用于改進的分辨率的色譜法的方法和設備的制作方法

用于改進的分辨率的色譜法的方法和設備的制作方法
【專利摘要】在此提供了用于柱色譜法的一種設備和一種方法，該設備和方法提供分離分辨率和檢測靈敏度中的多種改進，該設備包括一個色譜柱，該柱具有一個入口和一個出口，其中該入口被配置成將流動相的一個流引入到載有一種樣品的該柱中，從而當該樣品由該流動相攜帶從該入口到該出口縱向前進穿過該柱時該樣品被分離成多個組分，其中該入口進一步被配置成將該流動相的流以獨立可控的至少兩個分開的部分引入到該柱中，并且將這些部分引入到該柱的不同徑向區域中，以使得這些部分在不同的徑向區域中縱向流動穿過該柱。該樣品優選地以比在其他一個或多個部分中更高的濃度包含在這些部分的一個中，尤其是中心部分中。優選地，這些部分的流速是獨立可控的。
【專利說明】用于改進的分辨率的色譜法的方法和設備
發明領域
[0001]本發明涉及柱色譜法的領域。
[0002]發明背景
[0003]色譜柱已經得到廣泛地發展并且常規用于分析型和制備型色譜法兩者。眾所周知，通過以下操作來實現包含多個組分的一種混合物的樣品(又稱為一種分析物或溶質)在色譜柱中的分離:使樣品溶解在一種洗脫劑中以形成流體流動相并且使該流動相穿過典型地被填充在管狀柱內的固定相，從而由于不同組分在該流動相與固定相之間的分配差異(即這些組分具有不同的分配系數)而引起該樣品分離成它的組分。洗脫劑流體最常見地是一種液體，但可能是另一種流體如超臨界流體(SCF)，并且本發明涉及與液體或SCF流動相一同使用的柱。然而，本發明并不涉及氣相色譜法(即流體不是氣體)。在柱色譜法中，固定相在柱內典型地是處于一種填充顆粒的床或一種多孔整塊的形式。本發明尤其涉及填充柱，但它不僅限于填充柱。經常這些柱包括具有可任意處理的柱芯(cartridges)的可重復使用的柱，這些柱芯和柱兩者通常都是圓柱形的。本發明可以與圓柱形柱(最優選地圓形的圓柱形柱)或具有其他截面輪廓的柱一起使用。也就是說，柱壁可以具有眾多截面輪廓，但最優選地該柱壁的橫截面具有圓形輪廓。
[0004]如所描述，使流動相穿過柱并且隨著時間的變化對離開該柱的洗脫液進行檢測。隨時間而檢測的信號變化(色譜圖)表明在混合物內存在不同的組分。這些不同組分的分離程度取決于該柱的分離效率或分辨率。該柱的分辨率取決于許多因素。此類因素包括流動相和固定相的性質，這些流動相和固定相已經得到廣泛地研究和開發。
[0005]還已知的是，被注入的樣品的形狀是影響該柱的分辨率的一個因素。通常使樣品基本上橫貫柱的直徑而引入到該柱中。通常在柱的入口處使用頭部接頭，如篩板(frit)。分配器可以用來幫助分配樣品以嘗試并且獲得樣品橫貫柱的整個直徑的均一層。美國專利4，999, 102描述了一種用于使液體均勻分配到大規模分離器系統的一個單兀中、和/或從其中均勻收集液體的歧管系統。在用作入口的情況下，該歧管通過一排分支使單一流分配成多個流，并且以確保在該歧管與該單元之間的界面處使液體橫貫整個單元大致均勻地分配的一種模式對流道裝置的最終多重性進行安排。在用作出口的情況下，反向地安排該歧管以從橫貫該單元的均勻分配中收集這些流并且經由一排分支使這些流加入到單一管道中。以類似的方式，US5，124，133描述了一種用于液體穿過填充床的均一流動輪廓的系統，該系統涉及使該液體橫貫該填充床的頂部表面均勻地分配。
[0006]已知其他類型的入口系統，經常是用于不同的目的。例如，EP371648A披露了一種設計用于置換色譜法的設備，其中存在一個入口分配歧管。以置換色譜法順序的每種液體流動穿過柱的同一徑向區域。另一方面,JP62-063857A描述了一種具有用于可能的多個樣品的多個入口的板狀柱，其中可以在正交于入口流的方向上施加一個電場以提供跨越柱板的二維分離，該板狀柱還具有多個出口。
[0007]在JP62-240857A中描述了一種用于制備型色譜法的色譜柱，其中提供了從該柱引出的流的環形分離，這樣使得中心流動流可以與外圍流動流分開。與來自外環的洗脫帶的峰形相比，來自中心環的洗脫帶的峰形更好，這顯示出明顯的帶失真。
[0008]EP257582描述了一種制備級色譜柱，其中通過從柱出口插入到床層中的一個管將樣品加載到該柱中。此管居于柱入口下方近似20%的床層中心處。也就是說，在該管之上存在填充材料。一旦樣品被負載到柱上，流動相便穿過柱(樣品引入管的外部)對該樣品進行洗脫。然后，樣品穿過出口處的一系列孔洞或槽縫從柱的出口退出。該出口在同心位置上具有多個槽縫，但不具有中心退出槽縫，因為引入管處于該柱的中心段。
[0009]近來，關于高效液相色譜(HPLC)，夏利克(Shalliker)等人于90年代后期使柱中的流體流動能夠可視化。在使用具有相同折射率的固定相和流動相的玻璃柱中，他們能夠在染色標記物的幫助下使流體流動可視化。他們的結果顯示出，樣品被引入到色譜柱的床層中的方式是重要的。理想地，注入塞應當是一種圓柱形-正方形塞，但各種因素最后導致拋物線型的樣品帶，例如隨著篩板孔隙率減小，塞流變得更為拋物線型。布羅伊勒斯(Broyles)、夏利克(Shalliker)以及Guiochon (‘色譜柱中溶質遷移的可視化:篩板孔隙率的影響(Visualization of Solute Migration in Chromatographic Columns.1nfluenceof the Frit Porosity)，色譜學雜志 A (J.Chromatography A.),917 (2001) 1-22)說明了隨著入口篩板孔隙率減小，塞流變得更為拋物線型。使用一個分配器改進了橫貫床層的徑向截面的流速的均一性，但是要以增加軸向分散為代價，這最終導致了分離性能的大幅降低。不管篩板孔隙率或是否采用了一個分配器，橫貫柱徑向截面的樣品分配都是不均一的。夏利克(Shalliker)等人(色譜學雜志 A (J.Chromatography A), 865 (1999) 83-95)顯示出篩板和分配器都不能用來使樣品均一地分配橫貫柱，并且該樣品在床層的中心區域中更為濃縮(相反地，在床層的周邊區域中更為稀釋)的趨勢更大。此外，篩板直徑應當匹配柱內徑的直徑(布羅伊勒斯(Broyles)、夏利克(Shalliker)以及Guiochon,色譜學雜志A(J.Chromatography A),855 (1999)，367-382)。不然的話，使用具有比柱的直徑更窄的直徑的篩板會造成非常嚴重的拋物線流。對于色譜工作者而言可以憑直覺獲知篩板直徑必須等于柱內徑的直徑，但不可能總是實現，特別是在通過軸向壓縮制備柱的情況下，其中頭部接頭在柱本身內。對于這些類型的柱而言，篩板的直徑必須小于柱，因為該篩板必須被包含在一個殼體單兀內以便防止柱壁的泄露和損壞。
[0010]在另一項研究中，夏利克(Shalliker)等人(‘液相色譜法中的兩種壁效應的物理證據(Physical Evidence of two Wall Effects in Liquid Chromatography)’ 色譜學雜志A (J.Chromatography A) 888 (2000) 1-12和‘液相色譜柱中溶質遷移的可視化(Visualization of Solute Migration in Liquid Chromatography Columns色譜學雜志A (J.Chromatography A) 826 (1998) 1-13)證明了當經由中心點注入(CPI)將樣品引入到處于篩板下方近似Icm深度處的床層中時，在該床層的中心徑向段內同時發生該樣品的遷移。雖然當使用CPI技術時，夏利克(Shalliker)等人觀察到優異的分離效率，但應當指出這樣一種樣品引入方法是繁瑣的并且易于破壞柱床層。因此，該技術不適于常規的應用。此外，雖然中心點注入允許沿著柱的最有效的溶質運送方式，因為此類注入允許樣品在該柱的最有效填充區域內的一個局部中心地帶中濃縮，但現代的柱已經有效避免了此類注入技術的使用，因為當樣品由處于柱頂部的篩板和分配器進入時，閥門注入使樣品橫貫該柱分散。這樣，中心點注入方法在很大程度上已經被放棄。
