一种用于液相色谱的在线纯化装置的制作方法

本实用新型涉及一种用于液相色谱的在线纯化装置，属于化学分离纯化技术领域。

背景技术：

目标化合物的后处理是科学研究的一个重要组成部分，目标化合物的分离纯化速度也影响着科学研究的速度，目前常用的分离纯化手段主要有柱层析、重结晶等，但是对于各组成部分的化学或物理性质十分接近的混合物而言，这种常规的分离技术显然很难实现化合物的有效分离。针对这种情况，目前主要采用色谱分离技术进行分离纯化。

液相色谱是目前应用最多的色谱方法，因其具有高分辨率、高灵敏度、速度快、色谱柱可反复利用、流出组分易收集等优点，而被广泛应用到生物化学、食品分析、医药研究、环境分析、无机分析等各种领域。

液相色谱中使用的色谱仪的系统由储液器、泵、进样器、色谱柱、检测器、记录仪等几部分组成；其工作原理为：储液器中的流动相被高压泵打入系统，样品溶液经进样器进入流动相，被流动相载入色谱柱(固定相)内，由于样品溶液中的各组分在两相中具有不同的分配系数，在两相中作相对运动时，经过反复多次的吸附-解吸的分配过程，各组分在移动速度上产生较大的差别，被分离成单个组分依次从柱内流出，通过检测器时，样品浓度被转换成电信号传送到记录仪，数据以图谱形式打印出来。

但是现有的液相色谱仪(包括Thermo、Agilent、Waters三大主流品牌的液相色谱仪)均不具备富集功能，如果富集只能人工接样，即只能人工收集含有目标化合物的样品组分然后离线去除溶剂，分离纯化时间长，无法在线实现目标化合物的纯化，影响了科研速度。

目前虽然科研人员针对色谱技术的纯化功能进行了改进，例如中国专利CN201110442118.6中公开了一种二维色谱多通道分离纯化装置及方法，虽然降低了分离时间，提高了分离效率，但是将该装置中多根色谱柱串联，分离纯化装置复杂，成本较高，并且该装置依旧是人工收集含有目标化合物的样品组分然后离线去除溶剂，并不能解决目标化合物的在线纯化问题；中国专利CN201310366213.1中公开了有机化合物快速分离纯化装置及分离纯化方法，该装置设有自动切换阀，以改变色谱层析柱中的流路的方向，进而缩短色谱层析柱层析洗脱时间，减少了分离纯化时间，但是该装置针对的是两种极性相差较大的成分的样品分离纯化过程中的耗时长、耗费流动相多、流动相无法回收使用、成分回收率低等问题，其分离纯化原理依旧和传统的色谱技术一样，需要先人工收集含有目标化合物的样品组分然后离线去除溶剂，依旧不能解决目标化合物的在线纯化问题；由此可见，目前的色谱纯化装置都依旧属于离线纯化范畴，无法在线实现目标化合物的纯化。

技术实现要素：

针对现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的是提供一种用于液相色谱的在线纯化装置。

为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种用于液相色谱的在线纯化装置，包括切换单元、废液收集单元、样品收集单元、吹扫单元和控制单元，所述切换单元的进口端与液相色谱的检测器的出口相连，所述废液收集单元和样品收集单元设于切换单元的出口端，所述吹扫单元的出口端与样品收集单元连通，所述控制单元分别与切换单元、吹扫单元和检测器电连接。

作为一种实施方案，所述切换单元包括多位切换阀，所述多位切换阀包括进口和若干出口，所述多位切换阀的进口与液相色谱的检测器的出口相连，所述废液收集单元和样品收集单元分别设于多位切换阀的不同出口处，所述控制单元与多位切换阀电连接。

作为优选方案，所述多位切换阀为气动式多位切换阀。

作为一种方案，所述多位切换阀的出口至少为两个。

作为一种实施方案，所述废液收集单元包括废液收集瓶，所述样品收集单元包括目标产物收集瓶，所述废液收集瓶和目标产物收集瓶设于切换单元的出口端，吹扫单元的出口端与目标产物收集瓶的进口连通。

