CN214374534U - 一种在线检测的全自动液相色谱仪以及液相色谱质谱联用仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种在线检测的全自动液相色谱仪，包括输液系统、进样系统、色谱分离系统和检测系统、数据处理系统，其特征在于进样系统采用的自动进样器以流通池作为样品盘，外部反应器与流通池的进口相联通，流通池的出口与接收罐相联通，外部反应器中的反应液在线实时流经流通池后收集于接收罐。本实用新型可以实现液相色谱仪和反应器在线连接，从而实现自动在线取样和分析，大大减少了操作人员的取样的繁琐工作。

Description

一种在线检测的全自动液相色谱仪以及液相色谱质谱联用仪

技术领域

本实用新型属于化学分析检测技术领域，特别涉及一种可以实现在线检测的液相色谱仪或液相色谱质谱联用仪。

背景技术

现在常用液相色谱仪在实际做样分析时，需要将样品手动从生物反应器(发酵罐)中取出，然后进行手动样品前处理或自动样品前处理，前处理完成后进行样品的色谱分析或者液质联用分析。该方法实际操作时需要手动将样品从生物反应器(发酵罐)中取出，然后再进行手动前处理或液相色谱自动前处理，这个过程操作繁琐，并且存在样品污染的风险。再如，在进行细胞培养上清液中氨基酸组分分析时，需要手动将样品和特定的试剂进行衍生反应(如果自动进样器具备自动衍生的功能，则可省略手动衍生步骤)，将衍生后的反应液放入专用的进样小瓶，然后放入自动进样器进行进样分析。在整个过程中涉及的样品转移过程颇多，存在交叉污染风险，并且需要人为操作偏多，浪费人力。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术中的不足，提供一种可以实现在线检测的液相色谱仪或液相色谱质谱联用仪，从而达到在线取样和在线样品分析的目的。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种在线检测的全自动液相色谱仪，包括输液系统、进样系统、色谱分离系统，输液系统、色谱分离系统分别与进样系统相连接，其特征在于进样系统采用的自动进样器以流通池作为样品盘，外部反应器的出料口与流通池的进口相联通，流通池的出口与接收罐相联通。

按上述方案，所述流通池、反应器和接收罐为n个，n为不小于1的整数。

进一步地，每一个流通池的进口与至少一个反应器相联通；每一个流通池的出口与至少一个接收罐相联通。优选地，每一个流通池的进口与一个对应的反应器(反应器可以相同或不同均可)相联通；每一个流通池的出口与一个对应的接收罐(接收罐可以不同或者相同均可)相联通。

进一步地，每个流通池的容积为300μL-1mL。

按上述方案，所述流通池的进口位于池体下方，出口位于池体上方。

按上述方案，所述反应器为生物反应器，例如发酵罐等。

按上述方案，所述在线检测的全自动液相色谱仪还包括检测系统和数据处理系统。其中，检测系统可以采用紫外检测器、荧光检测器、示差检测器和蒸发光散射检测器等。

本发明所述的在线检测的全自动液相色谱仪也可以与质谱串联使用，即为一种在线检测的全自动液相色谱质谱联用仪。其中，所述质谱主要采用三重四极杆质谱等。

本实用新型的工作原理：外部反应器中的反应液在线实时流经流通池后收集于接收罐，自动进样器根据程序设置时间间隔从流通池采集反应液(反应液即为待测样品溶液)，然后经输液系统输出的流动相载入色谱分离系统进行分离，检测系统检测色谱分离系统的流出信号，后续数据处理系统将检测信号显示为谱图。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该在线检测的液相色谱仪或液相色谱质谱联用仪能够实现对外部反应器中的反应液进行自动在线取样和自动分析检测，无需人工定时取样，工作效率高，也能消除手动取样和样品转移过程中造成的人为误差，适用性强。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。图2为应用例1中单抗生产用细胞上清液培养2天时氨基酸的LC-UV色谱图。

图3为应用例2中单抗生产用细胞上清液中基酸类、糖类、维生素类、核苷类以及有机酸等上百种化合物的LC-MS/MS色谱图。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面结合实施例进一步阐明本实用新型的内容，但本实用新型不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1