[0011]已經討論了柱壁的存在和接近這些壁填充該柱對樣品流動的影響。諾克斯(Knox)、萊爾德(Laird)以及雷文(Raven),(色譜學雜志(J.Chromatography), 122 (1976),129-145)顯示出非常靠近壁的流速稍微高于在柱中心的流速。他們還顯示出柱填充的擾動區域延伸到該柱中，從而引起嚴重的帶變寬和峰失真。在另一個填充良好的LC柱中的壁區域可以向該柱中延伸約30倍顆粒直徑。夏利克(Shalliker)、布羅伊勒斯(Broyles)以及 Guiochon,(色譜學雜志 A (J.Chromatography A),888 (2000) 1-12)描述了兩種壁效應的存在。這兩種壁效應都由柱填充的不均勻性引起。一個顆粒填充的色譜柱在該柱的中心(徑向)段具有更低的床層密度，該中心段是相對均一的，但超過此地帶，填充密度朝向壁逐漸增加。因此，在柱的中心段中流速是最高的并且接近壁是最低的，并且這有助于拋物線型的塞流。然而，在緊鄰壁的地區，填充密度快速降低。這個因素是柱和顆粒的幾何性質的結果。顆粒和柱這兩者都是剛性的；兩者都不可以變形來彼此適應。因此，在壁處的空隙空間增加，并且正是在此處柱滲透性最高。因此，在緊鄰柱壁的區域中流速是最高的。這兩種壁效應極大地有助于降低遷移的效率。
[0012]布羅伊勒斯(Broyles)、夏利克(Shalliker)以及Guiochon,(色譜學雜志A(J.Chromatography A), 867 (2000), 71-92)證明了除其他之外,在給定時間之后的遷移距離隨徑向位置顯著變化，并且退出口接頭影響柱后檢測到的峰形。
[0013]因此，已知的是不能通過一個圓柱形塞流模型來描述穿過顆粒填充色譜柱的樣品遷移。眾多因素(包括篩板的性質、分配器的存在、注入過程本身、壁效應以及填充密度的不均勻性)導致呈拋物線型或碗狀形狀的樣品塞或帶，該樣品塞或帶通常具有一個更高濃度的中心區域，該中心區域在高于更接近壁的更稀釋區域的速度下移動。還存在非常靠近壁的低濃度快速流的一個區域。帶的一般拋物線形狀使得對柱效率的需求更大。與圓柱形擴大的地帶相比，需要更多的板來分開拋物線擴大的地帶。因此，必然要更長的柱來實現分開，這造成時間的增加，還可能造成勢流流速的降低以便適應更長的柱。柱中的整體固定相也可能遭受到壁效應影響，并且穿過此類柱的塞流不再是圓柱形的。
[0014]針對此背景，得到了本發明。
[0015]發明概沭
[0016]根據本發明的一個方面，提供了一種用于柱色譜法的設備，該設備包括一個色譜柱，該柱具有一個入口和一個出口，其中該入口被配置成將流動相的一個流引入載有一個樣品的柱中，從而當該樣品由該流動相攜帶從該入口到該出口縱向前進穿過該柱時該樣品被分離成多個組分，其中該入口進一步被配置成將該流動相的流以獨立可控的至少兩個分開的部分引入該柱中，并且將這些部分引入該柱的不同徑向區域中，以使得這些部分在不同的徑向區域中縱向流動穿過該柱。
[0017]優選地，每個部分中的樣品濃度或每個部分的流速或這兩者都是獨立可控的。
[0018]有待分離的樣品優選地以比在其他一個或多個部分中更高的濃度包含在這些部分的一個中。有待分離的樣品優選地至少在其中這些部分被弓I入到柱中的入口處以比在其他一個或多個部分中更高的濃度包含在這些部分的一個中。以比在其他一個或多個部分中更高的濃度包含在這些流動相部分的一個中的樣品包括優選的情況，其中優選地至少在其中這些部分被引入到柱中的入口處并且更優選地還在出口處，所有(即基本上所有)的樣品被包含在這些流動相部分的一個中并且其他一個或多個部分不包含(即基本上不包含)任何樣品(即其他一個或多個部分僅是溶劑)。[0019]該流動相作為一個洗脫液流離開該柱并且該出口優選地被配置成當該洗脫液流通過該出口離開該柱時將該洗脫液流分流成至少兩個分開的洗脫液部分。分離的洗脫液部分優選地對應于在入口處被引入到柱中的流動相的這些部分。因而，在出口處分開成兩個或更多個部分的洗脫液可以包括一個洗脫液部分，該洗脫液部分包含含有相對更高量的樣品(或基本上所有的樣品)的流動穿過該柱的流動相部分中的至少一些或所有。因而，在出口處分開成兩個或更多個部分的洗脫液可以包括一個洗脫液部分，該洗脫液部分包含含有相對更低量的樣品(或基本上沒有樣品)的流動穿過該柱的流動相部分中的至少一些或所有。在優選的實施例中，該設備被配置成分開地處理這些洗脫液部分。優選地，該出口被配置成當一個洗脫液流的一個部分離開該柱時，引導該部分以使其與該洗脫液的一個剩余部分分開地處理，其中該部分從該柱的一個受限制的徑向區域流出
[0020]根據本發明的另一個方面，提供了一種用于柱色譜的方法，該方法包括:為色譜柱的一個入口提供流動相的獨立可控的至少兩個分開的部分，這至少兩個分開的部分中的至少一個含有有待分離成多個組分的一種樣品；將流動相的該至少兩個分開的部分引入到該柱的不同徑向區域中；使流動相的這些部分在這些不同徑向區域中從該柱的入口至該柱的一個出口縱向流動穿過該柱，以使該樣品分離成多個組分。優選地，該方法包括通過其他一個或多個部分的流而對來自具有更高樣品濃度的部分的樣品的橫向擴散進行控制。
[0021]優選地，流動相的這些分開部分的至少一個以比在其他一個或多個部分中更高的濃度含有該樣品。
[0022]該流動相作為一個洗脫液通過該出口離開該柱并且該方法優選地包括當該洗脫液流通過該出口離開該柱時將該洗脫液流分流成至少兩個分開的洗脫液部分。在優選的實施例中，該方法包括分開地處理這至少兩個洗脫液部分。
[0023]本發明可以提供眾多優點。本發明允許樣品被引入到柱的入口中，優選地包含在流動相的一個部分和有待引入并且流動穿過柱的一個受限制的徑向區域(優選地中心區域)的那個部分內。含有更高樣品濃度的這樣一個部分在此又稱為樣品流。然后可以通過流動相的一個或多個其他部分，優選地流動穿過柱的壁或外圍區域(環形地包圍中心區域)來提供一個所謂的簾幕流，該簾幕流限制了樣品的橫向遷移(即擴散)，例如向壁遷移。在某些優選的實施例中，該簾幕流是處于在樣品流周圍流動的流動相的一個環形帶的形式，該樣品流是處于流動相的一個中心帶的形式。尤其當在出口處連同分流或分割流使用時，弓丨出該柱的樣品從而在一個具體的徑向區域(優選地中心區域)中被濃縮引出。因此，可以通過將樣品包含并且濃縮在柱的一個受限制的區域(優選地中心區域，因為該中心區域典型地是填充柱中最均勻填充的區域并且其中樣品分離效率還典型地是最高的)內來增強樣品的檢測。因此，在本質上，本發明起到將流動穿過色譜柱的樣品包含在柱床層的一個限定區域(優選地中心圓柱形區域)內的作用，以便增強從該柱洗脫下來的組分的檢測。因而，本發明起到當樣品縱向前進穿過該柱時減小該柱內的樣品的橫向擴散的作用。因而可以通過將樣品包含在更小體積的洗脫液中來實現色譜峰的信噪比(S/N)的改進。
[0024]在另一個優點中，可以對不同流動相部分的線性流速進行控制，優選地至基本上相同。可以或者通過針對這些部分使用分開的泵(針對每一個部分使用一個分開的泵)、或者通過其他手段，例如通過將流量限制器放在載有每個部分的管線中(即以便在載有每個部分的管線之間、例如在多個外圍流體管路與一個中心流體管路之間提供壓差)來控制流速。在具有一個單個入口端口的常規柱中，樣品流集中在柱床層的中心區域上，其中無論如何流動速度自然是更高的。這導致一個碗狀的樣品帶，其中樣品在中心區域移動更快并且樣品在外圍或壁區域移動更慢。本發明可以通過對不同流動相部分(如一個中心流動部分和一個另外的外圍流動部分)的分開的流進行安排來克服或減少這個缺陷，其中這些流的流速可以被安排成基本上相同的，從而在橫截面上提供一種流速輪廓，該流速輪廓基本上是平坦的或至少比常規情況下明顯更平坦。平坦的流動輪廓可以在更窄的時間譜帶(即色譜圖中的峰寬更窄)中使峰遞送到出口并且因而改進分辨率。
[0025]已經發現，當應用僅是溶劑的一個簾幕流時，樣品根本不可能接觸壁。已經發現，高達100%的樣品可以被安排成從柱的中心區域洗脫下來，并且低至0%的樣品從此區域外圍洗脫。因而，使用簾幕流，可以存在從中心區域低至基本上沒有樣品損失，并且可以存在對用于外圍簾幕流的溶劑的高達基本上100%的回收。因此，樣品可以被安排成作為一個塞穿過柱的中心來洗脫。這提供了簾幕流的主要優點之一，該優點是樣品濃度增加，通過經由具有更低體積流的一個中心出口將濃縮的樣品從中心區域引導至一個分開的處理裝置(優選地一個樣品收集裝置或檢測器)來利用該優點。可以再循環用于流動相的簾幕流部分的溶劑的高達100%的回收，從而產生眾多的環境益處。
[0026]該裝置的出口可以被配置成使洗脫液聚集穿過一個單個出口端口，如以一種常規的安排，或它可以被配置成將洗脫液流分割或分流成兩個或更多個部分，例如借助于如下文更詳細描述的兩個或更多個出口端口。
[0027]在進一步優選的實施例中，分開處理類型中的至少一種優選地包括洗脫液的檢測。本發明例如可以能夠使樣品的檢測得以增強并且使來自色譜柱的測定性能得以改進。在多個不同的實施例中，由于一個色譜測定內的改進的檢測靈敏度和/或改進的峰容量和峰分辨率，本發明可能能夠實現例如被色譜分析的物種的檢測下限。已經發現，理論塔板的數量可以得到顯著增加。
