CN220913059U - 毛细管液相色谱系统及用于其的光学检测器模块 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及毛细管液相色谱系统及用于其的光学检测器模块。该毛细管液相色谱系统，包括溶剂输送管理器，该溶剂输送管理器包括第一溶剂泵组件，该第一溶剂泵组件包括第一泵外壳或安装架。还提供了基础模块，包括可由用户自由操作的基础模块外壳、或基础模块支架、以及用于将样品注入液相色谱柱的进样阀。该进样阀具有用于接收样品的进样口，并且该进样阀安装在该基础模块外壳或该基础模块支架之中或之上。该溶剂输送管理器被配置为将溶剂输送到该进样阀。还提供了一种可重配置控制系统，用于控制该可重配置毛细管液相色谱系统。

Description

毛细管液相色谱系统及用于其的光学检测器模块
实用新型领域
本实用新型涉及液相色谱，包括液相色谱系统、以及配置或重配置液相色谱系统的方法。尤其涉及毛细管色谱，但不仅限于此。本实用新型还涉及液相色谱的光学检测器模块，包括液相色谱系统中配置或重配置光学检测器模块的方法。尽管本实用新型描述的是与制药行业相关的应用，但不仅限于此。例如，另一个应用领域是对土壤和水的环境监测，用于持久性污染物的检测。应用领域不仅限于上述领域。
背景技术
对于制药行业，在制药过程中存在着“反应监测”的需求，即对活性药物成分(active pharmaceutical ingredient，API)进行测定，在此之前需将API与制药过程中的杂质分离。反应监测的目的是确保反应底物耗尽，只留下最低可接受的杂质。
通常，制药公司的研发部门会验证特定的监测系统，例如液相色谱系统，是否适用于反应监测。一旦某个特定系统获得批准并被认为适用于监测特定反应，则该系统(和方法)有机会在跨国制药公司的全球范围内的多个生产地点投入使用。
现有监测系统存在的问题之一，首先是复杂性。从大型制药企业到环境检测机构的实验室，都在投资于大量高端而功能繁多的分析仪器用于监测。问题是，这些设备不仅需要专业的操作人员，而且通常只被用于专门的用途，即仅利用其所有功能的一小部分。投资和对操作人员专业知识的需求往往导致实验室变得中心化。这意味着，样品必须被递送到实验室，并等待其被分析测定。
在许多上述情况中，样品仅需要最低限度的分离，即可供过程化学家了解反应进程并确认API的纯度。同时，最低限度分离和高端分离之间的变异系数百分比没有显著差异，即表格数据相同，尽管高端分离中的峰信号更加清晰。复杂性还增加了空间需求。换句话说，系统越复杂，能够执行各种任务的能力越强，其占用空间就越大。
关于空间需求，监测系统需要设置在与反应器旁边，因为需要快速生成分析结果并进行决策。然而，反应通常在实验室的通风橱中进行，许多高端系统无法放入通风橱中。只是因为尺寸问题。将它们放在排风罩旁边使用会占用很多空间，因而造成拥挤而使得实验室运行过程中产生不必要的风险。
某些现有系统的另一个缺点是得到分析结果所需的时间长。例如，高效液相色谱通常需要25分钟才能完成。另一方面，超高效液相色谱(UPLC)只需2.5分钟。尽管速度快，但UPLC也带来其他困难和/或复杂性。UPLC通常以每分钟200-700微升的速度运行。例如，Waters Patrol系统每分钟使用600微升。UPLC的色谱柱颗粒更小，通常在更高的背压下操作，范围为5000-10000psi。在更高压力下操作会导致所需系统性能更加复杂并且昂贵。例如，更高的压力需要更好的泵密封零部件。
鉴于UPLC通常使用高流速以达到更好的分离效果，这也意味着需要大量的溶剂。使用大量的溶剂，意味着需要大容量的溶剂储存和废液储存容量。而这带来两个负面影响：首先，大瓶溶剂使得UPLC设备达到的总体尺寸更大，与需求背离；此外，大瓶溶剂会带来储存的危险，因为它们存在爆炸风险。
部分现有系统的一个缺点是它们是集成色谱柱设计。换句话说，集成柱设计不能被非系统兼容的设计替代。如果系统被限制于只能用一种独有的集成柱设计，会限制其应用领域。制药客户不希望在选择最适合研究的色谱柱前失去灵活性。例如，在确定最合适方法前，制药公司的分离方法研发团队可能希望尝试至少10种不同的商品色谱柱，甚至可能多达30种不同的柱子。
此外，许多现有的HPLC系统只能由制造商完成模块功能配置。例如，以往的系统可能包括泵模块、进样器模块和检测器模块，都安排在一个单元内。每个单元的功能由制造商预设，不允许用户在单元内重配置模块。如果用户想要附加的功能，例如从高压系统更改为低压系统，则可能需要完全不同的泵单元。这个单元将叠放在原始单元上。此外，如果用户需要不同类型的检测器，则可能需要获取一个不同的检测器单元。这个单元将叠放在原始单元上。因此，用户必须为所需要的每个附加功能获取附加的单元。然而，单元叠加在单元之上(通常排列成一堆)，变得笨重且不便携。这种只适合放置于工作台上的配置不适合运输。
此外，对集成式或微型化的尝试往往会带来更多缺点。例如，液相色谱柱以芯片的形式存在，可插入仪器进行使用。这个“芯片柱”是以硅为载体蚀刻的通道，通道内填充有颗粒。连接方式很棘手，客户在连接方面极可能会出错。
在其他现有技术中，Thermo Fisher Scientific开发了一种称为EASY-SprayTMHPLC柱的卡匣为概念的色谱柱。这是一个带有喷针的标准毛细管柱。然而，客户抱怨说，如果喷针头被堵塞，他们必须把整个(昂贵的)柱子扔掉。制造商无法控制客户放入系统的物质。由于使用不当的物质，喷针头可能很容易被堵塞。在这种设备中，如果喷针被堵塞，这将成为一个昂贵的错误。
本实用新型一个或至少一个优选实施例的目标是，提供特定的分析结果并将结果传递到需要采取行动的地方。本实用新型的另一个目标是在不牺牲系统性能(如分辨率和反应时间)的情况下，为液相色谱系统及相关方法提供小型化、紧凑性或减少空间需求的优化。本实用新型的另一个目标是为液相色谱系统及相关方法提供便携性能。另一个替代目标是为增强液相色谱系统及相关方法的灵活性。
在本说明书中提到的任何先前技术的参考，并不表示承认或表示该先前技术构成任何司法管辖区的普通技术知识的一部分，也不表示该先前技术可以合理地被理解、视为相关，并/或由技术领域内的专业人士与其他先前技术结合使用。
在本文中使用的术语“包括”及其变种，如“包括”、“包括有”和“包括了”，除非上下文另有要求，否则不意味着排除其他添加、组成、整数或步骤。
实用新型内容
A.模块化——基础模块和可重配置的溶剂输送管理器
根据本实用新型的一个方面，提代了一种可重配置毛细管液相色谱系统，包括：
溶剂输送管理器，该溶剂输送管理器包括第一溶剂泵组件，该第一溶剂泵组件包括第一泵外壳或第一泵安装架；
基础模块，该基础模块包括基础模块外壳或基础模块支架、以及用于将样品注入液相色谱柱的进样阀，其中，该进样阀安装在该基础模块外壳内或该基础模块支架上，并且该第一泵外壳或安装架可拆卸地安装在该基础模块外壳内或该基础模块支架上；以及
用于控制该液相色谱系统的控制系统；
其中，该溶剂输送管理器被配置为将溶剂输送到该进样阀，并且该溶剂输送管理器能由用户进行重配置以由用户选择该溶剂输送管理器的部件，由此该第一溶剂泵组件能由用户替换为用户选择的具有第一替代泵外壳或安装架的第一替代溶剂泵组件，并且该第一替代泵外壳或安装架可拆卸地安装在该基础模块壳体内或该基础模块支架上，代替该第一泵外壳或安装架；以及
其中，该控制系统被预配置为接受对这些用户选择的部件的控制，并且能根据该或这些用户选择的该溶剂输送管理器的部件进行重配置。
优选地，该基础模块外壳能由用户自由操作以由用户替换所选的部件。优选地，基础模块部件和溶剂输送管理器的部件容纳在可由普通用户自由操作的外壳中或安装在该外壳上，以允许用户在配置之间进行更改。例如，基础模块外壳可以容纳在或配置在比如Pelican Case等保护外壳内。优选地，可重配置毛细管液相色谱系统的部件不会超过预定的外形尺寸。预定封壳可以为500x300x200(mm)。预定封壳可以是长500x宽300x高200(mm)。这有助于液相色谱系统20的便携性。因此，系统外壳不会超过预定外形尺寸的大小。
系统提供适用的流路和电子连接部件，用于实现重配置。典型的连接器包括由Trajan Scientific and Medical供应的行业标准ProteCol PEEK Fingertight HPLC连接部件。
系统提供流路连接以用于连接溶剂输送管理器与进样阀。
该第一溶剂泵组件可以是高压泵和低压泵之一，并且该可替换的第一替代溶剂泵组件可以是该高压泵和该低压泵中的另一个。在客户购买的初始系统中，第一溶剂泵组件可以是低压泵。客户可能希望将系统升级为高压溶剂泵并随后购买第一替代溶剂泵组件，并且相应地将第一溶剂泵组件替换为第一替代泵组件。因此，可以将第一溶剂泵组件从其在基础模块外壳内的安装位置取出，并且将第一替代溶剂泵组件插入该位置。
该基础模块外壳可以包括用于接收该第一溶剂泵组件或该第一替代溶剂泵组件的槽口或开口。该第一溶剂泵组件能够通过设置在该第一溶剂泵安装架或外壳上的一个或多个接合件而接合在该第一溶剂泵组件的在该基础模块外壳内的安装位置。接合可以采用夹持或卡扣连接的形式。可选地，可以采用紧固件将第一溶剂泵组件固定到适当的位置。同样，第一替代溶剂泵组件可以以类似的方式进行接合。
该第一溶剂泵外壳或安装架能够被构造为用于保护该泵组件的一个或多个部件的框架。然而，也可以采用其他可行的配置，包括将部件安装在基板上的安装形式。另一种可能的配置可以包括用于泵组件的完全封闭的外壳。
第一替代溶剂泵外壳或支架可以采用与第一溶剂泵外壳或支架具有类似或相同的形式。这使得这些单元可以在基础模块外壳中相对应的安装位置之间互换。
基础模块还可以包括可重配置的流路连接(最优选地T形接头静态混合器)，使得溶剂输送管理器可以包括以下任何配置：仅该第一溶剂泵组件；该第一溶剂泵组件和第二溶剂泵组件组合；或者该第一溶剂泵组件、该第二溶剂泵组件和第三溶剂泵组件组合。第三溶剂泵组件可以具有所有在本文其他段落描述的第一溶剂泵组件和第二溶剂泵组件的特征。第一溶剂泵组件、第二溶剂泵组件或第三溶剂泵组件中的任何一个都可以是第三方泵组件，例如AlltestaTMMini注射泵尺寸(WHL)63x167x128mm。
基础模块还可以包括柱温箱。柱温箱可以容纳在基础模块外壳内或安装在基础模块外壳上。然而，包含柱温箱的基础模块外壳体积在预定的尺寸范围内。
可重配置的系统可以容纳能由用户选择和替换的液相色谱柱，控制系统可根据所选的液相色谱柱进行重配置。为了方便替换不同的液相色谱柱，液相色谱柱的连接器可以采用行业标准的10-32螺纹和扭矩限制连接系统，例如IDEX MarvelXACT。
优选地，溶剂泵中的任一个是注射泵。
溶剂输送管理器还可以重配置以包括第二溶剂泵组件，该第二溶剂泵组件包括第二溶剂泵外壳或安装架。优选地，第二溶剂泵外壳或安装架可以可拆卸地安装在基础模块外壳内，并且可由用户替换为第二替代溶剂泵组件。优选地，第二替代溶剂泵组件包括泵外壳或安装架。
第二溶剂泵外壳或安装架可以采用与第一溶剂泵外壳或安装架相似或相同的形式。同样，第二替代溶剂泵外壳或安装架可以采用与第二溶剂泵外壳或安装架相似或相同的形式。
该基础模块外壳可以包括用于根据该用户的选择接收该第二溶剂泵外壳或安装架或该第二替代溶剂泵外壳或安装架的槽口或开口。因此，基础模块外壳可以包括相邻的用于接收相应泵组件的槽口或开口。基础模块外壳可以包括最多四个相邻的用于以接收相应泵组件的槽口或开口。
溶剂输送管理器可配置为仅具有一个泵组件，以进行等度洗脱。可以提供两个泵组件、例如第一溶剂泵组件和第二溶剂泵组件，以进行二元梯度洗脱。可以提供三个泵组件，以进行三元梯度洗脱。
此外，基础模块可以包括混合器，用于对来自第一溶剂泵组件和可选的第二溶剂泵组件以及第三溶剂泵组件的溶剂进行混合。混合器可以采用静态混合器的形式。静态混合器的最简单形式可以包括T形接头。或者，混合器可以采用动态混合器的形式。混合器可以具有相关联的压力传感器。在本实用新型的优选形式中，静态混合器和相关联的压力传感器、清洗阀和进样阀安装在基础模块壳体内，并且第一泵外壳或安装架可拆卸地安装在基础模块壳体内或基础模块支架上。
基础模块还可以包括清洗阀。清洗阀优选地设置在混合器与进样阀之间。根据系统的预定操作，清洗阀可以操作以将溶剂输送到废液处或进样阀。
可重配置的毛细管液相色谱系流流出口统可以配备用户选择的可替换的流通池，该流通池适于流路连接到液相色谱柱的流出口。控制系统优选地可根据所选的流通池进行重配置。可从以下任何一个标准体积中选择流通池：500nL、180nL、80nL、45nL和12nL，例如10mm，上述这些都是常见的规格。供应商包括安捷伦科技公司(Agilent Technologies)、赛默飞世尔科技公司(ThermoFisher Scientific)和沃特世公司(Waters)。流通池优选地安装在光学检测器模块内。光学检测器模块包括可安装在基础模块外壳内的外壳或安装架。因此，基础模块外壳可以设置有用于接收光学检测器模块的槽口或开口。光学检测器模块可以包括接合件，该接合件可与基础模块外壳上的相对应的接合件配合，例如通过卡扣或夹持接合。
优选地，溶剂输送管理器和基础模块收纳在用户可自由操作的外壳中以供用户更换所选部件。
液相色谱系统可以是高性能的。然而，这并非必要条件，从而使我们的方法区别于市面上其他标准的高效液相色谱仪(HPLC)。系统的性能只需要满足解决得到合适分析结果的需求，并非开发出超出所需规格的仪器。因此，本实用新型提供的是一种能够满足特定用户指定要求的仪器。本实用新型使客户能够获得类似于HPLC的微型化且体积紧凑的仪器。
优选地，控制系统可重配置，以修改与用户选择的部件/模块相关的可重配置的数据存储介质、例如配置文件。控制系统可以采用主从结构，其中主控制器包含可重配置的数据存储介质，从控制器(与主控制器相连)是对各种模块和/或组件进行控制的单元。因此，控制系统可以被编程为查找/识别用户选择的模块和/或组件，并更新可重配置的数据存储介质。控制系统可以采用Arduino协议和架构，例如Arduino开发板。
控制器可以是非联网的或基于云端的。如果是非联网的，控制器可以是基础模块的一部分。
控制软件可以在控制器非联网下安装，也可以是基于云端。优选地，根据用户选择的部件，所需的控制软件是预先确定的。如果软件在控制器本地进行安装，例如并入主单元中，则软件可以预装载。
优选地，控制系统可由用户通过用户输入进行重配置，以修改可重配置的数据存储介质、例如配置文件。控制系统优选地包括用户界面，该用户界面被配置为提供用于输入用户对部件/模块(例如溶剂输送管理器的部件/模块)的选择的用户提示，该控制系统可预编程以控制所选的任何范围内的部件/模块。
或者，控制系统可以基于识别用户选择的部件来自行重配置。或者，控制系统可以基于识别用户选择的部件来自行重配置。可以向各子控制器发送ping并等待答复(假设为500ms)。如果收到回复，则模块就位，否则就没有就位。
