一种多功能色谱分析系统的制作方法

一种多功能色谱分析系统
1.技术领域
2.本发明涉及色谱分析技术领域，尤其涉及一种多功能色谱分析系统。
3.

背景技术：

4.色谱法分析技术是一种在无机化学、有机化学、生物化学等领域被广泛应用的一种分析方法，其根据流动相的不同分为液相色谱和气相色谱。其中，在液相色谱种，应用最为广泛的为高效液相色谱和离子色谱两种类型，这两种色谱分析手段通常独立运行在两套分析系统中，在使用时需要购进两套系统，不仅提高了分析成本，还为科研工作者带来不便。并且，相关场景中，通过不同的系统实现多种分析，使得设备的空置率较高，多套检测设备使用率较低，易引起仪器的老化和设备故障。
5.

技术实现要素：

6.针对现有技术中设备的空置率较高、多套检测设备使用率较低且购买设备成本较大等技术问题，本发明提供了一种多功能色谱分析系统。
7.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：本发明实施例提供一种多功能色谱分析系统，所述系统包括：进样器模块、与所述进样器模块通过管路连接的输液泵模块、与所述输液泵模块和所述进样器模块均连接的检测模块、与所述进样器模块、所述输液泵模块和所述检测模块均电路连接的中控模块；所述中控模块，用于响应于用户的选中操作，将所述输液泵模块、所述检测模块和所述进样器模块均切换至所述选中操作对应的目标色谱分析模式；所述进样器模块，用于根据所述中控模块的取样控制指令，按照预设的体积抽取样品溶液；所述输液泵模块，用于根据所述中控模块的传输控制指令，提供各色谱分析模式下的流动相，以将所述样品溶液传输至所述检测模块；所述检测模块，用于根据所述中控模块的检测控制指令，按照所述目标色谱分析模式对所述样品溶液进行色谱分析检测，并得到色谱分析结果。
8.优选地，所述进样器模块包括第一六通阀、第二六通阀、丝杠、导轨、进样针、第一电磁阀、第二电磁阀、注射器、定量环r2、存水器、定量环r1、三通t1和连接管路；其中，所述进样针通过所述定量环r2与所述第二六通阀的6号位连通，所述第二六通阀的5号位与所述第一六通阀的1号位连通，所述第一六通阀的2号位通过第一电磁阀与三通t1的第一端连接，所述三通t1的第二端与所述第二电磁阀的第一端连接，所述三通t1的第三端与所述注射器的注射口连接，所述第二电磁阀的第二端与所述存水器连接；
所述第二六通阀的1号位与所述进样针的针座连接，所述第二六通阀的2号位通过所述定量环r1与所述第二六通阀的4号位连接，所述第二六通阀的3号位与所述第一六通阀的4号位连通；所述第一六通阀的5号位与所述检测模块连接，所述第一六通阀的6号位与所述输液泵模块连接，所述进样针能够通过所述丝杠与导轨，在x、y、z轴上移动。
9.优选地，所述输液泵模块包括辅助泵p1、分析泵p2、稀释泵p3和连接管路；其中，所述辅助泵p1通过连接管路与所述第一六通阀的6号位单向连接，所述分析泵p2和所述稀释泵p3均与所述检测模块连接。
10.优选地，所述检测模块包括：三通t2、第三六通阀、第四六通阀、第五六通阀、液相分析柱、第一萃取柱、第二萃取柱、离子分析柱、紫外线检测器、抑制与电导检测器、连接管路；其中，所述三通t2的第一端通过所述连接管路与所述稀释泵p3连通，所述三通t2的第二端通过所述连接管路与所述第三六通阀的1号位连通，所述三通t2的第三端通过所述连接管路与所述第四六通阀的1号位连通；所述第三六通阀的2号位通过所述连接管路与所述第一六通阀的5号位连通，所述第三六通阀的3号位通过所述连接管路与所述第五六通阀的1号位连通，所述第三六通阀的4号位通过所述连接管路与所述第五六通阀的4号位连通，所述第三六通阀的5号位通过所述连接管路与所述第四六通阀的3号位连通，所述第三六通阀的6号位通过所述连接管路与所述液相分析柱的第一端连通，所述液相分析柱的第二端与所述紫外线检测器连接；所述第四六通阀的2号位与所述第一萃取柱的第一端连通，所述第四六通阀的5号位与所述第一萃取柱的第二端连通，所述第四六通阀的6号位与回收池连通，所述第四六通阀的4号位通过所述连接管路与所述分析泵p2连通；所述第五六通阀的3号位与所述回收池连通，所述第五六通阀的6号位与所述离子分析柱的第一端连通，所述离子分析柱的第二端与所述抑制与电导检测器连通，所述第五六通阀的2号位与所述第二萃取柱的第一端连通，所述第五六通阀的5号位与所述第二萃取柱的第二端连通。
