用于样品分离装置的平板型结构的集成流体连接的制作方法_2

文档序号:9291487阅读:来源:国知局
接接触凹形配件和平板型结构并且通过直接在平板型结构的侧表面上焊接而形成焊缝,可能是非常有益的。能够在侧表面(即,凸缘表面或侧面(faceside))上实施焊接(或者更一般的连接结构的成形),使得暴露出的堆叠层的至少一部分的材料在焊接期间融化。
[0025]在实施例中,从流体通道至连接结构的最小距离与流体通道的最小尺寸之间的比值在约I至约4之间的范围内,特别是在约2至约3之间的范围内。当连接结构为围绕孔口的环形接缝时保持该比值,在孔口处流体通道在平板型结构的侧表面离开平板型结构。焊接或钎焊或者其他的热连接技术可能涉及局部加热并且甚至融化孔口周围的平板型结构,这涉及在该热处理的作用下流体通道被不期望的关闭的风险。因此,从流体通道至连接结构的最小距离与流体通道的最小尺寸之间的比值不能太小。另一方面,连接区域中的死体积不能太大,以避免样品材料残留的问题。因此,从流体通道至连接结构的最小距离与流体通道的最小尺寸之间的比值不应太大。结果显示给定的范围允许同时满足两个需求,这对于流体装置的性能是大大有益的。
[0026]在实施例中,连接结构包括焊缝、钎焊接头和/或粘结结合。具体而言,当平板型结构包括金属层并且凹形配件也由金属制成时,焊接或钎焊是特别合适的连接方法。由于相应形成的连接结构能够承受应用(诸如,液相色谱等)中出现的高压条件等,所以在微流体装置的上下文中,保持该特征。然而,或者也可以是粘结连接,例如用于将塑料层连接到凹形配件。本领域的技术人员应当理解还能够将平板型结构的侧堆叠连接到具有用于容纳相应凸件的容纳部的凹形配件。
[0027]在实施例中,凹形配件包括载体(诸如,实心圆柱体等),该载体被从用于容纳凹形配件的凹形配件容纳口延伸到平板型结构连接口的通孔穿过,其中,凹形配件与平板型结构连接,特别是与平板型结构一体地固定,使得流体通道暴露给平板型结构连接口。换句话说,可以由具有通孔的载体形成连接,平板型结构的流体通道的暴露端经由该通孔与凸形配件内的管腔相对。因此,能够建立非常直接的流体连接,导致基本无死体积的并且液密的构造。
[0028]在实施例中,载体被至少一个其它通孔穿过,该至少一个其它通孔从用于容纳至少一个其它凸形配件的至少一个其它凸形配件容纳口延伸到至少一个其它平板型结构连接口,其中,凹形配件与平板型结构连接,特别是与平板结构一体地固定,使得平板型结构的至少一个其它流体通道暴露给至少一个其它平板型结构连接口。因此,同一个载体能够具有多个通孔,每个通孔用于容纳分离的凸形配件以在多流体通道之间提供流体连接,多流体通道在侧面上离开平板型结构到达只有一个载体形式的连接体的凸形配件中的多个毛细管。因此,可以构建分叉连接体。例如,双连接器或者三连接器可以由一个工件形成。
[0029]在实施例中,连接结构形成为位于载体的通孔内,以至少部分围绕平板型结构连接口,当凸形配件容纳在凹形配件中时,载体面向特别是直接面向凸形配件。由于该实施例允许通过焊接等从接头侧而非从平板型结构侧形成连接,所以该实施例结果显示是大大有益的。这可以导致特别是位于接头凹件的凹槽中的凸形部件的毛细管的开口凸缘面围绕通孔并且沿(具体为环形的)连接结构抵靠凹形配件的位置处形成高质量的密封。因此,焊接连接在毛细管邻接凹形配件的凹槽内的接头表面的位置处形成。这有助于实现具有非常小的死体积的液密连接。