控制系统还可以包括实验室通信接口。
可以提供连接套件用于部件之间的流路连接。
在本实用新型的其他方面中描述的任何特征可能适用于本方面。
根据本实用新型的另一方面，提供了一种重配置毛细管液相色谱系统的方法，该系统包括：溶剂输送管理器，该溶剂输送管理器包括第一溶剂泵组件，该第一溶剂泵组件包括第一泵外壳或第一泵安装架；基础模块，该基础模块包括基础模块外壳或基础模块支架、以及用于将样品注入液相色谱柱的进样阀，其中,进样阀安装在基础模块外壳内或基础模块支架上，并且第一泵外壳或安装架可拆卸地安装在基础模块外壳内或基础模块支架上；以及预配置用于控制该系统的控制系统；该方法包括：
通过将第一溶剂泵组件替换为替代的用户选择的第一替代溶剂泵组件来重配置溶剂输送管理器，该第一替代溶剂泵组件的第一替代泵外壳或安装架可拆卸地安装在基础模块外壳内或基础模块支架上，代替第一泵外壳或安装架，并且其中，溶剂输送管理器被配置为将溶剂输送到进样阀；
其中，控制系统被预配置为接受对用户所选部件的控制，该方法进一步包括根据用户选择的溶剂输送管理器的部件对控制系统进行重配置。
控制系统可以通过用户界面进行重配置。
在本实用新型的其他方面中描述的任何特征可能适用于本方面。
B.模块化——基础模块和可选择的样品输送模块
根据本实用新型的一个方面，提代了一种可重配置毛细管液相色谱系统，包括：
溶剂输送管理器，该溶剂输送管理器包括第一溶剂泵组件；
基础模块，该基础模块包括基础模块外壳或基础模块支架、以及用于将样品注入液相色谱柱的进样阀，其中，该进样阀具有用于接收样品的进样口，并且该进样阀安装在该基础模块外壳或基础模块支架之上或之中，该溶剂输送管理器被配置为将溶剂输送到该进样阀；以及
用于控制该液相色谱系统的可重配置控制系统；
其中，该液相色谱系统被配置为纳入由用户从一系列预定样品输送模块中选择的样品输送模块，这些预定样品输送模块各自包括适于与该进样阀进行流路连接的分流阀，其中，该一系列中的至少一个模块可拆卸地安装在该基础模块外壳内或该基础模块支架上；
其中，该控制系统经过预编程以控制该一系列样品输送模块中的任一个，该控制系统能根据对应于该用户选择的样品输送模块的预编程序进行操作。
优选地，可重配置的控制系统包括用于由用户指示所选的样品输送模块的用户界面。
一系列预定样品输送模块中的至少一个可以包括样品泵组件，该样品泵组件包括样品泵外壳或安装架，样品泵外壳或安装架可拆卸地安装在基础模块外壳内、或安装在基础模块支架上或安装到基础模块支架。
液相色谱系统可以通过一个或多个取样通道与反应器进行流路连接。通常，样品输送模块从反应器中取样，稀释并在将其移动到色谱系统之前进行过滤(通常通过来自泵或气源的正压力)。已知的第三方反应器样品输送模块是单独的模块并且可以由用户选择，包括EasySampler(Mettler Toledo)、SRS(Snapdragon Chemistry)和样品稀释(D&MContinuous Solutions)。与进样阀的流路连接可以通过作为样品输送模块的一部分提供的分流阀实现。或者，样品输送模块可以采用设置在LC系统内的样品输送管理器的形式。然而，该内置管理器可以具有可拆卸的样品泵外壳或安装架。
液相色谱系统还可以选择性地在手动注射模式下操作，在该模式下系统被配置为以手动方式将样品输送到进样阀。液相色谱系统可以选择性地在取样器模式或手动注射模式下操作。用户可以通过操作控制系统的用户界面选择取样器模式或手动注射模式。
优选地，基础模块和样本输送模块被整合在共用的用户可自由操作的外壳中，以允许用户在配置之间进行物理更改。溶剂输送管理器也可以设置在普通用户可自由操作的外壳中。
控制系统可以通过用户输入进行重配置以修改配置文件。(因而主单片机了解其需要找到哪些模块)。
用户界面可以通过用户输入对样品输送模块或手动注射模式进行选择，或者根据用户选择的组件进行自动重新配置。或者，控制系统可以基于识别用户选择的部件来自行重配置。
优选地，将系统配置为手动输送包括将手动输送通道连接到进样阀的进样口。另一方面，将系统配置为取样器模式可以包括连接所述一个或多个取样通道，使得样品输送模块连接到进样阀的进样口。样品输送模块可以包括连接到进样阀的分流阀。所有样品都可以通过分流阀进入液相色谱系统，无论是手动输送还是从反应器输送。
优选地，物理更改配置包括断开与手动输送通道的连接并将一个或多个取样通道连接到进样阀，反之亦然。可以提供连接套件以用于流路连接。
优选地，样品输送模块内的分流阀可操作以交替进行以下操作：将液体样品输送到废液处；将液体样品传送到进样阀。分流阀可以进一步操作以将清洗液传送到进样阀。进样阀可以操作以将清洗液传送到废液处。
可以提供流路连接以将溶剂输送管理器连接到进样阀。溶剂泵组件可以是注射泵。
样品泵组件可以是注射泵。样品泵组件可以替换替代样品泵组件。可以从一系列可用样品泵组件中选择样品泵组件和/或替代样品泵组件。该系列中的每个样品泵组件可能会根据注射器体积而变化，注射器体积可以是25uL、50uL、100uL或250uL。
在本实用新型的其他方面中描述的任何特征可能适用于本方面。
根据本实用新型的另一方面，提供了一种重配置毛细管液相色谱系统的方法，该系统包括：溶剂输送管理器，该溶剂输送管理器包括第一溶剂泵组件；基础模块，该基础模块包括基础模块外壳或基础模块支架、以及用于将样品注入液相色谱柱的进样阀，其中，该进样阀具有用于接收样品的进样口，并且该进样阀安装在该基础模块外壳或基础模块支架之上或之中，该溶剂输送管理器被配置为将溶剂输送到该进样阀；以及用于控制该液相色谱系统的可重配置控制系统；该方法包括：
选择适于与进样阀进行流路连接的样品输送模块，该样品输送模块可以从一系列可用的样品输送模块中选择，每个预定的样品输送模块包括适于与进样阀进行流路连接的分流阀、以及可拆卸地安装在基础模块外壳内或基础模块支架上的该系列中的至少一个模块，并且其中，控制系统经过预编程以控制该系列中的样品输送模块中的任一个；
将用户选择的样品输送模块纳入液相色谱系统中；以及
与控制系统的用户界面进行接口通信以输入用户选择的样品输送模块。
在本实用新型的其他方面中描述的任何特征可能适用于本方面。
首选——样品输送模块具有可在充注模式和输送模式下操作的分流阀
优选地，样品输送模块包括分流阀，该分流阀具有用于接收受压液体样品的进样口、用于将样品排放到废液处的废液口、以及流出口，并且分流阀可在充注模式下操作以接收受压液体样品并将液体样品排放到废液处中，并且还可在输送模式下操作以将液体样品导向分流阀的流出口。流出口可以连接到高效液相色谱系统的进样阀。
在配置液相色谱系统的方法中，其中，该系统包括样品输送模块，该内部标准样品输送模块包括分流阀，该分流阀具有接收受压液体样品的进样口、用于将样品排放到废液处的废液口、以及流出口，其中，分流阀可在充注模式下操作以接收受压液体样品并将液体样品排放到废液处中，并且还可在输送模式下操作以将液体样品导向分流阀的流出口；该方法可以包括将样品输送模块连接到高效液相色谱系统。
C.模块化——在预定义的系统空间内添加/删除各种可选部件
根据本实用新型的一个方面，提代了一种可重配置毛细管液相色谱系统，包括：
溶剂输送管理器，该溶剂输送管理器包括第一溶剂泵组件，该第一溶剂泵组件包括第一泵外壳或安装架；以及
基础模块，该基础模块包括能由用户自由操作的基础模块外壳、或基础模块支架、以及用于将样品注射到液相色谱柱的进样阀，其中，该进样阀具有用于接收样品的进样口，并且该进样阀安装在该基础模块外壳之中或之上或该基础模块支架上，该溶剂输送管理器被配置为将溶剂输送到该进样阀；
用于控制该可重配置毛细管液相色谱系统的可重配置控制系统；
其中，该系统选择性地由用户进行配置以可拆卸地向该系统添加任何一个或多个附加部件，使得包括该基础模块外壳或支架的基础模块、该第一泵外壳或安装架、以及这些用户选择的附加部件装配在预定系统封壳内，这些附加部件包括以下任何一个或多个：
第二溶剂泵组件，该第二溶剂泵组件具有第二泵外壳或支架，使得该所选的第二泵组件可拆卸地安装在该基础模块外壳之上或内部或基础模块支架上以纳入该溶剂输送管理器内；
样品输送模块，该样品输送模块适于与该进样阀进行流路连接，其中，该样品输送模块可拆卸地安装在该基础模块外壳之上或内部或基础模块支架上；
用于样品输送模块的第三泵组件，该第三泵组件具有第三泵外壳或安装架，使得该所选的第三泵组件可拆卸地安装在该基础模块外壳或该基础模块支架之上或内部；以及
光学检测器模块，该光学检测器模块具有检测器外壳或安装架，使得该所选的光学检测器外壳或安装架可拆卸地安装在该基础模块外壳之上或内部或该基础模块支架上；
其中，该控制系统能根据这些用户选择的附加部件进行重配置。
无论用户选择的附加部件是哪一个，其尺寸都不应该超出预定系统封壳。预定系统封壳可以由外部外壳或壳体定义。预定系统封壳可以通过体积来定义。例如，EnablingTechnologies Consortium已确定所需的系统封壳为455mm(长)x405mm(宽)x355mm(高)(18英寸x16英寸x14英寸)。因此，预定系统封壳的最大体积约为65000cm3。预定系统封壳的体积小于约65000cm3。然而，我们在优选实施例中将我们的封壳构建为500x300x200(mm)，优选地是500(长)x300(宽)x200(高)(mm)的尺寸。因此，我们可以轻松实现约30,000cm3的预定系统封壳。预定系统封壳的首选范围因此约为25,000cm3到66,000cm3左右。在更优选的形式中，该范围可能为约30,000cm3到约65,000cm3，更优选为约30,000cm3到约60,000cm3，更优选为约32,000cm3到约60,000cm3，更优选为约35,000cm3到约60,000cm3，更优选为约35,000cm3到约55,000cm3，更优选为约40,000cm3到约55,000cm3，更优选为约40,000cm3到约50,000cm3。
从尺寸上来说，首选的预定系统封壳为500x300x200(mm)。首选的预定系统封壳可能约为500x405x355(mm)。长度上，最大长度可能约为455mm，约为400mm，约为350mm。
如上所述，第一溶剂泵组件可以包括第一泵外壳或安装架。第一泵外壳或安装架可以通过基础模块壳体或支架中的槽口或开口插入，使得已安装的第一泵外壳或安装架装配在预定系统封壳内。
同样，第二泵外壳或安装架可以通过基础模块壳体或支架中的槽口或开口插入。此外，检测器外壳或安装架可以通过基础模块外壳或支架中的槽口或开口插入。这些适当地是相应的槽口。样品输送模块可以通过基础模块外壳或支架中的槽口或开口插入。
优选地，基础模块支架采用相交的壁部分的形式。优选地，相交的壁部分限定用于插入任何一个可拆卸地安装的模块的槽口或开口。
溶剂输送管理器可以纳入具有一个或多个溶剂泵组件的溶剂输送模块中。溶剂输送模块可以可拆卸地安装在基础模块外壳之上或内部或基础模块支架上。优选地，溶剂输送模块可以通过基础模块外壳或支架中的槽口或开口插入。
优选地，溶剂输送模块、样品输送模块和光学检测器模块可滑到基础模块支架中的适当位置。溶剂输送模块和样品输送模块可以从相反方向滑到基础模块支架上的组装位置。溶剂输送模块、样品输送模块和光学检测器模块中的每一者都可以具有各自的安装架。这些安装架可以嵌套在基础模块支架上。可以在每个模块上提供接合件以将模块嵌套在基础模块支架上。
样本输送模块可以适于与进样阀进行流路连接，通过适于通过一个或多个取样通道与样本源进行流路连接。可以可选地使用样品输送模块，因为样品可以被直接输送到注射阀而不经过样品输送模块。例如，样品可以从反应器输送，或者可替代地从具有其自己的泵的单独的外接样品输送模块输送。
样品输送模块可以是独立模块，或者其部件可以纳入基础模块中。作为独立模块，整个样品输送模块可以是装配在预定系统封壳内的附加部件，并且控制系统可以重配置以采用独立样品输送模块。
可以提供另外的附加部件以供用户选择。例如，可以提供捕获柱来确定清洗效果。
控制系统可以按照其他可替换组件的描述方式进行重新配置。用户可以对控制系统依据其他地方描述的方式进行重新配置。或者，控制系统可以基于识别用户选择的部件来自行重配置。
可选地，可以为溶剂输送管理器提供第四泵组件，该第四泵组件具有在其他地方描述的第四泵组件的特征。
在本实用新型的其他方面中描述的任何特征可能适用于本方面。
根据本实用新型的另一方面，提供了一种重配置毛细管液相色谱系统的方法，该系统包括：溶剂输送管理器，包括具有第一泵外壳或安装架的第一溶剂泵组件；以及基础模块，包括：用户可自由操作的基础模块外壳、或基础模块支架，以及用于将样品注入到液相色谱柱的进样阀，其中，进样阀具有用于接收样品的进样口，并且进样阀安装在基础模块外壳或支架之上或内部，溶剂输送管理器被配置为将溶剂输送到进样阀；用于控制液相色谱系统的控制系统；对系统进行重配置的方法包括：
选择性地向系统添加以下附加部件中的任何一个或多个，使得包括基础模块外壳或支架基础模块、第一泵外壳或泵安装架、以及用户选择的附加部件装配在预定系统封壳内：
第二溶剂泵组件，该第二溶剂泵组件具有第二泵外壳或支架，使得该所选的第二泵组件可拆卸地安装在该基础模块外壳或支架之上或内部以纳入该溶剂输送管理器内；
样品输送模块，该样品输送模块适于与该进样阀进行流路连接，其中，该样品输送模块可拆卸地安装在该基础模块外壳或支架之上或内部；
用于样品输送管理器的第三泵组件，该第三泵组件具有第三泵外壳或安装架，使得该所选的第三泵组件可拆卸地安装在该基础模块外壳或支架之上或内部；以及
光学检测器模块，该光学检测器模块具有检测器外壳或安装架，使得该所选的光学检测器外壳或安装架可拆卸地安装在该基础模块外壳或支架之上或内部；以及
根据一个或多个用户选择的附加部件对控制系统进行重配置。
在本实用新型的其他方面中描述的任何特征可能适用于本方面。
D.模块化——在基础模块中添加/删除各种可选部件
根据本实用新型的一个方面，提代了一种可重配置毛细管液相色谱系统，包括：
溶剂输送管理器，该溶剂输送管理器包括第一溶剂泵组件；以及
基础模块，该基础模块包括能由用户自由操作的基础模块外壳、以及用于将样品注入液相色谱柱的进样阀，其中，该进样阀具有用于接收样本的进样口，并且该进样阀安装在该基础模块外壳之中或之上，该溶剂输送管理器被配置为将溶剂输送到该进样阀；
用于控制该可重配置毛细管液相色谱系统的可重配置控制系统；
其中，该系统能选择性地由用户进行配置以可拆卸地向该系统添加以下附加部件中的任何一个或多个而使得溶剂输送管理器和用户选择的附加部件装配在基础模块外壳内：
具有第二泵外壳或安装架的第二溶剂泵组件，其中，该所选的第二泵组件可拆卸地安装以装配在该基础模块外壳内以纳入该溶剂输送管理器内；
