專利名稱：液體色譜儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種色譜儀，例如分離和分析某一樣品中各種化合物的高效液體色譜儀。


圖1是表示一普通高效液體色譜的流路方框圖，它是由以下部件構(gòu)成分離樣品的色譜柱5；向柱5供給流動相的輸送泵部分1；自動進樣器3，用于從取樣針39收集樣品并向進樣環(huán)管27供送樣品以及將所收取的樣品通過一流路轉(zhuǎn)換閥29引入到色譜柱5上游(入口前側(cè))的流動相流路中；一檢測部分7，用于檢測在柱5中所分離出的樣品；以及一控制部分41，用于控制輸送泵部分1與自動進樣器3的操作。
輸送泵部分1具有一雙柱塞式往復(fù)供給泵9。泵9的主泵壓頭(主要泵壓力)11的吸入端是通過一止回閥13a連接于貯存流動相的容器15，而泵9的排出端是通過止回閥13b連接于次級泵壓頭(次要泵壓力)17的吸入端。次級泵壓頭17的排出端，是通過一排放閥19和一管線過濾器21連接于自動進樣器3。一壓力傳感器23是裝設(shè)在次級泵壓頭17與排放閥19之間的流路上。次級泵壓頭17的排出端可進行轉(zhuǎn)換開關(guān)并連接于自動進樣器3或連接于排放口，通過手工開關(guān)排放閥19的杠桿來排放。
自動進樣器3具有一個雙位六通閥29，用于轉(zhuǎn)換開關(guān)并連接于從泵送部分1到取樣環(huán)管27或色譜柱5的流路。取樣環(huán)管27與進樣針39相連接，進樣針39在注射口35與樣品容器37之間移動，用于從樣品容器37中吸入樣品并將樣品放入進樣口35。進樣口35是通過轉(zhuǎn)換閥29連接于色譜柱5。一測量用進樣器33通過一個三通閥31連接于閥29的一個接口，并需通過轉(zhuǎn)換閥29連接于進樣環(huán)管27。
檢測部分7是用于檢測在色譜柱5中分離出的樣品，它連接于色譜柱5的下游(出口一側(cè))。在進樣口35與閥29之間，在閥29與柱5之間以及在柱5與檢測部分之間的一些流路都由一些細薄管制成以防樣品被稀釋。
在現(xiàn)有色譜技術(shù)中，當全部流路充滿流動相或者需更換流動相時，需花費相當多的時間來替換泵9中的流動相，因泵9有相當大的體積，如果以通常流速供給流動相很費時間。然而，如果以高速供給流動相，則向各細薄管和隨后向進樣口35包括色譜柱5傳送的壓力會增加。因而，流動相不能以高速供入各流路和隨后送至進樣口35。在此情況下，在將排出閥19轉(zhuǎn)換通向輸送泵部分1中的排出一側(cè)，以便引入流動相進入泵9之后，泵9便以高速驅(qū)動。
此時，首先用手工將排出閥19的杠桿25移動以連接于次級泵壓頭17的排放一側(cè)，以便排出，然后泵9便以高速驅(qū)動來通過排出閥19從排出管中排放出流動相。在主泵壓頭11和次級泵壓頭17充滿新的流動相之后，泵9便返回到正常速度并將排出閥19的杠桿用手工轉(zhuǎn)換以便將次級泵壓頭17的排放一側(cè)連接于自動進樣器3，以此向所有流路供給新的流動相。
對操作人員來說，繁瑣問題在于需以手工開/關(guān)排放閥19以更換流動相，因而期待自動化操作。然而為了自動開/關(guān)排放閥19，則需一高轉(zhuǎn)距馬達，因高壓應(yīng)用于排出閥19所需，這便導(dǎo)致設(shè)備的高費用。
本發(fā)明的目的是使加入或更換液體色譜儀中的流動相自動化而不增加成本費用。
本發(fā)明的液體色譜儀，包含有一個分離樣品的色譜柱；一個向柱中供給流動相的供送部分；一樣品引入部分，用以從取樣針中將樣品送入進樣環(huán)管中和通過開關(guān)流路轉(zhuǎn)換閥將收取的樣品送入在色譜柱上游的流動相流路道中；一檢測色譜柱中分離出的樣品的檢測部分；以及一控制供給部分與樣品引入部分操作的控制部分。該液體色譜儀還進一步包含有一排出口，用于排放從取樣針向外排出的液體；該色譜儀可通過控制部分對流路轉(zhuǎn)換閥進行換向開關(guān)，用以連接供給部分與一流路，該流路連接著進樣環(huán)管與取樣針，同時使取樣針位于排放口上；以及通過控制部分將供給部分轉(zhuǎn)換到高速驅(qū)動。
