样品处理和分配各个样品包的制作方法

本发明涉及处理样品流体、特别是在高效液相色谱法应用中处理样品流体。

背景技术：

在高效液相色谱法(hplc)中，通常必须以非常受控的流速(例如，在每分钟几微升至几毫升的范围内)和高压(通常为20-100mpa、200-1000巴，当前更高达200mpa、2000巴)提供液体，在该高压下液体的可压缩性变得明显。对于hplc系统中的液体分离，包括具有待分离的复合物的样品流体(例如化学或生物混合物)的移动相被驱动通过固定相(比如色谱柱填充物)，从而分离样品流体的不同复合物，然后可以识别这些复合物。本文所使用的术语复合物应当涵盖可以含有一种或多种不同组分的复合物。

通常在高压下将移动相(例如溶剂)泵送通过含有填充介质(也称为填充材料或固定相)的色谱柱。当样品由液体流携带通过柱时，每种对填充介质具有不同亲和力的不同复合物以不同的速度移动通过柱。那些对固定相具有较大亲合力的复合物比那些具有较小亲和力的复合物移动通过柱较慢，并且这种速度差导致复合物在其通过柱时彼此分离。固定相受到特别由液压泵产生的机械力，该泵通常将移动相从柱的上游连接部分泵送到柱的下游连接部分。由于流动，取决于固定相和移动相的物理性质在整个柱上产生相对高的压降。

具有分离出的复合物的移动相离开柱并且通过检测器，该检测器例如通过光谱光度吸光度测量来记录和/或识别分子。可以绘制检测器测量相对于洗脱时间或体积的二维曲线图，称为色谱图，并且可以从色谱图中识别复合物。对于每种复合物，色谱图显示单独的曲线特征，也称为“峰”。通过柱有效地分离复合物是有利的，这是因为其为测量提供了产生具有尖锐的最大值拐点和狭窄的基部宽度的轮廓分明的峰，从而允许混合物成分具有优异的分辨度和可靠的识别和定量。由差的柱性能(所谓的“内部能带加宽”)或差的系统性能(所谓“外部能带加宽”)引起的宽峰是不期望的，因为它们可能会使得混合物的次要组分被主要组分掩蔽而不能识别。

hplc柱通常包括具有孔的不锈钢管，该孔包含填充介质，该填充介质包括例如直径为0.5至50μm或1-10μm或甚至1-7μm的硅烷衍生的二氧化硅球。在压力下以高度均匀的方式填充介质，这确保了传输液体和样品均匀地流过柱，以促进样品成分的有效分离。柱可能对流动中断敏感，以及例如对与样品回路的重新连接敏感，其中样品回路的压力低于柱本身的压力(由于柱内容物的反向减压而导致流动反向)。另外，柱可能对与高压源的突然连接(重新连接)敏感，从而导致柱受到压力冲击并填充材料的劣化。这些可能是柱老化、磨损和劣化的重要因素。

流体样品的二维分离表示一种分离技术，其中在第一分离单元中执行第一分离程序以将流体样品分离为多个级分，并且在后续第二分离单元中执行第二分离程序以将多个级分中的至少一个进一步分离为子级分。二维液相色谱法(2dlc)可以结合两种(或多或少正交)色谱分离技术，并且可以提供沿两个正交时间轴的检测事件的时间依赖性图。如果需要，则可以将两个以上的分离单元进行相应的组合以提供多维分离，其中第一维分离单元的输出提供第二维分离单元的输入，第二维分离单元的输出提供第三维分离单元的输入，依此类推。

us20160334031a1公开了一种二维流体分离系统，该二维流体分离系统允许将流体从第一维转移到第二维，而不会中断沿两维度的流动路径的流体流动。

us20170219540a1公开了通过处理由样品源(例如第一维hplc单元)提供的连续流体样品部分来进行样品处理。依次(即一个接一个)地填充多个样品接收体积，例如样品回路或收集柱，然后可以将其清空以进行进一步处理，例如在第二维hplc单元中进一步分离。

作为2d-lc的特殊设计，单栈(singlestack)(也称为“高清晰度液相色谱法”或“hdlc”)是至少会重复使用hplc单元的某些部分的系统。这些部分可以是泵、检测器、柱温箱或分离柱。在该设计中，在第一维分离中已经使用的相同部件随后在第二维中被重复使用，以分离先前已经被临时储存的流体部分。可以重复进行此操作，即可以存储2d柱(之前可能曾经用作1d柱)流出液的等分试样，并在第三维中对其进行重新分析。然后将与1d中使用的相同泵用作2d泵，并最终用作3d泵。由于该系统的特殊设置，因此维的数量不受限制。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种改进的样品处理、特别是对于hplc应用的样品处理。该目的通过(一个或多个)独立权利要求解决。(一个或多个)从属权利要求示出了其他实施例。

根据本发明的示例性实施例，用于处理样品流体的采样单元包括：样品容器，其具有一定长度并被配置成用于接收和储存样品流体，和样品片段分配单元，其被配置成用于提供流体样品的多个单独的样品包以及用于单独分配多个单独的样品包中的每一个以用于在流体处理单元中进一步处理，其中，每个样品包被包含在沿着样品容器的长度的相应的体积片段中。这样一方面可以“一次性”地接收和储存样品流体，但是另一方面，则可以“一个接一个地”分配由此得到的各个样品包。

本发明的实施例可以减少甚至避免例如通过切换阀提供的、流体分离这种样品包所需的切换步骤，例如在前述的us20170219540a1中，其中使用切换阀将这些样品包一个接一个地依次沉积在不同的样品回路中，因此需要多个切换步骤。根据本发明的这样的实施例由于减少了切换步骤因此可以更加稳定。

本发明的实施例可以提供单个样品包的更快的串接、隔离和/或分配。尽管在诸如前述us20170219540a1的现有技术应用中，当将n个样品片段储存和/或施加在或进入n个样品回路时，将需要多个(n)个切换步骤，但是本发明的实施例无论样品包的数量如何都可能仅需要一个切换步骤以用于储存和/或施加多个样品包。

本发明的实施例还可以或另外地减少或甚至避免由切换步骤导致的潜在假像。在诸如前述的us20170219540a1的现有技术应用中，当采用n个样品回路时将需要n个切换步骤，每个切换步骤具有引起错误或不准确性的一定风险。在本发明的实施例中，与样品包的数量无关，仅需要一个切换步骤，因此减少了发生错误或任何不准确性的可能性。这种不准确性可能是由于切换步骤之间的微小变化所引起的，而这转而可能导致切换时刻的抖动效应。

由于所接收的样品流体的总体积与多个单独储存或分离的样品包的体积之和之间的差异，因此本发明的实施例可以减少样品损失。在诸如前述的us20170219540a1的现有技术应用中，样品体积的这种损失可能是由每个样品回路的过度填充导致的，即一定量的样品流体将被推入样品回路并最终从样品回路中排出。这种情况可能会在需要确保这种样品回路被完全填充时或由于意外发生。

本发明的实施例可以通过要求提供这种相应样品包所需的流体导管中较小的体积和/或长度来减少相应样品包之间的污染或残留。

在实施例中，样品容器可以包括入口和出口，并且长度在入口和出口之间。样品流体的成分可以在样品容器的长度上不均匀。样品流体可以包括多种不同的复合物。样品流体可以包括在样品容器的长度上具有不同浓度分布的多种不同的复合物。样品流体可以包括多种不同的复合物，每种复合物沿着样品容器的长度具有各自的空间浓度分布，其中，空间浓度分布是由先前的样品处理产生。这种样品处理可以是色谱分离、流动反应、化学反应、发酵和从过程流体中抽取样品中的一种。样品流体可以包括通过先前的色谱分离过程进行了预分馏的多种不同的复合物。

在实施例中，采样单元还包括样品划分器，样品划分器被配置为将样品容器沿其长度划分为多个相应的体积片段以及物理上分离多个相应的体积片段，使得每个分离的相应的体积片段包含多个单独的样品包中的相应一个(也可以称为样品部分)。这种物理分离可以由通过将多个相应的体积片段流体划分、隔离和/或解除耦合来提供。样品片段分配单元被配置用于分别访问多个相应体积段中的每一个，并且用于分配包含在由样品片段分配单元所访问的相应体积片段中的相应样品包的至少一部分，以在流体处理单元中进行进一步处理。因此，该样品划分器可以提供多个相应体积片段的前述“一次性”物理隔离，即，可以仅需要一个切换步骤以用于这种物理分离。

在实施例中，样品划分器可以被配置为通过流体地划分多个相应的体积片段来物理隔离多个相应的体积片段。

在实施例中，样品划分器可以包括具有多个样品回路的阀，例如，多个样品回路构建在阀中或者附接在阀的外部，其中，阀被配置为具有第一位置和至少一个第二位置，其中，第一位置用于串联地耦合多个样品回路以提供样品容器，至少一个第二位置用于使多个样品回路彼此解除耦合和流体分离(例如，以提供前述体积片段)，使得流体分离的多个样品回路中的至少一个能够被单独访问。