[0028]應理解，作為針對一個給定柱長度改進峰分辨率的一個替代方案，與一個類似常規系統相比，本發明可能能夠使用多個更短的柱以便達到一個給定峰分辨率。更短的柱將能夠進行更快的色譜分離。一個另外的優點例如是:僅使用洗脫液的一個部分用于檢測可以意味著引入到檢測器中的溶劑負載減少，這對某些檢測器來說可以是非常有益的，這些檢測器如在真空環境中操作的質譜儀和其他檢測器或生物類型反應檢測器(如用于發現藥用化合物的抗氧化劑檢測器)。本發明因此可能更好地實現具有MS檢測的常規尺寸柱的使用。關于制備型色譜法，由于改進的分離效率，本發明可能能夠收集更純的樣品級分。將更詳細地描述這些和其他優點，并且這些和其他優點由以下本發明的說明變得更清楚。
[0029]該設備包括一個色譜柱，該色譜柱典型地是一個液相色譜柱，但可以是一個超臨界流體色譜柱，該柱具有一個入口和一個出口，從而含有一種溶劑和有待被分離的樣品的一個流動相可以通過該入口引入到該柱中并且沿著該柱縱向(即軸向)流動至該出口。
[0030]該入口優選地被配置成將流動相的一個流引入該柱中，以使得該流動相是以至少兩個分開的部分提供，其中每個部分優選地例如經由其自身具有一個或多個引入通道的組而被分開地引入。在某些優選的實施例中，流動相的一個部分在柱的一個不同區域從另一個部分流進并且穿過該柱，并且更優選地與其他部分分開地檢測或收集。該柱入口的配置可以能使流動相流的分離在柱上進行。這反過來能使一個流動相部分的簾幕流有效地與中心流分開。
[0031]優選地，該入口被配置成將流動相的一個流以至少兩個分開的部分引入該柱中:該流的至少一個第一部分和該流的至少一個第二部分。優選地，一個第一流動相部分包含比該第二部分濃度更高的樣品。因而，在此類情況下，每個部分的樣品濃度是獨立可控的。在簡單的情況下，這可以通過安排一個樣品注入閥門以將樣品注入成以可控量的一個部分(一個第一部分)而不是其他一個或多個部分，例如通過在柱入口之前在僅有一個部分流動穿過的管路上安排該樣品閥門來實現。其他一個或多個部分各自可以在它們的管路上不具有樣品注入閥門，在柱入口之前該部分流動穿過它們的管路，這樣使得其他部分僅含有溶齊U，或可以在它們的管路上具有一個分開的樣品注入閥門用于將不同量的樣品(包括沒有樣品的情況)弓丨入到被注入到該第一部分中的樣品中。
[0032]流動相部分的組成可以是可控的。因此，這些流動相部分可以具有相同或不同的組成，例如相同或不同的溶劑。一個部分(例如一個徑向外圍部分)可以甚至是一種非溶劑或至少對于待分離的樣品而言具有更低溶解度的一種溶劑(例如水)，從而促進樣品在另一個(例如徑向中心)部分中的包含。
[0033]優選地，流動相的至少兩個分開的部分被引入到柱的不同區域中，例如第一部分可以被引入到一個第一區域中并且第二部分可以被引入到柱(更具體地是柱床層)的一個第二區域中。更優選地，這至少兩個分開的部分可以被引入到柱的不同徑向區域中，例如該第一部分可以被引入到一個第一徑向區域中并且該第二部分可以被引入到不同于該第一徑向區域的柱的一個第二徑向區域中。在此術語徑向區域意指處于柱的橫截面或平面的一個區域，即垂直于柱的中心軸線或縱向軸線的截面或平面。因而，在此術語徑向的或徑向地是指垂直于柱的中心軸線或縱向軸線的方向。優選地，柱的第一區域是基本上位于遠離該柱的壁的一個徑向區域。優選地，該柱是在其中具有一個柱床層的填充柱，并且該填充柱的一個第一區域是一個徑向區域，穿過該徑向區域，流動相縱向穿過該柱床層的最均勻填充的部分。還更優選地，流動相的第一部分引入并且流動穿過柱的一個中心徑向區域，并且第二部分引入并且流動穿過位于該中心徑向區域徑向向外處的一個徑向區域，即一個外圍區域。最優選地，該柱的中心徑向區域是基本上位于一條中心軸線上的一個區域，該中心軸線從入口至出口縱向貫穿該柱。以此方式，可以將優選地含有更高樣品濃度和更好分辨的組分的流動相流的一個中心核作為一個部分引導至一個檢測器、或其他處理裝置中，而將該流的剩余部分例如作為一個或多個其他部分引導至其他地方，例如引導至一個或多個不同的處理裝置中。因而，優選地不同于流的剩余部分并且與流的剩余部分分開地處理該流的第一部分。在一些實施例中，該入口被安排成以多于兩個部分將流動相的流引入到柱中，例如，在此類實施例中，該入口可以被安排成以三個或更多個分開的部分將該流引入到柱中。
[0034]如上所述，填充LC柱內的移動樣品帶的濃度隨著離柱中心軸線的距離增加而降低，部分由于柱直徑內和橫貫柱直徑的不均勻流動并且部分由于與填充床層內和填充床層周圍的運送相關聯的擴散和相關的傳質效應，該填充床層自身的密度和均勻性可以隨對柱進行填充的有效性而變化。該移動的樣品帶還趨向于具有拋物線形狀。這些現象可以導致關于樣品分離效率、檢測以及分辨率的缺點，因為常規的柱出口使來自橫貫該柱的整個直徑的洗脫液聚集。然而，本發明能夠使進入柱的流動相的流分割以使得該流的一個部分與至少另一個部分分開，并且這些部分可以基本上以平行的方式沿著柱流動。例如，含有相對更高濃度的樣品的流動相的一個部分可以被選擇流動穿過柱的中心區域并且在一個檢測器處有利地被分開引導，以使得提供一種增強的檢測，其中峰也被更好地分辨。也就是說，被色譜分析的樣品中的組分帶在柱的中心核中變得軸向散開更少，以使得由于檢測樣品中的鄰近組分，色譜圖中的峰變得更好地分開、或分辨。在更優選的實施例中，檢測因此僅集中在從柱的中心核(即中心徑向區域)洗脫下來的流的部分上，因為該流的部分具有比更靠近柱壁的徑向外部區域濃度相對更高的樣品。因而，柱的出口優選地被配置成使離開柱的洗脫液的流分流成不同的部分，這些不同的部分從柱的不同區域流出，這些不同的部分被分開地處理。然而，由于樣品向壁的遷移減少，所以甚至是從整個柱的寬度上例如通過一個單個出口端口聚集洗脫液也依舊會在分離效率上產生與常規的注入安排相比的改進，因為在本發明的情況下，更多的樣品已經穿過柱的有效中心區域并且更少的穿過壁區域，該壁區域趨向于使樣品帶散開更多并且降低分離效率。因此，在一些實施例中，流動相當一個洗脫液流將要作為單一部分被處理時離開該柱，即，其中來自柱的所有徑向區域的流動相被作為單一部分進行處理。在此類情況下，該洗脫液流可以通過一個單個出口端口或通過多個出口端口離開該柱，這些出口端口聚集洗脫液并且將它合并以作為一個單一部分進行處理。
[0035]因此，本發明優選地提供了流動相(更優選地僅具有溶劑)的一個流，在此被稱為一個簾幕流，該簾幕流由優選地被引入在柱的一個徑向外部區域從而在柱的一個徑向外部區域中流動穿過柱的流動相的這些部分中的一個來提供。此簾幕流優選地在與例如含有相對更高濃度樣品(更優選地含有所有樣品)的流動相的中心部分(在此稱為樣品流)可比的、更優選地基本上相同的線性速度下移動，該樣品流優選地被引入在柱的一個徑向中心區域從而在柱的一個徑向中心區域流動穿過柱。這種速度匹配從而提供了對柱內樣品流的樣品橫向擴散的耐受性。以此方式，維持一個中心流動的流動相部分與一個外圍流動的流動相部分分開。
[0036]因此，該設備優選地被安排用于不同流動相部分(如一個中心流動部分和另外一個外圍流動部分)的分開的流，其中它們的流速可以被安排成基本上相同的，從而在橫截面上提供一種流速輪廓，該流速輪廓基本上是平坦的或比常規情況下平坦得多。平坦的流動輪廓還在更窄的時間譜帶(即色譜圖中的峰寬更窄)中使峰遞送到出口。在某些實施例中，相對于外圍區域，在中心區域中存在更低的流速。
[0037]隨著流動相流到達柱的出口，洗脫液優選地以避免流動相流的這些部分大量混合的這樣一種方式被分離。在柱的出口處，洗脫液優選地被分流，這樣使得簾幕流與樣品流保持分開。以此方式，例如，可以將含有相對更高樣品濃度的一個中心流引導至一個檢測器中，而將一個外圍流(簾幕流)引導至其他地方。這可以增強被色譜分析的組分的檢測下限并且改進色譜測定內的峰容量，其中實現了改進測定性能的益處。
[0038]流動流的不同部分的對應體積的比率可以變化，因而流分割可以是可調的。最佳流量比典型地取決于所進行的具體實驗。此外，可以考慮該方法的環境負擔而改變穿過含有很少或沒有樣品的一個外圍區域的流的量與穿過含有樣品的柱的一個中心區域的流的量。本發明有益地提供了一種可以權衡經濟益處以及環境益處的可調系統。
[0039]可以通過如下更詳細描述的各種手段來改變流的比率。優選地，流動相的一個部分是總流動相的70%或更少(按體積計)、或50%或更少、更優選地30%或更少。例如，該一個部分可以是總流動相的50%或更少、45%或更少、40%或更少、35%或更少、30%或更少、25%或更少、20%或更少、15%或更少、10%或更少、或5%或更少。此一個部分優選地是流動穿過柱的一個中心徑向區域的一個部分。
[0040]可以通過選擇不同篩板段的面積的比率和/或通過選擇如下在此更詳細描述的入口端口的數目和/或大小來改變流動相流的不同部分的對應體積的比率。