11.优选地，所述色谱分析模式包括高效液相色谱模式、二维液相色谱模式、离子色谱模式和二维离子色谱模式。
12.优选地，所述中控模块，用于：在所述样品溶液取样过程中，控制所述进样针按照预设位置到达取样位，并控制第一电磁阀打开、所述第二电磁阀关闭；在所述进样针到达所述取样位后，控制所述注射器处于取样状态，以按照预设的体积抽取样品溶液；在取样完成后，将所述样品溶液导入到定量环r2中，并控制所述进样针扎入针座；将所述样品溶液导入第三六通阀中。
13.优选地，在所述目标色谱分析模式为高效液相色谱模式的情况下，所述辅助泵p1与所述第一六通阀的6号位连接，所述液相分析柱与第三六通阀d的1号位连接、且所述第三六通阀处于1-2位导通状态；所述辅助泵p1提供的流动相将所述定量环r1中的所述样品溶液经所述第三六通阀到达所述液相分析柱，以使得所述样品溶液经过分离后进入所述紫外
线检测器。
14.优选地，在所述目标色谱分析模式为二维液相色谱模式的情况下，所述第二六通阀处于1-2位导通状态，所述辅助泵p1提供的流动相将定量环r2中的所述样品溶液导入到所述三通t2中，所述第三六通阀处于1-2号位导通状态、且3-4号位导通状态、且5-6号位导通状态；所述三通t2中的样品溶液与稀释泵p3提供的流动相混合，并在混合后流入所述第四六通阀中，第四六通阀中的混合溶液导入第一萃取柱中进行在线固相萃取，除去杂质成分和无机物，保留待测组分；所述第四六通阀在所述中控模块的控制下，切换为1-6号导通状态，第一六通阀切换至1-2号导通状态；所述分析泵p2提供的流动相将所述待测组分带入至所述液相分析柱中，以使得所述待测组分经过分离后进入所述紫外线检测器，在所述待测组分进入所述液相分析柱后，第四六通阀切换至1-2号位导通状态，所述辅助泵p1和所述稀释泵p3清洗所述第一萃取柱。
15.优选地，在所述目标色谱分析模式为离子色谱模式的情况下，所述第五六通阀切换至1-6号导通状态，所述第四六通阀切换为1-2号导通状态；所述辅助泵p1将定量环r1中的所述样品溶液导入所述离子分析柱，并在所述样品溶液经过分离后导入所述抑制与电导检测器进行离子检测。
16.优选地，在所述目标色谱分析模式为二维离子色谱模式的情况下，所述辅助泵p1提供的流动相将所述定量环r1中所述样品溶液导入至所述第二萃取柱，所述样品溶液随后被导入所述离子分析柱，在所述样品溶液经过分离后导入所述抑制与电导检测器进行离子检测；所述分析泵p2清洗所述第二萃取柱，所述第五六通阀切换至1-2号导通状态。
17.有益效果本发明提供了多功能色谱分析系统。与现有技术相比具备以下有益效果：通过输液泵模块、进样器模块、中控模块、检测器模块，可以完成在线色谱模式的切换，可在多种色谱模式下自由切换。可以将进样器模块与检测模块设置为液相色谱模式，完成有机类化合物的检测，也可以将进样器模块与检测模块设置为离子色谱模式，完成离子化合物的检测。可以提高设备使用效率。可以降低设备的空置率、提高检测设备使用率且降低购买设备的成本。
18.附图说明
19.图1为根据本发明提供的一种多功能色谱分析系统的结构示意图。
20.具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。
