KR20130119504A - 시료를 분석하고 시료 분획을 수집하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명에는 하나 이상의 검출기를 사용하여 시료를 분석하는 방법 및 장치가 개시되어 있다.
Description
본 발명은 크로마토그래피 시스템에 의한 시료 분석 및 시료 분획 수집을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
크로마토그래피 시스템에 의한 효과적이고 효율적인 시료 분석 및 시료 분획 수집을 위한 방법이 당업계에서 요구되고 있다. 또한, 효과적인 시료 분석 및 시료 분획 수집이 가능한 장치가 당업계에서 요구되고 있다.
본 발명은 크로마토그래피 시스템에 의한 시료 분석 및 시료 분획 수집을 위한 방법의 발견에 관한 것이다. 명시된 방법은 공지된 시료 분석 방법에 비해 여러 가지의 장점을 제공한다. 예를 들어, 본 발명의 개시된 방법은 하나 이상의 검출기를 통하여 유체 흐름을 능동적으로 제어하는 스플리터 펌프 또는 셔틀 밸브를 사용하여 공정 변수(예를 들어, 유동 제한, 총 유속, 온도, 및/또는 용매 조성)가 하나 이상의 검출기를 통한 유체 흐름에 부정적인 영향을 미치지 않도록 한다. 본 발명의 개시된 방법은 또한 2개 이상의 검출기를 사용하여, 상기 2개 이상의 검출기로부터의 하나 이상의 검출기 신호에 따라 보다 완전한 소정의 시료 분석 뿐만 아니라 하나 이상의 시료 분획을 제공한다.
본 발명은 시료 분석 및 시료 분획 수집의 방법에 관한 것이다. 하나의 예시적인 실시양태에서, 시료 분석 방법은, 액체 크로마토그래피 시스템의 2개 이상의 검출기로부터 복합 신호를 발생시키는 단계로서, 상기 복합 신호가 각각의 검출기로부터의 검출기 응답 성분을 포함하는, 단계, 및 상기 복합 신호의 변화에 응답하여 분획 수집기에 새로운 시료 분획을 수집하는 단계를 포함한다. 하나의 실시양태에서, 복합 신호는 (i) 하나 이상의 광학 흡광도 검출기(예를 들어, UV 검출기)로부터의 검출기 응답 성분 및 (ii) 하나 이상의 증발 입자 검출기로부터의 검출기 응답 성분을 포함할 수도 있다. 하나의 실시양태에서, 크로마토그래피 시스템에서 담체 유체로서 발색성 또는 비발색성 용매가 사용될 수도 있다. 또 다른 실시양태에서, 복합 신호는 (i) 2개 이상의 특정 광 파장에서 광학 흡광도 검출기(예를 들어, UV 검출기)로부터의 2개 이상의 검출기 응답을 포함하는 검출기 응답 성분, 및 (ii) 증발 입자 검출기로부터의 검출기 응답 성분을 포함할 수도 있다.
본 발명에 따른 추가의 예시적인 실시양태에서, 크로마토그래피를 사용하여 시료를 분석하는 방법은, 하나 이상의 비발색성 분석대상 화합물을 포함하는 시료를 관찰하는 하나 이상의 검출기를 사용하는 단계; 및 비발색성 화합물의 검출기 응답에서의 변화에 따라 분획 수집기에서 새로운 시료 분획을 수집하는 단계를 포함한다. 상기 시료는 복수개의 상이한 발색성 및 비발색성 화합물을 포함할 수도 있다. 추가로, 시료를 수송하는 이동상은 하나 이상의 발색성 또는 비발색성 화합물을 포함할 수도 있다.
다른 실시양태에서, 휘발성 액체 및 다양한 가스를 포함하는 일반적(universal) 담체 유체가 사용될 수도 있다. 추가의 실시양태에서, 비파괴 검출기(예를 들어, RI, UV 검출기 등)는 파괴 검출기(예를 들어, 증발 입자 검출기(evaporative particle detector), 질량 분석기, 분광광도계, 발광분광법, NMR 등)와 함께, 시료의 다양한 화합물의 구체적인 특성, 예를 들어 피크와 관련된 화학물질 독립체(chemical entity)의 검출을 가능하게 한다.
추가의 예시적인 실시양태에서, 시료의 분석 방법은, 2개 이상의 특정 광 파장에서 시료를 관찰하는 하나 이상의 검출기를 사용하는 단계; 및 (i) 제 1 파장에서의 검출기 응답의 변화, (ii) 제 2 파장에서의 검출기 응답의 변화, 또는 (iii) 제 1 및 제 2 파장에서의 검출기 응답들로 표현되는 복합 응답의 변화에 따라 분획 수집기에 새로운 시료 분획을 수집하는 단계를 포함한다. 소정의 검출기 응답의 변화는, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 검출기 응답 역치값에 도달하거나 이를 능가하는 검출기 응답 값의 변화, 시간 경과에 따른 검출기 응답 값의 기울기, 시간 경과에 따른 검출기 응답 값의 기울기 역치값, 시간 경과에 따른 검출기 응답 값의 기울기의 변화, 시간 경과에 따른 검출기 응답 값의 기울기 역치값의 변화, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 이러한 실시양태에서, 상기 방법은 흡광도 스펙트럼의 범위에 걸쳐 n(여기서, n은 1 초과의 정수임)개의 특정 파장을 관찰하는 하나 이상의 검출기내 n개의 센서들을 사용하는 단계, 및 (i) n개의 센서들로부터의 n개의 검출기 응답들 중 임의의 하나에서의 변화, 또는 (ii) n개의 검출기 응답들로 표현되는 복합 응답의 변화에 따라 분획 검출기에 새로운 시료 분획을 수집하는 단계를 포함한다.
추가의 예시적인 실시양태에서, 시료의 분석 방법은, (i) 크로마토그래피 컬럼, (ii) 제 1 주입구, 제 1 배출구 및 제 2 배출구를 갖는 티(tee), (iii) 상기 티의 제 1 배출구와 유체 연통되는 분획 수집기, (iv) 상기 티의 제 2 배출구와 유체 연통되는 검출기를 포함하는 액체 크로마토그래피 시스템을 제공하는 단계; 및 상기 검출기 및 상기 티의 제 2 배출구와 유체 연통되도록 배치된 스플리터 펌프(v)를 통하여 검출기를 통과하는 유체 흐름을 능동적으로 제어하는 단계를 포함한다. 예시적인 실시양태에서, 하나 이상의 검출기를 통한 유체 흐름을 능동적으로 제어하기 위해서 티와 스플리터 펌프 대신에 셔틀 밸브가 사용될 수도 있다. 예시적인 실시양태에서, 셔틀 밸브는 시료 흐름으로부터의 극소량의 시료 제거능을 갖는 연속적 셔틀 밸브이다.
본 발명의 추가의 예시적인 실시양태에서, 크로마토그래피를 사용하는 유체 시료 분석 방법은, 크로마토그래피 컬럼으로부터의 유출물인 제 1 유체를 제공하는 단계; 하나 이상의 검출기에 유체 시료를 수송하는 제 2 유체를 제공하는 단계; 셔틀 밸브를 사용하여 제 1 유체로부터 분취량의 유체 시료를 제거하고, 셔틀 밸브를 통해 제 2 유체의 연속적 경로를 유지하면서 상기 분취량을 제 2 유체로 옮기는 단계; 하나 이상의 검출기를 사용하여 분취량의 유체 시료를 관찰하는 단계; 및 검출기 응답의 변화에 따라 분획 수집기에 제 1 유체의 새로운 시료 분획을 수집하는 단계를 포함한다. 하나의 실시양태에서, 분취량의 유체 시료가 제 1 유체로부터 제거될 때, 셔틀 밸브를 통한 제 1 유체의 연속적 유동 경로는 유지된다. 다른 실시양태에서, 셔틀 밸브를 통한 제 1 유체 및 제 2 유체 둘다의 연속적 유동 경로는, 분취량의 유체 시료가 제 1 유체로부터 제거되어 제 2 유체로 옮기는 경우에도 유지된다.
본 발명에 따른 또 다른 예시적인 실시양태에서, 크로마토그래피를 사용하는 시료 분석 방법은, 시료를 포함하는 제 1 유체를 제공하는 단계; 셔틀 밸브를 통한 제 1 유체의 유동 특성에 대한 실질적인 영향 없이, 셔틀 밸브를 사용하여 제 1 유체로부터 분취량의 유체 시료를 제거하는 단계; 하나 이상의 검출기를 사용하여 분취량의 유체 시료를 관찰하는 단계; 및 하나 이상의 검출기 응답의 변화에 따라 분획 수집기에 제 1 흐름의 새로운 시료 분획을 수집하는 단계를 포함한다. 셔틀 밸브를 통한 제 1 유체의 유동은, 제 1 유체 경로 또는 채널이 상기 밸브의 적어도 일부를 통해 실질적으로 선형 또는 직선형이기 때문에, 실질적으로 층류(laminar)일 수 있다. 추가의 예시적인 실시양태에서, 셔틀 밸브를 통한 제 1 유체의 압력은 실질적으로 일정하고/일정하거나 실질적으로 증가하지 않는다. 다른 실시양태에서, 제 1 유체의 유속은 셔틀 밸브를 통해 실질적으로 일정할 수 있다. 선택적인 실시양태에서, 제 2 유체를 사용하여 셔틀 밸브로부터의 분취량의 유체 시료를 검출기로 수송한다. 셔틀 밸브를 통한 제 2 유체의 유동은, 제 2 유체 경로 또는 채널이 상기 밸브의 적어도 일부를 통해 실질적으로 선형 또는 직선형이기 때문에, 실질적으로 층류일 수 있다. 예시적인 실시양태에서, 셔틀 밸브를 통한 제 2 유체의 압력은 실질적으로 일정하고/일정하거나 실질적으로 증가하지 않는다. 또 다른 실시양태에서, 제 2 유체의 유속은 셔틀 밸브를 통해 실질적으로 일정할 수도 있다.
추가의 예시적인 실시양태에서, 시료의 분석 방법은, (i) 크로마토그래피 컬럼, (ii) 시스템내에 존재하는 파괴 검출기(예를 들어, 질량 분석기) 없이 2개 이상의 비파괴 검출기(예를 들어, 광학 흡광도 검출기, 예를 들어 UV 검출기), 및 (iii) 2개 이상의 비파괴 검출기와 유체 연통되는 분획 수집기를 포함하는 비파괴 시스템 액체 크로마토그래피 시스템을 제공하는 단계; 및 2개 이상의 비파괴 검출기로부터 검출기 신호에 따라 하나 이상의 시료 분획을 수집하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 또 다른 예시적인 실시양태에서, 플래쉬 크로마토그래피를 사용하는 시료 분석 방법은, 개별적인 화합물을 검출할 수 있는 증발 입자 검출기를 사용하여 시료를 관찰하는 단계; 및 화합물의 검출기 응답의 변화에 따라 분획 수집기에 새로운 시료 분획을 수집하는 단계를 포함하되, 여기서 증발 입자 검출기는 시료를 분석하기 위해서 사용되는 유일한 검출기이다. 증발 입자 검출기는 화학 조성, 화학 구조, 분자량 또는 다른 화학적 또는 물리적 특성을 검출할 수 있다. 검출기는 ELSD, CNLSD 또는 질량 분석기를 들 수 있다.
추가의 예시적인 실시양태에서, 시료 분석 방법은, 액체 크로마토그래피 시스템내 하나 이상의 검출기로부터의 검출기 신호를 발생시키되, 상기 검출기 신호는 (i) 시간 함수로서 검출기 응답 값의 기울기(즉, 검출기 응답 값의 1차 미분값(derivative)), (ii) 시간 함수로서 검출기 응답 값의 기울기 변화(즉, 검출기 응답 값의 2차 미분값), (iii) 검출기 응답 역치값에 임의로 도달하거나 능가하는 것, 또는 (iv) 바람직하게는 적어도 (i) 또는 적어도 (ii)를 포함하는 상기 (i) 내지 (iii)의 임의의 조합에 따라 발생되는 단계, 및 하나 이상의 검출기로부터의 하나 이상의 검출기 신호에 따라 하나 이상의 시료 분획을 수집하는 단계를 포함한다.
또 다른 예시적인 실시양태에서, 시료의 분석 방법은, 액체 크로마토그래피 시스템의 분획 수집기에 시료 분획을 수집하는 단계를 포함하되, 상기 분획 수집기는 (i) 하나 이상의 검출기로부터의 하나 이상의 신호를 인식하고, 수용하고, 프로세싱하고 (ii) 하나 이상의 신호에 기초하여 하나 이상의 시료 분획을 수집하는데 작동상 적당하다.
본 발명은 시료를 분석할 수 있는 장치에 관한 것이다. 하나의 예시적인 실시양태에서, 시료 분석 장치는 액체 크로마토그래피 시스템내에서 2개 이상의 검출기로부터 복합 신호를 발생시키기에 작동상 적당한 시스템 하드웨어로서, 상기 복합 신호가 검출기 각각으로부터의 검출기 응답 성분인 시스템 하드웨어; 및 상기 복합 신호의 변화에 응답하여 새로운 시료 분획을 수집하기에 작동상 적당한 분획 수집기를 포함한다.
다른 예시적인 실시양태에서, 시료 분석 장치는 2개 이상의 특정 광 파장(예를 들어, UV 파장)을 관찰하기에 작동상 적합한 하나 이상의 검출기; 및 (i) 제 1 파장에서의 검출기 응답의 변화, (ii) 제 2 파장에서의 검출기 응답의 변화, 또는 (iii) 제 1 파장과 제 2 파장에서의 검출기 응답으로 표현되는 복합 응답의 변화에 따라 새로운 시료를 수집하기에 작동상 적합한 분획 수집기를 포함한다. 전술한 바와 같이, 소정의 검출기 응답 값의 변화는, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 검출기 응답 역치값에 도달하거나 이를 능가하는 검출비 응답 값의 변화, 시간 경과에 따른 검출기 응답 값의 기울기, 시간 경과에 따른 검출기 응답 값의 기울기 역치값, 시간 경과에 따른 검출기 응답 값의 기울기의 변화, 시간 경과에 따른 검출기 응답 값의 기울기 역치값의 변화, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
하나 이상의 검출기는 흡광 스펙트럼의 범위에 걸쳐 n개의 특정 파장들을 관찰하기 위해 n개(여기서, n은 1 초과의 정수임)의 센서들을 포함할 수 있고, 상기 분획 수집기는 (i) n개의 센서들로부터의 n개의 검출기 응답들 중 임의의 하나의 변화 또는 (ii) n개의 검출기 응답들로 표현되는 복합 응답의 변화에 따른 새로운 시료를 수집하기에 작동상 적당하다. 하나의 실시양태에서, 상기 장치는 n개의 센서들을 포함하는 단일 UV 검출기를 단독으로 또는 하나 이상의 부가적인 검출기와 함께 포함한다.
추가의 예시적인 실시양태에서, 시료 분석 장치는 액체 크로마토그래피 시스템의 하나 이상의 검출기로부터의 검출기 신호의 발생을 가능하게 하는 시스템 하드웨어를 포함하되, 상기 검출기 신호는 (i) 시간 함수로서 검출기 응답 값의 기울기(즉, 검출기 응답 값의 1차 미분값), (ii) 시간 함수로서 검출기 응답 값의 기울기 변화(즉, 검출기 응답 값의 2차 미분값), (iii) 임의로, 검출기 응답 역치값에 임의로 도달하거나 능가하는 것, 또는 (iv) 바람직하게는 적어도 (i) 또는 적어도 (ii)를 포함하는 상기 (i) 내지 (iii)의 임의의 조합에 따라 발생된다. 상기 장치는 추가로 하나 이상의 검출기로부터의 검출기 신호에 따라 하나 이상의 시료 분획을 수집하는데 작동상 적합한 분획 수집기를 추가로 포함할 수도 있다.
본 발명에 따른 또 다른 예시적인 실시양태에서, 크로마토그래피를 사용하는 시료 분석 장치는, 시료 내 발색성 또는 비발색성 분석대상 화합물을 검출할 수 있는 하나 이상의 검출기; 및 비발색성 화합물의 검출기 응답의 변화에 따라 응답할 수 있는 분획 수집기를 포함한다. 시료는 여러가지의 상이한 발색성 및 비발색성 화합물을 포함할 수도 있다. 추가로, 시료를 수송하는 이동상은 하나 이상의 발색성 또는 비발색성 화합물을 포함할 수도 있다.