如本文中所使用的术语“样品回路”可以表示任何种类的样品储存体积，即，允许储存至少一定量的样品流体的体积，其可以是具有给定长度以及由此给定体积的流体导管(例如，流体毛细管)、任何种类的流体容器、柱(例如收集柱)等。

在第一位置中，阀可以配置成用于串联地耦合多个样品回路以提供样品容器，其中多个样品回路中的第一样品回路的输入提供样品容器的输入，多个样品回路中的连续样品回路的输入可以耦合至多个样品回路中的先前样品回路的输出，以及多个样品回路中最后一个样品回路的输出可以提供样品容器的输出，并且样品回路的长度被设置在样品容器的输入和输出之间。换言之，阀可以配置成提供多个样品回路的串联连接，然后通过这种串联连接提供样品容器。

阀可以包括多个第二位置，每个第二位置提供对多个样品回路中的相应一个的访问。

阀可以包括定子、第一转子、第一输入端口、第一输出端口、第二输入端口、第二输出端口、多个第一耦合器和多个第二耦合器，其中，第一转子被配置为提供相对于定子的旋转运动，第一输入端口用于接收样品流体，第一输出端口还可以或额外地耦合到废料器，第二输入端口用于接收移动相的流，第二输出端口用于输出移动相的流，多个第一耦合器优选地是凹槽，用于在第一位置将多个样品回路彼此以及与第一输入端口串联地耦合，多个第二耦合器用于耦合在第二输入端口和第二输出端口之间，以允许移动相在第二输入端口和第二输出端口之间流动。至少一些耦合器可以在第一耦合器和第二耦合器之间切换。

在一个实施例中，阀包括定子、第一转子、第一输入端口和第一输出端口，其中，第一转子配置为提供相对于定子的旋转运动，第一输入端口用于接收样品流体或替代地用于接收移动相的流，第一输出端口用于输出容器的内容物或替代地用于输出相应的所连接的回路的内容物。

在另外实施例中，例如遵循“馈送注入”原理，样品片段分配单元可以被配置为对样品容器加压并顺序从样品容器中推出多个单独的样品包中的每一个单独的样品包。

流体连接点可以设置为具有移动相流动路径以例如在特定系统压力下(即，在用于驱动移动相的泵单元的下游，例如，在色谱分离单元入口之前)提供移动相的流。流体连接点可以与用于对样品流体的复合物进行分离的色谱柱和样品片段分配单元流体连通。

样品片段分配单元可以被配置为将样品容器加压至与例如系统阶段压力相匹配的压力，并从样品容器经由流体连接点将多个单独的样品包中的每个单独的样品包依次推出并进入移动相流动路径。

本发明的实施例提供一种注入器，其配置成用于将样品流体引入流体处理单元中的移动相，注入器包括前述实施例的采样单元，用于接收样品流体，提供流体样品的多个单独的样品包，并且用于将多个单独的样品包中的每一个单独注入移动相中以在流体处理单元中进一步处理。

本发明的实施例提供一种用于处理样品流体的流体处理单元。这种流体处理单元包括前述实施例的采样单元或注入器，其被配置用于单独地分配多个单独的样品包中的每一个，以便在流体处理单元中进一步处理。

流体处理单元可以是以下中的一项：

·色谱单元，其用于色谱分离样品包中的复合物，

·二维色谱单元，其用于在第一色谱维度上色谱分离流体样品，并将分离出的流体样品作为样品流体提供给采样单元，以将样品包注入第二色谱单元从而进一步分离注入的样品包，

·液相色谱单元，其用于色谱分离样品包中的液体复合物，

·二维液相色谱单元，其用于在第一色谱维度中对液体样品进行色谱分离，并将分离出的液体样品作为样品流体提供给采样单元，以将样品包注入第二色谱单元从而进一步分离注入的样品包，

·分馏装置，其用于分馏样品包中的复合物，

·用于分析样品包的分析单元，包括质谱仪的质谱仪单元。

本发明的实施例提供一种用于对移动相中的样品流体的复合物进行分离的分离系统。这种流体分离系统可以包括移动相驱动器，优选为泵送系统，其适于驱动移动相通过流体分离系统；上述实施例的采样单元或注入器，其适于将样品流体引入到移动相中；和分离单元，优选为色谱柱，其适于对移动相中的样品流体的复合物进行分离。

分离系统可以包括以下至少一项：检测器，其适于检测样品流体中分离出的复合物；采集单元，其适于采集样品流体中分离出的复合物；数据处理单元，其适于处理从流体分离系统接收的数据；脱气设备，其用于对移动相进行脱气。

实施例可以由一种用于对流体样品的复合物进行分离的二维流体分离系统提供，其包括：第一流体分离系统，其用于色谱分离流体样品的复合物，第二流体分离系统，其用于进一步色谱分离流体样品中分离出的复合物，以及根据任一前述实施例的采样单元或注入器，其被配置为用于从第一流体分离系统接收分离的流体样品作为样品流体，并且用于将样品包注入第二液相色谱单元中以进一步分离注入的样品包。

实施例可以由一种用于对流体样品的复合物进行分离以色谱分离流体样品的复合物的流体分离系统、以及根据任一前述实施例的采样单元或注入器提供，采样单元或注入器配置成用于从流体分离系统接收分离的流体样品作为样品流体，并且用于将样品包转移到第二样品分离装置(例如，柱)中或转移到第一样品分离单元，以进一步分离注入的样品包。这样的实施例可以被称为“高清液相色谱”或“hdlc”。

实施例可以由一种处理样品流体的方法提供，其包括以下步骤：在具有一定长度的样品容器中接收并储存样品流体，提供流体样品的多个单独的样品包，每个样品包被包含在沿着样品容器的长度的相应的体积片段中，和单独分配多个单独的样品包中的每个样品包，以在流体处理单元中进一步处理。

在另外实施例中，阀包括至少一个第二位置和若干第二出口以及一个或若干第二入口，使得通过将阀切换到第二位置，多个回路流体地连接到其各自的流动路径，该流动路径包括相应的第二出口、相应的样品分离装置、相应的检测单元和相应的样品收集单元中的一个或多个。流体流可以并行地或同时地被提供到所述回路的相应的第二入口或共用的第二入口，并且因此可以同时将若干样品片段转移到进一步的相应样品处理中。

本发明的实施例可以基于最常规可用的hplc系统来实现，例如agilent1220、1260和1290infinitylc系列(由申请人agilenttechnologies提供)。

hplc系统的一个实施例包括一种泵送设备，该泵送设备具有在泵工作腔中往复运动的活塞，以将泵工作腔中的液体压缩至高压，在该高压下液体的可压缩性变得显著。

分离装置优选包括提供固定相的色谱柱。该柱可以是玻璃、金属、陶瓷或复合材料管(例如直径为50μm至500mm，优选地0.3mm到5mm，而长度为1cm至1m)或微流体柱(如在ep1577012a1或本申请人agilenttechnologies提供的agilent1200系列hplc-chip/ms系统中所公开的)。各个组分在以不同的速度传递通过带有洗脱剂的柱时，被固定相不同地容留并且彼此分离。在柱的端部，各个组分至少部分地彼此分离地洗脱。在整个色谱过程中，洗脱剂也可以收集在一系列级分中。柱色谱法中的固定相或吸附剂通常是固体材料。柱色谱法最常用的固定相是硅胶，其次是氧化铝。过去经常使用纤维素粉末。离子交换层析、反相色谱(rp)、亲和色谱或膨胀床吸附(eba)也是可行的。固定相通常是精细研磨的粉末或凝胶和/或微孔的以增加表面，其可以特别地化学改性，虽然在eba中使用流化床。

移动相(或洗脱剂)可以是纯溶剂或不同溶剂的混合物。其也可以含有添加剂，即，可以是所述添加剂在溶剂或溶剂混合物中的溶液。可以选择例如调节目标复合物的保留率和/或移动相的量进行色谱法。还可以选择移动相，使得可以有效地分离不同复合物。移动相可以包括通常用水稀释的有机溶剂，例如甲醇或乙腈。对于梯度操作，水和有机溶剂在分开的容器中被输送，梯度泵从该容器向系统输送规划的杂合物。其他常用的溶剂可以是异丙醇、thf、己烷、乙醇和/或其任何组合，或这些溶剂与前述溶剂的任何组合。

样品流体可以包括任何类型的过程液体、如果汁等的天然样品、如血浆等的体液，或者它可以是如来自发酵液等的反应的结果。

流体优选是液体，但也可以是或包括气体和/或超临界流体(如在例如us4,982,597a中所公开的超临界流体色谱-sfc中所使用的)。

移动相中的压力可以为0.2-200mpa(2至2000bar)，特别是10-150mpa(100至1500bar)，并且更特别地为50-120mpa(500至1200bar)。

hplc系统还可以包括用于检测样品流体的分离复合物的检测器、用于输出样品流体的分离的复合物的分馏单元、或其任何组合。由申请人agilenttechnologies提供的上述agilenthplc系列公开了hplc系统的进一步细节。

