专利名称：液体色谱系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液体色谱系统，它通过使用色谱柱的流动相移动化学物质来分离和分析各种化学物质。
传统的高速液体色谱有时具有能够在其监测器上检测储存在仪器中的流动相剩余量的功能，以便防止在连续分析过程中由于流动相不足造成分析中断。操作者可用手工计算用于连续分析所需流动相的量并决定是否应当添加流动相，决定是通过将需要的流动相的量与在监测器上显示的剩余流动相的量进行对比而作出。
连续分析还需要具有足够量冲洗流体或液体用在自动采样单元中。如果供至仪器中冲洗流体不足，就应添加更多的冲洗流体。为了检测盛装在仪器中的冲洗流体的剩余量，操作员必须照看冲洗流体储罐。这种任务对操作员来说是很麻烦的。
而且，还需要检测排入排液器中的排出的流动相和排出的冲洗液有多少。因为操作员实际上必须照看排液器以检测废流体的量，这是很不方便的。如果忘记了检测累积的废流体量，排液器有时会溢流。
进一步，操作员必须在连续分析的开始用手工计算用于连续分析需要多少流动相。更进一步，操作员还必须决定是否剩余的流动相足够用于连续分析，这需将需要的流动相的量与剩余的流动相的量进行对比。这些任务对操作员来说，是很麻烦的。
本发明的目的是提供一种液体色谱系统，它能够就流动相、冲洗流体和废液体而言减少操作员的麻烦任务。
本发明的液体色谱系统基本上是由以下部件和部分组成一个分离样品的色谱柱、一个储存流动相的流动相储存器、一个与流动相储器连接用于将流动相输送给色谱柱的流体泵、一个位在流体泵与色谱柱之间用于将样品供入流动相的进样部分、一个连接于进样部分和储存冲洗流体或液体用于以冲洗流体清洗进样部分的冲洗流体储存器、以及一个连接于色谱柱与进样部分用于存储已用过的流动相和已用过的冲洗流体作为废流体或废液体的排液储存器。
本发明的液体色谱系统还包括一个流动相计量积分器，在排液储存器中的废流体排放之后和排液存储器排空之后，用来计算由流体泵供送的流动相的量；一个冲洗流体计量积分器，在排液储存器中的废流体排放之后和排液存储器排空之后，用来积分在样品注入部分中所使用的冲洗流体的用量；一个废流体量计算单元，它以电系统连接一流动相计量积分器和冲洗流体计量积分器，用来计算储存在排液储存器中的废流体的量，计量是基于由流动相计量积分器计算出的流动相的量和由冲洗流体计量积分器计算出的冲洗流体的量；一个显示单元，它以电系统连接于废流体计算单元，用来显示由废流体计量单元所算出的废流体的量。
附图简述
图1是本发明第一实施方案的主要部分的方框图；图2是本发明第二实施方案的主要部分的方框图；图3是第一方面的另一实施方案的主要部分的方框图；图4是一个实施例的简示方框图；图5是示于图4中的相同实施例的简要示意图；图6是示于图4中相同实施例中的计算剩余流动相量、剩余冲洗流体量及废流体量的操作流程图；以及图7一操作流程图，是要确定剩余的流动相量是否足够用于图4中相同实施例中的连续分析。
优选实施方案的详细描述图1是本发明第一方面的主要部分的方框图。方框2是流动相量积分计算器用于积分或计算由流体泵供送的流动相的量。方框4是冲洗流体量积分器，用于积分用在样品注入器或注入部分中的冲洗流体或液体的量。方框6是废流体量计算单元，用来计算排入废液储存器的用过的流动相和冲洗流体，计算是根据由流动相量积分器2积分出的已使用过的流动相的量和由冲洗流体量积分器4积分出的已使用过的冲洗流体的量。显示单元8是连接于废流体量计算单元6并显示计算出的废流体量。