추가의 예시적인 실시양태에서, 시료 분석 장치는, (i) 크로마토그래피 컬럼, (ii) 제 1 주입구, 제 1 배출구 및 제 2 배출구를 갖는 티, (iii) 상기 티의 제 1 배출구와 유체 연통되는 분획 수집기, (iv) 상기 티의 제 2 배출구와 유체 연통되는 제 1 검출기; 및 (v) 상기 제 1 검출기 및 상기 티의 제 2 배출구와 유체 연통되도록 배치되고 제 1 검출기를 통한 유체 흐름을 능동적으로 제어하기에 작동상 적합한 스플리터 펌프를 포함한다. 다른 예시적인 실시양태에서, 하나 이상의 검출기를 통한 유체 흐름을 능동적으로 제어하기 위해서 티 및 스플리터 펌프 대신에 셔틀 밸브가 사용될 수도 있다. 예시적인 실시양태에서, 셔틀 밸브는 연속 유동 셔틀 밸브이다.
본 발명에 따른 추가의 실시양태에서, 크로마토그래피를 사용하는 유체 시료의 분석 장치는 크로마토그래피 컬럼 또는 카트리지로부터의 유출물인 제 1 유체 경로; 유체 시료를 분석할 수 있는 하나 이상의 검출기; 및 제 1 유체 경로를 통한 유체의 유동 특성에 실질적으로 영향을 미치지 않으면서 제 1 유체 경로로부터 검출기로 유체의 분취량 시료를 옮기는 셔틀 밸브를 포함한다. 제 1 유체 경로를 통한 유체 흐름은, 제 1 유체 경로 또는 채널이 상기 밸브의 적어도 일부를 통해 실질적으로 선형 또는 직선형이기 때문에, 실질적으로 층류일 수 있다. 추가의 예시적인 실시양태에서, 제 1 유체 경로를 통한 유체의 압력은 실질적으로 일정하고/일정하거나 실질적으로 증가하지 않는다. 다른 실시양태에서, 유체의 유속은 제 1 유체 경로를 통해 실질적으로 일정할 수 있다. 선택적인 실시양태에서, 제 2 유체 경로는 셔틀 밸브로부터의 분취량의 유체 시료를 검출기로 수송하는데 사용된다. 제 2 유체 경로를 통한 유체의 유동은, 제 2 유체 경로 또는 채널이 상기 밸브의 적어도 일부를 통해 실질적으로 선형 또는 직선형이기 때문에, 실질적으로 층류일 수 있다. 예시적인 실시양태에서, 제 2 유체 경로를 통한 유체의 압력은 실질적으로 일정하고/일정하거나 실질적으로 증가하지 않는다. 추가의 실시양태에서, 유체의 유속은 제 2 유체 경로를 통해 실질적으로 일정할 수도 있다.
추가의 예시적인 실시양태에서, 크로마토그래피를 사용하는 유체 시료의 분석 장치는 크로마토그래피 컬럼으로부터의 유출물의 제 1 유체 경로; 유체 시료를, 상기 시료를 분석할 수 있는 하나 이상의 검출기에 수송하는 제 2 유체 경로; 및 셔틀 밸브를 통한 연속 제 2 유체 경로를 유지하면서 제 1 유체 경로로부터의 분취량의 유체 시료를 제 2 유체 경로로 옮기는 셔틀 밸브를 포함한다. 하나의 실시양태에서, 제 1 유체 경로로부터 분취량의 유체 시료가 제거될 때, 셔틀 밸브를 통한 연속 제 1 유동 경로가 유지된다. 다른 실시양태에서, 셔틀 밸브를 통한 연속적인 제 1 및 제 2 유동 경로는, 분취량의 유체 시료가 제 1 유체 경로로부터 제거되어 제 2 유체 경로로 옮겨질 때, 유지된다.
추가의 예시적인 실시양태에서, 시료 분석 장치는, (i) 크로마토그래피 컬럼, (ii) 시스템내 파괴 검출기 없이 2개 이상의 비파괴 검출기, 및 (iii) 2개 이상의 비파괴 검출기와 유체 연통되는 분획 수집기를 포함하되, 분획 수집기가 2개 이상의 비파괴 검출기로부터의 하나 이상의 검출기 신호에 따라 하나 이상의 시료 분획을 수집하기에 작동상 적당하다.
본 발명에 따른 보다 추가의 실시양태에서, 플래쉬 크로마토그래피를 사용하는 시료 분석 장치는, 시료내 개별적인 화합물들을 검출할 수 있는 증발 입자 검출기; 및 상기 검출된 화합물의 검출기 응답의 변화에 응답할 수 있는 분획 수집기를 포함하되, 상기 증발 입자 검출기가 단지 시료를 분석하기 위해서 사용되는 검출기이다. 증발 입자 검출기는 화학 조성, 화학 구조, 분자량 또는 다른 물리적 또는 화학적 특성을 검출할 수 있다. 검출기는 ELSD, CNLSD 또는 질량 분석기를 포함할 수 있다.
또 다른 예시적인 실시양태에서, 시료 분석 장치는 액체 크로마토그래피 시스템에서 분획 수집기를 포함하며, 상기 분획 수집기는 (i) 하나 이상의 검출기로부터의 하나 이상의 신호를 인식하고, 수용하고, 프로세싱하고, (ii) 상기 하나 이상의 신호에 기초하여 하나 이상의 시료 분획을 수집하는데 작동상 적당하다.
본 발명의 방법 및 장치는 하나 이상의 검출기를 포함할 수 있다. 적합한 검출기는, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 비파괴 검출기(즉, 검출하는 동안 시료를 소비하거나 파괴하지 않는 검출기), 예를 들어 UV, RI, 전도성, 형광, 광 산란, 점도, 편광계 등; 및/또는 파괴 검출기(즉, 검출 중 시료를 소비 또는 파괴하는 검출기), 예를 들어 증발 광 산란 검출기(ELSD), 응집 핵화 광산란 검출기(CNLSD) 등과 같은 증발 입자 검출기(EPD), 코로나 방전, 질량 분석, 원자 흡착 등을 들 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 장치는 하나 이상의 UV 검출기, 하나 이상의 증발 광 산란 검출기(ELSD), 하나 이상의 질량 분석기(MS), 하나 이상의 응집 핵화 광산란 검출기(CNLSD), 하나 이상의 코로나 방전 검출기, 하나 이상의 굴절 지수 검출기(RID), 하나 이상의 형광 검출기(FD), 키랄 검출기(CD) 또는 이들의 임의의 조합을 들 수 있다. 하나의 예시적인 실시양태에서, 상기 검출기는 이동상으로서 발색성 및 비발색성 용매의 사용을 허용하는 하나 이상의 증발 입자 검출기(EPD)를 포함할 수도 있다. 추가의 실시양태에서, 비파괴 검출기는 다양한 화합물의 특정 특성, 시료의 분자량, 화학 구조, 원소 조성 및 키랄성, 예를 들어 피크와 관련된 화학물질 독립체의 검출을 가능하게 하는 파괴 검출기와 조합될 수 있다.
본 발명은 추가로 본원에서 개시한 임의의 예시적인 방법으로 하나 이상의 방법 단계들을 수행하기 위해서 컴퓨터-실행가능한 명령어들이 저장된 컴퓨터 판독가능한 매체에 관한 것이다. 컴퓨터 판독가능한 매체는, (i) 작동자와의 인터페이스를 제공하고/제공하거나 (ii) 본원에서 기술한 하나 이상의 방법 단계를 수행하기 위한 논리(logic)를 제공하기 위해서, 하나의 장치 또는 본원에서 기술한 임의의 장치 구성요소와 같은 장치 구성요소에 애플리케이션 코드를 로딩하기 위해서 사용될 수도 있다.
본 발명의 이러한 특징부 및 이점 및 다른 특징부 및 이점은, 첨부된 청구의 범위 및 개시된 실시양태에 대한 후술하는 상세한 설명을 참고로 보다 명백해질 것이다.
도 1은 검출기로 향하는 유체 흐름을 능동적으로 제어하는 스플리터 펌프를 포함하는 본 발명의 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템을 도시한다.
도 2는 스플리터 펌프 및 검출기를 포함하는 본 발명의 또 다른 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템을 도시한다.
도 3a는 셔틀 밸브 및 검출기를 포함하는 본 발명의 또 다른 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템을 도시한다.
도 3b 및 도 3c는 본 발명에서 사용하기에 적당한 예시적인 셔틀 밸브의 조작을 도시한다.
도 4는 스플리터 펌프 및 2개의 검출기를 포함하는 본 발명의 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템을 도시한다.
도 5는 2개의 스플리터 펌프 및 2개의 검출기를 포함하는 본 발명의 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템을 도시한다.
도 6은 하나의 셔틀 밸브 및 2개의 검출기를 포함하는 본 발명의 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템을 도시한다.
도 7은 2개의 셔틀 밸브 및 2개의 검출기를 포함하는 본 발명의 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템을 도시한다.
도 8은 스플리터 펌프, 증발 광 산란 검출기(ELSD) 및 자외선 검출기를 포함하는 본 발명의 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템을 도시한다.
도 9는 스플리터 펌프, ELSD 및 UV 검출기를 포함하는 본 발명의 또 다른 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템을 도시한다.
도 10a 내지 도 10c는 본 발명에서 사용하기에 적합한 예시적인 셔틀 밸브의 작동을 도시한다.
도 11은 본 발명의 예시적인 크로마토그래피 시스템을 사용하여 2개의 성분 혼합물의 분리로부터 준비된 크로마토그램을 나타낸다.
도 2는 스플리터 펌프 및 검출기를 포함하는 본 발명의 또 다른 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템을 도시한다.
도 3a는 셔틀 밸브 및 검출기를 포함하는 본 발명의 또 다른 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템을 도시한다.
도 3b 및 도 3c는 본 발명에서 사용하기에 적당한 예시적인 셔틀 밸브의 조작을 도시한다.
도 4는 스플리터 펌프 및 2개의 검출기를 포함하는 본 발명의 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템을 도시한다.
도 5는 2개의 스플리터 펌프 및 2개의 검출기를 포함하는 본 발명의 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템을 도시한다.
도 6은 하나의 셔틀 밸브 및 2개의 검출기를 포함하는 본 발명의 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템을 도시한다.
도 7은 2개의 셔틀 밸브 및 2개의 검출기를 포함하는 본 발명의 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템을 도시한다.
도 8은 스플리터 펌프, 증발 광 산란 검출기(ELSD) 및 자외선 검출기를 포함하는 본 발명의 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템을 도시한다.
도 9는 스플리터 펌프, ELSD 및 UV 검출기를 포함하는 본 발명의 또 다른 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템을 도시한다.
도 10a 내지 도 10c는 본 발명에서 사용하기에 적합한 예시적인 셔틀 밸브의 작동을 도시한다.
도 11은 본 발명의 예시적인 크로마토그래피 시스템을 사용하여 2개의 성분 혼합물의 분리로부터 준비된 크로마토그램을 나타낸다.
본 발명의 원리의 이해를 증진시키기 위해서, 본 발명의 구체적인 실시양태를 하기에서 설명할 것이며 특정 용어는 구체적인 실시양태를 설명하기 위해서 사용된다. 그럼에도 불구하고, 본 발명의 범주는 특정 용어의 사용으로 인해 제한되고자 하는 것이 아님이 이해되어야만 한다. 논의되는 본 발명의 원리의 변형, 추가적 개량 및 이러한 추가의 용례는 본 발명이 속하는 분야의 숙련자들에게 일상적으로 일어나는 것으로 여겨진다.
본원 및 첨부된 청구범위에서 사용되는 단수형은, 문맥상 명백한 다른 언급이 없는 한, 복수형을 포함한다. 따라서, "용매"란 복수개의 이러한 용매들을 포함하고 "용매"를 언급하는 것은 하나 이상의 용매 및 당업계의 숙련자들에게 공지된 이들의 동등물을 언급하는 것을 포함한다.
본원의 실시양태를 설명하는데 사용되는, 예를 들어 조성물 중 임의의 성분의 양, 농도, 체적, 공정 온도, 공정 시간, 회수율이나 수율, 유속 등의 값 및 이들의 범위를 변하게 하는 "약"이란 용어는, 예를 들어 전형적인 측정 및 취급 과정 동안, 이러한 과정 중 우연한 실수에 의해; 상기 방법을 수행하는데 사용되는 성분들의 차이로 인하여; 또는 유사한 근사치 고려사항 동안 발생할 수도 있는 수치량에서의 변화를 지칭한다. "약"이라는 용어는, 특정 초기 농도를 갖는 배합물 또는 혼합물의 숙성(aging)으로 인해 발생하는 양의 차이, 및 특정 초기 농도를 갖는 배합물 또는 혼합물의 혼합 또는 가공으로 인해 발생하는 양의 차이를 포함한다. "약"이라는 용어에 의한 변형 여부와 무관하게, 본원에 첨부된 청구범위는 이러한 양의 동등물을 포함한다.
본원에서 사용되는 경우, "크로마토그래피"란 분리될 성분들이 2개의 상 사이에 분포되는 물리적 분리 방법을 의미하되, 여기서 상기 상 중 하나는 고정되어 있고(고정상) 다른 상(이동상)은 분명한 방향으로 이동한다.
본원에서 사용되는 "액체 크로마토그래피"란, "이동상"에 용해된 유체 혼합물을, 분석대상물(즉, 목표 물질)을 상기 혼합물 중 다른 분자들로부터 분리하여 단리시키는 고정상 포함 컬럼을 통해 통과시킴으로써 혼합물을 분리함을 의미한다.
본원에서 사용되는 "이동상"이란, 분리되고/되거나 분석될 시료 및 컬럼을 통해 분석 대상물질-포함 시료를 이동시키는 용매를 포함하는, 유체인, 액체, 기체 또는 초임계 유체를 의미한다. 이동상은 크로마토그래피 컬럼 또는 카트리지(즉, 고정상을 담는 용기)를 통해 이동하며, 여기서 시료 중 분석대상물은 상기 고정상과 상호작용하여 시료로부터 분리된다.
본원에서 사용되는 "고정상" 이란, 이동상 중 시료로부터 분석대상물을 선택적으로 흡착하는, 컬럼 또는 카트리지에 고정된 물질을 의미하며, 고정상을 포함하는 컬럼을 통해 "이동상"에 용해된 유체 혼합물을 통과시킴으로써 혼합물을 분리하는데, 상기 혼합물 중 다른 분자들로부터 측정될 분석대상물을 분리하여 이들을 단리시킨다.
본원에서 사용되는 "플래쉬 크로마토그래피"란, 고정상을 포함하되, 분석대상물(즉, 목적 물질)을 혼합물 중 다른 분자들로부터 분리하여 이들을 단리시키는 컬럼을 통해, 가압하에서 "이동상"에 용해된 유체 혼합물을 통과시킴으로써 혼합물을 분리함을 의미한다.
본원에서 사용된 "셔틀 밸브"란 하나 이상의 공급원(들)로부터 다른 위치로의 유체의 공급을 조절하는 제어 밸브를 의미한다. 셔틀 밸브는 회전식 또는 선형 운동을 사용하여 시료를 유체로부터 다른 곳으로 이동시킨다.
본원에서 사용된 "유체"란 가스, 액체 및 초임계 유체를 의미한다.
본원에서 사용된 "층류 유동"이란, 어떠한 난류도 없는, 평탄하고 규칙적인 유체의 움직임을 의미하며, 소정의 저류(subcurrent)는 근처의 임의의 다른 저류와 다소 평행하게 움직인다.
본원에서 사용된 "실질적으로"란 합리적인 양의 범위를 의미하며, 절대값의 약 1% 내지 약 50%, 약 0% 내지 약 40%, 약 0% 내지 약 30%, 약 0% 내지 약 20%, 또는 약 0% 내지 약 10%에서 변할 수 있는 양을 포함한다.
본 발명은 시료 분석 및 시료 분획 수집 방법에 관한 것이다. 본 발명은 추가로 시료를 분석하고 시료 분획을 수집할 수 있는 장치에 관한 것이다. 본 발명은 시료를 분석하고 시료 분획을 수집할 수 있는 장치 또는 장치 구성요소에서 사용하기에 적합한 컴퓨터 소프트웨어에 관한 것으로, 여기서 상기 컴퓨터 소프트웨어는 상기 장치가 전술한 바와 같은 하나 이상의 방법의 단계를 수행하는 것을 가능하게 한다.
시료 분석의 예시적인 방법 및 시료 분석이 가능한 장치에 대한 설명은 하기와 같다.
I. 시료 분석 방법
본 발명은 시료를 분석하고 시료 분획을 수집하는 방법에 관한 것이다. 시료 분석 방법은 다수의 공정 단계들을 포함할 수 있으며, 이들 중 일부는 후술하는 바와 같다.
