高效液相色谱装置及其工作方法与流程

本发明涉及一种高效液相色谱装置及其工作方法。
背景技术：
：层析柱是决定高效液相色谱装置分析性能的核心部件。基于高效液相色谱（HPLC）装置进行样本成分分析，例如糖化血红蛋白分析，通常是将经过溶血处理后的血液样本通过层析柱进行分离。然溶血样本中含大量的细胞膜碎片，以及血液中的凝块等杂质。随着层析柱分析次数的增加，这些杂质会滞留在层析柱中，造成层析柱的流阻上升，柱压升高，严重的还会使柱效下降，影响样本分析的准确性，最后不得不更换层析柱。目前，通常采用过滤装置对层析柱进行柱前保护。然过滤装置随着测试次数的增多，也会被分析样本中的杂质堵塞，压降升高，待压降升高到系统的压力上限后，需要更换过滤器或者预柱，不仅给用户带来不便，还增加使用成本。技术实现要素：鉴于以上内容，有必要提供一种免更换过滤器的高效液相色谱装置及其工作方法。一种高效液相色谱装置，其具有测量模式和维护模式。该高效液相色谱装置包括进样系统，分析系统和控制系统。该进样系统用于将待测样本和流动相提供给该分析系统。该分析系统包括层析柱和检测器，该流动相在该进样系统的推动下形成连续的液流，该层析柱在该液流的作用下分离待测样本中的待测组分，该检测器检测该待测组分的信号。该控制系统用于控制该进样系统和该分析系统。该分析系统还包括过滤器，及设置于该过滤器与该层析柱之间的换向器。该换向器使过滤器在该测量模式和该维护模式下处于不同的液路中。在测量模式下，该待测样本经由过滤器、换向器进入该层析柱层析。在维护模式下，第一清洗试剂经由过滤器、换向器排出，该第一清洗试剂经由该过滤器时清洗该过滤器。该高效液相色谱装置还包括压力传感器，当该压力传感器测得的至少包括过滤器在内的流路系统压力超过预设值时，发送信息给该控制系统，该控制系统输出报警信息和/或启动该维护模式。该进样系统包括注射器、进样阀、定量圈及用于提供该流动相的恒流泵，在该测量模式下，注射器将待测样本经该进样阀注入该定量圈，该流动相带动收集在该定量圈的待测样本流向该层析柱；在该维护模式下，该注射器将第一清洗试剂经该进样阀注入该定量圈，该流动相带动收集在该定量圈的第一清洗试剂流向该过滤器。该高效液相色谱装置还包括附加液路模块，该附加液路模块具有提供第一清洗试剂进入该过滤器的动力源。该附加液路模块直接与该过滤器相连接，该第一清洗试剂先清洗该过滤器再经该换向器排出。该附加液路模块直接与该换向器相连接，该第一清洗试剂经由该换向器进入该过滤器，并清洗该过滤器，再经该换向器排出。一种高效液相色谱工作方法，其包括如下步骤：控制系统发送开始维护指令，转换换向器，使过滤器和层析柱断开连接；将第一清洗试剂输送至该过滤器，并清洗该过滤器；将流动相输送至该过滤器，并清洗该过滤器残留的清洗剂；该控制系统接收维护完成指令并确定开始测量指令，转换换向器，使该过滤器和该层析柱相连接；待测样本输送至该过滤器，并经由换向器进入层析柱层析。该高效液相色谱工作方法还包括压力传感器监测该层析柱的柱前压力，当该柱前压力超过预设值时，输出报警信息和/或启动维护模式。该第一清洗试剂与该待测样本共用进样管路。该第一清洗试剂通过附加液路模块进入该过滤器。相较现有技术，本发明的高效液相色谱装置通过在过滤器和层析柱之间设有换向器。当该高效液相色谱装置在维护模式下，第一清洗试剂经由该过滤器并清洗该过滤器，以将堵塞在该过滤器的杂质清除。该换向器控制自该过滤器排出的第一清洗试剂经该换向器排出，从而解决了过滤器因杂质堵塞而造成压降上升影响层析柱的色谱分离效果的问题，还避免用户在使用时频繁打开装置外壳进行过滤器的更换，从而降低使用成本。本发明的高效液相色谱工作方法包含清洗过滤器的步骤使层析柱的色谱分离效果更佳。附图说明图1是本发明高效液相色谱装置的第一较佳实施方式的待测样本装载的系统结构图。