作为一种实施方案，所述吹扫单元包括气体存储装置，所述气体存储装置的出气口连接有通气管，所述通气管的出口与样品收集单元连通。

作为优选方案，所述气体存储装置为氮气存储装置(例如：氮气瓶、氮气罐等)，所述氮气存储装置与控制单元电连接。

作为优选方案，还包括吸附单元，所述吸附单元包括切换阀、多位阀和吸附柱，所述切换阀的一路与切换单元的出口相连，一路连接有压力泵，另一路与吸附柱的进口相连，所述压力泵连接有储液器，所述吸附柱的出口与多位阀的进口相连，所述多位阀的出口与样品收集单元相连，所述切换阀、多位阀、压力泵分别与控制单元电连接。

作为优选方案，所述切换阀为自动切换阀(例如：气动式切换阀)，包括进口和若干出口，所述切换阀的进口与压力泵的出口相连，切换阀的出口分别与切换单元的出口和吸附柱的进口相连。

作为进一步优选方案，所述切换阀包括排空口。

作为进一步优选方案，所述切换阀的出口至少有两个。

作为优选方案，所述多位阀为气动式多位阀，所述多位阀的出口至少有两个。

作为优选方案，还包括多位取样单元，所述多位取样单元包括若干并联连接的多位取样阀，多位取样阀的出口与样品收集单元相连，多位取样阀与控制单元电连接。

作为优选方案，吹扫单元的出口端与多位取样阀的公共端相连。

作为优选方案，所述多位取样单元与切换单元的出口或多位阀的出口相连接。

使用本发明所述的用于液相色谱的在线纯化装置实现在线纯化的方法如下：

是使经液相色谱分离并检测的样品组分流入切换单元中，控制单元根据液相色谱的检测器的检测结果控制切换单元对流入的样品组分进行切换，使不含有目标产物的样品组分流入废液收集单元中，使含有目标产物的样品组分流入样品收集单元中，接着吹扫单元对流入样品收集单元的样品组分进行吹扫，除去组分中的溶剂，得到无溶剂的目标产物。

相较于现有技术，本实用新型的有益技术效果在于：

利用本实用新型提供的在线纯化装置可以实现目标化合物的在线纯化，同时本实用新型的在线纯化装置可以与各种常见的液相色谱仪联用，兼容性好，普适性强，结构简单、实用性强，自动化程度高，纯化效率高，具有推广应用价值。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的在线纯化装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的包括吸附单元的在线纯化装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的包括吸附单元和多位取样单元的在线纯化装置的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的包括多位取样单元的在线纯化装置的结构示意图；

图中标号示意如下：1、切换单元；11、切换单元的进口；12、切换单元的出口；2、废液收集单元；3、样品收集单元；4、吹扫单元；5、液相色谱的检测器；6、液相色谱的分离柱；7、吸附单元；71、切换阀；711、切换阀的进口；712、切换阀的出口；713、切换阀的排空口；72、多位阀；721、多位阀的进口；722、多位阀的出口；73、吸附柱；74、压力泵；75、储液器；8、多位取样单元；81、多位取样阀。

具体实施方式

以下将结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步清楚、详细地描述。

实施例

如图1至图4所示：本实用新型提供的一种用于液相色谱的在线纯化装置，包括切换单元1、废液收集单元2、样品收集单元3、吹扫单元4和控制单元(未显示)，所述切换单元1的进口端与液相色谱的检测器5的出口相连，所述废液收集单元2和样品收集单元3设于切换单元1的出口端，所述吹扫单元4的出口端与样品收集单元3连通，所述控制单元分别与切换单元1、吹扫单元4和检测器5电连接。

具体的，所述切换单元1包括多位切换阀，所述多位切换阀包括进口11和若干出口12，所述位切换阀的进口11与液相色谱的检测器5的出口相连，所述废液收集单元2和样品收集单元3分别设于多位切换阀的不同出口12处，所述控制单元与多位切换阀电连接。所述多位切换阀的出口至少为两个，本实施例中如图1所示，设有三个不同的出口12，其中一个出口与废液收集单元2连接，剩余出口12与样品收集单元3连接，同时，所述多位切换阀为气动式多位切换阀，本实施例中所述多位切换阀为气动四通阀。