A. 검출기로 향하는 유체 흐름의 능동적 제어
본 발명의 일부 실시양태에서, 시료 분석 방법은 스플리터 펌프 또는 셔틀 밸브를 통하여 검출기로 향하는 유체 흐름을 능동적으로 제어하는 단계를 포함한다. 이러한 방법 단계를 도시하는 하나의 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템은 도 1에서 도시한 바와 같다. 도 1에서 도시한 바와 같이, 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템(10)은 (i) 크로마토그래피 컬럼(11), (ii) 제 1 주입구(21), 제 1 배출구(22) 및 제 2 배출구(23)를 갖는 티(12), (iii) 상기 티(12)의 제 1 배출구(22)와 유체 연통되는 분획 수집기(14), (iv) 상기 티(12)의 제 2 배출구(23)와 유체 연통되는 제 1 검출기(13); 및 제 1 검출기(13) 및 티(12)의 제 2 배출구(23)와 유체 연통되도록 배치된 스플리터 펌프(15)를 포함한다.
이러한 예시적인 시스템에서, 스플리터 펌프(15)는 제 1 검출기(13)로의 유체 흐름을 능동적으로 제어한다. 본원에서 사용되는 "능동적으로 제어한다"란, 액체 크로마토그래피 시스템의 다른 부분에서 유체 유속에 변화가 있는 경우에도 소정의 검출기를 통한 유체 흐름을 소정의 스플리터 펌프 또는 셔틀 밸브가 제어하는 능력을 지칭한다. 단순히 유체 흐름을 나누는 "수동형" 유동 스플리터와는 다르게, 본 발명에서 사용되는 스플리터 펌프 및 셔틀 밸브는, 액체 크로마토그래피 시스템내 유체 흐름 중 가능한 변동(예를 들어, 유동 제한, 총 유속, 온도 및/또는 용매 조성)에도 불구하고 하나 이상의 검출기로의 유체 흐름을 제어한다.
소정의 검출기로 향하는 유체 흐름을 능동적으로 제어하는 단계는, 예를 들어 (i) 스플리터 펌프 또는 셔틀 밸브를 활성화하거나 (ii) 스플리터 펌프 또는 셔틀 밸브를 불활성화하거나, (iii) 스플리터 펌프 또는 셔틀 밸브의 하나 이상의 유동 및/또는 압력 설정을 변화시키거나, 또는 (iv) 상기 (i) 내지 (iii)의 임의의 조합을 위해 스플리터 펌프 또는 셔틀 밸브에 활성화 신호를 전송하는 단계를 포함한다. 적합한 유동 및 압력 설정은, 이로서 한정하는 것은 아니지만, (i) 밸브 위치, (ii) 스플리터 펌프 또는 셔틀 밸브 압력, (iii) 밸브로의 공기압, 또는 (v) 상기 (i) 내지 (iii)의 임의의 조합을 포함한다. 전형적으로, 활성화 신호는 예를 들어 전기 신호, 공기압 신호, 디지털 신호 또는 무선 신호의 형태이다.
도 1에서 도시하는 바와 같이, 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템(10)에서, 검출기(13)로 유체 흐름을 능동적으로 제어하는 단계는 티(12)로부터의 유체를 검출기(13)로 펌핑하기 위해 스플리터 펌프(15)를 사용함을 포함한다. 다른 실시양태에서, 검출기로 향하는 유체 흐름을 능동적으로 제어하는 단계는 검출기를 통해 유체를 끌어당기는 스플리터 펌프를 사용함을 포함한다.
도 2는, 크로마토그래피 컬럼(11); 제 1 주입구(21), 제 1 배출구(22) 및 제 2 배출구(23)를 갖는 티(12); 상기 티(12)의 제 1 배출구(22)와 유체 연통되는 분획 수집기(14); 상기 티(12)의 제 2 배출구(23)와 유체 연통되는 제 1 검출기(13); 및 티(12)의 제 2 배출구(23)로부터 검출기(13)를 통해 유체를 당기도록 배치된 스플리터 펌프(15)를 포함하는 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템(20)을 도시한다.
일부 바람직한 실시양태에서, 도 3a 내지 도 3c에서 도시한 예시적인 셔틀 밸브(151)와 같은 셔틀 밸브는 검출기(131)와 같은 검출기로 향하는 유체 흐름을 능동적으로 제어하기 위해서 사용된다. 도 3a에서 도시하는 바와 같이, 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템(30)은 크로마토그래피 컬럼(11); 크로마토그래피 카트리지 주입구(111), 분획 수집기 배출구(114), 가스 또는 액체 주입구(115) 및 검출기 배출구(113)를 갖는 셔틀 밸브(151); 셔틀 밸브(151)의 분획 수집기 배출구(114)와 유체 연통되는 분획 수집기(14); 셔틀 밸브(151)의 검출기 배출구(113)와 유체 연통되는 제 1 검출기(131); 및 셔틀 밸브(151)의 가스 또는 액체 주입구(115)로 유체를 제공하는 유체 공급기(152)를 포함한다.
본 발명의 추가의 예시적인 실시양태에서, 크로마토그래피를 사용하는 유체 시료의 분석 방법은, 크로마토그래피 컬럼으로부터의 유출물인 제 1 유체를 제공하는 단계; 하나 이상의 검출기에 유체 시료를 수송하는 제 2 유체를 제공하는 단계; 셔틀 밸브를 사용하여 제 1 유체로부터 분취량의 유체 시료를 제거하여, 셔틀 밸브를 통한 제 2 유체의 연속적 경로를 유지하면서 상기 분취량을 상기 제 2 유체로 옮기는 단계; 하나 이상의 검출기를 사용하여 분취량의 유체 시료를 관찰하는 단계; 및 검출기 응답의 변화에 따라 분획 수집기에 상기 제 1 유체의 새로운 시료 분획을 수집하는 단계를 포함한다. 하나의 실시양태에서, 셔틀 밸브를 통한 제 1 유체의 연속적인 유동 경로는, 유체의 분취량 시료가 제 1 유체로부터 제거되는 경우에도 유지된다. 다른 실시양태에서, 셔틀 밸브를 통한 제 1 유체 및 제 2 유체의 연속적 유동 경로가, 액체인 분취량 시료가 제 1 유체로부터 제거되어 제 2 유체로 옮겨지는 경우에도 유지된다.
*본 발명에 따른 또 다른 예시적인 실시양태에서, 크로마토그래피를 사용하는 유체 시료 분석 방법은, 시료를 포함하는 제 1 유체를 제공하는 단계; 셔틀 밸브를 통한 제 1 유체의 유동 특성에 대한 실질적인 영향 없이, 셔틀 밸브를 사용하여 제 1 유체로부터 분취량의 유체 시료를 제거하는 단계; 하나 이상의 검출기를 사용하여 분취량의 유체 시료를 관찰하는 단계; 및 하나 이상의 검출기 응답의 변화에 따라 분획 수집기에 제 1 흐름의 새로운 시료 분획을 수집하는 단계를 포함한다. 셔틀 밸브를 통한 제 1 유체의 유동은, 제 1 유체 경로 또는 채널이 상기 밸브의 적어도 일부를 통해 실질적으로 선형 또는 직선형이기 때문에, 실질적으로 층류일 수 있다. 추가의 예시적인 실시양태에서, 셔틀 밸브를 통한 제 1 유체의 압력은 실질적으로 일정하고/일정하거나 실질적으로 증가하지 않는다. 다른 실시양태에서, 제 1 유체의 유속은 셔틀 밸브를 통해 실질적으로 일정할 수 있다. 선택적인 실시양태에서, 제 2 유체를 사용하여 분취량의 유체 시료를 셔틀 밸브로부터 검출기로 수송한다. 셔틀 밸브를 통한 제 2 유체의 유동은, 제 2 유체 경로 또는 채널이 상기 밸브의 적어도 일부를 통해 실질적으로 선형 또는 직선형이기 때문에, 실질적으로 층류일 수 있다. 예시적인 실시양태에서, 셔틀 밸브를 통한 제 2 유체의 압력은 실질적으로 일정하고/일정하거나 실질적으로 증가하지 않는다. 또 다른 실시양태에서, 제 2 유체의 유속은 셔틀 밸브를 통해 실질적으로 일정할 수도 있다.
도 3b 및 도 3c는 소정의 액체 크로마토그래피 시스템내에서 하나의 예시적인 실시양태의 셔틀 밸브가 어떻게 작동하는지를 도시한다. 도 3b에서 도시한 바와 같이, 셔틀 밸브(151)는 크로마토그래피 카트리지 주입구(111)(이는 크로마토그래피 컬럼(예를 들어, 컬럼(11))로부터의 유체 흐름을 셔틀 밸브(151)에 제공한다); 유입되는 시료의 분취량 체적(116); 분획 수집기 배출구(114)(이는 셔틀 밸브(151)로부터의 유체 흐름을 분획 수집기(예를 들어, 분획 수집기(14))에 제공한다); 가스 또는 액체 주입구(115)(이는 가스(예를 들어, 공기, 질소 등) 또는 액체(예를 들어, 알콜)를 셔틀 밸브(151)의 일부를 통해 유동시킨다); 배출 시료 분취량 체적(117); 및 검출기 배출구(113)(이는 셔틀 밸브(151)로부터의 유체 흐름을 검출기(예를 들어, 검출기(131), 예를 들어 ELSD)에 제공한다)를 포함한다.
유체가 크로마토그래피 카트리지 주입구(111)로부터 분획 수집기 배출구(114)까지 유동함에 따라, 유입 시료 분취량 체적(116)은 시료 분취량(118)으로서 본원에서 지칭되는 유체의 특정 체적을 채운다(도 3b에서 음영처리된 영역으로서 표시함). 목적하는 시간에서, 셔틀 밸브(151)는 유입 시료 분취량 체적(116)내 시료 분취량(118)을, 도 3c에서 도시하는 바와 같이, 배출 시료 분취량 체적(117)으로 옮긴다. 시료 분취량(118)이 배출 시료 분취량 체적(117)으로 일단 옮기면, 배출 시료 분취량 체적(117)을 통해 주입구(115)로부터 유동하는 가스 또는 액체가 시료 분취량(118)을 검출기 배출구(113)를 통하여 검출기(131)(예를 들어, ELSD)로 옮긴다.
셔틀 밸브(151)는 목적하는 시료화 빈도로 하나 이상의 검출기로 옮기기 위해 시료로부터 시료 분취량(예를 들어, 시료 분취량(118))을 제거하도록 프로그램화될 수 있다. 하나의 예시적인 실시양태에서, 시료화 빈도는, 매 10초마다 1회 이상의 시료 분취(또는 매 5초마다 1회 이상의 시료 분취, 또는 매 3초마다 1회 이상의 시료 분취, 또는 매 2초마다 1회 이상의 시료 분취, 또는 매 0.5초마다 하나의 시료 분취 또는 매 0.1초마다 1회 이상의 시료 분취)이다.
도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 예시적인 셔틀 밸브 및 이것이 소정의 액체 크로마토그래피 시스템에서 어떻게 작용하는지를 도시한다. 도 10a에서 도시하는 바와 같이, 셔틀 밸브(151)는 크로마토그래피 카트리지 주입구(111)(이는 크로마토그래피 컬럼(예를 들어, 컬럼(11))으로부터의 유체 흐름을 셔틀 밸브(151)에 제공한다); 주입구(111)를 배출구(114)와 연결시키는 채널(117); 동적체(dynamic body)(119)의 오목부(116)내 유입 시료 분취량 체적(118); 분획 수집기 배출구(114)(이는 셔틀 밸브(151)로부터의 유체 흐름을 분획 수집기(예를 들어 분획 수집기(14))에 제공한다); 가스 또는 액체 주입구(115)(이는 가스(예를 들어, 공기, 질소 등) 또는 액체(예를 들어, 알콜) 유동을 셔틀 밸브(151)를 통해 유동시킨다); 오목부(116)내 배출 시료 분취량 체적(118); 주입구(115)를 배출구(113)에 연결시키는 채널(120); 및 검출기 배출구(113)(이는 셔틀 밸브(151)로부터의 유체 흐름을 검출기(예를 들어, 검출기(131), 예를 들어 ELSD)에 제공한다)를 포함한다.
크로마토그래피 카트리지 주입구(111)로부터 채널(117)을 통하여 분획 수집기 배출구(114)까지 유체가 셔틀 밸브(151)을 통해 유동함에 따라, 오목부(116)의 유입 시료 분취량 체적(118)은 본원에서 시료 분취량(118)으로 지칭되는 유체의 특정 체적을 충전한다(도 10a에서 음영처리된 영역으로 도시됨). 목적하는 시간에서, 셔틀 밸브(151)는, 오목부 회전 경로(121)를 통해 동적체(119)내 오목부(116)를 회전시킴으로써 채널(117)로부터 취득한 오목부(116)내 시료 분취량(118)을 채널(120)로 옮긴다. 시료 분취량(118)이 채널(120)로 옮겨지면, 주입구(115)로부터 채널(120)을 통해 유동하는 가스 또는 액체가 검출기 배출구(113)를 통해 검출기(131)(예를 들어, ELSD)로 시료 분취량(118)을 수송한다. 본 발명의 셔틀 밸브의 또 다른 이점은 밸브를 통한 채널의 유체 고안(fluidic design)에 관한 것이다. 크로마토그래피 시스템내 배압을 최소화하기 위해서, 채널(117) 및 채널(120)을 통한 유동은 연속적이다. 이는 채널(117) 및 채널(120)이 정적체(static body, 122) 상에 배치되어, 동적체(119)의 위치와 무관하게 셔틀 밸브(151)를 통한 유동이 연속적이다(도 10b에서 도시함). 도 10a에서 도시하는 바와 같이, 시료 흐름 채널(117) 및 검출기 흐름 채널(120)의 적어도 일부는 실질적으로 편평하거나 원주형이어서, 이는 난류를 줄이고 밸브를 통한 압력 증가를 최소화한다. 추가로, 시료 흐름 채널(117) 및 검출기 흐름 채널(120)의 적어도 일부는, 오목부에 인접할 때, 오목부(116)과 실질적으로 평행일 수 있고, 이는 추가로 난류성 유동 및 밸브내의 임의의 압력 증가를 제한한다. 이는 50psi 이하, 바람직하게는 30psi 이하, 보다 바람직하게는 20psi 이하, 더욱 보다 바람직하게는 10psi 이하, 9psi 이하, 8psi 이하, 7psi 이하, 6psi 이하, 5psi 이하, 4psi 이하, 3psi 이하, 2psi 이하, 또는 1psi 이하의 밸브내 압력이 증가되지 않도록 하는 배열을 포함한다. 오목부(116)는 동적체(119)에 배치되어, 정적체(122)에 인접한 동적체의 면과 유체 연통되어, 이로써 동적체(119)가 제 1 위치에 있는 경우, 오목부(116)는 시료 흐름 채널(117)과 유체 연통되며, 제 2 위치로 옮겨진 경우, 오목부(116)는 검출기 흐름 채널(120)과 유체 연통될 것이다. 오목부(116)는 임의의 형태일 수도 있으나, 오목한 반구형(semi sphere)으로서 도시되어 있고, 이는 임의의 크기일 수 있다. 예시적인 실시양태에서, 오목부는 빠른 시료화가 가능하도록 매우 작은 크기일 수 있다(예를 들어, 2000nL 미만, 바람직하게는 약 500nL 미만, 보다 바람직하게는 약 100nL 미만, 더욱 보다 바람직하게는 약 1nL 미만이지만, 1nL 내지 2000nL의 임의의 크기를 포함할 수 있다). 추가로, 작은 오목부(116)의 크기는 매우 짧은 오목부 회전 경로(121)를 허용하며, 이는 동적체(119) 및 정적체(122)의 표면 마모를 상당히 감소시켜 결과적으로 유지보수가 요구되기 전까지 연장된 사용 기간을 갖는(예를 들어, 서비스를 받기 전까지 천만 사이클이 가능한) 셔틀 밸브(151)를 제공한다. 도 10a 내지 도 10c에는 회전 운동식 셔틀 밸브가 도시되어 있지만, 선형 운동 셔틀 밸브 또는 이들의 동등물도 본 발명에서 사용될 수 있다.
셔틀 밸브(151)는, 목적하는 시료화 빈도로 하나 이상의 검출기로 옮기기 위해 시료로부터 시료 분취량(예를 들어, 시료 분취량(118))를 제거하도록 프로그램화될 수 있다. 하나의 예시적인 실시양태에서, 시료화 빈도는 매 10초마다 1회 이상의 시료 분취(또는 매 5초마다 1회 이상의 시료 분취, 매 3초마다 1회 이상의 시료 분취, 매 2초마다 1회 이상의 시료 분취, 매 0.5초마다 1회 이상의 시료 분취, 또는 매 0.1초마다 1회 이상의 시료 분취)이다. 이러한 셔틀 밸브는 본원에서 그 전체가 참고로 인용중인 미국 가특허출원 제 호에 개시되어 있다.