也就是说，在本发明的第一方面中，液体色谱系统包含一个用于分离样品各组成部分的色谱柱、一个用于储存流动相的流动相储存器、一个用于供送流动相给色谱柱的流体泵、一个进样器或进样部分用以将样品注入到在流体泵与色谱之间路径中的流动相中、一个用于储存冲洗流体或液体以便清洗进样器的冲洗流体储存器、一个用来保持色谱柱于恒温的色谱柱加热箱、一个用于检测色谱柱分离出来的各组分的检测器以及一个用于储存已使用过的流动相和冲洗流体作为废液的废液储存器。该液体色谱系统还包括一个流动相量积分器2在废液储存器中的废流体排放和废液储存器排空之后，用来计算积分由流体泵供送的流动相的量；一个冲洗流体量积分器4在废液储存器中的废流体排出和废液储存器排空之后，用来积分在样品注入器中使用的冲洗流体的量；一个废流体量计算单元6，用来计算储存在废液储存器中的废流体量，计算是基于流动相量积分器2积分的流动相的量和由冲洗流体量积分器4积分的冲洗流体的量；以及一个显示单元8，用来显示由废流体量计算单元6算出的废流体的量。
流动相量积分器2是积分和存储由流体泵供送的流动相的量。冲洗流体量积分器4是积分与存储在进样器中使用的冲洗流体的量。当废液储存器中的废流体排出和废液储存器排空时，流动相量积分器2和冲洗流体量积分器4分别重新设定流动相和冲洗流体积分量的存储值。以及，从这点可知，流动相用量积分器2是积分由流体泵供送的流动相的量，和冲洗流体用量积分器4是积分计算用在样品注入器中的冲洗流体的量。
流动相用量积分器2和冲洗流体用量积分器4是分别将流动相和冲洗流体的积分量值供送至废流体量计算单元6。废流体量计算单元6是通过加和流动相和冲洗流体的积分量的值来计算废流体的量，并将该废流体的量值供送至显示单元8。显示单元8便显示这种废流体的量。
操作员通过查看显示单元8能容易地检测到废流体的量。
图2是本发明第二方面的主要部分方框图。一个流动相剩余量计算系统10的装设，是为了测得储存在流动相储存器中的流动相的剩余量。方框12是一个存储单元，用来储存分析程序。该存储单元12是连接于流动相需要量计算单元14，用来计算要用于连续分析中的流动相的量。一个流动相剩余量判定单元16，它是要判定流动相是否足够用于连续分析，该判定单元16是连接于流动相需要量计算单元14。连接于流动相剩余量判定单元16的，是流动相剩余量计算系统10和显示单元8，当流动相不足时，显示单元8便显示警报。
也就说，在本发明的第二方面中，液体色谱系统包含有一个色谱柱，用于将样品分离成它的各组分；一个用于储存流动相的储存器；一个输送流动相到色谱柱的流体泵；一个进样器或进样部分，用来将样品加入到位于流体泵与色谱柱之间路径内的流动相中；一个保持色谱柱在恒定温度的色谱柱加热箱；一个检测器，用来检测由色谱柱分离出来的各组分；以及一个用于存储分析程序的存储单元12。该液体色谱还包括流动相剩余量计算系统10，用来得到储存在流动相储存器中的流动相的量；流动相需要量计算单元14，用来计算要用在连续分析中的流动相的量，计算是基于流体泵的流动速率与储存在电脑存储单元中的分析程序；流动相剩余量判定单元16，它要确定流动相是否还足够用于连续分析，判定是根据由流动相剩余量计算系统10所算出的流动相剩余量和由流动相需要量计算单元14算出的流动相的需要量，如果足够便开始连续分析，如果不足便提供警报；以及显示单元8，它显示由流动相剩余量判定单元供给的警报。
流动相剩余量计算系统10，可以得到储存在流动相储存器中的流动相的剩余量值，并将该流动相的剩余量值在开始连续分析前供送给流动相剩余量判定单元16。流动相需要量计算单元14是计算用于连续分析所需要的流动相的量，计算是基于流体泵的流动速率和储存在存储单元12中的连续分析程序，并将流动相需要量的值供送给流动相剩余量判定单元16。流动相剩余量判定单元16将流动相剩余量的值与流动相需要量的值进行对比，并决定是否有足够的流动相用于连续分析。如果流动相足够用于连续分析，便开始进行连续分析，并且如果流动相不足，便发出警报。如果流动相不足，显示单元8显示警报。
如上所述，在连续分析中流动相需要量的计算和决定是否流动相剩余量足够用于连续分析，都能以自动化方式进行。
