太阳城集团

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用于分析样本和收集样本流份的方法和装置.pdf

摘要
申请专利号:

CN201310539869.9

申请日:

2008.12.04

公开号:

CN103630639A

公开日:

2014.03.12

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情: 发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):G01N 30/62申请公布日:20140312|||实质审查的生效IPC(主分类):G01N 30/62申请日:20081204|||公开
IPC分类号: G01N30/62; G01N30/82 主分类号: G01N30/62
申请人: 全技术联合公司
发明人: J.M.小安德森; R.萨里-诺尔豪斯; W.门多扎; J.P.拜斯特伦; D.赫尔格莫; B.D.布莱克; N.R.皮查; D.K.麦克里里; S.奈尔逊; C.H.波普
地址: 美国马里兰
优先权: 2007.12.05 US 61/005590
专利代理机构: 中国专利代理(香港)有限公司 72001 代理人: 王忠忠
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法律状态
申请(专利)号:

CN201310539869.9

授权太阳城集团号:

||||||

法律状态太阳城集团日:

太阳城集团2015.09.09|||2014.04.09|||2014.03.12

法律状态类型:

太阳城集团发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

摘要

太阳城集团公开了使用至少一个检测器的用于分析样本的方法和装置。

权利要求书

权利要求书
1.   一种在层析系统中在层析运行期间检测并收集第一样本流中的一个或更多样本成分的方法,所述方法包括:
使用层析柱而从流体混合物中分离一个或更多样本成分以形成所述第一样本流;
通过主动地将所述第一样本流的一部分移动到第二样本流来将所述第一样本流分离成两个不同的流,所述第二样本流与包括至少一个蒸发粒子检测器的至少一个破坏性检测器流体连通;
在所述层析运行期间从所述破坏性检测器产生第一信号;
在所述层析运行期间从至少一个无损检测器产生第二信号,所述至少一个无损检测器与所述第一流或所述第二流流体连通;以及
   响应于在所述层析运行期间所述信号的至少一个的改变,在所述层析运行期间期间在流份收集器中收集来自所述第一样本流的所述一个或更多成分。

2.   如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述信号中的每个信号包括:
(i)在给定的太阳城集团,各个产生检测器的检测器响应值,
(ii)在给定的太阳城集团,所述检测器响应值的一阶导数,
(iii)在给定的太阳城集团,所述检测器响应值的二阶导数;或
(iv)(i)到(iii)的任意组合。

3.   如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法包括至少一个破坏性检测器,所述至少一个破坏性检测器选自由下述器件组成的组中:蒸发光散射检测器(ELSD)、质谱仪(MS)、集成核光散射检测器(CNLSD)、以及电晕放电检测器。

4.   如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法包括至少一个无损检测器,所述至少一个无损检测器选自由下述器件组成的组中:光吸收检测器、折光率检测器(RID)、荧光检测器(FD)、手性检测器(CD)、以及传导性检测器。

5.   如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述无损检测器包括至少一个光吸收检测器。

6.   如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述光吸收检测器观测两个或更多光波长,以便产生两个或更多检测器响应值。

7.   如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述蒸发粒子检测器包括蒸发光散射检测器。

8.   如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述蒸发粒子检测器包括蒸发光散射检测器,以及所述无损检测器包括至少一个光吸收检测器。

9.   如权利要求1所述的方法,其特征在于,主动地移动的所述步骤通过使用如下器件被执行:
分流泵;
选择滑阀;或者
分流泵和选择滑阀的组合,
其中,所述分流泵、选择滑阀或其组合都与所述至少一个破坏性检测器流体连通。

10.   如权利要求9所述的方法,其特征在于,主动地移动的所述步骤包括从所述第一样本流中以每10秒至少一个等分的频率移动一个等分。

11.   一种在其上存储有计算机可执行的指令的非暂时性计算机可读媒介,该指令用于执行如权利要求1所述的方法。

12.   一种用于通过使用如权利要求1所述的方法来检测样本的装置。

13.   一种层析装置,用于在层析运行期间检测并收集第一样本流中的一个或更多成分,所述装置包括:
与所述第一样本流流体连通的层析柱;
主动分流器,所述主动分流器通过将所述第一样本流的一部分移动到第二样本流而将所述第一样本流分离成两个不同的流,所述第二样本流与包括至少一个蒸发粒子检测器的至少一个破坏性检测器流体连通,以在所述层析运行期间产生响应值;
至少一个无损检测器,所述至少一个无损检测器与所述第一样本流或第二样本流流体连通以在所述层析运行期间产生响应值;
处理器,所述处理器用来接收所述响应值,并用来根据从所述破坏性检测器接收的响应值产生第一信号,并用来根据从所述无损检测器接收的响应值产生第二信号;以及
流份收集器,所述流份收集器用来响应于在所述层析运行期间所述信号的至少一个的改变,收集对应于所述成分中的至少一个成分的至少一个流份。

14.   如权利要求13所述的装置,其特征在于,所述信号中的每个信号包括:
(i)在给定的太阳城集团,各个产生检测器的检测器响应值,
(ii)在给定的太阳城集团,所述检测器响应值的一阶导数,
(iii)在给定的太阳城集团,所述检测器响应值的二阶导数;或
(iv)(i)到(iii)的任意组合。

15.   如权利要求13所述的装置,其特征在于,所装置包括至少一个破坏性检测器,所述至少一个破坏性检测器选自由下述器件组成的组中:蒸发光散射检测器(ELSD)、质谱仪(MS)、集成核光散射检测器(CNLSD)、以及电晕放电检测器。

16.   如权利要求13所述的装置,其特征在于,所述装置包括至少一个无损检测器,至少一个无损检测器选自由下述器件组成的组中:光吸收检测器、折光率检测器(RID)、荧光检测器(FD)、手性检测器(CD)、以及传导性检测器。

17.   如权利要求13所述的装置,其特征在于,所述无损检测器包括至少一个光吸收检测器。

18.   如权利要求17所述的装置,其特征在于,所述光吸收检测器适用于观测两个或更多光波长,以便产生两个或更多检测器响应值。

19.   如权利要求13所述的装置,其特征在于,所述蒸发粒子检测器包括蒸发光散射检测器。

20.   如权利要求13所述的装置,其中所述主动分流器包括:
分流泵;
选择滑阀;或者
分流泵和选择滑阀的组合,
其中,所述分流泵、选择滑阀或其组合都与所述至少一个破坏性检测器流体连通。