[0030]在实施例中,通孔从凸形配件容纳口朝向平板型连接口形成锥度(例如圆锥或梯形)。该锥形通孔允许样品地并且凭直觉地将凸形配件插入到凹形配件的凹槽中并且还允许凸形配件在凹形配件内样品地自动定心。
[0031]在实施例中,液体装置包括插入到载体的通孔中的密封元件。这样的密封元件可以是由塑料材料等制成的可置于凹形配件和图形配件之间的密封环。
[0032]在实施例中,凹形配件被构造成样品分离装置的进样器的针座并且可被构造为容纳充当凸形配件的进样针。在该情况下,流体装置可以包括与针座流体连接的流体阀。凹形配件和凸形配件形成液相色谱装置的进样器的针座和进样针。这样的进样器可以被构造为将进样针移出针座,以便通过使用注射栗等将抽吸该液体样品使其通过管腔,以吸取液体样品经过进样针的管腔。此后,进样针可以返回到针座中,在针座中,管腔和针座内连接的流体通道之间建立液密连接。通过使先前的流向反向,流体样品(其可以储存在与进样针耦合的回路中)能够随后经由进样针-针座布局的液密连接压入到针座的流体通道中,并且从流体通道经由流体阀进入到液相色谱栗和液相色谱柱之间的流动路径中。此外,在这样的构造下,在针座和平板型结构(微流体芯片)之间设置密封耦合是有利的。对于所述实施例,可参考DE 102011075146。
[0033]在另一个实施例中,凹形配件被构造成接头凹件,该接头凹件被构造为与被构造成接头凸件的凸形配件一起形成接头。因此,两个配件可以一起形成用于连接两个流体构件的接头。
[0034]在实施例中,平板型结构被构造为可以弹性地弯曲。例如,平板型结构可以构造为挠性板,一旦将力施加到其上时,就能够柔韧地并且有弹性地弯曲。这广泛地应用于根据本发明的示例性实施例的耦合结构。
[0035]在实施例中,流体装置包括容纳在凹形配件中的凸形配件。然后,凸形配件的流体导管与流体通道液密地、抗高压地流体连通。
[0036]在实施例中,凸形配件包括毛细管,毛细管具有流体导管并且包括具有凸缘表面的开口端,当凸形配件连接到凹形配件时,该凸缘表面面向在平板型结构的侧表面处露出的流体通道。通过将凸形配件有选择地插入到凹形配件中,凸形配件内的毛细管可以与平板型结构内的流体通道流体连接。这允许将系统的死体积减小到零。
[0037]在实施例中,凸形配件和凹形配件分别包括耦合元件,其中,耦合元件,特别是内螺纹以及匹配的外螺纹被构造为将凸形配件和凹形配件互相耦合。在内螺纹和外螺纹的示例中,通过应用旋拧操作可以在凹形配件和凸形配件之间完成连接。
[0038]在实施例中,流体装置包括至少一个又一个凹形配件。每个凹形配件可以构造用于液密地容纳各自具有又一个流体导管的至少一个又一个凹形配件中的各者。一个或多个附加凹形配件也连接到平板型结构或者能够与平板型结构连接,使得当相应的又一个凹形配件容纳相应的又一个凸形配件时,相应的流体导管与平板型结构的流体通道或者至少一个又一个流体通道液密地流体连通。因此,同一个平板型结构在其侧表面和/或主表面可以具有多个流体入口。平板型结构内的流体通道的这些端部中的每一者或者仅一部分可以在各自的出口点连接到相应的凹形配件。
[0039]在实施例中,平板型结构和凹形配件之间的连接在平板型结构的局部窄端形成,该局部窄端的宽度小于平板型结构的其余部分的宽度(例如,是其余部分的宽度的至少一半或者至少十分之一)并且至少部分延伸到凹形配件中。因此,附加物或末端或者颈部或锥形部可以插入到凹形配件的容纳部,然而,扁平或者平面型结构的较宽、一体连接的部分可保持在容纳部外部。因此,可以改进连接部的机械鲁棒性,并且流体通道和流体导管之间的流体连接可以实现具有减小的间隙或者其中甚至没有任何间隙。
