[发明专利]液相色谱的样品计量和注入

说明书

描述了用于获取色谱样品并将其注入色谱系统流中的一种方法和一种流体网络。该流体网络包括计量泵模块60、样品针50、针密封件52和进样阀48。该计量泵模块包括串联流体连通的计量泵和压力传感器。当该进样阀48处于第一阀状态时，该进样阀被构造成流体地终止该计量泵模块60的端口。当该进样阀48处于第二阀状态时，该进样阀被构造成将包括该计量泵模块60和该样品针50的流体路径流体地联接到色谱系统的该系统流中，而不会导致该系统流的压力的显著改变。

相关申请

本申请要求于2019年12月23日提交并且名称为“液相色谱的样品计量和注入（Sample Metering and Injection for Liquid Chromatography）”的美国临时专利申请第62/952,871号的较早前提交日期的权益，该申请的全部内容以引用方式并入本文。

技术领域

本发明整体涉及液相色谱系统。更具体地说，本发明涉及用于装载色谱样品并将样品注入液相色谱系统中的流体网络。

背景技术

高效液相色谱（HPLC）和超性能液相色谱（UPLC^®）系统通常包括用于以受控流速和组成递送流体（“流动相”）的泵、将样品溶液引入到液相色谱系统流（“流动相”）中的注入器、包含填充材料或吸附剂（“固定相”）的色谱柱，以及检测流动相中离开柱的样品组分的存在和量的检测器。当流动相通过固定相时，样品中的每种组分通常在不同时间从柱中涌出，因为样品中的不同组分通常对填充材料具有不同亲和力。通过测量洗脱液的物理或化学性质的变化来检测流动相中离开柱的特定组分的存在。通过绘制随时间变化的检测器信号，可观察到对应于样品组分的存在和量的色谱“峰”。

在采用样品针的一些流体网络中，使用注射器来充注包括样品针的流体路径。注射器也用于从样品小瓶或其他样品源获取样品。通常，流体路径中存在气泡。充注通常在大气压下执行，并且在充注期间溶剂流动通过流体路径可能无法充分置换气泡。

在各种应用中，期望获取小体积的样品以供分析。例如，小至0.1uL的样品，其中样品体积的标准偏差不超过1%。获取此类小样品的能力可能受到气泡的存在的限制。因此，尽管注射器的吸入体积冲程相同，但所获取样品的体积可以显著变化。

发明内容

在一个方面中，一种用于获取和注入色谱样品的流体网络包括计量泵模块、样品针、针密封件和进样阀。该计量泵模块包括串联流体连通的计量泵和压力传感器。该计量泵模块具有第一泵端口和第二泵端口。该样品针具有针尖。该针密封件被构造成收纳该样品针的该针尖。该进样阀具有多个阀端口。该阀端口中的第一阀端口与该第一泵端口流体连通，并且该阀端口中的第二阀端口与该针密封件流体连通。该进样阀可在至少两个阀状态下操作。当该进样阀处于第一阀状态时，该进样阀被构造成流体地终止该第一泵端口和该第二泵端口。当该进样阀处于第二阀状态时，该进样阀被构造成将第三阀端口流体地联接到该第一阀端口并且将第四阀端口流体地联接到该第二阀端口。

该第三阀端口可以流体地联接到溶剂流的源，并且该第四阀端口可以流体地联接到色谱柱。

当该样品针的该针尖收纳在该针密封件中时，可以从该第一阀端口通过该计量泵模块、该样品针和该针密封件到该第二阀端口而限定连续流体路径。当该样品针的该针尖收纳在该针密封件中并且该进样阀处于该第一阀状态时，该计量泵可操作以在该连续流体路径中产生超过1,000psi且在一些示例中可以超过10,000psi的压力。

在另一方面中，一种用于将色谱样品注入色谱系统流中的方法包括将色谱样品抽吸到样品针中并且形成穿过该样品针的流体路径。该流体路径在每个端部处终止，并且该色谱样品包括在该流体路径中的液体中。该流体路径中的该液体的压力增加到基本上等于液相色谱系统的压力的值，并且该流体路径插入液相色谱系统流中，使得该色谱样品流动到该液相色谱系统中的色谱柱。

在插入时该流体路径中的该液体的所增加压力与该液相色谱系统的该压力的差可以小于该液相色谱系统的该压力的10%。