说明书

说明书用于分析样本和收集样本流份的方法和装置
本申请是申请人全技术联合公司于2010年1月18日提交的同名中国专利申请200880025137.5的分案申请。
技术领域
本发明旨在利用层析系统来分析样本和收集样本流份(sample fraction)的方法和装置。
背景技术
本领域存在如下需求:利用层析系统来有效率地和有效力地分析样本和收集样本流份的方法。本领域还存在如下需求:能够有效力地分析样本和收集样本流份的装置。
发明内容
本发明涉及利用层析系统来分析样本和收集样本流份的方法的发现。相比于已知的分析样本的方法,所公开的方法提供了多个优点。例如,本发明所公开的方法可以利用分流泵或者选择滑阀(shuttle valve)来主动地控制流体流经过至少一个检测器以便过程变量(例如,流动限制、总流速、温度和/或溶剂成分)不会负面地影响所述流体流经过所述至少一个检测器。本发明所公开的方法还可以利用两个或更多检测器以提供对给定样本的更完整的分析,以及一个或更多样本流份的收集以响应于来自两个或更多检测器的一个或更多检测器信号。
本发明旨在分析样本和收集样本流份的方法。在一个示例性实施例中,分析样本的方法包括步骤:从液体层析系统中的两个或更多检测器产生复合信号,该复合信号包括来自每个检测器的检测响应分量;以及在流份收集器中收集新的样本流份以响应于所述复合信号中的变化。在一个实施例中,所述复合信号可以包括:(i)来自至少一个光学吸收检测器(例如,UV检测器)的检测响应分量和(ii)来自至少一个蒸发粒子检测器(evaporative particle detector)的检测响应分量。在一个实施例中,在层析系统中,可以采用发色的和非发色的溶剂作为载流流体(carrier fluid)。在另一实施例中,所述复合信号可以包括:(i)检测响应分量,该检测响应分量包括来自光学吸收检测器(例如,UV检测器)的在两个或更多特定光波长上的两个或更多检测器响应,以及(ii)来自蒸发粒子检测器的检测响应分量。
在根据本发明的又一示例性实施例中,使用层析法分析样本的方法包括步骤:使用至少一个检测器以观测包括至少一个非发色分析物化合物的样本;以及在流份收集器中收集新样本流份以响应于非发色化合物的检测器响应中的变化。所述样本可以包括多种不同的发色和非发色化合物。另外,运载所述样本的流动相(mobile phase)可以包括一个或更多发色或非发色化合物。
在另一实施例中,在层析系统中可以使用通用载流流体,包括挥发性液体和各种气体。在又一实施例中,无损检测器(例如,RI、UV检测器等)可以和破坏性检测器相结合(例如,蒸发粒子检测器、质谱仪、分光光度计、发射分光镜、NMR等等),这使得能够检测样本的各种化合物特定属性,诸如,例如,与峰值有关的化学个体。
在又一示例性实施例中,分析样本的方法包括步骤:使用至少一个检测器在两个或更多特定光波长处观测样本;以及在流份收集器中收集新样本流份以响应于:(i)在第一波长处检测器响应的变化,(ii)在第二波长处检测器响应的变化,或者(iii)由在第一和第二波长处检测器响应所表示的复合响应的变化。给定检测器响应的变化可以包括但不限于:检测器响应值的变化、达到或超出阈值检测器响应值、检测器响应值随太阳城集团的斜率、检测器响应值随太阳城集团的阈值斜率、检测器响应值随太阳城集团的斜率的变化、检测器响应值随太阳城集团的斜率的阈值的变化,或者上述的任意组合。在该实施例中,所述方法可以包括:在至少一个检测器中使用n个传感器以观测涵盖了吸收光谱范围的n个特定波长,其中n是大于1的整数;以及在流份收集器中收集新样本流份以响应于:(i)来自n个传感器的n个检测器响应的任意一个的变化,或者(ii)由所述n个检测器响应表示的复合响应的变化。
又在另一示例性实施例中,分析样本的方法包括步骤:提供液体层析系统,所述液体层析系统包括(i)层析柱,(ii)具有第一进口、第一出口和第二出口的三通管,(iii)与所述三通管的第一出口流体连通的流份收集器和(iv)与所述三通管的第二出口流体连通的检测器;以及(v)通过设置成与三通管的第二出口和所述检测器流体连通的分流泵,主动地控制经过所述检测器的流体流。在其它示例性实施例中,可以使用选择滑阀代替三通管和分流泵来主动地控制流经至至少一个检测器的流体流。在一示例性实施例中,所述选择滑阀是连续流选择滑阀,其具有从样本流中移除非常少的样本量的能力。
在本发明的再一个示例性实施例中,使用层析法分析流体样本的方法包括步骤:提供来自层析柱的流出物的第一流体;提供第二流体以将流体样本运载到至少一个检测器;使用选择滑阀以将流体的等分样本从第一流体中移除并且将该等分传输到第二流体,同时维持经过所述选择滑阀的第二流体的连续路径;使用至少一个检测器以观测所述流体的等分样本;以及在流份收集器中收集第一流体的新样本流份以响应于检测器响应的变化。在一个实施例中,当所述流体的等分样本从第一流体被移除时,维持经过所述选择滑阀的第一流体的连续流路径。在另一实施例中,当所述流体的等分样本从第一流体中被移除并被传送到所述第二流体时,维持经过所述选择滑阀的第一流体和第二流体的连续流路径。
在根据本发明的另一示例性实施例中,使用层析法分析流体样本的方法包括步骤:提供包含该样本的第一流体;使用选择滑阀将流体等分样本从所述第一流体中移除并且基本上不影响经过选择滑阀的第一流体的流动性;使用至少一个检测器以观测所述流体的等分样本;以及在流份收集器中收集第一流体的新的样本流份以响应于至少一个检测器响应的变化。经过选择滑阀的第一流体的流可以基本上是层状的,这是由于经过阀的至少一部分的第一流体路径或者通道基本上是线性的或者直线的。在又一示例性实施例中,经过选择滑阀的第一流体的压力基本上保持不变和/或其基本上不增加。在另一实施例中,第一流体的经过选择滑阀的流速可以基本上不变。在可替代的实施例中,使用第二流体将所述流体的等分样本从选择滑阀运载到检测器。经过选择滑阀的第二流体的流可以基本上是层状的,这是由于经过阀的至少一部分的第二流体路径或者通道基本上是线性的或者直线的。在示例性实施例中,经过选择滑阀的第二流体的压力基本上保持不变和/或其基本上不增加。在另一实施例中,第二流体的经过所述选择滑阀的流速可以基本上不变。
在另一示例性实施例中,分析样本的方法包括步骤:提供无损系统液体层析系统,该系统包括:(i)层析柱,(ii)两个或更多无损检测器(例如,诸如UV检测器的光吸收检测器),并且在系统中不出现破坏性检测器(例如,质谱仪),以及(iii)与两个或更多无损检测器流体连通的流份收集器;并且收集一个或更多样本流份以响应于来自两个或更多无损检测器的检测器信号。
在根据本发明的另一示例性实施例中,使用快速层析法(flash chromatography)分析样本的方法包括步骤:使用能够检测单个化合物的蒸发粒子检测器来观测样本;以及在流份收集器中收集新样本流份以响应于化合物的检测器响应的变化,其中所述蒸发粒子检测器是用于分析该样本的唯一的检测器。该蒸发粒子检测器能够检测化学组成、化学结构、分子量或者其它化学或物理属性。所述检测器可以包括ELSD、CNLSD或者质谱仪。
在又一示例性实施例中,分析样本的方法包括步骤:从液体层析系统中的至少一个检测器产生检测器信号,该检测器信号的产生是响应于:(i)作为太阳城集团的函数的检测器响应的斜率(即,检测器响应的一阶导数),(ii)作为太阳城集团的函数的检测器响应的斜率的变化(即,检测器响应的二阶导数),(iii)可选择地,达到或超出阈值检测器响应值,或(iv)(i)到(iii)的任意组合,理想地,包括至少(i)或至少(ii);以及收集一个或更多样本流份以响应于来自至少一个检测器的至少一个检测器信号。
在又一另外的示例性实施例中,分析样本的方法包括步骤:在液体层析系统的流份收集器中收集样本流份,其中所述流份收集器可操作地适用于:(i)识别、接收和处理来自至少一个检测器的一个或更多信号,以及(ii)基于该一个或更多信号收集一个或更多样本流份。
本发明的目的还在于能够分析样本的装置。在一个示例性实施例中,用于分析样本的装置包括:可操作地适用于从液体层析系统中的两个或更多检测器产生复合信号的系统硬件,该复合信号包括来自每个检测器的检测响应分量;和可操作地适用于收集新样本流份以响应于所述复合信号的变化的流份收集器。
在另一示例性实施例中,用于分析样本的装置包括:至少一个可操作地适用于观测两个或更多特定光波长(例如,UV波长)的检测器;和流份收集器,所述流份收集器可操作地适用于收集新样本以响应于:(i)检测器响应在第一波长的变化,(ii)检测器响应在第二波长的变化,或者(iii)由在第一和第二波长的检测器响应表示的复合响应的变化。如上所述,给定的检测器响应的变化可以包括但不限于:检测器响应值的变化、达到或超出阈值检测器响应值、检测器响应值随太阳城集团的斜率、检测器响应值随太阳城集团的阈值斜率、检测器响应值随太阳城集团的斜率的变化、检测器响应值随太阳城集团的斜率的阈值变化,或者上述的任意组合。
该至少一个检测器可以一起包括n个传感器以观测涵盖吸收光谱范围的n个特定波长,其中n是大于1的整数。并且,所述流份收集器可操作地适用于收集新样本以响应于:(i)来自n个传感器的n个检测器响应中的任意一个的变化,或者(ii)由所述n个检测器响应表示的复合响应的变化。在一个实施例中,所述装置包括单个UV检测器,该UV检测器仅包括n个传感器或者与一个或更多附加的检测器相结合。
在又一示例性实施例中,用于分析样本的装置包括:能够从液体层析系统中的至少一个检测器产生检测器信号的系统硬件,该检测器信号的产生是响应于:(i)作为太阳城集团的函数的检测器响应的斜率(即,检测器响应的一阶导数),(ii)作为太阳城集团的函数的检测器响应的斜率的变化(即,检测器响应的二阶导数),(iii)可选择地,达到或超出阈值检测器响应值,或(iv)(i)到(iii)的任意组合,理想地,包括至少(i)或至少(ii);所述装置可以进一步包括流份收集器,所述流份收集器可操作地适用于收集一个或更多样本流份以响应于来自所述至少一个检测器的检测器信号。
在根据本发明的又一示例性实施例中,使用层析法分析样本的装置包括:至少一个检测器,该检测器能够检测样本中的发色和非发色分析物化合物;以及流份收集器,所述流份收集器能够响应于非发色化合物的检测器响应的变化。所述样本可以包括多种不同的发色和非发色化合物。另外,运载所述样本的流动相可以包括一个或更多发色或非发色化合物。
又在另一示例性实施例中,用于分析样本的装置包括:(i)层析柱;(ii)具有第一进口、第一出口和第二出口的三通管;(iii)与所述三通管的第一出口流体连通的流份收集器;(iv)与所述三通管的第二出口流体连通的第一检测器;以及(v)设置成与所述三通管的第二出口和所述第一检测器流体连通的分流泵,该分流泵可操作地适用于主动地控制经过所述第一检测器的流体流。在其它示例性实施例中,可以使用选择滑阀代替所述三通管和分流泵以主动地控制流经至至少一个检测器的流体流。在示例性实施例中,所述选择滑阀是连续流选择滑阀。