用于样本输送管理器的第三泵组件，该第三泵组件具有第三泵外壳或安装架，其中，该所选的第三泵组件可拆卸地安装以装配在该基础模块外壳内；以及
具有检测器外壳或安装架的光学检测器模块，其中，该所选的光学检测器外壳或安装架可拆卸地安装以装配在该基础模块外壳内；
其中，该控制系统能根据这些用户选择的附加部件进行重配置。
因此，用户可以可拆卸地添加所述附加部件，并且用户可以相应地对控制系统进行重配置。
附加部件的性质可以如说明书中别处所描述的，特别是前面的部分。
可重配置控制系统可以是用户可重配置的。可重配置的控制系统优选地包括用于由用户指示用户选择的附加部件的用户界面。适当地，控制系统经过预编程以控制任何用户可选择的附加部件。
在本实用新型的其他方面中描述的任何特征可能适用于本方面。
根据本实用新型的另一方面，提供了一种重配置毛细管液相色谱系统的方法，该系统包括：溶剂输送管理器，该溶剂输送管理器包括第一溶剂泵组件；以及基础模块，该基础模块包括能由用户自由操作的基础模块外壳、以及用于将样品注入液相色谱柱的进样阀，其中，该进样阀具有用于接收样本的进样口，并且该进样阀安装在该基础模块外壳内，该溶剂输送管理器被配置为将溶剂输送到该进样阀；用于控制液相色谱系统的控制系统；重配置的方法包括：
选择性地向系统中添加以下任何一个或多个附加部件而使得溶剂输送管理器和用户选择的附加部件安装在基础模块外壳内：
具有第二泵外壳或安装架的第二溶剂泵组件，其中，该所选的第二泵组件可拆卸地安装以装配在该基础模块外壳内以纳入该溶剂输送管理器内；
用于样本输送管理器的第三泵组件，该第三泵组件具有第三泵外壳或安装架，其中，该所选的第三泵组件可拆卸地安装以装配在该基础模块外壳内；以及
具有检测器外壳或安装架的光学检测器模块，其中，该所选的光学检测器外壳或安装架可拆卸地安装以装配在该基础模块外壳内；以及
根据一个或多个用户选择的附加部件对控制系统进行重配置。
该方法还可以包括通过用户界面对控制系统进行重配置。
结合本实用新型的其他方面描述的任何特征可适用于本方面，特别是系统的上述方面。
E.光学检测器模块
根据本实用新型的又一方面，提供了一种用于毛细管液相色谱系统的光学检测器模块，该光学检测器模块包括：
检测器部件安装架；
可拆卸地安装在该检测器安装架上的光源子模块；
可拆卸地安装在该检测器安装架上的流通池；
可拆卸地安装在该检测器部件安装架上的至少一个光电二极管或光电二极管阵列子模块；以及
其中，该光源子模块、该流通池和该至少一个光电二极管或光电二极管阵列子模块以预定对准的方式可拆卸地安装在该检测器部件安装架上；
其中，该系统能由用户进行重配置以由用户替换以下可替换部件或子模块中的任何一个或多个：该光源子模块、该流通池和该至少一个光电二极管或光电二极管阵列子模块。
检测器部件安装架可相应地具有部件/子模块的安装和光学部件的对准的双重功能。检测器部件安装架可以包括用于安装和对准光学检测器模块的各种部件的任何结构。检测器部件支架应该坚固耐用，以在运输过程中保持对准。
检测器安装架可以包括安装板。或者，检测器安装架可以包括三维安装支架。例如，安装支架可以包括多个安装表面。例如，安装支架可以包括相交的壁部分，用于使得光学检测器模块的部件之间分隔，例如，发热部件(例如光源)与热敏光学部件之间的分隔，或者作为另一示例，发热电源与任何热敏光学元件。安装支架的壁部分还可以为上面列出的任何部件或附件(例如风扇、用于光源或光电二极管阵列子模块的电源)提供安装表面。
光学检测器模块还可以包括第一准直透镜和第二准直透镜。优选地，第一准直透镜和第二准直透镜与流通池对准，使得来自光源子模块的光直线穿过第一准直透镜、流通池和第二准直透镜并到达至少一个光电二极管上或光电二极管阵列子模块。
因此，该检测器部件安装架可以进一步包括对准安装架，用于对准该光学检测器部件的光学部件，包括该光源子模块、该流通池、该至少一个光电二极管或光电二极管阵列子模块、以及这些透镜。对准安装架优选地保持第一准直透镜和第二准直透镜与流通池对准。
对准安装架可以完全或部分地与检测器安装架集成。然而，首选的是，安装支架和/或板由与限定对准安装架的部件独立的部件限定，尽管安装支架和/或板优选地附接到限定对准安装架的部件。
控制系统可以被预配置以控制预设的一系列可替换子模块(包括预设的一系列可替换灯子模块、预设的一系列可替换光电二极管阵列子模块和可选的预设的一系列可替换流通池子模块)。控制系统也可以被预配置以控制预设的一系列可替换部件(例如预设的一系列可替换流通池、预设的一系列可替换准直透镜和预设的一系列可替换光电二极管)。
控制系统可以根据用户选择的可替换子模块或部件进行重配置。控制系统可以由用户进行重配置。例如，这可以由用户经由用户界面向控制系统发出指示。一个示例是下拉菜单，并且用户选择要更新的配置文件。或者，控制系统可以基于识别用户选择的部件来自行重配置。
光学检测器模块还可以包括用于容纳检测器部件安装架、光源子模块、流通池和光电二极管或光电二极管阵列子模块的外壳。外壳可以由用户自由操作以对光学检测器模块进行重配置。因此，外壳可以包括可拆卸地互连的外壳面板。例如，外壳可以包括六边形围封件。每侧可能有一个面板。或者，外壳可以由位于任何特定一侧的两个面板组成以增加可自由操作性。
光源子模块可以包括灯、镜头接口、灯支撑件。灯支撑件可以采用灯的安装架安装板的形式。或者，灯支撑件可以采用灯罩的形式。
所有的灯、镜头接口和灯支撑件都可以预先组装。因此，根据用户要求，光源子模块(作为预组装单元)可以替换为替代光源子模块(也是预组装单元)。此外，光源子模块可以包括灯壳，其可以可选地用作散热器。
为了将光源与其他光学部件对准，光源子模块可以与对准安装架接合。
此外，光源可以具有电源，也安装在检测器部件安装架上。然而，光源子模块中的电源可以单独安装到检测器部件安装架的安装支架，同时光源子模块经由附接到安装支架的对准安装架安装。
光电二极管阵列子模块可以包括光电二极管阵列单元及其支撑件。光电二极管阵列单元可以由用户从预定的一系列可用的光电二极管阵列单元中选择的。可以根据所选的光电二极管阵列单元对控制系统进行配置或重配置。由于预定的一系列光电二极管阵列单元中的每个光电二极管阵列单元具有不同的配置，所以优选地，支撑件与所选的光电二极管阵列单元配套。因此，每个光电二极管阵列子模块可以包括该一系列光电二极管阵列单元中的光电二极管阵列单元及其配套支撑件。
为了将光电二极管阵列与其他光学元件对准，支架可与对准安装架接合。
对准安装架可以包括一个或多个对准杆。一个或多个对准杆优选地延伸穿过光源子模块的一部分，并且在设有光电二极管阵列子模块的情况下穿过光电二极管阵列子模块的一部分。例如，一个或多个对准杆优选地延伸穿过光源子模块的灯支撑件和光电二极管阵列子模块的配套支撑件。以此方式，一个或多个共用对准杆对准光源子模块和光电二极管阵列子模块。优选地，两个对准杆穿过灯支撑件和配套支撑件。
此外，对准安装架可以包括一个或多个对准安装架或块。优选地，在流通池的两端布置有两个对准安装架，每个对准安装架包括用于相应的相邻透镜和流通池的接口。一根或多根对准杆延伸穿过对准安装架以使得流通池、透镜、光源子模块和光电二极管阵列子模块对准。对准安装架便于用户取下各种子模块中的任何一个并重新组装，同时便于新部件的立即对准。流通池可以通过基于流通池外径提供与对准支架的滑动配合来定位，并且通过使用对准支架施加压缩力并使用合适的紧固件(例如埋头螺钉)将对准支架相对于对准杆锁定在适当位置来保持在适当的位置。
在优选实施例中，定位杆共有四根，每根定位杆穿过两个定位支架。优选地，对准安装架在相应角部具有通孔。这四个对准杆中的两个优选地延伸穿过灯支撑件和配套支撑件。
在另一个实施例中，可以提供光电二极管来代替二极管阵列子模块。光电二极管适当地安装在其中一个对准支架上，并且通过借助对准杆与对准支架的对准来实现其对准。类似地，流通池通过定位在两个对准支架之间实现其对准，这两个对准支架相应地通过对准杆对准。
第一准直透镜和第二准直透镜可以以预定间隔设置(因为可替换的流通池都是相同尺寸的)。
一个或多个对准杆可以相对于安装支架定位。例如，一个或多个对准杆可以穿过安装支架中的定位孔，例如安装支架的分隔壁部分中的定位孔。由此，确定了对准杆相对于安装支架的空间位置。另外，确定对准杆彼此之间的相对空间位置。
对准杆可以用于在所述分隔壁部分的一侧实现光源子模块的对准，而在分隔壁部分的另一侧穿过分隔壁部分以实现流通池、透镜和二极管阵列子模块(或至少一个光电二极管)。
光学检测器模块可以纳入如上文结合任何前述方面所述的液相色谱系统。
检测器可以进一步包括与流通池对准的刚性光纤耦合器，而不是第二准直透镜。例如，合适的刚性光纤耦合器可以包括SMA 905适配器，1000μm SR光纤，31.4mm；零件号SMA-ADP-031-SR，海洋光学公司(Ocean Optics Inc.)。
因此，部件的互换性可以实现所需的性能交付。例如，对于在275nm的最大波长处吸收的API(活性药物成分)，只需要一个基于275nm LED和单个光电二极管的检测器。另一方面，如果化合物未知，则可能需要使用200nm至300nm的光电二极管阵列和氘光源。光电二极管阵列可以设置在光谱仪装置中。
光电二极管可以替换为光电二极管阵列单元(光谱仪单元)的替代方案。优选地，选择光电二极管阵列单元(光谱仪)和光源以兼容。
在本实用新型的其他方面中描述的任何特征可能适用于本方面。
根据本实用新型的另一方面，提供了一种对用于毛细管液相色谱系统的光学检测器模块进行重配置的方法，该系统包括：检测器部件安装架；可拆卸地安装在该检测器安装架上的光源子模块；可拆卸地安装在该检测器安装架上的流通池；可拆卸地安装在该检测器部件安装架上的至少一个光电二极管或光电二极管阵列子模块；并且其中，该光源子模块、该流通池和该至少一个光电二极管或光电二极管阵列子模块以预定对准的方式可拆卸地安装在该检测器部件安装架上；该方法包括：
通过替换以下任何一个或多个可替换部件或子模块来对系统进行重配置：该光源子模块、该流通池和该至少一个光电二极管或光电二极管阵列子模块。
在对系统进行重配置时，可以移除光源子模块并替换为替代光源子模块。类似地，可以移除流通池并替换为替代流通池。同样，至少一个光电二极管或光电二极管阵列子模块可以被移除并替换为替代光电二极管或光电二极管阵列子模块。
每个可替换子模块/部件可以由形成检测器部件安装架的一部分的对准安装架可拆卸地支撑。当子模块/部件由对准安装架支撑时，对准安装架保持期望的对准。替换的子模块/部件类似地由对准安装架支撑并且也实现期望的对准。
优选地，对准安装架包括对准杆。对准杆是刚性的。光源子模块可以包括灯支撑件，并且二极管阵列子模块可以包括配套支撑件。光源子模块和二极管阵列子模块的支撑件可以与对准杆相交以保持支撑件的对准并且因此保持被支撑的部件的对准。支撑件可以滑动地与杆接合以便于组装和拆卸。例如通过合适的紧固件与杆的接合保持被支撑部件的对准。
优选地，对准安装架还包括支撑流通池和透镜的对准安装架，以及可选的透镜和刚性耦合器组合，以及可选的光电二极管。对准杆保持对准支架的对准，并相应地保持由那些对准支架支撑的部件。
该方法包括为与所选的二极管阵列(光谱仪)兼容的二极管阵列子模块选择支撑件。
在本实用新型的其他方面中描述的任何特征可能适用于本方面。
将理解，本说明书中披露和定义的本实用新型延伸到所提及或从文本或附图中显而易见的单独特征中的两个或更多特征的所有替代性组合。所有的这些不同组合构成本实用新型的不同替代性方面。
本实用新型的其他方面和前述段落中描述的方面的其他实施例从通过实例方式并参考附图给出的以下描述中将显而易见。
附图说明
为了更全面地理解本实用新型，现在将参考附图通过示例来描述一个实施例，在附图中：
图1是展示了根据本实用新型的优选实施例的液相色谱系统的图；
图2是展示了类似于图1的液相色谱系统的图，不同之处在于流路连接、数据连接和电连接的附加信息；
图3A是展示了根据本实用新型的优选实施例的根据图1和/或图2的系统图的液相色谱单元的立体图，具有位于该单元旁边的各种可替换模块。液相色谱单元以开放配置显示。
图3B是与图3A相似取向的液相色谱单元的立体图，不同之处在于所示的围封配置；
图3C是液相色谱单元的立体图，显示半封闭结构，展示了泵模块的插入；
图3D是展示了泵模块就位的端视图；
图4(A)至图4(C)分别是用于液相色谱系统的阀的立体图、平面图和正视图，配置有注射回路；
图5(A)至图5(C)分别是用于液相色谱系统的阀的立体图、平面图和立视图，配置有捕获柱；
图6(A)至图6(C)分别是根据本实用新型优选形式的光学检测器模块的立体图、平面图和正视图，二极管阵列检测器模块包括两个透镜；
图6(D)和图6(F)是图6(A)至图6(C)所示的光学检测器模块的分解图；
图6E是图6(A)至图6(C)中所示的光学检测器模块的立体图，为了清楚起见去除了一些部分；
图7(A)至图7(C)分别是根据本实用新型的可选优选形式的光学检测器模块的立体图、平面图和正视图，该光学检测器模块包括透镜和刚性光纤耦合器；
图7(D)和图7(F)是图7(A)至图7(C)所示的光学检测器模块的分解图；
图7E是图7(A)至图7(C)所示的光学检测器模块的立体图，为了清楚起见去除了一些部分；
图8A是采用LED检测器模块形式的光学检测器模块的立体图；
图8B是图8A中所示的LED检测器模块的分解图。
图9A是包括液相色谱柱的柱温箱的分解图；
图9B是图9A中所示柱温箱的立体图。
图10是展示了使用255nm LED光电二极管检测器的结果再现性的色谱图；
图11示出了使用光学检测器模块检测三种不同分析物的其他结果。顶部光谱是特定波长处的色谱图，在该波长处具有最大吸光度。较低的光谱是200-400nm波长范围内的全光谱；
图12是系统软件在线运行的流程图；
图13是系统软件脱机运行的流程图；以及
图14展示了通过比较不同设置中的检测输出而增加的检测能力。
图15A是可以在其上执行各种步骤中的一个或多个步骤的计算机系统的图。
图15B是图1所示的液相色谱系统的控制框图。
图16A至图16D是用于光学检测器模块的可选的外壳的各种视图。
图17是图16中所示的光学检测器模块的外壳的分解图。
图18A是用于部署在光学检测器模块中的流通池子模块的分解图。
图18B是图18A所示的流通池子模块的组装图。
图19是第一优选光源子模块的分解图。
图20是第二优选光源子模块的分解图。
图21A至图21E示出了根据实施例的五种不同类型的微型光谱仪，包括Q-mini、OIST、OCEAN INSIGHT FLAME、AVANTES OEM-MINI和PACTO，其中顶行是五种不同类型的微型光谱仪的立体图；中行是五种不同类型的微型光谱仪及其配套支撑件的分解图；底行是组装配置的五种不同类型的微型光谱仪及其配套支撑件的立体图。
图22A至图22C是一种微型光谱仪的各种立体图，PACTO以光学检测器模块内的组装配置显示。
