流體分離的流體處理裝置的不同流體切換狀態(tài)。
[0047]圖12至圖16示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的流體處理裝置的流體開關(guān)的不同流體切換狀態(tài)。
[0048]圖17示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施例的流體處理裝置的流體開關(guān)。
[0049]圖18示出根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)示例性實(shí)施例的處于不同流體切換狀態(tài)的流體處理裝置的流體開關(guān)。
[0050]圖19至圖22示出根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)示例性實(shí)施例的流體處理裝置的流體開關(guān)的不同流體切換狀態(tài)。
[0051]圖23至圖27示出根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)示例性實(shí)施例的流體處理裝置的流體開關(guān)的不同流體切換狀態(tài)。
[0052]附圖中的圖解是示意性的。
【具體實(shí)施方式】
[0053]在參照附圖更詳細(xì)地描述示例性實(shí)施例之前，將總結(jié)一些基本構(gòu)思，基于該基本構(gòu)思展開本發(fā)明的示例性實(shí)施例。
[0054]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，當(dāng)跨越多個(gè)維度調(diào)節(jié)流體時(shí)，真正實(shí)現(xiàn)不中斷的流體流動。
[0055]當(dāng)允許自由地任意組合獨(dú)立維來形成多維液相色譜(LC)系統(tǒng)時(shí)，使用者最后以要求妥協(xié)的矛盾需求告終。在常規(guī)的全二維液相色譜法(2D-LC)中，常見的構(gòu)造為在第一維中具有低流速并且在第二維中具有相當(dāng)高的流速。這是由于通常期望使第二維柱盡可能快速地運(yùn)行以獲得高的第一維采樣率，同時(shí)可能需要第一維分離運(yùn)行足夠緩慢使得用戶仍然可以在其洗脫寬度上對每個(gè)峰值進(jìn)行多次采樣。常規(guī)的中心切割2D-LC往往只具有一個(gè)峰值或者峰值(中心切割)的一部分，其組合成第二維，因此實(shí)際上調(diào)制器閥只被偶爾使用。但是由于多中心切割2D-LC是可用的，使用者可能面臨第一維中的高流速與調(diào)制器閥的頻繁切換相結(jié)合。這目前帶來了具有調(diào)制器閥的必要性，該調(diào)制器閥在兩個(gè)單獨(dú)流路中提供流動切換方案，即在第一維和第二維中。然而，常規(guī)的調(diào)制器閥在調(diào)制閥的切換期間會發(fā)生第一維流動和/或第二維流動被堵塞一定的時(shí)間。
[0056]本發(fā)明的示例性實(shí)施例在流動不中斷的情況下提供了從第一維到第二維的無損輸送并且在流動不中斷的情況下流動通過第二維，然后這確定了要在第一維流路中使用的實(shí)施裝置，換句話說，在任何時(shí)刻第一維中都不會具有近路，而是相反從第一維中流出的所有流體容納在容納貯液器(例如，環(huán)路)并且相繼分批輸送到第二維中。
[0057]現(xiàn)在更詳細(xì)地參照附圖，圖1示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的作為流體處理裝置10的示例的液體分離系統(tǒng)的一般示意圖。用作第一流體驅(qū)動單元20的第一栗20通常經(jīng)由第一除氣器27接收來自第一溶劑供應(yīng)裝置25的流動相，該除氣器給流動相除氣并且因此降低了流動相中溶解的氣體量。第一流體驅(qū)動單元20驅(qū)動流動相通過包含固定相的第一分離單元30(例如，色譜柱)。采樣單元或進(jìn)樣器40可以設(shè)置在第一栗20和第一分離單元30之間，以便將樣本流體(也表示為流體樣本)附加或添加(經(jīng)常被稱為樣本引入)到流動相中。第一分離單元30的固定相被構(gòu)造為用于分離樣本液體的化合物。
[0058]作為第二流體驅(qū)動單元20’的第二栗通常經(jīng)由第二除氣器27’接收來自第二溶劑供應(yīng)裝置25’的另一流動相，該除氣器給該其它流動相除氣并且因此降低了流動相中溶解的氣體量。圖1的二維液相色譜系統(tǒng)的第一維(附圖標(biāo)記20、30、……)可以構(gòu)造為通過流體開關(guān)90(這里表現(xiàn)為流體閥)向第二維(附圖標(biāo)記20’、30’、……)提供流體部段或部分。流體樣本被第一維分離為多個(gè)級分，每個(gè)級分或其部分/片段調(diào)制到第二分離流路中并且被第二維進(jìn)一步分離為多個(gè)子級分。