在根据本发明的又一另外的示例性实施例中,使用层析法分析流体样本的装置包括:来自层析柱或者层析管(cartridge)的流出物的第一流体路径;至少一个能够分析流体样本的检测器;和选择滑阀,所述选择滑阀将流体等分样本从第一流体路径传送到检测器并且基本上不影响经过所述第一流体路径的流体的流动性。经过所述第一流体路径的流体的流可以基本上是层状的,这是由于经过阀的至少一部分的第一流体路径或者通道基本上是线性的或者直线的。在又一示例性实施例中,经过所述第一流体路径的流体的压力基本上保持不变和/或其基本上不增加。在另一实施例中,经过所述第一流体路径的流体的流速可以基本上不变。在可替代实施例中,使用第二流体路径来将所述流体的等分样本从所述选择滑阀运载到所述检测器。经过第二流体路径的流体的流可以基本上是层状的,这是由于经过阀的至少一部分的第二流体路径或者通道基本上是线性的或者直线的。在示例性实施例中,经过第二流体路径的流体的压力基本上保持不变和/或其基本上不增加。在另一实施例中,经过第二流体路径的流体的流速可以基本上不变。
在又一示例性实施例中,使用层析法分析流体样本的装置包括:来自层析柱的流出物的第一流体路径;将流体样本运载到至少一个能够分析该样本的检测器的第二流体路径;和选择滑阀,所述选择滑阀将流体的等分样本从第一流体路径传输到第二流体路径并且同时维持经过所述选择滑阀的连续的第二流体路径。在一个实施例中,当流体的等分样本从第一流体路径被移除时,维持经过所述选择滑阀的连续的第一流路径。在另一实施例中,当所述流体的等分样本从所述第一流体路径中被移除并且被传送到所述第二流体路径时,维持经过所述选择滑阀的连续的第一流路径和第二流路径。
在另一示例性实施例中,用于分析样本的装置包括:(i)层析柱;(ii)两个或更多无损检测器,并且系统中没有破坏性检测器;(iii)与所述两个或更多无损检测器流体连通的流份收集器,该流份收集器可操作地适用于收集一个或更多样本流份以响应于来自两个或更多无损检测器的一个或更多检测器信号。
在根据本发明的再一示例性实施例中,使用快速层析法(flash chromatography)分析样本的装置包括:能够检测样本中的单个化合物的蒸发粒子检测器;以及能够响应于检测的化合物的检测器响应的变化的流份收集器,其中所述蒸发粒子检测器是用于分析该样本的唯一的检测器。该蒸发粒子检测器能够检测化学组成、化学结构、分子量或者其它物理或化学属性。所述检测器可以包括ELSD、CNLSD或者质谱仪。
在又一另外的示例性实施例中,用于分析样本的装置包括:在液体层析系统中的流份收集器,该流份收集器可操作地适用于:(i)识别、接收和处理来自至少一个检测器的一个或更多信号,以及(ii)基于该一个或更多信号收集一个或更多样本流份。
本发明的方法和装置可以包括至少一个检测器。合适的检测器包括但不限于:无损检测器(即,在检测期间不消耗或者毁坏样本的检测器),诸如UV、RI、传导性(conductivity)、荧光、光散射、粘度测定法、旋光测定法(polorimetry)及其类似物;和/或破坏性检测器(即,在检测期间消耗或者毁坏样本的检测器),诸如蒸发粒子检测器(EPD),例如蒸发光散射检测器(ELSD)、集成核光散射检测器(CNLSD)等等,电晕放电、质谱分析、原子吸附,及其类似物。例如,本发明的装置可以包括至少一个UV检测器、至少一个蒸发光散射检测器(ELSD)、至少一个质谱仪(MS)、至少一个集成核光散射检测器(CNLSD)、至少一个电晕放电检测器、至少一个折光率检测器(RID)、至少一个荧光检测器(FD)、手性检测器(CD)或者以上的任意组合。在一个示例实施例中,所述检测器可以包括一个或多个蒸发粒子检测器(EPD),其允许使用发色和非发色溶剂作为流动相。在另一实施例中,无损检测器可以与破坏性检测器相结合,这使得可以检测样本的各种化合物特定属性、分子量、化学结构、元素成分和手性,例如与峰值有关的化学个体。
本发明的进一步的目的在于计算机可读介质,其上已经存储了计算机可执行的指令,用于执行这里所描述的任一示例性方法中的一个或多个方法步骤。为了(i)给操作员提供接口和/或(ii)提供用于执行一个或多个这里所描述的方法步骤的逻辑,所述计算机可读介质可以被用于将应用程序代码装载到装置或者装置部件上,例如这里所描述的任一装置部件。
本发明的这些和其它特征和优势在查阅以下公开的实施例的详细说明和所附的权利要求书之后将变得明显。
附图说明
图1示出了本发明的示例性液体层析系统,该系统包括分流泵以主动地控制流体流到检测器;
图2示出了本发明的另一示例性液体层析系统,该系统包括分流泵和检测器;
图3A示出了本发明的示例性液体层析系统,该系统包括选择滑阀和检测器;
图3B-3C示出了适宜于在本发明中使用的示例性选择滑阀的操作;
图4示出了本发明的示例性液体层析系统,该系统包括分流泵和两个检测器;
图5示出了本发明的示例性液体层析系统,该系统包括两个分流泵和两个检测器;
图6示出了本发明的示例性液体层析系统,该系统包括选择滑阀和两个检测器;
图7示出了本发明的示例性液体层析系统,该系统包括两个选择滑阀和两个检测器;
图8示出了本发明的示例性液体层析系统,该系统包括分流泵、蒸发光散射检测器(ELSD)和紫外线(UV)检测器;
图9示出了本发明的另一示例性液体层析系统,该系统包括分流泵、ELSD和UV检测器。
图10A-10C示出了适宜于在本发明中使用的示例性选择滑阀的操作;以及
图11示出了使用本发明的示例性层析系统从两个成分的混合物的分离所产生的色层谱。
具体实施方式
为促进对本发明的原理的理解,随后是本发明的特定实施例的说明并且使用特定语言来描述所述特定实施例。然而,应当理解这些特定语言的使用并不意在限制本发明的范围。本发明所属的领域的普通技术人员通常能想到对所讨论的本发明的原理的改变、进一步的修改和此类进一步的应用。
必须注意,这里和在所附的权利要求书中使用的单数形式“一个”、“和”和“该”包括多个指示物,除非文中清楚地另有所指。因此,例如,引用“一个溶剂”包括多个这样的溶剂并且引用“溶剂”包括对一个或多个溶剂的引用以及本领域技术人员所知的它的等同物等等。
例如,修饰在描述公开的实施例中采用的组合物中成分的量、浓度、容量、处理温度、处理太阳城集团、恢复或产出、流速以及类似的值和它们的范围的词“大约”是指可能发生的数量上的变化,例如,由于典型的测量和处理过程;由于在这些过程中疏忽的误差;由于在用于实现所述方法的成分上的差异;以及类似的近似的考虑。术语“大约”还包括了由于特定起始浓度或者混合比而使配方老化造成的量的差异和使用特定起始浓度或混合比混合或处理配方而造成的量的差异。无论是否由术语“大约”修饰,这里所附的权利要求包括了与这些量等同的量。
如这里所使用的,术语“层析法”意思是分离的物理方法,在所述方法中要被分离的成分在两个相之间被分布,其中一个是固定的(固定相)而另一个(流动相)在确定的方向移动。
如这里所使用的,术语“液体层析法”意思是通过让在“流动相”中溶解的流体混合物通过包括固定相的柱来分离混合物,其将分析物(即,目标物质)从混合物中的其它分子中分离并且允许其被离析。
如这里所使用的,术语“流动相”意思是包括被分离的和/或被分析的样本的流体液体、气体或者超临界流体和将包括分析物的样本移动而经过柱的溶剂。所述流动相移动而经过层析柱或者层析管(即,装有固定相的容器),在其中,所述样本中的分析物与固定相相互作用并且从样本中被分离出。
如这里所使用的,术语“固定相”意思是固定在所述柱或者层析管内的材料,其通过让溶解在“流动相”中的流体混合物经过包含固定相的柱,在混合物的流动相分离中从样本选择性地吸附分析物,其中所述固定相将要测量的分析物从混合物中的其它分子中分离且允许其被离析。
如这里所使用的,术语“快速层析法”意思是通过让溶解在“流动相”中的流体混合物在压力下经过包含固定相的柱而分离混合物,其中所述固定相将分析物(即,目标物质)从混合物中的其它分子中分离且允许其被离析。
如这里所使用的,术语“选择滑阀”意思是调节从一个或更多源到另一位置的流体的供应的控制阀。所述选择滑阀可以使用旋转或者线性运动而将样本从一个流体移动到另一个。
如这里所使用的,术语“流体”意思是气体、液体和超临界流体。
如这里所使用的,术语“层状流”意思是流体的平滑、有序的移动,其中没有湍流(turbulence)并且任何给定的潜流(subcurrent)的移动或多或少地与邻近的潜流平行。
如这里所使用的,术语“基本上(substantially)”意思是在合理的数量内,但是包括绝对值从大约0%变化到大约50%的量,从大约0%到大约40%、从大约0%到大约30%、从大约0%到大约20%、从大约0%到大约10%。
本发明的目的在于分析样本和收集样本流份的方法。本发明的进一步的目的在于能够分析样本和收集样本流份的装置。本发明的再进一步的目的在于适合于在能够分析样本和收集样本流份的装置或装置部件中使用的计算机软件,其中该计算机软件使得所述装置能够执行这里描述的一个或更多方法步骤。
以下提供示例性的分析样本的方法和能够分析样本的装置的说明。
分析样本的方法
本发明的目的在于分析样本和收集样本流份的方法。所述分析样本的方法可以包括多个处理步骤,其中一些步骤的说明如下。
流体流到检测器的主动控制
在本发明的一些实施例中,分析样本的方法包括步骤,该步骤包括通过分流泵或者选择滑阀主动地控制流体流到检测器。描绘此种方法步骤的一个示例性液体层析系统在图1中示出。如图1所述,示例性的液体层析系统10包括:(i)层析柱11,(ii)具有第一进口21、第一出口22和第二出口23的三通管12,(iii)与三通管12的第一出口22流体连通的流份收集器14,(iv)与三通管12的第二出口23流体连通的第一检测器13;以及(v)设置成与三通管12的第二出口23和第一检测器13流体连通的分流泵15。
在该示例性系统中,分流泵15主动地控制流体流到第一检测器13。如这里所使用的,短语“主动地控制”是指给定的分流泵或者选择滑阀控制流体流经过给定检测器的能力,即使在液体层析系统的其它部分中的流体流速可能有变化。不同于仅仅分离流体流的“被动的”流分流器,本发明中使用的所述分流泵或者选择滑阀控制流体流到至少一个检测器而不管液体层析系统内的流体流中可能的波动,诸如,例如,流动限制、总流速、温度和/或溶剂成分。
主动地控制流体流到给定检测器的步骤可以包括,例如,发送激活信号到所述分流泵或者选择滑阀以:(i)激活所述分流泵或者选择滑阀,(ii)去激活所述分流泵或者选择滑阀,(iii)改变所述分流泵或者选择滑阀的一个或者更多流和/或压力设置,或者(iv)(i)到(iii)的任意组合。合适的流和压力设置包括但不限于:(i)阀的位置,(ii)分流泵或者选择滑阀的压力,(iii)到阀的空气压力,或者(iv)(i)到(iii)的任意组合。通常,所述激活信号是如下的形式,例如,电信号、气动信号、数字信号或无线信号。
如图1所示,在示例性液体层析系统10中,主动地控制流体流到检测器13的步骤包括使用分流泵15以将流体从三通管12抽吸(pump)到检测器13中。在其它实施例中,主动地控制流体流到检测器的步骤可以包括使用分流泵以拉取(pull)流体经过检测器。此类系统结构在图2中示出。
图2描绘了示例性液体层析系统20,该系统包括层析柱11;具有第一进口21、第一出口22和第二出口23的三通管12;与三通管12的第一出口22流体连通的流份收集器14;与三通管12的第二出口23流体连通的第一检测器13;以及被设置的分流泵15,以便从三通管12的第二出口23拉取流体经过检测器13。
