外边,囚禁在静止相中的空气在流动相到达之前逐步在α面前压缩,于是,作用在α面上的压强就逐渐增加,与此同时,它的迁移速度就逐渐减小,处在α面和全湿度面之间的部分湿度区(或α区)亦逐渐缩小,以致全湿度面逐渐趋于准线性。
这种准线性状态对应于极限压强(PMI LIM、PMO LIM),易于确定。
因此,操纵模块25仅对测得的压强是否分别大于或小于对应的极限压强进行比较以进行伺服。当测得的压强PI和PO大于或等于极限压强PMI LIM和PMO LIM,(而这两个极限压强都小于Pext)则操纵模块25作用于闸门31,通常作用于诸微型供给泵中的至少一个,以使流动相能够,或者不能从分离室1流出。当闸门31是用于改变流量(和“全开”或“全闭”两种运行方式相对,则收集(排泄的)的流量在整个部分湿度区离开静止相和分离室的过程中都是根据测得的压强与相应的极限压强的差来确定。
相反,全开或全闭方式运行的好处是调节简单,在这种运行方式中,闸门31根据比较的结果从“封闭”状态转换到“打开”状态,或者相反。“封闭”状态对应于流量为零,“打开”状态对应于流量的最大值。
可考虑两种运行方式。第一种方式对应于离线型装置或浸湿型装置的运行。在这种运行方式中,在装置中的处理仅仅涉及到对样品成分的分离,其成分的分析(定性分析和/或定量分析)是在样品分离并对静相2提取之后在外部分析器中进行的。所有技术人员已知的分析方式都可以考虑。
在此第一种运行方式中,样品可以是在静止相2引入分离室1之前或之后放入。最好是从“干”静止相开始,干静止相是说,供给流动相之前的静止相。操纵模块25命令闸门31完全关闭,然后再供给流动相。在整个分离过程中,闸门31保持封闭,就是说,在上游测得的流动相压强PI小于极限压强PMI LIM,或者如在后面参照图4b说明与PMI LIM相差很大。
然后,当测得的压强达到或超过极限压强PMI LIM,则用在相应的微型泵上的作用来中止流动相的供给,打开闸门31,由此导致这个流动相压强的降低,例如达到环境压强,最终,外部压强放开。如前所述,如果闸门31以“全开”或“全闭”方式运行,它将从关闭状态转换到打开状态。相反,如果闸门是可变流量的,则从关闭状态转换到一个流量不为零的打开状态(严格地说大于零而小于或等于最大流量)。这个状态是由操纵模块根据分离条件的特征函数来选择的。这个状态是建立在空气和流动相的粘滞系数的差上面的。
第二种方式对应于“在线”型或“浸湿—移注”型装置的运行。在装置内的处理涉及到与在线的和/或在外部的样品分析相配合的样品成分的分离。分离的成分就在静止相进行定性的或定量的分析并且/或者在分离室的外面通过对从这个分离室输出的含有分离的成份的流动相进行分析。
在第二种方式中,可以在浸湿之前在静止相上引入样品,即在引入流动相之前引入样品。亦可是另一种情况:浸湿阶段先于样品的引入。一旦操纵模块知道所用的静止相的类型,就能从操纵模块上知道用于浸湿的体积。
样品的成份是在常供流动相的开关作用下及闸门31的状态管理下分离的。事实上,和在浸湿方式中完全一样,操纵模块25首先命令闸门31完全关闭,然后供给流动相。在仅具有一个上游压强传感器的实施方式中,在测得的上游流动相压强PI小于极限压强PMI LIM,(或在后面参考图4b的说明中与PMI LIMO相差很远)时,闸门31保持关闭。
然而,当测量压强达到或超过极限压强PPI LIM(或PMI LIMO)时,保持流动相的供给而打开闸门31,这便导致降低流动相压强。当然,如前面一样,当闸门用全开或全闭方式运行,则它从封闭状态转换到打开状态,以使流动相以最大流量排泄(于分离室外)。与此相反,如果闸门31是可调流量的,则它从其关闭状态转变到其某一个打开状态,以使流动相(向分离室外)排泄的流量不为零(严格说,大于零而小于或等于最大流量)。这个状态是由操纵模块根据分离条件的标准函数选择的。在样品分离结束后,用流动相将分离出的样品的成份运出分离室,成份的分析是在静止相和/或在分离室的外边。