當一流路充滿流動相的信號或更換流動相的信號從外部傳送至控制部分時，該控制部分便調(diào)控供給部分和樣品引入部分，以便轉(zhuǎn)換流路轉(zhuǎn)換閥來連接供給部分與取樣針，將取樣針從進樣口移動至排出口并增加流動相供給部分的流速。流動相通過流路轉(zhuǎn)換閥、進樣環(huán)管、取樣針及排放口從該設(shè)備的供給部分以高速排放出來，這樣流路便可由所需要的流動相來替換。此后，取樣針又返回至進樣口并且泵的流速也返回至低速以供給流動相，以此來完成全部流路填充流動相或液體替換的操作。
因而，根據(jù)本發(fā)明，在液體色譜儀中不僅無需一個馬達用于一個排出閥，而且排出閥本身也沒有必要了，并且填充和更換流動相也可實現(xiàn)自動化而不增加設(shè)備的成本費用。
本發(fā)明的上述和其它目的、特點、方面及優(yōu)點，可從以下對本發(fā)明的詳細描述并結(jié)合附圖而得到更清楚的了解。
附圖簡述圖1是表示普通高效液體色譜的流程流路方框圖；圖2是表示本發(fā)明一實施方案的流程流路方框圖；圖3是表示另以實施例方案的流動相供給部分的流程流路方框圖；圖4是表示處于備用狀態(tài)的另一實施方案的流程流路方框圖；圖5是表示該實施方案處于減壓位態(tài)的流程流路方框圖；圖6是表示該實施方案處于荷載位態(tài)的流程流路方框圖；圖7是表示該實施方案處于進樣/清洗位態(tài)的流程流路方框圖；圖8是表示該實施方案處于清除位態(tài)下的流程流路方框圖；圖9是表示該實施方案處于自動排放位態(tài)的流程流路方框圖。一些優(yōu)選實施方案的描述圖2是表示本發(fā)明一實施方案的流程流路方框圖。
該實施方案包含有一供給流動相的輸送泵部分(供給部分)2，一用于將樣品引入到一流路中的自動進樣器(樣品引入部分)4，一用于分離樣品的色譜柱6以及一用以順序檢測已分離的樣品的檢測部分8。
該輸送泵部分2具有一雙柱塞式往復(fù)供給泵10。泵10的主泵壓頭12的吸入側(cè)端通過一止回閥14a連接于貯存流動相的流動相容器16，而其排出側(cè)端是通過止回閥14b連接于次級泵壓頭18的吸入側(cè)端。次級泵壓頭18的排出側(cè)端是通過一除去混入流動相中的外來雜物的管線濾器20連接于自動進樣器4。一壓力傳感器22裝設(shè)在次級泵壓頭18與管線濾器20之間的流路上。
自動進樣器4具有一個二位六通閥26，用于開關(guān)和連接從輸送泵部分2至進樣環(huán)管24或色譜柱6的流路。進樣環(huán)管24與取樣針36相連接，取樣針是移動于進樣口32與樣品容器34之間用以從樣品容器34中吸入樣品并將樣品排入進樣口32中。一向外排出液體的排放口38被裝設(shè)在進樣口32的附近，以及取樣針36也可以移向排放口38用以通過排放口38向外排出廢液。進樣口32是通過轉(zhuǎn)換閥26連接于色譜柱6。一計量進樣器30通過一個三通閥28連接于閥26的一個口上。該計量進樣器30通過轉(zhuǎn)換閥26連接于進樣環(huán)管24。
檢測色譜柱6中已分離出的樣品的檢測部分8是連接在色譜柱6的下游。
在進樣口32于閥26之間，在閥26與色譜柱6之間以及在色譜柱6與檢測部分8之間的一些流路是由一些細薄的管子制成，用以預(yù)防樣品稀釋。
裝設(shè)有控制部分40，用于控制輸送泵部分2與自動進樣器4的操作。除用于控制樣品引入和分析之外，控制部分40還控制流路轉(zhuǎn)換閥26的轉(zhuǎn)換操作，用以連接輸送泵部分2并通過進樣環(huán)管24連接于取樣針36，連接取樣針36至排出口38以及轉(zhuǎn)換泵2至高速驅(qū)動位。
現(xiàn)在描述該實施方案中的分析操作。控制部分40通過閥26連接從輸送泵部分2至色譜柱6的一些流路，用以供給流動相至色譜柱6，同時連接計量進樣器30至進樣環(huán)管24。控制部分40還移動取樣針36到樣品容器34上并通過計量進樣器30將樣品吸入到進樣環(huán)管24中。