图22D是一种微型光谱仪的立体图，PACTO以光学检测器模块内的组装配置显示，不带安装支架。
图22E是一种微型光谱仪的立体图，PACTO以光学检测器模块内的组装配置显示，带有安装支架。
图23A至图23C是一种微型光谱仪的各种立体图，FLAME以光学检测器模块内的组装配置显示。
图23D是一种微型光谱仪的立体图，FLAME以光学检测器模块内的组装配置显示，不带安装支架。
图23E是一种微型光谱仪的立体图，FLAME以光学检测器模块内的组装配置显示，带有安装支架。
图24A至图24C是一种微型光谱仪的各种立体图，ST以光学检测器模块内的组装配置显示。
图24D是一种微型光谱仪的立体图，ST以光学检测器模块内的组装配置显示，不带安装支架。
图24E是一种微型光谱仪的立体图，ST以光学检测器模块内的组装配置显示，带有安装支架。
图25A至图25C是一种微型光谱仪的各种立体图，Q-MINI以光学检测器模块内的组装配置显示。
图25D是一种微型光谱仪的立体图，Q-MINI以光学检测器模块内的组装配置显示，不带安装支架。
图25E是一种微型光谱仪的立体图，Q-MINI以光学检测器模块内的组装配置显示，带有安装支架。
图26A至图26C是一种微型光谱仪的各种立体图，OEM MINI以光学检测器模块内的组装配置显示。
图26D是一种微型光谱仪的立体图，OEM MINI以光学检测器模块内的组装配置显示，不带安装支架。
图26E是一种微型光谱仪的立体图，OEM MINI以光学检测器模块内的组装配置显示，带有安装支架。
图27A至图27C是包括光电二极管的光学检测器模块的各种立体图。
图27D是采用光电二极管的光学检测器模块的部件的立体图，不带安装支架。
图27E是采用光电二极管的光学检测器模块的立体图，带有安装支架。
图27F是采用光电二极管的光学检测器模块的分解图。
图28A至图28C是采用LED光源和光电二极管的组装配置的光学检测器模块的各种立体图。
图28D是采用LED光源和光电二极管的光学检测器模块的立体图，以组装配置显示，不带安装支架。
图28E是采用LED光源和光电二极管的光学检测器模块的立体图，以组装配置显示，具有安装支架。
图28F是采用LED光源和光电二极管的光学检测器模块的分解图。
图29是展示了本实用新型的第二优选实施方式的液相色谱系统的图。
图30是根据本实用新型第二优选实施例的液相色谱系统的立体图；
图31是图30所示系统的基础模块支架的立体图；
图32是与图31的基础模块支架组装以形成图30的系统的各种模块和部件的立体图；
图33是图30所示系统的可替换样品输送模块的立体图；
图34是用于图30所示系统的可替换三泵溶剂输送模块的立体图；
图35是用于图30所示系统的可替换二泵溶剂输送模块的立体图；
图36是展示了图33所示的样品输送模块和图34所示的溶剂输送模块的组装的立体分解图；
图37是展示了图30所示的液相色谱系统处于预定系统封壳内的立体图；
图38是展示了图31中所示的基础模块支架以及图33中所示的样品输送模块、图34中所示的溶剂输送模块和图23中所示类型的所选光学检测器模块的嵌套安装架的立体图；
图39是示出了处于组装配置的图33的样本输送模块的局部组装图。
图40是示出了处于组装配置的图23的所选光学检测器模块的部分组装图；
图41是示出了处于组装配置的图34的所选溶剂输送模块的部分组装图。
具体实施方式
图1是根据本实用新型优选实施例的液相色谱(LC)系统20的示意图。该图显示了整个LC系统20中液体路径中的流路连接。液相色谱系统20的主要部件包括样品输送管理器26，其将样品输送到进样阀5，在那里它与溶剂混合以形成洗脱液，然后流到液相色谱柱12，该柱可选地可以设置在柱温箱12C。通过柱12后，洗脱液进入可选的流通池7以供进一步分析。溶剂由溶剂输送管理器24提供给进样阀5。整个液相色谱系统20包括硬件部件和模块(也可称为“仪器”)和通过“软件”(但不限于此)实现的控制方面。
流通池7可以纳入光学检测器模块50中，如图3所示并且结合图6和7进一步解释。或者，流通池可以以LED检测器模块52的形式纳入光学检测器模块中，该模块也如图3所示，并结合图8进一步解释。LED检测器模块52被认为是比光学检测器模块50更便宜的选择，并且可以用于任何合适的高功率LED在235nm以上的适当波长处可用的应用，包括235、240、245、250、255、260、265、270、275、280nm。
基础模块外壳
根据用户选择的模块，任一模块都可以插入基础模块外壳28侧面的槽口54中(见图3)。基础模块外壳28具有合适的尺寸并使其能够装入便携式容器例如公文包(未示出)或保护箱载体(未示出)中。因此，便携式容器限定了基础模块可以安装在其中的预定系统封壳22。然而，预定系统封壳22可以是理论上的设计约束。
包括基础模块外壳28及其部件和一些模块的系统优选地是便携式单元，能够用手携带。优选地，总重量小于20kg，优选地，重量范围为15-30kg，更优选地10-15kg。
液相色谱系统20包括与基础模块外壳28相关联的某些部件。这些部件可以容纳在外壳28内或者可选地可以安装在其外部(参见图3)。通常存在于外壳28内的模块/部件包括压力传感器34、静态混合器32、溶剂输送管理器24和柱12，尽管柱温箱12C内的柱12可以设置在外壳外部，但是如图3(左手侧)所示连接到外壳28。
然而，柱12在LC系统20中的类型不是固定的。用户能够为预期目的选择合适的柱12。例如，用户可以选择Advanced Materials Technology Inc.的柱12A或Trajan Scientific and Medical的MyCapLCTM柱12B。柱温箱12C是用户选择的另一个可选功能，具体取决于液相色谱的类型。
某些可选的子模块，例如可以由用户选择的流通池模块7，可以存在也可以不存在于基础模块外壳28内，这取决于用户在配置LC系统20时的选择。其他可替换的子模块和/或部件将从以下描述中变得显而易见。
移除子模块和/或部件并替换其他模块和/或部件的能力有助于与基础模块外壳28相关联的LC系统20的小形式。因此，用户可以只选择那些被认为适合API或其他应用程序的模块和/或部件。因此，在没有不必要的模块和/或部件并且没有用户不需要的不必要的功能的情况下，LC系统20在尺寸上受到限制，并且被配置为适合预定的系统空间22。然而，由于控制系统和用户之间提供的通信，用户可操作性不会丢失。例如，控制系统可以提示用户输入选择的模块和/或部件。例如，可以通过用户界面向用户呈现选项菜单，并且用户简单地从菜单中选择所选的模块/部件，并且如果需要的话，还可以选择其他控制系统提示变量。控制系统预编程有预定范围的可选模块和/或部件。一旦用户通过用户界面指示了所选的模块/部件，控制系统就会相应地运行。
控制系统还可以通过与所选模块/部件的适当通信协议来验证这些所选模块/部件确实存在于系统20中。验证过程可以是用户界面的替代方案。验证过程可以是除用户界面之外的。
基础模块外壳内的部件至少包括静态混合器32和相关联的压力传感器34、用于溶剂输送管理器24的清洗阀4、以及进样阀5。
溶剂输送管理器24
在基础模块外壳28内将始终有溶剂输送管理器24。然而，溶剂输送管理器24的配置可以通过溶剂输送管理器24内的模块替换而改变。例如，溶剂输送管理器24可以设置用于单个低压泵模块，例如第一泵模块30A(在本说明书的其他地方也称为第一溶剂泵组件)。使用单个泵模块30A/30B，系统20可以运行等度洗脱。
另外，采用替代的单泵高压模块30B，系统20可以在高压下运行等度洗脱。如图3所示，泵模块30B具有比泵模块30A更大的电机。
此外，采用第一和第二低压泵模块30A，LC系统20可以运行低压二元梯度洗脱。
此外，采用除了第一和第二低压泵模块30A之外的第三泵模块30A(参见图3)，LC系统20可以运行低压三元梯度洗脱。但是，LC系统只能容纳3个泵模块，因此采用第三个泵模块30A运行低压三元梯度洗脱将会以样品输送管理器的泵模块2为代价(参见图1)。在另一个实施例(图29-41)中，基础模块外壳可以容纳总共四个泵模块。
或者，采用第一和第二高压泵模块30B，LC系统可以运行高压二元梯度洗脱。此外，除了第一和第二泵模块30B之外，采用第三泵模块30B，LC系统20可以运行高压三元梯度洗脱。然而，LC系统只能容纳3个泵模块，因此采用第三泵模块30B将以泵模块2在样品输送管理器(图1中标记为2)内执行其指定功能为代价。
还提供了一种T形接头形式的静态混合器。第一泵模块30A经由关联的压力传感器34连接到T形接头32。当第二泵模块30A不存在时，T形接头的另一侧被盖住。T形接头连接到清洗阀4。压力传感器34可以被认为是基础模块的一部分。
泵模块
每个泵模块30A和30B包括泵1。如已经指出的，LC系统20可以与高压泵(30B)或低压泵(30A)一起运行。因此，可以选择高压泵模块30B或低压泵模块30A的泵模块。高压泵模块包括高压泵1，而低压泵模块包括低压泵1。当使用两个或三个泵时，所有的泵都是低压泵或高压泵。低压泵模块30A不与高压泵模块30B结合使用。这些是替代方案。两个泵模块都必须是低压或高压。通常，不能将高压与低压混合使用。
选择合适的高压或低压泵模块使用户能够选择合适的溶剂输送压力。低压泵模块使用Trajan Scientific and Medical的标准玻璃注射器技术。
也可以将泵1从泵模块30A、30B内断开并用另一个泵1代替。
每个泵模块30A、30B包括集成电机驱动器，例如TMC2130(Trinamic MotionControl GmbH)。电机驱动器用于控制步进电机进行泵吸液和分液。对于两种类型的泵模块30A和30B，电机驱动器可以是相同的。
每个泵模块30A、30B包括围绕泵模块的部件的框架形式的泵外壳或安装架33。因此，每个泵模块30A、30B是可与基础模块外壳28分离的独立单元。用于低压泵模块30A和高压泵模块30B的泵外壳33采用与图3A所示相同的形式。鉴于该泵为注射式泵，可以看出该注射式泵具有突出穿过泵外壳33的前端的前端29。
图3B图示了处于闭合配置的液相色谱单元20的基础模块外壳。基础模块外壳28包括可拆卸的闭合件28A、28B、28C和28D。此外，基础模块外壳28的每一侧上的切口27提供了把手，而不会延伸到预定的系统封壳之外。
图3C图示了处于闭合配置的基础模块外壳28，不同之处在于后部可拆卸闭合件28E是打开的。随着后部可拆卸闭合件28E被打开，槽口35显露出来。槽口35通过基础模块外壳28的侧壁、顶壁和底壁以及内部隔板限定在基础模块外壳28内。槽口35限定泵模块的座，在这种情况下是两个高压泵模块30B。泵模块30B被插入到槽口35中，注射器型泵的突出部分29最初被引导到槽口35中。
从图3A和图3C可以看出，每个泵外壳33都设有接合件23。呈一对向前突出的叉齿形式的接合件23与基础模块外壳28内的配套接合件(未示出)接合。因此，泵外壳33的前端相对于基础模块壳28固定。在泵外壳33的前端相对难以触及的情况下，咬合件是方便的。各泵外壳33的后部可以用紧固件(未示出)固定，该紧固件延伸穿过泵外壳33后部的孔，该紧固件与基础模块壳28中的螺纹孔接合。一旦泵模块30B被固定到位，后部可拆卸闭合件28E被固定到位。然而，两个高压泵模块30B也可以从基础模块外壳28移除并且由两个低压泵模块30A代替。
图3D右侧的第三槽口容纳泵2。
参见图1，泵1吸入溶剂缓冲液R，该溶剂缓冲液在通过压力传感器34、T型接头32进入清洗阀4之前通过加注阀3A。清洗阀4用于用溶剂缓冲液R充注管路，并使系统准备好进行下一次测试，这在LC领域是众所周知的。
阀模块
阀模块3A、3B、3C、4、5、6包括电机和定子。3A、3B、3C和4是三通阀。进样阀5和分流阀6是六通阀。阀可由LabSmith提供，但对于本领域技术人员而言，IDEX和VICI的HPLC阀是合适的。
阀3A、3B、3C、4、5、6是由阀控制器9驱动的旋转阀(见图2)。控制器9向与旋转阀关联的电机发送电子信号。在启动(打开)时，控制器9告诉电机将阀转到原始位置。
当前的LC系统20总共可以运行八个阀。例如，可以添加附加阀，使系统能够执行附加功能，例如用于引入标准品和校准物的八通自动取样器阀。例如，参见图29-41的实施例。
流路互连
流路连接使用Trajan Scientific and Medical提供的PEEKTM和PEEKsilTM管以及PEEKTM手紧连接器进行。或者，不锈钢毛细管道也可预装配扭矩限制配件，例如来自IDEX和Thermo的配件。
可以通过使用毛细管道来使用LC系统20进行高效液相色谱；管道的内径<1.0mm。使用毛细管色谱法，流速通常在每分钟1-50μL的范围内。首选范围是每分钟5-30μL。使用毛细管将死体积减少到微升范围。毛细管色谱使用毛细管、微流控阀和纳米流通池7。图1中的所有管道都是毛细管。
带有毛细管道的毛细管色谱使客户能够实现处理时间在五分钟以内的目标。
通过色谱柱的流速范围为每分钟1-50μL，对于ID为0.5mm的色谱柱最好为每分钟12-30μL，而对于ID为0.3mm的色谱柱则为每分钟1-5μL。这些流速适用于毛细管道。将色谱柱ID减小到0.3mm ID需要将互连毛细管更换为更小的ID(25-250μm，具体取决于特定连接；例如，加注管道的直径并不重要，而从T型接头32连接到第12列和流通池7的内径应为25-100μm)。
样品输送
将样品通过进样阀5引入柱12。色谱柱12与溶剂泵模块30A/30B(由用户选择)一起在溶剂输送中产生背压。通常，此高压>500psi。从那里，来自柱12的低压输出传递到流通池7，然后传递到进一步的仪器如质谱仪，或到废液处。
样本可以被手动引入到适配器36中，从那里样本到达进样阀5(参见图1中的虚线)。如图所示，手动引入绕过样品输送管理器26。
样品输送管理器
样品输送管理器26包括泵模块2、压力传感器38、三通自动取样器阀3C、分流阀6以及清洗液容器40。
分流阀
与进样阀一样，分流阀6是六通阀。但是，分流阀6没有外回路。分流阀6用于自动采集反应器3内的样品液体并将样品引入进样阀5，避免了人工采集。
样品输送管理器的加载方式
样品液体在低压下从反应器沿毛细管F1被推至分流阀6。多余的样本液体进入废液处WR。以这种方式，管路F1将充满样品液体：
F1→WR
样品输送管理器的充注方式
在切换分流阀时，样品液体将从管路F1流出，通过分流阀并通过管路F2到达进样阀的进样口。这将充注回路L进样阀(回路L将在下面结合图4进行解释)，多余的将在低压下进入废液处WI。这种布置允许在低压下充注进样阀的回路。
样品输送管理器的清洗方式
在清洗模式下，分流阀将清洗管路G连接到F2，从而能够一直通过分流阀进行清洗，管路F2连接到进样阀并通过废液处。泵模块2从清洗溶液容器40中抽取清洗溶液，以注入管路S、J和I。一旦自动进样器阀3C切换，清洗溶液通过分流阀6和进样阀5并进入废液处WI：