[0040]在实施例中,平板型结构和凹形配件之间的连接形成在平板型结构的局部弯曲部分,该局部弯曲部分延伸出平板型结构的其余部分的平面。换句话说,平板型结构的一部分可以弯曲成与平板型结构的其余部分呈一定角度。由于平板型结构可以由金属材料等制成,所以当不在施加弯曲力时,弯曲部保持在弯曲状态并且能够保持一些柔性或者可调性。当在弯曲端部和凹形配件之间进行连接时,柔性有助于平衡结构错位。此外,弯曲平板型结构的独立的部分可以允许使连接特性适应用户偏好。
[0041]在实施例中,样品分离装置的分离单元集成在平板型结构中。换句话说,分离材料(例如,色谱珠)可以容纳在流体装置的流体通道中。
[0042]在实施例中,流体装置形成样品分离装置的进样器的一部分。进样器可以被构造为具体地经由可切换的流体阀将样品流体引入到流动相中。在该实施例中,凹形配件可以用作进样口或者针座并且凸形配件可以用作色谱进样器的进样针。
[0043]根据本发明实施例,样品分离系统还包括被构造为检测样品的分离组分的检测器、被构造为收集样品的分离组分的收集单元、被构造为处理从液体分离系统接收的数据的数据处理单元、以及用于排出流动相中的气体的除气器。
[0044]本发明实施例可基于最常规可购得的HPLC系统实现,诸如,Agilent 1290系列Infinity系统、Agilent 1200系列高分离度LC系统、或者Agilent 1100 HPLC系列等(皆由申请人Agilent Technologies提供(见www.agilent.com)其通过引用结合于此)。
[0045]HPLC系统的一个实施例包括具有活塞的栗送装置,活塞在栗工作腔中往复运动,以将栗工作腔中的液体压缩成高压并且在高压下输送所述液体,在高压下液体的压缩性变得明显。
[0046]HPLC系统的一个实施例包括以串联或并联方式耦合的两个栗送装置。在串联方式中,如EP 309596 Al所公开的,第一栗送装詈的出口耦合到第二栗送装詈的入口,并冃.第二栗送装置的出口提供栗的出口。在并联方式中,第一栗送装置的入口耦合到第二栗送装置的入口,并且第一栗送装置的出口耦合到第二栗送装置的出口,由此提供栗的出口。在任何一种情况下,第一栗送装置的液体出口相对于第二栗送装置的液体出口相位偏移,特别是实质上偏移了 180度,使得只有一个栗送装置供应到系统中,而另一个装置(例如从供应处)吸取液体,因此允许在出口处提供连续流。然而,清楚的是这两个栗送装置还可以至少在某些过渡相之间并行(即,同时)工作,例如以便为栗送设备之间的栗送周期提供(更)平滑的过渡。还可以在液体流动时改变相位偏移,以便补偿由流体的压缩性引起的波动。已知还可以使用具有约120度相位偏移的三个活塞栗。
[0047]分离装置优选包括提供固定相的色谱柱。柱可以为玻璃管或钢管(例如,具有从10 μπι至1mm的直径并且具有Iem至Im的长度)或者微流体柱(例如,EP 1577012 Al中所公开的)。当使用洗提剂使独立的组分以不同的速度传送通过柱时,独立的组分被固定相有所区分地保留并且彼此分离。在柱的端部,独立的组分一次洗提分离差不多一种。在整个色谱处理期间或者在色谱处理的某些阶段期间,还可以在一系列的级分中收集洗提剂。在柱色谱法中的固定相或吸收剂通常为固体材料。用于柱色谱法的最常见的固定相是表面改良的硅胶,其次是硅胶和铝。过去还经常使用纤维素粉。离子交
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