本发明的实施例可以部分地或完全地由一个或多个合适的软件程序或包来实施或支持，所述软件程序或者包可以储存在任何类型的数据载体上或者由任何类型的数据载体提供，并且可以在或由任何合适的数据处理单元执行。软件程序或例程可以优选地应用于控制单元。

在本申请的上下文中，术语“流体样品”、“样品流体”及类似术语可特别表示任何液体和/或气体介质，可选地还包括待分析的固体颗粒。可以包括将被分离的分子或颗粒的多个级分，例如生物分子，如蛋白质。由于将流体样品分离成级分涉及特定分离标准(例如质量、体积、化学性质等)，根据该分离标准进行分离，每个分离的级分可以通过另一分离标准(例如，质量、体积、化学性质等)进一步分离，从而将分离的级分分裂或分离成多个子级分。

在本申请的上下文中，术语“级分”可特别地表示流体样品的这种分子或颗粒组，其具有一定共同性质(例如质量、体积、化学性质等)，其中根据这些性质进行分离。然而，与一种级分相关的分子或颗粒仍可能具有某种程度的异质性，即可根据另一分离标准进一步分离。

在本申请的上下文中，术语“下游”可以具体表示与另一流体构件相比位于下游的流体构件，其将仅在流体样品或其组分与其他流体构件(因此被布置在上游)相互作用之后才与流体样品或其组分相互作用。因此，术语“下游”和“上游”涉及移动相和/或流体样品或其组分的流动方向，但不一定意味着从上游系统部件到下游系统部件的直接不间断流体连接。

在本申请的上下文中，术语“样品分离设备”可以特别地表示能够通过采用某种分离技术来分离流体样品的不同级分的任何设备。特别地，当配置为二维分离时，可以在这样的样品分离设备中设置两个分离单元。这意味着样品或任何其部分或(一个或多个)子组首先根据第一分离标准分离，并且随后根据相同或不同的第二分离标准进行分离。

术语“分离单元”、“分离装置”或类似术语可以具体表示如下流体构件，流体样品通过该流体构件被引导，并且该构件配置为使得在将流体样品导向通过分离单元时流体样品或其一些组分将根据一定选择标准被至少部分地分离成不同的分子或颗粒组(分别称为级分或子级分)。分离单元的示例是液相色谱柱，其能够选择性地延缓流体样品的不同级分。

在本申请的上下文中，术语“流体驱动器”或“移动相驱动器”可具体表示任何类型的泵或流动源或供应器，其配置为沿着流体路径引导移动相和/或流体样品。相应的液体供应系统可以配置为以受控的比例计量两种或多种液体，并且用于供应所得混合物作为移动相。可以设置多个溶剂供应管，每个溶剂供应管与含有相应液体的相应贮存器流体地连接，在溶剂供应管和流体驱动器的入口之间设置配料装置，该配料装置配置为通过顺序地将所选择的某些溶剂供应管与流体驱动器的入口耦合来调节溶剂成分，其中，流体驱动器配置为从所选择的溶剂供应管获取液体并且在其出口处供应液体的混合物。更具体地，一个流体驱动器可以配置为提供驱动或携带流体样品通过相应分离单元的移动相流，而另一流体驱动器可以配置为提供另一移动相流，其驱动或携带由相应分离单元处理后的流体样品或其部分通过另一分离单元。

附图说明

通过参考以下结合(一幅或多幅)附图对实施例的更详细的描述，将容易地体会并更好地理解本发明的实施例的其他目的和许多伴随的优点。实质上或功能上相同或相似的特征将由(一个或多个)相同的附图标记指代。图中的图示是示意性的。

图1示出了根据本发明实施例的、例如在高效液相色谱法(hplc)中使用的液体分离系统10，。

图2示出了被配置为二维分离单元的液体分离系统10的实施例。

图3-5示出了第二采样单元90的优选实施例。

图6-8示出了在所谓“馈送注入模式”中根据本发明另一方面的实施例。

具体实施方式

现在更详细地参考附图，图1描绘了液体分离系统10的一般示意图。泵20通常经由脱气器27从溶剂供应器25接收移动相，该脱气器将移动相进行脱气以及因此减少了其中的溶解气体量。作为移动相驱动器的泵20驱动移动相通过包括固定相的分离装置30(例如色谱柱)。在泵20和分离装置30之间设置有第一采样单元40(也称为样品分配器、样品引入装置、样品注射入等)，以将一种或多种样品流体的部分归入或添入(通常称为样品引入)移动相流(由参考数字200表示，另请参见图2)中。分离装置30的固定相适合于分离样品流体(例如液体)的复合物。提供了检测器50，其用于检测样品流体中分离出的复合物。可以提供分级单元60，其用于输出样品流体的分离出的复合物。

图2示出了液体分离系统10的实施例，其被配置为二维分离单元，该二维分离单元基于如图1所示的一维分离单元，但是具有用于提供第二维分离的附加组件和特征。作为第二流体驱动单元20'的第二泵通常经由第二脱气器27'从第二溶剂供应器25'接收另一移动相，该第二脱气器对该另一移动相进行脱气，从而减少溶解在另一移动相中的气体量。

提供第二采样单元90，其用于从第一流体分离维度的分离装置30接收分离出的流体样品，并将从第一流体分离维度的分离出的流体样品得到的样品包注入到第二流体分离维度的分离装置30'中以进一步分离注入的样品包。因此，第二采样单元90被设置用于将分离的流体样品或其部分从第一维度(附图标记20、30，...)转移到第二维度(附图标记20'，30'，...)。通过第一维度将流体样品分离成多个级分，并且至少一些级分或这些级分的部分/一些被转移(调制)到第二分离路径中，并通过第二维度进一步分离成多个子级分。

第二采样单元90可以被实现为或包括诸如流体阀之类的流体开关，如在前述us20160334031a1中公开的，并且可替代地或另外地包括或直接或间接地附接到一个或多个样品容器，以接收并至少临时储存第一流体分离维度的分离的流体样品或其至少一部分。每个样品容器可以如本领域中已知的那样体现，从而允许接收并至少临时储存液体，例如样品回路、收集柱、具有一定长度的样品容纳体积等。

提供检测器50以检测在第一维度中样品流体的分离出的复合物，并且检测器50可以例如用于监测或评估第一维度的色谱数据，例如在以“中心切割”、“综合”、高清晰度采样之一以及以任何其他操作模式来操作流体处理装置10时进行。在第二采样单元90的下游布置有另一检测器50'以用于检测第二维分离。可以提供分级单元以输出样品流体的分离出的复合物。处理后的流体也可以被导向废料器65。

在图1和2的两个实施例中，虽然每个移动相可能只由一种溶剂组成，但也可以由多种溶剂混合。这样的混合可以是低压混合并且在流体驱动单元20、20'的上游提供，使得各个流体驱动单元20、20'已经接收并泵送作为移动相的混合溶剂。替代地，任何流体驱动单元20、20'可以由多个单独的泵送单元组成，其中多个泵送单元中每一者接收并泵送不同的溶剂或混合物，使得移动相的混合(如相应的分离单元30、30'所接收的)在高压下并且在相应的流体驱动单元20、20'(或其一部分)的下游发生。移动相的成分(混合物)可以随时间保持恒定(所谓的等度模式)，也可以随时间变化(所谓的梯度模式)。

此外，在图1和图2的两个实施例中，可以是常规pc或工作站的数据处理单元、控制单元或处理器70可以耦合(虚线所示)至流体处理设备10中的装置的一个或多个，以接收信息和/或控制操作。例如，处理器70可以控制流体驱动单元20、20'的操作(例如，设置控制参数)，并从中接收关于实际工作状态的信息(例如，在泵的出口处的输出压力、流速等)。处理器70还可以控制溶剂供应器25、25'的操作(例如，设置要供应的溶剂或溶剂混合物)和/或脱气器27、27'的操作(例如，设置控制参数，例如真空度等)，并且可以从中接收有关实际工作状态的信息(例如随着时间供应的溶剂成分、流速、真空度等)。各个分离单元30、30'也可以由处理器70控制(例如，选择特定的流动路径或柱、设置操作温度等)，并且反过来将信息(例如，操作状态)发送至处理器70。因此，检测器50和50'可以由处理器70控制(例如，关于光谱或波长设置、设置时间常数、开始/停止数据采集)，并且将信息(例如，关于检测到的样品复合物)发送给处理器70。处理器70还可以控制分级单元的操作(例如，结合从检测器50接收的数据)。处理器70可以包括存储装置，该存储装置允许储存所有或选定的分析过程信息，并且还允许从先前的分析过程中检索储存的信息(这对于上述的搜寻操作(scoutingoperation)可能是有利的)。处理器70可以包括用于数据评估并用于提供数据评估结果以供进一步储存或作为人机界面的输出的软件或固件。

在根据图1和图2两者的优选实施例中，处理器70还优选地通过控制相应采样单元的输入和/或输出(例如通过控制以下至少一项：接收样品流体，至少临时储存接收的样品流体或其一部分，以及例如通过利用流体驱动单元20、20′中的一个或两个的操作条件控制样品注入或同步样品注入来分配接收的样品流体或其一部分)，来进一步控制第一采样单元40和/或第二采样单元90的操作。