I→J→G→F4→WI
无需清洗回路L，因为它在操作模式期间用溶剂冲洗。
分流阀进一步包括冲洗口，该分流阀在清洗模式下操作将冲洗口连接到流出口。
此外，如果用户需要，样品输送管理器26可以被替代的样品输送模块(未示出)绕过。这种替代的样品输送模块可以位于预定系统封壳22之外，并且可以具有其自己的泵以提供必要的压力以将样品注射到进样阀5中。
在此设置中，第三方反应器取样器(例如Snapdragon或D&M Solutions)从反应器中取样，对其进行稀释和过滤，然后将其移至液相色谱系统20(通常通过来自泵或气源的正压)。取样器可以位于基础模块外壳内部或之外。
进样阀回路
无论引入方法如何，典型的注入的体积为296nL。这是通过包含在已知体积L中的样品实现的，该体积由图4所示的管环LE(100mm x 50μm ID PEEKsil管；196nL)和进样阀内部通道体积(100nL)的组合组成。当样品被引入已知体积时，溢流进入废液处WI。
例如，手动注入：Fm→L→WI
从样品输送装置进样：F1→F2→L→WI
无论样品是直接从反应器3引入还是通过样品输送管理器26或一些其他样品输送管理器引入，样品都在压力下引入回路L，因为反应器样品制备装置(未显示)使用压力(通常达0至1500psi)输送样品。
鉴于体积已知，计算将能够确定进入第12列的样本量。对于较小的体积，可以使用内部回路进样口阀5。对于更大的体积，使用外部回路进样口阀5'。例如，参见图4中描绘的具有外部回路LE的外部回路进样口阀5'。两者都可以在本LC系统20中工作。
制造微电子HPLC进样阀5的阀公司包括VICI和IDEX(Rheodyne)。
在从回路L输送样品之前，进样阀5处于第一位置并且高压溶剂(假设溶剂输送管理器24包含高压泵)通过进样阀：
K→M
当进样阀移动到工作位置时，溶剂的流路通过回路L：
K→L→M
因此，回路L能够在低压下加载样品并将其引入柱12的高压系统中。通过回路L的溶剂也有利于清洗回路。
为了在手动输送后清洗管路Fm和进样阀，传送清洗液(冲洗液)：
Fm→WI
上面解释了分流阀6的清洗。
模块化
可以将更多的阀添加到系统中，从而创建更复杂的流动路径，从而增加系统的灵活性。鉴于回路限制为296nL，可能需要更多的流路。例如，可以将捕获柱添加到进样阀5”以浓缩分析物，如图5所示。通过这种布置，如图4所示，外部回路LE从进样阀5'中移除，并由捕获柱31代替。
捕获柱31也可用于验证反应器是否干净。在传统工艺中，一旦反应完成或工艺完成对API的监测，则验证反应器是否没有API(或任何杂质，如赋形剂)是标准操作程序。通常，反应器用甲醇洗涤，并根据既定方案更换反应器进行测试。如果API和/或辅料<0.5ppm，则反应器被认为是干净的。当拭子被送到实验室时，需要一小时到一天的时间，而此时反应器处于离线状态，降低了实验室的效率。
应该记住，色谱柱的回路L限制为296nL。洗涤液(漂洗液)中的分析物(即APA和/或杂质)太稀以至于难以检测。然而，在进样阀5”上添加捕获柱(例如31)并使冲洗液通过捕获柱，浓缩分析物，使分析物的浓度足以让色谱柱检测分析物。分析物结合到捕获柱31上并集中在捕获柱31的头部。然后用合适的溶剂洗脱捕获柱31。捕获柱31可以在一个方向上加载并在相同方向上洗脱，或者在一个方向上加载并在相反方向上洗脱。该侧程序都在低压下完成。
来自捕获柱31的洗脱液被输送到LC柱12。根据检测结果，系统可以确定是否已经满足反应器是干净的标准。
图14展示了通过将左侧使用回路L的检测输出与右侧使用捕获柱31的检测输出进行比较得到的增加的检测能力。
控制系统和电子连接
除了图1所示的流路连接之外，图2还展示电连接和数据连接。在电子方面，该系统通过Arduino Master和Arduino nano slave概念使用I2C通信架构。Arduino主机设置在PCB 42(在基本单元内)上，从机44设置在各相应的泵模块(包括第一低压泵模块30A、第二低压泵模块30A以及第三低压泵模块2)上以溶剂输送管理器26(根据用户选择的低压二元配置)。此外，光检测模块50还设置有从机45。LED检测器模块52还设置有从机45。(可以使用LED检测器模块52代替光学检测器模块50。)
提供了TCP/IP交换机11以实现在实验室IT架构内的轻松集成。它还支持附加的第三方模块，例如微型质谱仪(Microsaic 4500MiD，未显示)或单板计算机，例如Latte Panda(未显示)。请注意，任何此类质谱仪都可能无法安装在基础模块外壳28或预定封壳内。
LC系统由Windows 10操作系统48运行，它可以是独立的笔记本电脑或嵌入式单板计算机(例如Latte Panda)。操作员只需通过TCP/IP开关即可轻松地在笔记本电脑控制和嵌入式控制之间切换。这再次凸显了系统的灵活结构。
控制系统包括控制PCB 42和电源(未示出)。操作系统所需的所有软件，包括各种不同的配置，都预装在膝上型计算机48或嵌入式单板计算机上。
用户界面可以通过膝上型电脑48操作。具体地，编程使得膝上型计算机48显示图形用户界面图标(GUI)49，用户在其上点击或以其他方式交互以打开程序。下面将结合图12和13进一步解释用户界面。在高层，用户界面使用户能够更新配置文件以指示系统20中正在使用哪些模块。更具体地，在系统20用可用模块预编程的情况下，用户可能能够启用或禁用某些模块，这取决于用户定义的配置。例如，如果用户选择使用样品输送管理器26，则配置文件可以通过膝上型电脑48操作的用户界面更新以启用样品输送管理器26。
或者，可以通过嵌入式单板计算机和显示器提供内置用户界面。
柱温箱和柱
如图9A所示，柱温箱12C在实心铝块94的底部具有电阻加热器96。具体地，柱炉12C包括用于柱12A或12B的铝床94。铝床94提供热质量以避免柱温波动。铝床94设置有凹部95，其成形为接收柱12A或12B。在铝床94下方的柱温箱12C内提供柔性加热器面板96。柱12A或12B、铝床94和柔性加热器面板96容纳在外壳内。外壳包括顶盖98和安装架100。外壳可以由尼龙12等聚合物3D打印而成。
电阻加热器由PCB上的MINCO嵌入式微控制器(未显示)进行微控制。微控制器包括一个驱动器来加热电阻器。包括柱温箱12C以维持柱12的期望温度，以获得可再现的结果。
柱12通常由任何材料制成，其中颗粒能够紧密堆积并且能够承受柱内的压力。例如，柱12可以包括充注有颗粒的不锈钢管。它具有进出连接，这些连接是连接到毛细管的标准螺纹。任何色谱柱都可以在特定尺寸的柱温箱中使用。例如，可以使用50mm长的色谱柱或100mm长的色谱柱。两者均可装入柱温箱。其中每一个都有0.5mm的ID。
检测
目前，有两种可供选择的检测器选项，它们可插入基础模块外壳28中的槽口54中。检测器选项包括光学检测器模块50和LED检测器模块52。大多数应用的目标吸光度范围为190-300nm。
或者，第三个检测器选项是可能的，例如来自Microsaic的微型电喷雾电离单四极质谱仪(4500MiD，未显示)可以通过将柱流出口N连接到Microsaic Split Flow Interface(SFI)来使用。或者，检测器流出口管Q可以连接到Microsaic SFI。Microsaic 4500MiD由LC系统20通过TCP/IP开关11控制。
流通池检测器最具成本效益的解决方案是使用LED和光电二极管。参见例如图3、图8和图28中描绘的采用LED模块52形式的光学检测器模块。但是，在235nm以下无法获得具有适当功率的LED。换言之，LED发出的光不足以通过流通池7将足够的光投射到检测器上。因此，如果客户希望在作为临界范围的200、210和/或220nm附近进行监测，则使用LED模块52就会出现困难。为此，开发了新的光学检测器模块50(也称为二极管阵列检测器(DAD)模块50)。
光学检测器模块50(二极管阵列检测器DAD)的部件
如图6A至图6F所示，光学元件的固定物理对准是通过标准光具座实现的。例如，由Newport Optics(64)和(66)生产的光具座部件64、66接收由光学对准配件70支撑的对准杆68。光学对准配件70拧入标准支撑台67。光具座部件64和66在其间支撑流通池7。这些光具座部件64、66各自包括精密加工的透镜座67、69，其端部从部件64、66的侧面突出。
我们还使用了来自Hamamatsu的微型氘灯72，它带有自己的电源73。灯72由L形支撑架74支撑，如图6D和图6F所示，该支架也通过光学对准配件70安装到工作台67。该支架74还支撑灯罩76并且是灯罩的一部分(74，并且罩76是灯外壳)。灯的电源73通过与台67一体3D打印的L形安装支架75安装到台67。从机45构成图2中所示控制系统的一部分，安装在电源73的顶部。
第一准直透镜60支撑在L形支撑架74与光具座部件64之间。第二准直透镜62支撑在光具座部件66与微型光谱仪46之间。
我们发现的稳健性的关键是光源72和光谱仪46围绕流通池7的组装。
流通池7是Agilent产品，体积为500nL，具有石英窗。流通池7对于使样品能够在不损失灵敏度的情况下进入液体路径至关重要。市场上有不同体积的流通池，包括12nL、45nL、80nL和500nL。我们使用500nL以获得最大灵敏度。然而，可以将500nL流通池换成另一个流通池，因为它们都具有相同的尺寸，因此将容纳在光具座部件64和66之间。
第一准直透镜60帮助将来自氘灯72的光聚焦到流通池7上，第二准直透镜62帮助将来自流通池7的光聚焦到微型光谱仪46上。该光学检测器模块50可以在任何第三方HPLC上以其自身的权利充当模块，因为到流通池的流路连接是标准的，并且Ocean Insight具有可用的软件来通过USB输出解释来自光谱仪46的光谱。
或者，代替图6的第二准直透镜，如图7的光学检测器模块50'所示，可以提供光纤耦合器78以支持来自流通池7的光到微型光谱仪46上。因此，我们不依赖双镜头配置来提高性能。这种布置提供了<30ms的出色的积分时间。光纤耦合器78可以是刚性光纤耦合器。或者，可以提供柔性光纤耦合器，例如更长的柔性耦合器或电缆。这允许光谱仪46的不同配置，例如光纤耦合器/电缆需要弯曲的情况，例如90°。光纤耦合器的缺点是它会因暴露于紫外线(日晒)而随着时间的推移而退化。因此，如图6中披露的双透镜布置被认为在允许更多光方面更优越并且更稳健。然而，图7的布置可以提供额外的灵活性以适应模块方向。
刚性连接器78，也称为光纤耦合器或刚性耦合器，长32mm，具有1000μm的光纤芯并且是第二准直透镜的替代物。
图7的这个模块50'本身也可以作为任何第三方HPLC上的模块，因为到流通池7的流路连接是标准的，并且Ocean Insight有可用的软件来通过USB解释来自光谱仪46的光谱输出。
图16-27显示了光学检测器模块50的其他版本并且将在下面讨论。
光学检测器模块50、50'的配置的优点包括其灵活性和可运输性/坚固性。
1.灵活性
可以更换检测器46。这种特定的光学配置适用于一系列仪器，特别是OceanInsight的产品，例如图6和7中描绘的微型光谱仪46。(方便的是，Ocean Insight的产品都是相同尺寸的，可以插入光学检测器模块50、50'，如图6和7所示)。
也可以更换灯72和/或光电二极管。
也可以更换流通池7。
2.可运输性/坚固性
这是特别坚固的布置，其中灯72、对准的准直透镜60、62、流通池7和光谱仪46的光电二极管处于固定的物理对准方式。同样，在图7的替代实施例中，类似的对准布置也特别稳健。
微型光谱仪46
通过结合定制光栅开发了微型光谱仪46。这会在240nm处产生峰值，并在200-360nm范围内工作，并在200-280nm范围内提供出色的性能。因此，这适用于200-220nm目标应用。尽管光谱仪46具有针对低UV波长的定制光栅，但来自Ocean Insight的标准FLAMEUV-VIS光谱仪(200-850nm)在光学检测器模块50内是可互换的。本领域的技术人员将理解，任何微型光谱仪，例如来自Hamamatsu迷你光谱仪系列和Broadcom Qmini的那些，都可以纳入检测器模块50中，如下面结合图21-26进一步讨论的。
光学检测器模块52(LED检测器模块52)
对于235nm以上的其他应用，LED/光电二极管检测器模块52可能就足够了。对于一些应用，该模块52可以在期望的波长下提供令人满意的光强度。LED检测器模块52便宜得多。
如图8B中最佳所示，LED检测器模块52由流通池7组成，在每一端由铝制杯形环80、82支撑。在上行光束端，LED 84夹在安装支架86与上行光束环80之间。在流通池7的下行光束中，光电二极管88夹在下行光束轴环82与安装支架90之间。如图8A所示，整个部件夹在固定到安装板92上的两个安装支架86、90之间。安装板92可以例如由尼龙12 3D打印或由丙烯酸激光切割而成。LED检测器模块52还包括从机45。从机45包括PCB并向LED和二极管供电。
液相色谱系统可以使用现成的部件设计，包括注射泵1、2、微流控阀3A、3B、3C、4、5、6、流通池7、以及LED检测器模块52，所有部件均由Arduino主控制器进行控制。我们把所有这些都装进了一个公文包。
使用Trajan的可重配置系统20，由此部件是可替换的(换入/换出)或可选地包含在内，可以管理整个占用量。通过这种设计理念，可以获得定制的系统20以获得特定的分析结果并且已经执行了定制，系统20不比实现该结果所需的更复杂。因此，在没有不必要的特征的情况下，系统单元的物理尺寸减小，并且与更复杂的系统相比，这变得更实惠和便携。由于经济实惠、便携和尺寸减小，可以根据需要将系统单元放置在需要采取行动的地方，例如，靠近反应器或实验室通风橱内。作为另一个示例，在土壤测试中，系统单元可以放置在田野中。
其他
流通池7的液体输出可以传递到质谱仪(未示出)用于进一步分析。请注意，质谱仪可能无法安装在基础模块外壳28或预定封壳内。
LC系统的用户界面
图12是说明LC系统20的用户界面操作的流程图。如上所述，用户通过与笔记本电脑屏幕48上的GUI 49接口来初始化程序(图2)。用户界面基于Microsoft Window。然后程序提示用户登录。输入适当的用户ID和密码后，程序允许用户修改配置文件。例如，用户可以选择用户选择使用的各种系统模块中的哪一个，并相应地配置系统20。这可以是基于菜单的选择。该程序被适当地预配置以运行任何预定模块。用户只需要指出用户选择了那些模块中的哪一个。
然后程序提示用户表明用户是建议在线工作还是离线工作。“在线”表示仪器已连接到软件。仪器运行时，需要在线进行数据采集和其他控制方面的工作。但是，可以离线工作。在离线工作期间，程序可以对已捕获的先前数据进行数据分析。(离线流程图如图13所示，包括图12所示可用步骤的子集。)
