具有压力调节的多维样品分离制造技术

一种用于分离流体样品的多维样品分离设备(10)，其中，该样品分离设备(10)包括：第一分离维度(100)，其用于分离流体样品并且包括用于驱动流体样品的第一流体驱动单元(102)和用于分离流体样品的第一样品分离单元(104)；第二分离维度(106)，其用于进一步分离由第一分离维度(100)分离的流体样品，其中，第二分离维度(106)包括用于驱动所分离的流体样品的第二流体驱动单元(108)以及第二样品分离单元(110)和第三样品分离单元(112)，第二样品分离单元和第三样品分离单元中的每一个配置为对所分离的流体样品进行进一步分离；切换机构(114)，其配置为选择性地切换第一分离维度(100)的出口与第二样品分离单元(110)和第三样品分离单元(112)中的至少一个选定者流体连通；和控制单元，其配置为将第二样品分离单元(110)和第三样品分离单元(112)的入口处的压力控制为至少在切换时基本相同。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有压力调节的多维样品分离
本专利技术涉及一种多维样品分离设备和操作多维样品分离设备的方法。
技术介绍
在液相色谱法中，流体样品和洗脱液(液体流动相)可以被泵送通过导管和柱，在该柱中对样品组分进行分离。柱可以包括能够将流体样品的不同组分分离的材料。可以包括硅胶的这种填充材料，即所谓的固定相，可以被填充到柱管中，该柱管可以通过导管连接到其他元件(如取样器、检测器)。流体样品的二维分离表示这样的分离技术，其中，在第一分离单元中进行第一分离程序来将流体样品分离成多种成分，并且在第二分离单元中进行后续的第二分离程序来将该多种成分中的至少一种进一步分离成子成分。二维液相色谱法(2D-LC)可以将两种液相色谱分析分离技术结合，并且其输出或结果可以呈现为沿着两个正交的时间轴的检测事件基于时间的曲线图。二维液相色谱法设备是强大的，但是常常需要更复杂的控制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够高效操作的多维样品分离设备。该目的通过独立权利要求来解决。其他实施例由从属权利要求示出。根据本专利技术的示例性实施例，提供了一种用于分离流体样品的多维样品分离设备，其中，该样品分离设备包括：第一分离维度，其用于分离流体样品并且包括用于驱动流体样品和第一流动相通过用于分离流体样品的第一样品分离单元(比如第一色谱柱)的第一流体驱动单元(比如第一高压泵，例如呈现为活塞泵，特别是能够以至少1000巴的压力驱动流体)；第二分离维度，其用于进一步分离由第一分离维度分离的流体样品，其中，第二分离维度包括第二流体驱动单元(比如第二高压泵，例如呈现为活塞泵，特别是能够以至少1000巴的压力驱动流体)，用于驱动所分离的流体样品和第二流动相(其可以与第一流动相相同或可以不同于第一流动相)通过第二样品分离单元(比如第二色谱柱)和第三样品分离单元(比如第三色谱柱)，第二样品分离单元和第三样品分离单元各自配置为进一步分离所分离的流体样品；切换机构，其配置为选择性地切换第一分离维度的出口与第二样品分离单元和第三样品分离单元中的至少一个(特别是精确地一个)选定者流体连通；和控制单元，其配置为至少在切换时将第二样品分离单元和第三样品分离单元的入口处的压力(或压力值)控制为基本相同。根据另一示例性实施例，提供了一种操作用于分离流体样品的多维样品分离设备的方法，其中，该方法包括：通过第一分离维度来分离流体样品，第一分离维度包括用于驱动流体样品的第一流体驱动单元和用于分离流体样品的第一样品分离单元；然后，在通过第一分隔维度分离流体样品之后，将所分离的流体样品供应到第二分离维度以进一步分离流体样品，其中，第二分离维度包括用于驱动所分离的流样品的第二流体驱动单元，并且包括第二样品分离单元和第三样品分离单元，第二样品分离单元和第三样品分离单元中的每一个配置为对所分离的流体样品进行进一步分离；并且为通过第二分隔维度进一步分离流体样品，将第一分离维度的出口切换为与第二样品分离单元和第三样品分离单元中的至少一个选定者(特别是精确地一个选定者)流体连通，使得第二样品分离单元和第三样品分离单元的入口压力(或压力值)至少在切换的时间点基本相同。在本申请的背景下，术语“流体样品”可以特别地表示任何液体和/或气体介质，可选地还包括待分析的固体颗粒。这样的流体样品可以包括将要分离的分子或粒子的多种成分，例如小质量分子或比如蛋白质的大质量生物分子。由于将流体样品分离成成分涉及根据其在第一分离维度中进行分离的某一分离标准(比如质量、体积、化学性质等)，因此每个所分离的成分可以在第二分离维度中通过另一分离标准进一步分离(比如质量、体积、化学性质等)或通过第一分离标准更精细地分离(在改进的条件下)，从而进一步分离成分的不同分子或颗粒。在本申请的背景下，术语“样品分离设备”可以特别地表示能够通过应用某一分离技术来分离流体样品的不同成分的任何设备。特别地，当配置用于二维分离时，可以在这种样品分离设备中设置两个分离单元。这意味着，首先根据第一分离标准分离样品，并且随后根据第二分离标准(优选为不同的分离标准)分离由第一分离产生的成分中的至少一个或一些，或者根据第一分离标准更精细地分离。