图3是本发明第一方面的另一不同实施方案主要部分的方框图。该实施方案包含本发明第一和第二方面的两种功能。与图1和图2中所述相同的部分，这里不再描述。
流动相量积分器2是在废液储存器中的废流体排出和废液储存器排空后存储流动相的积分量的值，还在流动相添加到流动相储存器后存储流动相加和量的值。该流动相量积分器2是连接于流动相剩余量计算单元18，用来计算储存在流动相储存器中的流动相的剩余量。流动相剩余量计算单元18是连接于显示单元8和流动相剩余量判定单元16。本发明第二个方面的流动相剩余量计算系统10，是由流动相量积分器2和流动相剩余量计算单元18所形成。
冲洗流体量积分器4是在废液储存器中的废流体排出后和废液储存器排空之后存储冲洗流体的积分量的值，同时还存储在冲洗流体添加到冲洗流体储存器之后的冲洗流体的总和量的值。冲洗流体量积分器4是连接于冲洗流体剩余量计算单元20，用以计算储存在冲洗流体储存器中的冲洗流体的剩余量。该冲洗流体剩余量计算单元20是连接于显示单元8。
就是说，这一实施方案除图1所示的功能之外，还能具有以下一些功能。流动相量积分器2是在流动相添加到流动相储存器后积分由流体泵输送的流体相的量；冲洗流体用量积分器4是在冲洗流体添加至冲洗流体储存器之后能够积分用于进样器中冲洗流体的量；流动相剩余量计算单元18是计算储存在流动储存器中的剩余流动相的量，计算是基于在流动相添加至流动相储存器之后由流动相数量积分器2积分计算的流体泵输送的流动相数量，和在流动相刚加入后在流动相储存器中所储存的流动相的量；冲洗流体剩余量计算单元20是基于在冲洗流体添加至冲洗流体储存器中后由冲洗流体用量积分器积分出的用于进样器中冲洗流体的量，和在刚加入冲洗流体后所储存的冲洗流体的量；存储单元12是存储分析程序；流动相需要量计算单元14是计算要用于连续分析中的流动相的量，计算是基于流体泵的流动速率和存储在电脑存储单元12中的分析程序；流动相剩余量判定单元16是要决定流动相是否足够用于连续分析，判定是基于由流动相剩余量计算单元18算得的流动相剩余量和由流动相需要量计算单元14算得的所需流动相量，如果流动相量是足够的便开始连续分析，如果流动相不足则显示出警报。显示单元8能显示出由流动相剩余量计算单元18算得的流动相剩余量，由冲洗流体剩余量计算单元20算得的冲洗流体的剩余量，以及由流动相剩余量决定单元16提供警报。
流动相用量积分器2分别在废流储存器中的废流体排出和废液容器排空之后存储流动相的积分量值，和在流动相已经加到流动相储存器中之后存储流动相的积分量，流动相剩余量计算单元18，是用来计算储存在流动相储存器中的流动相的剩余量，计算是基于在流动相已被添加到流动相储存器中后由流动相量积分器2积分算得的流动相积分量，和刚在流动相储存器中添加流动相后所储存的流动相量。
该流动相剩余量计算单元18还将它自己计算出的流动相的剩余量值输送给流动相剩余量判定单元16。流动相剩余量判定单元16，是用来对比流动相的剩余量值和由流动相需要量计算单元14输送来的流动相需要量，并判定是否有足够的流动相用于连续分析。
冲洗流体量积分器4是要分别存储在废液储存器中的废液排出后和排液储存器排空后冲洗流体的积分量值，并且还在冲洗流体添加到冲洗流体储存器中之后，存储冲洗流体的积分量值，冲洗流体剩余量计算单元20是用来计算储存在冲洗流体储存器中的冲洗流体的剩余量，计算是根据冲洗流体加入到冲洗流体储存器后由冲洗流体积分器4积分出的冲洗流体的积分量，及刚添加了冲洗流体后冲洗流体储存器中的冲洗流体的储存量。
显示单元8是显示由废流体量计算单元6算得的废流体的量，由流动相剩余量计算单元18算得的流动相剩余量，由冲洗流体剩余量计算单元20算得的冲洗流体的剩余量，以及由流动剩余量判定单元16给出的警报。