如在图1和图3中所示出的那样,可以安装一个电压的或电流的供电模块33,用来供给置于在分离室1中的电极,以进行电色谱分离或电泳分离。这些电极可以是平行于流动方向排布,亦可是垂直于流动方向排布。电泳相对于流动相分离的进行可以是同时的,亦可是顺序的。
因此,可以是利用和流向垂直的电极,在闸门31打开的状态下,在预湿(pré-humidification)(或预浸)(ou pré-mouillag)的浸渍之后进行电色谱(electro-chromalographèe)。在预浸后,可以同时地亦可以顺序地进行电色谱和色谱。色谱分离和电色谱的分离在预浸湿的静止相上可以是同时的,亦可是顺序的,可以使用和流向平行的电极、亦可使用和流向垂直的电极。当然,电泳也是在湿相(或浸湿相)下进行的。
在静止相中还可以含有多个相同的区域或不同的区域,在每个区域中进行特定的处理(分离和/或分析)。在不同的区域中所用的外加压装置通常可以是不一样的,或者,使用的装置相同,但所加的压强不同。
在图4a(浸湿)和图4b(浸湿—移注)中所示的坐标图上分别示出上述的不同情况。更详细地说,在图的上部可以看到α面(实线示出,且用1标出)和全湿面(虚线示出,且用2标出)随时间变化的比较,而在图的下部,看到在分离室的入口13的上游处测量到的压强PI(用实线示出,且用3标出)和在分离室1的出口18的下游测量得到的压强PO(用实线示出,且用7标出)随时间的演化。
在用A、B、C、D标出的四个长方形中标出了在相继的四个时刻α面(1)和全湿面(2)的瞬时图。
在坐标图的上部,用MI表示出流动相的引入处(或选定的第二处7),同时用MO示出了流动相的收集处(选定的第三处16),用标号(6)指出了在MI和MO之间样品的植入处,标号(4)指出了α面(1)消失的地点和时刻,标号(5)指出了全湿面消失的地点和时刻。
还有:—PMI LIM表示在分离室入口13的上游处与外压强相关的流动相极限压强;—PO表示在分离室的出口18的下游处测得的压强;—Pext表示由外加压装置施加在静止相上的外部压强(Pext总是严格地超过PMI LIM,例如,PMI LIM的典型值大约选择在Pext的80%,事实上是在程序开始时选择外压强,并由操纵模块据此自动导出极限压强的值)。
—PMI LIMO表示在浸湿—移注方式中的流动相极限压强,同样和外压强相联系,但选取的值要小于极限压强PMI LIM,这实际上涉及的是一个安全压强。换言之,这个压强是一个实际的极限压强,是操纵模块希望用来和在分离室的上游测得的压强PI进行比较的极限压强值。因此,这个值与决定在保持流动相供给的情况下打开闸门31的时刻相对应。显然,当装置在这种方式下运行时,操纵模块直接根据Pext计算出PMILIMO。
现在参照图5a到5d来描述在图1和图3中示出的装置的几个变型。在这些变型中,所有的部件都大体上和在图1和图3中相同,且用相同的数字标出。当然,这些变型仅仅是在众多的别的变型中的几个实施例。
图5a示出了第一个变型,其中装有单元35,用来同时向静止相供给流动相和样品。单元35装在流体供给管10的上面,位于上游压强传感器29和分离室1的入口13之间,且与样品注入管36相接。样品注入管36通过其入口进入分离室,相对于第一处6开口。仅仅一根管10就同时注入流动相和样品。
图5b示出了第二个变型。在这个变型中设计有单元37,用来向两个不同的且相互独立的第二处供给静止相,以便进行双向型分离,或处于两个不同的静止相上的样品的分离。有一管38向单元37供给流动相,而从单元37出来的两根管39和40中的每一个向两个第二处中的一个供给,这两根管在通过两个入口进入分离室后,在相对于两个第二处的地方的两个开口处9和17处穿过片8。在双向分离的假定条件下,流动相线基本是线性的,在两个分离注入处之间实现,且分离大体上在与这线相垂直的方向进行。单元37还有一功能,就是将一个或多个不同的流动相导向其(一个或多个)静止相的相应的区域。
在这个变型中有两个独立的第三处,用来收集每一个流动相,其中每个流动相是用来在分离室1的两个不同部分中的每一个处分离样品的成分。于是,这个分离室有两个独立的收集出口43和44,分别供给两根管45和46,这两根管和闸门31连接,于是闸门31有两个入口和一个出口。