22.请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种多功能色谱分析系统，所述系统包括：进样器模块、与所述进样器模块通过管路连接的输液泵模块、与所述输液泵模块和所述进样器模块均连接的检测模块、与所述进样器模块、所述输液泵模块和所述检测模块均电路连接的中控模块；所述中控模块，用于响应于用户的选中操作，将所述输液泵模块、所述检测模块和所述进样器模块均切换至所述选中操作对应的目标色谱分析模式；所述进样器模块，用于根据所述中控模块的取样控制指令，按照预设的体积抽取样品溶液；所述输液泵模块，用于根据所述中控模块的传输控制指令，提供各色谱分析模式下的流动相，以将所述样品溶液传输至所述检测模块；所述检测模块，用于根据所述中控模块的检测控制指令，按照所述目标色谱分析模式对所述样品溶液进行色谱分析检测，并得到色谱分析结果。
23.优选地，所述进样器模块包括第一六通阀a、第二六通阀b、丝杠、导轨、进样针、第一电磁阀v1、第二电磁阀v2、注射器、定量环r2、存水器、定量环r1、三通t1和连接管路；其中，所述进样针通过所述定量环r2与所述第二六通阀b的6号位连通，所述第二六通阀b的5号位与所述第一六通阀a的1号位连通，所述第一六通阀a的2号位通过第一电磁阀v1与三通t1的第一端连接，所述三通t1的第二端与所述第二电磁阀v2的第一端连接，所述三通t1的第三端与所述注射器的注射口连接，所述第二电磁阀v2的第二端与所述存水器连接；所述第二六通阀b的1号位与所述进样针的针座连接，所述第二六通阀b的2号位通过所述定量环r1与所述第二六通阀b的4号位连接，所述第二六通阀b的3号位与所述第一六通阀a的4号位连通；所述第一六通阀a的5号位与所述检测模块连接，所述第一六通阀a的6号位与所述输液泵模块连接，所述进样针能够通过所述丝杠与导轨，在x、y、z轴上移动。
24.优选地，所述输液泵模块包括辅助泵p1、分析泵p2、稀释泵p3和连接管路；其中，所述辅助泵p1通过连接管路与所述第一六通阀a的6号位单向连接，所述分析泵p2和所述稀释泵p3均与所述检测模块连接。
25.优选地，所述检测模块包括：三通t2、第三六通阀d、第四六通阀f、第五六通阀e、液相分析柱、第一萃取柱、第二萃取柱、离子分析柱、紫外线检测器、抑制与电导检测器、连接管路；其中，所述三通t2的第一端通过所述连接管路与所述稀释泵p3连通，所述三通t2的第二端通过所述连接管路与所述第三六通阀d的1号位连通，所述三通t2的第三端通过所述连接管路与所述第四六通阀f的1号位连通；所述第三六通阀d的2号位通过所述连接管路与所述第一六通阀a的5号位连通，所述第三六通阀d的3号位通过所述连接管路与所述第五六通阀e的1号位连通，所述第三六通阀d的4号位通过所述连接管路与所述第五六通阀e的4号位连通，所述第三六通阀d的5号位通过所述连接管路与所述第四六通阀f的3号位连通，所述第三六通阀d的6号位通过所述连接管路与所述液相分析柱的第一端连通，所述液相分析柱的第二端与所述紫外线检测器连
接；所述第四六通阀f的2号位与所述第一萃取柱的第一端连通，所述第四六通阀f的5号位与所述第一萃取柱的第二端连通，所述第四六通阀f的6号位与回收池连通，所述第四六通阀f的4号位通过所述连接管路与所述分析泵p2连通；所述第五六通阀e的3号位与所述回收池连通，所述第五六通阀e的6号位与所述离子分析柱的第一端连通，所述离子分析柱的第二端与所述抑制与电导检测器连通，所述第五六通阀e的2号位与所述第二萃取柱的第一端连通，所述第五六通阀e的5号位与所述第二萃取柱的第二端连通。
26.所述系统还包括清洗座，用于清洗进样针。
27.优选地，所述色谱分析模式包括高效液相色谱模式、二维液相色谱模式、离子色谱模式和二维离子色谱模式。