此后控制部分40將取樣針36移至進樣口32，并轉(zhuǎn)換閥26至圖2所示的狀態(tài)。這樣，流動相便通過進樣環(huán)管24和從連接取樣針36與進樣口32的部分流到色譜柱6中，同時由進樣環(huán)管26采集的樣品被注入到色譜柱6中并在柱6中分離，然后由檢測部分8予以檢測。
下面將描述流路中填充流動相或更換流動相的一些操作。
當流路中填充或更換流動相的信號從外部分傳送給控制部分40時，該控制部分40便轉(zhuǎn)換閥26，通過進樣環(huán)管24，接通從輸送泵部分2至取樣針36的流路，并移動取樣針36到排出口38上。這樣，便形成了流徑流動相容器16→泵10→轉(zhuǎn)換閥26→進樣環(huán)管24→取樣針26→排出口38的一個流路。在此流路狀態(tài)中，控制部分40以高速驅(qū)動泵10用以高速供給流動相。通過驅(qū)動泵10經(jīng)過一預(yù)定時間，所需要的流動相被引入連接泵10與取樣針36的流路中。在泵10的高速驅(qū)動過程中，從取樣針36中排卸出的流動相，經(jīng)排放口38向外排出。
在經(jīng)過預(yù)定時間之后，控制部分40便返回取樣針36到進樣口32，返回泵10到正常驅(qū)動速度以便以低速供給流動相，以及將流動相引入到進樣口32與閥26之間，閥26與色譜柱6之間和色譜柱6與檢測部分8之間的一些流路中。
這里省略去閥26的轉(zhuǎn)換操作的詳細描述，閥26可適當?shù)剞D(zhuǎn)換，包括取樣針的移動。
根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，不僅無需一個馬達用于一個驅(qū)動閥，而且驅(qū)動閥本身也無必要。因而，填充或更換流動相能夠?qū)崿F(xiàn)自動化且不增加設(shè)備的成本費用。
圖3是表示本發(fā)明另一實施方案一部分的流程方框圖。
分別貯存流動相的流動相容器42a，42b和42c及貯存清潔溶液的清潔溶液容器42d，是分別通過電磁閥44a，44b，44c和44d連接于輸送泵部分的主泵壓頭的吸入側(cè)端。
這些流動相或清潔溶液，可通過電磁閥44a，44b，44c，44d的控制開/關(guān)進行選擇，以此僅利用一個按鈕操作便能實現(xiàn)流動相的選擇和更換并且分析之后的流路清洗步驟能夠?qū)崿F(xiàn)自動化，圖4表示本發(fā)明的還有的另一實施方案，一個樣品引入部分的自動取樣器(sampler)4a，它相當于圖2中所示實施方案中的自動進樣器4，具有一高壓閥50和一低壓閥52用于轉(zhuǎn)換各流路。高壓閥50有六個接口①至⑥設(shè)置在定子上和三個流路溝槽A，B和C設(shè)置在轉(zhuǎn)子上，用以進行這些接口之間的轉(zhuǎn)換連接。流路溝槽A是用于轉(zhuǎn)換和連接接口①與接口②或⑥，流路溝槽B是用于轉(zhuǎn)換和連接接口④與接口③或⑤，以及流路溝槽C是用于轉(zhuǎn)換和連接接口⑤與接口④或⑥。
流路溝槽A的長度比接口①與②之間或接口①與⑥之間的距離較長一些。換言之，流路溝槽A部分延伸超出60°的轉(zhuǎn)角。這樣，不僅流路溝槽A將接口①連接于接口②或⑥，而且成為這樣的狀態(tài)，即流路溝槽B和C的連接沒有接口。如后述圖9的自動排出位態(tài)所示。高壓閥50是一種三位閥。
低壓閥52的定子，具有4個接口“a”至“d”，而它們的轉(zhuǎn)子具有一些流路溝槽，這些溝槽能夠取三個位點，包括一個位點用于連接接口“b”和“c”，一個位點用于連接接口“d”和“a”，如圖7所示，以及另一位點無接口可連接，如圖9所示，這樣，低壓閥52也是一個三位閥。
圖4中高壓閥50的接口①是連接于一流路，該流道是通過輸送泵部分2供給貯存在流動相容器16中的流動相。與接口②相連接的流路設(shè)有一進樣環(huán)管24，以及一取樣針36設(shè)置在該流路的前端。與接口③連接的流路是通過一計量泵30a，相當于圖2所示實施方案的計量進樣器30，與低壓閥52的接口“b”相連接。接口④與低壓閥52的接口“a”相連接。接口⑤與進樣口32相連接，接口⑥與分析流路相連接，并通過色譜柱6連通檢測部分8。