다른 실시양태에서, 시료를 검출기까지 수송하기 위해서 휘발성 액체 및 다양한 가스를 포함하는 범용 담체 유체가 크로마토그래피 시스템에서 사용될 수도 있다. 도 3a에서 도시하는 바와 같이, 액체 공급기(152)로부터의 담체 유체는, 주입구(115)에서 셔틀 밸브(151)에 도입되고, 여기서 시료 분취량(118)을 취해서(도 10A에 도시함) 배출구(113)를 통해 검출기(131)로 진행한다. 시료 분취량은 밸브의 담체 유체 중에서 침전되지 않아야만 하지만, 관련 배관을 막을 수 있거나, 시료가 유동 경로의 벽에 코팅되어 일부 또는 모든 시료가 검출기에 도달하지 못할 것이다. 플래쉬 크로마토그래피 중 시료 조성물은 매우 다양하여, 무기 분자, 유기 분자, 중합체, 펩타이드, 단백질 및 올리고뉴클레오타이드를 비롯한 넓은 범위의 화학적 화합물을 다둘 수 있다. 다양한 용매 중 용해도는 화합물의 부류 내 및 이들 사이에서 상이하다. 검출기 상용성 또한 사용될 수 있는 담체 유체의 유형을 제한한다. 예를 들어, UV 검출의 경우, 용매는 검출 파장에서 비발색성이어야만 한다. 증발 입자 검출(EPD) 기법(ELSD, CNLSD, 질량 분석 등)의 경우, 용매는 시료의 융점 미만의 온도에서 용이하게 증발되어야만 한다. 추가로, 담체 유체는 밸브 주입구(111)와 분획 수집기 배출구(114) 사이에서 유동하는 시료과 혼화성이어야만 한다. 예를 들어, 하나의 유동 경로에서 헥산이 사용되는 경우, 물은 다른 유동 경로에서 사용될 수 없는데, 이는 두가지의 용매가 혼화성이 아니기 때문이다. 전술한 모든 내용은, 담체 유체가, 분리 용매가 변하는 매 시점에서 맞춤식이어야만 함을 제안한다. 이는 시간 소모적이고 비실용적이다. 본 발명의 예시적인 실시양태에 따르면, 유기 용매 및 물과 혼화성이고, 휘발성이고, 비발생성인 용매를 사용하는 것이 이러한 문제점을 방지한다. 예를 들어, 휘발성이고 비발색성인 매질인 극성 용매, 예를 들어 아이소프로필 알콜(IPA)이 담체 유체로서 사용될 수 있다. IPA는 대부분의 모든 용매와 혼화성이고, 일반적인 UV 검출 파장에서 비발색성이고, 낮은 온도에서 용이하게 증발된다. 추가로, IPA는 광범위한 화학물질 및 화학물질 부류를 용해한다. 따라서, IPA는 사실상 모든 시료 유형에 대해 적당한 담체이다. 다른 담체 유체로는 아세톤, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 아이소부탄올, 테트라하이드로푸란 등을 포함할 수 있다. 대안의 예시적인 실시양태에서, 가스는 담체 유체로서 사용될 수도 있다. 시료 침전은 발생하지 않는데, 이는 셔틀 밸브를 통과할 때 및 후속적으로 검출기를 통과할 때 시료가 분리 용매 또는 이동상에 남아있기 때문이다. 유사하게, 분리 용매 또는 이동상은 다른 용매와 혼합되지 않기 때문에, 혼화성은 중요하지 않다. 담체가 가스인 경우, 휘발성도 더 이상 중요하지 않다. 추가로, 대부분의 가스는 비발색성이고, UV 검출기와도 상용성이다. 담체로서 가스를 사용하는 경우, 시료 분취량(118)은, 도 10c에서 도시하는 바와 같이, 가스 포켓(123) 사이에 끼인 개별적인 슬러그(slug)로서 밸브(151)로부터 검출기(131)로 흘러나간다. 담체 유체로서 가스를 사용하면 또 다른 이점을 갖는다. 예를 들어, 증발 광 산란 검출기 또는 시료가 분무되는 다른 검출 기법과 함께 사용되는 경우, 가스는 시료를 수송하고 시료를 분무하는데 사용될 수 있어서, 개별적인 분무기 가스 공급에 대한 요구가 배제된다. 추가로, 가스는 증발을 요구하지 않기 때문에, 드리프트 튜브 가열기에 대한 요구 없이 주변의 드리프트 튜브 온도가 사용될 수 있다. 보다 고온에서 증발한 것이, 드리프트 튜브를 통과함에 따라 고체 또는 액체 상태로 머무를 것이기 때문에, 보다 넓은 범위의 시료가 검출될 수도 있다. 다양한 가스는 공기, 질소, 헬륨, 수소 및 이산화탄소를 비롯한 담체 가스로서 사용될 수도 있다. 초임계 유체, 예를 들어 초임계 이산화탄소도 사용될 수 있다.
B. 유체 흐름내의 시료 성분의 검출
본 발명의 방법은 유체 흐름내 하나 이상의 시료 성분들을 검출하기 위해서 하나 이상의 검출기를 사용함을 포함한다. 본 발명의 액체 크로마토그래피 시스템에서 사용가능한 적당한 검출기는, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 비파괴 및/또는 파괴 검출기를 포함한다. 적당한 검출기로는, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 비파괴 검출기(즉, 검출하는 동안 시료를 소비하거나 파괴하지 않는 검출기), 예를 들어 UV, RI, 전도성, 형광, 광 산란, 점도, 편광계 등; 및/또는 파괴 검출기(즉, 검출 중 시료를 소비 또는 파괴하는 검출기), 예를 들어 증발 광 산란 검출기(ELSD), 응집 핵화 광산란 검출기(CNLSD) 등과 같은 증발 입자 검출기(EPD), 코로나 방전, 질량 분석기, 원자 흡착 등을 들 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 장치는 하나 이상의 UV 검출기, 하나 이상의 증발 광 산란 검출기(ELSD), 하나 이상의 질량 분석기(MS), 하나 이상의 응집 핵화 광산란 검출기(CNLSD), 하나 이상의 코로나 방전 검출기, 하나 이상의 굴절 지수 검출기(RID), 하나 이상의 형광 검출기(FD), 하나 이상의 키랄 검출기(CD) 또는 이들의 임의의 조합을 들 수 있다. 하나의 예시적인 실시양태에서, 상기 검출기는 이동상으로서 발색성 및 비발색성 용매의 사용을 허용하는 하나 이상의 증발 입자 검출기(EPD)를 포함할 수도 있다. 추가의 실시양태에서, 비파괴 검출기는 각각의 크로마토그래피의 피크와 관련하여 시료의 다양한 화합물의 특정 특성(예를 들어, 화학물질 독립체, 화학물질 구조, 분자량 등)을 검출할 수 있는 파괴 검출기와 조합될 수도 있다. 질량 분석기 검출과 조합하는 경우, 분획의 화학적 구조 및/또는 분자량이 검출시에 측정되어 목적하는 분획의 확인을 간소화한다. 현존하는 시스템에서는, 분획의 화학물질 확인 및 구조는 번거로운 분리후(past-separation) 기법에 의해 결정되어야만 한다.
사용된 검출기의 유형과 무관하게, 소정의 검출기는 하나 이상의 검출기 응답을 제공하고, 상기 응답은 신호를 발생시켜 본원에서 기술한 바와 같은 액체 크로마토그래피 시스템내의 하나 이상의 구성요소(예를 들어, 분획 수집기, 또 다른 검출기, 스플리터 펌프, 셔틀 밸브 또는 티)에 상기 신호를 전송하는데 사용될 수 있다. 전형적으로, 소정의 검출기 응답의 변화는 신호의 발생 및 전송을 촉발한다. 본 발명에서, 신호 발생 및 하나 이상의 구성요소로의 전송을 촉발하는 소정의 검출기 응답의 변화는, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 검출기 응답 역치값에 도달하거나 이를 능가하는 검출비 응답 값의 변화, 시간 경과에 따른 검출기 응답 값의 기울기, 시간 경과에 따른 검출기 응답 값의 기울기 역치값, 시간 경과에 따른 검출기 응답 값의 기울기의 변화, 시간 경과에 따른 검출기 응답 값의 기울기 역치값의 변화, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
일부 예시적인 실시양태에서, 본 발명의 액체 크로마토그래피 시스템은 도 4에서 도시하는 바와 같이 2개 이상의 검출기를 포함한다. 도 4에서 도시한 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템(40)은, 크로마토그래피 컬럼(11); 제 1 주입구(21), 제 1 배출구(22) 및 제 2 배출구(23)를 갖는 티(12); 상기 티(12)의 제 1 배출구(22)와 유체 연통되는 분획 수집기(14); 상기 티(12)의 제 2 배출구(23)와 유체 연통되는 제 1 검출기(13); 상기 티(12)의 제 2 배출구(23)로부터 제 1 검출기(13)로의 유체 흐름을 능동적으로 제어하는 스플리터 펌프(15); 및 상기 티(12)의 제 2 배출구(23)와 유체 연통되는 제 2 검출기(16)를 포함한다.
2개 이상의 검출기가 존재하는 경우, 액체 크로마토그래피 시스템은 조작자에게 보다 많은 분석 옵션을 제공한다. 예를 들어, 도 4에서 도시한 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템(40)에서, 시료의 분석 방법은 제 1 검출기(13)(예를 들어, ELSD) 및/또는 제 2 검출기(16)(예를 들어, UV 검출기와 같은 광학 흡광도 검출기)로부터의 하나 이상의 신호를 분획 수집기(14)에 전송하여, 상기 분획 수집기(14)가 새로운 시료 분획을 수집하도록 지시하는 단계를 포함할 수 있다. 제 1 검출기(13) 및/또는 제 2 검출기(16)로부터의 하나 이상의 신호는 제 1 검출기(13) 또는 제 2 검출기(16)로부터의 단일 신호, 제 1 검출기(13) 및 제 2 검출기(16)로부터의 2개 이상의 신호, 또는 제 1 검출기(13) 및 제 2 검출기(16)로부터의 복합 신호를 포함할 수도 있다. 도 4에서 도시한 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템(40)에서, 시료 분석 방법은, 추가로 제 2 검출기(16)로부터의 신호를 스플리터 펌프(15)에 전송하여, 스플리터 펌프(15)가 유체 흐름 중 시료 성분을 검출하는 제 2 검출기(16)에 따라 제 1 검출기(13)로의 유체 흐름을 개시 또는 중단하도록 지시하는 단계를 추가로 포함한다.
다른 예시적인 실시양태에서, 본 발명의 액체 크로마토그래피 시스템은 도 5에서 도시한 바와 같이 2개 이상의 검출기 및 2개 이상의 스플리터 펌프를 포함한다. 도 5에서 도시한 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템(50)은 크로마토그래피 컬럼(11); 제 1 주입구(21), 제 1 배출구(22) 및 제 2 배출구(23)를 갖는 제 1 티(12); 상기 제 1 티(12)의 제 2 배출구(23)와 유체 연통되는 제 1 검출기(13); 제 1 티(12)의 제 2 배출구(23)로부터 제 1 검출기(13)로 유체 흐름을 능동적으로 제어하는 제 1 스플리터 펌프(15); 제 1 주입구(31), 제 1 배출구(32) 및 제 2 배출구(33)를 갖는 제 2 티(18); 제 2 티(18)의 제 2 배출구(33)와 유체연통되는 제 2 검출기(16); 제 1 티(18)의 제 2 배출구(33)로부터 제 2 검출기(16)로의 유체 연통을 능동적으로 제어하는 제 2 스플리터 펌프(17); 및 제 2 티(18)의 제 2 배출구(32)와 유체 연통되는 분획 수집기(14)를 포함한다.
앞서 논의한 바와 같이, 본 발명의 액체 크로마토그래피 시스템은 도 6 및 도 7에서 예시하는 바와 같이, 적소에 하나 이상의 셔틀 밸브 또는 하나 이상의 티/스플리터 펌프 조합을 포함하여 하나 이상의 검출기로의 유체 흐름을 능동적으로 제어할 수 있다. 도 6에 도시하는 바와 같이, 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템(60)은 크로마토그래피 컬럼(11); 크로마토그래피 카트리지 주입구(111), 분획 주입구 배출구(114), 가스 또는 액체 주입구(115) 및 검출기 배출구(113)를 갖는 셔틀 밸브(151); 셔틀 밸브(151)의 분획 수집기 배출구(114)와 유체 연통되는 분획 수집기(14); 셔틀 밸브(151)의 검출기 배출구(113)와 유체 연통되는 제 1 검출기(131); 및 셔틀 밸브(151)의 가스 또는 액체 주입구(115)에 유체를 제공하는 유체 공급기(152); 및 셔틀 밸브(151)의 검출기 배출구(113)과 유체 연통되는 제 2 검출기(161)를 포함한다.
도 7에서 도시하는 바와 같이, 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템(70)은 크로마토그래피 컬럼(11); 크로마토그래피 카트리지 주입구(111), 분획 수집기 배출구(114), 가스 또는 액체 주입구(115) 및 검출기 배출구(113)를 갖는 제 1 셔틀 밸브(151); 셔틀 밸브(151)의 검출기 배출구(113)와 유체 연통되는 제 1 검출기(131); 셔틀 밸브(151)의 가스 또는 액체 주입구(115)로 유체를 제공하는 유체 공급기(152); 크로마토그래피 카트리지 주입구(121), 분획 수집기 배출구(124), 가스 또는 액체 주입구(125) 및 검출기 배출구(123)를 갖는 제 2 셔틀 밸브(171); 셔틀 밸브(171)의 검출기 배출구(123)와 유체 연통되는 제 2 검출기(161); 셔틀 밸브(171)의 가스 또는 액체 주입구(125)에 유체를 제공하는 유체 공급기(172); 및 셔틀 밸브(171)의 분획 수집기 배출구(124)와 유체 연통되는 분획 수집기(14)를 포함한다.
이러한 예시적인 실시양태, 즉, 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템(50 및 70)에서, 시료 분석 방법은 제 2 스플리터 펌프(17)(또는 제 2 셔틀 밸브(171))를 통하여 제 2 검출기(16)(또는 제 2 검출기(161))까지의 유체 흐름을 능동적으로 제어하는 단계 뿐만 아니라 제 1 스플리터 펌프(15)(또는 제 1 셔틀 밸브(151))를 통하여 제 1 검출기(13)(또는 제 1 검출기(131))로의 유체 흐름을 능동적으로 제어하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 도 5에서 도시하고 있지는 않지만, 제 1 스플리터 펌프(15) 및/또는 제 2 스플리터 펌프(17)는 제 1 검출기(13) 및 제 2 검출기(16)를 통해 각각 유체를 밀거나 당기도록 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템(50) 내부에 배치될 수 있다.
일부 예시적인 실시양태에서, 하나 이상의 광학 흡광도 검출기, 예를 들어 하나 이상의 UV 검출기는 흡광도 스펙트럼을 따라 하나 이상의 파장에서의 검출기 응답 및 검출기 응답의 변화를 관찰하기 위해 사용될 수도 있다. 이러한 실시양태에서, 하나 이상의 광원은 복수개의 파장에서 시료의 광 흡광도를 검출하기 위해서 단일 검출기 내부의 복수개의 센서들 또는 복수개의 검출기와 함께 사용될 수도 있다. 예를 들어, 하나 이상의 UV 검출기는 전체 UV 흡광도 스펙트럼을 통해 하나 이상의 파장에서의 검출기 응답 및 검출기 응답에서의 변화를 관찰하기 위해 사용될 수도 있다.
하나의 예시적인 시료 분석 방법에서, 상기 방법은 전체 UV 흡광도 스펙트럼에 걸쳐 n개의 특정 파장에서 시료를 관찰하기 위해서 n개의 센서들을 포함하는 광학 흡광도 검출기, 예를 들어 UV 검출기를 사용하는 단계; 및 (i) n개의 특정 UV 파장에서 n개의 검출기 응답들 중 임의의 하나에서의 변화, 또는 (ii) n개의 검출기 응답들로 표현되는 복합 응답의 변화에 따라 새로운 시료 분획을 수집하는 단계를 포함한다. n개의 센서들 및 복수개의 검출기는, 존재하는 경우, 분획 수집기 및/또는 또 다른 시스템 구성요소(예를 들어, 또 다른 UV 검출기)에 신호 타이밍을 유발하기에 바람직하도록 서로에 대해 배치될 수도 있다.
전체 스펙트럼의 UV(또는 다른 스펙트럼 범위)의 분석을 사용하는 경우, 상기 스펙트럼은 관심있는 영역을 임의의 바람직한 개수로 나눌 수 있다(예를 들어, 200nm 내지 400nm를 매 5nm 간격으로 나눌 수 있다). 각각의 스펙트럼 범위 중 시간 경과에 따른 임의의 유의적인 변화가 모니터링될 수 있다. 소정의 범위에서 수용된 광 에너지의 갑작스러운 강하(예를 들어, 검출기 응답 값의 제 1 및 2차 미분값 둘다에서의 강하)는 관심있는 소정의 파장 범위에서 광을 흡수하는 물질이 도착했음을 나타낼 수 있다. 이러한 예시적인 실시양태에서, 각각의 범위의 폭은, 정확도를 증가시키기 위해는, 보다 작아질 수 있고; 다르게는, 각각의 범위의 폭은, 계산의 부담을 줄이기 위해(즉, 1초마다 계산을 감소시키고, 요구되는 메모리를 감소시키기 위해), 보다 넓힐 수도 있다.
