用于最小化色谱应用中扫掠和死体积的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于防止分离馏分的带扩展和再混合的装置以及相关方法，装置包括连接到诸如旋转阀的流选择器的色谱柱，其中所述流选择器连接到所述柱的远端，使得柱后扫掠体积和柱后死体积的总和小于10μL。优选地，柱直接插入旋转阀的入口端口中，并且样品在出口端口处被分馏。

Apparatus and method for minimizing sweep and dead volume in chromatographic applications

The invention relates to a method for preventing the separation with extended cut and then mixed device and related method, including the device connected to the column such as flow selector rotary valve, wherein the flow selector is connected to the distal end of the column, the column sum after the swept volume and column dead volume is less than 10 L. Preferably, the column is inserted directly into the inlet port of the rotary valve, and the sample is fractionated at the outlet port.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于最小化色谱应用中扫掠和死体积的装置和方法
本专利技术涉及一种装置，其包括或由以下组成：(a)色谱柱和(b)流选择器，其中所述流选择器连接到所述柱的远端，使得柱后扫掠体积和柱后死体积的总和小于10μL。
技术介绍
在本说明书中，引用了包括专利申请和制造商手册的多种文献。这些文献的公开虽然不被认为与本专利技术的可专利性相关，但是通过引用将其全部内容并入本文。更具体地，所有参考文献通过引用并入相同的程度，就像每个单独的文献被具体和单独地指示通过引用并入一样。分馏/分级分离技术用于许多科学研究和生产过程，诸如化学或生物学中的科学研究和生产过程。分馏的目的是降低感兴趣的样品的复杂性或纯化和消耗非特异性化合物。大多数分馏技术都是基于将所期望化合物与样品其他含量区区分开来的化学和/或物理性质。特别是诸如液相色谱(LC)的色谱系统用于样品分馏和样品收集，用于直接分析或用于进一步处理。色谱分离的分馏效率主要取决于色谱基质的化学性质(Meyer,PracticalHigh-PerformanceLiquidChromatography(2004))。然而，特别是柱后扫掠和死体积可能导致分离的化合物的湍流和反混合，从而降低分馏性能。由于优异的分馏效率，因此应用了特别高性能的LC系统，并且扫掠和死体积可能对应用不利。通常增加的流速、零死体积连接以及窄和短的管用于减少反混合的机会和持续时间。然而，根据应用情况，有时不能避免长管，并且较小的内直径可导致高背压。例如，与LC分馏系统一起使用的现有技术的馏分收集器系统需要具有较长的管以到达馏分收集在其中的小瓶。这些馏分收集器通常包括X-/Y-机器人臂或收集板，其将管定位在收集样品的管上方或内部(图1)。空间和管长度的限制是常规馏分收集系统的固有问题。分馏的特定领域是多维分馏，多维分馏通过使用各种正交化学分馏样品来实现优异的分馏。如果要分离具有高度相似化合物的非常复杂的样品，这些方法是特别有意义的。通常选择尺寸以通过不同的生理化学性质分离馏分。例如，随后进行作为第一维的离子交换和作为第二维的反相色谱，以首先根据它们的电荷和其后通过它们的疏水性分离化合物。这些方法可以完全自动化，并由许多LC制造商实施(参见例如DionexTechnicalNote85；也可在http://www.dionex.com/en-us/webdocs/77308-TN85-HPLC-ESI-MS-2D-Peptides-14Jul2009-LPN2256-01.pdf获得)。即使许多色谱相可以组合，最终的效率受到效率较低的分馏技术的强烈影响。此外，没有相位可以是完全正交的，因此第一维度影响第二维度的分馏效率。将有限正交第一维度的多个馏分混合以实现对第二维度的较小影响的串接(concatenation)方案的发展是减少正交性效应的相对新颖的概念(Dwivedietal.,Anal.Chem.,80(18):7036-42(2008))。如果使用相似的色谱相，并且根据化合物pH或亲和力，使用不同的色谱条件改变化合物的性质，该方法是特别有用的。在串接方案中，在第一维度中生成许多馏分。然后将这些馏分以限定的距离彼此混合。例如，混合60个馏分，使得合并馏分1、11、21、31、41、51，合并馏分2、12、22、32、42、52等等，最终获得10个馏分。该方法仅需要足够的正交性来跨越馏分1至10，但是在第一维中需要非常高的分馏效率以避免反混合。WO2005/114168描述了用于样品分析的装置。由于该装置是微流体装置，在装置中包括的柱之后不需要配件。该文献无法收集馏分。
技术实现思路
