一种基于阀的级联色谱柱串联质谱系统的制作方法

本实用新型是关于一种基于阀的级联色谱柱串联质谱系统，涉及生化仪器技术领域。

背景技术：

Agilent 1290 UPLC/6540 Q-TOF是安捷伦科技有限公司开发应用于分离检测领域的超高压液相色谱串联高分辨质谱检测器，其采用填料粒径为1.8μm的色谱柱，能够在30min内实现对复杂样品的分离检测，较常规液相色谱仪分析时间缩短一半以上，同时能够耐受1200bar的压力，特别是对于复杂程度高、数目大的组学样品来说优势明显。

目前，现有系统一次进样只能使用一根色谱柱进行分离检测，以RPLC色谱柱为例，能够实现对中极性、弱极性化合物的有效分离，无法实现强极性化合物的有效分离，只能是在系统死时间内共流出。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种能够使复杂样品中不同极性的组分分别通过不同的色谱柱得以有效分离且能够完成串联质谱检测的基于阀的级联色谱柱串联质谱系统。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种基于阀的级联色谱柱串联质谱系统，其特征在于，该串联质谱系统包括双二位四通阀、二位六通阀、二元泵、反相柱、三通阀、等度泵、亲水柱、四元泵、质谱检测器和废液池；所述双二位四通阀包括1号位～8号位，所述二位六通阀包括1’号位～6’号位；所述双二位四通阀的1号位连接所述双二位四通阀双的8号位，所述双二位四通阀的2号位连接所述二位六通阀的2’号位，所述双二位四通阀的3号位连接所述二元泵的输入端，所述双二位四通阀的4号位连接所述反相柱的输出端，所述反相柱的输入端连接所述双二位四通阀的5号位，所述双二位四通阀的6号位连接所述三通阀的第一进口，所述三通阀的第二进口连接所述等度泵的输出端，所述三通阀的出口c连接所述亲水柱的输入端，所述亲水柱的输出端连接所述二位六通阀的6’号位，所述双二位四通阀的7号位通过一进样器连接所述四元泵的输出端，所述二位六通阀的1’号位连接所述质谱检测器，所述二位六通阀的3’号位和5’号位分别连接所述废液池。

进一步地，通过控制所述双二位四通阀和二位六通阀，该串联质谱系统分为上样位、反相色谱分离位和亲水色谱分离位三种工作模式。

进一步地，当该串联质谱系统为上样位工作模式：所述四元泵经所述进样器与所述双二位四通阀的7号位连接，所述双二位四通阀的5号位与所述反相柱的输入端连接，所述双二位四通阀的4号位与所述反相柱的输出端连接，所述双二位四通阀的6号位与所述三通阀的第一进口连接，所述三通阀的第二进口与所述等度泵连接，所述三通阀的出口与所述亲水柱的输入端连接，所述二位六通阀的6’位与所述亲水柱的输出端连接，所述二位六通阀的1’号位连接所述质谱检测器，上述连接回路中的各连接器件处于工作状态，其他器件处于关闭状态。

进一步地，当该串联质谱系统为反相色谱分离位工作模式：所述二元泵的输出端与所述双二位四通阀的3号位连接，所述双二位四通阀的5号位连接所述反相柱的输入端，所述双二位四通阀的4号位连接所述反相柱的输出端，所述双二位四通阀的2号位与所述二位六通阀的2’号位连接，所述二位六通阀的1’号位连接所述质谱检测器，上述连接回路中的各连接器件处于工作状态，其他的器件处于关闭状态。

进一步地，当该串联质谱系统为亲水色谱分离位工作模式：所述四元泵的输出端经所述进样器与所述双二位四通阀的7号位连接，所述双二位四通阀的1号位通过外部管线与所述双二位四通阀的8号位连接，所述双二位四通阀的6号位与所述三通阀的第一进口连接；所述三通阀的第二进口与所述等度泵连接，所述三通阀的出口与所述亲水柱的输入端连接；所述二位六通阀的6’号位与所述亲水柱的输出端连接，所述二位六通阀的1’号位连接所述质谱检测器，上述连接回路中的各连接器件处于工作状态，其他的器件处于关闭状态。

进一步地，所述二元泵、四元泵和等度泵均采用液相色谱泵。

进一步地，所述二位六通阀的4’号位堵塞，使用时采用塞子进行封堵。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型通过对现有超高压液相色谱仪串联质谱加装双二位四通阀、二位六通阀、三通阀、四元泵、等度泵等构建成基于阀的级联色谱柱串联质谱系统，实现两根色谱柱对同一样品中不同极性化合物的在线分离后，分别通过串联质谱进行检测分析。2、本实用新型以阀的切换方式引入性质不同的色谱柱联用(如亲水作用色谱柱HILIC和反相色谱柱RPLC，C18)，从而满足一次同时对样品中不同极性化合物的有效分离。3、将本实用新型的级联色谱柱串联质谱系统应用于不同极性物质的分离，使得两种不同性质的色谱柱进行级联并能够针对一个样品中不同极性的化合物分别进行分离，依次通过串联质谱检测，复杂样品中不同极性的组分可分别通过不同的色谱柱得以有效分离，并串联质谱进行检测，有利于发现更多的潜在代谢标记物，从而得到更加全面和准确的研究结果，该系统具有通量高和自动化程度高的特点，并无需任何额外的数据后处理手段，可极大提高研究效率。

附图说明

图1为本实用新型基于阀的级联色谱柱串联质谱系统连接示意图；

图2为本实用新型基于阀的级联色谱柱串联质谱系统连接示意图；

图3为本实用新型三七浸出液在单一RPLC色谱柱上的分离图谱；

图4为本实用新型三七浸出液在基于阀的级联色谱柱串联质谱系统的分离图谱。

具体实施方式

以下结合附图来对本实用新型进行详细的描绘。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本实用新型，它们不应该理解成对本实用新型的限制。