다른 예시적인 실시양태에서, 복수개의 상이한 유형의 검출기가 사용되어 소정의 시스템내의 다양한 검출기 응답들 및 상기 검출기 응답들의 변화를 관찰할 수 있다. 도 8에서 도시하는 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템(80)에서, 증발 입자 검출기(EPD), 예를 들어 증발 광 산란 검출기(ELSD)(즉, 제 1 검출기(13))가 단독으로 사용되거나 또는 UV 검출기(즉, 제 2 검출기(16))와 함께 사용된다. 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템(80)은 추가로 크로마토그래피 컬럼(11); 제 1 주입구(21), 제 1 배출구(22) 및 제 2 배출구(23)를 갖는 티(12); 분획 수집기(14); 상기 티(12)의 제 2 배출구(23)와 유체 연통되는 EPD(13); 상기 EPD(13)에 유체 흐름을 능동적으로 제어하는 스플리터 펌프(15); 및 상기 티(12)의 제 1 배출구(22)와 유체 연통되는 UV 검출기(16)를 포함한다. 이러한 예시적인 실시양태에서, 증발 입자 검출기의 사용은 몇가지의 장점을 제공한다. 비발색성 이동상은 UV 검출기와 함께 사용되어야만 하거나, 아니면 이동상의 바탕(background) 흡광도가 시료 신호를 없앨 수 있다. 이는, 톨루엔, 피리딘 및 그렇지 않으면 가치있는 크로마토그래피 특성을 갖는 다른 용매와 같은 용매의 사용을 불가능하게 한다. 증발 입자 검출을 사용하는 경우, 이동상의 발색성은 중요하지 않다. 이동상이 시료 보다 보다 휘발성이기만 하다면, 증발 입자 검출과 함께 사용될 수 있다. 이것은, 이동상으로서 매우 선택적인 발색성 용매의 사용으로 인한 분리 개선 가능성을 열어준다. 게다가, UV 검출기는 비발색성 시료 성분들을 검출하지 않을 것이다. UV 검출에 기초하여 수집된 분획은 단지 하나 이상의 미확인된 비발색성 성분들을 함유할 수 있으며, 이는 분획 순도를 위태롭게 한다. 반대로, 비발색성 시료는 UV 검출에 의해서는 모두 손실되고 폐기물로 직접 전송되거나 시료-부재 분획(블랭크 분획)에 모일 것이다. 순(net) 결과는, 생산성의 손실, 분획의 오염, 또는 가치있는 시료 성분들의 손실로 이어질 것이다. 플래쉬 시스템에서 EPD(예를 들어, ELSD)가 단독으로 또는 UV 검출과 함께 사용되는 경우, 발색성 및 비발색성 성분들이 검출되고 수집되어, 분획 순도가 개선된다. UV 검출기만 포함하는 플래쉬 시스템은 시료 성분들을 손실시키거나 순수한 분획을 부정확하게 표시할 수 있기 때문에, 많은 플래쉬 사용자는 순도를 확인하고 블랭크 분획이 진정한 블랭크임을 확인하기 위해서 박막 크로마토그래피에 의해 수집된 분획을 스크리닝할 것이다. 이는 작업 흐름(workflow)을 늦추는, 시간-소모적인 분리후 작업이다. 하나 초과의 성분을 함유하는 것으로 발견된 분획들은 성분들을 적당하게 구분하기 위해서 종종 제 2의 크로마토그래피 단계를 요구한다.
예시적인 액체 크로마토그래피 시스템(80)에서, 검출기(예를 들어, ELSD)(13) 및 UV 검출기(16) 각각으로부터의 신호(31) 및 (61)는 분획 수집기(14)에 전송되어, 예를 들어 새로운 시료 분획의 수집과 같은, 분획 수집기(14)의 일부 활동을 개시하도록 한다. 바람직한 실시양태에서, (i) 검출기 ELSD(13), (ii) UV 검출기(16) 또는 (iii) ELSD(13) 및 UV 검출기(16)로부터의 하나 이상의 검출기 신호(31 및 61)에 따라, 분획 수집기(14)가 새로운 시료 분획을 수집한다.
도 6에서 도시한 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템(60)에서, 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템(80)과 유사하게, ELSD(131) 및 UV 검출기(161)로부터의 신호들(311 및 611)은 분획 수집기(14)에 전송되어 예를 들어 새로운 시료 분획의 수집과 같은, 분획 수집기(14)의 일부 활동을 개시한다. 바람직한 실시양태에서, (i) 검출기 ELSD(131), (ii) UV 검출기(161) 또는 (iii) ELSD(131) 및 UV 검출기(161)로부터의 하나 이상의 검출기 신호(311 및 611)에 따라, 분획 수집기(14)가 새로운 시료 분획을 수집한다.
앞서 논의한 바와 같이, UV 검출기(16)(또는 UV 검출기(161))는 전체 또는 일부의 UV 흡광도 스펙트럼에 걸쳐 n개의 특정 파장들에서 시료를 관찰하기에 작동상 적합한 n개의 센서들을 포함할 수 있다. 도 8에서 도시한 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템(80)에서, (i) ELSD(13) 또는 UV 검출기(16) 중 하나로부터의 단일 신호, (ii) ELSD(13) 및 UV 검출기(16) 둘다로부터의 2개 이상의 신호, 또는 (iii) 2개 이상의 특정 UV 파장에서의 2개 이상의 검출기 응답(즉, n개 이하의 검출기 응답)을 포함하는 복합 신호에 따라, 분획 수집기(14)가 새로운 시료 분획을 수집한다. 유사하게, 도 6에서 도시된 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템(60)에서, (i) ELSD(131) 또는 UV 검출기(161) 중 하나로부터의 단일 신호, (ii) ELSD(131) 및 UV 검출기(161) 둘다로부터의 2개 이상의 신호, 또는 (iii) 2개 이상의 특정 UV 파장에서의 2개 이상의 검출기 응답(즉, n개 이하의 검출기 응답)을 포함하는 복합 신호에 따라, 분획 수집기(14)가 새로운 시료 분획을 수집한다.
추가로, 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템(80)에서, UV 검출기(16)는 (1) (i) 단일 센서로부터의 단일 검출기 응답으로부터 또는 (ii) n개(상기 n은 1 초과이다)의 센서의 n개의 검출기 응답들로부터 유발되어, (2) 스플리터 펌프(15), ELSD(13) 및 티(12) 중 하나 이상에 전송되는 검출기 신호(도시하지 않음)을 제조하기 위해서, 사용될 수 있다. 추가로, ELSD(13)의 검출기 응답으로부터 유발되는 검출기 신호(도시하지 않음)는 UV 검출기(16)에 전송되어 UV 검출기(16)의 하나 이상의 설정들을 바꿀 수 있다. 유사하게, 도 6에서 도시하는 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템(60)에서, UV 검출기(161)는, (1) (i) 단일 센서로부터의 단일 검출기 응답으로부터 또는 (ii) n개(상기 n는 1 초과이다)의 센서의 n개의 검출기 응답들로부터 유발되어 (2) 셔틀 밸브(151) 및 ELSD(13) 중 하나 이상에 전송되는 검출기 신호(도시하지 않음)를 제조하기 위해 사용될 수도 있다. 추가로, ELSD(131)의 검출기 응답으로부터 유발되는 검출기 신호(도시하지 않음)는 UV 검출기(161)로 전송되어 UV 검출기(161)의 하나 이상의 설정을 바꿀 수 있다.
도 9에 도시된 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템(90)에서 도시된 바와 같이, 소정의 시스템에서 상이한 유형의 검출기들의 위치는, 하나 이상의 시스템 공정 특징부를 제공하기에 바람직하도록 조절될 수 있다. 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템(90)에서, ELSD(13)는 UV 검출기(16)로부터 하류에 위치한다. 이러한 배열에서, UV 검출기(16)는, ELSD(13)로부터의 신호(31)를 발생시키기 전에, 분획 수집기(14)에 검출기 응답을 제공하고 신호(61)(예를 들어, (i) 단일 센서로부터의 단일 검출기 응답으로부터 또는 (ii) n개(상기 n는 1 초과이다)의 센서들의 n개의 검출기 응답들로부터 유발되는 신호)를 발생시킬 수 있도록 배치된다. UV 검출기(16)는 또한 스플리터 펌프(15), ELSD(13) 및/또는 티(12)를 활성화하거나 또는 불활성화하도록, 슬리터 펌프(15), ELSD(13) 및 티(12) 중 하나 이상에 검출기 응답을 제공하고 신호(도시하지 않음)(예를 들어, (i) 단일 센서로부터의 하나의 검출기 응답으로부터 또는 (ii) n개(여기서 n은 1 초과이다)의 센서의 n개의 검출기 응답들로부터의 신호)를 발생시킬 수 있도록 배치한다.
도시하고 있지는 않지만, 도 9에서 도시하는 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템(90)에서 티(12) 및 스플리터 펌프(15) 대신에 셔틀 밸브가 사용되어 유사한 시스템 공정 특징을 제공할 수 있음이 이해되어야만 한다. 이러한 배열에서, UV 검출기(16)는, ELSD(13)로부터의 신호(31)를 발생시키기 전에, 분획 수집기(14)에 검출기 응답을 제공하고 신호(61)(예를 들어, (i) 단일 센서로부터의 단일 검출기 응답으로부터 또는 (ii) n개(여기서, n는 1 초과임)의 센서들의 n개의 검출기 응답들로부터의 신호)를 발생시킨다. UV 검출기(16)는 또한 셔틀 밸브 및/또는 ELSD(13)를 활성화시키거나 불활성화시키도록, 셔틀 밸브 및 ELSD(13) 중 하나 이상에 검출기 응답을 제공하고 신호(도시하지 않음)(예를 들어 (i) 단일 센서로부터의 단일 검출기 응답으로부터 또는 (ii) n개(여기서, n는 1 초과임)의 센서들의 n개의 검출기 응답들로부터의 신호))를 발생시킨다. 시스템들(60, 80 및 90)이 검출기로서 ELSD 및 UV를 언급함에도 불구하고, EPD와 같은 임의의 파괴 검출기가 ELSD 대신 사용될 수 있고, UV 검출기 대신에 임의의 비파괴 검출기가 사용될 수도 있다.
다른 예시적인 실시양태에서, 본 발명의 액체 크로마토그래피 시스템은 시스템에 존재하는 임의의 파괴 검출기(예를 들어, 질량 분석기) 없이 둘 이상의 비파괴 검출기(예를 들어, 하나 이상의 광학 흡광도 검출기, 예를 들어 전술한 UV 검출기)를 포함하는 비파괴 시스템을 포함할 수도 있다. 하나의 예시적인 실시양태에서, 액체 크로마토그래피 시스템은 2개의 광학 흡광도 검출기, 예를 들어 UV 검출기를 포함하고, 시료 분석 방법은 2개 이상의 검출기를 사용하여 2개 이상의 특정 파장에서 시료를 관찰하는 단계 및 (i) 제 1 파장에서의 제 1 검출기 응답의 변화, (ii) 제 2 파장에서의 제 2 검출기 응답의 변화, 또는 (iii) 상기 제 1 검출기 응답 및 제 2 검출기 응답으로 나타나는 복합 응답의 변화에 따라 새로운 시료 분획을 수집하는 단계를 포함한다. 이러한 실시양태에서, 제 1 파장은 제 2 파장과 실질적으로 동일하거나 상이할 수도 있다.
2개 이상의 광학 흡광도 검출기, 예를 들어 2개 이상의 UV 검출기를 사용하는 실시양태에서, 광학 흡광도 검출기는 하나 이상의 시스템 이점을 제공하도록 소정의 액체 크로마토그래피 시스템 내부에 배치될 수도 있다. 2개 이상의 광학 흡광도 검출기는 서로 병렬 관계로 배치되어 시료가 실질적으로 동시에 각각의 검출기에 도달하고, 2개 이상의 광학 흡광도 검출기가 실질적으로 동일한 시간에 신호(즉, 제 1 검출기 및 제 2 검출기 응답으로부터의 신호)를 생산하여 분획 수집기에 전송할 수 있다.
추가의 실시양태에서, 비파괴 검출기(예를 들어, RI 검출기, UV 검출기 등)는 단독으로 사용되거나 파괴 검출기(예를 들어 EPD, 질량 분석기, 분광광도계, 발광분광법, NMR 등)와 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 파괴 검출기, 예를 들어 질량 분석기 검출기는 성분 피크와, 상기 피크와 관련된 화학물질 독립체를 동시에 검출할 수 있다. 이는 목적 화합물을 함유하는 분획의 즉각적 결정을 가능하게 한다. 다른 검출 기법을 사용하는 경우, 예를 들어 분광광도법, 질량 분석법, 발광분광법, NMR 등과 같은, 목적 화합물 함유 분획의 분리후 결정이 요구될 수 있다. 2개 이상의 화학물질 독립체가 플래쉬 카트리지로부터 동시에 용리되는 경우(즉, 동일한 체류 시간을 갖는 경우), 특정 검출기(즉, 화학물질 독립체들 사이의 차이점을 인식할 수 없는 검출기)를 사용하는 경우, 이들은 시스템에 의해 동일한 바이알에 모일 것이며, 이는 상기 검출기가 화학물질 조성을 측정할 수 없기 때문이다. 질량 분석 검출기가 파괴 검출기로서 사용되는 예시적인 실시양태에서, 동시에 용리되는 모든 화합물이 확인될 수 있다. 이는 분리 후 순도를 확인할 필요를 배제한다.
전술한 임의의 액체 크로마토그래피 시스템에서, 하나 이상의 검출기(예를 들어 하나 이상의 UV 검출기)를, 하나 이상의 다른 검출기(예를 들어 하나 이상의 다른 UV 검출기 또는 ELSD)의 하류(예를 들어, 직렬로)에 위치시키는 것이 유리할 수 있다. 이러한 실시양태에서, 제 1 검출기에서의 제 1 검출기 응답은, 신호를 생산하여 (1) 스플리터 펌프, (2) 셔틀 밸브, (3) 제 2 검출기 및 (4) 티 중 하나 이상에 상기 신호를 전공하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 제 1 검출기의 제 1 검출기 응답은, 신호를 생산하여 스플리터 펌프 또는 셔틀 밸브에 신호를 전송하여, (i) 스플리터 펌프 또는 셔틀 밸브를 활성화하거나, (ii) 스플리터 펌프 또는 셔틀 밸브를 불활성화하거나, (iii) 스플리터 펌프 또는 셔틀 밸브의 하나 이상의 유동 또는 압력 설정을 바꾸거나, (iv) 상기 (i) 내지 (iii)의 임의의 조합을 하도록 할 수 있다. 적합한 유동 및 압력 설정은, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 전술한 유동 및 압력 설정을 포함한다. 전형적으로, 신호는, 예를 들어 전기 신호, 공기압 신호, 디지털 신호 또는 무선 신호의 형태이다.
일부 실시양태에서, 복수개의 검출기(즉, 2개 이상의 검출기)는, 각각의 검출기가 시스템의 다른 검출기와는 무관하게 신호를 (1) 스플리터 펌프, (2) 셔틀 밸브, (3) 또 다른 검출기 및 (4) 티 중 하나 이상에 전송하도록, 배치될 수 있다. 예를 들어, 복수개의 광학 흡광도 검출기(예를 들어, UV 검출기)는 소정의 시스템 내부에 배치되어 셔틀 밸브에 독립적인 신호를 제공하여 상기 셔틀 밸브가 ELSD와 같은 또 다른 검출기에 능동적으로 제어된 유체 시료화를 제공할 수 있다.
다른 실시양태에서, 제 1 검출기 중 제 1 검출기 응답은 신호를 생산하여 상기 신호를 제 2 검출기에 전송하여 (i) 제 2 검출기를 활성화하거나, (ii) 제 1 검출기에서 사용된 제 1 파장과 실질적으로 유사한 파장에서 제 2 검출기를 활성화하거나, (iii) 제 1 검출기에서 사용된 제 1 파장 이외의 파장에서 제 2 검출기를 활성화하거나, (iv) 제 2 검출기를 불활성화하거나, (v) 제 2 검출기의 일부 다른 설정(예를 들어, 제 2 검출기의 관찰 파장)을 바꾸거나, (vi) 상기 (i) 내지 (v) 의 임의의 조합을 가능하게 하도록 할 수 있다.