[0059]檢測器50被提供用于檢測樣本流體的分離的化合物?？蛇x的又一個(gè)檢測器55設(shè)置在流體開關(guān)90的上游并且可以在中心切割操作中操作流體處理裝置10。然而它也可以用于綜合模式中以及用于監(jiān)測或評估第一維的色譜數(shù)據(jù)的其它操作模式中。分餾單元可以被提供用于輸出樣本流體的分離化合物。也可以朝著廢液容器60栗送經(jīng)過處理的流體。
[0060]雖然每個(gè)流動相可以只由一種溶劑組成，但是其也可以由多種溶劑混合而成。該混合可以是低壓混合，并且在流體驅(qū)動單元20、20’的上游被提供，使得相應(yīng)的流體驅(qū)動單元20、20’接收并且栗送作為流動相的混合溶劑?；蛘撸黧w驅(qū)動單元20、20’中的任一者可以由多個(gè)獨(dú)立的栗單元組成，其中，多個(gè)栗單元各自接收并且栗送不同的溶劑或混合物，使得(分別被分離單元30、30’接收的)流動相的混合在高壓下并且在流體驅(qū)動單元20、20’(或其一部分)的下游發(fā)生。流動相的組分(混合物)可以隨時(shí)間維持不變，即所謂的等梯度模式，也可以隨時(shí)間變化，即所謂的梯度模式。
[0061]數(shù)據(jù)處理單元、控制單元或處理器70可以是傳統(tǒng)PC或工作站，可連接(如虛箭頭所示)到流體處理裝置10中的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備，以便接收信息和/或控制操作。例如，處理器70可控制流體驅(qū)動單元20、20 ’的操作(例如，設(shè)置控制參數(shù))，以及從栗20、20 ’接收關(guān)于實(shí)際工作條件(例如，在栗的出口處的輸出壓、流速等)的信息。處理器70還可控制溶劑供應(yīng)裝置25、25’的操作(例如，設(shè)置供應(yīng)的溶劑或溶劑混合物)和/或除氣器27、27’(例如，設(shè)置控制參數(shù)，如真空等級)，并且可從其接收關(guān)于實(shí)際工作條件(例如，隨時(shí)間供應(yīng)的溶劑組分、流速、真空等級等等)的信息。處理器70還可以控制采樣單元或進(jìn)樣器40的操作(例如，根據(jù)第一流體驅(qū)動單元20的操作條件控制樣本注入或同步樣本注入)。分離單元30、30’也可以分別由處理器70控制(例如，選擇特定流路或柱，設(shè)置操作溫度等等)，并反過來發(fā)送信息(例如，操作條件)給處理器70。因此，檢測器50和55可由處理器70控制(例如，針對光譜或波長設(shè)定、設(shè)置時(shí)間常量、開始/停止數(shù)據(jù)獲得)，并發(fā)送(例如，關(guān)于檢測到的樣本化合物的)信息給處理器70。處理器70還可以(例如，結(jié)合從檢測器50接收的數(shù)據(jù))控制分級單元的操作。
[0062]第一流體驅(qū)動單元20因此構(gòu)造為用于沿著第一流路85驅(qū)動第一流體(由注入的流體樣本和流動相組成)，該第一流路部分位于流體開關(guān)90的上游并且部分位于流體開關(guān)90的下游。第二流體驅(qū)動單元20’被構(gòu)造為用于沿著第二流路86驅(qū)動表現(xiàn)為流動相的第二流體，該第二流路部分位于流體開關(guān)90的上游并且部分位于流體開關(guān)90的下游。流體開關(guān)90被流體耦合到第一流路85和第二流路86(但是基本上不直接將它們流體連接到一起)并且可以由處理器70切換，以便在該切換操作期間使第一流體的一部分從第一流路85輸送到第二流路86而不中斷沿著第一流路85和沿著第二流路86的流體流動。在第一流路85與第二流路86之間未提供直接的流體連接，否則這將允許兩個(gè)單流路85、86之間的無限大量的直接流體流動。更具體地，流體開關(guān)90能夠以沿著第一流體流路85以及沿著第二流體流路86的流體流動持續(xù)不中斷的方式在不同流體切換狀態(tài)之間切換以用于使第一流體從第一流路85輸送到第二流路86。圖1所示的流體處理裝置10構(gòu)造為二維樣本分離裝置，該二維樣本分離裝置構(gòu)造為將第一流體分離成級分(其可以由檢測器55檢測)并且將輸送的第一流體的級分中的至少一者分離成子級分(其可以由檢測器50檢測)。流體開關(guān)90進(jìn)一步被構(gòu)造為能夠在多個(gè)流體切換狀態(tài)之間切換，使得在第一維的流體出口處(即檢測器55的下游)的流體流動從不中斷并且在第二維的流體入口處(即又一個(gè)分離單元30’的上游)的流體流動從不中斷。與此同時(shí)，流體開關(guān)90被構(gòu)造為用于防止第一流路85與第二流路86之間的直接流體耦合(并且因此不受控制的耦合)。換句話說，在第一流路85與第二流路86之間沒有直接流體耦合，因此第一流路和第二流路也可以處于不同的壓力水平。流體開關(guān)90的實(shí)施例在圖12至圖27中示出。
