用于通过色谱来分离样品的微流体装置包括接合在一起的扩散结合的金属薄板以在每个相邻的金属薄板之间形成气密密闭的界面而不会引入二次材料。分离通道封闭于扩散结合的薄板内，该分离通道可由入口或出口中的至少一个接近。分离通道被装填有微米大小的粒子，用作色谱分离中的固定相。分离通道的湿润表面包括至少一个单层厚的有机材料涂层。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
该技术通常涉及层析设备，且特定而言涉及高压液相层析仪器。
技术介绍
在下文中给出对于层析的容量尺度及其对于流体路径实施的效果的简要讨论。在传统上使用分析柱来执行了高效液相层析(HPLC)，分析柱具有约4. 6毫米的成品内径(ID)或内孔，和通常在约5厘米至25厘米范围的长度。这样的柱通常是从谨慎地加工的构件组装而成。柱管通常在每一端具有外螺纹，其接合着在相应柱端部配件或终端内的相对应的内螺纹。每个柱端部配件合并了对于成品柱的性能而言至关重要的特征。在这些特征中有烧结料和扩散器板，其协同工作以在柱床内固持住颗粒固定相(或填料)，且使得液体流动 在窄内孔输入/输出互连管件的几何形状(通常O. 23毫米ID)与宽很多的直径尺寸的填料床(4. 6毫米)之间过渡。每个柱端部配件还包括螺纹压缩端口，该螺纹压缩端口用于在柱与互连管之间建立起基本上防漏的接口。传统4. 6mm的ID HPLC柱可填充有合并了 5微米的特征性填充粒子直径的固定相。以合适的移动相体积流率执行的该柱的操作将会导致通过该床结构的一种特征性移动相线性速度。如果该柱被良好地填充(即，基本上不存在空隙，桥或其它床缺陷)，那么这种操作机制将会导致此系统的特征性分离“效率”，如通过使用一种或多种类型的探针化合物所表明的。特征性效率可被认为是可通过该系统而传播的层析区或带的窄度的量度。在HPLC分析仪器中，通常需要以高效率来执行分离，由此通过提高干扰或近干扰区或带的分辨率来使得层析的信息含量最大。从上文所述的系统洗脱的带可预期具有基本上10秒的时间过程，以5西格玛测量(即，通过检测器的所述带的基本高斯浓度分布的转变，包括带顶点，以及在该顶点之前和之后的2. 5西格玛的带)。已知体积流率，能将以时间单位的带宽度转换为体积单位的宽度(在此示例中为167微升，这是对于每分钟I. O毫升的流率而言的)。在继续研究“柱外”体积对分离效率的影响时，以体积域来工作是特别有指导性的。柱外部的体积的存在(例如，在运输管中，在检测器中，且在喷射器中)通常仅可使得由柱所进行的分离的品质降级。柱外变化量(变化量=西格玛2)贡献是说明了在存在着一种或多种类型的柱外贡献的情况下所指定的分离将会如何降级的一种非常有用的量度，因为变化量基本上为加的。有指导性地将层析系统的若干类别的特征性体积尺度进行制表，以认识到系统设计者所面对的是什么。在下文的表格中，假定所有系统将维持相同的效率值，且移动相线性速度通过填料床将维持恒定。因而，按照与柱床截面积的比例，因此与柱内径2成比例来调节了体积流率。IIPLC尺度柱il)体枳流率特f￡性峰位体《常规分祈3.9-4.6 inmI.IH+S升/分钟167-2關微升 窄内孔2. mni25 微H·/分钟捕-50微升 識内孔IJmm册-7 徵升/分钟請-12徵升 %ΜΨ；nun5-12 徵开/分钟1,5-2,5 微升 纳米尺度15 mmI ft-1 H纳升/分钟I 纳升 M I还将进一步认识到，当转变为使用更小的适当填充的粒子来构建层析柱床时，可 实现更高的分离效率。如由Waters Corporation (Milford, MA, USA)使用标称I. 7微米直径的粒子而实现商业化的这种机制一直被称作超高效液相层析”即^ )。因而，在UPLC"中的带或区比在HPLC中的其对等物更窄(在时间域和体积域两方面)，对于柱外体积的减小和其区分散效果具有额外的要求。