在一些理想的实施例中,选择滑阀,例如在图3A-3C中示出的示例性选择滑阀151,被用于主动地控制流体流到检测器,诸如检测器131。如图3A所示,示例性液体层析系统30包括:层析柱11;具有层析管入口111、流份收集器出口114、气体或者液体入口115和检测器出口113的选择滑阀151;与选择滑阀151的流份收集器出口114流体连通的流份收集器14;与选择滑阀151的检测器出口113流体连通的第一检测器131;以及提供流体到选择滑阀151的气体或液体入口115的流体供应152。
在本发明的再一个示例性实施例中,使用层析法分析流体样本的方法包括步骤:提供来自层析柱的流出物的第一流体;提供第二流体将所述流体样本运载到至少一个检测器;使用选择滑阀将流体的等分样本从第一流体中移除并且传输该等分到所述第二流体,同时维持经过该选择滑阀的第二流体的连续路径;使用至少一个检测器以观测所述流体的等分样本;以及在流份收集器中收集第一流体的新样本流份以响应于检测器响应的变化。在一个实施例中,当所述流体的等分样本从第一流体被移除时,维持经过选择滑阀的第一流体的连续流路径。在另一实施例中,当所述流体的等分样本从所述第一流体中被移除并且被传送到所述第二流体时,维持经过所述选择滑阀的第一流体和第二流体的连续流路径。
在根据本发明的另一示例性实施例中,使用层析法分析流体样本的方法包括步骤:提供包含所述样本的第一流体;使用选择滑阀以将流体的等分样本从第一流体中移除并且基本上不影响经过所述选择滑阀的第一流体的流动性;使用至少一个检测器以观测所述流体的等分样本;以及在流份收集器中收集第一流体的新的样本流份以响应于至少一个检测器响应的变化。经过所述选择滑阀的第一流体的流可以基本上是层状的,这是由于经过所述阀的至少一部分的所述第一流体路径或者通道基本上是线性的或者直线的。在又一示例性实施例中,经过所述选择滑阀的所述第一流体的压力基本上保持不变和/或其基本上不增加。在另一实施例中,所述第一流体的经过所述选择滑阀的流速可以基本上不变。在可替代的实施例中,使用第二流体以将所述流体的等分样本从所述选择滑阀运载到所述检测器。经过所述选择滑阀的第二流体的流可以基本上是层状的,这是由于经过所述阀的至少一部分的第二流体路径或者通道基本上是线性的或者直线的。在示例性实施例中,经过所述选择滑阀的第二流体的压力基本上保持不变和/或其基本上不增加。在另一实施例中,第二流体的经过所述选择滑阀的流速可以基本上不变。
图3B-3C描绘了在一个示例性实施例中的选择滑阀如何在给定的液体层析系统内操作。如图3B所示,选择滑阀151包括层析管入口111,其将来自层析柱(例如,柱11)的流体流提供给选择滑阀151;进入样本等分容量116;流份收集器出口114,其将来自选择滑阀151的流体流提供给流份收集(例如,流份收集14);气体或者液体入口115,其提供经过选择滑阀151的一部分的气体(例如,空气、氮等等)或液体(例如,酒精)流;送出样本等分容量117;和检测器出口113,其将来自选择滑阀151的流体流提供给检测器(例如,检测器131,诸如ELSD)。
随着流体流经选择滑阀151从层析管到入口111到流份收集器出口114,进入样本等分容量116被这里称作样本等分118(在图3B中以阴影区域示出)的流体的特定量填充。在理想的太阳城集团,选择滑阀151将进入样本等分容量116内的样本等分118传送到送出样本等分容量117,如图3C所示。一旦样本等分118被传送到送出样本等分容量117中,来自入口115的气体或者液体流经过送出样本等分容量117将样本等分118经过检测器出口113传输到检测器131(例如,ELSD)。
选择滑阀151可以被编程以将样本等分(例如,样本等分118)从样本移除,用于以理想的取样频率将其传输到至少一个检测器。在一示例性实施例中,所述取样频率为每10秒至少1个样本等分(或者每5秒至少1个样本等分,或者每3秒至少1个样本等分,或者每2秒至少1个样本等分,或者每0.5秒至少1个样本等分,或者每0.1秒至少1个样本等分)。
图10A-C描绘了本发明的示例性选择滑阀以及其在给定的液体层析系统内如何操作。如图10A所示,选择滑阀151包括层析管入口111,其将来自层析柱(例如,柱11)的流体流提供给选择滑阀151;将入口111连接到出口114的通道117;在动态体119的凹处(dimple)116中的进入样本等分容量118;流份收集器出口114,其将来自选择滑阀151的流体流提供给流份收集(例如,流份收集14);气体或者液体入口115,其提供经过选择滑阀151的气体(例如,空气、氮等等)或液体(例如,酒精)流;凹处116中的送出样本等分容量118;将入口115连接到出口113的通道120;和检测器出口113,其将来自选择滑阀151的流体流提供给检测器(例如,检测器131,诸如ELSD)。
随着流体流经选择滑阀151从层析管到入口111经由通道117到流份收集器出口114,在凹处116中的进入样本等分容量118被这里称作样本等分118(在图10A中以阴影区域示出)的流体的特定量填充。在理想的太阳城集团,通过经凹处旋转路径而旋转动态体119中的凹处116,选择滑阀151将凹处116内的来自通道117的样本等分118传送到通道120。一旦样本等分118被传送到通道120中,从入口115流经通道120的气体或者液体将样本等分118经由检测器出口113传输到检测器131(例如,ELSD)。本发明的选择滑阀的另一优势涉及经过所述阀的所述通道的流体学(fluidics)设计。为了最小化层析系统中的反压力,经过通道117和120的流是连续的。这是通过将通道117和120置于静态体122内来完成的,以便不管动态体119的位置在哪里,经过选择滑阀151的流都是连续的(如图10B所示)。如图10A所示,至少部分的样本流通道117和检测器流通道120可以基本上是平面(planar)或者环状面(circumferential)的,这减少了湍流和进一步最小化了经过阀的压力增加。另外,至少部分的样本流通道117和检测器流通道120可以基本上与凹处116平行当与其邻近时,这进一步限制了湍流和阀内压力的任何增加。这包括了在阀内不增加超过50 psi的压力的那些结构,优选地不超过30 psi,更优选地不超过20 psi,以及更加优选地不超过10、9、8、7、6、5、4、3、2或者1 psi。凹处116位于动态体119内并且与邻近静态体112的该动态体的表面流体连通,由此,当动态体119在第一位置时,凹处116将与样本流通道117流体连通,并且当被移动到第二位置时,所述凹处116将与检测器流通道120流体连通。凹处116可以是任何形状但是被描述为凹的半球形,并且它可以是任意尺寸。在示例性实施例中,所述凹处在尺寸上可以非常小(例如,小于2000nL,优选地小于约500nL,更优选地小于约100nL,以及更加优选地小于大约1nL,但是可以包括从1nL到2000nL的任意尺寸,其使得可以快速取样)。另外,小的凹处116尺寸允许非常短的凹处旋转路径121,其明显地减少了动态体119和静态体122表面上的磨损并且导致选择滑阀151在需要维护之前具有延长的服务寿命(例如,在服务前可能有多于1千万的周期)。尽管在图10A-C中描述了旋转移动的选择滑阀,但是线性移动选择滑阀或者它们的等同方案可以在本发明中被采用。
选择滑阀151可以被编程以将样本等分(例如,样本等分118)从样本移除,用于以理想的取样频率将其传输到至少一个检测器。在一示例性实施例中,所述取样频率为每10秒至少1个样本等分(或者每5秒至少1个样本等分,或者每3秒至少1个样本等分,或者每2秒至少1个样本等分,或者每0.5秒至少1个样本等分,或者每0.1秒至少1个样本等分)。这种选择滑阀在共同待审的美国临时专利申请(申请号为_____)中被进一步描述,其整个主题通过引用的方式被合并于此处。
在另一实施例中,通用载流流体,包括挥发性液体和各种气体,可以在层析系统中被使用以将样本运载到检测器。如图3A所示,来自流体供应152的载流流体在入口115处进入选择滑阀151,在那里,其拾取样本等分118(在图10A中示出)并且随后经出口113行进到检测器131。所述样本等分不应该在阀的载流流体中沉淀或者关联的管件可能会变的阻塞,或者样本将涂敷在流路径的壁上并且一些或所有样本将不会达到所述检测器。在快速层析法中的样本成分非常多样化,涵盖大范围的化合物,包括无机分子、有机分子、聚合物、肽、蛋白质和低核苷酸。各种溶剂内的溶解性在化合物的类型内和化合物的类型之间都不同。检测器兼容性也限制了可以被使用的载流流体的类型。例如,对于UV检测,溶剂在检测波长处应该是非发色的。对于蒸发粒子检测(EPD)技术(ELSD、CNLSD、Mass spec等),溶剂应该在远低于样本的熔点的温度容易蒸发。另外,在阀入口111和流份收集器114之间流动时,载流流体应该易于与样本混合。例如,如果己烷被用在一条流路径中,则水可能不会被用在另一条流路径中,因为这两者是不能混合的。所有以上提示每次所述分离溶剂变化时载流流体应该被定制。这是消耗太阳城集团而且不实用的。根据本发明的一个示例性实施例,使用与有机溶剂和水可混合的、挥发性的和非发色的溶剂,避免了这个问题。例如,挥发性的、非发色的中间极性溶剂,例如异丙醇(IPA),可以被用作载流流体。IPA可与几乎所有的溶剂相混合,在通常的UV检测波长处是非发色的并且在低温下容易蒸发。另外,IPA溶解较大范围的化学物和化学类。IPA因此对于几乎所有样本类型是合适的载流流体。其它载流流体可以包括丙酮、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、异丁醇、四氢呋喃,以及类似物。在可替代的示例性实施例中,可以使用气体作为载流流体。不会遇到样本沉淀,因为经过选择滑阀以及随后经过检测器,所述样本仍然保留在分离溶剂或流动相中。同样地,分离溶剂或流动相不会与另一溶剂相混合,所以可混合性不是问题。由于所述载流是气体,故挥发性也不再是问题。另外,大多数气体是非发色的并且与UV检测相兼容。当使用气体作为载流时,由于分离的未蒸发的液滴(slugs)插入气体包123之间,所述样本等分118从所述阀151被发送到检测器131。使用气体作为载流流体具有其它优势。例如,当与蒸发光散射检测器或其它在其中所述样本被雾化的检测技术一起使用时,所述气体可以被用于传输所述样本和雾化所述样本,消除了对单独的雾化器气体供应的需要。另外,由于气体不需要蒸发,可以使用周围的漂移管(drift tube)的温度,消除了对漂移管加热器的需要。较大范围的样本可以被检测,这是由于随着它们通过所述漂移管,那些原本会在较高温度蒸发的样本现在将会保持在固体或液体状态。各种气体可以被用作载流气体,包括空气、氮气、氦气、氢气和二氧化碳。也可以使用超临界流体,例如超临界二氧化碳。
流体流内的样本成分的检测