图2是本发明高效液相色谱装置的第一较佳实施方式的待测样本进样的系统结构图。图3是本发明高效液相色谱装置的第一较佳实施方式的清洗试剂装载的系统结构图。图4是本发明高效液相色谱装置的第一较佳实施方式的清洗试剂进样的系统结构图。图5是本发明高效液相色谱装置的第二较佳实施方式的测量模式的系统结构图。图6是本发明高效液相色谱装置的第二较佳实施方式的维护模式的系统结构图。图7是本发明高效液相色谱装置的第三较佳实施方式的测量模式的系统结构图。图8是本发明高效液相色谱装置的第三较佳实施方式的维护模式的系统结构图。图9是本发明高效液相色谱装置的第四较佳实施方式的测量模式的系统结构图。图10是本发明高效液相色谱装置的第四较佳实施方式的维护模式的系统结构图。主要元件符号说明高效液相色谱装置100，200，300，400进样系统10注射器11进样阀12接头12a，12b，12c，12d，12e，12f，23a，23b，23c，23d，23e，23f，33a，33b，33c，33d，43a，43b，43c，43d，43e，43f，53a，53b，53c，53d，53e，53f定量圈13样本瓶14进样管路15试剂瓶16缓冲液瓶17恒流泵18分析系统20压力传感器21过滤器22换向器23，33，43，53层析柱24检测器25记录装置26背压调节装置27废液出口28废液通道29控制系统30附加液路模块44，54如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。具体实施方式如图1、图2、图3及图4所示，本发明高效液相色谱装置100的第一较佳实施方式，包括进样系统10、分析系统20和控制系统30，该控制系统30用于控制该进样系统10和该分析系统20。该高效液相色谱装置100具有测量模式和维护模式。在测量模式下，该进样系统10包括注射器11、进样阀12、定量圈13、样本瓶14、进样管路15、缓冲液瓶17及恒流泵18。该进样管路15在该注射器11、该进样阀12、该定量圈13、该试剂瓶14、该缓冲液瓶17及该恒流泵18之间连接。本领域技术人员能够理解，该进样系统10还可以直接为微量液体移送的装置以将液体载入分析系统20，也即该进样系统10可不包括该进样阀12及该定量圈13。可以理解的，在维护模式下，该样本瓶14被贮存第一清洗试剂的试剂瓶16所取代，也即该第一清洗试剂与该待测样本共用进样管路15。该注射器11用于将贮存在该样本瓶14内的待测样本或试剂瓶16的第一清洗试剂吸入至该定量圈13。本领域技术人员能够理解，这里不限于注射器，其他可以实现微量液体移送的装置也可以用于本发明。该进样阀12例如是n通转换阀（n>2）或多个n通转换阀的组合。进一步地，该进样阀12例如是三通转换阀、四通转换阀、六通转换阀或其组合。该换向器23在该测量模式和该维护模式下形成不同的液路。在本实施例中，该进样阀12为六通转换阀，该进样阀12设有若干接头12a，12b，12c，12d，12e，12f，每一接头与其相邻的转化口之间通过驱动电机（图中未示）进行切换连接。可以理解的，该定量圈13能够对样本流量进行定量操控。该恒流泵18用于提供具有恒定流量的流动相。该缓冲液瓶17用于贮存流动相。该恒流泵18提供的流动相能够将该待测样本载入该分析系统20。该分析系统20包括压力传感器21、过滤器22、换向器23、层析柱24、检测器25、记录装置26、背压调节装置27、废液出口28。在本实施例中，该换向器23的接头23b连接有废液通道29。本领域技术人员能够理解，该换向器23的接头23c还可连接其他液路模块（图中未示）。该压力传感器21用于监测包括该过滤器22在内的流路系统压力。