本专利技术的技术问题是提供用于色谱分离分析物的改进装置和方法。该问题由权利要求的主题解决。因此，本专利技术涉及一种装置，其包括或由以下组成：(a)色谱柱以及(b)流选择器，其中所述流选择器连接到所述柱的远端，使得柱后扫掠体积和柱后死体积的总和小于10μL。根据第一方面的装置包括两个构成元件或由两个构成元件组成，即可以是全部或空的色谱柱，以及流选择器。流选择器本身是现有技术确定的装置，其提供将流体的进入流引导到多个可能出口(在本文中也称为“通道”)中的一个出口。流选择器的优选实施方案是如下面进一步详细描述的转子阀。根据本专利技术的流体可以是(优选的)液体或气体。术语“上端”和“下端”是指柱，柱被配置为使得柱内的流的方向与重力方向相符。更一般来说，特别是考虑到在压力下操作的柱，柱具有近端和远端，其中如本文所用的术语“近端”和“上端”表示样品被加载的端部，并且术语“远端”和“下端”表示分析物在彼此分离或部分分离后离开柱的端部。重要的是，所述色谱柱和所述流选择器之间的连接基本上是直接的，使得可以满足第一方面的要求。这种大致直接连接的实施在下面进一步详细描述。具有本说明书中提供的指导，技术人员处于能够毫不费力地满足第一方面的要求的位置。作为一般规则，所述色谱柱和所述流选择器之间的连接越短，柱后扫掠体积和柱后死体积将越小。优选地，避免了连接所述柱和所述流选择器的任何管。应当理解，流选择器在柱的外部。从以下可以看出，柱后死体积和扫掠体积小于10μL的总和低于目前为止已经取得的成果。本专利技术人已经实现了低于该阈值的值(见下文)。术语“柱后扫掠体积”在这里被定义为从柱的远端到分馏、即在所述流选择器中馏分的分开发生的位置的流路径内的液体比例。术语“柱后死体积”表示从柱的远端到分馏、即在所述流选择器中馏分的分开发生的位置的体积，其不被扫过并且不直接在流体的流路径中。柱后死体积和扫掠体积是在离开色谱柱后和进入容器或用于收集所述流体的容器之前由分析物可以到达的体积。在死体积的情况下，扩散是允许分析物进入的过程之一。假定死体积和扫掠体积在一个端部被色谱柱的远端限制，它们也被称为“柱后”死体积/扫掠体积。从上述可以看出，扫掠体积和死体积是可以独立优化的独立参数。本专利技术旨在将死体积和扫掠体积的总和最小化，该总和也被称为“柱后体积”或“总柱后体积”。总柱后体积被色谱柱的远端和流选择器的出口端口限制，否则占据可接近色谱柱的所述远端和流选择器的所述出口端口之间的分析物的任何体积。扫掠体积可计算或测量。可基于色谱系统的管的长度和尺寸(例如图1中显示的那些)进行计算。测量可以通过以已知流速下在无泄漏并优选也无死体积的系统中进行色谱并确定给定预期信号的延迟来完成。术语“泄漏”是指系统不紧密，且液体可以通过流路径中的孔泄漏。泄漏可发生在高性能色谱中，其中高压导致泄漏。通过检查整个系统的适当紧密度可避免泄漏。基于柱的空隙体积和流速，可在第一分析物到达流选择器(假设它不会在柱上延迟)时计算时间点。任何与此相反的偏差都表示了柱后扫掠体积的量度。死体积通常发生在配件内。通过适当选择和正确使用配件，可以最小化死体积。系统非常通用，并且改进了少量化合物以及多种馏分的分馏。术语“馏分”(复数)是指至少两个、至少三个、至少四个、至少五个、至少六个、至少七个、至少八个、至少九个或至少十个馏分。此外，本专利技术适用于如上所述的串接馏分。该概念依赖于在柱后的分离通道中立即主动分开洗脱流，从而减少或甚至移除柱后扫掠和死体积。根据待分馏的样品的应用和复杂性，流可以分成两个或多个通道。请注意，在常规装置(诸如图1所示)中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，其包括或由以下组成(a)色谱柱；和(b)流选择器，其中，所述流选择器被连接到所述柱的远端，使得柱后扫掠体积和柱后死体积的总和小于10μL。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.09 EP 15154374.11.一种装置，其包括或由以下组成(a)色谱柱；和(b)流选择器，其中，所述流选择器被连接到所述柱的远端，使得柱后扫掠体积和柱后死体积的总和小于10μL。2.一种套件，其包括或由以下组成(a)色谱柱；和(b)流选择器，其中，所述柱和所述流选择器被配置为用于所述流选择器到所述柱的远端的连接，使得柱后扫掠体积和柱后死体积的总和小于10μL。3.根据权利要求2所述的套件，还包括具有用于组装根据权利要求1所述的装置的指令的手册。4.根据权利要求2或3所述的套件的权利要求1的所述的装置，其中，所述色谱柱(a)是空的；或(b)填充有色谱材料；和/或内直径小于2mm；优选为250μm或更小；或200μm或更小和/或体积为2mL或更小，优选为100μL或更小。5.权利要求4(b)的装置或套件，其中，所述色谱材料选自反相、离子交换、正相、亲水相互作用，亲和与尺寸排阻材料。6.根据权利要求1、4或5中任一项所述的装置或权利要求2至5中任一项所述的套件，其中，所述选择器是n路转子阀，n优选为2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23或24。7.根据权利要求1或4至6中任一项所述的装置或根据权利要求2至6中任一项所述的套件，其中，所述柱和所述选择器之间的连接是(a)使得柱后扫掠体积和柱后死体积的总和小于1μL、小于500nL、小于200nL、小于100nL、小于50nL、小于40nL、小于30nL、小于20nL或小于10nL；和/或(b)由以下实施(i)将所述柱直接插入所述选择器的入口中，优选地利用螺钉配件或套圈将所述柱直接插入所述选择器的入口中；或(ii)将所述柱直接插入诸如UV/vis单元的检测器中，优选地利用螺钉配件或套圈将所述柱直接插入诸如UV/vis单元的检测器中；并且将所述检测器直接插入所述选择器的入口中，优选地利用螺钉配件或套圈将所述检测器...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·库拉克，M·曼，
申请(专利权)人：马克斯普朗克科学促进学会，
类型：发明
国别省市：德国,DE