[0041]該入口優選地配備有一個入口篩板，其中設置該篩板這樣使得進入柱的流動相流動穿過該篩板。優選地，該入口篩板位于入口處的柱內徑之內。
[0042]該入口篩板優選地是處于一個入口篩板組件中，該入口篩板組件被配置成當流動相的流進入柱時分開成至少兩個分開的部分。以此方式配置該篩板能夠使流動相流的分離在柱上進行以便產生在該柱內的分開的流部分。為了使該流分流，優選地出口篩板組件是一個分流篩板組件(在此又稱為分割式篩板組件)，該分流篩板組件包括至少兩個分開的篩板段，這至少兩個分開的篩板段由一個或多個流動屏障而彼此分開，例如一種非多孔本體可以提供流動屏障，或一種非多孔涂層可以提供流動屏障，例如其中此種涂層被提供在至少一個分開的篩板段的一個或多個表面上，該一個或多個被涂覆的表面鄰接其他一個篩板段或多個段。因而，流動穿過一個或多個第一篩板段的流動相可以提供流動相流的第一部分，并且流動穿過一個或多個第二篩板段的流動相可以提供流動相流的第二部分，因為流動穿過這一個或多個第一篩板段的流動相借助處于非多孔本體形式的流體屏障而與流動穿過這一個或多個第二篩板段的流動相分開。當洗脫液穿過篩板組件時，流動屏障阻止了這些篩板段之間的洗脫液的橫向(即徑向)流動，從而能夠使流隔離成分開的部分。因為分流篩板的這些段占據了柱的不同區域(尤其是不同的徑向區域)，所以該分流篩板決定了流動相的至少兩個分開的部分被引入到柱的不同區域(優選地如所描述的不同徑向區域)中。另一方面，一種常規的單個篩板片是效率較低的，因為穿過該篩板的流動相的流不是那么有序的并且因此當流動相流動穿過該篩板時它可能在其中變得混合至不希望的程度。
[0043]入口分流篩板組件的一種優選的配置包括:至少一個中心篩板段，一個非多孔本體以及至少一個外部篩板段，該非多孔本體包圍這至少一個中心篩板段，該至少一個外部篩板段包圍這至少一個中心篩板段但由該非多孔本體與此分開。更優選地，該分流篩板包括:一個徑向中心的中心篩板段、一個非多孔本體以及一個外部篩板段，該非多孔本體環狀地包圍該中心篩板段，該外部篩板段環狀地包圍該非多孔本體。最優選地，該徑向中心的中心篩板段基本上位于從入口至出口縱向貫穿柱的中心軸線上。此類分流篩板配置容許這一個或多個中心篩板段產生柱的一個中心徑向區域的流的一個部分，并且這一個或多個外部篩板段產生位于該中心徑向區域徑向向外(外圍)處的一個徑向區域的流的一個部分。
[0044]該中心篩板段和外部篩板段可以具有不同的相對面積，從而使流動相流分流成來自具有不同相對面積的中心區域和外圍區域的多個部分。這些篩板段的面積的比率可以因而是用于改變流動相流的這些部分的對應體積的比率的一種手段。例如，外部篩板段的面積與中心篩板段的面積的比率可以從例如90%: 10%至50%:50%、更典型地從80%:20%至50%:50%變化，但也可以使用在這些范圍之外的比率。外部篩板段的面積與中心篩板段的面積的一個優選的比率是從約6:1至約1:1、更優選地從約3:1至約1:1、還更優選地從約
2.5:1至約1.5:1，并且最優選地是約2:1。
[0045]這些篩板段可以具有相同或不同的密度。例如，該中心篩板段可以具有與該外部篩板段不同的密度。在一種類型的實施例中，該中心篩板段可以具有比該外部篩板段更低的密度。因而，可以控制流動相以優選地流動穿過相對于具有更高密度的一個篩板段而言的具有更低密度的一個篩板段。
[0046]入口篩板組件典型地包括一個外部非多孔接頭(優選地由聚合物制成)，例如使該外部非多孔接頭安裝到柱的入口端上以使得該篩板組件形成一個篩板帽。這樣一種外部接頭是優選的，因為例如一種鋼篩板將不會抵靠鋼柱壁進行很好地密封。聚合物接頭可以由不同的聚合物(例如PTFE、ETFE、PEEK或Ke 1-F、更優選地PEEK)制成。通常，該篩板組件的任何非多孔零件可以由塑料或聚合物(例如PTFE、ETFE, PEEK或Kel_F、更優選地PEEK)制成。
[0047]在一些其他實施例中，篩板組件可以包括一個單件式多孔篩板，即不是篩板的多個段。如在其他所描述的實施例中，該單件式多孔篩板可以被容納在一個外部非多孔、優選地聚合物的接頭中，例如使該接頭安裝到柱的出口上以使得篩板組件形成一個篩板帽。
[0048]該外部非多孔接頭可以具有多個開口以允許分開引入流動相的流。例如，該外部非多孔接頭可以具有一個徑向中心的開口以允許穿過篩板的流動相的一個部分的流穿至柱的一個徑向中心區域中，并且可以具有在該中心開口徑向向外處的一個或多個外圍開口以允許穿過篩板的流動相的一個部分的流穿至柱的一個外圍徑向區域(包圍該徑向中心區域)中。可以例如通過在該外部非多孔接頭的側壁中具有一個或多個外圍開口而將流動相流的部分從篩板的外側引入到柱的外圍區域中。
[0049]入口篩板組件優選地具有圓形外部形狀以吻合圓形截面柱，雖然可以例如取決于柱形狀使用具有其他形狀的篩板組件。
[0050]入口篩板的材料可以是在LC中所使用的常規篩板材料，例如鋼。因而，該篩板可以只是以在此描述的分流方式被配置成使流動穿過它的洗脫液流分流。例如，篩板材料、厚度(深度)、以及孔隙率可以是常規在LC系統中所使用的。例如，可以使用具有0.25mm至2mm典型厚度的篩板。例如，可以使用具有標稱的2iim孔隙率的篩板。然而,可以使用具有其他孔隙率的篩板，例如在標稱地0.1 ii m至20 ii m的范圍內。分流篩板實施例的非多孔本體優選地由一種塑料或聚合物(例如PTFE、ETFE、PEEK或Kel_F、更優選地PEEK)制成，但可以由金屬(例如，不銹鋼)制成。此類非多孔材料還可以被提供為在一個或多個篩板段的一個或多個表面上的一個薄層或涂層，這一個或多個篩板段鄰接另一個篩板段以提供一個流動屏障。非多孔流動屏障替代地可以由一種金屬制成。這樣一種金屬屏障可以通過濺射作為鄰接另一個篩板段的一個或多個篩板段的一個或多個表面上的一個薄層或涂層而形成。
[0051]與篩板段的寬度相比，流動屏障或非多孔本體的寬度(即在徑向方向上測量的)優選地是小的，即優選地低于這些篩板段中的每一個的寬度。該寬度優選地是盡可能小的，理想上是微米大小的。
[0052]優選地，柱入口和出口各自位于柱的一端，即位于柱的相反端。使用的柱優選地在其入口端具有一個入口流量分配器，例如以便在一個中心流周圍產生簾幕流態。該流量分配器優選地被配置成在其中分開的通道中輸送流動相流的至少第一和第二部分，即第一部分在與第二部分等分開的一個或多個通道中輸送。因而，該入口流量分配器是有效用于流動相流的一個分配器。該流量分配器可以被提供為一個柱端接頭，即在使用中可釋放地安裝到柱出口端上的一個可拆卸的端接頭。可替代地，可以與柱的入口端整合而制造該入口流量分配器。一個優選的安排是使該入口流量分配器作為在使用中被安裝到柱的末端上的一個分開的端接頭零件。然而，將要了解的是，在其他實施例中，流量分配器可以與具有多個分開的通道的柱整合而制造以輸送流動相流的至少第一和第二部分是可能的。在此類整合的實施例中，該流量分配器不是一個分開的零件。在此，雖然一個分開的端接頭的優選實施例將主要用來說明入口流量分配器，但是這樣一種端接頭的特征還通常用于流量分配器與柱末端整合制造的情況。
[0053]該入口流量分配器被配置成在其中具有多個分開的通道以分開輸送流動相流的至少第一和第二部分。單獨地該入口流量分配器可以被配置成以分開的部分引入該流動相流，例如其中在入口處使用了一個標準的(非分流)篩板。因而，該入口流量分配器具有多個分開的通道用于使流動相的至少第一和第二部分流入。因此，流動相的這些分開的部分可以被分配到柱的不同區域中。如上所描述，該流量分配器優選地被提供為一個端接頭，其中該端接頭包括多個分開的通道。