该压力传感器21设置在该层析柱24前的流路上即可，可以是该过滤器22与该换向器23之间，或者是该换向器23与该层析柱24之间，或者是该定量圈13和该过滤器22之前，或者是该恒流泵18和该进样阀12之间。当该层析柱24前的柱压超过预设值时，发送信息给该控制系统30，该控制系统30发出报警信息，以提示用户要进行维护工作。该过滤器22例如是筛网或是滤芯。该层析柱24用于将被测组分分离成若干单一组分。该检测器25用于测量每一单一组分在该检测器25内产生的响应信号。该记录装置26用于将该检测器25测得的电信号数据记录下来。该背压调节装置27可以是背压调节阀。该废液出口28排出废液。该废液通道29用于排出经由该过滤器22的第一清洗试剂及杂质。该换向器23例如是n通转换阀（n>2）或多个n通转换阀的组合。进一步地，该换向器23例如是三通转换阀、四通转换阀、六通转换阀或其组合。该换向器23在该测量模式和该维护模式下形成不同的液路。在本实施例中，该换向器23为六通转换阀，该换向器23设有若干接头23a，23b，23c，23d，23e，23f，每一接头与其相邻的转化口之间通过驱动电机（图中未示）进行切换连接。请一并参阅图1和图2，该高效液相色谱装置100进行待测样本测量时，首先该进样系统10将待测样本进行装载。通过管路，该注射器11与该接头12b连接；该进样阀12的接头12a与接头12b连接，接头12c与接头12d连接，接头12e与接头12f连接；该定量圈13的两端分别与接头12a和接头12d连接；该样本瓶14与该接头12c连接。该注射器11将该样本瓶14内贮存的待测样本吸取到定量圈13，从而完成该待测样本的装载。其次，通过该进样阀12的转换，连接接头12a与接头12f，接头12e与接头12d连接，接头12b与接头12c连接，以使得该定量圈13直接与该过滤器22相连接。进一步地，通过该换向器23的转换，连接接头23a与接头23f，接头23e与接头23d连接，接头23b与接头23c连接，以使得该过滤器22直接与该层析柱24相连接。可以理解，该换向器23的转换可以在该被测样本装载前完成转换，还可以在该被测样本装载期间与该进样阀12同时完成转换。可以理解的，在本实施例中，该进样阀12及该换向器23通过驱动电机（图中未示）进行位置切换。随后，该恒流泵18所提供的恒定流量的流动相经过接头12a与接头12f进入该定量圈13，并将该定量圈13收集的待测样本洗脱之后送出，经过接头12d与接头12e进入该过滤器22过滤，随后经过接头23a与接头23f进入该层析柱24。该待测样本在该层析柱24中分离后经过接头23e与接头23d进入检测器25，并由该检测器25依次检测各成分。可以理解的，被测组分经过该层析柱24后被分离成单个组分，并流向该检测器25。在该检测器25中样本组分的浓度被转换成电信号传送给该记录装置26，以图谱形式打印出来或者进行后续数据处理。测量过程中的废液向该废液出口28排出。请一并参阅图3和图4，该高效液相色谱装置100进行维护工作时，首先该进样系统10将第一清洗试剂进行装载。该注射器11与该接头12b连接；该进样阀12的接头12a与接头12b连接，接头12c与接头12d连接，接头12e与接头12f连接；该定量圈13的两端分别与接头12a和接头12d连接；该试剂瓶16与该接头12c连接。该注射器11将该试剂瓶16内贮存的第一清洗试剂吸取到定量圈13，从而完成该第一清洗试剂的装载。其次，通过该进样阀12的转换，连接接头12a与接头12f，接头12e与接头12d连接，接头12b与接头12c连接，以使得该定量圈13直接与该过滤器23相连接。进一步地，通过该换向器23的转换，连接接头23a与接头23b，接头23c与接头23d连接，接头23e与接头23f连接，以使得该过滤器23与该层析柱24断开连接。