返回至图2，第一流体驱动单元20因此构造成用于沿着第一流动路径85驱动第一流体(由移动相和其中注入的流体样品组成)，其中该第一流动路径85部分地位于第二采样单元90的上游并且部分地位于第二采样单元90的下游。第二流体驱动单元20'被配置成用于沿着第二流动路径86驱动实现为移动相的第二流体，其中该第二流动路径86也部分地位于第二采样单元90的上游并且部分地位于第二采样单元90的下游。

第二采样单元90流体耦合到第一流动路径85和第二流动路径86(然而，基本上不直接将它们流体地连接在一起)，并且可以由处理器70切换以将第一流体的一部分从第一流体路径85转移到第二流动路径86中，且优选地在该切换操作期间不中断沿着第一流动路径85和沿着第二流动路径86的流体流动(例如由同一申请人在ep3032253a1中描述的)。优选地避免第一流动路径85和第二流动路径86之间的直接流体连接。

图2中所示的流体处理装置10被配置为二维样品分离装置，该二维样品分离装置被配置为将第一流体分离成级分(可以由检测器50检测)，并且将转移的第一流体的级分中的至少一个分离成子级分(可以通过检测器50'检测)。

在下文中，将示出第二采样单元90的优选实施例。显然，第一采样单元40可以以相同的方式并且使用实施例和操作的相同原理来体现。在图3-5的实施例中，第二采样单元90被配置为具有与定子元件协作的至少一个转子元件转子的旋转阀，为了简化，在附图的原理图中可以省略其许多细节。转子元件和定子元件被配置为提供相对于彼此的旋转运动。尽管在所示的附图中，转子元件构造成相对于静态定子元件提供这种旋转运动，但是显然，转子和定子的功能是可互换的，这在本领域中是众所周知的。此外，对于本领域技术人员而言清楚的是，对于满足第二采样单元90的要求的这种旋转阀，还有许多其他可能的实施例。此外，代替旋转阀，可以相应地采用本领域中已知的任何其他阀类型，例如平移阀，多个截止阀和本领域中已知的以连接和断开流体路径并且以协调的方式受控制的其他阀。

图3a-3d示出了第二采样单元90的第一优选实施例，该第二采样单元被配置为具有外转子元件310和内转子元件320的旋转阀300，二者均与定子协作(为了简化，在图3的原理图中没有直接示出，而只示出其某些特征)。图3a至图3d示出了旋转阀300的四个不同的切换位置。转子元件310和320以及定子被配置为提供相对于彼此的旋转运动。在所示的实施例中，第二采样单元90包括多个样品回路，这里在该示例性实施例中，为三个样品回路330a、330b和330c。然而，明显地，取决于特定应用的需求，并且具体地取决于要提供的样品片段的数量，可以采用任何数量的样品回路，这将在后面说明。

图3a表示第二采样单元90处于用于引入样品流体的第一位置(也称为“填充位置”)，而图3b-3d表示第二采样单元90处于用于单独地分配来自样品流体的各个样品包的多个第二位置，其中图3b-3d中的每一个都描绘了分配各个样品包中的一个不同的样品包。

更详细地，图3a示出了用于将多个样品回路330a-330c串联耦合以提供样品容器340的第一位置，该样品容器340被耦合在第一输入管350和第一输出管360之间。样品回路330a-330c以及第一输入管350和第一输出管360(例如固定地)耦合到定子中的相应端口。外转子元件310包括多个(切向的)凹槽370a-370h，这些凹槽通过外转子元件310的旋转运动可以移动到合适的位置。在图3a的第一位置，凹槽370a耦合在第一输入管350和样品回路330a的第一端之间，凹槽370c耦合在样品回路330a的第二端和样品回路330b的第一端之间，凹槽370e耦合在样品回路330b的第二端与样品回路330c的第一端之间，并且凹槽370g耦合在样品回路330c的第二端与第一输出管360之间。因此，三个样品回路330a-330c串联连接并耦合在第一输入管350和第一输出管360之间，使得三个样品回路330a-330c的该串联连接提供了样品容器340。

内转子元件320包括具有基本径向定向的两个凹槽380a，380b。定子还包括：中心端口，第二输入管385耦合至该中心端口；径向凹槽387，第二输出管390耦合至径向凹槽387。在图3a所示的第一位置，第二输入管385通过凹槽380a耦合到凹槽370b的一端，而凹槽370b的另一端通过凹槽380b耦合到径向凹槽387，径向凹槽387又耦合到第二输出管390。通过该连接，第二输入管385基本上直接连接到第二输出管390。

关于图2的实施例，第一输入管350由表示(第一)分离单元30提供的第一维度分离的输出的附图标记85提供，第一输出管360由废料器65提供，第二输入管385由用于经由第二流动路径86接收移动相的流的附图标记86提供，第二输出管390由将第二采样单元90耦合至第二维度的分离单元30'并且由此提供到第二维度分离的样品输入的管87提供。

图3b示出了第二采样单元90在第二位置中的第一个的配置，该配置用于将多个样品回路330a-330c彼此解除耦合并且流体分离，使得流体分离的多个样品回路330a-330c中的一个，即图3b中的样品回路330a，可以被单独访问。

图3a和3b之间唯一的位置差异是外转子元件310已移动一个位置(向右或向左移动，即顺时针或逆时针方向，在该对称实施例中，除了凹槽370g或370a的内容物将丢失并且样品划分点被所述凹槽的体积移动的情况之外，该位置具有几乎相同的效果)。这样，多个样品回路330a-330c在物理上彼此隔离，或者换言之在流体上彼此分开，从而允许分别访问多个样品回路330a-330c中的每个相应的样品回路。

在图3b中详细地，凹槽370a和370b现在(与定子的径向特征协同作用)将样品回路330a耦合在凹槽380a和380b之间，使得样品回路330a耦合在第二输入管385和第二输出管390。凹槽370c和370d耦合到样品回路330b，并且凹槽370e和370f耦合到样品回路330b。然而，由于没有与耦合至凹槽370c-370f的各个端口耦合的另外的凹槽或其他连接件，因此样品回路330b-330c与设置在第一输入管350和第一输出管360之间的流动路径或设置在第二输入管385和第二输出管390之间的流动路径解除耦合，由此将样品级分储存在这些回路中。

图3a-3d中的定子还包括凹槽395，使得在图3b-3d中所示的每个第二位置，第一输入管350通过凹槽395和凹槽370a-370h中的相应两个耦合到第一输出管360。在图3b中，凹槽370g和370h分别连接在第一输入管350和凹槽395之间以及凹槽395和第一输出管360之间。

图3c-3d示出了当沿逆时针方向旋转内转子元件320时的相应耦合和连接方案，以便在图3c中将样品回路330b耦合在第二输入管385和第二输出管390之间以及在图3d中将样品回路330c耦合在第二输入管385和第二输出管390之间。因此，通过分别旋转内转子元件320，可以分别寻址或拨出样品回路330a-330c中每一个，并将其耦合在第二输入管385和第二输出管390之间。

下面将说明第二采样单元90的操作。

从图3a中的第一位置(或填充位置)开始，样品流体经由第一输入管350引入，并在样品流体连续流动的情况下连续流过样品回路330a-330c。在引入样品流体之前存在于样品回路330a-330c中的任何流体将经由第一输出管360被排出，例如进入废料器。这意味着在经由第一输入管350引入样品流体一段时间之后，每个样品回路330a-330c被样品流体(的相应部分)填充。

在以上图2的实施例的情况下，图2代表二维分离单元并且第一输入管350代表来自第一维分离的输出(即，在由分离装置30分离之后)，经由第一输入管350引入样品回路330a-330c的样品流体已经被预分馏(通过分离装置30)，因此具有多种不同复合物，其各自浓度的空间分布不同。这意味着在将(预分馏)样品流体引入第二采样单元90的过程中，样品流体中各个预分馏复合物的浓度的不同(空间)分布将沿着样品容器340的长度方向以及由此在每个样品回路330a-330c中存在。因此，通过适当地控制通过样品容器340的样品流体的流动，可以实现的是，由于容器340中复合物浓度沿其长度的空间分布，将在每个采样回路330a-330c中存在不同浓度或数量的单个样品组分。可以优选地控制样品流体的流动，以确保包含感兴趣复合物的样品流体部分中基本上所有或至少大部分被保存在容器340中，而经由管350供应的流体的前面的部分和后面的部分被丢弃到废料器360中。

因此，利用采样单元90处于如图3a所述的第一位置的配置，样品容器340可以接收和储存样品流体(经由第一输入管350)。取决于样品流体的沿着样品容器340的长度的均质性(或者说非均质性)，每个样品回路330a-330c将包括如在相应样品回路的相应体积片段中所包含的流体样品的单个样品包。