다른 실시양태에서, 제 1 검출기에서의 제 1 검출기 응답은, 신호를 생산하고 상기 신호를 티에 전송하여, (i) 밸브를 개방하거나 (ii) 밸브를 밀폐하여, 액체 크로마토그래피 시스템의 일부를 통한 유체 흐름을 개시 또는 중단하도록 사용될 수 있다. 전술한 바와 같이, 전형적으로, 상기 신호는 예를 들어 전기 신호, 공기압 신호, 디지털 신호 또는 무선 신호의 형태이다.
c. 검출기 응답으로부터의 신호의 발생
본 발명의 방법은 추가로 하나 이상의 검출기 응답으로부터 신호를 발생시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 도 1에서 도시한 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템(10)과 같은 일부 실시양태에서, 단일 검출기는 시료 성분의 존재를 검출하고, 유체 흐름중 시료 성분의 존재 및 농도에 따라 검출기 응답을 생산한다. 도 6에서 도시한 바와 같은 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템(50)과 같은 다른 실시양태에서, 2개 이상의 검출기가 사용되어 하나 이상의 시료 성분들의 존재를 검출하고 유체 흐름중 하나 이상의 시료 성분들의 존재 및 농도에 따라 2개 이상의 검출기 응답을 생산할 수 있다.
앞서 논의한 바와 같이, 소정의 검출기는, 신호를 발생시키고 상기 신호를 본원에서 기술한 액체 크로마토그래피 시스템중 하나 이상의 구성요소(예를 들어, 분획 수집기, 또 다른 검출기, 스플리터 펌프, 셔틀 밸브, 또는 티)에 전송하기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 검출기 응답을 제공한다. 전형적으로, 소정의 검출기 응답의 변화는 신호의 발생 및 전송을 촉발한다. 신호의 발생 및 하나 이상의 구성요소로의 신호의 전송을 촉발하는 소정의 검출기 응답의 변화는, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 검출기 응답 역치값에 도달하거나 이를 능가하는 검출기 응답 값의 변화, 시간 경과에 따른 검출기 응답 값의 기울기, 시간 경과에 따른 검출기 응답 값의 기울기 역치값, 시간 경과에 따른 검출기 응답 값의 기울기의 변화, 시간 경과에 따른 검출기 응답 값의 기울기 역치값의 변화, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
하나의 예시적인 실시양태에서, 본 발명의 방법은 하나 이상의 검출기로부터의 검출기 신호를 발생시키되, 상기 검출기 신호가 (i) 시간 함수로서 검출기 응답 값의 기울기(즉, 검출기 응답 값의 1차 미분값), (ii) 시간 함수로서 검출기 응답 값의 기울기의 변화(즉, 검출기 응답 값의 2차 미분값), (iii) 임의의 검출기 응답 역치값, 또는 (iv) 바람직하게는 적어도 (i) 또는 적어도 (ii)를 포함하는 상기 (i) 내지 (iii)의 임의의 조합에 따라 발생시키는 단계를 포함한다. 이러한 예시적인 실시양태에서, 물질은 검출기 응답의 형태로부터, 구체적으로는 기간 경과에 따른 검출기 응답 값의 제 1 및/또는 2차 미분값(즉, 각각 기울기 및 기울기의 변화)로부터 인식된다. 특히, 컴퓨터 프로그램은, 검출기 응답 값의 시간 시퀀스를 분석하고, 이들의 변화율(1차 미분값), 및 변화율의 비율(즉, 2차 미분값)을 결정한다. 1차 미분값 및 2차 미분값 둘다가 증가하는 경우, 물질을 검출하기 시작한다. 유사하게, 1차 미분값 및 2차 미분값 둘다가 감소하는 경우, 상기 물질을 검출하는 것을 중단한다.
현실에 존재하는(real-world) 검출기 값은 전형적으로 노이즈가 많아서(예를 들어, 들쭉날쭉하여), 시간 경과에 따라 저역 수치 필터화(low-pass numerical filtering)(예를 들어 평탄화법)를 사용하는 것이 바람직하다. 결론적으로, 하나 이상의 검출기로부터 검출기 신호를 발생시키는 단계는 바람직하게는 추가로 (i) 시간 경과에 따른 기울기 데이타, (ii) 시간 경과에 따른 기울기 데이타의 변화, (iii) 임의로, 검출기 응답 역치값, 또는 (iv) 상기 (i) 내지 (iii)의 임의의 조합의 저역 수치 필터화 단계를 포함하여, 검출기 응답의 가능한 노이즈로부터 (i) 시간 경과에 따른 기울기 데이타, (ii) 시간 경과에 따른 기울기 데이타의 변화, (iii) 임의로, 검출기 응답 역치값, 또는 (iv) 상기 (i) 내지 (iii)의 임의의 조합에서의 실제 변화를 구별한다. 목적하는 실시양태에서, 시간 경과에 따른 저역 수치 필터화(예를 들어, 아마도 몇가지의 시료의 평균치)를 위해 유한 임펄스 응답(finite impulse response; FIR) 필터 또는 무한 임펄스 응답(infinite impulse response; IIR) 필터가 사용될 수 있다. 전형적으로, 결정 알고니즘(decision algorithm)은, 노이즈가 아니라, 실제 검출기 응답/신호의 확인으로써 적절하게 소수개의 시퀀스 석세스를 사용할 수 있다.
다른 실시양태에서, 시료 분석 방법은 각각의 검출기로부터의 검출기 응답 성분을 포함하는 복합 신호를 발생시키는 단계, 및 복합 신호의 변화에 응답하여 새로운 시료 분획을 수집하는 단계를 포함한다. 이러한 실시양태에서, 복합 신호를 발생시키는 단계는, 각각의 검출기(즉, 2개 이상의 검출기)로부터의 (i) 검출기 응답 값, (ii) 시간 함수로서 소정의 검출기 응답 값의 기울기(즉, 소정의 검출기 응답 값의 1차 미분값), (iii) 시간 함수로서 소정의 검출기 응답 값의 기울기의 변화(즉, 소정의 검출기 응답 값의 2차 미분값), (iv) 또는 상기 (i) 내지 (iii)의 임의의 조합의 수학적 상관관계를 보여주는 단계를 포함한다. 예를 들어, 일부 실시양태에서, 복합 신호는 (i) 소정 시간대의 각각의 검출기(즉, 2개 이상의 검출기 각각)에 대한 검출기 응답 값들의 곱, (ii) 소정 시간대의 검출기 응답 값들의 1차 미분값들의 곱, (iii) 소정 시간대의 검출기 응답 값들의 2차 미분값들의 곱, 또는 (iv) 상기 (i) 내지 상기 (iii)의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
복합 신호가 사용되는 다른 실시양태에서, 복합 신호의 발생 단계는 시스템에 단독으로 존재하거나 임의의 다른 검출기 응답과 함께 존재하는 검출기(즉, n개의 특정 파장에서 시료를 관찰하는 n개의 센서)중 각각의 센서로부터 (i) 검출기 응답 값, (ii) 시간 함수로서 소정의 검출기 응답 값의 기울기(즉, 소정의 검출기 응답 값의 1차 미분값), (iii) 시간 함수로서 소정의 검출기 응답 값의 기울기의 변화(즉, 소정의 검출기 응답 값의 2차 미분값), 또는 (iv) 상기 (i) 내지 (iii)의 임의의 조합의 수학적 상관관계를 보여주는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시양태에서, 복합 신호는 (i) 소정 시간대의 검출기중 각각의 센서들(즉, n개의 특정 파장에서 시료를 관찰하는 n개의 센서들)의 검출기 응답 값 및 다른 검출기로부터(예를 들어, UV 검출기와 함께 사용되는 ELSD로부터)의 임의의 부가적인 검출기 응답들의 곱, (ii) 소정 시간대의 검출기중 각각의 센서(즉, n개의 특정 파장에서 시료를 관찰하는 n개의 센서)의 검출기 응답 값 및 다른 검출기로부터의 임의의 부가적인 검출기 응답 값들의 1차 미분값들의 곱, (iii) 소정 시간대의 검출기내 각각의 센서(즉, n개의 특정 파장에서 시료를 관찰하는 n개)의 센서의 검출기 응답 값) 및 다른 검출기로부터의 임의의 부가적인 검출기 응답 값들의 2차 미분값들의 곱, 또는 (iv) 상기 (i) 내지 상기 (iii)의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
D. 하나 초과의 시료 분획의 수집
본 발명의 방법은, 소정의 액체 크로마토그래피 시스템중 하나 이상의 검출기로부터 하나 이상의 신호에 따라 하나 이상의 시료 분획을 수집하는, 도 1 내지 3a 및 도 4 내지 9에서 도시한 예시적인 분획 수집기(14)와 같은 분획 수집기를 사용함을 추가로 포함한다. 예를 들어, 도 1, 도 2 및 도 3에서 각각 도시한 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템(10, 20 및 30)에서, 시료 분석 방법은 제 1 검출기(13)로부터의 하나 이상의 신호에 따라 하나 이상의 시료 분획을 수집하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 도 4, 도 5 및 도 6에서, 각각 도시한 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템(40, 50 및 60)에서 시료 분석 방법은 제 1 검출기(13)(또는 제 1 검출기(131)), 제 2 검출기(16)(또는 제 2 검출기(161)) 또는 제 1 검출기(13) 및 제 2 검출기(16) 둘다(또는 제 1 검출기(131) 및 제 2 검출기(161) 둘다)로부터의 하나 이상의 신호에 따라 하나 이상의 분획을 수집하는 단계를 추가로 포함한다.
본 발명의 일부 실시양태에서, 분획 수집기는 하나 이상의 검출기로부터 하나 이상의 신호를 인식하고, 수용하고, 프로세싱하고, 하나 이상의 신호에 기초하여 하나 이상의 시료 분획을 수집하는데 작동상 적당하다. 다른 실시양태에서, 부가적인 컴퓨터 또는 마이크로프로세싱 장비를 사용하여 하나 이상의 검출기로부터의 하나 이상의 신호를 프로세싱하고, 후속적으로 부가적인 컴퓨터 또는 마이크로프로세싱 장비로부터의 하나 이상의 신호에 기초하여 분획 수집기가 하나 이상의 시료 분획을 수집하도록 지시하는 인식가능한 신호를 분획 수집기에 제공한다.
앞서 논의한 바와 같이, 시스템 구성요소는 소정의 액체 크로마토그래피 시스템에 위치하여 하나 이상의 시스템 특성을 제공할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 검출기는 소정의 액체 크로마토그래피 시스템 내부에 배치되어 (i) 소정의 검출기 응답의 검출과 (ii) 검출기 응답으로부터 발생하는 신호에 기초한 시료 분획의 수집 단계 사이의 시간적 지체를 최소화할 수 있다. 본 발명의 예시적인 실시양태에서, 액체 크로마토그래피 시스템의, 분획 수집기까지의 소정의 검출기 신호의 최대 시간 지체(즉, (i) 설정된 검출기 응답의 검출과, (ii) 상기 검출기로부터 발생된 신호에 기초한 시료 분획의 수집 단계 사이의 시간 지체)는 바람직하게는 약 2초 미만(또는 약 1.5초 미만, 또는 약 1.0초 미만, 또는 약 0.5초 미만)이다.
2개 이상의 검출기 또는 n개의 센서들을 포함하는 하나 이상의 검출기(전술한 바와 같음)를 사용하는 본 발명의 예시적인 실시양태에서, 액체 크로마토그래피 시스템은, 바람직하게는 약 2초 미만(또는 약 1.5초 미만, 또는 약 1.0초 미만, 또는 약 0.5초 미만)인, 임의의 검출기로부터 분획 수집기까지의 임의의 검출기 신호의 최대 시간 지체(즉, (i) 설정된 검출기 응답의 검출과, (ii) 상기 검출기 응답으로부터 발생된 신호(예를 들어, 단일 또는 복합 신호)에 기초한 시료 분획의 수집 단계 사이의 시간 지체)를 나타낸다.
E. 시료 성분(들) 분리 단계
본 발명의 방법은 소정의 시료 중 화합물을 분리하는 액체 크로마토그래피(LC) 단계를 사용한다. 특정 시료에 따라, 다양한 LC 컬럼, 이동상 및 다른 공정 단계 조건(예를 들어, 공급 속도, 구배 등)이 사용될 수 있다.
복수개의 LC 컬럼이 본 발명에서 사용될 수 있다. 일반적으로, 임의의 중합체 또는 무기계 일반상(normal phase), 역상, 이온 교환, 친화도, 소수성 상호작용, 친수성 상호작용, 혼합 모드 및 크기 배제 컬럼이 본 발명에서 사용될 수 있다. 예시적인 시판 중인 컬럼으로는, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 바이댁(VYDAC, 등록상표), 그레이스리졸브(GRACERESOLV, 상표), 다비실(DAVISIL, 등록상표), 올티마(ALLTIMA, 상표), 비젼(VISION, 상표), 그레이스퓨어(GRACEPURE, 상표), 에버레스트(EVEREST, 등록상표) 및 데날리(DENALI, 등록상표)의 상품명으로 그레이스 데이비슨 디스커버리 사이언스(Grace Davison Discovery Sciences) 및 다른 유사한 업체에서 시판중인 컬럼을 들 수 있다.
복수개의 이동상 성분들이 본 발명에서 사용될 수 있다. 적합한 이동상 성분으로는, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 아세토나이트릴, 다이클로로메탄, 에틸 아세테이트, 헵탄, 아세톤, 에틸 에터, 테트라하이드로푸란, 클로로폼, 헥산, 메탄올, 아이소프로필 알콜, 물, 에탄올, 완충액 및 이들의 혼합물을 들 수 있다.
F. 사용자 인터페이스 단계
본 발명의 시료의 분석 방법은, 작동자 또는 사용자가 액체 크로마토그래피 시스템의 하나 이상의 시스템 구성요소와 인터페이스하는 하나 이상의 단계를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 시료 분석 방법은, 시험하기 위해 시료를 액체 크로마토그래피 시스템에 투입하는 단계; 시스템 내부의 하나 이상의 구성요소의 하나 이상의 설정들(예를 들어, 유동 또는 압력 설정, 파장 등)을 조절하는 단계; 하나 이상의 센서들 및/또는 검출기들로부터의 하나 이상의 검출기 응답을 고려하여 바람직한 수학적 알고니즘에 기초한 신호를 발생시키도록 하나 이상의 검출기를 프로그램화하는 단계; 하나 이상의 검출기 응답들을 고려하여 바람직한 수학적 알고니즘에 기초한 신호를 발생시키도록 하나 이상의 (검출기 이외의) 시스템 구성요소를 프로그램화하는 단계; 하나 이상의 검출기로부터 신호(예를 들어, 단일 또는 복합 신호)를 인식하고 수용된 신호에 기초하여 하나 이상의 시료 분획을 수집하도록 분획 수집기를 프로그램화하는 단계; 하나 이상의 검출기로부터의 유입 신호를 인식하고, 상기 유입 신호를, 분획 수집기에 의해 신호 인식가능하고 프로세싱가능하도록 전환시켜, 분획 수집기가 하나 이상의 시스템 구성요소로부터의 투입(input)에 기초하여 하나 이상의 시료 분획을 수집하도록 하나 이상의 (분획 수집기 이외의) 시스템 구성요소들을 프로그램화하는 단계; 및 요구되는 시간에서, 또는 액체 크로마토그래피 시스템의 일부 다른 활동(예를 들어, 작동자 또는 사용자에게 보이는 검출기 응답)에 따라, 하나 이상의 구성요소(예를 들어, 티 밸브, 스플리터 펌프, 셔틀 밸브 또는 검출기)를 활성화 또는 불활성화하는 단계 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
II. 시료 분석을 위한 장치
본 발명은, 또한 하나 이상의 전술한 방법들의 단계들을 사용하여 시료를 분석하거나 시료의 분석에 기여할 수 있는 장치 및 장치의 구성요소에 관한 것이다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일부 예시적인 실시양태에서, 시료 분석 장치는, (i) 크로마토그래피 컬럼, (ii) 제 1 주입구, 제 1 배출구 및 제 2 배출구를 갖는 티, (iii) 상기 티의 제 1 배출구와 유체 연통되는 분획 수집기, (iv) 상기 티의 제 2 배출구와 유체 연통되는 제 1 검출기; 및 (v) 티의 제 2 배출구 및 제 1 검출기와 유체 연통되도록 배치된 스플리터 펌프를 포함할 수 있되, 상기 스플리터 펌프는 제 1 검출기로 향하는 유체 흐름을 능동적으로 제어하도록 작동상 적당하다. 본 발명의 다른 예시적인 실시양태에서, 셔틀 밸브는 제 1 검출기로 향하는 유체 흐름을 능동적으로 제어하기 위해서 티/스플리터 펌프 조합 대신에 사용될 수 있다.
