具有用于将管件端定位的管件臂的色谱溶剂供应器的制作方法

具有用于将管件端定位的管件臂的色谱溶剂供应器


背景技术：

1.本发明涉及一种用于色谱样品分离的溶剂供应器。
2.在色谱系统中进行液体分离时，将包括具有待分离化合物的样品流体(例如，化学或生物混合物)的移动相驱动通过固定相(诸如，色谱柱填料)，从而分离样品流体中的不同化合物，这些化合物随后可以被识别。如本文所用，“化合物”一词应涵盖可能包括一种或多种不同组分的化合物。
3.移动相通常由一种或多种溶剂组成，通常在高压下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。当样品被液体流带过柱时，不同的化合物(每一种对填充介质具有不同的亲和力)以不同的速度移动通过柱。那些对固定相具有较大亲和力的化合物比那些具有较小亲和力的化合物在柱中移动得更慢，并且这种速度差异会导致化合物在通过柱时彼此分离。固定相受到机械力的作用，特别是由液压泵产生的机械力的作用，液压泵通常将移动相从柱的上游连接泵送到柱的下游连接。由于流动，依据固定相和移动相的物理性质，会在柱上产生相对较高的压降。
4.具有分离化合物的移动相离开柱并通过检测器，检测器例如通过分光光度法吸光度测量来记录和/或识别分子。可以制作检测器测量值对洗脱时间或体积的二维图，称为色谱图，并且可以从色谱图中识别化合物。对于每种化合物，色谱图显示一个单独的曲线特征，也称为“峰”。
5.在制备色谱系统中，作为移动相的液体通常以受控流速(例如，在1ml/min到数千ml/min的范围内，例如，在分析级的制备lc中，在1-5ml/min的范围内，且在制备级中，在4-200ml/min的范围内)和在几十到几百巴范围内(例如，20-600巴)的压力下提供。
6.在高效液相色谱法(hplc)中，作为移动相的液体通常必须以非常受控的流速(例如，在每分钟微升到毫升的范围内)和在高压(通常为20-100mpa，200-1000巴，并超过目前的200mpa，2000巴)下提供，此时液体的可压缩性变得明显。
7.在用于对较大体积(通常在0.1ml到数十ml的范围内)的样品进行流体色谱分离的制备色谱系统中，通常需要在进行较大体积(例如，在“分析探索运行(analytical scouting run)”的意义上)的分离之前对较小体积的样品进行分析。为此，可以使用分析色谱系统对较小的样品体积进行色谱分离，通常在10ul-50ul的范围内。这种分析色谱系统可以是hplc系统。
8.当为提供移动相而更换装有溶剂的瓶子时，操作者的工作流程通常是：从溶剂瓶托盘上取下溶剂瓶，打开螺帽，拉出例如附带有溶剂过滤器的溶剂管件，将溶剂瓶放在一边，打开新的溶剂瓶，放入带有过滤器的溶剂管件，用螺帽盖住瓶子，最后用螺帽盖住之前的溶剂瓶。要正确执行此工作流程，操作者需要“两只以上的手”或必须将附带有过滤器的溶剂管件放置在某处。当溶剂管件自由悬挂时，溶剂可能会从过滤器滴落，例如，滴落到lc系统、实验室地板、架子等上。当将溶剂管件放入溶剂托盘时，过滤器可能会被灰尘、颗粒等污染，随后可能会污染新的溶剂或移动相。


技术实现要素：

9.本发明的目的在于提供一种改进的溶剂供应器，优选地用于色谱样品分离。此目的由独立权利要求实现。进一步的实施例由从属权利要求示出。
10.在一个实施例中，提供了一种用于色谱系统的溶剂供应器，所述色谱系统包括移动相驱动器和分离单元，其中所述移动相驱动器被配置为驱动移动相通过所述分离单元，并且所述分离单元被配置为对所述移动相中的样品流体的化合物进行色谱分离。所述溶剂供应器包括具有管件端的管件，所述管件端被配置为耦接到溶剂容器，以便通过所述管件将所述溶剂容器中包含的溶剂供应到所述色谱系统，其中所述管件以柔性方式配置，以便允许所述管件端是可移动的。管件臂支撑所述管件，以便允许将所述管件端定位到第一静止位置，在所述第一静止位置，所述管件端至少基本上保持在适当位置并且被远距离置于基准物之外，以便防止与所述基准物发生物理接触。这允许避免或至少减少对溶剂的潜在污染或被溶剂污染。