表I的柱和流率范围说明了常规的管件和管件接口，其特别令人满意地用于常规尺度的HPLC中(其中特征性峰值体积为一毫升的相当大一部分)，在何种程度上比诸如毛细管级或纳米级HPLC这样的应用中(其中特征性峰值体积在几微升至数十纳升的范围中、且因而基本上没有了柱外变化量“预算”)显著更快。换言之，在常规HPLC的实践中可接受的柱外体积和柱外变化量在毛细管和纳米级LC技术的实践中通常是不适当的。毛细管和纳米级技术目前在分离技术的最前沿，在很大程度上是因为它们适合与质谱法合作，特别是在用于分析的可用样品质量有限(样品有限的分析)的情况下。实际上，很少(若有的话)制造商已表现出有能力在表I所述的特征性峰值体积的整个数量级上维持分离效率。此外，同时存在着使用更小填充粒度的倾向以实现更高的分离效率。这种更高的效率使得进一步减小了洗脱区或带的体积，进一步加剧了柱外效果的问题。用以最小化柱外体积和柱外变化量的平面流体回路方案看起来比较有吸引力，因为其能够增强功能且产生相对较短的路由路径，但迄今为止构造的材料(通常为玻璃、塑料或某些陶瓷)尚未允许该装置耐受现代小粒子分离的典型的内部液体静压力。在柱头处这些液体静压力可在100兆帕或更高的范围，对应于UPLC 或极高压液相层析(VHPLC)的机制。
技术实现思路
一般而言，该技术的一方面需要包括于化学分离装置中的部分地或完全整合的微流体回路，化学分离装置为诸如HPLC、UPLC 、VHPLC、超临界流体层析(SFC)或气相层析分析(GC)的仪器；这样的回路有利地至少部分地由具有基本上相似组成的扩散结合的金属层制成。在一个实施例中，很多种厚度的钛基板特别适用于制造和操作这样的仪器。某些实施例的特征在于不锈钢扩散结合的薄板。在本技术的某些示例性实施例中，从两个或更多个扩散结合的金属薄板以各种整合程度来制造层析仪器。两个或更多个扩散结合的金属薄板被接合以形成微流体装置，且在相邻的金属薄板之间有气密地密封的界面。可由入口和/或出口中至少一个接近的至少一个微流体通道被封闭于微流体装置内。某些实施例需要用于微流体通道的湿润表面的优选图案化方法和/或优选表面改性方法。某些实施例的特征在于微流体通道填充了用作层析分离中的固相的微米大小粒子。此外，某些实施例包括与填充的微流体通道成流体连通的粒子固持元件。某些实施例的特征在于整合的电喷射顶端用以从该装置递送流体。在此应用中，术语“微粒体通道”将用于指通常适合用于支承或维持毛细管级或纳米级分离的流动路径特征，其中这样的通道的特征性横向尺寸将会通常是在数十微米至数百微米的范围。在另一方面，本技术涉及一种包括以下步骤而制造的扩散结合产品(a)供应两个或更多个在组成上基本上类似的金属薄板，且金属薄板中每一个具有平坦主表面，在其上并没有引入用以促进结合的层；两个或更多个金属薄板中至少一个包括置于其中的微流体通道的至少一部分；(b)使两个或更多个金属薄板中每一个的平坦主表面与两个或更多个薄板中的至少一个成接触关系，由此形成界面、且形成并封闭了在介于这样的薄板之间的界面处的微流体通道，微流体通道具有至少一个进入端口和至少一个引出端口 ； (C)在真空炉或惰性气氛炉中加热所述接触薄板到显著低于这样的薄板的熔化温度的温度；(d)在薄板被加热时在压缩应力下将接触薄板推压在一起，以通过造成两个或更多个金属板的晶粒跨越界面从一个薄板融合到另一个薄板而将这些薄板结合在一起；(e)将结合的两个或更多个薄板冷却至约室温；以及(f)通过至少一个进入端口或至少一个引出端 口中的至少一个来向封闭在结合的两个或更多个薄板之间的微流体通道涂覆至少有机涂层。在本申请中，术语“湿润表面”将会用于标示在正常分析操作或使用期间将与分离的移动相流体直接接触的任何表面。此本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：B班纳，TA杜尔德维尔，
申请(专利权)人：沃特世科技公司，
类型：
国别省市：
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