本领域技术人员能够理解，该换向器23的接头23c还可连接其他液路模块（图中未示）。可以理解，该换向器23的转换可以在该清洗试剂装载前完成转换，还可以在该清洗试剂装载期间与该进样阀12同时完成转换。可以理解的，在本实施例中，该进样阀12及该换向器23通过驱动电机（图中未示）进行位置切换。随后，该恒流泵18所提供的流动相经过接头12a与接头12f进入该定量圈13，并将该定量圈13收集的第一清洗试剂洗脱之后送出，经过接头12d与接头12e进入该过滤器23，并清洗该过滤器23，自该过滤器排出的第一清洗试剂及其他杂质经过接头23a与接头23b向该废液通道29排出。可以理解的，该第一清洗试剂可重复多次进行装载、进样动作，以便将堵塞在该过滤器的杂质清洗干净。装载清洗剂清洗后，可以用第二清洗试剂清除过滤器23中残留的第一清洗剂。该第二清洗试剂例如是该缓冲液瓶17中贮存的流动相或其他缓冲试剂。可以理解的，该第一清洗试剂通过将堵塞在该过滤器23的杂质，例如是血细胞膜碎片，血凝块等，采用化学原理将杂质分解成更小的物质，以使其通过该过滤器23的孔径，从而有效消除该过滤器23的压降。可以理解的，在该层析柱24前增加换向器，以使得该第一清洗试剂在清洗维护该过滤器23时不流经该层析柱24，而流向该废液通道33，可避免清洗剂对层析柱的影响。在本实施例中，该高效液相色谱装置100在测量模式下，该进样系统10装载预定体积的待测样本，用流动相推送待测样本，经由该过滤器22、该换向器23进入该层析柱24层析。在该待测样本的测量过程中，该压力传感器21会实时监测该层析柱24的柱前压力，当测得的该层析柱24的柱前压力超过预设值时，发送信息给该控制系统30，该控制系统30控制启动维护模式工作。在维护模式下，该进样系统10将该第一清洗试剂注入流动相，随后将第一清洗试剂载入该过滤器22，并清洗该过滤器22，经由该过滤器22排出的第一清洗试剂及杂质经该换向器23向废液通道29排出。清洗后，用第二清洗试剂清洗过滤器残留的清洗剂以完成维护。可以理解的，在其他实施例中，根据需要该高效液相色谱装置还可以手动启动维护模式工作。例如，当压力传感器21检测压力超过预设值时，发送信息给该控制系统30，该控制系统30发出报警信息，通过人机交互界面，提示用户要进行维护操作。用户通过人机交互界面输入维护指令后，该控制系统30获得维护指令，启动维护模式工作。本发明高效液相色谱装置，通过设有压力传感器，以实时监测至少包括过滤器在内的流路系统压力。当测得的该压力超过预设值时，该高效液相色谱装置会自动启动维护模式工作。在维护模式下，过滤器堵塞的杂质被第一清洗试剂反复清洗直到该压力降低至预设值以下，从而实现用户免更换过滤器或预柱。请一并参阅图5和图6，本发明高效液相色谱装置200的第二较佳实施方式的系统结构图。该进样系统10、该分析系统20和该控制系统30与第一较佳实施方式的结构基本一致。不同的是，该换向器33为四通转换阀。该换向器33设有若干接头33a、33b、33c、33d。该第一清洗试剂经该恒流泵18所提供的流动相载入该过滤器22，并清洗该过滤器22，该换向器33控制自该过滤器22排出的第一清洗试剂流向该废液出口28。在本实施例中，该第一清洗试剂与待测样本的进样管路15相同。请参阅图5，该高效液相色谱装置200进行待测样本测量时，与图1与图2相似，首先该进样系统10将待测样本进行装载。进一步地，通过该换向器33的转换，连接接头33a与接头33b，接头33c与接头33d连接，以使得该过滤器22直接与该层析柱24相连接。可以理解的，在本实施例中，该进样阀12及该换向器23通过驱动电机（图中未示）进行位置切换。