[0054]入口流量分配器(例如端接頭)的分開的通道優選地被安排成輸送流動相流的多個部分，這些流動相流的多個部分被引入到柱的不同區域(更優選地如所描述的柱的不同徑向區域)中。流量分配器的分開的通道可以包括具有至少一個通道(優選地一個第一通道)的一個第一組，該第一組位于該分配器中以使得在使用中它處于柱的一個第一區域、優選地第一徑向區域。例如，在處于一種端接頭形式的一個入口流量分配器的情況下，該端接頭的具有至少一個通道的第一組位于該接頭中，這樣使得當它被安裝到柱的入口端上時，該第一組處于柱的一個第一區域、優選地第一徑向區域。該第一徑向區域優選地是柱的中心徑向區域，更優選地基本上位于縱向貫穿柱的一條中心軸線上，并且在這種情況下具有至少一個通道的一個第一組在此稱為一個中心入口通道組。第一或中心通道組輸送流動相流的一個第一部分。具有至少一個通道的第一組(例如，中心通道組)優選地與一個分流入口篩板組件的一個中心篩板段徑向對齊，其中采用了一個分流篩板組件。入口流量分配器的分開的通道可以包括具有至少一個通道(優選地多個通道)的一個第二組，該第二組位于該分配器中以使得在使用中它處于柱的一個第二區域、優選地第二徑向區域。例如，在處于一種端接頭形式的一個流量分配器的情況下，該端接頭的具有至少一個通道(優選地多個通道)的第二組位于該接頭中，這樣使得當它被安裝到柱的入口端上時，具有至少一個通道的第二組處于柱的一個第二區域、優選地第二徑向區域。該第二徑向區域優選地是位于中心徑向區域徑向向外或外圍處的一個徑向區域，并且在這種情況下具有至少一個通道的一個第二組在此稱為一個外部或外圍的入口通道組。第二或外部或外圍的通道組輸送流動相流的一個第二部分。具有至少一個通道的第二組(例如，外部或外圍的入口通道組)優選地與一個分流入口篩板組件的一個外部或外圍的篩板段徑向對齊，其中采用了一個分流篩板組件。在其他實施例中，在流量分配器中可以包括具有一個或多個通道的一個第三組和任選地另外的組，例如其中流動相的第三部分和任選地其他的分開的部分被引入到柱中。在多個優選的實施例中，用于引入流動相的一個第一部分的第一通道組包括一個徑向中心通道，并且第二組包括在該中心通道徑向向外處的多個外部通道。然而，將要了解的是，在多個實施例中，該第一組可以包括多個中心通道(即在一個中心徑向區域)和在具有多個通道的第一組徑向向外處的多個外部通道。在其他實施例中，可以不存在中心通道。在此類情況下，可以與來自多個外部通道的流分開地將穿過多個中心通道的流動相流聚集在一起并且最后作為一個第一部分來處理，來自多個外部通道的流可以被聚集在一起并且作為一個分開的第二部分來處理。
[0055]優選地，該入口流量分配器被安排成非常靠近入口篩板組件或最優選地與入口篩板組件相接觸，這樣使得穿過該入口流量分配器中的對應的通道的組的流動相的這些部分作為柱的不同徑向區域中的流動相的第一和第二部分對應地穿過篩板組件。通過在與該篩板組件相接觸的方向上安排該流量分配器，使得引入空隙的可能性很小。使用的入口流量分配器可以抵靠篩板表面而放平。使用的流量分配器可以與篩板組件的一個或多個非多孔零件相接觸而放置，以使得該一個或多個非多孔零件在篩板(例如篩板段)與流量分配器之間提供密封從而對入口處來自彼此的流動相流的鄰近部分進行密封。例如，非多孔外部篩板接頭和/或非多孔流動屏障(該非多孔流動屏障使多孔篩板段分開)可以抵靠流量分配器進行密封從而當流動相的這些部分穿過入口篩板時使其保持分開。
[0056]穿過入口流量分配器(優選地端接頭)的通道優選地各自在其上游端處具有一個進入口或入口端口，可以將進入管道連接至該進入或入口端口上以使流動相載到柱中。通道的數目可以或可以不等于進入口端口的數目，例如在一些實施例中，入口流量分配器中的任何兩個或更多個通道可以共享一個進入口端口。然而，優選地通道的數目等于進入口端口的數目。
[0057]優選地，A 口流量分配器中的外部或外圍通道和它們的端口被對稱地安排在柱的中心軸線周圍。例如，這些外部或外圍通道和它們的端口可以與中心軸線/中心通道和端口平分地間隔開和/或等距離的間隔開。然而，這些外部或外圍通道和它們的端口可以被不對稱地安排。
[0058]優選地，入口流量分配器包括一個中心通道和從2至12個外部通道(即2、3、4、5、
6、7、8、9、10、11、或12個外部通道)，更優選地一個中心通道和從3至6個外部通道。具有
3、4、5或6個外部通道的入口流量分配器是一個很好的實例。然而，這些數目并不限制本發明。
[0059]作為多個優選的實例，在一個第一優選的實施例中，入口流量分配器(優選地端接頭)包括一個中心通道和三個外部通道(即一個第四通道或端口配置)。在一個第二優選的實施例中，入口流量分配器包括一個中心通道和六個外部通道(即一個第七通道或端口配置)。可以改變通道的數目和端口的數目，例如可以使用四個端口、五個端口、六個端口、七個端口、八個端口、九個端口、十個端口、i 個端口、或十二個端口配置，或實際上可以使用具有甚至更高端口數目的配置。
[0060]關于中心進入口端口的數目與外圍進入口端口的數目，在以上所提到的第一優選的實施例中入口流量分配器(優選地端接頭)可以在中心處具有一個中心進入口端口和包圍它的三個外圍進入口端口，但應當理解的是，本發明想到任何數目的外圍進入口端口，例如一個或多個外圍進入口端口。多個優選的實例可以具有從3至12個、更優選地3至10個外圍進入口端口，具體地3、4、5、6、7或8個外圍進入口端口。具有3、4、5或6個外圍引出口端口的入口流量分配器(優選地端接頭)是一個很好的實例。此外，本發明想到任何數目的中心進入口端口(即將一個流傳輸至一個中心徑向區域的那些端口)，例如一個或多個中心進入口端口。優選地，存在一個中心進入口端口。這些進入口端口通常可以位于流量分配器的本體的末端或側面，優選地末端。外部進入口端口或多個端口可以位于流量分配器的末端或側面。中心進入口端口或多個端口可以位于流量分配器的末端或側面，但優選地末端。
[0061]選擇引導流動相的每一個部分的這一個或多個進入口端口的數目和大小可以是用于改變流動相流的這些部分的對應體積的比率(即入口分割程度)的一種手段。可替代地或還可以通過調整入口通道中的壓力(即差別的入口壓力)來改變入口處的流動相流的這些部分的對應體積的比率(分割程度)。
[0062]在使用中，可以封閉(即封堵)這些進入口端口中的一個或多個，以使得流動相不會從其中流過，但反而使其流動穿過剩余的打開的端口。
[0063]入口端接頭可以具有與常規端接頭類似的外部尺寸。在柱入口處，該入口端接頭可以或者被手動緊固或者必要時借助于一個工具緊固至柱的末端上。端接頭優選地通過螺旋連接被安裝到柱的入口端上，或可以被推進安裝、或可以使用另一種類型的連接來進行連接。針對用于分析柱(例如用于HPLC)的許多常規類型的端接頭而言，用于該柱上的端接頭的一種典型的連接包括在該柱的入口端上的一個外螺紋和在該端接頭內部的一個內螺紋。在此類安排中，該端接頭因而擰到柱的末端上并且覆蓋入口。在其他實施例中，端接頭可以被內部地安裝在柱末端中，例如針對某些類型的自填充柱和軸向壓縮柱。在此類實施例中，該端接頭可以被推進(摩擦)安裝到柱末端中，并且任選地可以在它的外部表面上帶有一個密封裝置(如一個或多個密封環或0型環)以抵靠柱壁的內表面進行密封。該端接頭可以由任何適合的材料制成。該端接頭可以由金屬(優選地不銹鋼)制成，尤其在優選地通過螺紋或通過使用一個世偉洛克? (Swagelok?)類型接頭將它安裝到一個金屬柱(例如不銹鋼柱)的情況下。在其他情況下，例如在柱是玻璃的情況下，該端接頭可以由其他適合的材料(例如塑料，比如PEEK)制成。將要了解的是，本發明的一個關鍵特點是使流動相流的分離被維持在柱上，而且不僅僅是進一步的上游。這通過在此描述的本發明的特點(如分流篩板組件和流量分配器)來實現。
[0064]該出口優選地被配置成當一個洗脫液流離開該柱時使該流(即離開該柱的流動相)分流。優選地配置該出口以使得已經在不同區域中流動穿過柱的這些流動相部分在出口處彼此分流以提供洗脫液的分開的部分。優選地配置該出口以使得該洗脫液流被分流成至少兩個分開的部分，并且每個部分被分開地處理，例如引導至與其他一個部分(或多個部分)被引導至其中的處理裝置分開的其自身的處理裝置中。因而，離開該柱的洗脫液流的一個部分與另一個部分分開，并且與其他一個部分分開地處理。在某些優選的實施例中，離開該柱的洗脫液流的一個部分與另一個部分分開，并且與其他一個部分分開地檢測。在某些優選的實施例中，離開該柱的洗脫液流的一個部分與另一個部分分開，并且與其他一個部分分開地收集該部分的級分。將要了解的是，本發明的另一個有利特點是洗脫液流的分離可以在柱上進行，并不是像常規方法一樣在柱后進行。這是通過在此描述的本發明的特點(如在出口處的分流篩板組件和流量分配器)來實現。
[0065]優選地，該出口被配置成當一個洗脫液流通過該出口離開柱時將該洗脫液流分流成至少兩個分開的部分:該流的至少一個第一部分和該流的至少一個第二部分。洗脫液流的這些第一和第二部分優選地是流動穿過柱的流動相的對應第一和第二部分的流出物。優選地，將洗脫液的該流的一個第一部分引導至一個第一處理裝置中，并且將洗脫液的該流的一個第二部分引導至與該第一處理裝置分開并且優選地不同于該第一處理裝置的一個第二處理裝置中。例如，優選地該第一處理裝置包括一個用于檢測存在于該洗脫液中的樣品的檢測器，并且該第二處理裝置可以包括一個廢物接收器，或是作為同一個或另一個色譜柱的入口，以使得該第二部分經受至少另外一輪的色譜法。然而，該第二處理裝置還可以包括一個用于檢測存在于該洗脫液中的樣品的檢測器。可以采用許多其他的處理裝置及其組合，并且下面在此更詳細地討論這些裝置。以此方式，例如，本發明提供了一種具有一個出口的柱，該出口被配置成選擇性地引導洗脫液流的一個部分至一個第一處理裝置(例如一個檢測器)中，同時該出口引導另一個部分至與該第一處理裝置分開的另一個處理裝置中。
