用于液相色谱的混合器旁路样品注射的制作方法
【专利说明】用于液相色谱的混合器旁路样品注射 相关申请的交叉引用
[0001] 本申请要求 2012 年 11 月 30 日提交的题为MIXERBYPASSSAMPLEINJECTIONFOR LIQUIDCHROMATOGRAPHY的美国专利申请序列号61/731，611的优先权，该申请就其全部通 过引用的方式合并于本申请中。
技术领域
[0002] 本发明总体上涉及包括高性能液相色谱（HPLC)和超临界流体色谱（SFC)的液相 色谱，尤其是涉及实现液相色谱的系统中的样品注射。
【背景技术】
[0003] 液相色谱（LC)是一种用于将感兴趣的液相样品材料（例如，不同化学化合物的混 合物）分析性或制备性地分离到各组成成分的技术。在色谱分离过程期间，样品材料在移 动相（典型地，一个或多个溶剂）中传送。样品（样品材料和将其溶解的移动相）受迫经 过不与移动相互溶的固定相。典型地，以样品所流动通过的柱体或筒中所支撑的大量颗粒 (填料或床层）的形式提供固定相。通过在防止填料材料脱离柱体的同时允许样品流动通 过的熔块或滤器，柱体床层典型地保留在柱体的每一端。选择移动相和固定相的相应组分， 使得柱体中的样品材料的不同成分变得分布在移动相与固定相之间，以便改变取决于样品 材料的成分的相应化学的程度。固定相强烈保留的成分与移动相一起缓慢行进，而固定相 微弱保留的成分更快速地行进。结果，随着移动相流动通过柱体，不同组分的成分变为彼此 分呙。
[0004] 在分析性分离中，这些组分经检测和数据获取技术加以分离以方便其分析。分析 性分离典型地要求使用少量材料和小内径柱体（例如，小于1英寸）。在制备性分离中，各 成分分离，以从原始材料提纯或隔离一个或多个化学成分，其可以完成供进一步使用（例 如反应、合成等）。制备性分离可以是与分析性分离相比小规模地执行的，或可以是远远更 大规模地执行的，以提纯大量样品材料，由此可以利用更大内径的柱体（例如1-24英寸）。
[0005] 典型地，通过首先在柱体上游的点将待分离的样品注射到溶剂流体流中，将所述 样品引入到柱体中。溶剂流体流可以是在柱体上游的溶剂混合器中混合弱溶剂与强溶剂 (或"改性剂"溶剂）的流体所形成的混合流体流。在此情况下，样品可以注射到混合流体 流，即，混合器的下游。典型地，样品在强溶剂仍处于高浓度的情况下注射到柱体中，这可能 产生相对于注射有样品的溶剂的量的色谱带加宽，由此产生糟糕的分辨率，尤其是在采用 更大量样品的制备性色谱中。相对弱溶剂的添加可以加以进行以减缓强溶剂的效应，但可 能使得样品在样品回路或其它管材中结晶并且堵塞系统。
[0006] 可替代地，在混合器中强溶剂与弱溶剂融合之前，样品可以注射到强溶剂的流体 路径中。在此情况下，样品在流入柱体之前流动通过混合器。这是不利的，这是因为样品可 能由混合器保留，由此污染混合器并且在柱体上游产生不想要的样品分散。此外，避免混合 器的样品保留意味着限制用于构建混合器的材料的选取。另外，在此情况下，强溶剂（通常 甲醇或乙腈）充当用于样品的注射溶剂。然而，很多样品溶解于其它溶剂（例如二甲亚砜 (DMSO))，其在特定应用中可制成更好的注射溶剂。此外，DMSO和其它样品溶剂一般与构成 混合器的结构的材料不兼容。此外，通过利用强溶剂作为注射溶剂，样品注射到柱体中的速 率受到使强溶剂流动所采用的泵浦的实际流率的限制。
[0007] 高压下样品注射的已知技术的另一问题在于，样品由于泵浦的操作而在样品回路 或管材中受到压缩。这种压缩可能产生干扰柱体床层的压力冲击，这可能在床层中产生不 期望的空白并且使得固定相材料松弛。
[0008] 此外，分离样品注射泵浦的使用在没有很多清洗的情况下可能产生移位，这是因 为样品将会扩散到样品推送溶剂，并且注射器的壁未充分地由注射溶剂单独清洁。样品注 射泵浦的容量将顺应性加入系统中，并且增加当根据高压流体流转换样品注射泵浦时所产 生的压力冲击。
[0009] 因此，需要在使得LC柱体上游的样品分散最小化的同时将样品注射到LC柱体中。 还需要旁通溶剂混合器，以防止相对于样品或溶解样品的溶剂的混合器污染。
【发明内容】
[0010] 为了全部或部分地解决前述问题和/或本领域技术人员已经观察到的其它问题， 本公开提供通过示例方式在以下阐述的实施方案中所描述的方法、处理、系统、装置、仪器 和/或设备。