当将外转子元件310从第一位置(如图3a所示)切换到第二位置(如图3b-3d所示)时，样品回路330a-330c在物理上(因此在流体上)彼此分离，从而每个样品回路330a-330c包含流体样品的单个样品包。进一步地，通过切换外转子元件310，第一输入管350现在与样品回路330a-330c分离并且直接耦合到第一输出管360，从而经由第一输入管350引入的任何流都不会通过样品回路330a-330c而是(在通过相应的凹槽，例如图3b中的凹槽370h，395和370g之后)直接到达第一输出管360(例如进入废料器)。

借助于内转子元件320的旋转，每个样品回路330a-330c可以被单独拨出，即，单独耦合在第二输入管385和第二输出管390之间，并且因此被访问(或者换句话说，被“读出”)。

如果采样单元90是二维分离系统(例如如图2所示)的一部分，通过内转子元件320的旋转，如包含在样品回路330a-330c的相应一个中的流体样品的每个单独的样品包被分配(或换句话说，注入)到泵20'和分离单元(最好是柱)30'之间的第二维分离路径86、87中用于进一步分离。

从以上显而易见的，例如与前述us20170219540a1中描述的这种样品包的按顺序得“一个接一个”储存相反，根据本发明实施例的采样单元90提供了将流体样品的各个样品包到样品回路330a-330c中的“一次性”串联储存。例如，当参考us20170219540a1的图3时，阀202将在不同的样品回路180之间“一个接一个地”切换，以便将相应的样品包分别沉积/储存在相应的一个样品回路180中。因此在某种意义上，本发明的实施例允许以“一次性”方式“并联储存”各个样品包，即，仅需要一个切换步骤(例如，通过图3的实施例中的外转子元件310)，相比之下，如本领域中已知的“顺序储存”模式(例如前述的us20170219540a1)，则需要n个切换步骤来填充n个样品回路。

从以上还显而易见的是，样品包的粒度(granularity)，即如样品容器340分离的不同样品包的数量，以及每个样品包的相应体积可以通过在第二采样单元90中采用的样品回路330的数量和/或几何形状进行改变和控制。尽管优选地以基本上相同的方式(即，具有基本相同的体积和/或几何形状)设置各个样品回路330，但是根据例如应用的具体要求可以考虑和采用任何变化。

如上所述，不同的切换方案和配置也是可能的，例如，包括堆叠的转子和/或定子，多个非旋转(例如线性)阀，x-y平移阀或转换平面等。

(第二)采样单元90还可以采用其他配置，如图2的示例性实施例。作为示例，如图1或图2中任一个所示的(第一)采样单元40可以实现为如图3所示，其中第一输入管350用于将样品流体填充到样品容器340中，第一输出管360也可以耦合到例如废料器，并且第二输入管385代表来自泵送单元20的流体管，第二输出管390代表流向分离单元30的流体管。

图3e-3h描绘了与图3a-3d的实施例相似的替代示例，因此，为了简化，在此仅说明差异。图3e-3h的实施例实施了所谓的“停车甲板(parkdeck)”阀配置，其可以适用于2d-lc以及“单栈”(hdlc)配置设置。在该实施例中，仅存在两个外部流体连接件350和360，它们可以交替地使用以装载容器340和拨出隔离的体积部分，例如图3e-3h中描绘的示例性的三个样品回路330a-330c。(图3a-3d的)凹槽395被消除，并且第二输入管385和第二输出管390分别连接到在图3a-3d中耦合凹槽395的相应端口。在图3e-3h的该实施例中，第一输入管350和第一输出管360均用于装载容器340(当该实施例借助于如图3e(“单栈”)中描绘的相应的调节阀(此处未显示)连接至第一维分离，例如连接至分离单元30的下游时)。在图3f-3h的位置处，三个样品回路330a-330c中的相应一个的内容物被拨出。该实施例可以借助于相应的调节阀(在此未示出)连接到第二维度分离，例如第二分离单元30'的上游。

图4a-4d示出了第二采样单元90的第二优选实施例，该第二采样单元90也被配置为旋转阀400，然而，仅具有与定子配合的一个转子元件410，同样为了简化，在图4的原理图中未直接示出该定子。以与图3a-3d基本相同的方式和操作顺序，图4a-4d示出了旋转阀400的四个不同切换位置。图4中与图3具有相同功能的特征以相同的附图标记示出。

如上所述，图4和图3的实施例之间的实质区别在于，(图3)的内转子元件320和外转子元件310的功能由(图4中)(单个)转子元件410提供。为了覆盖以下两个功能：(1)将多个样品回路330a-330c彼此流体分离，以及(2)分别寻址分离的样品回路330a-330c中的每一个，转子元件410中的凹槽不放置为旋转对称而是如图4所示为偏心式。

图4a表示第二采样单元90处于第一位置(也称为“填充位置”)以用于引入样品流体，而图4b-4d表示第二采样单元90处于多个第二位置，以分别用于从样品流体中分配各个样品包，图4b-4d中的每一个示出了分配各个样品包中的一个。

更详细地，图4a示出了第一位置，其中多个样品回路330a-330c串联耦合以提供样品容器340，该样品容器340耦合在第一输入管350和第一输出管360之间。样品回路330a-330c以及第一输入管350和第一输出管360(例如固定地)耦合到定子中的相应端口。转子元件410包括多个(径向)凹槽370a-370d，其能够通过转子元件410的旋转运动被移动到合适的位置。在图4a的第一位置，凹槽370a耦合在第一输入管350和样品回路330a的第一端之间，凹槽370b耦合在样品回路330a的第二端和样品回路330b的第一端之间，凹槽370c耦合在样品回路330b的第二端与样品回路330c的第一端之间，并且凹槽370d耦合在样品回路330c的第二端与第一输出管360之间。因此，三个样品回路330a-330c串联连接并耦合在第一输入管350和第一输出管360之间，使得三个样品回路330a-330c的这种串联连接提供了样品容器340。

类似于图3的实施例，转子元件410包括两个凹槽380a，380b，其具有基本上垂直于(径向)凹槽370a-370d的定向。定子还包括第二输入管385耦合到的中心端口，第二输出管390耦合到的径向凹槽387。在如图4a所示的第一位置，第二输入管385经由凹槽380a耦合到另一凹槽420的一端，而凹槽420的另一端经由凹槽380b耦合到径向凹槽387，径向凹槽387转而耦合到第二输出管390。通过该连接，第二输入管385基本上直接连接到第二输出管390。

图4b示出了第二采样单元90在第二位置中的第一个的配置，该配置用于将多个样品回路330a-330c彼此解除耦合和流体分离，使得流体分离的多个样品回路330a-330c中的一个，即图4b中的样品回路330a，可以被单独访问。

图4a和4b之间的唯一位置差异是转子元件410已逆时针移动了一个位置。这样，由于凹槽370a-370d不再在样品回路330a-330c之间耦合(如图4a中所示)，所以多个样品回路330a-330c变得彼此物理分离，换言之彼此流体分开，因此允许单独访问多个样品回路330a-330c中的每一个相应的样品回路。

在图4b中详细地，样品回路330a耦合在凹槽380a和380b之间，使得样品回路330a耦合在第二输入管385和第二输出管390之间。

图4c-4d示出了进一步逆时针旋转转子元件410时的相应耦合和连接方案，以便在图4c中将样品回路330b耦合在第二输入管385和第二输出管390之间，以及在图4d中将样品回路330c耦合在第二输入管385和第二输出管390之间。因此，通过分别旋转转子元件410，样品回路330a-330c中每一个可以被单独寻址并且耦合在第二输入管385和第二输出管390之间。

图4a-4d的第二采样单元90的操作与前面关于图3a-3d所述的基本相同，在此做了必要的修改。从图4a中的第一位置(或填充位置)开始，样品流体经由第一输入管350被引入，并在样品流体连续流动的情况下连续流过样品回路330a-330c。在引入样品流体之前存在于样品回路330a-330c中的任何流体将通过第一输出管360被排出，例如进入废料器。这意味着在经由第一输入管350引入样品流体一段时间之后，每个样品回路330a-330c被样品流体填充。因此，样品容器340可以(经由第一输入管350)接收和储存样品流体。取决于沿着样品容器340的长度的样品流体的均质性(或者说非均质性)，样品回路330a-330c中每一个将包括如相应样品回路的相应体积片段中所包含的流体样品的单个样品包。

当将转子元件410从第一位置(如图4a所示)切换到第二位置(如图4b-4d所示)时，样品回路330a-330c在物理上并因此在流体上彼此分离，使得样品回路330a-330c中每一个都包含流体样品的单个样品包。此外，第一输入管350现在与样品回路330a-330c分离，并且优选地直接耦合至第一输出管360(例如，经由图中未示出的连接)，使得经由第一输入管350引入的任何流将不会通过样品回路330a-330c，而是到达第一输出管360(例如，进入废料器)。

通过(进一步)旋转转子元件410，每个样品回路330a-330c可以单独地耦合在第二输入管385和第二输出管390之间并因此被访问(或换句话说，被单独地“读出”)。

图4的实施例相对于图3的优点在于，整个功能可以通过单个转子实现，这可以消除对第二转子驱动器和复杂机械结构的需求。

通过将管390连接到管350，也可以将该实施例实现为所谓的“停车甲板(parkdeck)”阀(如在前述us20170219540a1中那样)，但是这将在阀中需要附加特征以在位置4b-4d处建立管350和360的端口之间的直接连接。这种复杂的结构可以例如以多层结构(例如金属、陶瓷或塑料微流体)实现。