在此实施方案中，操作员通过观察显示单元8能很容易检测废流体的量、流动相的剩余量及冲洗流体的剩余量。而且，由于在连续分析中流动相的需要量的计算和决定是否流动相的剩余量足够用于连续分析，都是自动进行的，所以能够减轻操作员的负担。
图4是另一实施例的简要的方框图。图5是图4实施例的简要示意图。该实施例可实现图3中所示的功能。
流动相是通过流体泵24从流动相储存器22送至色谱柱26。安装在流体泵24与色谱柱26之间路径中的自动进样单元28，相当于进样器或进样部分，它将样品注入流动相中。该自动进样单元28是连接于从冲洗流体储存器3来的管路中。来自自动进样单元28的冲洗流体的排液管路是连接于废液储存器32。色谱柱26是放置在色谱柱加热箱34中并保持某一恒温。色谱柱26的下游出口是连接于检测器36，检测器36用来检测由色谱柱分离出来的样品各组分，并连接于排液储存器32。
将流体泵24、自动进样单元28、色谱柱加热箱34及检测器36各连接于控制器38，并且每一步操作都受控制器38的控制。该控制器38是由CPU 40、存储操作程序的ROM 42、以及临时存储分析程序和流动相、冲洗流体等的积分量值的RAM 44所形成。从检测器36得到的检测信号被送至数据分析器46，分析器46对所检测到的各谱峰进行鉴定和定量。控制器38和数据分析器46是连接于显示单元8。
本发明的流动相量积分器2、冲洗流体量积分器4、废流体量计算单元6、流动相需要量计算单元14、流动相剩余量判定单元16、流动相剩余量计算单元18及冲洗流体剩余量计算单元20都是通过CPU 40、ROM 42和RAM 44形成和控制的，而本发明的存储单元12是通过RAM44形成的。
下面将说明这一实施例中(见图4)的样品分析操作。将色谱柱26放置在色谱柱加热箱34中并与各管路连接，流动相是由控制器38所驱动的流体泵24送至色谱柱26中。打开色谱柱加热箱34开关。并使柱温保持恒定。在来自检测器36的检测信号稳定后，由控制器38驱动的自动进样单元28将样器注入到管路中。注入的样品通过色谱柱26进行分离，分离开的各组分由检测器36进行检测。由检测器36发出的检测信号被传送至数据分析器46中，在其中对分离出的各组分进行鉴定和定量。
在每次样品注入时，先将自动进样单元28的内管路用来自冲洗流体储存器30的冲洗流体进行清洗，以防各样品之间的污染。
将从检测器36中排出的已使用过的流动相和从自动进样单元28中排出的已使用过的冲洗流体都储存在排液储存器32中。
图6是计算本实施例中的剩余流动相量、剩余冲洗流体量及废流体量的操作流程图。利用图3至图6对操作说明如下。
是否流动相已添加到流动相储存器22中，是由CUP 40来判定。在添加了流动相之后，RAM 44便存储由流体泵24供送的积分流动相的量(这将称为“用作剩余量计算的积分流动相的量”)。当流动相已经添加之后，储存在流动相储存器中的流动相量在当时便确定在RAM 44中，用作剩余量计算的积分流动相量就被重新设定了。
是否冲洗流体已经添加到流体储存器30中，是由CPU 40来判定。在添加了冲洗流体之后，RAM 44也存储在自动进样单元28中已经使用过的冲洗流体的积分量值(这将称为“用作剩余量计量的冲洗流体的积分量”)。当冲洗流体已经添加之后，储存在冲洗流体储存器中的冲洗流体的量在当时便设定在RAM 44中，用作剩余量计算的冲洗流体的积分量被重新确定了。
是否储存在排液储存器32中的废液体已经排出，是由CPU 40来判定。在废流体已经排出之后，RAM 44便存储由流体泵24供送的流动相积分量值(这将称为“用作废流体计算的流动相的积分量”)，并且RAM 44还存储在废流体排出后在自动进样单元28中已经用过的冲洗流体的积分量值(这一步骤将称为“用作废流体量计算的冲洗流体的积分量”)。当废流体排出后，用作废流本量计算的流动相积分量和用作废流体量计算的冲洗流体的积分量均被重新确定了。