在“等待系统初始化”步骤中，软件正在尝试与仪器建立连接。一旦软件被初始化，用户可以访问软件的四个功能和操作系统20。
该软件允许用户输入和存储LC过程的参数，例如指示溶剂的流速，指示溶剂A相对于溶剂B的相对比例。任何此类处理方法都可以运行，也可以存储用于目的是稍后重新运行相同的处理方法。
当用户确定他们希望操作系统时，通过用户界面的适当指示，仪器进入仪器运行之前的“预运行”阶段。数据采集在运行过程中获得并编译成文件。在运行结束时，“运行后”步骤使仪器能够返回到运行前的配置。如果仪器的运行是自动的，例如使用自动进样器，则右侧的运行周期可能会重复。
获取的数据文件可以通过“数据处理”选项中的软件进行处理。根据图12，“系统诊断”也是一个选项。
需要注意的是，系统操作可以设置为自动模式，通过它返回到循环的较早部分(见右侧的虚线)。或者，用户可以选择手动退出。
硬件概述
根据一个实施例，本文描述的技术可以由一个或多个专用计算设备来实现。专用计算设备可以硬连线来执行这些技术，或者可以包括数字电子设备，例如一个或多个专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)，这些设备被持续编程以执行技术，或者可以包括一个或多个通用硬件处理器，该处理器被编程为根据固件、存储器、其他存储或组合中的程序指令来执行这些技术。这种专用计算设备还可以将定制的硬连线逻辑、ASIC或FPGA与定制编程相结合，以实现这些技术。专用计算设备可以是台式计算机系统、便携式计算机系统、手持设备、网络设备或结合硬连线和/或程序逻辑来实现这些技术的任何其他设备。
例如，图15A是展示了可在其上实施上述一个或多个步骤的计算机系统600的框图。服务器计算机102和/或用户计算机112可以是诸如600的计算机系统。
计算机系统600包括总线602或用于传递信息的其他通信机制，以及与总线602耦合用于处理信息的硬件处理器604。硬件处理器604例如可以是通用微处理器。
计算机系统600还包括主存储器606，例如随机存取存储器(RAM)或其他动态存储设备，其耦合到总线602以用于存储信息和将由处理器604执行的指令。主存储器606还可用于在执行要由处理器604执行的指令期间存储临时变量或其他中间信息。这样的指令，当存储在处理器604可访问的非暂时性存储介质中时，使计算机系统600成为专用机器，该机器被定制以执行指令中指定的操作。
计算机系统600还包括只读存储器(ROM)608或耦合到总线602的其他静态存储设备，用于存储处理器604的静态信息和指令。诸如磁盘或光盘的存储设备610被提供并耦合到总线602以用于存储信息和指令。
计算机系统600可以通过总线602耦合到一个或多个输出设备，例如用于向计算机用户显示信息的显示器612。显示器612例如可以是阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED显示器)或触摸屏显示器。包括字母数字键和其他键的输入设备614可以耦合到总线602，用于将信息和命令选择传送到处理器604。另一种类型的用户输入设备是光标控件616，例如鼠标、轨迹球或光标方向键，用于将方向信息和命令选择传送到处理器604并用于控制显示器612上的光标移动。该输入设备通常在两个轴上具有两个自由度，第一轴(例如，x)和第二轴(例如，y)，这允许设备指定平面中的位置。附加的和/或替代的输入设备是可能的，例如触摸屏显示器。
计算机系统600可以使用定制的硬连线逻辑、一个或多个ASIC或FPGA、固件和/或程序逻辑来实现本文描述的技术，其与计算机系统相结合导致或编程计算机系统600成为专用机器。根据一个实施例，本文的技术由计算机系统600响应于处理器604执行包含在主存储器606中的一个或多个指令的一个或多个序列而执行。这样的指令可以从另一个存储介质(例如存储设备610)读入主存储器606。包含在主存储器606中的指令序列的执行导致处理器604执行这里描述的处理步骤。在替代实施例中，硬连线电路可用于代替软件指令或与软件指令结合使用。
此处使用的术语“存储介质”是指存储使机器以特定方式运行的数据和/或指令的任何非暂时性介质。这样的存储介质可以包括非易失性介质和/或易失性介质。非易失性介质包括例如光盘或磁盘，例如存储设备610。易失性媒体包括动态存储器，例如主存储器606。存储介质的常见形式包括例如软盘、软盘、硬盘、固态驱动器、磁带或任何其他磁性数据存储介质、CD-ROM、任何其他光学数据存储介质、任何物理带孔图案的介质、RAM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM、NVRAM、任何其他存储芯片或盒式磁带。
存储媒体不同于传输媒体，但可以与传输媒体结合使用。传输介质参与存储介质之间的信息传递。例如，传输介质包括同轴电缆、铜线和光纤，包括构成总线602的电线。传输介质也可以采用声波或光波的形式，例如在无线电波和红外数据通信期间产生的那些。
在将一个或多个指令的一个或多个序列携带到处理器604用于执行时可以涉及各种形式的媒体。例如，指令最初可以承载在远程计算机的磁盘或固态驱动器上。远程计算机可以将指令加载到其动态存储器中，并使用调制解调器通过电话线发送指令。计算机系统600非联网的的调制解调器可以接收电话线上的数据并使用红外发射器将数据转换为红外信号。红外检测器可以接收红外信号中携带的数据，并且适当的电路可以将数据放置在总线602上。总线602将数据传送到主存储器606，处理器604从主存储器606检索并执行指令。主存储器606接收的指令可以可选地在处理器604执行之前或之后存储在存储设备610上。
计算机系统600还包括耦合到总线602的通信接口618。通信接口618提供耦合到连接到非联网的网络622的网络链路620的双向数据通信。例如，通信接口618可以是综合服务数字网(ISDN)卡、电缆调制解调器、卫星调制解调器或调制解调器以提供到对应类型的电话线的数据通信连接。作为另一个示例，通信接口618可以是局域网(LAN)卡以提供到兼容LAN的数据通信连接。也可以实现无线链接。在任何这样的实施方式中，通信接口618发送和接收携带表示各种类型信息的数字数据流的电、电磁或光信号。
网络链路620通常通过一个或多个网络向其他数据设备提供数据通信。例如，网络链路620可以提供通过非联网的网络622到主计算机624或到由因特网服务提供商(ISP)626操作的数据设备的连接。ISP 626又通过现在通常称为“因特网”628的全球分组数据通信网络提供数据通信服务。非联网的网络622和因特网628都使用承载数字数据流的电、电磁或光信号。通过各种网络的信号和网络链路620上的信号以及通过通信接口618携带数字数据进出计算机系统600的信号是传输介质的示例形式。
计算机系统600可以通过网络、网络链路620和通信接口618发送消息和接收数据，包括程序代码。在因特网示例中，服务器630可以通过因特网628、ISP 626、非联网的网络622和通信接口618传输应用程序的请求代码。
接收到的代码可以在其被接收时由处理器604执行，和/或存储在存储设备610或其他非易失性存储器中以供稍后执行。
如本文所述的计算机系统可以以多种有用的布置来配置。在一种方法中，一种数据处理方法包括使用服务器计算机，从一个或多个非暂时性计算机可读数据存储介质获取一个或多个指令序列的副本，这些指令序列存储在该介质上并且当使用特定的执行时多个用户计算机中的用户计算机使特定用户计算机单独或结合服务器计算机使用特定用户计算机来执行本文描述的技术；使用服务器计算机，将一个或多个指令序列的副本下载到多个用户计算机中的任何一个用户计算机。
在另一种方法中，计算机系统包括服务器计算机，该服务器计算机包括存储有一个或多个指令序列的一个或多个非暂时性计算机可读数据存储介质，当使用多个用户计算机中的特定用户计算机执行这些指令时，该特定用户计算机执行：单独或与服务器计算机结合使用特定用户计算机，使用此处描述的技术；在服务器计算机中，存储下载指令，当使用服务器计算机执行时，下载指令导致将一个或多个指令序列的多个副本下载到多个用户计算机。
控制框图
图15B是图1所示的液相色谱系统的控制框图。
缩略语表：
TCP/-P-传输控制协议/互联网协议
-C-直流电
L-D-发光二极管
-2-氘
U-B-通用串行总线
A-C-模数转换器
以分级方式控制液相色谱系统20。开发了基于Windows的图形用户界面(GUI)，以通过传输控制协议/互联网协议(TCP/IP)与主微控制器板进行通信。为液相色谱系统20部件控制实施了内部集成通信协议(I2C)，允许实施完全模块化的结构，从而使用户能够针对给定的分离要求配置系统硬件。主板接收并解析来自GUI软件的信息，并将相关信息传输到控制各个系统部件(泵、阀、光电二极管、柱温箱、压力传感器、UV-LED)的从板。泵从处理器将从主处理器接收它们各自的梯度参数，并将确定步进电机在梯度的任何给定时间步进之间的时间延迟，并启动步进电机。延迟间隔每秒重新计算一次。阀有自己的处理器和嵌入式软件库来控制通信。主控制器还与板载16位模数转换器(ADC)通信，以获取光电二极管和压力传感器数据，并将其传递给GUI软件进行数据绘图。多发光二极管(LED)从控制器设计用于从单个从控制器控制最多三个紫外线LED(235nm、255nm和275nm)。柱温箱通过安装在主机上的板载比例控制器进行控制，温度和反馈控制通过串行外设接口(SPI)协议进行设置和处理。二极管阵列光谱仪由供应商提供的控制库控制，这些控制库在GUI软件中开发。电源和数据传输是通过通用串行总线(USB)进行的。GUI控制软件发送设置参数并接收光谱仪数据。氘灯(D2)通过专用电源板控制，并由主控制器供电。
光学检测器模块150
图16至26披露了光学检测器模块50的其他变体。虽然先前的变型在附图中被称为50和“50”，但考虑到变型的数量，这种命名会变得笨拙。因此，这些光学检测器模块现在被标记为150、251、350、450、550和650。相同的数字将用于表示相同的部分。
检测器模块外壳151
图16和17显示了用于光学检测器模块150、250、350、450、550和650、52'的可选检测器模块外壳151的形式。不管检测器模块150、251、350、450、550和650、52'的形式如何，都可以使用相同的外壳151。或者，可以省略外壳151。如图16和17所示，外壳由七个相互连接的面板152组成。顶部、底部和末端各有一个面板，一侧有两个面板以增加可自由操作性，另一侧有一个面板。顶板152是非必要的但有助于限定内部部件必须安装在其中的体积的边界。
每个面板152是平面的并且包括周边接合槽口154和接合叉齿156。接合叉齿156位于与面板152本身相同的平面内并且在面板152的边缘处形成为切口。接合叉齿156与相邻定位的面板152的接合槽口154接合。叉齿156和槽口的形式使面板能够相对于彼此滑动，以互连面板并断开面板以供用户进入检测器模块外壳151内部。
在面板152的边缘中间的附加槽提供气流，特别是邻近诸如灯和电源等发热部件。
端板152容纳风扇158、160。从图17的角度来看，近端面板152包括圆形孔162。风扇158安装在外壳151的内部，如下所述。风扇160可以安装到外壳151外部的远端面板152。风扇160用于从灯中取走热量，而风扇158用于从灯电源中取走热量。
安装支架162
光学检测器模块150的各部件的其余部件安装在外壳151内。为此目的，光学检测器模块包括三维安装支架162。安装支架162形成检测器部件安装架的一部分，用于在组装配置中安装检测器的各种部件。检测器部件安装架还包括对准安装架，如下所述。
安装支架162可以包括相交的壁部分164、166、168、170、172、174、176、180。这些壁部分中的一些可以在图17中看到。还参考图28E，其显示了安装支架162'的替代形式并且标记了各种壁。这些相交的壁部分以直角相交。由安装支架162'的底部中的相交的壁形成的矩形横截面提供了结构刚度。从图22-28可以理解，安装支架162'对于光学检测器模块150、250、350、450、550和650的不同组装形式是相同的，并且也用于光学检测器模块在LED检测器模块52'的形式如图28所示。
安装支架162还可以包括接合叉184，其与顶部面板、底部面板152和端面板152中的对应槽口186接合。变型162'不包含这些接合叉齿和槽口184/186。
流通池子模块190
图18披露了流通池7安装在流通池子模块190内。流通池子模块190包括两个透镜60、62之间的流通池7。在此配置中，流通池7通过对准安装架192得到支撑。对准安装架192包括两个间隔开的对准安装架或块64、66，它们由四个对准杆保持间隔配置，其中两个是短对准杆194，两个是长对准杆196。
对准块64、66均为具有四个角的正方形的平面或板状构造。通孔198设置在四个角的每一个附近，以允许长杆196或短杆194通过。杆194、196中的每一个穿过对准块60、64中的每一个的相应通孔198。因此，两个对准块64、66的通孔198通过相关联的杆194/196的通道对准。
短杆194使得它们为光电二极管阵列子模块留出空间，如下所述。
对准块64、66中的每一个都装配有相应的流通池和透镜接口。透镜60、62与相应的流通池和透镜接口67、69螺纹连接。对准块64、66可相对于杆194、196滑动并且可以通过平头螺钉(未示出)固定到它们的期望位置。流通池7在对准块64、66之间保持压缩，流通池7与对应的对准块64、66之间紧密配合。
光源子模块200/210
图19和图20展示了两个可选的光源子模块200、210。光源子模块200由制造商Hamamatsu提供的L2D2灯202、定制透镜接口204以及还用作散热器的定制灯罩206组成。光源子模块200的部件被组装成光学检测器模块的子部件。光源子模块200可以可拆卸地安装在检测器安装架上，从而实现拆卸和替换为替代光源子模块。例如，可能需要替换为具有不同特性的替代光源子模块以适合所选的流通池7和/或所选的光电二极管/光电二极管阵列子模块。
L2D2灯202具有专用电源208。电源208没有与光源子模块200预组装，而是独立地安装到安装支架162'，如下将讨论的。
光源子模块210包括S2D2灯212，其与采用灯外壳盖213和灯外壳基座215形式的灯外壳组装在一起，由制造商Hamamatsu提供。光源子模块210还包括定制镜头接口214和定制安装板219。光源子模块200可以可拆卸地安装在检测器安装架上，从而实现拆卸和替换为替代光源子模块。例如，可能需要替换为具有不同特性的替代光源子模块以适合所选的流通池7和/或所选的光电二极管/光电二极管阵列子模块。