[0066]優選地，洗脫液的至少兩個分開的部分從柱的不同區域流出，例如該第一部分可以從一個第一區域流出并且該第二部分可以從柱(更具體地填充柱床層)的一個第二區域流出。從其中流出洗脫液流的第一和第二部分的這些第一和第二區域優選對應地是流動相的第一和第二部分已經流動穿過的柱的第一和第二區域。更優選地，這至少兩個分開的部分從柱的不同徑向區域流出，例如該第一部分可以從一個第一徑向區域流出并且該第二部分可以從不同于該第一徑向區域的柱的一個第二徑向區域流出。在此術語徑向區域意指處于柱的橫截面或平面的一個區域，即垂直于柱的中心軸線或縱向軸線的截面或平面。因而，在此術語徑向的或徑向地是指垂直于柱的中心軸線或縱向軸線的方向。優選地，柱的第一區域是基本上位于遠離該柱的壁的一個徑向區域。優選地，該柱是在其中具有一個柱床層的填充柱，并且該填充柱的一個第一區域是一個徑向區域，洗脫液從該徑向區域穿過該柱床層的最均勻填充的部分離開該柱。還更優選地，該第一部分從該柱的一個中心徑向區域流出，并且該第二部分從位于該中心徑向區域徑向向外處的一個徑向區域流出。最優選地，柱的中心徑向區域是基本上位于一條中心軸線上的一個區域，該中心軸線從入口至出口縱向貫穿該柱。以此方式，可以將含有相對更高的樣品濃度和更好分辨的組分的洗脫液流的一個中心核作為一個部分引導至一個檢測器、或其他處理裝置中，而將例如作為一個或多個其他部分的該洗脫液流的剩余部分引導至其他地方，例如引導至一個或多個不同的處理裝置中。因而，優選地不同于洗脫液流的剩余部分并且與洗脫液流的剩余部分分開地處理洗脫液流的第一部分。不以任何方式對本發明的范圍進行限制，據信是由于以下事實:從一個受限制的徑向區域取得的洗脫液的一個部分具有比從橫貫該柱的全寬度取得的洗脫液更小的軸向散開的樣品，這是由于移動的樣品帶的拋物線形狀所致。
[0067]在一些實施例中，該出口被安排成當洗脫液的流離開柱時使該流分流成多于兩個部分，例如，在此類實施例中，該出口可以被安排成當洗脫液的流離開柱時使該流分流成三個或更多個分開的部分，每個部分被引導至與其他部分分開的一個處理裝置中，即因此在這種情況下，存在三個或更多個分開的處理裝置。
[0068]如上所述，填充LC柱內的移動樣品帶的濃度隨著離柱中心軸線的距離增加而降低，部分由于柱直徑內和橫貫柱直徑的不均勻流動并且部分由于與填充床層內和填充床層周圍的運送相關聯的擴散和相關的傳質效應，該填充床層自身的密度和均勻性可以隨對柱進行填充的有效性而變化。該移動的樣品帶還趨向于具有拋物線形狀。這些現象可以導致關于樣品分離效率、檢測以及分辨率的缺點，因為常規的柱出口使來自橫貫該柱的整個直徑的洗脫液聚集。然而，本發明能夠使引出該柱的洗脫液的流分流或分割，以使得該洗脫液流的一個部分與至少另一個部分分開并且可以分開地處理這些部分。例如，可以將含有相對更高濃度樣品的此外更好分開的洗脫液的一個部分選擇性地引導至一個檢測器中，以使得提供增強的檢測，其中峰也被更好地分辨。也就是說，被色譜分析的樣品中的組分帶在柱的中心核中變得軸向散開更少，以使得由于檢測樣品中的鄰近組分，色譜圖中的峰變得更好地分開、或分辨。在更優選的實施例中，檢測因此僅集中在從柱的中心核(即中心徑向區域)洗脫下來的流的部分上，因為該流的部分具有比更靠近柱壁的徑向外部區域濃度相對更高的樣品。換言之，可以通過使用本發明減少或消除存在于洗脫液流中的有害的邊緣效應。在制備型色譜法的情況下，含有相對更高濃度樣品的更好分開的洗脫液的部分可以被選擇用于分級分離以得到該樣品的更純的級分。在柱的壁或外圍徑向區域中的流動相的一個流有利地用作防止柱的一個中心徑向區域中的流動相的一個流中的樣品遷移到該柱壁上。以此方式，單獨地流動相洗脫液的中心部分的收集和/或檢測可以導致高達100%的樣品有效使用(即僅0%的樣品被浪費在外圍部分中)，其中基本上可以通過本發明的功能來限制該樣品。在此類實施例中，一個更窄直徑的柱有效地被采用用于分離和分析，但更寬鉆孔柱的壓力下降、該更寬鉆孔床層的流速更高以及具有更大體積床層的額外死體積優點。
[0069]由上可以看出，在多個具體實施例中該設備優選地包括一個檢測器，該檢測器被安排成與其他一個部分或多個部分分開地檢測洗脫液的至少一部分。更優選地，該檢測器被安排成分開檢測從柱的一個中心徑向區域流出的洗脫液的一個部分。在另外的多個具體實施例中，該設備包括一個級分收集器，該級分收集器被安排成與其他一個或多個部分分開地收集該洗脫液的至少一部分的級分。在此類實施例中，該設備可以被配置成將其他一個或多個部分送到一個廢物接收器中。在一些實施例中，該設備可以被配置成將其他一個或多個部分送到一個柱的入口中，以用于該其他一個或多個部分的進一步色譜法。其他一個或多個部分優選地從相對于中心徑向區域的柱的一個外部徑向區域流出。
[0070]雖然可以將可供進入例如一個檢測器的流體的量減少為僅選擇洗脫液流的一個部分用于檢測，但檢測器流動路徑中的樣品的濃度與常規情況相比有所增加。針對某些檢測器類型(例如像一個質譜儀)，其中容許進入光譜儀的洗脫劑的量理想上應當是低的，并且在某些檢測器(例如像UV檢測器)的情況下，其中流動效應是相關的，這是一個正面益處。在質譜儀(MS)檢測系統的情況下，因為根據本發明僅取洗脫液的一個部分用于檢測，所以這可以意味著本發明能夠更好地使用具有MS檢測的常規大小的柱。例如，一個常規的
4.6mm HPLC柱可以典型地具有大約1.5ml/min的流速,然而在一些實施例中本發明的分流安排可以提供洗脫液的一個部分用于檢測，該部分具有僅大約0.2ml/min的流速，MS系統可以更簡單地處理該部分，因為蒸發更大負載的溶劑要求更大的真空功率。一些生物檢測器(如DPPH抗氧化劑檢測器)要求柱后試劑以進入流動流(stream)。通過流動相與DPPH試劑的比率來規定最大靈敏度。能夠使引出柱的流分流有益地減少了 DPPH試劑的消耗，而沒有靈敏度損失。還可以具有最小的死體積而同時采用多個檢測裝置。這些檢測器可以是樣品破壞的，因為還會將樣品的一個部分收集在級分中以用于進一步分析。
[0071]洗脫液流的不同部分的對應體積的比率可以變化，因而流分割可以是可調的。最佳流量比典型地取決于所進行的具體實驗。隨著從中心段收集的比例的降低，分離的效率系統地增加。這是一個正面益處，因為可以取決于獲得分離所關聯的難度、或甚至是多少樣品必須流進樣品負載依賴型的檢測器(如質譜儀)來調整該分離。此外，可以考慮該方法的環境負擔而改變從一個外圍區域例如到廢物中的流的量與從柱的一個中心區域收集的流的量。本發明有益地提供了一種可以權衡經濟益處以及環境益處的可調系統。
[0072]可以通過如下更詳細描述的各種手段來改變洗脫液的流的比率。優選地，分開處理的洗脫液的一個部分是總洗脫液的70%或更少、或50%或更少(按體積計)，更優選30%或更少。例如，該一個部分可以是總洗脫液的50%或更少、45%或更少、40%或更少、35%或更少、30%或更少、25%或更少、20%或更少、15%或更少、10%或更少、或5%或更少。此一個部分優選地是從柱的一個中心徑向區域流出的一個部分。此一個部分優選地是與一個或多個其他部分分開地檢測或分開地收集的一個部分。
[0073]可以通過選擇不同篩板段的面積的比率和/或通過選擇出口端口的數目和/或大小來改變洗脫液流的不同部分的對應體積的比率。
[0074]可以通過調整一個或多個通道中的壓力和/或流率(例如差別的出口壓力)來改變來自出口的洗脫液流的部分的對應體積的比率(分割程度)，這一個或多個通道被連接到引出口端口上并且在該引出口端口的下游。可以例如借助于載有這些部分中的一個部分的至少一個下游通道中的壓力或流量調節器來改變差別的出口壓力，和/或可以例如通過改變沿引出口端口的管線的長度或通過改變沿引出口端口的管線的直徑來改變差別的出口壓力。
[0075]該出口優選地配備有一個篩板，其中設置該篩板這樣使得離開柱的洗脫液流動穿過該篩板。優選地,該篩板位于出口處的柱內徑之內。