在分析开始后，便开始计量用作剩余量计算的流动相积分量，用作剩余量计算的冲洗流体的积分量，用作废流体量计算的流动相的积分量，以及用作废流体量计算的冲洗流体的积分量。然后计算在流动相储存器22中的流动相剩余量，计算方法是从原来添加流动相当时设定的流动相量中减去用作剩余量计算的流动相积分量。计算在冲洗流体储存器30中的冲洗流体的剩余量，是从原来添加冲洗流体时设定的冲洗流体量中减去用作剩余量的冲洗流体的积分量。储存在排液储存器中的废流体32的计算，是通过加和用于废流体计算的流动相的积分量与用于废流体量计算的冲洗流体的积分量。流动相的剩余量、冲洗流体的剩余量以及废流体量都分别显示在显示单元8上。
图7是一个操作流程图，用于判定是否剩余的流动相量足够用于连续分析。通过使用图3、图4、图5和图7对操作说明如下。
一旦输入开始分析的信号，便按照存储在RAM 44中的分析程序由CPU 40开始计算分析用的流动的量。
要用于第N次分析的流动相的量A可计算如下A＝(第N次分析时间)×(流体泵的流动速率24(ml/min))在第N次分析前在延迟时间过程中需用的流动相的量B可计算如下B＝(延迟时间)×(流体泵的流动速率24(ml/min))以及从第(N-1)次分析终止到第N次分析终止期间所需流动相的量CN是通过加和流动相量A和B而算得。
各次流动相的量C1，…，和CN是分别按照在分析程序中的从第一次分析，…，和第N次分析的顺序进行计算。然后，计算用于全部分析所需流动相的量C总如下C总＝C1+…+CN。
将流动相量C总与按照图6中的流程计算出的在流动相储存器22中的流动相剩余量进行对比。如果流动相量C总小于流动相剩余量，便开始分析。如果流动相量C总大于流动相的剩余量，便将警报显示在显示单元8上并不开始分析。
在此操作中，其它的测量方法，如直接测量在流动相储存器22中的流动相剩余量，也可用来测定在流动相储存器22中的流动相剩余量。
在本发明的液体色谱系统中，在排液储存器中的废流体排出后和排液储存器排空后，储存在排液储存器中的废流体的计算，是根据流动相的量和冲洗流体的量，它们分别是由流体泵供送的流动相和在进样器中使用过的冲洗流体二者的积分量，并且显示在显示单元上。因而，操作员很容易检测出废流体的量和决定是否排出废流体。
进而，除显示废流体量外，还显示流动相剩余量和冲洗流体的剩余量，这便使操作员能容易地检测出流动相和冲洗流体的剩余量。
而且，计算用于连续分析需要的流动相量，是基于流体泵的流动速率和在连续分析开始前存储在存储单元中的连续分析程序。流动相的需要量，是与流动相剩余量进行对比并决定是否流动相足够用作连续分析。如果流动相足够用于连续分析，便开始进行分析。如果流动相不足以用于连续分析，便显示出警报。因此，操作员就不需要计算用于连续分析所需要的流动相量和决定是否流动相的剩余量足够用于连续分析。
如上所述，本发明能够减少操作员对流动相、冲洗流体及废流体等计算的工作量。
已参照本发明的各具体实施方案对本发明作了说明，然而这些说明都是解释性的，本发明仅由待审批的权利要求来限定。
权利要求
1.一种液体色谱系统，包括有一个用于分离样品的色谱柱，一个连接于色谱柱用来储存流动相的流动相储存器，一个连接于流动相储存器用于将流动相输送给色谱柱的流动泵，一个进样部分，位于流体泵与色谱柱之间，用于将样品供入流动相中，一个冲洗流体储存器，连接于进样部分并储存冲洗流体用来以冲洗流体清洗进样部分，一个排液储存器，连接于色谱柱和进样部分，用来储存使用过的流动相和使用过的冲洗流体作为废流体，一个流动相量积分器，与流体泵联接，用来计算在排液储存器中的废流体排出和排液储存器排空后由流体泵输送的流动相量，一个冲洗流体量积分器，与进样部分联接，用来在排液储存器中的废流体排出和排液储存器排空后积分进样部分中使用过的冲洗流体的量，一个废流体量计算单元，电连接于流动相量积分器和冲洗流体量积分器，用来计算储存在排液储存器中的废流体量，计算是根据由流动相量积分器计算的流动相的量和冲洗流体量积分器所计算的冲洗流体量，以及一个显示单元，电连接于废流体计算单元，用来显示由废流体计算单元所算得的废流体的量。