11.在一个实施例中，所述基准物是以下群组中的至少一者：所述溶剂容器；所述管件；容器基部，其被配置为当所述溶剂容器定位在所述容器基部上时支撑所述溶剂容器；以及废物槽，其被配置为接收从所述管件端滴落的溶剂。
12.在一个实施例中，所述管件臂被配置为至少基本上将所述管件端的空间位置保持在所述第一静止位置。
13.在一个实施例中，在所述第一静止位置，所述管件被远距离置于所述基准物之外，并且被防止与所述基准物发生物理接触。
14.在一个实施例中，所述管件可以是螺旋盘绕的。所述管件可以具有柔性。
15.所述管件端可以包括耦接头，所述耦接头被配置为可拆卸地耦接到所述溶剂容器的开口，以便将所述耦接头附接到所述溶剂容器的开口，优选地通过以下至少一种方式：螺纹连接、卡口连接、封塞(例如，通向所述耦接头)或夹持等。
16.所述管件端可以包括管件开口，所述管件开口具有开口端以插入到所述溶剂容器中，以便允许将所述溶剂容器中包含的溶剂吸入到所述管件中。
17.在一个实施例中，所述管件臂包括直立延伸(例如，相对于所述容器基部直立延伸)并且被配置为引导所述管件(例如，延伸到所述容器基部之外)的第一部分的直立部分，其中包括所述管件端的所述管件的第二部分从所述直立部分延伸并且不被所述直立部分支撑，使得至少所述管件的第二部分是柔性可移动的。
18.在一个实施例中，所述溶剂供应器包括弹性构件，所述弹性构件支撑和/或引导所述管件的至少一部分，以便允许所述管件的此部分是柔性可移动的。
19.所述弹性构件可以是所述管件臂的一部分，优选地包括以下至少一者：弹簧元件、围绕所述管件的至少一部分的柔性外管件、加强元件(如线材)、条带或盘管，并且优选地附接到或围绕所述管件的至少一部分，并且进一步优选地是可塑性变形的。
20.在一个实施例中，所述管件臂以平衡方式配置，以允许所述管件端在所述管件端已定位(手动或，例如，由电机驱动)到任意位置范围内的位置后保持在此位置。
21.在一个实施例中，所述管件臂以弹性方式配置，以允许所述管件端在可自由移动时返回到给定的初始位置。
22.在一个实施例中，用于返回到所述给定的初始位置的管件臂的移动速度被控制
和/或固定为适当的值。
23.在一个实施例中，用于返回到所述给定的初始位置的管件臂的移动路径是预先限定的。
24.在一个实施例中，所述初始位置位于废物槽之外，以便接收从所述管件端滴落到所述废物槽中的任何滴液。
25.在一个实施例中，所述溶剂供应器包括多个管件。所述管件中的一个或多个可以由相应的管件臂支撑。替代地或附加地，所述管件中的一个或多个可以由一个共同的管件臂支撑。
26.在一个实施例中，提供了一种用于分离移动相中的样品流体的化合物的分离系统。所述流体分离系统包括：移动相驱动器，优选为泵送系统，其被配置为驱动所述移动相通过所述流体分离系统；分离单元，优选地为色谱柱，其被配置为分离所述流动相中的样品流体的化合物；以及根据任何前述实施例的溶剂供应器。
27.在一个实施例中，所述分离系统还包括以下至少一者：样品分配器，其被配置为将所述样品流体引入所述移动相；检测器，其被配置为检测所述样品流体的分离化合物；收集单元，其被配置为收集所述样品流体的分离化合物；数据处理单元，被配置为处理从所述流体分离系统接收的数据；脱气装置，其用于对所述移动相进行脱气。
28.在一个实施例中，所述分离系统是液相色谱系统，其中所述样品流体是样品液体，所述移动相由一种或多种液体溶剂组成，且所述分离单元是色谱柱，其被配置为分离所述移动相中的样品液体的液体化合物。
29.本发明的实施例可以基于大多数常规可用的hplc系统(诸如，agilent 1220、1260、1290infinity ii lc系列(由申请人安捷伦科技(agilent technologies)提供))来实施。