图5c示出了第三种变型。在这种变型中设计有一个单元37,用来将流动相并行地供给三个不同且相互独立的第二处,这三个第二处通常构成同一个静止相或三个不同的静止相。一个管38向单元37供给流动相,而发自单元37的三根管47、48、49中的每一个向这三个第二处中的每一个供给,这三根管通过三个入口50、51和52进入分离室后,在相对于三个第二处的三个开口处9穿过片8。
在这种单向型分离的变型中,设计有三个相互独立的第三处来收集每一种流动相,每种流动相是用来在分离室1的三个地方中的每一处分离(一种或多种)样品的成份。因此,在这个分离室中有三个相互独立的收集出口53、54和55,分别向三根管56、57和58供给。这三个收集管都和闸门31连接。在本变型中,闸门31是一个三通闸门(vannetriple),以使收到的三种流动相中的每一种都分别的、独立的流出。
图5d示出了第四种变型。在这个变型中安有单元59,用来同时将流动相和样品供给静止相,和在图5c中一样,流动相的供给可以是用三条通道并行供给,所有的都作为样品的植入,沿三条通道并行进行。于是,这个单元59一方面是和三个流动相供给管60、61和62连接,这三根管通过三个流体入口伸入分离室并相对于在三个第二处的三个开口处9穿过片8;而另一方面单元59和三个样品注入管63、64和65连接,这三根样品注入管通过三个样品入口伸入分离室,并于相对于三个第一处的三个开口处穿过片8。
在这种单向型分离的变型中,设计有三个相互独立的第三处来收集每一种流动相,而每种流动相是用来在分离室1的三个不同部分中的每一个中分离(一种或多种)样品的成分。于是这个室有三个相互独立的收集出口72、73和74,分别向三根管75、76和77供给。这三根管和闸门31连接。在这个变型中,闸门31是一个三门闸门,以使三种收到的流动相分别独立地流出。
本发明还涉及到一种用加压流体分离样品的处理方法(OPLC)。在这种方法中有如下之阶段:在第一阶段:将适于在至少一个选择的第一处接收待处理样品中的至少一种静止相放于分离室中。当然分离室的布局可以并行地、亦可是串行地、亦或是彼此堆积地接收多种静止相。对此,技术人员都相当熟悉。
这种静止相,最好如在本发明的装置中描述的那样是为静止相的一个层,或是在为该层而预制的一个支承物上而直接置于分离室中,或是预先放在一个盒子中再引入分离室。同样可以将样品预先置于静止相,以在将这种静止相引入分离室之前,或是一旦将引入的静止相植入(或注入)分离室时就分离其成分。
在第二阶段:向选定的静止相的至少一个第一处供给流动相,同时将一个选定的外部压强加在静止相的上表面,并避免流动相离开静止相。
这种外加压强并非必须是单一的,可以考虑将不同的外部压强施加在同一个静止相的几个不同的区域,或施加在置于同一个分离室的几个不同的静止相上。
在第三阶段中:在分离室的上游和/或下游测量流动相的压强。
在第四阶段中,将在上游和/或在下游测得的(一个或多个)压强与上游和/或下游的(一个或多个)极限压强相比较。然后,当测得的(一个或多个)压强大于或等于与之相关的(一个或多个)极限压强(而流动相的极限压强是和外部压强Pext相联系,后者大于(一个或多个)极限压强)时就减少流动相压强,使之小于或等于极限压强。在一种全开或全闭型的运行方式中,这种减压是不适用的(事实上是将流动相置于环境压强下)。相反,在“可变”型的运行方式中,可以根据比较结果来选择压强的值。
当闸门31在分离处理时处于打开状态时移注分离通常也是可能的。
完全和在前面装置的详细说明部分指出的那样,本发明可以用于浸入(或“离线”)式或浸入-移注(或“在线”)式。
在浸入方式中,本发明具有第四阶段:在上游测得的压强变得大于或等于压强PMI LIM时,将向静止相供给的流动相完全中断。如在图4b中示出的那样,可以将PMI LIM O用作极限压强来进行比较,这个压强严格小于PMI LIM。然后,最好是将流动相置于环境压强下,这便使流动相压强降低,最后释放外部压强。