本发明的方法可以进一步包括使用至少一个检测器以检测流体流内的一个或更多样本成分。适合于在本发明的液体层析系统中使用的检测器包括但不限于:无损检测器和/或破坏性检测器。合适的检测器包括但不限于:无损检测器(即,在检测期间不消耗或者毁坏样本的检测器),诸如UV、RI、传导性(conductivity)、荧光、光散射、粘度测定法、旋光测定法(polorimetry),及其类似物;和/或破坏性检测器(即,在检测期间消耗或者毁坏样本的检测器),诸如蒸发粒子检测器(EPD),例如蒸发光散射检测器(ELSD)、集成核光散射检测器(CNLSD)等等,电晕放电、质谱分析、原子吸附,及其类似物。例如,本发明的装置可以包括至少一个UV检测器、至少一个蒸发光散射检测器(ELSD)、至少一个质谱仪(MS)、至少一个集成核光散射检测器(CNLSD)、至少一个电晕放电检测器、至少一个折光率检测器(RID)、至少一个荧光检测器(FD)、至少一个手性检测器(CD)或者以上的任意组合。在一个示例性实施例中,所述检测器可以包括一个或更多蒸发粒子检测器(EPD),其允许使用发色和非发色溶剂作为流动相。在另一实施例中,无损检测器可以与破坏性检测器相结合,这使得可以检测所述样本的各种化合物特定属性,诸如,例如,与每个层析峰值有关的化学个体、化学结构、分子量等等。当与质谱仪检测结合时,所述流份的化学结构和/或分子量可以在检测的时候被确定,简化(streamlining)了对期望的流份的识别。在现有系统中,流份的化学特性(identity)和结构必须通过麻烦的后分离技术来确定。
不管使用的检测器的类型,给定的检测器提供一个或更多检测器响应,该响应可以被用于产生和发送信号到此处所描述的一个或更多液体层析系统内的部件(例如,流份收集器、另一检测器、分流泵、选择滑阀,或者三通管)。通常,给定的检测器响应的变化触发信号的产生和发送。在本发明中,可能触发信号产生并发送所述信号到一个或更多部件的给定的检测器响应的变化包括但不限于:检测器响应值的变化、达到或超出阈值检测器响应值、检测器响应值随太阳城集团的斜率、检测器响应值随太阳城集团的阈值斜率、检测器响应值随太阳城集团的斜率的变化、检测器响应值随太阳城集团的斜率的阈值变化,或者上述的任意组合。
在一些示例性实施例中,本发明的液体层析系统包括如图4所示的至少两个检测器。图4中示出的示例性液体层析系统40包括:层析柱11;具有第一进口21、第一出口22和第二出口23的三通管12;与三通管12的第一出口22流体连通的流份收集器14;与三通管12的第二出口23流体连通的第一检测器13;主动地控制来自三通管12的第二出口23的流体流到第一检测器13的分流泵15;和与三通管12的第二出口23流体连通的第二检测器16。
当出现两个或更多检测器时,所述液体层析系统向操作者提供更多分析选项。例如,在图4中示出的示例性液体层析系统40中,分析样本的方法可以包括步骤:将一个或更多来自第一检测器13(例如,ELSD)和/或第二检测器16(例如,光吸收检测器,诸如UV检测器)的信号发送到流份收集器14以指示流份收集器14收集新样本流份。来自第一检测器13和/或第二检测器16的一个或更多信号可以包括来自第一检测器13或第二检测器16的单个信号、来自第一检测器13和第二检测器16两个或更多信号或者来自第一检测器13和第二检测器16的复合信号。在图4中示出的示例性液体层析系统40中,分析样本的方法可以进一步包括步骤:将来自第二检测器16的信号发送到分流泵15,指示分流泵15启动或者停止流体流到第一检测器13以响应于第二检测器检测到流体流中的样本成分。
在其它示例性实施例中,本发明的液体层析系统包括如图5所示的至少两个检测器和至少两个分流泵。图5中示出的示例性液体层析系统50包括:层析柱11;具有第一进口21、第一出口22和第二出口23的第一三通管12;与所述第一三通管12的第二出口23流体连通的第一检测器13;主动地控制流体流从所述第一三通管12的第二出口23到所述第一检测器13的第一分流泵15;具有第一进口31、第一出口32和第二出口33的第二三通管18;与第二三通管12的第二出口33流体连通的第二检测器16;主动地控制流体流从第二三通管18的第二出口33到第二检测器16的第二分流泵17;以及与第二三通管18的第二出口32流体连通的流份收集器14。
如上所述,本发明的液体层析系统可以包括一个或更多选择滑阀代替一个或更多三通管/分流泵组合以主动地控制流体流到至少一个检测器,如图6-7所示例的。如图6所示,示例性液体层析系统60包括:层析柱11;具有层析管入口111、流份收集器出口114、气体或者液体入口115和检测器出口113的选择滑阀151;与选择滑阀151的流份收集器出口114流体连通的流份收集器14;与选择滑阀151的检测器出口113流体连通的第一检测器131;提供流体到选择滑阀151的气体或液体入口115的流体供应152,以及与选择滑阀151的检测器出口113流体连通的第二检测器161。
如图7所示,示例性液体层析系统70包括:层析柱11;具有层析管入口111、流份收集器出口114、气体或者液体入口115和检测器出口113的第一选择滑阀151;与选择滑阀151的检测器出口113流体连通的第一检测器131;提供流体到选择滑阀151的气体或液体入口115的流体供应152;具有层析管入口121、流份收集器出口124、气体或者液体入口125和检测器出口123的第二选择滑阀171;与选择滑阀171的检测器出口123流体连通的第二检测器161;提供流体到选择滑阀171的气体或液体入口125的流体供应172;以及与选择滑阀171的流份收集器出口124流体连通的流份收集器14。
在这些示例性实施例中,即示例性液体层析系统50和70,分析样本的方法可以进一步包括步骤:通过第二分流泵17(或第二选择滑阀171)主动地控制流体流到第二检测器16(或第二检测器161),以及通过第一分流泵15(或第一选择滑阀151)主动地控制流体流到第一检测器13(或第一检测器131)。尽管未在图5中示出,应当理解第一分流泵15和/或第二分流泵17可以被置于示例性液体层析系统50内,以便推动或者拉取流体分别经过第一检测器13和第二检测器16。
在一些示例实施例中,一个或多个光吸收检测器,例如一个或更多UV检测器,可以被用于在一个或更多涵盖吸收光谱的波长处观测检测器响应和检测器响应的变化。在这些实施例中,一个或更多光源可以被用于与单个检测器或多个检测器内的多个传感器相结合,以在多个波长处检测由样本吸收的光。例如,一个或更多UV检测器可以被用于在涵盖整个UV吸收光谱的一个或更多波长处观测检测器响应和检测器响应的变化。
在分析样本的一个示例性方法中,该方法包括步骤:使用光吸收检测器,例如UV检测器,该光吸收检测器包括n个传感器以在涵盖整个UV吸收光谱范围的n个特定波长处观测样本;和收集新样本流份以响应于:(i)在n个特定UV波长处的n个检测器响应的任意一个的变化,或者(ii)由所述n个检测器响应表示的复合响应的变化。所述n个传感器和多个检测器,当出现时,可以如期望地相对于彼此被布置以影响对流份收集器和/或另一系统部件(例如,另一UV检测器)的信号定时。
当使用全光谱UV(或其它光谱范围)分析时,所述光谱可以被划分成任意期望数量的感兴趣的范围(例如,从200nm到400nm的每5nm范围)。在每个光谱范围内的任何随太阳城集团的显著变化可以被监视。在给定范围内的接收的光能量(例如,检测器响应的一阶导数和二阶导数均下降)的突然下降指示出物质的到达,所述物质吸收在给定的感兴趣的波长范围内的光。在该示例性实施例中,可以让每个范围的宽度更小以增加精确度;或者,可以让每个范围的宽度更大以降低计算的负担(即,每秒的计算越少,所需内存越少)。
在其它示例性实施例中,多个不同类型的检测器可以被用于观测给定系统内的多种检测器响应和检测器响应的变化。在图8示出的示例性液体层析系统80中,蒸发粒子检测器(EPD),例如蒸发光散射检测器(ELSD)(即,第一检测器13)被单独使用或者与UV检测器(即,第二检测器16)相结合。示例性液体层析系统80还包括:层析柱11;具有第一进口21、第一出口22和第二出口23的三通管12;流份收集器14;与三通管12的第二出口23流体连通的EPD 13;主动地控制流体流到EPD 13的分流泵15;和与三通管12的第一出口22流体连通的UV检测器16。在该示例性实施例中,蒸发粒子检测的使用提供了几个优点。非发色流动相必须与UV检测一起使用或者流动相的背景吸收将消除样本信号。这排除了使用诸如甲苯、吡啶和其它具有另外的有价值的色谱性能的溶剂。使用蒸发粒子检测,流动相发色性质是不重要的。只要流动相比样本更容易挥发,则其就可以与蒸发粒子检测一起使用。这为通过使用高度选择的发色溶剂作为流动相来改进分离提供了机会。而且,UV检测器将不会检测非发色样本成分。基于UV检测收集的流份仅可能包含一个或更多不能识别的非发色成分,其损害了流份纯度。相反地,非发色样本可能被UV检测完全地忽略,并且被直接发送到废弃处或者在假定为不做为样本(sample-free)(空流份)的流份中被收集。最终结果是损失的生产率、受污染的流份或有价值的样本成分的丢失。当EPD(例如,ELSD)在快速系统中(flash system)被单独地使用或者与UV检测一起使用时,发色和非发色成分被检测和收集,以提高流份纯度。由于仅包括UV检测器的快速系统可能会丢失样本成分或错误地标记纯的流份,许多快速(flash)用户将通过薄层层析法筛选(screen)收集的流份以确认纯度并确认空流份确实为空。这是耗时的后分离过程,其减慢了工作流程。那些被发现包含多于一个成分的流份将会频繁地需要第二层析步骤以适当地隔离所述多个成分。
在示例性液体层析系统80中,分别来自检测器(例如,ELSD)13和UV检测器16的信号31和61可以被发送到流份收集器14以从流份收集器14启动某个行为,诸如,例如,收集新样本流份。在理想的实施例中,响应于来自(i)检测器ELSD 13,(ii)UV检测器16,或者(iii)ELSD 13和UV检测器16两者,的一个或更多检测器信号31和61,流份收集器14收集新样本流份。
与示例性液体层析系统80类似,在图6中示出的示例性液体层析系统60中,分别来自ELSD 131和UV检测器161的信号311和611可以被发送到流份收集器14以从流份收集器14启动某个行为,诸如,例如,收集新样本流份。在理想的实施例中,响应于来自(i)检测器ELSD 131,(ii)UV检测器161,或者(iii)ELSD 131和UV检测器161两者,的一个或多个检测器信号311和611,流份收集器14收集新样本流份。
如上所述,UV检测器16(或者UV检测器161)可以包括n个传感器,所述n个传感器可操作地适用于在涵盖整个或者一部分UV吸收光谱范围的n个特定波长处观测样本。在图8示出的示例性液体层析系统80中,响应于(i)来自ELSD 13或者UV检测器16之一的单个信号,(ii)来自ELSD 13和UV检测器16两者的两个或者更多信号,或者(iii)包括在两个或更多特定UV波长(即,直到n个特定UV波长)处的两个或者更多检测器响应(即,直到n个检测器响应)的复合信号,流份收集器14收集新样本流份。类似地,在图6示出的示例性液体层析系统60中,响应于(i)来自ELSD 131或者UV检测器161之一的单个信号,(ii)来自ELSD 131和UV检测器161两者的两个或者更多信号,或者(iii)包括在两个或更多特定UV波长(即,直到n个特定UV波长)处的两个或者更多检测器响应(即,直到n个检测器响应)的复合信号,流份收集器14收集新样本流份。
进一步,在示例性液体层析系统80中,UV检测器16可以被用于产生检测器信号(未示出),(1)该信号产生于(i)来自于单个传感器的单个检测器响应,或者产生于(ii)n个传感器的n个检测器响应(其中n大于1),以及(2)该信号被发送到分流泵15、ELSD 13和三通管12中的至少一个。另外,由ELSD 131中的检测器响应产生的检测器信号(未示出)可以被发送到UV检测器16以改变UV检测器16的一个或多个设置。类似地,在图6示出的示例性液体层析系统60中,UV检测器161可以被用于产生检测器信号(未示出),(1)该信号产生于(i)来自于单个传感器的单个检测器响应,或者产生于(ii)n个传感器的n个检测器响应(其中n大于1),以及(2)该信号被发送到选择滑阀151和ELSD 13中的至少一个。另外,由ELSD 131中的检测器响应产生的检测器信号(未示出)可以被发送到UV检测器161以改变UV检测器161的一个或多个设置。