28.优选地，所述中控模块，用于：在所述样品溶液取样过程中，控制所述进样针按照预设位置到达取样位，并控制第一电磁阀v1打开、所述第二电磁阀v2关闭；在所述进样针到达所述取样位后，控制所述注射器处于取样状态，以按照预设的体积抽取样品溶液；在取样完成后，将所述样品溶液导入到定量环r2中，并控制所述进样针扎入针座；将所述样品溶液导入第三六通阀d中。
29.优选地，在所述目标色谱分析模式为高效液相色谱模式的情况下，所述辅助泵p1与所述第一六通阀a的6号位连接，所述液相分析柱与第三六通阀d的1号位连接、且所述第三六通阀d处于1-2位导通状态；所述辅助泵p1提供的流动相将所述定量环r1中的所述样品溶液经所述第三六通阀d到达所述液相分析柱，以使得所述样品溶液经过分离后进入所述紫外线检测器。
30.优选地，在所述目标色谱分析模式为二维液相色谱模式的情况下，所述第二六通阀b处于1-2位导通状态，所述辅助泵p1提供的流动相将定量环r2中的所述样品溶液导入到所述三通t2中，所述第三六通阀处于1-2号位导通状态、且3-4号位导通状态、且5-6号位导通状态；所述三通t2中的样品溶液与稀释泵p3提供的流动相混合，并在混合后流入所述第四六通阀f中，第四六通阀f中的混合溶液导入第一萃取柱中进行在线固相萃取，除去杂质成分和无机物，保留待测组分；所述第四六通阀f在所述中控模块的控制下，切换为1-6号导通状态，第一六通阀a切换至1-2号导通状态；所述分析泵p2提供的流动相将所述待测组分带入至所述液相分析柱中，以使得所述待测组分经过分离后进入所述紫外线检测器，在所述待测组分进入所述液相分析柱后，第四六通阀f切换至1-2号位导通状态，所述辅助泵p1和所述稀释泵p3清洗所述第一萃取柱。
31.优选地，在所述目标色谱分析模式为离子色谱模式的情况下，所述第五六通阀e切换至1-6号导通状态，所述第四六通阀f切换为1-2号导通状态；所述辅助泵p1将定量环r1中的所述样品溶液导入所述离子分析柱，并在所述样品
溶液经过分离后导入所述抑制与电导检测器进行离子检测。
32.优选地，在所述目标色谱分析模式为二维离子色谱模式的情况下，所述辅助泵p1提供的流动相将所述定量环r1中所述样品溶液导入至所述第二萃取柱，所述样品溶液随后被导入所述离子分析柱，在所述样品溶液经过分离后导入所述抑制与电导检测器进行离子检测；所述分析泵p2清洗所述第二萃取柱，所述第五六通阀e切换至1-2号导通状态。
33.在高效液相色谱模式下，辅助泵p1运行，分析泵p2、稀释泵p3不运行，辅助泵p1与第一六通阀a的6号位连通，分析泵p2与第四六通阀f的4号位连通，稀释泵p3与三通t2连接，液相分析柱连接在第三六通阀d的1号位；将第三六通阀d的1号位与液相分析柱连接，中控模块控制第一六通阀a和第二六通阀b分别处于1-2号连通状态，控制第三六通阀d、第五六通阀e、第四六通阀f为1-2号导通状态；进样针根据软件设定程序位置到达取样位，扎入样品瓶，此时第一电磁阀v1打开，第二电磁阀v2关闭，通过三通t2将注射器与定量环r2和进样针连接，注射器在电机驱动下，处于抽样状态，根据电脑软件设定体积抽取样品瓶中样品溶液进入定量环；取样完成后，进样针回到初始位，并扎入针座，此时第一六通阀a由1-2号导通状态切换为1-6号导通状态。辅助泵p1通过第一六通阀a、第二六通阀b和定量环r2，与进样针连通，辅助泵p1提供的流动相经过管路将定量环r2中的样品溶液带入液相分析柱，进行分离，并最后进入检测器，检测完成后第一六通阀a回到1-2号导通状态。
34.在二维液相色谱模式中，辅助泵p1、分析泵p2、稀释泵p3同时运行，辅助泵p1与第一六通阀a的6号位连通，分析泵p2与第四六通阀f的4号位连通，稀释泵p3与三通t2连通，液相分析柱连接在第三六通阀d的6号位。
35.在取样之前，进样针移动至进样器位置，扎入样品瓶中，取样过程中，第一电磁阀v1打开，注射器在电机的带动下，处于抽取状态，抽取设定体积的样品溶液后，电机停止运行，回到初始位，进样针扎到针座孔中，第一六通阀a转阀至1-6号导通状态。