一种在线检测的全自动液相色谱仪，包括输液系统、进样系统、色谱分离系统和检测系统、数据处理系统；

其中，输液系统与进样系统相联通；具体地，输液系统采用高压输液泵分别输送流动相A和流动相B，流动相A和流动相B经过混合器混合后，输入进样系统将进样系统的样品溶液载入色谱分离系统和检测系统；

进样系统采用的自动进样器以流通池作为样品盘，生物反应器发酵罐的出料口通过阀门与流通池的进口相联通，流通池的出口与接收罐相联通。具体地，所述流通池、反应器和接收罐分别为反应器6个，每一个流通池的进口与一个相应的反应器相联通；每一个流通池的出口与一个相应的接收罐相联通；每个流通池的容积为300μL-1mL，进口位于池体下方，出口位于池体上方；

色谱分离系统采用色谱柱和柱温箱，对进样系统从流通池采集的待测溶液(即由发酵罐流入流通池的反应液)进行分离，被分离成单个组分依次从柱内流出，通过检测系统时，样品浓度被转换成电信号传送到数据处理系统，数据以图谱形式打印出来。

实施例2

一种在线检测的全自动液相色谱质谱联用仪，在实施例1所述装置的基础上增加质谱仪，对进样系统从流通池采集的待测溶液(即由发酵罐流入流通池的反应液)进行分离，被分离成单个组分依次从柱内流出，通过质谱仪得到质谱图。

应用例1

利用实施例1所述全自动液相色谱仪自动取样和自动柱前衍生对单抗生产用细胞上清液中的氨基酸进行定量分析。氨基酸标准品、衍生试剂邻苯二甲醛(OPA)和氯甲酸-9-芴基甲酯(FMOC)、巯基丙酸(MPA)以及其他试剂购于Sigma Aldrich公司，乙腈购于霍尼韦尔公司，超纯水为Milli-Q制水。所测氨基酸为：甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、组氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、酪氨酸、丝氨酸、瓜氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、赖氨酸、半胱氨酸、精氨酸、苏氨酸等。

本应用例中使用岛津超高效液相色谱仪LC-20A液相色谱仪系统。具体配置为：LC-20AD×2输液泵，DGU-20A5在线脱气机，SIL-30ACFV自动进样器，CTO-20AC柱温箱，CBM-20A系统控制器，LabSolutions Ver.5.97色谱工作站。分析条件如下：

超高效液相色谱仪条件：色谱柱为反相色谱柱，流速为1.0mL/min，流动相A为17mmol/L磷酸二氢钾、3mmol/L磷酸氢二钠溶液，B相为乙腈-甲醇溶液(60/40，v/v)，具体梯度洗脱程序如表1所示；

表1梯度洗脱程序

利用全自动液相色谱仪自动取样和自动柱前衍生对单抗生产用细胞上清液中的氨基酸进行定量分析的实施步骤如下：

(1)自动取样：仪器前端所连接的细胞培养生物反应器(即发酵罐)做执行的培养方式为灌流培养，生物反应器出口端细胞上清液的流速约为7g/min，流出的细胞上清液会流经全自动液相色谱仪自动进样器的微量流通池。根据实验需求，在数据采集软件LabSolutions中设定取样时间(0h，12h，24h，36h，48h，60h和72h)，自动进样器中的进样针会从流通池进行取样。

(2)自动柱前衍生：步骤(1)所取的细胞上清液会根据软件中内置的程序进行自动柱前衍生，衍生试剂邻苯二甲醛(OPA)和氯甲酸-9-芴基甲酯(FMOC)分别用于一级氨和二级氨的衍生。衍生时的样品和试剂取样量、混合次数以及反应时间由LabSolutions内置程序控制，无需人为干涉。

(3)自动分析：步骤(2)中自动衍生后的样品会按照软件设定的程序自动注入到液相色谱图系统进行分析，利用已优化好的液相色谱梯度条件进行梯度洗脱。

如图2所示，应用例1中可以将目标氨基酸进行分离和检测，有较好的色谱峰形，可用于准确定量。通过外标法可以对目标氨基酸进行定量，根据定量结果可以调整培养基或者补料中氨基酸的配比，从而提高单抗药物的质量和产量。