[0011] 根据一个实施例，一种液相色谱（LC)系统，包括：柱体；第一溶剂源；第二溶剂源； 混合器，其经由第一溶剂线路与所述第一溶剂源连通，经由第二溶剂线路与所述第二溶剂 源连通，并且经由溶剂混合物线路与所述柱体连通；流控接合点，其在所述溶剂混合物线路 中；注射阀，其包括样品回路，并且与所述流控接合点和所述注射溶剂源连通，其中，所述注 射阀可调整到样品注射位置，其限定用于注射溶剂通过所述样品回路并进入所述流控接合 点的流体路径，使得所述注射溶剂将所述样品回路中的样品携带到所述混合器下游的所述 溶剂混合物线路中。
[0012] 根据另一实施例，一种液相色谱（LC)系统，包括：柱体；样品源；隔离流体源；注 射阀，其包括样品回路，并且与所述样品源、所述隔离流体源以及引导到所述柱体的样品注 射线路连通，其中，所述注射阀可调整到限定用于隔离流体从所述隔离流体源流动到所述 样品回路的流体路径的隔离流体加载位置；流体移动设备，其与所述样品回路连通，并且配 置为用于有选择地将流体拉动到所述样品回路中并且将流体从所述样品回路推出。
[0013] 根据另一实施例，一种用于将样品注射到液相色谱柱体中的方法包括：使得第一 溶剂和第二溶剂流动到混合器中，以形成溶剂混合物；使得所述溶剂混合物沿着溶剂混合 物流体路径流动到所述柱体中；在使得所述溶剂混合物流动的同时，在所述混合器与所述 柱体之间的点将包括注射溶剂中所携带的样品材料的样品注射到所述溶剂混合物流体路 径中。
[0014] 根据另一实施例，一种用于将样品注射到液相色谱柱体中的方法包括：将隔离流 体加载到样品回路中；将样品加载到所述样品回路中，所述样品包括注射溶剂中所携带的 样品材料；通过使得所述样品作为塞体在所述隔离流体前面流动，将所述样品注射到所述 柱体中。
[0015] 根据另一实施例，一种液相色谱系统配置为用于执行在此公开的任何方法。
[0016] -旦研宄以下附图和【具体实施方式】时，本发明的其它设备、装置、系统、方法、特征 和优点对于本领域技术人员将会或将变得明显。旨在所有这些另外的系统、方法、特征和优 点都包括在此描述内、本发明的范围内并且受所附权利要求保护。
【附图说明】
[0017] 通过参照以下附图，可以更好地理解本发明。附图中的组件并不一定成比例，而是 重点置于说明本发明的原理。在附图中，相同的附图标记在不同附图中指定对应的部分。
[0018]图1是根据一个实施例的液相色谱系统的示例的示意图。
[0019]图2是根据另一实施例的液相色谱系统的示例的示意图。
[0020] 图3是根据另一实施例的液相色谱系统的示例的示意图。
【具体实施方式】
[0021] 本公开针对于液相色谱（LC)系统，包括低压和高压LC系统。为了便利，在本公 开中，术语"液相"不仅涵盖传统上定义的液体（例如，压力-温度空间的液相区域中），而 且还涵盖超临界和接近超临界流体。如在此所使用的那样，"接近超临界"流体是将流体置 于针对该流体的压力-温度相图的超临界区域外但与之接近的压力和/或温度状态下的流 体。接近超临界流体例如可以是处于比界定超临界相的临界温度更小的温度的高度压缩液 体。术语"低压"和"高压"在此用在相对意义上，以描述液体在LC系统中流动（包括流动 通过系统的色谱柱体）的压力。作为非限制性示例，低压流体可以范围介于Obar至20bar， 高压流体可以范围始于20bar或更大。在超临界流体色谱（SFC)的情况下，高压流体可以 范围始于50bar或更大。
[0022] LC系统的非限制性示例描述于以下并且示出在图1至图3中。这些系统在配置 为用于高压LC时可以配置为用于高性能液相色谱（HPLC)、超高性能液相色谱（UHPLC)或 SFC。在各个实施例中，在此描述的系统可以配置为用于分析性色谱或制备性色谱。在各个 实施例中，在此所描述的系统可以配置为用于正相色谱、反相色谱，或包括使得承载样品的 流动相流动通过包含支持固定相的填料或床层的柱体的其它类型色谱。在此描述的系统可 以进一步配置为用于等度洗脱或梯度洗脱，并且在这两种操作模式之间可以是可切换的。 要求液体和超临界流体的低压或高压流体的各种类型的LC系统以及这些系统中通常使用 的单独组件的结构和操作总体上是本领域技术人员理解的，因此将仅按照需要加以简要描 述，以理解当前公开的主题。本领域技术人员还理解的是，特定组件的选取可以取决于系统 是工作在低压还是高压流体形态下，或取决于所执行的LC的类型。
[0023] 图1是根据一个实施例的LC系统100的示例的示意图。系统100可以总体上包括： 色谱柱体104 ;-个或多个溶剂源，其处于柱体104的上游，用作移动相；样品注射系统，用 于将样品（样品溶剂中所溶解的样品材料）引入到溶剂流体流（处于柱体104的上游或柱 体头处）；收集地点10