S2D2灯202具有专用电源218。电源218没有与光源子模块200预组装，而是独立地安装到安装支架162'，如下将讨论的。
光电二极管阵列子模块220、230、240、251、260
光学检测器模块150、250、350、450、550和650可以各自配置有不同类型的光电二极管阵列子模块。特定的光电二极管阵列子模块取决于所选的光电二极管阵列单元。五个用户可选择的光电二极管阵列单元222、232、242、252和262如图21所示。如下：
图21A：Q Mini 222；
图21B：OI ST232；
图21C FLAME 242；
图21D AVANTES OEM-MINI252；以及
图21E PACTO。
如图所示，每个光电二极管阵列单元222、232、242、252和262具有不同的形状。因此，每个光电二极管阵列单元需要特定配置的支撑件以将光电二极管阵列单元容纳在光学检测器模块内。在图21中展示了支撑件224、234、244、254、256、264、266。值得注意的是，AVANTES OEM-MINI和PACTO的配置相似，因此，支撑件254、256和264、266的配置相同。通常，支撑件224、234、244、254、256、264、266中的每一个包括基座，光电二极管阵列单元222、232、252和262位于基座上，具有直立的侧支撑件，使得支撑件222、232、252、262的截面大致呈U型。由于FLAME光电二极管阵列单元242的尺寸，FLAME支撑件242是个例外。每个支撑件224、234、244、254和264包括通孔227、237、247、257、267。在一些情况下，有2个通孔227、257、267。这些孔中的每一个都允许相应的对准杆194、196通过，这将在随后进行讨论。
另外，需要注意的是，用于AVANTES OEM-MINI和PACTO的支撑件254、256和264、266是两件式配置。上支撑件256、266包括双通孔258、268，用于相应的对准杆194、196的通过，如随后将讨论的。
示例性光学检测器模块251
图22表示光电二极管阵列子模块260组装在光学检测器模块251中的方式。图23-26分别显示了将其他光电二极管阵列子模块220、230、240、251组装到相应的光学检测器模块550、450、350、150中。光学检测器模块550、450、350、150的组装基本上与结合图22讨论的相同。
可更换的流通池子模块190或可更换的流通池7
图18所示的流通池子模块190可以构成也可以不构成与其安装在其中的光学检测器模块分开的可分割模块。潜在地，流通池7连同对准块64、66和杆194、196可以模块化形式提供，如图18所示。这确保了流通池子模块190中各种部件的出厂对准。
光源子模块可以是子模块200或210，光电二极管阵列子模块可以是220、230、240、251或260中的任何一个。然而，出于该讨论的目的，将参考图22，其采用光源子模块200和光电二极管阵列子模块251。众所周知，光源子模块200和光电二极管阵列子模块251也通过对准杆194、196对准。因此，为了更换流通池子模块190，需要从对准杆194、196上拆下光源子模块200和光电二极管阵列子模块251。新选择的流通池子模块190然后可以与选择的光源子模块和选择的光电二极管阵列子模块组装在一起，其可以与原始光源子模块和光电二极管阵列子模块相同或不同。
然而，在本实用新型的另一种形式中，流通池7可以与流通池子模块190中的其余部件分开更换。在这种情况下，流通池子模块190实际上不作为可从光学检测器模块移除和更换的可分割子模块存在。
光学检测器模块251的组装
回到图22，图22D图示了光学检测器模块251的各种部件和子模块的布置，而图22A-C图示了部件和子模块在安装支架162'上的组装。安装支架162'包括相应的壁部分164、166、168、170、172、174、176、178、180，它们基本上彼此成直角布置，如图22E所示。
壁部分164、166和基本水平的壁部分170限定了角，流通池子模块190的大部分位于该角中。对准块64、66在其底部抵靠壁部170，并且沿着一侧抵靠壁部164。这些壁部分164、170可以定位流通池子模块190相对于安装支架162'的位置。对准块64、66可以连接到安装支架162'，紧固件(未示出)延伸穿过壁部分170或壁部分164，或两者。
此外，流通池子模块190包括四个对准杆194、196，每个对准杆延伸穿过壁部分166，因为壁部分166设置有四个通孔167。通孔167与对准块中的孔198对准。因此，流通池子模块190将相对于安装支架162'定位。
此外，参考图19，可以看出灯罩206包括四个延伸穿过其中的间隔开的孔207。其他图片207的间距对应于穿过孔207的对准杆194、196的布置。因此，光源子模块200将相对于流通池子模块和安装支架162'定位。光源子模块200沿着对准杆194、196滑动到位。这种布置确保光源子模块200与流通池子模块190适当对准。较大的孔径169被提供用于使来自光源子模块200的光束通过并到达流通池子模块190。
此外，壁部分166限定发热光源子模块200和流通池子模块190之间的屏障。
此外，光电二极管阵列子模块260也如前所述安装在对准杆194、196上。应当理解，对于下支撑件264，一根短杆194中的一根长杆196穿过相应的孔267。对于上支撑件266，一根长杆196和一根短杆194穿过相应的孔268。上支撑件266和下支撑件264可以沿着对准杆194、196滑动到位。下支撑件可以固定到壁部分170，或者可以制成安装支架162'的其他附接件。支撑件264和266可以最初定位在杆上，然后光电二极管阵列单元262定位在支撑件264、266上。这种布置确保光电二极管阵列单元262与流通池7适当对准。因此，该布置使所有光学部件、包括灯202、透镜60、62、流通池7和光电二极管阵列单元262对准。
如果需要更换流通池7，则流通池7可以被单独移除(在第一实施例中)，或者流通池子模块190可以被完全移除和更换(在第二实施例中)。在第一实施例中，为了移除流通池7，将有必要通过滑动对准杆194的支撑件264、266单独地或连同支撑件264、266移除光电二极管阵列单元262，196.然后，对准块64(离光源子模块200最远的一个)被移除，使得流通池7可以被移除并用替代流通池7替换。
在第二个实施例中，一旦移除了光电二极管阵列单元262和支撑件264、266，则可以移除整个流通池子模块190并用替代流通池子模块190替换。这保持了流通池子模块190中的光学部件的出厂对准。
风扇158、160和电源208的安装
安装支架162'还提供用于光源子模块200的电源208的安装。电源208安装到流通池子模块190相反一侧的壁部分164。因此，壁部分164保护光学部件免受来自电源208的任何热量。
壁部分172布置成与壁部分164基本成直角。壁部分174布置成与壁部分172、164成直角。壁部174限定了可安装第一风扇158的台阶。第一风扇158靠着壁部分172安装。因此，壁部分172具有与风扇158中的中心开口对准的孔173。风扇158从位于检测器模块外壳151(图16中所示)外部的电源208吸走热量。
风扇160可以安装在检测器模块外壳151的外部(如图16所示)。或者，风扇160可安装在壁部168上。壁部分168位于与壁部分164基本平行的平面内，与壁部分166基本成直角。壁部分168包括与风扇160中的开口对准的圆形孔171。风扇160提供气流以从光源子模块200吸走热量。
底壁部分176在基本水平的壁部分170下方竖直间隔开并且基本与其平行。该间隔由壁部分164的下部和基本上平行的直立壁部分178提供。这为安装支架162'提供了刚度。在底壁部分176的前端是间隔开的叉齿形式的接合件183，其与检测器模块外壳151内提供的配套接合件接合，以将安装支架162'定位在基础模块外壳28内。
前面描述了光学检测器模块251的组装，并且一旦组装好，检测器模块外壳151围绕光学检测器模块251组装。然后将光学检测器模块251插入到液相色谱系统20的基础模块外壳28中并固定到位。如前面结合图3A所描述的，光学检测器模块251通过槽口54插入并且进行必要的液体和光学连接。在本实用新型的一种形式中，光学检测器模块251可以是收集数据的独立操作模块。数据可以根据需要通过USB下载。
虽然前面描述了图22中所示的光学检测器模块251的组装，但是类似地组装图23-27中所示的光学检测器模块350、450、550、150、650。这些光学检测器模块350、450、550、150、650中的每一个都是通过槽口54插入基础模块外壳28中的光学检测器模块151或50的替代品。
各种配置之间的唯一区别是所选的光电二极管阵列单元和相应的配套支撑件。
替代光源子模块210
虽然图22-24、27中所示的所有变体都采用了光源子模块200，但也可以使用光源子模块210来构造这些光学检测器模块。参考图20。可以看出，安装有灯212和灯外壳部件213、215的安装板219必须间隔开通孔211。这些孔211接收下面的两个对准杆(其中一个将是短杆194，另一个将是长杆196)。因此，可以组装光源子模块210来代替光源子模块200。通过沿着对准杆194、196滑动光源子模块210来安装光源子模块210。参见例如图示光源子模块210的图25和26。
光源子模块210可以与任何光电二极管阵列单元一起使用，并且光源子模块200可以与任何光电二极管阵列单元一起使用。
光电二极管检测器
图27展示了采用光源子模块200但没有光电二极管阵列子模块的光学检测器模块650。相反，光学检测器模块650采用单个光电二极管。参考图27F，其以分解配置示出光电二极管88、带通滤波器89和光电二极管外壳80，它们安装在先前实施例的光电二极管阵列子模块的位置。
光电二极管PCB 91在图27中也可见。
光电二极管检测器和LED光源
图28图示了采用LED 84作为光源和单个光电二极管88的光学检测器模块52'。如图28F中最佳所示，光电二极管外壳80容纳光电二极管88，而LED外壳80容纳LED 84。光电二极管外壳80固定到对准块66，例如通过与设置在对准块66上的接口螺纹接合。LED外壳80类似地固定到对准块64，例如通过与设置在对准块64上的接口螺纹接合。
光电二极管88通过电缆连接到主PCB。LED还通过电缆连接到主PCB。
液相色谱系统的第二实施例20'
图30-41说明了液相色谱系统的第二实施例20'，与图1-3中所示的第一实施例20相比，具有更高水平的模块化。图30-41具有许多与第一实施例相似的部件，因此相似的附图标记用于表示相似的部件。相似的标号可使用撇号(')来指示第二实施例20'的改变或更新部分。
如图31所示，液相色谱系统20'的部件由基础模块支架300支撑。基础模块支架300包括基础模块底板310、第一直立壁312、第二直立壁320、样品输送模块壁架316、柱温箱壁架318和之字形壁314。
样品输送模块凸缘316由第一直立壁312支撑。如结合图36将理解的，样品输送模块凸缘316支撑样品输送模块326的至少一部分。可以将第三方样品输送模块(未示出)纳入液相色谱系统20'并将它们容纳在基础模块支架300内。
在样品输送模块凸缘316下方是限定在底板310上方并由第一直立壁312形成的第一间隙324。第一间隙324限定一部分溶剂输送模块324被插入的空间。样品输送模块324、324'的各种不同配置可以插入第一间隙324中。此外，可以将第三方溶剂输送模块(未示出)纳入液相色谱系统20'并将它们容纳在基础模块支架300内。
在第一直立壁312的另一侧，是第二间隙322。从图36可以理解，前述光学检测器模块50/150/251/350/450/550中的任何一个都可以插入到第二间隙322中。
柱温箱壁架318支撑柱温箱12C。第一直立壁312和第二直立壁320在柱温箱凸缘318的两侧提供了一个壁龛并且在柱温箱12C周围形成了热障。
进样阀5、进样阀控制器5A和清洗阀4也支撑在基础模块底板310上，邻近第二直立壁320。锯齿形壁314形成一个壁龛以容纳进样阀5。
图33图示了样品输送模块326。进样模块包括进样泵(部件)模块2，其他进样部件包括分流阀6、分流阀控制器6A、补液阀3C、补液阀控制器3C1、压力传感器38。样品输送部件安装在样品输送模块支架302上。样品输送模块安装架302的形式在图36中最佳可见。如图所示，它包括样品输送模块底板330和向前突出的样品输送模块泵架332。样品输送模块326沿箭头A指示的方向插入基础模块安装支架300，使得泵架332由样品输送模块凸缘316支撑。此外，样品输送模块安装架302包括围绕分流阀6和加注阀3C延伸的外围C形壁334。分流阀控制器6A支撑在外围C形壁334的另一侧。分流阀6和加注阀3C安装在阀台335上。
此外，压力传感器38和加注阀控制器3C1由外围C形壁334支撑。
参考图34，描绘了三泵溶剂输送模块324。可以看出，模块324包括3个与第一实施例20所示类型相同的溶剂泵组件(模块)30B。在这种情况下，溶剂泵组件为高压30B型。图35图示了2泵溶剂输送模块324'。在该图中，仅显示了两个溶剂泵组件30B。因此，在这个版本中可以更容易地看到溶剂输送模块安装架304。溶剂输送模块支架304包括底板340、分隔壁344、溶剂泵组件支架342和位于加注阀303一侧并支撑压力传感器34和混合接头32的壁部347。与壁部分347相对的是相对壁部分349。在壁部分347和349之间延伸的是加注阀凸缘348，加注阀303支撑在其上。
此外，溶剂输送模块支架304包括用于支撑加注阀控制器303的加注阀控制器凸缘346。虽然图35没有显示第三溶剂泵组件30B，但在图34的溶剂输送模块324中显示了第三溶剂泵模块30B，其中可以看出第三溶剂泵模块30B搁置在溶剂泵组件支架342上。
三泵溶剂输送模块324和2-泵溶剂输送模块324'可以是可插入基础模块安装支架300中的替代模块。例如，如果需要进行三元梯度洗脱，则可以选择三泵溶剂输送模块324。或者，如果需要二元梯度洗脱，则可选择双泵溶剂输送模块324'。此外，可以使用单泵溶剂输送模块(未显示)进行等度洗脱。这与双泵溶剂输送模块基本相同，只是使用单个泵组件30B/30A。在进行这些替换时，唯一需要断开和重新连接的部分是混合器/T形接头32。
单泵溶剂输送模块、双泵溶剂输送模块324'或三泵溶剂输送模块324中的每一个都包括加注阀303。对于单泵溶剂输送模块，加注阀303可以是三通阀(例如如图1所示)。对于双泵溶剂输送模块324'，加注阀可以是八通阀。对于三泵溶剂输送模块324，加注阀303可以是十二通阀，如图29所示。