低壓閥52的接口“c”是與一沖洗水口38a相連接，該沖洗水口38a具有圖2實施方案中排放口38的作用。供應(yīng)沖洗水用于沖洗取樣針36的沖洗水口38a，能夠從取樣針中排出流動相而用做排出口。沖洗水和流動相溢出沖洗水口38a被排入排水管。一與接口“d”連接的流路通至沖洗水54。
圖4至圖8是表示按照各位點順序的進樣操作。
圖4表示一備用(分析)位態(tài)(A)，其中在高壓閥50中接口①與接口②及接口⑤與接口6相連接，這樣由輸送泵部分2所供給的流動相經(jīng)過進樣環(huán)管，再經(jīng)過取樣針36與進樣口32之間的連接點，最后流經(jīng)連接色譜柱6和檢測部分8的流路。
在低壓閥52中，接口“b”與接口“c”相連接，以及計量泵30a通過沖洗水口38a向大氣開放。
圖5表示一減壓(減壓步驟)位態(tài)B，其中高壓閥50被轉(zhuǎn)換至連接口②和③，以此使包括進行環(huán)管24在內(nèi)的流路通過計量泵30a和沖洗口38a向大氣開放。進一步，高壓閥50的接口①和⑥這樣連接，使流動相連續(xù)流經(jīng)色譜柱6和檢測部分8的流路。
圖6表示一裝載(樣品吸入)位態(tài)(C)，其中低壓閥52轉(zhuǎn)換至關(guān)閉與計量泵30a連通的接口“b”。取樣針36浸沒在貯存樣品的樣品小瓶56中，驅(qū)動計量泵30a吸入并將樣品收取到進樣環(huán)管24中。
圖7表示一進樣/清洗入(樣品注入/計量泵清洗)位態(tài)(D)，其中高壓閥50轉(zhuǎn)換至連接接口①和②，接口⑤和⑥以及取樣針36返回到進樣口32。這樣，流動相便通過進樣環(huán)管24，再通過在取樣針36和進樣口32之間的連接點，最后流經(jīng)到色譜柱和檢測部分8相連接的流路中，用于將進樣環(huán)管收取的樣品引入到色譜柱6中，并由色譜柱6開始分離樣品。
另一方面，高壓閥50的接口③和④及低壓閥52的接口“a”和“d”相連接，以此將沖洗水54吸入到計量泵30a中，用以沖洗計量泵30a的流路。
圖8表示一清洗出(計量泵清洗)位態(tài)(E)，其中低壓閥52被換向到連接接口“b”和“c”，同時關(guān)閉接口“a”。計量泵30a被驅(qū)動排放出從沖洗水口38a吸入的沖洗水54。高壓閥50仍然保持繼續(xù)分析，以及控制部分8繼續(xù)檢測在色譜柱6中分離出的樣品各組份。
這樣，樣品被自動收取到進行環(huán)管24中，注射進入色譜柱6，連續(xù)通過圖4至圖8所示的各位態(tài)(A)→(B)→(C)→(D)→(E)進行分離和分析。
圖9表示該實施方案中一自動排放(自動排出)位態(tài)(F)。在此位態(tài)中，只有高壓閥50的①和②被連接，以及取樣針36移動到?jīng)_洗水口38。高壓閥50的其余接口和低壓閥52的所有接口都被關(guān)閉。流動相由輸送泵部分2供給和通過高壓閥50和進行環(huán)管24，而排入沖洗水口38a中。
下面將描述在自動排放位態(tài)(F)中全部流路填充流動相或更換流動相的操作。
控制高壓閥50和低壓閥52的轉(zhuǎn)換和取樣針36的移動，使通過備用位態(tài)(A)→減壓位態(tài)(B)→自動排放位態(tài)(F)→減壓位態(tài)(B)→備用位態(tài)(A)。
起初，色譜儀是處于圖4所示的備用位態(tài)(A)。然后這種位態(tài)被轉(zhuǎn)換到圖9所示的自動排放位態(tài)(F)，中間經(jīng)過圖5所示的減壓位態(tài)(B)。在自動排放位態(tài)(F)中，輸送泵部分2被轉(zhuǎn)換至高速驅(qū)動，在很短時間內(nèi)填充流動動相或更換流動相。然后將此自動排放位態(tài)返回到備用位態(tài)(A)，中間經(jīng)過減壓位態(tài)(B)。
根據(jù)該實施方案，類似于圖2所示的控制部分40(未示出)是用來控制分析和填充或更換流動相的操作。