如在图9中示出的示例性液体层析系统90所示,给定系统内的不同类型的检测器的位置可以根据期望被调整以提供一个或更多系统过程特性。在示例性液体层析系统90中,ELSD13被置于UV检测器16的下游。在这种配置中,UV检测器16被布置成能够提供检测器响应并且在来自ELSD 13的信号产生之前,为流份收集器14产生信号61(例如,产生于(i)来自单个传感器的单个检测器响应,或者产生于(ii)由n个传感器的n个检测器响应(其中n大于1)的信号)。UV检测器16也被布置成能够提供检测器响应并且为分流泵15、ELSD 13和三通管12中的至少一个产生信号(未示出)(例如,产生于(i)来自于单个传感器的单个检测器响应,或者产生于(ii)n个传感器的n个检测器响应(其中n大于1)的信号),以便激活或去激活分流泵15、ELSD 13和/或三通管12。
尽管未示出,但是应当理解,在图9中示出的示例性液体层析系统90内,选择滑阀可以被用于代替三通管12和分流泵15,以提供类似的系统过程特性。在这种配置中,UV检测器16被布置成能够提供检测器响应并且在来自ELSD 13的信号产生之前,为流份收集器14产生信号61(例如,产生于(i)来自单个传感器的单个检测器响应,或者产生于(ii)n个传感器的n个检测器响应(其中n大于1)的信号)。UV检测器16也被布置成能够提供检测器响应并且为选择滑阀和ELSD 13中的至少一个产生信号(未示出)(例如,产生于(i)来自单个传感器的单个检测器响应,或者产生于(ii)n个传感器的n个检测器响应(其中n大于1)的信号),以便激活或去激活所述选择滑阀和/或ELSD 13。尽管系统60、80和90将ELSD和UV作为检测器,任何的破坏性检测器,诸如EPD,可以被用作ELSD,并且任何无损检测器可以被用于代替UV检测器。
在其它示例性实施例中,本发明的液体层析系统可以包括无损系统,其中所述无损系统包括两个或更多无损检测器(例如,一个或更多光吸收检测器,诸如上述的UV检测器)而没有破坏性检测器(例如,质谱仪)出现在系统中。在一个示例性实施例中,液体层析系统包括两个诸如UV检测器的光吸收检测器,并且分析样本的方法包括步骤:在两个或更多特定的波长处使用两个或更多检测器观测样本;以及收集新样本流份以响应于:(i)第一检测器响应在第一波长的变化,(ii)第二检测器响应在第二波长的变化,或者(iii)由第一检测器响应和第二检测器响应表示的复合响应的变化。在这些实施例中,所述第一波长可以基本上等于所述第二波长或者与所述第二波长不同。
在使用诸如两个或更多UV检测器的两个或更多光吸收检测器的实施例中,所述光吸收检测器可以被置于给定的液体层析系统内,以便提供一个或更多系统优点。该两个或更多光吸收检测器可以被布置成彼此并联(parallel)的关系,以便样本在基本上相同的太阳城集团到达每个检测器,并且该两个或更多光吸收检测器可以在基本相同的太阳城集团产生并且发送信号(即,来自第一检测器和第二检测器响应)到流份收集器。
在又一实施例中,无损检测器(例如,RI检测器、UV检测器等等)可以被单独使用或者与破坏性检测器(例如,EPD、质谱仪、分光光度计、发射分光镜、NMR等等)相结合。例如,诸如质谱仪检测器的破坏性检测器能够同时检测成分峰值和与该峰值有关的化学个体。这使得能够立即确定包含目标化合物的流份。使用其它检测技术,可能需要哪个流份包含目标化合物的后分离确定,诸如通过,例如,分光光度计、质谱仪、发射分光镜、NMR等等。当使用某些检测器(即,那些不能识别化学个体之间的差异的检测器)时,如果两个或更多化学个体在相同的太阳城集团从快速层析管中洗提(即,具有相同的保留太阳城集团),则它们将会被系统沉淀在相同的小瓶(vial)里,这是因为这些检测器不能确定化学组成。在质谱仪检测器被用作破坏性检测器的示例性实施例中,在相同的太阳城集团洗提的所有化合物可以被识别。这消除了在分离之后确认纯度的需要。
在任何上述的液体层析系统中,将至少一个检测器,例如至少一个UV检测器,置于(例如,以串联方式)至少一个其它检测器(诸如,至少一个其它UV检测器或者ELSD)的下游可能是有利的。在这种实施例中,第一检测器中的第一检测器响应可以被用于产生并发送信号到:(1)分流泵,(2)选择滑阀,(3)第二检测器,和(4)三通管中的至少一个。例如,第一检测器中的第一检测器响应可以被用于产生并发送信号到分流泵或者选择滑阀以(i)激活所述分流泵或者所述选择滑阀,(ii)去激活所述分流泵或者所述选择滑阀,(iii)改变所述分流泵或者所述选择滑阀的一个或更多流或压力设置,或者(iv)从(i)到(iii)的任意组合。合适的流和压力设置包括但不限于:上述的流和压力设置。通常,信号的形式为,例如,电信号、气动信号、数字信号或者无线信号。
在一些实施例中,可以安置多个检测器(即两个或更多检测器),以便每个检测器可以独立于系统中的其它检测器而发送信号到(1)分流泵,(2)选择滑阀,(3)另一检测器,和(4)三通管中的至少一个。例如,多个光吸收检测器(例如,UV检测器)可以被置于给定的系统中以提供独立的信号到选择滑阀,以使选择滑阀提供主动控制的流体样本到另一检测器,诸如ELSD。
在其它实施例中,第一检测器中的第一检测器响应可以被用于产生并且发送信号到第二检测器以(i)激活所述第二检测器,(ii)在基本上与第一检测器中使用的第一波长相似的波长处激活所述第二检测器,(iii)在与第一检测器中使用的第一波长不同的波长处激活所述第二检测器,(iv)去激活所述第二检测器,(v)改变所述第二检测器的一些其它设置(例如,所述第二检测器的观测的波长),或者(vi)从(i)到(v)的任意组合。
在另一些实施例中,第一检测器中的第一检测器响应可以被用于产生并且发送信号到三通管以(i)打开阀或者(ii)关闭阀,以便启动或者停止经过一部分液体层析系统的流体流。如上所述,通常,所述信号的形式为,例如,电子信号、气动信号、数字信号或者无线信号。
从检测器响应产生信号
本发明的方法可以进一步包括从一个或更多检测器响应产生信号的步骤。在一些实施例中,例如在图1中示出的示例性液体层析系统10,单个检测器检测样本成分的出现并且基于流体流内的样本成分的浓度和出现产生检测器响应。在其它实施例中,例如图6中示出的示例性液体层析系统50,两个或更多检测器可以被用于检测一个或更多样本成分的出现,并且基于流体流内的一个或更多样本成分的浓度和出现产生两个或更多检测器响应。
如上所述,给定的检测器提供一个或更多检测器响应,该检测器响应可以被用于产生并且发送信号到此处所述的液体层析系统内的一个或更多部件(例如,流份收集器、另一检测器、分流泵、选择滑阀或者三通管)。通常,给定的检测器响应的变化触发信号的产生和发送。可能触发信号的产生并发送信号到一个或更多部件的给定的检测器响应的变化包括但不限于:检测器响应值的变化、达到或超出阈值检测器响应值、检测器响应值随太阳城集团的斜率、检测器响应值随太阳城集团的阈值斜率、检测器响应值随太阳城集团的斜率的变化、检测器响应值随太阳城集团的斜率的阈值变化,或者上述的任意组合。
在一示例性实施例中,本发明的方法包括从至少一个检测器产生检测器信号的步骤,该检测器信号被产生以响应于:(i)作为太阳城集团的函数的检测器响应的斜率(即,检测器响应的一阶导数),(ii)作为太阳城集团的函数的检测器响应的斜率的变化(即,检测器响应的二阶导数),(iii)可选择地,阈值检测器响应值,或(iv)(i)到(iii)的任意组合,理想地,包括至少(i)或至少(ii)。在该示例性实施例中,根据检测器响应的形状,尤其是检测器响应随太阳城集团的一阶和/或二阶导数(即,分别为斜率和斜率的变化),识别出物质。特别地,计算机程序分析检测器响应值的太阳城集团序列并且测量其变化率(即,一阶导数)和所述变化率的比率(即,二阶导数)。当一阶导数和二阶导数两者都增长时,物质将开始被检测。类似地,当一阶导数和二阶导数两者都减少时,物质将停止被检测。
实际的(real-world)检测器值通常是有噪音的(例如,锯齿状的),所以使用随太阳城集团的低通数字滤波(例如,平滑的)是理想的。因此,从至少一个检测器产生检测器信号的步骤理想地进一步包括对下列项的低通数字滤波:(i)随太阳城集团的斜率数据,(ii)随太阳城集团的斜率数据的变化,(iii)可选地,阈值检测器响应值,或者(iv)(i)到(iii)的任意组合,以将实际的(i)随太阳城集团的斜率数据,(ii)随太阳城集团的斜率数据的变化,(iii)可选地,阈值检测器响应值,或者(iv)(i)到(iii)的任意组合的实际的变化从检测器响应中可能的噪音中区分出来。在理想的实施例中,有限脉冲响应(FIR)滤波器或者无限脉冲响应(IIR)滤波器可以被用于随太阳城集团的数据(例如,可能只是几个样本的平均值)的低通数字滤波。通常,判定算法使用少量的太阳城集团上连续的结果作为实际的检测器响应/信号而非噪音的确认。
在其它实施例中,分析样本的方法可以包括:产生包括来自各个检测器的检测响应分量的复合信号,并且收集新样本流份以响应于所述复合信号的改变。在这些实施例中,产生复合信号的步骤可以包括:数学上关联来自每个检测器(即,两个或更多检测器中的每一个)的(i)检测器响应值,(ii)作为太阳城集团的函数的给定的检测器响应的斜率(即,给定的检测器响应的一阶导数),(iii)作为太阳城集团的函数的给定的检测器响应的斜率的变化(即,给定的检测器响应的二阶导数),或(iv)(i)到(iii)的任意组合。例如,在一些实施例中,复合信号可以包括:(i)在给定太阳城集团,每个检测器(两个或更多检测器中的每一个)的检测器响应值的乘积,(ii)在给定太阳城集团,检测器响应的一阶导数的乘积,(iii)在给定太阳城集团,检测器响应的二阶导数的乘积,或者(iv)(i)到(iii)的任意组合。
在使用复合信号的其它实施例中,产生复合信号的步骤可以包括:数学上关联来自单个检测器(即,n个传感器在n个特定的波长处观测样本)中的每个传感器的(i)检测器响应值,(ii)作为太阳城集团的函数的给定的检测器响应的斜率(即,给定的检测器响应的一阶导数),(iii)作为太阳城集团的函数的给定的检测器响应的斜率的变化(即,给定的检测器响应的二阶导数),或(iv)(i)到(iii)的任意组合,或者将其与系统中出现的任何其它检测器响应相结合。例如,在一些实施例中,复合信号可以包括:(i)在给定太阳城集团,检测器(即,n个传感器在n个特定的波长处观测样本)中的每个传感器的检测器响应值和来自其它检测器(例如,来自与UV检测器结合使用的ELSD)的任何附加的检测器响应值的乘积,(ii)在给定太阳城集团,检测器(即,n个传感器在n个特定的波长处观测样本)中的每个传感器的检测器响应和来自其它检测器的任何附加的检测器响应的一阶导数的乘积,(iii)在给定太阳城集团,检测器(即,n个传感器在n个特定的波长处观测样本)中的每个传感器的检测器响应和来自其它检测器的任何附加的检测器响应的二阶导数的乘积,或者(iv)(i)到(iii)的任意组合。