30.所述分离设备优选地包括提供所述固定相的色谱柱。所述柱可以是玻璃、金属、陶瓷或复合材料管(例如，具有从50μm到5mm的直径和从1cm到1m的长度)或微流体柱(例如，ep 1577012 a1中公开的或申请人安捷伦科技提供的agilent 1200系列hplc-chip/ms系统)。各个组分以不同的方式被固定相保留并在它们以不同的速度传播通过带有洗脱液的柱时彼此分离。在柱的端部，它们至少部分彼此分离地洗脱。在整个色谱过程中，洗脱液也可能被收集成一系列馏分。柱色谱中的固定相或吸附剂通常是固体材料。柱色谱最常用的固定相是硅胶，其次是氧化铝。
31.所述移动相(或洗脱液)可以是纯溶剂或不同溶剂的混合物。其还可以含有添加剂，即其是所述添加剂在溶剂或溶剂混合物中的溶液。可以选择移动相，例如，以调整目标化合物的保留时间和/或运行色谱的移动相的量。还可以选择流动相，以便有效分离不同的化合物。移动相可能包括有机溶剂，例如，甲醇或乙腈，通常用水稀释。在进行梯度操作时，水和有机溶剂被输送到单独的容器中，梯度泵将程序化的共混物从容器输送到系统中。其他常用的溶剂可以是异丙醇、thf、己烷、乙醇和/或其任意组合或这些溶剂与上述溶剂的任意组合。
32.所述样品流体可以包括任何类型的工艺液体、天然样品(如果汁)、体液(如血浆)，或者其可以是发酵液等反应产物。
33.所述流体优选地是液体，但也可以是或包括气体和/或超临界流体(例如，用于超
临界流体色谱-sfc-例如，在us 4,982,597 a中公开的)。
34.所述移动相中的压力范围可以为2-200mpa(20-2000巴)，特别是10-150mpa(100-1500巴)，更特别是50-130mpa(500-1300巴)。
35.所述hplc系统还可以包括用于检测所述样品流体的分离化合物的检测器、用于输出所述样品流体的分离化合物的分馏单元，或它们的任意组合。关于由申请人安捷伦科技提供的上述agilent hplc系列，公开了hplc系统的更多细节。
附图说明
36.通过参考以下结合附图对实施例的更详细描述，将容易理解并更好地理解本发明的实施例的其他目的和许多附带优点。实质上或功能上相同或相似的特征将由相同的附图标记表示。
37.图1示出了根据示例性实施例的液相色谱系统。
38.图2示出了根据本发明的溶剂供应器200的实施例。
39.图3示出了由可移动弹簧加载杠杆构造体现的管件臂280的替代实施例。
40.图4至图6示出了管件臂280的替代实施例。
41.现在更详细地参考附图，图1描绘了液体分离系统10的总体示意图。移动相驱动器20(诸如，泵)通常通过脱气器27从溶剂供应器25接收移动相，脱气器27对移动相进行脱气，从而减少其中溶解气体的量。移动相驱动器20驱动移动相使其通过分离设备30(诸如，色谱柱)。样品注射器40(也称为样品引入装置、样品分配器等)设置在移动相驱动器20和分离设备30之间，以便将一种或多种样品流体的一部分引入或添加到移动相的流中(通常称为样品引入)。分离设备30适用于分离样品流体(例如，液体)的化合物。检测器50提供来检测样品流体的分离化合物。分馏单元60可以提供来输出样品流体的分离化合物。在一个实施例中，样品注射器40和分馏单元60的至少一部分可以结合，例如，在某种意义上，样品注射器40和分馏单元60两者都使用了一些共同的硬件。
42.分离设备30可以包括被配置为分离样品流体的化合物的固定相。或者，分离设备30可以基于不同的分离原理(例如，场流分馏法)。
43.虽然移动相可以仅由一种溶剂组成，但也可以由多种溶剂混合而成。这种混合可以是低压混合，并且提供在移动相驱动器20的上游，使得移动相驱动器20已经接收并泵送混合溶剂作为移动相。或者，移动相驱动器20可以包括多个单独的泵送单元，其中多个泵送单元各自接收和泵送不同的溶剂或混合物，从而在高压下和移动相驱动器20(或作为其一部分)的下游发生移动相的混合(如分离设备30接收的)。移动相的组成(混合物)可以随时间保持恒定，即所谓的等度模式，或随时间变化，即所谓的梯度模式。