此外，还可以具有单一版本的溶剂输送模块324”。例如，最初可以提供单泵溶剂输送模块，具有单个溶剂泵组件30B(或30A)。用户可以根据需要任选地选择一个或两个附加的溶剂泵组件30B(或30A)以从单泵溶剂输送模块升级到双泵溶剂输送模块324'或三泵溶剂输送模块324。对于可变溶剂输送模块324”，可以提供十二通阀(如图29所示)。这为可变溶剂输送模块324”提供了灵活性，以选择性地容纳1、2或3个溶剂泵组件30B(或30A，视情况而定，请记住，所有泵必须是低压泵30A或高压泵30B)。
如图36所示，溶剂输送模块324沿箭头B的方向插入基础模块支架300，并支撑在基础模块支架底板310上。
液相色谱系统20'的组装配置如图30所示，具有可拆卸安装的溶剂和样品输送模块324、326和可拆卸安装的检测器模块(选自50/150/251/350/450/550)、可拆卸安装的部件，如柱温箱12C和附加的固定部件，如进样阀5、净化阀4和进样阀控制器5A。因此，应当理解，在液相色谱系统20'的该第二实施例中，样品输送模块26是可拆卸的和独立的模块。同样，溶剂输送模块324是可拆卸的独立模块。
图37显示了预定系统封壳22内的液相色谱系统20'。预定系统封壳可以是理论上的约束。或者，预定系统封壳22可以是Pelican外壳/壳体或定制围封件，例如基础模块外壳28。因此，第一实施例20的基础模块外壳28是可选的。预定系统封壳22与上文针对第一实施例所描述的相同，其参数如别处所述。
图38图示了嵌套在基础模块支架300内的模块安装架302、304、162'，为了清楚起见移除了其余部件。
图29是展示了第二实施例20’的流路连接的图。相同的附图标记表示相同的部分。可以看出，加注阀3C是八通阀，可以连接到装有内标的小瓶或清洗液小瓶40。
上文仅描述了本实用新型的一个实施例，并且在不脱离本实用新型的范围的情况下可以对本实用新型进行修改。

Claims (45)

1.一种用于毛细管液相色谱系统的光学检测器模块，该光学检测器模块包括：
检测器部件安装架；
可拆卸地安装在该检测器部件安装架上的光源子模块；
可拆卸地安装在该检测器部件安装架上的流通池；
可拆卸地安装在该检测器部件安装架上的至少一个光电二极管或光电二极管阵列子模块；以及
其特征在于，该光源子模块、该流通池和该至少一个光电二极管或光电二极管阵列子模块以预定对准的方式可拆卸地安装在该检测器部件安装架上；
该系统能由用户进行重配置以由用户替换以下可替换部件或子模块中的任何一个或多个：该光源子模块、该流通池和该至少一个光电二极管或光电二极管阵列子模块。
2.如权利要求1所述的光学检测器模块，其特征在于，该检测器部件安装架包括具有多个安装表面的三维安装支架。
3.如权利要求2所述的光学检测器模块，其特征在于，该安装支架包括用于使得该光学检测器模块的部件之间分隔的相交的壁部分。
4.如权利要求3所述的光学检测器模块，其特征在于，进一步包括第一准直透镜和第二准直透镜，该第一准直透镜和该第二准直透镜与该流通池对准，使得来自该光源子模块的光直线穿过该第一准直透镜、该流通池和该第二准直透镜并到达该至少一个光电二极管或该光电二极管阵列子模块上。
5.如权利要求4所述的光学检测器模块，其特征在于，该检测器部件安装架进一步包括对准安装架，用于对准该光学检测器模块的光学部件，包括该光源子模块、该流通池、该至少一个光电二极管或光电二极管阵列子模块、以及这些透镜。
6.如权利要求1所述的光学检测器模块，其特征在于，进一步包括控制系统，该控制系统被预配置为控制预设的一系列可替换子模块，包括预设的一系列可替换灯子模块和预设的一系列可替换光电二极管阵列子模块，并且该控制系统还被预配置为控制预设的一系列可替换部件，包括预设的一系列可替换流通池和预设的一系列可替换光电二极管。
7.如权利要求6所述的光学检测器模块，其特征在于，该控制系统能根据这些用户选择的可替换子模块或部件进行重配置。
8.如权利要求1所述的光学检测器模块，其特征在于，进一步包括用于容纳该检测器部件安装架、该光源子模块、该流通池和该光电二极管或该光电二极管阵列子模块的外壳，该外壳能由用户自由操作以重配置该光学检测器模块。
9.如权利要求5所述的光学检测器模块，其特征在于，该光源子模块包括灯支撑件，该灯支撑件能与该对准安装架接合。
10.如权利要求5或9所述的光学检测器模块，其特征在于，该光电二极管阵列子模块包括光电二极管阵列单元以及能与该对准安装架接合的支撑件。
11.如权利要求10所述的光学检测器模块，其特征在于，该对准安装架包括一个或多个对准杆。
12.如权利要求11所述的光学检测器模块，其特征在于，该对准安装架包括一个或多个对准支架或块，并且，该一个或多个对准杆延伸穿过这些对准支架以使得该至少流通池、该光源子模块和该光电二极管阵列子模块对准。
13.如权利要求12所述的光学检测器模块，其特征在于，该一个或多个对准杆相对于该安装支架定位。
14.一种可重配置毛细管液相色谱系统，包括：
溶剂输送管理器，该溶剂输送管理器包括第一溶剂泵组件，该第一溶剂泵组件包括第一泵外壳或第一泵安装架；
基础模块，该基础模块包括基础模块外壳或基础模块支架、以及用于将样品注入液相色谱柱的进样阀，其特征在于，该进样阀安装在该基础模块外壳内或该基础模块支架上，并且该第一泵外壳或安装架可拆卸地安装在该基础模块外壳内或该基础模块支架上，该溶剂输送管理器被配置为将溶剂输送到该进样阀；以及
用于控制该液相色谱系统的控制系统；
该溶剂输送管理器能由用户进行重配置以由用户选择该溶剂输送管理器的部件，由此该第一溶剂泵组件能由用户替换为用户选择的具有第一替代泵外壳或安装架的第一替代溶剂泵组件，并且该第一替代泵外壳或安装架可拆卸地安装在该基础模块壳体内或该基础模块支架上，代替该第一泵外壳或安装架；以及
该控制系统被预配置为接受对这些用户选择的部件的控制，并且能根据该这些用户选择的该溶剂输送管理器的部件进行重配置。
15.如权利要求14所述的可重配置毛细管液相色谱系统，其特征在于，该基础模块外壳或支架能由用户自由操作以由用户替换所选的部件。
16.如权利要求14或15所述的可重配置毛细管液相色谱系统，其特征在于，该第一溶剂泵组件是高压泵和低压泵之一，并且可替换的第一替代溶剂泵组件是该高压泵和该低压泵中的另一个。
17.如权利要求14所述的可重配置毛细管液相色谱系统，其特征在于，该基础模块外壳或支架包括用于接收该第一溶剂泵组件或该第一替代溶剂泵组件的槽口或开口。
18.如权利要求14所述的可重配置毛细管液相色谱系统，其特征在于，该第一溶剂泵组件能够通过设置在该第一泵安装架或外壳上的一个或多个接合件而接合在该第一溶剂泵组件的在该基础模块外壳或支架内的安装位置。
19.如权利要求14所述的可重配置毛细管液相色谱系统，其特征在于，该第一泵外壳或安装架能够被构造为用于保护该泵组件的一个或多个内部部件的框架。
20.如权利要求14所述的可重配置毛细管液相色谱系统，其特征在于，该溶剂输送管理器包括以下配置中的任何一种：仅该第一溶剂泵组件；该第一溶剂泵组件和第二溶剂泵组件组合；或者该第一溶剂泵组件、该第二溶剂泵组件和第三溶剂泵组件组合。
21.如权利要求14所述的可重配置毛细管液相色谱系统，其特征在于，包括能由用户选择和替换的液相色谱柱，该控制系统能根据所选的液相色谱柱进行重配置。
22.如权利要求20所述的可重配置毛细管液相色谱系统，其特征在于，该第二溶剂泵组件包括第二溶剂泵外壳或支架，该第二溶剂泵外壳或支架可拆卸地安装在该基础模块外壳内或该基础模块支架上并且能由用户替换为第二替代溶剂泵组件。
23.如权利要求22所述的可重配置毛细管液相色谱系统，其特征在于，该基础模块外壳或支架包括用于根据该用户的选择接收该第二溶剂泵外壳或安装架或第二替代溶剂泵外壳或安装架的槽口或开口。
24.如权利要求14中所述的可重配置毛细管液相色谱系统，包括如权利要求1所述的光学检测器模块，其特征在于，该基础模块外壳或支架设置有用于接收该光学检测器模块的槽口或开口。
25.一种可重配置毛细管液相色谱系统，包括：
溶剂输送管理器，该溶剂输送管理器包括第一溶剂泵组件；
基础模块，该基础模块包括基础模块外壳或基础模块支架、以及用于将样品注入液相色谱柱的进样阀，其特征在于，该进样阀具有用于接收样品的进样口，并且该进样阀安装在该基础模块外壳或该基础模块支架之上或之中，该溶剂输送管理器被配置为将溶剂输送到该进样阀；以及
用于控制该液相色谱系统的可重配置控制系统；
该液相色谱系统被配置为纳入由用户从一系列预定样品输送模块中选择的样品输送模块，这些预定样品输送模块各自包括适于与该进样阀进行流路连接的分流阀，该一系列中的至少一个模块可拆卸地安装在该基础模块外壳内或该基础模块支架上；
该控制系统经过预编程以控制该一系列预定样品输送模块中的任一个，该控制系统能根据对应于该用户选择的样品输送模块的预编程序进行操作。
26.如权利要求25所述的可重配置毛细管液相色谱系统，其特征在于，该系统选择性地以手动注射模式操作，该系统被配置为将该样品手动输送到该进样阀。
27.如权利要求26所述的可重配置毛细管液相色谱系统，其特征在于，该可重配置控制系统包括用户界面，用于由用户指示所选的样品输送模块或替代地处于该手动注射模式。
28.如权利要求25-27中任一项所述的可重配置毛细管液相色谱系统，其特征在于，所选的样品输送模块纳入样品泵组件，该样品泵组件包括样品泵外壳或安装架，该样品泵外壳或安装架可拆卸地安装在该基础模块外壳内或该基础模块支架上。
29.如权利要求25所述的可重配置毛细管液相色谱系统，其特征在于，该分流阀操作用于：将该样品传送到废液处；将该样品传送到该进样阀；将清洗液传送到该进样阀；或将该清洗液传送到废液处。
30.如权利要求25所述的可重配置毛细管液相色谱系统，其特征在于，该分流阀包括用于接收受压液体样品的进样口、用于将该样品排放到废液处的废液口、以及流出口，并且该分流阀在充注模式下操作用于接收受压液体样品并将该液体样品排放到废液处，并且在输送模式下操作用于将该液体样品导向该流出口。
31.如权利要求30所述的可重配置毛细管液相色谱系统，其特征在于，该分流阀进一步包括冲洗口，该分流阀在清洗模式下操作将该冲洗口连接到该流出口。
32.一种可重配置毛细管液相色谱系统，包括：
溶剂输送管理器，该溶剂输送管理器包括第一溶剂泵组件，该第一溶剂泵组件包括第一泵外壳或安装架；以及
基础模块，该基础模块包括能由用户自由操作的基础模块外壳、或基础模块支架、以及用于将样品注射到液相色谱柱的进样阀，其特征在于，该进样阀具有用于接收样品的进样口，并且该进样阀安装在该基础模块外壳或该基础模块支架之中或之上，该溶剂输送管理器被配置为将溶剂输送到该进样阀；
用于控制该可重配置毛细管液相色谱系统的可重配置控制系统；
该系统选择性地由用户进行配置以可拆卸地向该系统添加任何一个或多个附加部件，使得包括该基础模块外壳或支架的基础模块、该第一泵外壳或安装架、以及这些用户选择的附加部件装配在预定系统封壳内，这些附加部件包括以下任何一个或多个：
第二溶剂泵组件，该第二溶剂泵组件具有第二泵外壳或支架，使得该第二溶剂泵组件可拆卸地安装在该基础模块外壳或支架之上或内部以纳入该溶剂输送管理器内；
样品输送模块，该样品输送模块适于与该进样阀进行流路连接，该样品输送模块可拆卸地安装在该基础模块外壳或支架之上或内部；
用于样品输送模块的第三泵组件，该第三泵组件具有第三泵外壳或安装架，使得该第三泵组件可拆卸地安装在该基础模块外壳或支架之上或内部；以及
光学检测器模块，该光学检测器模块具有光学检测器外壳或安装架，使得该光学检测器外壳或安装架可拆卸地安装在该基础模块外壳或支架之上或内部；
该控制系统能根据这些用户选择的附加部件进行重配置。
33.如权利要求32所述的可重配置毛细管液相色谱系统，其特征在于，该预定系统封壳由外部外壳或壳体限定。
34.如权利要求32或33所述的可重配置毛细管液相色谱系统，其特征在于，该预定系统封壳的体积小于约65000cm3。
35.如权利要求32或33所述的可重配置毛细管液相色谱系统，其特征在于，该预定系统封壳的体积为约30000cm3。
36.如权利要求32或33所述的可重配置毛细管液相色谱系统，其特征在于，该预定系统封壳的体积在约25000cm3至约66000cm3的范围内。
37.如权利要求32所述的可重配置毛细管液相色谱系统，其特征在于，该第一溶剂泵组件包括第一泵外壳或安装架，该第一泵外壳或安装架能通过该基础模块外壳或支架中的槽口或开口插入，使得已安装的该第一泵外壳或安装架装配在该预定系统封壳内。
38.如权利要求32所述的可重配置毛细管液相色谱系统，其特征在于，该第二泵外壳或安装架能通过该基础模块壳或支架中的槽口或开口插入。
39.如权利要求32所述的可重配置毛细管液相色谱系统，其特征在于，该检测器外壳或安装架能通过该基础模块外壳或支架中的槽口或开口插入。
40.如权利要求32所述的可重配置毛细管液相色谱系统，其特征在于，该控制系统能由用户进行重配置。
41.一种可重配置毛细管液相色谱系统，包括：
溶剂输送管理器，该溶剂输送管理器包括第一溶剂泵组件；以及
基础模块，该基础模块包括能由用户自由操作的基础模块外壳、以及用于将样品注入液相色谱柱的进样阀，其特征在于，该进样阀具有用于接收样本的进样口，并且该进样阀安装在该基础模块外壳之中或之上，该溶剂输送管理器被配置为将溶剂输送到该进样阀；
用于控制该可重配置毛细管液相色谱系统的可重配置控制系统；
该系统能选择性地由用户进行配置以可拆卸地向该系统添加以下附加部件中的任何一个或多个而使得该溶剂输送管理器和该用户所选的附加部件装配在该基础模块外壳内：
具有第二泵外壳或安装架的第二溶剂泵组件，该第二溶剂泵组件可拆卸地安装以装配在该基础模块外壳内以纳入该溶剂输送管理器内；
用于样本输送管理器的第三泵组件，该第三泵组件具有第三泵外壳或安装架，该第三泵组件可拆卸地安装以装配在该基础模块外壳内；以及
具有光学检测器外壳或安装架的光学检测器模块，该光学检测器外壳或安装架可拆卸地安装以装配在该基础模块外壳内；
该控制系统能根据这些用户选择的附加部件进行重配置。
42.如权利要求41所述的可重配置毛细管液相色谱系统，其特征在于，该第一溶剂泵组件包括第一泵外壳或安装架，该第一泵外壳或安装架能通过该基础模块外壳中的槽口或开口插入，使得已安装的该第一泵外壳或安装架装配在预定系统封壳内。
43.如权利要求41或42所述的可重配置毛细管液相色谱系统，其特征在于，该第二泵外壳或安装架能通过该基础模块壳中的槽口或开口插入。
44.如权利要求41所述的可重配置毛细管液相色谱系统，其特征在于，该检测器外壳或安装架能通过该基础模块外壳中的槽口或开口插入。
45.如权利要求44所述的可重配置毛细管液相色谱系统，其特征在于，该控制系统能由用户进行重配置。
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