도 1 내지 9에서 도시하고 있지는 않지만, 전술한 장치(예를 들어 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템(10 내지 90)) 또는 장치의 구성요소 중 임의의 것도 추가로 (i) 검출기 응답 값 또는 검출기 응답 값의 변화의 인식, (ii) 검출기 응답 값 또는 검출기 응답 값의 변화로부터의 신호의 발생, (iii) 신호를 하나 이상의 시스템 구성요소로의 전송, (iv) 수용 구성요소에 의한 발생된 신호의 인식, (v) 수용 구성요소내 인식된 신호의 프로세싱, 및 (vi) 인식된 신호에 따라 수용 구성요소의 프로세스 단계의 개시를 가능하게 하는 시스템 하드웨어를 추가로 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 장치(예를 들어, 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템(10 내지 90)) 또는 소정의 장치 구성요소는 추가로 (i) 스플리터 펌프 또는 셔틀 밸브를 활성화하거나, (ii) 스플리터 펌프 또는 셔틀 밸브를 불활성화하거나, (iii) 스플리터 펌프 또는 셔틀 밸브의 하나 이상의 유동 또는 압력 설정을 바꾸거나, (iv) 상기 (i) 내지 (iii)의 임의의 조합을 가능하도록, 제 1 검출기가 활성화 신호를 스플리터 펌프 또는 셔틀 밸브로 전송할 수 있는 시스템 하드웨어를 추가로 포함할 수 있다. 적합한 유동 및 압력 설정은, 이로서 한정하는 것은 아니지만, (i) 밸브 위치, (ii) 스플리터 펌프 또는 셔틀 밸브 압력, (iii) 밸브로의 공기압, 또는 (iv) 상기 (i) 내지 (iii)의 임의의 조합을 들 수 있다.
일부 실시양태에서, 스플리터 펌프는 티와 제 1 검출기 사이에 배치될 수 있다(예를 들어, 도 1에서는 스플리터 펌프(15)가 티(12)와 제 1 검출기(13) 사이에 배치되어 있다). 다른 실시양태에서, 제 1 검출기는 티와 스플리터 펌프 사이에 배치될 수 있다(예를 들어, 도 2에서는 제 1 검출기(13)가 티(12)와 스플리터 펌프(15) 사이에 배치되어 있다).
다른 예시적인 실시양태에서, 본 발명의 장치는, (i) 크로마토그래피 컬럼; (ii) 2개 이상의 검출기; 및 (iii) 두 개 이상의 검출기와 유체 연통되는 분획 수집기를 포함하되, 상기 분획 수집기는 두 개 이상의 검출기로부터의 하나 이상의 검출기 신호에 따라 하나 이상의 시료 분획을 수집하기에 작동상 적당하다. 일부 실시양태에서, 2개 이상의 검출기는 시스템내에 어떠한 파괴 검출기(예를 들어 질량 분석기) 없이 2개 이상의 비파괴 검출기(예를 들어, 2개 이상의 UV 검출기)를 포함한다.
2개 이상의 검출기가 존재하는 경우, 스플리터 펌프 또는 셔틀 밸브는 제 1 검출기와 제 2 검출기 사이의 일정 체적의 유체 흐름을 나누는데 사용될 수 있다. 다른 실시양태에서, 스플리터 펌프 또는 셔틀 밸브는 다른 검출기로부터의 검출기 응답에 따라 하나의 검출기로의 유체 흐름을 개시 또는 중단하기 위해서 사용될 수 있다. 추가로, 복수개의 스플리터 펌프 및/또는 셔틀 밸브는 2개 이상의 검출기로 향하는 유체 흐름을 능동적으로 제어하기 위해서 설정된 시스템에서 사용될 수 있다.
본원에서 논의된 바와 같이, 상기 장치는 추가로 하나 이상의 검출기 응답으로부터의 검출기 신호의 발생을 가능하게 하는 시스템 하드웨어를 추가로 포함할 수도 있다. 하나의 예시적인 실시양태에서, 상기 장치는 (i) 시간 함수로서 검출기 응답 값의 기울기(즉, 검출기 응답 값의 1차 미분값), (ii) 시간 함수로서 검출기 응답 값의 기울기의 변화(즉, 검출기 응답 값의 2차 미분값), (iii) 검출기 응답 역치값, 또는 (iv) 적어도 (i) 또는 적어도 (ii)를 포함하는 바람직한 조합을 비롯한 상기 (i) 내지 (iii)의 임의의 조합에 따라 발생하는 검출기 신호의 발생을 가능하게 하는 시스템 하드웨어를 포함한다. 시스템 하드웨어는 바람직하게는 추가로 (i) 기울기 데이타, (ii) 기울기 데이타의 변화, (iii) 임의로, 검출기 응답 역치값, 또는 (iv) 상기 (i) 내지 (iii)의 임의의 조합을 시간 경과에 따라 필터화하기 위한 저역 수치 필터화 능력을 추가로 포함하여 소정의 검출기 응답의 가능한 노이즈로부터 (i) 기울기 데이타, (ii) 기울기 데이타의 변화, (iii) 임의로, 검출기 응답 역치값, 또는 (iv) 상기 (i) 내지 (iii)의 임의의 조합을 구별한다.
복수개의 검출기 시스템에서, 시스템 하드웨어는 소정의 검출기 내부의 복수개의 센서로부터의 검출기 응답 성분들 뿐만 아니라 각각의 검출기로부터의 검출기 응답 성분을 포함하는 복합 신호의 발생을 가능하게 하도록 사용될 수도 있다. 이러한 실시양태에서, 시스템 하드웨어는 복합 신호의 변화에 응답하여 새로운 시료 분획을 수집하도록 분획 수집기에 지시하는 명령/신호를 분획 수집기에 전송하기에 작동상 적당하다. 복합 신호는 (i) 검출기 응답 값, (ii) 시간 함수로서의 소정의 검출기 응답 값의 기울기(즉, 소정의 검출기 응답 값의 1차 미분값), (iii) 시간 함수로서의 소정의 검출기 응답 값의 기울기의 변화(즉, 소정의 검출기 응답 값의 2차 미분값), 또는 (iv) 이러한 검출기로부터의 상기 (i) 내지 (iii)의 임의의 조합 사이의 수학적 상관관계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 복합 신호는 (i) 소정 시간대의 각각의 검출기에 대한 검출기 응답 값들의 곱, (ii) 소정 시간대의 검출기 응답 값들의 1차 미분값들의 곱, (iii) 소정 시간대의 검출기 응답 값들의 2차 미분값들의 곱, 또는 (iv) 상기 (i) 내지 상기 (iii)의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
바람직한 배열에서, 시료 분석 장치는, 2개 이상의 특정 광 파장(예를 들어, UV 파장)을 관찰하기에 작동상 적합한 하나 이상의 검출기; 및 (i) 제 1 파장에서의 검출기 응답의 변화, (ii) 제 2 파장에서의 검출기 응답의 변화, 또는 (iii) 제 1 파장과 제 2 파장에서의 검출기 응답으로 표현되는 복합 응답의 변화에 따라 분획 수집기가 새로운 시료를 수집하도록 하는 시스템 하드웨어를 포함한다. 각각의 검출기는 동일한 파장(들), 상이한 파장(들), 또는 복수개의 파장에서 작동할 수 있다. 추가로, 각각의 검출기는 서로 병렬 관계이거나, 서로 직렬 관계이거나, 또는 병렬 및 직렬 검출기의 임의의 조합일 수 있다.
앞서 논의한 바와 같이, 하나의 예시적인 실시양태에서, 장치는, 일부 또는 전체 UV 흡광도 스펙트럼(또는 일부 다른 유형의 검출기를 사용하여 흡광도 스펙트럼의 임의의 다른 부분)에 걸쳐 n개의 특정 파장에서 시료를 관찰하기에 작동상 적합한 n개의 센서들을 포함하는 단일 검출기; 및 (i) n개의 특정 광 파장에서 n개의 검출기 응답들 중 임의의 하나에서의 변화, 또는 (ii) n개의 검출기 응답들로 표현되는 복합 응답의 변화에 따라, 분획 수집기의 새로운 시료 분획 수집을 가능하게 하는 시스템 하드웨어를 포함할 수 있다.
스플리터 펌프 또는 셔틀 밸브가 하나 이상의 검출기로 향하는 유체 흐름을 능동적으로 제어하기 위해 존재하는 경우, 시료 분석 장치는 추가로 (i) 스플리터 펌프 또는 셔틀 밸브를 활성화하거나 (ii) 스플리터 펌프 또는 셔틀 밸브를 불활성화하거나, (iii) 스플리터 펌프 또는 셔틀 밸브의 하나 이상의 유동 및/또는 압력 설정을 변화시키거나, 또는 (iv) 상기 (i) 내지 (iii)의 임의의 조합을 위해 스플리터 펌프 또는 셔틀 밸브에 활성화 신호를 발생시킬 수 있는 시스템 하드웨어를 추가로 포함할 수 있다. 활성화 신호는, 예를 들어 시스템 작동자, 또는 시스템 구성요소(예를 들어, 검출기)에 의해 발생될 수 있다(즉, 활성화 신호는 앞서 논의한 바와 같은 검출기의 검출기 응답 값 또는 검출기 응답 값의 변화에 따라 검출기에 의해 발생되고 전송된다).
본 발명에 따른 추가의 실시양태에서, 크로마토그래피를 사용하여 유체 시료를 분석하는 장치는, 크로마토그래피 컬럼 또는 카트리지로부터의 유출물의 제 1 유체 경로; 유체 시료를 분석할 수 있는 하나 이상의 검출기; 및 제 1 유체 경로를 통한 유체의 유동 특성에 실질적으로 영향을 미치지 않으면서 제 1 유체 경로로부터 검출기로 유체의 분취량 시료를 옮기는 셔틀 밸브를 포함한다. 제 1 유체 경로를 통한 유체 흐름은, 제 1 유체 경로 또는 채널이 상기 밸브의 적어도 일부를 통해 실질적으로 선형 또는 직선형이기 때문에, 실질적으로 층류일 수 있다. 추가의 예시적인 실시양태에서, 제 1 유체 경로를 통한 유체의 압력은 실질적으로 일정하고/일정하거나 실질적으로 증가하지 않는다. 다른 실시양태에서, 유체의 유속은 제 1 유체 경로를 통해 실질적으로 일정할 수 있다. 선택적인 실시양태에서, 제 2 유체 경로는 셔틀 밸브로부터의 분취량의 유체 시료를 검출기로 수송하는데 사용된다. 제 2 유체 경로를 통한 유체의 유동은, 제 2 유체 경로 또는 채널이 상기 밸브의 적어도 일부를 통해 실질적으로 선형 또는 직선형이기 때문에, 실질적으로 층류일 수 있다. 예시적인 실시양태에서, 제 2 유체 경로를 통한 유체의 압력은 실질적으로 일정하고/일정하거나 실질적으로 증가하지 않는다. 추가의 실시양태에서, 유체의 유속은 제 2 유체 경로를 통해 실질적으로 일정할 수도 있다.
추가의 예시적인 실시양태에서, 크로마토그래피를 사용하는, 유체 시료를 분석하는 장치는, 크로마토그래피 컬럼으로부터의 유출물의 제 1 유체 경로; 유체 시료를 분석할 수 있는 하나 이상의 검출기에 상기 시료를 수송하는 제 2 유체 경로; 및 셔틀 밸브를 통한 연속 제 2 유체 경로를 유지하면서 제 1 유체 경로로부터의 분취량의 유체 시료를 제 2 유체 경로로 옮기는 셔틀 밸브를 포함한다. 하나의 실시양태에서, 제 1 유동 경로로부터 분취량의 유체 시료가 제거될 때, 셔틀 밸브를 위한 연속 제 1 유동 경로가 유지된다. 다른 실시양태에서, 셔틀 밸브를 통한 연속적인 제 1 및 제 2 유동 경로는, 유체인 분지량 시료가 제 1 유체 경로로부터 제거되어 제 2 유체 경로로 옮겨질 때, 유지된다.
본 발명의 예시적인 실시양태에서, 시료 분석 장치는 추가로 (i) 제 1 검출기, (ii) 제 2 검출기(또는 임의의 개수의 부가적인 검출기), 또는 (iii) 제 1 및 제 2 검출기(또는 임의의 개수의 부가적인 검출기) 둘다로부터의 하나 이상의 검출기 신호에 따라 하나 이상의 시료 분획을 수집하도록 작동상 적합한 분획 수집기를 추가로 포함한다. 복수개의 검출기가 사용되는 경우, 장치는 전술한 바와 같이 각각의 검출기로부터 하나 이상의 검출기 응답을 계수하는 복합 신호의 변화에 응답하여 새로운 시료 분획을 수집하도록 하기에 작동상 적합한 분획 수집기를 포함할 수 있다.
앞서 논의한 바와 같이, 일부 예시적인 실시양태에서, 시료 분석 방법은 하나 이상의 검출기로부터의 하나 이상의 신호를 인식하고, 수용하고, 프로세싱하고, 하나 이상의 신호에 기초하여 하나 이상의 시료 분획을 수집하도록 하기에 작동상 적합한 분획 수집기를 포함한다. 다른 실시양태에서, 시료 분석 장치는 하나 이상의 검출기로부터의 하나 이상의 신호를 프로세싱하고 유입 신호를 분획 수집기에 의해 인식가능한 신호로 전환시킬 수 있는 부가적인 컴퓨터 또는 마이크로프로세싱 장비를 포함한다. 이후의 실시양태에서, 분획 수집기는 분획 수집기의 신호 프로세싱 구성요소가 아니라, 부가적인 컴퓨터 또는 마이크로프로세싱 장비로부터의 하나 이상의 신호에 기초하여 하나 이상의 시료 분획을 수집한다.
임의의 전술한 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템은 임의의 개수의 검출기, 스플리터 펌프, 티, 및 셔틀 밸브를 포함할 수도 있으며, 이들은 하나 이상의 시스템 특성을 제공하기 위해서 소정의 시스템내에 배치될 수 있음을 주목해야 한다. 예를 들어, 도 6의 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템(60)에서 도시하고 있지는 않지만, 부가적인 검출기는 컬럼(11)과 셔틀 밸브(151) 사이, 및/또는 셔틀 밸브(151)와 검출기(161) 사이에 배치될 수 있다. 도 7의 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템(70)에서 도시하고 있지는 않지만, 부가적인 검출기는 컬럼(11)과 셔틀 밸브(151) 사이에, 및/또는 셔틀 밸브(151)와 셔틀 밸브(171) 사이에, 및/또는 셔틀 밸브(171)와 분획 수집기(14) 사이에 배치될 수 있다. 부가적인 검출기는 각각 도 8 및 도 9에 도시된 예시적인 액체 크로마토그래피 시스템(80 및 90) 사이에 유사하게 배치될 수 있다.
복수개의 시판중인 구성요소가 후술하는 바와 같이 본 발명의 장치에서 사용될 수 있다.
A. 크로마토그래피 컬럼
임의의 공지된 크로마토그래피 컬럼은 본 발명의 장치에서 사용될 수 있다. 적합한 시판중인 크로마토그래피 컬럼은, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 그레이스 데이비슨 디스커버리 사이언스(미국 일리노이주 디어필드 소재)에서, 상품명 그레이스퓨어(GRACEPURE, 상표), 그레이스리졸브(상표), 비닥(등록상표) 및 다비실(등록상표)을 들 수 있다.
B. 검출기
임의의 공지된 검출기가 본 발명의 장치에서 사용될 수 있다. 적합한 시판중인 검출기로는, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 오션 옵틱스(Ocean Optics, 미국 플로리다주 듄딘 소재)에서 상품명 USB 2000(상표)로 시판중인 UV 검출기; 그레이슨 데이비슨 디스커버리 사이언스(미국 플로리다주 디어필드 소재)에서 상품명 3300 ELSD(상표)로 시판중인 증발 광 산란 검출기(ELSD); 워터스 코포레이션(Waters Corporation; 미국 매사추세츠주 밀포드 소재)에서 상품명 ZQ(상표)로 시판중인 질량 분석기(MS); 퀀트(Quant; 미국 미네소타주 블레인 소재)에서 상품명 QT-500(상표)로 시판중인 응집 핵화 광산란 검출기(CNLSD); ESA(미국 매사추세츠주 체름스포드 소재)에서 상표명 코로나 캐드(CORONA CAD, 상표)로 시판중인 코로나 방전 검출기; 워터스 코포레이션(미국 매사추세츠주 소재)에서 상품명 2414로서 시판중인 굴절 지수 검출기(RID); 및 라발리안스(Laballiance, 미국 팬실바니아주 새인트 콜렉트)에서 상표명 울트라플로어(ULTRAFLOR, 상표)로서 시판중인 형광 검출기를 포함한다.