表2所测氨基酸列表

应用例2

利用全自动液相色谱质谱联用仪通过自动取样的方式对单抗生产用细胞上清液中多组分(组分列表请见表4)进行分析。其中内标2-异丙基苹果酸购于Sigma Aldrich公司，乙腈购于霍尼韦尔公司，超纯水为Milli-Q制水。

所用仪器为岛津超高效液相色谱仪LC-30A与三重四极杆质谱仪LCMS-8050联用系统。具体配置为：LC-30AD×2输液泵，DGU-20A5在线脱气机，SIL-30ACFV自动进样器，CTO-20AC柱温箱，CBM-20A系统控制器，LCMS-8050三重四极杆质谱仪，LabSolutions Ver.5.97色谱工作站。分析条件如下：

超高效液相色谱仪条件：色谱柱为反相色谱柱，流速为0.35mL/min，流动相A相为体积分数为0.1％甲酸的水溶液，B相为体积分数为0.1％甲酸的乙腈溶液，具体梯度洗脱程序如表3所示；

表3梯度洗脱程序

三重四极杆质谱仪条件：电喷雾电离，正负离子同时扫描，雾化气3.0mL/min，干燥气10mL/min，加热气10mL/min，离子源接口温度300℃，脱溶剂管温度250℃，加热模块温度400℃。

利用全自动液相色谱质谱联用仪通过自动取样的方式对单抗生产用细胞上清液中多组分进行分析的操作步骤如下：

(1)自动取样：仪器前端所连接的细胞培养生物反应器做执行的培养方式为灌流培养，生物反应器出口端细胞上清液的流速约为7g/min，流出的细胞上清液会流经全自动液相色谱仪自动进样器的微量流通池。根据实验需求，在数据采集软件LabSolutions中设定取样时间(0h，12h，24h，36h，48h，60h和72h)，自动进样器中的进样针会从流通池进行取样。

(2)自动稀释：可根据需求，利用LabSolutions的预处理程序将步骤(1)吸取的样品进行自动在线稀释，稀释倍数为10～100不等。

(3)自动分析：步骤(3)稀释后的细胞上清液会自动注入液相色谱质谱联用系统，按照专利CN 106226448A中的已有条件进行分析，方便快捷。

表4应用例2中所测95种化合物和1个内标及其保留时间

如图3所示，实施例中通过自动取样，自动在线稀释和分析可快速完成细胞上清液中95种化合物的分段扫描，分析速度快，有较好的色谱峰形。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种在线检测的全自动液相色谱仪，包括输液系统、进样系统、色谱分离系统，输液系统、色谱分离系统分别与进样系统相连接，其特征在于进样系统采用的自动进样器以流通池作为样品盘，外部反应器的出料口与流通池的进口相联通，流通池的出口与接收罐相联通。

2.根据权利要求1所述的在线检测的全自动液相色谱仪，其特征在于流通池、反应器和接收罐为n个，n为不小于1的整数。

3.根据权利要求2所述的在线检测的全自动液相色谱仪，其特征在于每一个流通池的进口与一个生物反应器相联通；每一个流通池的出口与一个接收罐相联通。

4.根据权利要求1所述的在线检测的全自动液相色谱仪，其特征在于流通池的容积为300μL-1mL。

5.根据权利要求1所述的在线检测的全自动液相色谱仪，其特征在于流通池的进口位于流通池池体的下方，出口位于流通池池体的上方。

6.根据权利要求1所述的在线检测的全自动液相色谱仪，其特征在于还包括检测系统和数据处理系统。

7.根据权利要求6所述的在线检测的全自动液相色谱仪，其特征在于检测系统选自紫外检测器、荧光检测器、示差检测器和蒸发光散射检测器中的一种。

8.根据权利要求1所述的在线检测的全自动液相色谱仪，其特征在于反应器为生物反应器。

9.根据权利要求8所述的在线检测的全自动液相色谱仪，其特征在于生物反应器为发酵罐。

10.一种在线检测的液相色谱质谱联用仪，其特征在于：包含权利要求1所述在线检测的全自动液相色谱仪。

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