图5a-5e示出了第二采样单元90的第三优选实施例，该第二采样单元90还被配置为旋转阀500，同样如图4所示，该旋转阀仅具有与定子配合的一个转子元件510，同样为了简化，在图5的原理图中未直接示出定子。图5a-5e以与图3a-3d和图4a-4d基本相同的方式和操作顺序示出了旋转阀500的五个不同切换位置。图5中与图3和4具有相同功能的特征用相同的附图标记表示。

如在图4的实施例中一样，图3的)内转子元件320和外转子元件310的功能由(在图5中)(单个)转子元件510提供。为了覆盖以下两个功能：(1)将多个样品回路330彼此流体分离，以及(2)分别寻址分离的样品回路330中每一个，转子元件510在图5中呈非对称形状。图5的示例性实施例包括四个样品回路330a-330d(与图3和图4的示例性实施例的三个样品回路330a-330c相反)。

图5a表示处于第一位置(也称为“填充位置”)以引入样品流体的第二采样单元90，而图5b-5e表示处于多个第二位置的第二采样单元90，以用于分别从样品流体中分配各个样品包，其中图5b-5e中每一个均描绘了分配各个样品包中的一个。

更详细地，图5a示出了第一位置，其中多个样品回路330a-330d被串联地耦合以提供样品容器340，该样品容器被耦合在第一输入管350和第一输出管360之间。样品回路330a-330d以及第一输入管350和第一输出管360(例如固定地)耦合到定子中的相应端口。转子元件510包括多个凹槽370a-370e，其在图5b-5e中可以最佳地看到，并且通过转子元件510的旋转运动可以被移动到合适的位置。在图5a的第一位置，凹槽370a耦合在第一输入管350和样品回路330a的第一端之间，凹槽370b耦合在样品回路330a的第二端和样品回路330b的第一端之间，凹槽370c耦合在样品回路330b的第二端与样品回路330c的第一端之间，凹槽370d耦合在样品回路330c的第二端与样品回路330d的第一端之间，以及凹槽370e耦合在样品回路330d的第二端与第一输出管360之间。因此，四个样品回路330a-330d串联连接并耦合在第一输入管350和第一输出管360之间，使得四个样品回路330a-330d的这种串联连接提供了样品容器340。

与图3和图4的实施例不同，转子元件510还包括八个凹槽520a-520h。定子还包括两个端口，第二输入管385和第二输出管390分别耦合到这两个端口。在如图5a所示的第一位置，第二输入管385经由未示出的连接(可以在定子元件和转子元件510中的一个或两个中实现)耦合到第二输出管390。通过这种连接，第二输入管385基本上直接连接到第二输出管390。

图5b示出了第二采样单元90在第二位置中第一个的配置，该配置用于将多个样品回路330a-330d彼此解除耦合和流体分离，使得流体分离的多个样品回路330a-330d中的一个，即图5b中的样品回路330a，可以被单独访问。

图5a和5b之间的唯一位置差异是转子元件510已逆时针移动了一个位置。这样，由于凹槽370a-370e不再在样品回路330a-330d之间耦合(如图5a中所示)，所以多个样品回路330a-330d在物理上彼此分离，或者换言之在流体上彼此分开，使得允许单独访问多个样品回路330a-330d中每一个相应的样品回路。

在图5b中详细地，样品回路330a耦合在凹槽520a和520b之间，使得样品回路330a耦合在第二输入管385和第二输出管390之间。

图5c-5e示出了进一步逆时针旋转转子元件510时的相应耦合和连接方案，以在图5c中将样品回路330b耦合在第二输入管385和第二输出管390之间，在图5d中将耦合样品路330c耦合在第二输入管385和第二输出管390之间，并且在图5e中将样品回路330d耦合在第二输入管385和第二输出管390之间。因此，通过分别旋转转子元件510，每个样品回路330a-330d可以被单独寻址并且耦合在第二输入管385和第二输出管390之间。

图5a-5e的第二采样单元90的操作与参照图4a-4d和图3a-3d所述的基本相同，并且在此作必要的修改。从图5a中的第一位置(或填充位置)开始，样品流体经由第一输入管350被引入，并在样品流体连续流动的情况下连续流过样品回路330a-330d。在引入样品流体之前存在于样品回路330a-330d中的任何流体将经由第一输出管360被排出，例如进入废料器。这意味着在经由第一输入管350引入样品流体一段时间之后，样品回路330a-330d中每一个被样品流体填充。因此，样品容器340可以(经由第一输入管350)接收和储存样品流体。取决于沿着样品容器340的长度的样品流体的均质性(或者说非均质性)，样品回路330a-330d中每一个将包括如在相应样品回路的相应体积片段中所包含的流体样品的单个样品包。

当将转子元件510从第一位置(如图5a所示)切换到第二位置(如图5b-5e所示)时，样品回路330a-330d在物理上并因此在流体上彼此分离，使得样品回路330a-330d中每一个都包含流体样品的单个样品包。此外，第一输入管350现在与样品回路330a-330d分离，并且优选地直接耦合至第一输出管360(例如，经由图中未示出的连接)，使得经由第一输入管350引入的任何流将不会通过样品回路330a-330d，而是到达第一输出管360(例如进入废料器)。

通过进一步旋转转子元件510，样品回路330a-330d中每一个可以被单独地耦合在第二输入管385和第二输出管390之间并且因此被访问(或者换言之，被单独“读出”)。

类似于图4的实施例，图5中的各个凹槽370相对于彼此径向地移位，使得当在样品回路单元330之间切换时，这些凹槽370的内容物不会被“传输”到另一个样品回路330，从而允许避免或至少减少对样品流体中复合物的顺序造成不希望修改的样品污染。

在图4和图5的两个实施例中，转子元件410和510以及定子被配置为提供相对于彼此的旋转运动。在所示的实施例中，第二采样单元90包括多个样品回路，即在图4的实施例中为三个样品回路330a-330c，并且在图5的实施例中为四个样品330a-330d。然而清楚的是，取决于特定应用的要求，尤其是取决于如后文所述的要提供的样品片段的数量，可以应用任何数量的样品回路。

图6a-6b和图7a-7b示出了所谓的“馈送注入模式”的根据本发明另一方面的实施例。这两个实施例仅在原理上示出。适用于本发明的更详细的实施例例如在由同一申请人提出的wo2014085003a2和ep3252464a1中进行了描述，这些申请中与馈送注入相关的内容通过引用结合到本文中。

更详细地，图6a描绘了类似于图2的二维色谱系统，但仅是示意性表示。第一维度由具有耦合在其下游的分离装置30(例如色谱柱)的泵20表示。第二维度由具有耦合在其下游的(第二)分离装置30’(例如色谱柱)的(第二)泵20’表示。

在图6a的实施例中，采样单元600耦合在第一维度和第二维度之间，其包括切换单元610、计量装置620和样品容器630(其类似于图3-5的实施例，优选地可以是样品回路、收集柱等)。可选的座640可以用于允许将计量装置620的流动路径与样品容器630一起物理地解除耦合。

切换单元610优选地被实现为阀，诸如在图6中示意性地描绘的旋转阀。然而，不言而喻，可以相应地使用任何其他阀，诸如线性阀或其他类型的切换单元。

在图6a-6b的实施例中，切换单元610包括具有第一凹槽650、第二凹槽660和端口670的定子元件。切换单元610的转子元件包括耦合在端口670的一端上的凹槽680。凹槽680的另一端可以(通过转子元件和定子元件之间的旋转运动)耦合到第一凹槽650或第二凹槽660。

如以上已经解释的，元件指定为“转子”还是“定子”基本上是任意的并且是可交换的。典型地并且为了技术简化，在旋转阀中，定子元件承受(从旋转阀的外部)耦合到旋转阀的其他部件，例如毛细管，配件等，而转子元件不具有或仅承担最少的此类外部组件。

在操作中并且当切换单元610处于图6a的位置时，凹槽680与第一凹槽650耦合，第一凹槽650可以与分离装置30流体耦合，而第一凹槽650的另一端可以耦合到废料器。计量装置620与样品容器630一起在图6a的该位置流体地耦合至分离装置30的输出(经由第一凹槽650流动)，从而允许计量装置620(例如通过沿如图6a中的箭头的方向的移动)将流体从第一凹槽650经由凹槽680抽吸到样品容器630中。因此，可以将由分离装置30预分馏的样品流体抽吸到样品容器630中。清楚的是，特别是取决于计量装置620的运动，第一凹槽650中的全部流体流或其仅一部分可被抽吸到样品容器630中。

作为图6a中描绘的“样品抽吸”操作的结果，样品容器630可容纳预分馏的样品流体，即，包括由分离装置30分离的多种不同的复合物，其中每个复合物具有沿着样品容器630的长度的相应的空间浓度分布。相对于从分离装置30的洗脱，样品容器630内的预分馏的样品流体将是“逆序”，即首先从分离装置30洗脱的这种复合物将在空间上朝向计量装置620而被容纳在样品容器630中，而最后从分离装置30中洗脱的这种复合物将在空间上朝向端口670而被容纳在样品容器630中的另一端。