随后，通过分析系统20的恒流泵18所提供的恒定流量的流动相经过接头12a与接头12f进入该定量圈13，并将该定量圈13收集的待测样本洗脱之后送出，经过接头12d与接头12e进入该过滤器22过滤，随后经过接头33b与接头33a进入该层析柱24。该待测样本在该层析柱24中分离后经过接头33d与接头33c进入检测器25，并由该检测器25依次检测各成分。请参阅图6，该高效液相色谱装置200进行维护工作时，与图3与图4相似，首先该进样系统10将第一清洗试剂进行装载。进一步地，通过该换向器33的转换，连接接头33a与接头33d，接头33b与接头33c连接，以使得该过滤器22与该层析柱24断开连接。可以理解的，在本实施例中，该进样阀12及该换向器23通过驱动电机（图中未示）进行位置切换。随后，通过分析系统20的恒流泵18所提供的恒定流量的流动相经过接头12a与接头12f进入该定量圈13，并将该定量圈13收集的第一清洗试剂洗脱之后送出，经过接头12d与接头12e进入该过滤器22，并清洗该过滤器22，随后自该过滤器22排出的第一清洗试剂及其他杂质经过接头33b和接头33c向该废液出口28排出。请一并参阅图7和图8，本发明高效液相色谱装置300的第三较佳实施方式，与图3和图4相似的，该高效液相色谱装置300包括进样系统10、分析系统20和控制系统30。该进样系统10、该分析系统20和该控制系统30与第一较佳实施方式的结构基本一致。不同的是，附加液路模块44直接与该过滤器22相连接。该附加液路模块44具有提供第一清洗试剂进入过滤器22的动力源。附加液路模块44可以该高效液相色谱仪其他的高压或低压液路模块，在过滤器需要维护时提供动力和管路，将第一清洗液和第二清洗液输送到过滤器。可以是如进样系统类似的恒流泵和管路，也可以是一般的低压泵，蠕动泵等和相应的管路，只要能实现清洗剂运送即可。可以理解的，该换向器43例如是六通转换阀。该换向器43设有若干接头43a，43b，43c，43d，43e，43f，每一接头与其相邻的转化口之间通过驱动电机（图中未示）进行切换连接。请参阅图7，该高效液相色谱装置300进行待测样本测量时，与图1和图2相似的，首先该进样系统10将待测样本进行装载。进一步地，通过该换向器43的转换，连接接头43a与接头43f，接头43e与接头43d连接，接头43b与接头43c连接，以使得该过滤器22直接与该层析柱24相连接。可以理解的，在本实施例中，该进样阀12及该换向器23通过驱动电机（图中未示）进行位置切换。进一步地，通过分析系统20的恒流泵18所提供的恒定流量的流动相经过接头12a与接头12f进入该定量圈13，并将该定量圈13收集的待测样本洗脱之后送出，经过接头12d与接头12e进入该过滤器22过滤，随后经过接头43a与接头43f进入该层析柱24。该待测样本在该层析柱24中分离后经过接头43e与接头43d进入检测器25，并由该检测器25依次检测各成分。请参阅图8，该高效液相色谱装置300进行维护工作时，首先该附加液路模块44将第一清洗试剂进行装载。通过该换向器43的转换，连接接头43a与接头43b，接头43c与接头43d连接，接头43e与接头43f连接，以使得该过滤器22与该层析柱24断开连接。可以理解的，在本实施例中，该进样阀12及该换向器23通过驱动电机（图中未示）进行位置切换。进一步地，通过该附加液路模块44所提供的第一清洗试剂被注入该过滤器22，并清洗该过滤器22，随后自该过滤器22排出的第一清洗试剂及其他杂质经过接头43a与接头43b向该废液通道29排出。可以理解的，自该过滤器22排出的第一清洗试剂及其他杂质还可以经过接头43a与接头43b向该废液出口28排出。请一并参阅图9和图10，本发明高效液相色谱装置400的第四较佳实施方式的系统结构图。