在浸入-移注方式中,在第四阶段是禁止流动相从分离室流出,然后供给流动相。在分离室上游测得的流动相的压强小于极限压强时都禁止流动相流出。当测得的压强达到或超过极限压强PMI LIM或PML LIM O(根据初始进行的选择),保持流动相的供给而让流动相流出分离室之外,这便导致该流动相压强的减小。可以考虑在闸门打开的同时,调节流动相的流出流量,以使在整个处理过程中,测得的这个(这些)流动相的压强大体上处在与之相联系的(一个或多个)极限压强和最小压强之间。
在一种好的实施方式中,在第二阶段,外部压强是用流体的方式加在静止相上的,最好为水力学的方法。当然可以考虑用别的方法,特别是机械的或气动力学的。
在第一阶段中,可以考虑在植入样品之前开始向静止相供给流动相。这种供给在于以选定的体积充满静止相。因此在这个供给阶段,将流动相排泄出分离室之外是禁止的。相当方便,在测得的压强大体上等于极限压强时,接纳到分离室的流动相的体积几乎和静止相的总体积相当。
更一般地说,所有在描述装置时讲的都同样适用于本方法。
本发明并不局限于前面作为例子而描述的装置和方法,它是在后面权利要求书的框架内技术人员可能考虑的所有变型的总汇。
这样,在已经描述过的装置中,其流量调节装置中具有一个和闸门以及在分离室的上游和/或下游进行流动相压强测量相配合的操纵模块是相当有利的。然而在本发明中还涉及的这样装置,其流体调节装置中仅有一个分离室中的流动相流量调节闸门,这个闸门可以是用手工控制的、亦可用可编程控制模块来控制。
而且,在所描述的装置中,分离室仅处理在同一个支承物上放置的一个或一些在另一些一边放置的多个静止相。然而分离室适于接受多个一些在另一些上面堆放的静止相,其中可以有支持物,亦可无支持物;可用串行处理,亦可用并行处理;可以有添加物,亦可无添加物。
另一方面,在所描述的实施方式中,引入一种液态流动相来导引样品的成分。然而在首先引入溶剂,然再用气体,例如空气来移走(赶走)混有样本成分的溶剂时,本发明亦可应用。此处,空气起流动相的作用。这种技术的色谱名称为《flash》。由此得出,在以前和以后所有提到的流动相是一个广义的定义,例如为“导引流体”,可为气体,亦可为液体。

Claims (25)

1.在加压流作用下分离样品的处理装置,这种装置中有:—一个分离室(1),其用来安放至少一种静止相(2),静止相(2)适于在至少一个选择的第一处(6)接收至少一种要处理的样品;外加压装置,适于将一个强度选定的外部压强施加到静止相的上表面;还有将流动相分布于选定的静止相(2)的至少一个第二处(7)的流动相分布装置,以及流动相分布装置的至少一个第一供给入口(13)和将流动相排出分离室(1)外的一个第一出口(18),以及—向第一入口(13)供给流动相的装置,其特征在于在这个装置中有调节装置,它适于控制流动相压强,以使该流动相压强小于或等于与选定的外部压强相关联的一个极限压强,所述的调节装置具有位于第一出口(18)的下游的一个闸门,它适于在零值和最大值之间改变分离室(1)出口处的流动相流量。
2.根据权利要求1的装置,其特征在于在所述的调节装置中还有在第一入口(13)的上游和/或在第一出口(18)的下游测量流动相压强的装置以及一个根据测得的压强和所述的极限压强的比较来控制闸门的操纵模块(25),当测得的压强大于或等于所述的极限压强时将闸门置于开的位置。
3.根据权利要求2的装置,其特征在于操纵模块(25)的安装是用来和闸门配合,根据所述的比较控制供给装置和外加压装置(8)。
4.根据权利要求3的装置,其特征在于所述的操纵模块(25)一旦从测得的压强大于或等于极限压强,命令供应装置中断向分离室(1)供应的流动相,然后命令闸门置于打开位置,并使外加压装置放松外部压强。
5.根据权利要求3的装置,其特征在于所述的操纵模块(25)的安装使得在闸门(31)打开之后命令供给装置继续向分离室的第一入口(13)供给流动相,命令闸门处于打开状态,以使流动相根据选定的流量从分离室流出。
6.根据权利要求5的装置,其特征在于在所述的分离室中有样品成分的分析装置。