所述废液收集单元2包括废液收集瓶，所述样品收集单元3包括目标产物收集瓶，所述废液收集瓶和目标产物收集瓶设于切换单元1的出口端(本实施例中具体的是将废液收集瓶和目标产物收集瓶分别设于多位切换阀的不同出口12处)，吹扫单元4的出口端与目标产物收集瓶的进口连通，吹扫单元4的吹扫气对目标产物收集瓶收集的组分进行吹扫，除去组分中的溶剂，以得到无溶剂的纯化产物。

所述吹扫单元4包括气体存储装置，所述气体存储装置的出气口连接有通气管(图中未显示)，所述通气管的出口与样品收集单元连通，由于气体吹扫类装置已经属于较为成熟的技术，此处就不再一一赘述。所述气体存储装置为氮气存储装置(例如：氮气瓶、氮气罐等)，所述氮气存储装置与控制单元电连接。需要对目标产物进行吹扫纯化的时候，控制单元控制打开氮气存储装置，氮气存储装置(例如：氮气瓶、氮气罐等)中存储的吹扫气(氮气)通过通气管被送至样品收集单元3处(具体的被送至目标产物收集瓶的入口处)，对样品收集单元3中收集的含有目标产物的组分进行吹扫，以得到无溶剂的目标产物。

采用上述装置实现化合物在线纯化的方法如下：

使经液相色谱分离并检测(具体的是样品溶液通过进样器进入液相色谱的分离柱6中被分离成若干样品组分，分离的样品组分依次从分离柱6中流出并经过检测器5，检测器对流经的组分进行检测，判断样品组分中是否含有目标产物)的样品组分流入切换单元1中(具体的流入多位切换阀中)，控制单元根据检测器5的检测结果控制切换单元1(多位切换阀)对流入的样品组分进行切换，使不含有目标产物的样品组分流入废液收集单元2中，使含有目标产物的样品组分流入样品收集单元3中，接着吹扫单元4对流入样品收集单元3的样品组分进行吹扫，除去组分中的溶剂，得到无溶剂的目标产物，重复上述操作，即可在线完成样品的富集纯化，加快样品的分离纯化效率。

作为优选方案：

液相色谱分离样品过程中，如果样品中的目标化合物极性较小，流动相即可以选择极性较小的溶剂，如果目标化合物极性较大，流动相即需要选择极性较大的溶剂，例如：甲醇、乙醇、乙腈与水的混合溶剂等，混合溶剂中含有较多的水，会导致吹扫单元4不容易将样品收集单元3中收集的样品组分中的溶剂除去，不能快速的得到无溶剂的纯化产物，影响纯化效率，因此，如图2所示，所述在线纯化装置还包括吸附单元7，所述吸附单元7包括切换阀71、多位阀72和吸附柱73，所述切换阀71的一路与切换单元1的出口12相连，一路连接有压力泵74，另一路与吸附柱73的进口相连，所述压力泵74连接有储液器75，所述吸附柱73的出口与多位阀72的进口721相连，所述多位阀72的出口722与样品收集单元3相连，所述切换阀71、多位阀72、压力泵74分别与控制单元电连接。

具体的，所述切换阀71为自动切换阀(例如：气动式切换阀)，包括进口711和若干出口712，所述切换阀的进口711与压力泵74的出口相连，切换阀的出口712分别与切换单元1的出口和吸附柱73的进口相连。另外，所述切换阀71包括排空口713，排空口与空气相同，起到平衡切换阀71内外压力平衡的作用。