[0076]出口篩板優選地是處于一個篩板組件中，該篩板組件被配置成當洗脫液的流離開柱時使該流分流成至少兩個分開的部分。為了使該流分流，優選地該入口篩板組件是一個分流篩板組件(在此又稱為分割式篩板組件)，該分流篩板組件包括至少兩個分開的篩板段，這至少兩個分開的篩板段由一個或多個流動屏障而彼此分開，例如一種非多孔本體可以提供流動屏障，或一種非多孔涂層可以提供流動屏障，例如其中此種涂層被提供在至少一個分開的篩板段的一個或多個表面上，該一個或多個被涂覆的表面鄰接其他篩板段或多個段。因而，流動穿過一個或多個第一篩板段的洗脫液可以提供流的第一部分，并且流動穿過一個或多個第二篩板段的洗脫液可以提供流的第二部分，因為流動穿過這一個或多個第一篩板段的洗脫液借助處于非多孔本體形式的流體屏障而與流動穿過這一個或多個第二篩板段的洗脫液分開。當洗脫液穿過篩板組件時，流動屏障阻止了這些篩板段之間的洗脫液的橫向(即徑向)流動，從而能夠使流隔離成分開的部分。因為分流篩板的這些段占據了柱的不同區域(尤其是不同的徑向區域)，所以該分流篩板決定了洗脫液的至少兩個分開的部分從柱的不同區域(優選地如所描述的不同徑向區域)流出。另一方面，一種常規的單個篩板片是效率較低的，因為穿過該篩板的洗脫液的流不是那么有序的并且因此流動穿過柱床層的不同區域的洗脫液可能當它流動穿過該篩板時變得混合至不希望的程度。使用一個分流篩板能夠使流動穿過柱床層的不同區域的洗脫液以不同的部分引出該篩板，這些不同的部分相對應于柱的不同區域。
[0077]分流篩板組件的一種優選的配置包括:至少一個中心篩板段，一個非多孔本體以及至少一個外部篩板段，該非多孔本體包圍這至少一個中心篩板段，該至少一個外部篩板段包圍這至少一個中心篩板段但由該非多孔本體與此分開。更優選地，該分流篩板包括:一個徑向中心的中心篩板段、一個非多孔本體以及一個外部篩板段，該非多孔本體環狀地包圍該中心篩板段，該外部篩板段環狀地包圍該非多孔本體。最優選地，該徑向中心的中心篩板段基本上位于從入口至出口縱向貫穿柱的中心軸線上。出口處的此類分流篩板配置容許這一個或多個中心篩板段產生從柱的一個中心徑向區域流出的流的一個部分，并且這一個或多個外部篩板段產生從位于該中心徑向區域徑向向外(外圍)處的一個徑向區域流出的流的一個部分。
[0078]該中心篩板段和外部篩板段可以具有不同的相對面積，從而使洗脫液流分流成來自具有不同相對面積的中心區域和外圍區域的多個部分。因而，這些篩板段的面積的比率可以是用于改變洗脫液流的分流部分的對應體積的比率的一種手段。例如，外部篩板段的面積與中心篩板段的面積的比率可以從例如90%: 10%至50%:50%、更典型地從80%:20%至50%:50%變化，但也可以使用在這些范圍之外的比率。外部篩板段的面積與中心篩板段的面積的一個優選的比率是從約6:1至約1:1、更優選地從約3:1至約1:1、還更優選地從約
2.5:1至約1.5:1，并且最優選地是約2:1。
[0079]這些篩板段可以具有相同或不同的密度。例如，該中心篩板段可以具有與該外部篩板段不同的密度。在一種類型的實施例中，該中心篩板段可以具有比該外部篩板段更低的密度。因而，可以控制洗脫液以優選地流動穿過相對于具有更高密度的一個篩板段而言的具有更低密度的一個篩板段。
[0080]出口篩板組件典型地包括一個外部非多孔接頭(優選地由聚合物制成)，例如使該外部非多孔接頭安裝到柱的出口端上以使得該篩板組件形成一個篩板帽。這樣一種外部接頭是優選的，因為例如一種鋼篩板將不會抵靠鋼柱壁進行很好地密封。聚合物接頭可以由不同的聚合物(例如PTFE、ETFE、PEEK或Ke 1-F、更優選地PEEK)制成。通常，該篩板組件的任何非多孔零件可以由塑料或聚合物(例如PTFE、ETFE, PEEK或Kel_F、更優選地PEEK)制成，或可以由金屬(例如不銹鋼)制成。
[0081]在一些其他實施例中，出口篩板組件可以包括一個單件式多孔篩板，即不是篩板的多個段。如在其他所描述的實施例中，該單件式多孔篩板可以被容納在一個外部非多孔、優選地聚合物的接頭中，例如使該接頭安裝到柱的出口上以使得篩板組件形成一個篩板帽。
[0082]出口篩板組件的外部非多孔接頭可以具有多個開口以使洗脫液的流分開。例如，該外部非多孔接頭可以具有一個徑向中心的開口以允許從篩板穿過洗脫液的一個部分的流，該洗脫液的一個部分的流從柱的一個徑向中心區域流出，并且可以具有在該中心開口徑向向外處的一個或多個外圍開口以允許從篩板穿過洗脫液的一個部分的流，該洗脫液的一個部分的流從柱的一個外圍徑向區域(包圍該徑向中心區域)流出。可以例如通過在外部非多孔接頭的側壁中具有一個或多個外圍開口而從篩板的外側聚集從柱的外圍區域流出的流的部分。
[0083]出口篩板組件優選地具有圓形的外部形狀以符合圓形截面柱，雖然可以例如取決于柱形狀使用具有其他形狀的篩板組件。
[0084]出口篩板的材料可以是在LC中所使用的常規篩板材料，例如鋼。因而，該篩板可以只是以在此描述的分流方式被配置成使流動穿過它的洗脫液流分流。例如，篩板材料、厚度(深度)、以及孔隙率可以是常規在LC系統中所使用的。例如，可以使用具有0.25mm至2mm典型厚度的篩板。例如，可以使用具有2pm孔隙率的篩板。分流篩板實施例的非多孔本體優選地由一種塑料或聚合物(例如PTFE、ETFE、PEEK或Kel_F、更優選地PEEK)制成，或可以由金屬(例如，不銹鋼)制成。此類非多孔材料還可以被提供為在一個或多個篩板段的一個或多個表面上的一個薄層或涂層，這一個或多個篩板段鄰接另一個篩板段以提供一個流動屏障。非多孔流動屏障替代地可以由一種金屬制成。這樣一種金屬屏障可以通過濺射作為鄰接另一個篩板段的一個或多個篩板段的一個或多個表面上的一個薄層或涂層而形成。此類薄層或涂層流動屏障可以對流具有低阻力的優點。
[0085]與篩板段的寬度相比，流動屏障或非多孔本體的寬度(即在徑向方向上測量的)優選地是小的，即優選地低于這些篩板段的寬度。因而，可以由流中存在流動屏障而引起的對具有分離的組分的流的任何可能的阻力、或流動屏障后面的任何死區效應從而可以減小至最低。然而，將要了解的是，該屏障不應當是如此之薄以致于不能使流隔離成分開的部分有效實現。
[0086]在某些實施例中，出口可以配備有多個毛細管(引出口毛細管)以引導洗脫液流，其中一個或多個毛細管被安排成引導該流的第一部分并且一個或多個其他毛細管被安排成引導該流的第二部分。因此，該第一和第二部分是在分開的毛細管中進行輸送并且因此彼此分流。引出口毛細管優選地由一種非多孔材料(例如塑料)而彼此分開。以此方式，僅沿著這些分開的毛細管對該流進行引導。優選地，篩板被提供在這些引出口毛細管中。在此類引出口毛細管的一個優選的安排中，一個徑向中心的第一毛細管可以被多個第二毛細管(例如捆綁的毛細管，這些捆綁的毛細管可以是以一種環形安排的捆綁的毛細管)包圍、優選地環形包圍，其中該徑向中心的第一毛細管引導洗脫液流的第一部分并且這些多個第二毛細管與該第一部分分開地引導洗脫液流的第二部分。
[0087]優選地，柱入口和出口各自位于柱的一端，即位于柱的對立端。使用的柱優選地在其出口端處具有一個流量分配器(出口流量分配器)。該出口流量分配器優選地被配置成在其中分開的通道中輸送洗脫液流的至少第一和第二部分，即第一部分在與第二部分等分開的一個或多個通道中輸送。因而，流量分配器是有效用于洗脫液流的一個分配器。該出口流量分配器可以被提供為一個柱末端接頭，即在使用中可釋放地安裝到柱出口端上的一個可拆卸的端接頭。可替代地，可以與柱的末端整合而制造該出口流量分配器。一個優選的安排是使該出口流量分配器作為在使用中被安裝到柱的末端上的一個分開的端接頭零件。然而，將要了解的是，在其他實施例中，流量分配器可以與具有多個分開的通道的柱整合而制造以輸送洗脫液流的至少第一和第二部分是可能的。在此類整合的實施例中，該流量分配器不是一個分開的零件。在此，雖然一個分開的端接頭的優選實施例將主要用來說明該流量分配器，但是這樣一種端接頭的特點還通常用于該流量分配器與柱末端整合制造的情況。
[0088]出口處的流量分配器被配置成其中具有多個分開的通道以分開輸送洗脫液流的至少第一和第二部分，例如像通過所描述的分流篩板組件使該洗脫液流的至少第一和第二在出口處的下游分流，或單獨地該流量分配器可以被配置成使洗脫液流分流成分開的部分，例如其中在出口處使用了一個標準的(非分流)篩板。因而，該流量分配器具有多個分開的通道用于使洗脫液的至少第一和第二部分流入。因此，洗脫液可以被分流成多個分開的部分，這些分開的部分被分配到不同的處理裝置中。如上所描述，該流量分配器優選地被提供為一個端接頭，其中該端接頭包括多個分開的通道。