术语“样品分离单元”可以特别地表示流体构件，流体样品通过该流体构件来输送，并且该流体构件配置为使得在引导流体样品通过分离单元时，该流体样品将分离成不同的分子或颗粒组。样品分离单元的示例是能够捕获或延迟并且选择性地释放流体样品的不同成分的液相色谱柱。根据本专利技术的示例性实施例，提供了一种多维样品分离设备，在该多维样品分离设备中，在将已经在第一分离维度中分离的流体样品转移到第二分离维度期间，可以防止不期望的压力冲击或压降。虽然所述转移过程常规上可能以不期望的方式伴随有由第一分离维度和第二分离维度中的不同压力条件而导致的压力冲击或至少压力波动，但是根据本专利技术的示例性实施例的多维样品分离设备的切换机构确保至少在切换的时间点，第二分离维度中的两个样品分离单元的入口基本处于相同的压力水平，使得可以在没有这种突然的压力改变的情况下进行第一分离维度上的出口交替地与第二样品分离维度的两个分离单元中的任一个的切换。有利地，从而可靠地保护多维样品分离设备的流体部件免受由于切换操作而导致的过度磨损或甚至损坏。此外，当将已经分离的流体样品的成分在第一分离维度的末端交替地切换到第二分离维度的分离单元中的任一个中时，当第二分离维度的两个(或更多个)样品分离单元的压力保持在基本相同的压力值时，可以排除分离过程上的许多伪影。在这种情况下，在第一分离维度的出口处的压力可以基本与在第二维度样品分离单元中的至少一个的入口处相同。因此有利的是使第二分离维度中的两个或多个样品分离单元同步到类似的压力值(更具体地，将所述样品分离单元的入口处的压力值调节到类似值)，使得在第二样品分离维度中的样品分离单元的入口之间切换第一分离维度的出口不会导致任何显著的压力改变。下面将解释多维样品分离设备和方法的另外的实施例。在实施例中，样品分离设备配置为二维样品分离设备，或者换句话说，用于二维样品分离的设备，特别是二维液相色谱样品分离设备，或者换句话说，用于二维液相色谱样品分离的设备。术语“二维样品分离设备”可以表示相应的样品分离设备具有正好两个分离维度，即第一分离维度和第二分离维度。在这样的二维样品分离设备中，通过使第二分离维度的两个交替的样品分离单元的入口处的入口压力同步，可以高效地避免压降、压力波动以及其他与压力和流动相关的伪影。在实施例中，控制单元配置为控制流体驱动单元和/或切换机构(其可以表示为流体部件)中的至少一个的操作。例如，所述控制单元可以是单个处理器、多个处理器或处理器的一部分。控制单元可以是集中控制所有仪器部件的中央控制单元，或者由多个(例如空间上和/或功能上)分布式的和/或者协作的控制子单元组成，控制子单元中的每一个配置为控制相应的一个或相应组的所述仪器部件和/或其他部分，例如样品分离设备的流体部件。在以下的五个段落中，将描述样品分离设备和方法的有利任务，其可以由上述控制单元和/或以其他方式(例如手动地或基于由使本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于分离流体样品的多维样品分离设备(10)，其中，所述样品分离设备(10)包括：/n第一分离维度(100)，其用于分离所述流体样品，并且包括用于驱动所述流体样品的第一流体驱动单元(102)和用于分离所述流体样品的第一样品分离单元(104)；/n第二分离维度(106)，其用于进一步分离由所述第一分离维度(100)分离的所述流体样品，其中，所述第二分离维度(106)包括用于驱动所分离的流体样品的第二流体驱动单元(108)以及各自配置为进一步分离所分离的流体样品的第二样品分离单元(110)和第三样品分离单元(112)；/n切换机构(114)，其配置为选择性地切换所述第一分离维度(100)的出口与所述第二样品分离单元(110)和所述第三样品分离单元(112)中的至少一个选定者流体连通；/n控制单元(70)，其配置为至少在切换时将所述第二样品分离单元(110)和所述第三样品分离单元(112)的入口处的压力控制为基本相同。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180430 DE 102018110400.61.一种用于分离流体样品的多维样品分离设备(10)，其中，所述样品分离设备(10)包括：
第一分离维度(100)，其用于分离所述流体样品，并且包括用于驱动所述流体样品的第一流体驱动单元(102)和用于分离所述流体样品的第一样品分离单元(104)；
第二分离维度(106)，其用于进一步分离由所述第一分离维度(100)分离的所述流体样品，其中，所述第二分离维度(106)包括用于驱动所分离的流体样品的第二流体驱动单元(108)以及各自配置为进一步分离所分离的流体样品的第二样品分离单元(110)和第三样品分离单元(112)；
切换机构(114)，其配置为选择性地切换所述第一分离维度(100)的出口与所述第二样品分离单元(110)和所述第三样品分离单元(112)中的至少一个选定者流体连通；
控制单元(70)，其配置为至少在切换时将所述第二样品分离单元(110)和所述第三样品分离单元(112)的入口处的压力控制为基本相同。