当将切换单元610从图6a的位置旋转到图6b的位置时，计量装置620和端口670之间的流动路径现在经由凹槽680耦合到第二凹槽660，第二凹槽660转而耦合在设置在泵20'和分离装置30'之间的第二维度的高压流动路径之间。在这个位置，例如通过计量装置620的沿图6b中箭头所示的方向的移动，计量装置620现在可以将计量装置620和端口670之间的流动路径的内容物推入第二凹槽660，从而推入泵20'和分离装置30'之间的第二维流动路径，使得这种被推入的内容物可以例如由分离装置30’(进一步)分离。计量装置620和端口670之间的流动路径的体积通常被设计成基本上由样品容器630的体积决定和限定，即，样品容器630的体积通常被设计成比这种流动路径中的剩余体积大得多(例如呈数量级地)。

为了例如在第一凹槽650(可以接近环境压力)和第二凹槽660(可以在几百巴的范围内)的不同压力水平之间调节，可以优选地通过计量装置620，例如通过计量装置620在图6b中的箭头方向上的活塞运动，来提供样品容器630的预加压。这种预加压优选地在阀610的如下状态下提供，即，当凹槽680既不耦合到第一凹槽650也不耦合到第二凹槽660时。

本领域已知的“馈送注入”(例如在前述wo2014085003a2和ep3252464a1中)以“一次性”提供，即，样品容器630的(基本上全部)内容物在一个步骤或注入操作中馈送/注入分离装置30'。在这样的注入操作之后，在这样的现有技术操作中的样品容器630可以被重新填充以用于进一步的注入操作。

根据本发明的实施例，不是将样品容器630的全部内容物朝着分离装置30'推出，而是将采样单元600配置为顺序地分配(例如，朝着分离装置30'推出)沿着样品容器630的长度容纳的各个样品包。在示例中，可以操作计量装置620以首先将第一样品包朝向分离装置30'分配，然后是第二样品包，第三样品包，依此类推，其中第一样品包(在空间上)在样品容器630中定位成最朝向端口670，并且每个连续的样品包在样品容器630内定位成进一步朝向计量装置620。

在优选实施例中，可以颠倒样品容器630在计量装置620与端口670之间的定向，以便以“正确顺序”(fifo-先入先出)，即与“逆序”(lifo-后进先出)相反，将样品容器630的内容物朝向分离装置30'布置，使得首先从分离装置30洗脱的复合物将在空间上朝向端口670而容纳在样品容器630中，以及最后从分离装置30洗脱的这些组分将在空间上朝向计量装置620而容纳在样品容器630的另一端。

清楚的是，定子凹槽可以被实施为在各个流体管的接合点处的精确的孔，而不是突出的通道。同样清楚的是，这种的样品分配阀可以包括到多个第一维系统和/或多个第二维系统的连接，使得例如抽取到容器630中的样品可以依次分批注入多个第二维系统(20'-30'；20”-30”等)。

根据前述，采样单元600的操作，包括切换装置610和计量装置620的操作，可以由控制单元70控制。

图7a-7b示出了例如用于过程控制的本发明的另一个实施例。代替图6所示的实施例中的第一维分离，图7的实施例中的采样单元600耦合到(在图7的表示中的左侧)由驱动单元700(例如，泵)和流动路径710在图7中示意性表示的“流动通过”单元，其中流体可以通过驱动单元700在流动路径710中移动。这种流动通过单元可以是或进一步包括例如用于产生和/或改性化学和/或生物复合物的生物或化学反应器，其中流动路径710流体地耦合到该反应器并从该反应器流体地传输复合物。流动路径710被设置成以允许从该流动路径710中抽取样品流体以例如在过程控制的意义上进一步分析这样抽取的样品流体。这样的抽取过程可以是用于仅抽取一次样品流体的单一过程，或者是例如以定义的时间周期(例如每分钟一次)定期地抽取样品流体的意义上的常规过程。

图7a-7b中的实施例的操作与上面针对图6a-6b所示的基本相同，并且仅需简要重申。在图7a的位置中，凹槽680耦合至第一凹槽650，使得计量装置620可以在样品流体流经流动路径710时抽取存在于第一凹槽650中的样品流体。所抽取的样品流体被储存在样品容器630中。通过将阀610从图6a的位置切换到图6b的位置，计量装置620可以朝着分离装置30'分配沿着样品容器630的长度包含在各个体积片段中的各个样品包，以进一步分离。

代替由泵20'和分离装置30'的流动路径提供并示意性地表示的分离，不言而喻，本领域中已知的任何其他流体处理单元可以耦合到采样单元600以处理通过采样单元600分配的各个样品包。

图8以示意图的形式示出了另一个实施例，该实施例也提供了如上述图6和图7所示的“馈送注入”。图8的实施例示出了与以上关于图1所示的实施例相似的一维色谱单元，但是，不同的是，第一采样处理单元40被用于提供“馈送注入”的采样单元800代替。采样单元800还包括计量装置620、样品容器630，并且可以包括取决于相应应用的细节的其他部件。采样单元800可以通过简单的t形连接(如图8中示意性地示出的)在耦合点810处或者通过诸如阀(例如旋转阀，线性阀或止回阀)等本领域已知的任何其他方式，耦合到泵20和分离单元30之间的流动路径。

在操作中并且如上所述，通过控制计量装置620与耦合点810之间的流动路径中的压力，可以将样品容器630中包含的样品流体分配并注入到泵20和分离单元30之间的流动路径中。这种加压可以由计量装置620单独提供，但也可以替代地或附加地采用其他泵送单元(图中未示出)。

在上文中，已经解释了已经预分馏的样品流体可以被容纳在样品容器630中，即，样品流体包括多种不同的复合物，每种复合物具有例如由先前的色谱分离过程导致的沿着样品容器的长度的相应的空间浓度分布。然后可以分配这种预分馏的样品流体的各个样品包以进行进一步处理。

在优选实施例中，应假定容纳在样品容器630中的样品流体沿样品容器630的长度是基本均匀的，从而可以假定由采样单元800分配的每个单独的样品包应当基本相同，即包含基本相同的级分成分。这也可能是例如在图7的过程控制布置中在样品流抽取过程中流动路径710中的流体流的成分基本相同时的情况。

在所谓的“色谱平均”或“多重hplc”中，将相同样品流体的多个部分注入色谱流动路径中以进行色谱分离。在样品流体的前一部分仍在被分离的同时，注入后来的部分，使得换句话说，多个分离过程(不过是相同的样品流体)在同一时间发生，但是暂时相互偏移或相互移位。通过了解注入事件之间的时间关系，可以对所得色谱图进行后处理，并可以提高分离级分的分辨率。例如，这例如在以下文献中进行更详细的描述：alexanderf.siegle和olivertrapp的“developmentofastraightforwardandrobusttechniquetoimplementhadamardencodedmultiplexingtohigh-performanceliquidchromatography”，分析化学，2014，86，10828-10833；或kerstinzawatzky，linmingxiang，wesschafer，bingmao，olivertrapp，christopherj.welch的“usingchromatogramaveragingtoimprovequantitationofminorimpurities”，色谱学报a，1465(2016)205-210。

在图8的实施例中，并且遵循前述的“色谱平均”或“多重hplc”，容纳在样品容器630中的样品流体的各个部分被依次分配并注入到耦合点810，并将通过分离单元30进行分离。因此，通过使用“馈送注入”原理，可以更简单地提供样品分配，并且特别地避免了由于将一个或多个样品回路切换进和切换出泵20和分离单元30之间的高压路径而产生的压力假象。

一般而言，并且与具体实施例无关，当采用“馈送注入”原理时，即，通过将两种流组合而将包含样品的流馈送到高压分离路径中时(例如如图8所示的)，在高压分离路径中施加溶剂梯度(即溶剂混合物随时间的变化)时必须小心，使得梯度在样品被“注入”到分离路径中之前不会开始。否则，由于梯度期间溶剂混合物随时间的变化，这可能导致样品分离的起始条件不受控制。

在图8的实施例中，当泵20被配置为提供流向分离单元30的随时间的溶剂成分的梯度时，需要控制采样单元800以及泵20，从而使泵20将提供“基本上”恒定的溶剂混合物(其甚至可以仅是单一溶剂，例如100％溶剂a和0％溶剂b)，直到计量装置620已经经由耦合点810将样品容器630的待注入的所有样品完全“注入”到泵20和分离单元30之间的高压流路中为止。一旦待注入的样品已经通过耦合点810朝向分离单元30，则可以将泵20操作成梯度模式以生成流向分离单元30的随时间变化的期望溶剂混合物。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种用于处理样品流体的采样单元(90；600；800)，所述采样单元包括：