所述切换阀的出口712至少有两个(本实施例中切换阀71包括1个进口711，两个出口712和一个排空口713，因此所述切换阀71设定为气动四通阀)。

所述多位阀72为气动式多位阀，所述多位阀72的出口722至少有两个，本实施例中的多位阀72设有5个出口722，因此所述多位阀72为气动六通阀。

使用具有吸附单元7的在线纯化装置实现化合物在线纯化的方法如下：

使经液相色谱分离并检测的样品组分流入切换单元1中，控制单元根据检测器5的检测结果控制切换单元1对流入的样品组分进行切换，使不含有目标产物的样品组分流入废液收集单元2中，使含有目标产物的样品组分经过吸附单元7中的切换阀71进入吸附柱73中(使得目标化合物被捕获到吸附柱73上，此过程中，切换单元1中的多位切换阀仅保留一个出口12畅通，其余出口12被关闭，畅通的出口12与切换阀71连通)，然后开启压力泵74，使储液器75中储存的有机溶剂(例如：二氯甲烷等低沸点有机溶剂)通过切换阀71进入吸附柱73中对吸附柱73捕获的目标化合物进行洗脱，洗脱后的溶剂组分流入多位阀72中，通过多位阀72和样品收集单元3实现对目标化合物的分装收集，接着吹扫单元4对样品收集单元3收集的样品组分进行吹扫，除去组分中的溶剂，得到无溶剂的目标产物，重复上述操作，即可在线完成样品的富集纯化，加快样品的分离纯化效率，从上述过程可见，设定的吸附单元7可以将液相色谱中流出的极性较大、含水量较多、沸点较高、不易吹扫的流动相溶剂替换成沸点较低、容易吹扫的有机溶剂，进一步提高了在线纯化效率。

另外，液相色谱分离样品过程中，如果样品组分比较复杂，所需目标产物的组分较多，那么，仅仅通过切换单元1中的单一多位切换阀或吸附单元7中的单一多位阀72，很难顺利完成目标化合物的收集与封装，难免影响在线纯化效率，因此，如图3和图4所示，所述在线纯化装置还包括多位取样单元8，所述多位取样单元8包括若干并联连接的多位取样阀81(本实施例中设定两个多位取样阀81，两者可以交替使用，以确保在线纯化效率)，多位取样阀81的出口与样品收集单元3相连，多位取样阀81与控制单元电连接。所述多位取样单元8与切换单元1的出口12或多位阀72的出口722相连接(分别见图4和图3所示)。此时，吹扫单元4的出口端与多位取样阀81的公共端相连或与样品收集单元3相连(本实施例中吹扫单元4的出口端与多位取样阀81的公共端相连，吹扫气通过多位取样阀81进入样品收集单元3中对样品收集单元3收集的组分进行吹扫)。

当所述多位取样单元8与切换单元1的出口12相连接时，使经液相色谱分离并检测的样品组分流入切换单元1中，控制单元根据检测器5的检测结果控制切换单元1对流入的样品组分进行切换，使不含有目标产物的样品组分流入废液收集单元2中，使含有目标产物的样品组分进入多位取样单元8中的任意一个多位取样阀81(本实施例中多位取样阀81设定有16个取样口)中，通过多位取样阀81和样品收集单元3实现对目标化合物的分装收集(此过程中，切换单元1中的多位切换阀仅保留一个出口12畅通，其余出口12被关闭，畅通的出口12与多位取样阀81连通)，接着吹扫单元4对样品收集单元3收集的样品组分进行吹扫，除去组分中的溶剂，得到无溶剂的目标产物，重复上述操作，即可在线完成样品的富集纯化，从上述过程可见，设定的多位取样单元8可以完成组分较多的复杂样品的在线纯化，进一步提高了在线纯化效率和适用范围；

当所述多位取样单元8与多位阀72的出口722相连接时，使经液相色谱分离并检测的样品组分流入切换单元1中，控制单元根据检测器5的检测结果控制切换单元1对流入的样品组分进行切换，使不含有目标产物的样品组分流入废液收集单元2中，使含有目标产物的样品组分经过吸附单元7中的切换阀71进入吸附柱73中(使得目标化合物被捕获到吸附柱73上，此过程中，切换单元1中的多位切换阀仅保留一个出口12畅通，其余出口12被关闭，畅通的出口12与切换阀71连通)，然后开启压力泵74，使储液器75中储存的有机溶剂(低沸点有机溶剂，例如：二氯甲烷)通过切换阀71进入吸附柱73中对吸附柱73捕获的目标化合物进行洗脱，洗脱后的溶剂组分流入多位阀72中，经过多位阀72进入多位取样单元8中的任意一个多位取样阀81中，通过多位取样阀81和样品收集单元3实现对目标化合物的分装收集(此过程中，多位阀72保留一个出口722畅通，其余出口722被关闭，畅通的出口722与多位取样阀81连通)，接着吹扫单元4对样品收集单元3收集的样品组分进行吹扫，除去组分中的溶剂，得到无溶剂的目标产物，重复上述操作，即可在线完成样品的富集纯化，从上述过程可见，同时设定的多位取样单元8和吸附单元7可以完成组分较多且极性较大的复杂样品的在线纯化，进一步提高了在线纯化效率和适用范围。

最后有必要在此指出的是：以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。