일부 실시양태에서, 시판중임 검출기는 개량되거나 프로그램화될 필요가 있거나, 본 발명의 전술한 방법 단계 중 하나 이상을 수행하기 위해서 특별한 검출기가 제작될 필요가 있을 수도 있다.
C. 스플리터 펌프
임의의 공지된 스플리터 펌프가 본 발명의 장치에서 사용될 수 있다. 적합한 시판중인 스플리터 펌프는, 이로서 한정하는 것은 아니지만, KNF(미국 뉴저지주 트렌톤 소재)에서 상품명 리퀴드 마이크로(LIQUID MICRO, 상표)로서 시판중인 스플리터 펌프를 들 수 있다.
D. 셔틀 밸브
임의의 공지된 셔틀 밸브가 본 발명의 장치에서 사용될 수 있다. 적합한 시판중인 셔틀 밸브로는, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 발코(valco, 미국 텍사스주 휴스톤 소재)에서 상품명 케미너트(CHEMINERT, 상표)로 시판중인 셔틀 밸브, 이덱스 코포레이션(Idex Corporation)에서 상품명 MRA(등록상표)로 시판중인 레오다인(Rheodyne, 등록상표), 및 본원에서 개시한 연속 유동 셔틀 밸브를 들 수 있다.
E. 분획 수집기
임의의 공지된 분획 수집기가 본 발명의 장치에서 사용될 수 있다. 적합한 시판중인 분획 수집기로는, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 길슨(Gilson, 미국 위스콘신주 미들톤 소재)에서 상품명 215로서 시판중인 분획 수집기를 들 수 있다.
일부 실시양태에서, 시판중인 분획 수집기는 개량되고/개량되거나 프로그램화될 필요가 있거나, 본 발명의 전술한 방법 단계 중 하나 이상을 수행하기 위해서 특별한 분획 수집기가 제작될 필요도 있을 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 검출기로부터 하나 이상의 신호를 인식하고, 수용하고, 프로세싱하고, 하나 이상의 신호에 기초하여 하나 이상의 시료 분획을 수집하도록 하기에 작동상 적합한 분획 수집기가 현재 시판되고 있지 않다.
III. 컴퓨터 소프트웨어
본 발명은 하나 이상의 전술한 방법의 단계들을 수행하기 위해서 컴퓨터-실행가능한 명령어들이 저장된 컴퓨터 판독가능한 매체에 관한 것이다. 예를 들어, 컴퓨터 판독가능한 매체는, 시스템 내부의 하나 이상의 구성요소의 하나 이상의 설정들(예를 들어, 유동 설정, 파장 등)을 조절하고; 하나 이상의 검출기 응답을 고려한 바람직한 수학적 알고니즘에 기초하여 신호를 발생시키고; 하나 이상의 검출기로부터의 신호를 인식하고; 수용된 신호에 기초하여 하나 이상의 시료를 수집하고; 하나 이상의 검출기로부터 유입 신호를 인식하고, 상기 유입 신호를 분획 수집기에 의해 신호 인식가능하고 프로세싱가능하도록 전환시켜, 분획 수집기가 하나 이상의 시스템 성분들로부터의 투입에 기초하여 하나 이상의 분획을 수집하도록 하고; 목적하는 시간에서, 또는 액체 크로마토그래피 시스템에서 일부 다른 활동(예를 들어, 검출기 응답)에 따라 하나 이상의 시스템 구성요소(예를 들어, 티 밸브, 스플리터 펌프, 셔틀 밸브 또는 검출기)를 활성화 또는 불활성화하기 위한 컴퓨터-실행가능한 지침들을 그 위에 저장할 수 있다.
IV. 적용례/사용례
전술한 방법, 장치 및 컴퓨터 소프트웨어는 다양한 시료 중 하나 이상의 화합물의 존재를 검출하도록 사용될 수 있다. 전술한 방법, 장치 및 컴퓨터 소프트웨어는, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 석유 산업, 약학 산업, 분석 실험실 등을 비롯한, 액체 크로마토그래피를 사용하는 임의의 산업에서 적용가능성을 발견할 수 있다.
[실시예]
본 발명은 하기 실시예에 의해 추가로 설명되지만, 이는 본 발명의 범주를 제한하고자 하는 것으로 여겨서는 안된다. 반대로, 본 발명의 진의 및/또는 첨부된 청구의 범위의 범주로부터 벗어나지 않는 한, 본 명세서를 읽은 후, 당업계의 숙련자들이 제안할 수 있는 다양한 다른 실시양태, 변형 및/또는 이들의 동등물도 본 발명의 범주에 포함됨이 명백히 이해될 수 있을 것이다.
실시예
1
본 실시예에서, 플래쉬 레벨레리스(flash REVELERIS(상표)) 시스템(그레이스 데이비슨 디스커버리 사이언스)를 사용하였다. 수크로오스 및 아스피린-함유 혼합물 4㎖을, 플래쉬 시스템에 장착된 4g의 그레이스리졸브(상표) C18 플래쉬 컬럼(그레이스 데이비슨 디스커버리 사이언스에서 시판중임)에 주입하였다. 50/50 메탄올/물 이동상을, 올테크(Alltech, 등록상표) 모델 300LC 펌프를 사용하여 시스템에 펌핑하였다. 컬럼 유출물을 KNF 스플리터로 향하게 하고, 상기 스플리터 펌프는 300㎕/분의 컬럼 유출물을 올테크(등록상표) 3300 ELSD쪽으로 우회시켰다. 나머지 유출물은 오션 옵틱스의 UV 검출기를 통해 길슨 분획 수집기로 유동되었다.
수크로오스 및 아스피린은 플래쉬 컬럼에서 분리되었다. 수크로오스 및 아스피린은 ELSD에 의해 검출되었다. UV 검출기는 단지 아스피린만을 검출하였다. 2개의 검출기가 동시에 아스피린에 대해 응답하였다. 분획 수집기는 UV 및 ELSD 검출기로부터의 복합 신호에 따라 분리 수집 바이알에 수크로오스 및 아스피린을 모았다.
실시예
2
본 실시예에서, 플래쉬 레벨레리스(상표) 시스템(그레이스 데이비슨 디스커버리 사이언스)를 사용하였다. 다이옥틸 프탈레이트 및 부틸 파라벤-함유 혼합물 4㎖을, 플래쉬 시스템에 장착된 4g의 그레이스리졸브(상표) C18 플래쉬 카트리지(그레이스 데이비슨 디스커버리 사이언스에서 시판중임)에 주입하였다. 80/20 메탄올/물 이동상을, 올테크(등록상표) 모델 300LC 펌프를 사용하여 시스템에 펌핑하였다. 컬럼 유출물을 본원에서 개시한 셔틀 밸브로 향하게 하고, 상기 밸브는 300㎕/분의 컬럼 유출물을 올테크(등록상표) 3300 ELSD쪽으로 우회시켰다. 나머지 유출물은 오션 옵틱스의 UV 검출기를 통해 길슨 분획 수집기로 유동되었다.
이러한 2종의 성분의 혼합물은 비발색성 화합물(UV광을 흡수하지 않는 것) 및 발색성 화합물을 함유한다. 비발색성 화합물은 플래쉬 카트리지로부터 먼저 용리된다. 도 11은, 단지 ELSD만이 크로마토그램상의 2개의 피크에 의해 입증되는 바와 같이, 시료 중 모든 성분들을 확인할 수 있음을 나타낸 크로마토그램을 도시한다. UV 검출기는 2개의 파장에서 조차도 비발색성 화합물(ELSD에 의해 제 1 피크로서 확인됨)을 확인하지 못한다. 단지 ELSD 신호만이 분획 수집기를 적절히 제어하여, 화합물 둘다를 모을 것이다. UV 검출기가 분획 수집기를 구동하는 경우(종래의 플래쉬 시스템의 경우와 동일함), 제 1 화합물은 폐기물로 전달되거나 이러한 분획이 목적하는 시료를 함유하고 있다는 인식 없이 수집 용기에 부적절하게 모일 것이다. 종래의 플래쉬 기기에서는, 모든 분획을, 크로마토그래피 분리 이후에 박막 크로마토그래피(TCL)에 의해 스크리닝하여 UV 검출기가 확인하지 못할 수 있는 화합물을 찾는다. 본 실시예는, 본 발명에 따라 ELSD가 장착된 플래쉬 장치가 발색성 화합물 및 비발색성 화합물을 둘다 확인하고 분리할 수 있고, 분리 후 TLC 스크리닝도 필요로 하지 않음을 입증한다.
본 발명은 제한된 개수의 실시양태로 설명되고 있지만, 본원에서 다르게 기재하고 주장하지 않는 한, 이러한 특정 실시양태는 본 발명의 진의를 제한하고자 하는 것이 아니다. 본원의 예시적인 실시양태를 검토한 후, 당업계의 숙련자에게 추가의 개량, 동등물 및 변형이 가능함이 명백할 것입니다. 실시예 뿐만 아니라 나머지 명세서에서 모든 부 및 %는, 다른 언급이 없는 한, 중량 기준이다. 추가로, 명세서 또는 청구의 범위에서 언급되는 임의의 범위의 숫자, 예를 들어 구체적인 세트의 특성들, 측정 단위, 조건, 물리적 상태 또는 %는, 기준으로서 본원에서 확실하게 기재된 것 또는 다르게는 인용된 임의의 범위에 포함되는 수치들의 서브세트를 포함하는 이러한 범위내에 속하는 임의의 숫자를 문헌적으로 포함하고자 한다. 예를 들어, 하한치인 RL 및 상한치인 RU를 갖는 수치 범위가 개시되는 경우에는 언제나, 이 범위에 속하는 임의의 수치 R이 구체적으로 개시된 것이다. 특히, 상기 범위 중에서 이어지는 수치 R도 구체적으로 개시된 것이다: R=RL+k(RU-RL)(상기 식에서, k는 1%씩 증가하는 1% 내지 100%의 범위의 수치이다. 예를 들어, k는 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, ... 50%, 51%, 52%, ... 95%, 96%, 97%, 99% 또는 100%이다) 게다가, 전술한 식에서와 같이 R인 임의의 2개의 수치로 표현되는 임의의 수치 범위도 구체적으로 개시된 것이다. 본원에서 나타내거나 설명한 것 이외에 발명의 임의의 개량은 전술한 설명 및 첨부한 도면으로부터 당업계의 숙련자들에게 명백할 수 있다. 이러한 개량은 첨부된 청구범위의 범주에 속하는 것으로 의도된다. 본원에서 인용된 모든 공개문헌은 그 전체가 참고로 인용된다.
Claims (20)
- 크로마토그래피 가동 중에 크로마토그래피 시스템의 시료 흐름 내에서 하나 이상의 시료 성분을 검출하고 수집하는 방법으로서,
크로마토그래피 가동 중에, 하나 이상의 증발 입자 검출기를 포함하는 하나 이상의 파괴 검출기로부터 제 1 신호를 발생시키는 단계;
크로마토그래피 가동 중에, 하나 이상의 비-파괴 검출기로부터 제 2 신호를 발생시키는 단계; 및
크로마토그래피 가동 중에 상기 신호들 중 적어도 하나의 변화에 응답하여 크로마토그래피 가동 중에 분획 수집기에서 상기 시료 흐름으로부터 하나 이상의 성분을 수집하는 단계
를 포함하며, 이때 상기 비-파괴 검출기가 하나보다 많은 파장을 포함하는 전체 흡광 스펙트럼 또는 이의 일부를 모니터링하고, 상기 제 2 신호가 상기 하나보다 많은 각각의 파장으로부터 하나 이상의 응답 값을 포함하는, 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 각각의 신호가
(i) 소정 시간에서의 각각의 발생 검출기에 대한 검출기 응답 값들,
(ii) 소정 시간에서의 상기 검출기 응답 값들의 1차 미분값,
(iii) 소정 시간에서의 상기 검출기 응답 값들의 2차 미분값, 또는
(iv) (i) 내지 (iii)의 임의의 조합
을 포함하는, 방법. - 제 1 항에 있어서,
증발 광 산란 검출기(ELSD), 질량 분석기(MS), 응집 핵화 광 산란 검출기(CNLSD) 및 코로나 방전 검출기로 이루어진 군으로부터 선택되는 파괴 검출기를 하나 이상 포함하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
흡광도 검출기, 굴절 지수 검출기(RID), 형광 검출기(FD), 키랄 검출기(CD) 및 전도도 검출기로 이루어진 군으로부터 선택되는 비-파괴 검출기를 하나 이상 포함하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 비-파괴 검출기가 하나 이상의 흡광도 검출기를 포함하는, 방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 흡광도 검출기가 2개 이상의 검출기 응답 값을 생성하도록 2개 이상의 광 파장을 관측하는, 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 증발 입자 검출기가 증발 광 산란 검출기를 포함하는, 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 증발 입자 검출기가 증발 광 산란 검출기를 포함하고, 상기 비-파괴 검출기가 하나 이상의 흡광도 검출기를 포함하는, 방법. - 제 1 항에 있어서,
스플리터 펌프(splitter pump), 셔틀 밸브(shuttle valve), 또는 스플리터 펌프와 셔틀 밸브의 조합을 통해 하나 이상의 파괴 검출기로의 유체 흐름을 능동적으로 제어하는 단계를 추가로 포함하며, 이때 상기 스플리터 펌프, 셔틀 밸브, 또는 이들의 조합은 상기 하나 이상의 파괴 검출기와 유체 연통(fluid communication)되어 있는, 방법. - 제 9 항에 있어서,
상기 능동적으로 제어하는 단계가, 10초마다 1회 이상의 분취(aliquot)의 빈도로 상기 분취량을 상기 파괴 검출기로 수송하는 것을 포함하는, 방법. - 제 1 항의 방법을 수행하도록 하는 검퓨터 실행가능한 명령어들이 저장된 비-일시적인(non-transitory) 컴퓨터 판독가능한 매체.
- 제 1 항의 방법을 사용하여 시료를 검출하는 장치.
- 크로마토그래피 가동 중에 시료 흐름 내에서 하나 이상의 성분을 검출하고 수집하는 크로마토그래피 장치로서,
크로마토그래피 가동 중에 응답 값을 발생시키기 위한, 하나 이상의 증발 입자 검출기를 포함하는 하나 이상의 파괴 검출기;
하나보다 많은 파장을 포함하는 전체 흡광 스펙트럼 또는 이의 일부를 모니터링하고, 상기 하나보다 많은 각각의 파장으로부터 하나 이상의 응답 값을 발생시키는 하나 이상의 비-파괴 검출기;
상기 응답 값들을 수신하고, 상기 파괴 검출기로부터 수신된 응답 값으로부터 제 1 신호를 발생시키고, 상기 비-파괴 검출기로부터 수신된 하나 이상의 응답 값으로부터 제 2 신호를 발생시키는 프로세서, 및
크로마토그래피 가동 중에 상기 신호들 중 적어도 하나의 변화에 응답하여 상기 성분들 중 하나에 해당하는 적어도 하나의 분획을 수집하는 분획 수집기
를 포함하는 크로마토그래피 장치. - 제 13 항에 있어서,
상기 각각의 신호가
(i) 소정 시간에서의 각각의 발생 검출기에 대한 검출기 응답 값들,
(ii) 소정 시간에서의 상기 검출기 응답 값들의 1차 미분값,
(iii) 소정 시간에서의 상기 검출기 응답 값들의 2차 미분값, 또는
(iv) (i) 내지 (iii)의 임의의 조합
을 포함하는, 장치. - 제 13 항에 있어서,
증발 광 산란 검출기(ELSD), 질량 분석기(MS), 응집 핵화 광산란 검출기(CNLSD) 및 코로나 방전 검출기로 이루어진 군으로부터 선택되는 파괴 검출기를 하나 이상 포함하는 장치. - 제 13 항에 있어서,
흡광도 검출기, 굴절 지수 검출기(RID), 형광 검출기(FD), 키랄 검출기(CD) 및 전도도 검출기로 이루어진 군으로부터 선택되는 비-파괴 검출기를 하나 이상 포함하는 장치. - 제 13 항에 있어서,
상기 비-파괴 검출기가 하나 이상의 흡광도 검출기를 포함하는, 장치. - 제 17 항에 있어서,
상기 흡광도 검출기가 2개 이상의 검출기 응답 값을 생성하도록 2개 이상의 광 파장을 관측하는, 장치. - 제 13 항에 있어서,
상기 증발 입자 검출기가 증발 광 산란 검출기를 포함하는, 장치. - 제 13 항에 있어서,
스플리터 펌프;
셔틀 밸브; 또는
스플리터 펌프와 셔틀 밸브의 조합
을 추가로 포함하며, 이때 상기 스플리터 펌프, 셔틀 밸브, 또는 이들의 조합은 상기 하나 이상의 파괴 검출기와 유체 연통되어 있는, 장치.
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