与图3和图4相似的，该高效液相色谱装置400包括进样系统10、分析系统20和控制系统30。可以理解的，该进样系统10、该分析系统20和该控制系统30与第一较佳实施方式的结构一致。不同的是，该换向器53与附加液路模块54直接相连接，该换向器53控制该第一清洗试剂先流过该过滤器22再排出至该废液通道29。可以理解的，该附加液路模块54具有提供第一清洗试剂进入过滤器22的动力源。在本实施例中，实现对该过滤器22的反向清洗，清洗效果更好。请参阅图9，该高效液相色谱装置300进行待测样本测量时，首先该进样系统10将待测样本进行装载。进一步地，通过该换向器53的转换，连接接头53a与接头53b，接头53c与接头53d连接，接头53e与接头53f连接，以使得该过滤器22直接与该层析柱24相连接。可以理解的，在本实施例中，该进样阀12及该换向器23通过驱动电机（图中未示）进行位置切换。随后，通过分析系统20的恒流泵18所提供的恒定流量的流动相经过接头12a与接头12f进入该定量圈13，并将该定量圈13收集的待测样本洗脱之后送出，经过接头12d与接头12e进入该过滤器22过滤，随后经过接头53f与接头53e进入该层析柱24。该待测样本在该层析柱24中分离后进入检测器25，并由该检测器25依次检测各成分。请参阅图10，该高效液相色谱装置400进行维护工作时，通过该换向器53的转换，连接接头53a与接头53b，接头53c与接头53d连接，接头53e与接头53f连接，以使得该过滤器22与该层析柱24断开连接，使附加该液路模块54与该过滤器22连接。附加液路模块54可以该高效液相色谱仪其他的高压或低压液路模块，在过滤器需要维护时提供动力和管路，将第一清洗液和第二清洗液输送到过滤器。可以是如进样系统类似的恒流泵和管路，也可以是一般的低压泵，蠕动泵等和相应的管路，只要能实现清洗剂运送即可。可以理解的，在本实施例中，该进样阀12及该换向器23通过驱动电机（图中未示）进行位置切换。进一步地，附加液路模块54将第一清洗试剂经过接头53c与接头53进入该过滤器22，并清洗该过滤器22，随后自该过滤器22排出的第一清洗试剂及其他杂质经过接头53a与接头53b向该废液通道29排出。附加液路模块54再通过其他管路提供流动相清洗该过滤器22中残留的清洗剂。可以理解的，上述四实施例中，通过设有压力传感器，当该压力传感器测得的该压力超过预设值时，该高效液相色谱装置会自动启动维护模式工作。此外，根据需要该高效液相色谱装置还可以手动启动维护模式工作。具体工作过程如前所述。可以理解的，通过第一清洗试剂清洗过滤器，以使堵塞在该过滤器的杂质分解成小物质并通过该过滤器的孔径，同时将清洗后的第一清洗试剂及杂质流向废液通道，从而防止第一清洗试剂进入层析柱，避免层析柱受损害。本发明高效液相色谱装置，通过设有压力传感器，以实时监测至少包括过滤器在内的流路系统压力。当测得的该压力超过预设值时，该高效液相色谱装置会自动启动维护模式工作。在维护模式下，过滤器堵塞的杂质被第一清洗试剂反复清洗直到该压力降低至预设值以下。对过滤器的清洗维护，一方面解决了过滤器因杂质堵塞而造成压降上升影响层析柱的色谱分离效果的问题，另一方面避免用户在使用时频繁打开装置外壳进行过滤器的更换，从而降低使用成本。上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，以上实施方式仅是用于解释权利要求书。然本发明的保护范围并不局限于说明书。任何熟悉本
技术领域：
的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或者替换，都包含在本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3