如图1～2所示，本实用新型提供的基于阀的级联色谱柱串联质谱系统，包括双二位四通阀11、二位六通阀12、二元泵13、反相柱(RPLC色谱柱)14、三通阀15、等度泵16、亲水柱(HILIC色谱柱)17、进样器18、四元泵19、质谱检测器20和废液池21。

双二位四通阀11包括1号位、2号位、3号位、4号位、5号位、6号位、7号位和8号位。二位六通阀12包括1’号位、2’号位、3’号位、4’号位、5’号位和6’号位。

双二位四通阀11的1号位与双二位四通阀双11的8号位通过外部管线连接，双二位四通阀11的2号位与二位六通阀12的2’号位连接，双二位四通阀11的3号位连接二元泵13的输入端，双二位四通阀11的4号位连接反相柱14的输出端，反相柱14的输入端连接双二位四通阀11的5号位，双二位四通阀11的6号位连接三通阀15的第一进口a，三通阀15的第二进口b连接等度泵16的输出端，三通阀15的出口c连接亲水柱17的输入端，亲水柱17的输出端连接二位六通阀12的6’号位，双二位四通阀11的7号位连接进样器18的输出端，进样器18的输入端连接四元泵19的输出端，二位六通阀12的1’号位连接质谱检测器20，二位六通阀12的3’号位和5’号位分别连接废液池21，二位六通阀12的4’号位封堵，使用时可以采用塞子进行封堵。其中，二元泵13、等度泵16和四元泵19均可以采用高效液相色谱泵。

本实用新型可以通过控制双二位四通阀11和二位六通阀12的位置，实现上样位、反相色谱分离位和亲水色谱分离位三种工作模式，下面详细说明各工作模式相应器件的工作状态：

上样位工作模式：四元泵19的输出端流经进样器18后与双二位四通阀11的7号位连接，双二位四通阀11的5号位与反相柱14的输入端连接，双二位四通阀11的4号位与反相柱14的输出端连接，双二位四通阀11的6号位与三通阀15的第一进口a连接，三通阀15的第二进口b与等度泵16连接，三通阀15的出口c与亲水柱17的输入端连接，二位六通阀12的6’位与亲水柱17的输出端连接，二位六通阀12的1’号位连接质谱检测器20，上述连接回路中的各连接器件处于工作状态，其他器件处于关闭状态。

反相色谱分离位工作模式：二元泵13的输出端与双二位四通阀11的3号位连接，双二位四通阀11的5号位连接反相柱14的输入端，双二位四通阀11的4号位连接反相柱14的输出端，双二位四通阀11的2号位与二位六通阀12的2’号位连接，二位六通阀12的1’号位连接质谱检测器20，上述连接回路中的各连接器件处于工作状态，其他器件处于关闭状态。

亲水色谱分离位工作模式：四元泵19的输出端经进样器18与双二位四通阀11的7号位连接，双二位四通阀11的1号位通过外部管线与双二位四通阀11的8号位连接，双二位四通阀11的6号位与三通阀15的第一进口a连接；三通阀15的第二进口b与等度泵16连接，三通阀15的出口c与亲水柱17的输入端连接；二位六通阀12的6’号位与亲水柱16的输出端连接，二位六通阀12的1’号位连接质谱检测器20，上述连接回路中的各连接器件处于工作状态，其他器件处于关闭状态。

本实用新型通过双二位四通阀11使反相柱14与亲水柱17串联，初始RPLC低比例有机流动相运行4min，使中极性及弱极性化合物保留在反相柱14上；同时，无法保留的强极性化合物进入三通阀15，低比例有机流动相在三通阀15内转化为亲水柱上的初始高比例有机流动相，使强极性化合物在亲水柱上得以保留；通过双二位四通阀11切换分别单独依次使反相柱14和亲水柱17与质谱检测器20串联，将各色谱柱上保留的组分进行有效分离、检测。二位六通阀12主要用于起始4min及柱切换时的质谱检测及杂质进入废液的转换。实验中根据样品的实际情况会对反相柱和亲水柱上的流动相比例及流速进行适当调整，以满足各色谱柱分离的需要，表1所示为实际样品三七浸出液的分离流动相比例及流速的时间分配，不同样品会有微调。

表1 级联色谱柱串联质谱系统流动相比例及流速的时间分配

注：B为有机流动相乙腈(含0.1％甲酸)，A为纯水(含0.1％甲酸)，B％为运行过程中乙腈所占(A+B)体积总和的比例。

本实用新型以三七甲醇浸出液中不同极性小分子化合物的分离检测为具体实施例例详细说明本实用新型的基于阀的级联色谱柱串联质谱系统的工作流程：

1、通过双二位四通阀11将反相柱14与亲水柱15串联进样，通过三通阀15使RPLC流动相转化为HILC流动相，使在反相柱14上无法保留的强极性组分在亲水柱15上得以保留；

2、将反相柱14单独与质谱检测器20串联，使保留在反相柱14上的中极性及弱极性化合物进行分离检测；

3、将亲水柱15与质谱检测器20单独串联，使亲水柱15上保留的强极性化合物得以分离检测。

本实用新型采用相同三七甲醇浸出液仅通过反相柱14进行分离的色谱作为对比。通过实验结果表明，采用本实用新型的基于阀的级联色谱柱串联质谱系统得到的图谱(如图4所示)与现有单一采用反相柱系统的结果(如图3所示)相比，其色谱峰容量增加了88％，生成分子式化合物数量提高了89％，数据库匹配化合物数目提升了67％。这种级联色谱柱的在线分离方式所用时间由原来离线方式的3个小时缩短1个小时。

上述各实施例仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。