36.辅助泵p1提供的流动相将定量环r2中的样品溶液带入到三通t2并与稀释泵p3提供的流动相混合，混合后流入第四六通阀f的第一萃取柱，进行在线固相萃取，除去杂质成分和无机物，保留待测组分；此时第四六通阀f在中控模块的控制下，转阀至1-6号导通状态，第一六通阀a转阀至1-2号导通状态。
37.在离子色谱模式下，辅助泵p1运行，分析泵p2、稀释泵p3不工作，离子分析柱连接在第五六通阀e的6号位连通，辅助泵p1与第一六通阀a的6号位连通，分析泵p2与第四六通阀f的4号位连通，稀释泵p3与三通t2连接。
38.进样针根据软件设定程序位置到达取样位，扎入样品瓶，此时第一电磁阀v1打开，第二电磁阀v2关闭，通过三通t2和定量环r2，将注射器与进样针连通，注射器在电机驱动下，处于抽样状态，根据电脑软件设定体积抽取样品瓶中样品溶液进入定量环；取样完成后，进样针回到初始位，并扎入针座，此时注射器在电机驱动下，处于推液状态，将定量环r2中样品溶液注满固定体积的定量环r1中，至注射器中剩余液体为100ul时电机停止运行；第一六通阀a、第二六通阀b分别由1-2号导通状态切换至1-6号导通状态，注射器
在电机驱动下，将注射器中剩余100ul液体排入回收池，此时辅助泵p1提供的流动相将定量环r1中的样品溶液导入离子分析柱，进行分离，并进去抑制与电导检测器检测，并在清洗定量环和进样针；在清洗定量环和进样针过程中，第一电磁阀v1关闭，第二电磁阀v2打开，此时注射器通过三通t1与存水器连通，注射器在电机驱动下，抽取一定体积的超纯水后，电机停止，第二电磁阀v2关闭，第一电磁阀v1打开，第一六通阀a、第二六通阀b切换至1-2号导通状态，并将进样针扎入针座，此时注射器在电机驱动下，将超纯水推出，清洗定量环r2和定量环r1，并排入回收池。
39.随后，第一电磁阀v1关闭，第二电磁阀v2打开，此时注射器通过三通t1与存水器连通，注射器在电机驱动下，抽取一定体积的超纯水后，电机停止，第二电磁阀v2关闭，第一电磁阀v1打开，进样针伸入清洗座，此时注射器在电机驱动下，将超纯水排入清洗座中，清洗进样针外壁，随后进样针回到初始位等待下一次进样。
40.在二维离子色谱模式下，辅助泵p1、分析泵p2运行，稀释泵p3不运行，辅助泵p1与第一六通阀a的6号位连接，分析泵p2与第四六通阀f的4号位连接，稀释泵p3与三通t2连接，离子分析柱连接在第五六通阀e的6号位；进样针根据软件设定程序位置到达取样位，扎入样品瓶，此时第一电磁阀v1打开，第二电磁阀v2关闭，通过三通t2和定量环r2，将注射器与进样针连通，注射器在电机驱动下，处于抽样状态，根据电脑软件设定体积抽取样品瓶中样品溶液进入定量环；取样完成后，进样针回到初始位，并扎入针座，此时注射器在电机驱动下，处于推液状态，将定量环r2中样品溶液注满固定体积的定量环r1中，至注射器中剩余液体为100ul时电机停止运行；第一六通阀a、第二六通阀b分别由1-2号导通状态在软件系统控制下切换至1-6号导通状态，注射器在电机驱动下，将注射器中剩余100ul液体排入回收池，此时辅助泵p1提供的流动相将定量环r1中样品经第二萃取柱到达离子分析柱，进行分离，并进入抑制与电导检测器检测；在清洗完成后，第五六通阀e切换为1-6号导通，分析泵p2清洗第二萃取柱，等待下一次进样，至无组分残留后，第五六通阀e切回1-2号导通状态。
41.以上述依据本技术的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项申请的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
42.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。