2.根据权利要求1所述的样品分离设备(10)，配置为二维样品分离设备、特别是二维液相色谱样品分离设备。


3.根据权利要求1或2所述的样品分离设备(10)，其中，所述控制单元(70)配置为将所述第二样品分离单元(110)和所述第三样品分离单元(112)的入口处的压力值控制为至少在切换时相差小于10％。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的样品分离设备(10)，其中，所述控制单元(70)配置为将所述第二样品分离单元(110)和所述第三样品分离单元(112)的入口处的压力值之间的差值控制为至少在切换时小于100巴。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的样品分离设备(10)，其中，所述控制单元(70)配置为将所述第二样品分离单元(110)的入口处和所述第三样品分离单元(112)的入口处的压力值控制为至少在切换时为至少1000巴、特别是至少1800巴。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的样品分离设备(10)，其中，所述控制单元(70)配置为将所述第二样品分离单元(110)的入口处和所述第三样品分离单元(112)的入口处的压力值控制为在所述样品分离设备(100)的整个操作期间基本相同。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的样品分离设备(10)，其中，所述控制单元(70)配置为将所述第二样品分离单元(110)的入口处和所述第三样品分离单元(112)的入口处的压力值控制为至少在切换时、特别是连续地基本处于预定压力值。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的样品分离设备(10)，其中，所述切换机构(114)配置为将所述第一分离维度(100)的出口分别交替地耦接到所述第二样品分离单元(110)和所述第三样品分离单元(112)。


9.根据权利要求1至8中任一项所述的样品分离设备(10)，其中，所述切换机构(114)包括能够在所述控制单元(70)的控制下切换的至少一个流体阀(116)。


10.根据权利要求1至9中任一项所述的样品分离设备(10)，其中，所述切换机构(114)包括能够在所述控制单元(70)的控制下调节的至少一个流体限制器(160、164)。


11.根据权利要求1至10中任一项所述的样品分离设备(10)，包括耦接到所述第一样品分离单元(104)的出口的第一维度检测器(118)。


12.根据权利要求1至11中任一项所述的样品分离设备(10)，
包括布置在所述第二样品分离单元(110)下游并且配置为检测所述进一步分离的流体样品的第二维...

【专利技术属性】
技术研发人员：德怀特·罗伯特·斯托尔，克劳斯·威特，康斯坦丁·肖克特，
申请(专利权)人：安捷伦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US