一个或更多样本流份的收集
本发明的方法可以进一步包括:使用流份收集器,诸如在图1-3A和4-9中示出的示例性流份收集器14,收集一个或更多样本流份以响应于来自给定的液体层析系统中的至少一个检测器的一个或更多信号。例如,在图1、2和3A中分别示出的示例性液体层析系统10、20和30中,分析样本的方法可以进一步包括步骤:收集一个或更多样本流份以响应来自第一检测器13的一个或更多信号。在图4、5和6中分别示出的示例性液体层析系统40、50和60中,分析样本的方法可以进一步包括步骤:收集一个或更多样本流份以响应来自第一检测器13(或者第一检测器131)、第二检测器16(或者第二检测器161),或者第一和第二检测器13和16(或者第一和第二检测器131和161)两者的一个或更多信号。
在本发明的一些实施例中,流份收集器可操作地适用于识别、接收和处理来自至少一个检测器的一个或更多信号,并且基于所述一个或更多信号收集一个或更多样本流份。在其它实施例中,使用附加的计算机或者微处理装置以处理来自至少一个检测器的一个或更多信号并且随后向流份收集器提供可识别的信号,该信号指示所述流份收集器基于来自附加的计算机或者微处理装置的一个或更多信号收集一个或更多样本流份。
如上所述,系统部件可以被置于给定的液体层析系统中以提供一个或更多系统特性。例如,至少一个检测器可以被置于给定的液体层析系统中,以便最小化以下两者之间的任何太阳城集团延迟:(i)给定检测器响应的检测和(ii)基于产生于所述检测器响应的信号收集样本流份的步骤。在本发明的示例性实施例中,液体层析系统理想地向流份收集器展示给定的检测器信号的少于大约2.0秒(或者少于大约1.5秒,或者少于大约1.0秒,或者少于大约0.5秒)的最大太阳城集团延迟(即,以下两者之间的太阳城集团延迟(i)给定检测器响应的检测和(ii)基于产生于检测器响应的信号收集样本流份的步骤)。
在使用两个或者更多检测器或者包含了n个传感器(如上所述)的至少一个检测器的本发明的示例性实施例中,液体层析系统理想地向流份收集器展示来自任意检测器的任意信号的少于大约2.0秒(或者少于大约1.5秒,或者少于大约1.0秒,或者少于大约0.5秒)的最大太阳城集团延迟(即,以下两者之间的太阳城集团延迟:(i)给定检测器响应的检测和(ii)基于产生于检测器响应的信号(例如,单个信号或者复合信号)收集样本流份的步骤)。
样本成分分离步骤
本发明的方法使用液体层析系统(LC)步骤来分离给定的样本中的化合物。根据特定的样本,可以使用各种LC柱、流动相和其它处理步骤条件(例如,馈送速率、梯度等)。
可以在本发明中使用多个LC柱。通常,任何基于聚合物或者无机物的正相、反相、离子交换、亲和力(affinity)、疏水作用、亲水作用、混合模式和尺寸排阻柱可以被用在本发明中。示例性的商业可获得的柱包括但不限于:来自Grace Davison Discovery Sciences的可获得的柱,其商标名为:VYDAC?、GRACERESOLV?、DAVISIL?、ALLTIMA?、VISION?、GRACEPURE?、EVEREST?和DENALI?,以及其它类似公司。
多个流动相组分可以被用于本发明。合适的流动相组分包括但不限于:乙腈、二氯甲烷、乙酸乙酯、庚烷、丙酮、乙醚、四氢呋喃、三氯甲烷、己烷、甲醇、异丙醇、水、乙醇、缓冲剂(buffers),及其组合。
用户界面步骤
本发明中的分析样本的方法可以进一步包括一个或更多步骤,在该一个或更多步骤中,操作者或者用户与液体层析系统的一个或更多系统部件交互。例如,该分析样本的方法可以包括一个或更多以下步骤:将样本输入到液体层析系统中用于测试;调整系统内的一个或更多部件的一个或更多设置(例如,流或者压力设置、波长等);基于考虑了来自一个或更多传感器和/或检测器的一个或更多检测器响应的理想的数学算法对至少一个检测器进行编程以产生信号;基于考虑了一个或更多检测器响应的理想的数学算法对一个或更多系统部件(不同于检测器)进行编程以产生信号;对流份收集器进行编程以识别来自至少一个检测器的信号(例如,单个或者复合信号)并且基于接收的信号收集一个或更多样本流份;对一个或更多系统部件(不同于流份收集器)进行编程来识别来自至少一个检测器的进入信号,将该信号转换成可以被流份收集器识别并处理的信号,以便所述流份收集器能够基于来自一个或更多系统部件的输入收集一个或更多样本流份;以及在期望的太阳城集团或者响应于液体层析系统内的一些其它行为(例如,显示给操作者或者用户的检测器响应)激活或者去激活一个或更多系统部件(例如,三通阀、分流泵、选择滑阀或者检测器)。
分析样本的装置
本发明的目的还在于使用一个或更多上述方法步骤的能够分析样本或者能够有助于样本的分析的装置和装置部件。
如上所述,在本发明的一些示例性实施例中,用于分析样本的装置可以包括:(i)层析柱,(ii)具有第一进口、第一出口和第二出口的三通管,(iii)与三通管的第一出口流体连通的流份收集器和(iv)与三通管的第二出口流体连通的第一检测器;以及(v)设置成与所述三通管的第二出口和所述第一检测器流体连通的分流泵,该分流泵可操作地适用于主动地控制流体流到所述第一检测器。在本发明的其它示例性实施例中,可以使用选择滑阀代替三通管/分流泵组合以主动地控制流体流到所述第一检测器。
尽管没有在图1-9中示出,上面所描述的任何装置(例如,示例性液体层析系统10到90)或者装置部件可以进一步包括系统硬件,该系统硬件能够:(i)识别检测器响应值或者检测器响应值的变化,(ii)根据检测器响应值或者检测器响应值的变化产生信号,(iii)发送信号到一个或更多系统部件,(iv)由接收部件识别产生的信号,(v)在接收部件内处理识别出的信号,以及(vi)启动接收部件的处理步骤以响应于所述识别出的信号。
在一个实施例中,装置(例如,示例性液体层析系统10到90)或者给定的装置部件可以进一步包括系统硬件,该系统硬件能够使第一检测器发送激活信号到分流泵或者选择滑阀以(i)激活该分流泵或者选择滑阀,(ii)去激活所述分流泵或者选择滑阀,(iii)改变所述分流泵或者选择滑阀的一个或更多流或者压力设置,或者(iv)(i)到(iii)的任意组合。合适的流和压力设置可以包括但不限于:(i)阀位置,(ii)分流泵或者选择滑阀压力,(iii)到阀的空气压力,或者(iv)(i)到(iii)的任意组合。
在一些实施例中,分流泵可以被置于三通管和第一检测器之间(例如,参见图1中的被置于三通管12和第一检测器13之间的分流泵15)。在其它实施例中,第一检测器可以被置于三通管和所述分流泵之间(例如,参见图2中的被置于三通管12和分流泵15之间的第一检测器13)。
在其它示例性实施例中,本发明的装置包括:(i)层析柱,(ii)两个或更多检测器;以及(iii)与两个或更多检测器流体连通的流份收集器,其可操作地适用于收集一个或更多样本流份以响应于来自两个或更多检测器的一个或者更多检测器信号。在一些实施例中,所述两个或更多检测器包括两个或更多无损检测器(例如,两个或更多UV检测器),并且在系统中没有破坏性检测器(例如,质谱仪)。
当存在两个或更多检测器时,分流泵或者选择滑阀可以被用于分流第一检测器和第二检测器之间的流体流量。在其它实施例中,分流泵或者选择滑阀可以被用于启动或者停止到一个检测器的流体流以响应于来自另一检测器的检测器响应。另外,多个分流泵和/或选择滑阀可以在给定的系统中被使用以主动地控制流体流到两个或更多检测器。
如上所述,该装置可以进一步包括系统硬件,该系统硬件能根据一个或更多检测器响应产生检测器信号。在一个示例性实施例中,该装置包括系统硬件,该系统硬件能够产生检测器信号,该检测器信号的产生是响应于:(i)作为太阳城集团的函数的检测器响应的斜率(即,检测器响应的一阶导数),(ii)作为太阳城集团的函数的检测器响应的斜率的变化(即,检测器响应的二阶导数),(iii)可选择地,阈值检测器响应值,或(iv)(i)到(iii)的任意组合,理想地,包括至少(i)或至少(ii)。该系统硬件理想地进一步包括低通数值滤波能力,用于滤波随太阳城集团的:(i)斜率数据,(ii)斜率数据的变化,(iii)可选地,阈值检测器响应值,或者(iv)(i)到(iii)的任意组合,以将实际的(i)斜率数据,(ii)斜率数据的变化,(iii)可选地,阈值检测器响应值,或者(iv)(i)到(iii)的任意组合的变化从给定的检测器响应中的可能的噪音中区分出来。
在多检测器系统中,系统硬件还可以被用于产生复合信号,该复合信号包括来自每个检测器的检测响应分量,以及来自给定的检测器中的多个传感器的检测响应分量。在这些实施例中,所述系统硬件可操作地适用于响应所述复合信号的变化而发送命令/信号到流份收集器,指示所述流份收集器收集新样本流份。该复合信号可以包括来自每个检测器的下列项之间的数学关联:(i)检测器响应值,(ii)作为太阳城集团的函数的给定的检测器响应的斜率(即,给定的检测器响应的一阶导数),(iii)作为太阳城集团的函数的给定的检测器响应的斜率的变化(即,给定的检测器响应的二阶导数),或(iv)(i)到(iii)的任意组合。例如,该复合信号可以包括:(i)在给定太阳城集团,每个检测器的检测器响应值的乘积,(ii)在给定太阳城集团,检测器响应的一阶导数的乘积,(iii)在给定太阳城集团,检测器响应的二阶导数的乘积,或者(iv)(i)到(iii)的任意组合。
在一个理想的配置中,用于分析样本的装置包括至少一个检测器和系统硬件,其中,该检测器可操作地适用于在两个或更多特定光波长(例如,在UV光谱内)处观测样本,该系统硬件能够使流份收集器响应于下列项而收集新样本流份:(i)在第一波长处检测器响应的变化,(ii)在第二波长处检测器响应的变化,或者(iii)由在第一和第二波长处的检测器响应表示的复合响应的变化。每个检测器能够运行在相同的波长、不同的波长或者多个波长处。进一步,每个检测器与另一个检测器可以是并联的关系、串联的关系或者是一些并联和串联的检测器的组合。
如上所述,在一个示例性实施例中,该装置可以包括单个检测器和系统硬件。其中,该单个检测器包括可操作地适用于在涵盖一部分或者整个UV吸收光谱(或者使用一些其他类型的检测器的吸收光谱的任何其它部分)的n个特定光波长处观测样本的n个传感器,该系统硬件能够使流份收集器响应于下列项而收集新样本流份:(i)在n个特定光波长处的n个检测器响应中的任何一个的变化,或者(ii)由n个检测器响应表示的复合响应的变化。
当存在分流泵或者选择滑阀以主动地控制流体流到至少一个检测器时,用于分析样本的装置可以进一步包括系统硬件,该系统硬件能够产生到该分流泵或者选择滑阀的激活信号以(i)激活所述分流泵或者选择滑阀,(ii)去激活所述分流泵或者选择滑阀,(iii)改变所述分流泵或者选择滑阀的一个或更多流或者压力设置,或者(iv)(i)到(iii)的任意组合。所述激活信号可以由例如系统操作员或者诸如检测器(即,如上所述,响应于检测器响应值或者该检测器的检测器响应值的变化,由该检测器产生并发送的激活信号)的系统部件产生。