44.数据处理单元70可以是常规pc或工作站，且可以耦接(如虚线箭头所示)到液体分离系统10中的一个或多个设备，以便接收信息和/或控制操作。
45.图2示出了根据本发明的溶剂供应器200的实施例。溶剂供应器200包括溶剂柜210，一个或多个溶剂瓶220可以放置在溶剂柜210中(图2中示例性地示出了单个溶剂瓶220)。在所示实施例中，溶剂柜210具有底板230，一个或多个溶剂瓶220可以放置在此底板上，以及用于将溶剂瓶220保持在溶剂柜210内的横向边界件240。很明显，例如，如果底板230的一侧或多侧以其他方式固定以防止溶剂瓶220意外掉落，则不需要在底板230的所有
横向侧上均设置横向边界件240。同样明显的是，作为横向边界件240的补充或者替代，可以提供用于将一个或多个溶剂瓶220固定在溶剂柜210内的其他措施，诸如，用于单独固定相应溶剂瓶220并将其保持在适当位置的单独的瓶子保持器，这在本领域中是熟知的。
46.为了将装在溶剂瓶220中的溶剂例如朝向移动相驱动器20而供应到液体分离系统10，提供了管件250。管件250具有管件端260，管件端260被配置为耦接到相应的溶剂瓶220。在所示实施例中，管件端260具有过滤器元件265，过滤器元件265可以插入到溶剂瓶220中，从而允许从溶剂瓶220内部抽吸装在溶剂瓶220中的溶剂，这在本领域中是熟知的。很明显，管件端260，例如，过滤器元件265，可以尽可能地靠近溶剂瓶220的底部而定位在溶剂瓶220内，以便允许去除尽可能多的溶剂。
47.在图2的示例性实施例中，溶剂供应器200应包括两个管件250和250'，以允许耦接两个不同的溶剂瓶220(图2中仅示出了一个溶剂瓶220)。两个管件250和250'可以体现为基本上是相同的，但也可以设置有不同的特征，例如，不同类型的盖子270，允许耦接到不同类型的溶剂瓶220。在图2的实施例中，管件臂280保持两个管件250和250'稍有距离但彼此平行相邻。很明显，可以提供相应的管件臂280来支撑每个相应的管件250，和/或可以依据相应的应用提供多于两个管件250。此外，很明显，依据相应的要求和应用，可以相应地仅应用单个管件250(连同单个管件臂280)或应用多于两个管件250(以及相应的和/或共同的管件臂280)。
48.管件250还可以包括盖子270，盖子270可以固定在溶剂瓶220上，例如，以便盖住溶剂瓶220和/或避免溶剂从溶剂瓶220中蒸发。这样的盖子270可以拧在溶剂瓶220的开口上或以其他方式附接在溶剂瓶220的开口上，通常在溶剂头部处。
49.管件臂280进一步提供来支撑管件250的至少一部分，在图2的实施例中，支撑部分250a。管件250的延伸到部分250a之外的剩余部分250b基本上可自由移动。在图2的实施例中，管件250的部分250b进一步被螺旋盘管285包围，以柔性地支撑管件250。
50.从图2中可以明显看出，管件臂280向上延伸(例如，相对于溶剂柜210)，并且螺旋盘管285提供了柔性但足够的机械支撑，因此如果管件250未耦接到相应的溶剂容器220并且“单独放置”，例如，如图所示，第二管件250'处于静止位置290'，则管件250，尤其是管件端260，将被牢固地保持在溶剂柜210之外。在所示的实施例中，第二管件250'的管件端260'在被远距离地置于废物槽295之外的静止位置290'中固定到位，使得从管件端260'溢出的任何液体都将滴落到废物槽295中。