雖然已對本發(fā)明作了詳細描述和說明，但應(yīng)清楚地理解到這僅僅是說明的方式和舉例，不是用作限制方式，本發(fā)明的精神和技術(shù)范圍僅由待審批的各項權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
1.一種液體色譜儀，其特征在于包含有一分離樣品的色譜柱(6)；一向所說色譜柱(6)中供給流動相的供給部分(2)；一樣品引入部分(4，4a)，用來從取樣針中將樣品收入進樣環(huán)管(24)中和通過轉(zhuǎn)換流路轉(zhuǎn)換閥(26，50)將收入的樣品引入到色譜柱上游的流動相流路中；一檢測部分(8)，用于檢測在色譜柱(6)中所分離出的樣品；以及一控制部分(40)，用于控制所說的供給部分(2)和所說的樣品引入部分(4，4a)的操作；所說的液體色譜儀還進一步包含有一排放口(38，38a)，用于從所說的取樣針(36)中向外排放液體，其中所說的控制部分(40)可轉(zhuǎn)換流路轉(zhuǎn)換閥(26，50)來連接供給部分(2)和通過進樣環(huán)管(24)連接于取樣針(36)連接的流路，可設(shè)置取樣針(36)于排放口(38，38a)上，以及除上述控制之外還可控制供給部分(2)至高速驅(qū)動的操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體色譜儀，其特征在于所說的供給部分(2)沒有直接向外排放出流動相的出口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體色譜儀，其特征在于樣品引入部分(4)的流路轉(zhuǎn)換閥(26)是一個二換位閥，它可轉(zhuǎn)換于兩個位點之間，一個位點是通過進樣環(huán)管(24)將供給部分(2)連接于色譜柱(6)，而另一位點是直接連通供給部分(2)于色譜柱(6)，以及流路的連接是這樣進行的，即收取樣品的計量構(gòu)件(30)與進樣環(huán)管(24)相連接，在此位點上可直接將供給部分(2)連接于色譜柱(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體色譜儀，其特征在于所說的樣品引入部分(4a)的流路轉(zhuǎn)換閥(50)是一個三轉(zhuǎn)位閥，它轉(zhuǎn)換于三位點之間，一個位點是用來通過進樣環(huán)管(24)將供給部分(2)與色譜柱(6)相連接，一個位點是用來將供給部分(2)直接與色譜柱(6)相連接，和另一位點用來將供給部分(2)與進樣環(huán)管(24)相連接并關(guān)閉色譜柱(6)的上游部分，以及流路的連接是這樣進行的，即用來收取樣品的計量構(gòu)件(30a)是連接于進樣環(huán)管(24)，在此位點上可直接連接供給部分(2)于色譜柱(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體色譜儀，其特征在于貯存不同流動相的多個流動相容器(42a，42b，42c)各分別通過電磁閥(44a，44b，44c)連接于供給部分(2)的吸入側(cè)端，這樣所說的這些流動相便能通過開啟/關(guān)閉各電磁閥(44a，44b，44c)來選擇。
全文摘要
當填充或更換流動相的信號從外面?zhèn)魅肟刂茊卧?40)時,控制部分便轉(zhuǎn)換閥(26)來將輸送泵部分(2),經(jīng)過進樣環(huán)管(24)連接于取樣針(36)并將取樣針(36)移向一排出口(38)。這樣便形成了一個流經(jīng)流動相容器(16)→泵(10)→轉(zhuǎn)換閥(26)→進樣環(huán)管(24)→取樣針(36)→排出口(38)的流路。在此流路狀態(tài)下,控制部分(40)便以高速驅(qū)動泵(10)來按照需要的流動相來變換連接泵(10)與取樣針(36)的流路。
文檔編號G01N30/00GK1240936SQ9910908
公開日2000年1月12日 申請日期1999年6月18日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月19日
發(fā)明者北岡光夫 申請人:株式會社島津制作所