[0063]該分離單元30用作高流體阻抗。換句話說，由流體樣本和流動相的混合物組成的第一流體到達(dá)分離單元30的具有例如幾百巴的高壓入口處。當(dāng)流體流過分離單元時(shí)壓力顯著降低。檢測器55因此已經(jīng)位于低壓狀態(tài)下并且通常不會遭受高壓。然而，當(dāng)流體流動到用作調(diào)制器閥的流體開關(guān)90的入口處時(shí)，通常發(fā)生的調(diào)制器閥暫時(shí)無法接收來自分離單元30的新流體的現(xiàn)象將會導(dǎo)致檢測器55位置處的壓力增大。然而，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，當(dāng)流體開關(guān)90被構(gòu)造為避免這樣的暫時(shí)流體堵塞時(shí)，在流體開關(guān)90的切換操作期間也持續(xù)地維持從檢測器55通過流體開關(guān)90的流體流動。這防止圖1所示的流體部件過壓。
[0064]圖2至圖6示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的流體處理裝置10的不同流體切換狀態(tài)。該流體處理裝置10被構(gòu)造為流體反應(yīng)器裝置206，該流體反應(yīng)器裝置構(gòu)造為實(shí)現(xiàn)第一流體與反應(yīng)器單元206的反應(yīng)介質(zhì)的反應(yīng)，該反應(yīng)器單元206布置在流體開關(guān)90的上游的第一流路85中。當(dāng)?shù)谝涣黧w已經(jīng)在反應(yīng)器單元206中經(jīng)過反應(yīng)之后，該第一流體的一部分隨后被輸送到第二流路86中以進(jìn)行分析，特別是通過使用布置在流體開關(guān)90的下游的第二流路86中的分離單元30 ’進(jìn)行分離分析。當(dāng)?shù)谝涣黧w的輸送到第二流路86中的一部分流過分離單元30’時(shí)，可以通過色譜法獲取它的級分并且隨后可以在第二流動驅(qū)動單元20’的控制下通過引導(dǎo)梯度分布的流動相通過分離單元來使它的級分從分離單元30’中相繼獨(dú)立地釋放。然而，在第二流路86中這樣的分析是可選的。
[0065]在圖2至圖6所示的流體處理裝置10中，沿著第一流路85流動的第一流體應(yīng)當(dāng)與反應(yīng)器單元206中的介質(zhì)或基質(zhì)進(jìn)行相互作用，以便開始或者觸發(fā)例如第一流體與反應(yīng)單元206之間的化學(xué)(或生物)反應(yīng)。隨后，改變后的第一流體應(yīng)當(dāng)被分組引入到第二流路86中，以便由分離單元30’進(jìn)行分析。因此，應(yīng)該在分離單元30’中例如通過液相色譜法對受控的第一流體中的不同流體級分進(jìn)行分析。為了該目的，在切換流體閥90之后，受控的第一流體組被暫時(shí)存儲在第一容納管200或第二容納管202中并且隨后引入到第二流路86中。此外，第三流體容納管204被提供并且連接到流體開關(guān)90的兩個(gè)端口。
[0066 ]流體處理裝置1示意性示出了流體開關(guān)90的結(jié)構(gòu)和流體連接，如可從圖2中的細(xì)節(jié)250得知。第一流體容納管200、第二流體容納管202和第三流體容納管204(每一個(gè)構(gòu)造為毛細(xì)管部段)分別流體耦合到流體開關(guān)90的兩個(gè)流體端口。流體容納管200、202、204被構(gòu)造為相配合，以便在流體開關(guān)90被切換成使第一流體從第一流路85輸送到第二流路86時(shí)，維持經(jīng)由流體容納管200、201、204獨(dú)立地沿著第一流路85以及沿著第二流路86的流體流動。下面將參照圖2至圖6對其進(jìn)行描述。根據(jù)圖2至6，第一流路85和第二流路86與流體開關(guān)90內(nèi)的流體橋的相應(yīng)的流體連接分別用實(shí)線(對應(yīng)于第二流路86)和虛線(對應(yīng)于第一流路85)表示。
[0067]圖2和圖3中的每一者示出了在流體處理切換狀態(tài)下的流體開關(guān)，在該狀態(tài)下，第一流路85包括第一流體容納管200和第二流體容納管202中的一者(S卩，根據(jù)圖2的第二流體容納管202和根據(jù)圖3的第一流體容納管200)，而第二流路86包括第一流體容納管200和第二流體容納管202中的相應(yīng)另一者(S卩，根據(jù)圖3的第二流體容納管202和根據(jù)圖2的第一流體容納管200)。在該流體處理切換狀態(tài)下，第一流路85和第二流路86不包括第三流體容納管204，使得第三流體容納管204暫時(shí)是不活動的。在流體處理切換狀態(tài)下，先前已經(jīng)填充到第一流體容納管200中(見圖2)或者填充到第二流體容納管202中(見圖3)的第一流體的一部分由第二流體驅(qū)動單元20’朝著用于分離并且進(jìn)一步用于分析的分離單元30’栗送。
[0068]根據(jù)圖2，預(yù)先已經(jīng)被引入到第一流體容納管200中的受控第一流體在第二流路86中被恰當(dāng)?shù)胤治?。為了該目的?