51.在图2的实施例中，当管件250将与溶剂瓶220脱离耦接时，例如，通过拧下盖子270，管件臂280连同螺旋盘管285将提供“反向力”，以使管件端260'回到位于废物槽295之外的静止位置290'。换句话说，管件250连同管件臂280被配置为迫使管件250(或相应的管件250')，特别是管件端260(或相应的管件端260')进入静止位置290(或相应的静止位置290')，除非管件250/250'不会(例如，手动或由电机驱动)被迫使进入另一个位置(例如，耦接到相应的溶剂瓶220)时。静止位置290/290'代表“安全位置”，在此，特别是管件端260/260'与任何其他部件(诸如，底板230)保持安全距离而不触碰任何其他部件(诸如，底板230)，使得处于静止位置290/290'时可以避免由与其他部件发生这种接触/触碰而造成的污染。另外，例如，通过将静止位置290/290'设置在废物槽295之外，可以确保从相应管件250/250'滴落的任何液滴都可以安全地去除，并且不会污染其他部件。这可以增加安全性
和可用性，并且可以防止对溶剂以及周围区域的污染。
52.很明显，只要能避免因物理接触而造成的污染，例如，因管件端260与任何其他部件发生物理接触而造成的污染，管件臂280就可以被配置为设想除了图2中示例性所示位置以外的任何其他静止位置290/290'。此外，管件臂280可以被配置为允许有多个此类静止位置290，每个静止位置290被远距离地置于相应的基准物(例如，溶剂柜210、管件250本身，或hplc系统10的任何其他部分或其环境)之外，以防止与此基准物发生物理接触。
53.图3示出了由可移动的弹簧加载杠杆构造体现的管件臂280的替代实施例。在图3的示例性实施例中，管件臂280可以通过板300固定，例如，固定到溶剂柜210的底板230或任何合适的地方。一个或多个铰链310(图3的实施例中的三个铰链310a、310b、310c)与一个或多个臂320(图3的实施例中的两个双臂320a和320b)一起提供了柔性可移动的支撑，以允许将管件250定位。在图3的示例性实施例中，管件臂280通过抓握元件330耦接到管件250并保持管件250，抓握元件330可以可旋转地耦接到铰链310c。管件臂280的各种移动方向由相应的箭头指示。弹簧元件340可以应用于相应臂320和铰链310之间的耦接，以便支持管件臂280的移动性。
54.图4示出了管件臂280的替代实施例。管件臂280被配置为围绕并保持部分250a向上延伸的管件。管件臂280可以固定到侧面部件，例如，横向板材240，如保持元件400所示。与图2中的螺旋盘管285类似，管件250的至少一部分被螺旋盘管410包围，为管件250提供柔性的机械支撑。管件端260设置有杠杆支撑的闭合机构，以支持快速耦接到相应的溶剂容器220(图4中未示出)。
55.图5示出了管件臂280的另一个替代实施例。可枢转臂500抓住并保持管件250。可枢转臂500通过铰链520耦接到延伸臂510。延伸臂510可以借助弹簧加载机构530沿z方向(即相对于，例如，底板230向上的方向)移动，允许沿杆540移动延伸臂510。
56.图6示出了与图5的实施例类似的管件臂280的另一个替代实施例。管件臂280通过被配置为延伸并且可基本上垂直于杆540移动的臂600耦接到管件250并保持管件250。
57.不同的移动方向由图2至图6中的相应箭头指示。
58.在图3、图5以及图6的实施例中，管件臂280允许为管件250和/或管件端260设想多个和几乎任意多个静止位置，这与图2和图4的实施例相反(其中静止位置290基本上由反向力限定，例如，由弹簧线圈285和410提供的反向力限定)。这允许图3、图5、图6的实施例的使用者有意地将管件250和/或管件端260定位在适当的地方，远离其他部件并避免与其他部件发生物理接触，从而避免或至少减少潜在的污染。
59.此外，图3、图5、图6的实施例允许以平衡的方式提供管件臂280，使得管件端260将保持在每个任意位置(当然在由机械构造限定的特定位置范围内)。换句话说，在这种平衡配置中，管件臂280将使管件端260保持在(例如，使用者)选择的空间位置，而不会施加力使其偏离这种选择的空间位置。