在根据本发明的又一另外实施例中,使用层析法分析流体的样本的装置包括:来自层析柱或者层析管(cartridge)的流出物的第一流体路径;能够分析流体样本的至少一个检测器;和将流体等分样本从第一流体路径传送到检测器并且基本上不影响经过所述第一流体路径的流体的流动性的选择滑阀。经过所述第一流体路径的流体的流可以基本上是层状的,这是由于经过阀的至少一部分的第一流体路径或者通道基本上是线性的或者直线的。在又一示例性实施例中,经过所述第一流体路径的流体的压力基本上保持不变和/或其基本上不增加。在另一实施例中,经过所述第一流体路径的流体的流速可以基本上不变。在可替代的实施例中,使用第二流体路径来将流体的等分样本从选择滑阀运载到检测器。经过所述第二流体路径的流体的流可以基本上是层状的,这是由于经过阀的至少一部分的第二流体路径或者通道基本上是线性的或者直线的。在一示例性实施例中,经过所述第二流体路径的流体的压力基本上保持不变和/或其基本上不增加。在另一实施例中,经过所述第二流体路径的流体的流速可以基本上不变。
在又一示例性实施例中,使用层析法分析流体样本的装置包括:来自层析柱的流出物(effluent)的第一流体路径;将流体样本运载到至少一个能够分析该样本的检测器的第二流体路径;和将流体的等分样本从第一流体路径传送到第二流体路径并同时维持经过所述选择滑阀的连续第二流体路径的选择滑阀。在一个实施例中,当流体的等分样本从所述第一流体路径被移除时,维持经过所述选择滑阀的连续的第一流路径。在另一实施例中,当流体的等分样本从第一流体路径中被移除并且被传送到第二流体路径时,维持经过所述选择滑阀的连续的第一和第二流路径。
在本发明的示例性实施例中,用于分析样本的装置进一步包括流份收集器,该流份收集器可操作地适用于收集一个或更多样本流份以响应于一个或更多检测器信号,该一个或更多检测器信号来自于:(i)第一检测器,(ii)第二检测器(或者任何数量的附加的检测器),或者(iii)第一和第二检测器两者(或者任何数量的附加的检测器)。当使用多个检测器时,该装置可以包括流份收集器,该流份收集器可操作地适用于收集新样本流份以响应于考虑了来自如上所述的每个检测器的一个或更多检测器响应的复合信号的变化。
如上所述,在一些示例性实施例中,用于分析样本的装置包括流份收集器,该流份收集器可操作地适用于识别、接收和处理来自至少一个检测器的一个或更多信号,并且基于该一个或更多信号收集一个或更多样本流份。在其它实施例中,用于分析样本的装置包括附加的计算机或者微处理装置,该计算机或者微处理装置能够处理来自至少一个检测器的一个或更多信号并且将进入信号转换成流份收集器可识别的信号。在该后一实施例中,所述流份收集器基于来自附加的计算机或者微处理装置而不是来自所述流份收集器的信号处理部件的一个或更多信号收集一个或更多样本流份。
应当注意到,任一上述的示例性液体层析系统可以包括任意数量的检测器、分流泵、三通管和选择滑阀,它们可以根据策略被放置在给定的系统中以提供一个或更多系统特性。例如,尽管没有在图6中的示例性液体层析系统60中示出,附加的检测器可以被置于柱11和选择滑阀151之间和/或选择滑阀151和检测器161之间。尽管没有在图7中的示例性液体层析系统70中示出,附加的检测器可以被置于柱11和选择滑阀151之间和/或和/或选择滑阀151和选择滑阀171之间和/或选择滑阀171和流份收集器14之间。附加的检测器可以被类似地放置在图8和图9中分别示出的示例性液体层析系统80和90中。
如下所述,多个商业上可获得的部件可以被用在本发明的装置中。
层析柱
任何已知的层析柱可以被用在本发明的装置中。合适的商业可获得的层析柱包括但不限于:来自Grace Davison Discovery Sciences(Deerfield, IL)的层析柱,其商标为GRACEPURE?、GRACERESOLV?、VYDAC?和DAVISIL?。
检测器
任何已知的检测器可以被用在本发明的装置中。合适的商业可获得的检测器包括但不限于:从Ocean Optics (Dunedin,FL)可获得的以USB2000?为商标的UV检测器;从Grace Davison Discovery Sciences(Deerfield,IL)可获得的以3300ELSD?为商标的蒸发光散射检测器(ELSD);从Waters Corporation(Milford MA)可获得的以ZQ?为商标的质谱仪(MS);从Quant(Blaine,MN)可获得的以QT-500?为商标的集成核光散射检测器(CNLSD);从ESA(Chelmsford,MA)可获得的以CORONA CAD?为商标的电晕放电检测器(CDD);从Waters Corporation(Milford MA)可获得的以2414为商标的折光率检测器(RID);以及从Laballiance(St. Collect, PA)可获得的以ULTRAFLOR?为商标的荧光检测器(FD)。
在一些实施例中,商业上可获得的检测器可能需要被修改或者被编程,或者为了执行本发明的一个或更多上面所述的方法步骤,可能需要构造特定的检测器。
分流泵
任何已知的分流泵可以被用在本发明的装置中。合适的商业可获得的分流泵包括但不限于:从KNF(Trenton,NJ)可获得的以LIQUID MICRO?为商标的分流泵。
选择滑阀
任何已知的选择滑阀可以被用在本发明的装置中。合适的商业可获得的选择滑阀包括但不限于:从Valco (Houston,TX)可获得的以CHEMINERT?为商标的选择滑阀、从Idex Corporation可获得的以MRA?为商标的Rheodyne?选择滑阀以及此处所描述的连续流选择滑阀。
流份收集器
任何已知的流份收集器可以被用在本发明的装置中。合适的商业可获得的流份收集器包括但不限于:从Gilson(Middleton,WI)可获得的以215为商标的流份收集器。
在一些实施例中,商业上可获得的流份收集器可能需要被修改和/或被编程,或者为了执行本发明的一个或更多上面所描述的方法步骤,可能需要构造特定的流份收集器。例如,如下流份收集器现在在商业上是不能获得的:即该流份收集器可操作地适用于识别、接收和处理来自至少一个检测器的一个或更多信号,并且基于该一个或更多信号收集一个或更多样本流份。
计算机软件
本发明的目的还在于计算机可读媒介,该计算机可读媒介在其上存储了计算机可执行的指令,用于执行一个或更多上面所述的方法步骤。例如,所述计算机可读媒介可以在其上存储计算机执行指令,用于:调整系统内的一个或更多部件的一个或更多设置(例如,流设置、波长等);基于考虑了一个或更多检测器响应的理想的数学算法而产生信号;识别来自至少一个检测器的信号;基于接收的信号收集一个或更多样本流份;识别来自至少一个检测器的进入信号,将该进入信号转换成可以被流份收集器识别和处理的信号,以便所述流份收集器能够基于来自一个或更多系统部件的输入收集一个或更多样本流份;以及在期望的太阳城集团或者响应于液体层析系统内的一些其它行为(例如,检测器响应)激活或者去激活一个或更多系统部件(例如,三通阀、分流泵、选择滑阀或者检测器)。
应用/使用
上述的方法、装置和计算机软件可以被用于检测各种样本中的一个或更多化合物的出现。上述的方法、装置和计算机软件可以适用于使用液体层析法的任何产业,包括但不限于:石油工业、制药工业、分析实验室等。
示例
本发明通过以下示例进一步被阐明,这些示例不应以任何方式被认为是在其范围上的强加的限制。相反,应当清楚地理解,在阅读此处的说明之后,可以启示本领域技术人员采取(也许不得不)其各种其它实施例、修改和等同方案而不脱离本发明的精神和/或所附权利要求的范围。
示例1
在该示例中,使用快速REVELERIS?系统(可以从Grace Davison Discovery Sciences获得)。包含蔗糖和阿司匹林的4mL的混合物被注入到4g GRACERESOLV? C18快速柱(可从Grace Davison Discovery Sciences获得)中,该快速柱被安装在快速系统中。使用ALLTECH型300LC泵抽取50/50甲醇/水流动相经过该系统。柱流出物被导向到KNF分流泵,该KNF分流泵将300uL/min的柱流出物转移到ALLTECH?3300 ELSD。剩余的流出物流经Ocean Optics UV检测器到达Gilson流份收集器。
蔗糖和阿司匹林在快速柱上被分离。蔗糖和阿司匹林两者都被ELSD检测到。UV检测器仅检测到阿司匹林。两个检测器在相同的太阳城集团对阿司匹林进行响应。响应于来自UV和ELSD检测器的复合信号,所述流份收集器在分离的收集小瓶中沉淀蔗糖和阿司匹林。
示例2
在这个示例中,使用快速REVELERIS?系统(可以从Grace Davison Discovery Sciences获得)。包含酞酸二辛酯和对-羟基苯甲酸丁酯的4mL的混合物被注入到4g GRACERESOLV? C18快速层析管(可从Grace Davison Discovery Sciences获得)中,该快速层析管被安装在快速系统中。使用ALLTECH型300LC泵抽取80/20甲醇/水流动相经过该系统。柱流出物被导向到这里所描述的选择滑阀,该选择滑阀将300uL/min的柱流出物转移到ALLTECH?3300 ELSD。剩余的流出物流经Ocean Optics UV检测器到达Gilson流份收集器。
这两种成分的混合物包含非发色化合物(不吸收UV光)和发色化合物。所述非发色化合物首先从所述快速层析管中洗提出来。图11描述的层析谱示出了仅ELSD识别样本中的所有化合物,如层析谱上的两个峰值所表明的。UV检测器不识别非发色化合物(由所述ELSD识别为第一峰值),即使在两个波长上。只有ELSD信号能够适当地控制流份收集器,捕获两种化合物。如果UV检测器驱动流份收集器的话,(即,在常规的快速系统的情况下),第一化合物将会被送进废弃处或者不适当地沉淀在收集容器中而不知道这些流份包含的期望的样本。在常规的快速仪器中,在层析法分离发现UV检测器可能没有识别的化合物后,所有流份由薄层层析法(TLC)筛选。这个例子表明装备了根据本发明的ELSD的快速仪器能够识别和分离发色和非发色化合物两者,并且不需要后分离TLC筛选。
尽管本发明的说明采用了有限数量的实施例,但是这些特定的实施例并不意在限制这里描述和要求的本发明的范围。在阅读此处的示例性实施例之后,对于本领域的普通技术人员来说,如下是显而易见的:即进一步的修改、等同方案和变化是可能的。示例中以及在说明书的其余部分中的所有部分和百分比,除非特别说明,指的是重量。进一步,说明书和权利要求中记载的任何数量范围,诸如表示属性的特定集合、测量单位、条件、物理状态或者百分比的数量范围,意在通过引用(或别的方式),字面上清楚地包含落入这样的范围内的任意数字,包括如上所述的任意范围内的任意数字的子集。例如,每当公开了具有下限RL和上限RU的数字范围时,落在这个范围里的任意数字R就被明确地公开了。特别地,该范围内的以下数字R被明确地公开了:R=RL+k(RU-RL),其中k的变化范围在1%到100%,增量为1%,例如,k是1%、2%、3%、4%、5%...50%、51%、52%...95%、96%、97%、98%、99%或者100%。而且,由R的任意两个值表示的任意数值范围,如上面所计算的,也被明确地公开了。除这里示出的和描述的之外,本发明的任何修改,根据前述的说明和所附的附图,对于本领域的技术人员而言将变得显而易见。这样的修改将落入所附权利要求的范围内。这里引用的所有出版物均通过引用的方式被完全合并在此文中。

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