7.根据权利要求1至6中任一项的装置,其特征在于所述的分离室被安装以接收一个装有静止相的装配盒。
8.根据权利要求1至6中任一项的装置,其特征在于在所述的外加压装置中相对于静止相(2)的上表面(5)有一个挠性片,装置中还有施压装置,用来根据选定强度的外压强使片和静止相彼此相抵;所述的片上有一个开口(9),用来让分布装置向静止相(2)供给。
9.根据权利要求8的装置,其特征在于在所述的施压装置中有一个泵,和容器(27)配合,以使流体生成外部压强,这外部压强的供给开口于静止相(2)的下面的一个回路的上游部分,其特征还在于在所述的分离室(1)中有第二出口,这种布局是为和所述的容器(27)连接,收集外加压流体并向回路的下游部分供给。
10.根据权利要求9的装置,其特征在于所述的外加压流体泵和所述的流动相供给装置都是装在流体供给单元中,而流体供给单元(23)是用操纵模块(25)控制的。
11.根据权利要求1至6中任一项的装置,其特征在于是在将静止相(2)引入分离室(1)之前而向静止相供给样品的。
12.根据权利要求1至6中的任一项的装置,其特征在于在分离室(1)中有第二入口,用来将样品送到静止相(2)的第一处(6)。
13.根据权利要求1至6中任一项的装置,其特征在于其所述的第一处(6)和所述的第二处(7)至少是部分重迭的。
14.根据权利要求13的装置,其特征在于所述的供给装置被安装是用来向第一入口供给静止相和流动相。
15.根据权利要求2的装置,其特征在于其操纵模块(25)被安装是用来在供给样之前,一方面命令闸门处于禁止流动相流出分离室的状态,而另一方面命令供给装置向静止相提供体积已选定了的流动相。
16.根据权利要求15的装置,其特征在于所述的体积的选择使得这个体积等于使测得的压强等于极限压强所需的体积。
17.根据权利要求2至6中任一项的装置,其特征在于在所述的测量装置中具有第一传感器和第二传感器,第一传感器是在第一入口(13)的上游测量流动相的压强,而第二传感器是在第一出口(18)的下游测量流动相的压强;其特征还在于所述的操纵模块(25)被安装是用来根据将在分离室上游处测得的压强和第一极限压强进行的第一比较与在分离室下游处测得压强和第二极限压强间的第二比较来操纵供给装置和所述的闸门的。
18.在加压流作用下分离样品的处理方法,其特征在于在这个方法中有下列之阶段:a)将至少一种静止相置于分离室中,该静止相用于将至少一种要处理的样品接收到至少一个选择的第一处;b)向选定的这个静止相的至少一个第二处供给流动相,同时将选定强度的外部压强施加在这个静止相的上表面,并禁止流动相从静止相处流出;c)在分离室的上游和/或下游测量流动相的压强;d)将测得的压强和与选定的外部压强相关联的一个极限压强进行比较,且当测得的压强变得大于或等于所述的极限压强时,减小流动相压强,以使测得的压强变为小于或等于极限压强。
19.根据权利要求18的方法,其特征在于在阶段d)中,当测得的压强变为大于或等于极限压强时,便中断流动相供给,然后将引入静止相的流动相置于环境压强下,释放外部压强。
20.根据权利要求18的方法,其特征在于在阶段d)中,当测得的压强变得大于或等于极限压强时,让流动相根据一个选定的非零流量从分离室流出,同时继续向静止相供给流动相。
21.根据权利要求18的方法,其特征在于在阶段d)中,流动相的供给是通过加压和/或通过电场进行的。
22.根据权利要求18至21中任一项的方法,其特征在于在阶段b)中是用液体力学的方法将外部压强加在静止相上。
23.根据权利要求18至21中任一项的方法,其特征在于在阶段a)中是预先向静止相提供待处理的样品。
24.根据权利要求18至21中任一项的方法,其特征在于在阶段a)中是在一个子阶段后向静止相供给待处理的样品的,在这个子阶段中向静止相供给流动相,同时禁止流动相泄出分离室之外,直到这个静止相获得了选定体积的流动相。
25.根据权利要求24的方法,其特征在于所说体积的选择使其相应的测得的压强等于极限压强。
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