样品容器(340；630)，其具有一定长度并被配置成接收和储存所述样品流体，其中，所述样品流体的成分在所述样品容器(340；630)的所述长度上不均匀，和

样品片段分配单元(300；600；800)，其被配置成提供流体样品的多个单独的样品包，并且被配置成单独分配所述多个单独的样品包中的每一个以在流体处理单元中进一步处理，其中，每个所述样品包被包含在沿着所述样品容器(340；630)的所述长度的相应的体积片段中。

2.根据权利要求1所述的采样单元(90；600；800)，其包括以下至少一项：

所述样品容器(340；630)包括入口和出口，并且所述长度在所述入口和所述出口之间；

所述样品流体包括多种不同的复合物；

所述样品流体包括在所述样品容器(340；630)的所述长度上具有不同浓度分布的多种不同的复合物；

所述样品流体包括多种不同的复合物，每种所述复合物沿着所述样品容器(340；630)的所述长度具有各自的空间浓度分布，其中，所述空间浓度分布是由先前的样品处理产生的；以及所述样品处理可以是色谱分离、流动反应、化学反应、发酵和从过程流体中抽取样品中的一种；以及

所述样品流体包括通过先前的色谱分离过程进行了预分馏的多种不同的复合物。

3.根据权利要求1或2所述的采样单元(90；600；800)，还包括样品划分器(300)，所述样品划分器被配置为将所述样品容器(340；630)沿其长度划分为多个相应的体积片段(330)以及物理上分离所述多个相应的体积片段(330)，使得每个分离的所述相应的体积片段包含所述多个单独的样品包中的相应一个，

其中，所述样品片段分配单元(300；600；800)被配置用于分别访问所述多个相应的体积片段(330)中的每一个，并且用于分配包含在由所述样品片段分配单元所访问的相应体积片段中的相应所述样品包的至少一部分，以在所述流体处理单元中进行进一步处理。

4.根据前述权利要求所述的采样单元(90；600；800)，其中：

所述样品划分器(300)包括具有多个样品回路(330)的阀(300)，其中，所述阀(300)被配置为具有第一位置(图3a；图4a；图5a)和至少一个第二位置(图3b-3d；图4b-4d；图5b-5e)，其中，所述第一位置用于串联地耦合所述多个样品回路(330)以提供所述样品容器(340；630)，所述至少一个第二位置用于使所述多个样品回路(330)彼此解除耦合并且流体分离，使得流体分离的所述多个样品回路(330)中的至少一个能够被单独访问。

5.根据前述权利要求所述的采样单元(90；600；800)，包括以下至少一项：

其中，在所述第一位置(图3a；图4a；图5a)中，所述阀(300)配置成用于串联地耦合所述多个样品回路(330)以提供所述样品容器(340；630)，其中所述多个样品回路(330)中的第一样品回路的输入提供所述样品容器(340；630)的输入，所述多个样品回路(330)中的连续样品回路的输入耦合至所述多个样品回路(330)中的前一个样品回路的输出，以及所述多个样品回路(330)中最后一个样品回路的输出提供所述样品容器(340；630)的输出，并且所述样品回路的所述长度被设置在所述样品容器的(340；630)的所述输入和所述输出之间；

其中所述阀(300)包括多个第二位置(图3b-3d；图4b-4d；图5d-5e)，每个所述第二位置(图3b-3d；图4b-4d；图5b-5e)提供对所述多个样品回路(330)中的相应一个的访问；

所述阀(300)包括定子、第一转子、第一输入端口、第二输入端口、第二输出端口、多个第一耦合器和多个第二耦合器，其中，所述第一转子被配置为提供相对于所述定子的旋转运动，所述第一输入端口用于接收所述样品流体，所述第二输入端口用于接收移动相的流，所述第二输出端口用于输出所述移动相的流，所述多个第一耦合器用于在所述第一位置(图3a；图4a；图5a)将所述多个样品回路(330)彼此以及与所述第一输入端口串联地耦合，所述多个第二耦合器用于耦合在所述第二输入端口和所述第二输出端口之间，以允许所述移动相在所述第二输入端口和所述第二输出端口之间流动；

其中，所述阀(300)包括定子、第一转子、第一输入端口和第一输出端口，其中，所述第一转子被配置为提供相对于所述定子的旋转运动，所述第一输入端口用于接收所述样品流体或替代地用于接收移动相的流，所述第一输出端口用于输出所述容器的内容物或替代地用于输出相应的所连接的回路的内容物。

6.根据权利要求1或以上权利要求中的任一项所述的采样单元(90；600；800)，其中，所述样品片段分配单元(300；600；800)被配置为对所述样品容器(340；630)加压并顺序地从样品容器(340；630)中推出所述多个单独的样品包中的每一个单独的所述样品包。

7.根据前述权利要求所述的采样单元(90；600；800)，还包括：

流体连接点，其具有移动相流动路径并在移动相压力下提供移动相的流，其中，所述流体连接点与用于对所述样品流体的复合物进行分离的色谱柱和所述样品片段分配单元(300；600；800)流体连通；

其中，所述样品片段分配单元(300；600；800)被配置为将所述样品容器(340；630)加压至与所述移动相压力相匹配的压力，并经由所述流体连接点从所述样品容器(340；630)将所述多个单独的样品包中的每个单独的所述样品包依次推出到所述移动相流动路径。

8.一种注入器(40；90；600；800)，其配置成用于将样品流体引入流体处理单元中的移动相中，所述注入器(40；90；600；800)包括权利要求1或上述权利要求中任一项所述的采样单元(90；600；800)，以接收所述样品流体，提供所述流体样品的多个单独的样品包，并且将所述多个单独的样品包中的每一个单独注入所述移动相中以在所述流体处理单元中进一步处理。

9.一种用于处理样品流体的流体处理单元，所述流体处理单元包括：

权利要求1或上述权利要求中任一项所述的采样单元(90；600；800)(40)，或者根据前述权利要求所述的注射器(40；90；600；800)，其被配置成单独地分配所述多个单独的样品包中的每一个，以便在所述流体处理单元中进一步处理，

其中，所述流体处理单元是以下中的一项：

·色谱单元(图1)，其用于色谱分离所述样品包中的复合物，

·二维色谱单元(图2)，其用于在第一色谱维度上色谱分离流体样品，并将分离出的所述流体样品作为所述样品流体提供给所述采样单元(90；600；800)，以将所述样品包注入第二色谱单元从而进一步分离注入的所述样品包，

·液相色谱单元(图1)，其用于色谱分离所述样品包中的液体复合物，

·二维液相色谱单元(图2)，其用于在第一色谱维度中对液体样品进行色谱分离，并将分离出的所述液体样品作为所述样品流体提供给所述采样单元(90；600；800)，以将所述样品包注入第二色谱单元以进一步分离注入的所述样品包，

·分馏装置，其用于分馏所述样品包中的复合物，

·用于分析所述样品包的分析单元，包括质谱仪的质谱仪单元。

10.一种用于对移动相中样品流体的复合物进行分离的分离系统(10)，所述流体分离系统(10)包括：

移动相驱动器(20)，优选为泵送系统，其适于驱动所述移动相通过所述流体分离系统(10)；

权利要求1或上述权利要求中任一项所述的采样单元(40；90；600；800)或根据前述权利要求所述的注入器(40；90；600；800)，其适于将所述样品流体引入到所述移动相中；和

分离单元(30)，优选为色谱柱，其适于对所述移动相中的所述样品流体的复合物进行分离。

11.根据前述权利要求所述的分离系统(10)，还包括以下至少一项：

检测器(50)，其适于检测所述样品流体中分离出的复合物；

采集单元(60)，其适于采集所述样品流体中分离出的复合物；

数据处理单元(70)，其适于处理从所述流体分离系统(10)接收的数据；

脱气设备(27)，其用于对所述移动相进行脱气。

12.一种用于对流体样品的复合物进行分离的二维流体分离系统(10)，其包括：

第一流体分离系统，其用于色谱分离所述流体样品的复合物，

第二流体分离系统，其用于进一步色谱分离所述流体样品中分离出的复合物，以及

权利要求1或上述权利要求中任一项所述的采样单元(90；600；800)(40)，或者根据前述权利要求所述的注入器(40；90；600；800)，其被配置成从所述第一流体分离系统接收分离出的所述流体样品作为所述样品流体，并且用于将所述样品包注入第二液相色谱单元中以进一步分离注入的所述样品包。

13.一种处理样品流体的方法，其包括以下步骤：

在具有一定长度的样品容器(340；630)中接收并储存所述样品流体，其中，所述样品流体的成分在所述样品容器(340；630)的所述长度上不均匀，

提供流体样品的多个单独的样品包，每个所述样品包被包含在沿着所述样品容器的所述长度的相应的体积片段中(340；630)，和

单独分配所述多个单独的样品包中的每个所述样品包，以在流体处理单元中进一步处理。

14.一种软件程序或产品，其优选地储存在数据载体上，当在诸如计算机等数据处理系统上运行时，所述软件程序或产品用于控制或执行前述权利要求的方法。

说明或声明(按照条约第19条的修改)

分别基于原始递交的专利权利要求1-14提交了修改的专利权利要求1-14。修改的独立权利要求1和13通过结合来自权利要求2的特征而被修改。