2.如权利要求1所述的液体色谱系统，其特征在于还包括一个把色谱柱安置于其中的色谱柱加热箱，用于保持色谱柱于恒定温度，和一个连接于色谱柱的检测器，用于检测由色谱柱分离出的组分。
3.如权利要求1所述的液体色谱系统，其特征在于所述的流动相量积分器是用来计算在流动相添加到流动相储存器后由流体泵供送的流动相量和所述的冲洗流体量积分器是用来计算在冲洗流体添加到冲洗流体储存器之后在进样部分中所用冲洗流体的量。
4.如权利要求3所述的液体色谱系统，其特征在于还包括一个流动相剩余量计算单元，电连接于流动相量积分器，用来计算储存在流动相储存器中的流动相剩余量，计算是基于在流动相添加到储存器中后由流动相量积分器积分出的由流体泵输送的流动相量，以及在流动相添加于流动相储存器后在流动相储存器中所储存的流动相量，一个冲洗剩余量计算单元，电连接于冲洗流体量积分器，用来计算冲洗流体的剩余量，计算是基于在冲洗流体添加到冲洗流体储存器中后由冲洗流体量积分器计算出的在进样部分所使用的冲洗流体的量和在冲洗流体添加到冲洗流体储存器后在冲洗流体储存器中所储存的冲洗流体的量，一个存储单元，用来存储分析程序，一个流动相需要量计算单元，用来计算用于连续分析所需要的流动相的量，计算是基于流体泵的流动速率和存储单元中的分析程序，以及一个流动相剩余量判定单元，电连接于流动相剩余量计算单元和流动相需要量计算单元，用来判定流动相是否足够用于连续分析，判定是根据由流动相剩余量计算单元所算得的流动相剩余量和由流动相需要量计算单元所算得的流动相需要量，如果剩余量是足够，所述的流动相剩余量判定单元便允许连续分析开始进行，如果剩余量不足判定单元便发出警报。
5.如权利要求4所述的液体色谱系统，其特征在于所述的显示单元是用来显示由流动相剩余量计算单元算得的流动相剩余量、由冲洗流体剩余量计算单元算得的冲洗流体剩余量、以及由流动相剩余量判定单元提供的判定信息。
6.一种液体色谱系统，包括有一个用于分离样品的色谱柱，一个连接于色谱柱用来储存流动相的流动相储存器，一个连接于流动相储存器的流体泵，用来向色谱柱中输送流动相，一个位于流体泵与色谱柱之间的进样部分，用来将样品注入到流动相中，一个位于色谱柱外面的色谱柱加热箱，用来保持色谱柱于恒定温度，一个连接于色谱柱的检测器，用来检测由色谱柱分离出的组分，一个存储分析程序的存储单元，一个电连接于存储单元的流动相需要量计算单元，用来计算连续分析需要的流动相量，计算是根据流体泵的流动速率和在存储单元中的分析程序，一个流动相剩余量判定单元，电连接于流动相剩余量计算单元和流动相需要量计算单元，用来决定流动相是否足够用于连续分析，计算是基于由流动相剩余量计算系统算得的流动相剩余量和流动相需要量计算单元算得的流动相需要量，如果流动相足够则所述的流动相剩余量判定单元便允许连续分析开始进行，如果流动相不足，则发出警报，以及一个电连接于流动相剩余量判定单元的显示单元，用来显示由流动相剩余量判定单元给出的警报。
全文摘要
一种液体色谱系统,包括一流动相量积分器,用来计算在排液储存器中的废流体排空后在液体色谱中所用并由流体泵输送的流动相量;一个冲洗流体量积分器,用来计算在排液储存器中的废流体排空后在进样部分中使用的冲洗流体的量;一个废流体量计算单元,用来计算储存在排液储存器中的废流体量,计算是基于流动相量积分器得到的流动相量和由冲洗流体量积分器算得的冲洗流体量;一个显示单元,显示由废流体量计算单元算得的废流体量。
文档编号G01N30/34GK1270311SQ0010576
公开日2000年10月18日 申请日期2000年4月6日 优先权日1999年4月14日
发明者岛津进一郎, 冈田幸二 申请人:株式会社岛津制作所