[0089]出口流量分配器(例如端接頭)的分開的通道優選地被安排成輸送洗脫液流的多個部分，這些洗脫液流的多個部分從柱的不同區域(更優選地如所描述的柱的不同徑向區域)流出。流量分配器的分開的通道可以包括具有至少一個通道(優選地一個第一通道)的一個第一組，該第一組位于該分配器中以使得在使用中它處于柱的一個第一區域、優選地第一徑向區域。例如，在處于一種端接頭形式的流量分配器的情況下，該端接頭的具有至少一個通道的第一組位于該接頭中，這樣使得當它被安裝到柱的出口端上時，該第一組處于柱的一個第一區域、優選地第一徑向區域。該第一徑向區域優選地是柱的中心徑向區域，更優選地基本上位于縱向貫穿柱的一條中心軸線上，并且在這種情況下具有至少一個通道的一個第一組在此稱為一個中心通道組。第一或中心通道組輸送洗脫液流的一個第一部分。具有至少一個通道的第一組(例如，中心通道組)優選地與一個分流篩板組件的一個中心篩板段徑向對齊，其中采用了一個分流篩板組件。出口流量分配器的分開的通道可以包括具有至少一個通道(優選地多個通道)的一個第二組，該第二組位于該分配器中以使得在使用中它處于柱的一個第二區域、優選地第二徑向區域。例如，在處于一種端接頭形式的一個末端的情況下，該端接頭的具有至少一個通道(優選地多個通道)的第二組位于該接頭中，這樣使得當它被安裝到柱的出口端上時，具有至少一個通道的第二組處于柱的一個第二區域、優選地第二徑向區域。該第二徑向區域優選地是位于中心徑向區域徑向向外或外圍處的一個徑向區域，并且在這種情況下具有至少一個通道的一個第二組在此被稱為一個外部或外圍的通道組。第二或外部或外圍的通道組輸送洗脫液流的一個第二部分。具有至少一個通道的第二組(例如，外部或外圍的通道組)優選地與一個分流篩板組件的一個外部或外圍的篩板段徑向對齊，其中采用了一個分流篩板組件。在其他實施例中，在流量分配器中可以包括具有一個或多個通道的一個第三組和任選地另外的組，例如其中洗脫液的第三部分和任選地另外的部分被分開用于處理。在多個優選的實施例中，用于引導洗脫液的一個第一部分的第一通道組包括一個徑向中心通道，并且第二組包括在該中心通道徑向向外處的多個外部通道。然而，將要了解的是，在多個實施例中，該第一組可以包括多個中心通道(即在一個中心徑向區域)和在具有多個通道的第一組徑向向外處的多個外部通道。在此類情況下，可以與來自多個外部通道的流分開地將來自多個中心通道的流聚集在一起并且作為一個第一部分來處理，來自多個外部通道的流可以被聚集在一起并且作為一個第二部分來處理。
[0090]優選地，出口流量分配器的通道基本上是在與入口流量分配器的通道相同的徑向位置上，入口流量分配器的通道是存在于柱的入口處。
[0091]優選地，流量分配器被安排成非常靠近篩板組件或最優選地與篩板組件相接觸，這樣使得從柱床層的不同徑向區域流出的、穿過該篩板組件(優選地分流篩板)的洗脫液的這些部分穿過該分配器中的對應的通道的組，例如穿過該篩板組件的洗脫液的第一和第二部分對應地進入該流量分配器中的通道的第一組和第二組。通過在與該篩板組件相接觸的方向上安排該流量分配器，使得引入空隙的可能性很小。使用的流量分配器可以抵靠篩板表面而放平。使用的流量分配器可以與篩板組件的一個或多個非多孔零件相接觸而放置，以使得該一個或多個非多孔零件在篩板(例如篩板段)與流量分配器之間提供密封從而對來自彼此的洗脫液流的鄰近部分進行密封。例如，非多孔外部篩板接頭和/或非多孔流動屏障(該非多孔流動屏障使多孔篩板段分開)可以抵靠該流量分配器而密封從而保持洗脫液的這些部分分開。[0092]穿過出口流量分配器(優選地端接頭)的通道優選地各自在其下游端處具有一個引出口或出口端口，可以將引出口管道連接至該引出口或出口端口上以使洗脫液載到例如處理裝置中。通道的數目可以或可以不等于引出口端口的數目，例如在一些實施例中，任何兩個或更多個通道可以合并在流量分配器內以共享一個引出口端口。然而，優選地通道的數目等于引出口端口的數目。
[0093]優選地，外部或外圍通道和它們的端口被對稱地安排在柱的中心軸線周圍。例如，這些外部或外圍通道和它們的端口可以與中心軸線/中心通道和端口平分地間隔開和/或等距離的間隔開。然而，這些外部或外圍通道和它們的端口可以被不對稱地安排。
[0094]優選地，出口流量分配器包括一個中心通道和從2至12個外部通道(即2、3、4、5、
6、7、8、9、10、11、或12個外部通道)，更優選地一個中心通道和從3至6個外部通道。具有
3、4、5或6個外部通道的出口流量分配器是一個很好的實例。然而，這些數目并不限制本發明。
[0095]出口流量分配器優選地具有與在此描述的入口流量分配器相同數目的中心通道(尤其是一個中心通道)和相同數目的外部通道。
[0096]作為多個優選的實例，在一個第一優選的實施例中，出口流量分配器(優選地端接頭)包括一個中心通道和三個外部通道(即一個第四通道或端口配置)。在一個第二優選的實施例中，出口流量分配器包括一個中心通道和六個外部通道(即一個第七通道或端口配置)。可以改變通道的數目和端口的數目，例如可以使用四個端口、五個端口、六個端口、七個端口、八個端口、九個端口、十個端口、i 個端口、或十二個端口配置，或實際上可以使用具有甚至更高端口數目的配置。
[0097]關于中心引出口端口的數目與外圍引出口端口的數目，在以上所提到的第一優選的實施例中出口流量分配器(優選地端接頭)可以在中心處具有一個中心引出口端口和包圍它的三個外圍引出口端口，但應當理解的是，本發明想到任何數目的外圍引出口端口，例如一個或多個外圍引出口端口。多個優選的實例可以具有從3至12個、更優選地3至10個外圍引出口端口，具體地3、4、5、6、7或8個外圍引出口端口。具有3、4、5或6個外圍引出口端口的流量分配器(優選地端接頭)是一個很好的實例。此外，本發明想到任何數目的中心引出口端口(即傳輸來自一個中心徑向區域的一個洗脫液流的那些端口)，例如一個或多個中心引出口端口。優選地，存在一個中心引出口端口。這些引出口端口通常可以位于流量分配器的本體的末端或側面，優選地末端。外部引出口端口或多個端口可以位于流量分配器的末端或側面。中心引出口端口或多個端口可以位于流量分配器的末端或側面，但優選地末端。在一些實施例中，可以從篩板的外部側面聚集從柱的外圍區域流出的流的部分并且例如引導穿過位于流量分配器的這些側面的外部引出口端口或多個端口。可以從篩板的中心聚集從柱的中心區域流出的流的部分并且例如引導穿過位于流量分配器的末端的一個中心引出口端口或多個端口。
[0098]選擇引導洗脫液的每個部分的這一個或多個引出口端口的數目和大小可以是用于改變洗脫液流的這些部分的對應體積的比率(即分割程度)的一種手段。可替代地或還可以通過調整沿這些引出口端口的下游通道中的壓力(即差別的出口壓力)來改變來自出口的洗脫液流的這些部分的對應體積的比率(分割程度)。例如可以通過改變沿這些引出口端口的管線的長度或管線的直徑來改變該差別的出口壓力。[0099]在使用中，可以封閉(即封堵)這些引出口端口中的一個或多個，以使得洗脫液不會從其中流過，但反而引起流動穿過剩余的打開的端口。
[0100]洗脫液的流的一個部分包含從出口聚集并且由一個具體路徑送到一個具體處理裝置中的所有洗脫液。洗脫液的一個部分因而可以包含從一個或多個端口(例如流量分配器的多個外圍端口)聚集并且集中地送到一個具體處理裝置中的洗脫液。
[0101]出口端接頭可以具有與常規端接頭類似的外部尺寸。在柱出口處，該端接頭可以或者被手動緊固或者必要時借助于一個工具緊固至柱的末端上。出口端接頭優選地通過螺旋連接被安裝到柱的出口端上，或可以被推進安裝、或可以使用另一種類型的連接來進行連接。針對用于分析柱(例如用于HPLC)的許多常規類型的端接頭而言，用于該柱上的端接頭的一種典型的連接包括在該柱的出口端上的一個外螺紋和在該端接頭內部的一個內螺紋。在此類安排中，該端接頭因而擰到柱的末端上并且覆蓋出口。在其他實施例中，該出口端接頭可以被內部地安裝在柱末端中，例如針對某些類型的自填充柱和軸向或徑向的壓縮柱。在此類實施例中，該端接頭可以被推進(摩擦)安裝到柱末端中，并且任選地可以在它的外部表面上帶有一個密封裝置(如一個或多個密封環或0型環)以抵靠柱壁的內表面進行密封。出口端接頭可以由任何適合的材料制成。該端接頭可以由金屬(優選地不銹鋼)制成，尤其在優選地通過螺紋或通過使用一個世偉洛克? (Swagelok?)類型接頭將它安裝到一個金屬柱(例如不銹鋼柱)的情況下。在其他情況下，例如在柱是玻璃的情況下，該端接頭可以由其他適合的材料(例如塑料，比如PEEK)制成。
[0102]柱出口可以使離開該柱的洗脫液流分流成多于兩個部分，例如三個、四個或更多個部分。優選地，該出口使洗脫液流分流成兩個部分，這提供了如在此更詳細說明的本發明的一個低成本、簡潔以及有利的實施例。
[0103]可以通過洗脫液引導裝置至處理裝置進一步引導離開該出口的洗脫液的這些分流部分，即在流量分配器的下游。優選地，用于引導洗脫液的這些部分至處理裝置的洗脫液引導裝置在洗脫液的流在出口處被分流之后(例如在流量分配器之后)接收該洗脫液的流，并且該洗脫液引導裝置典型地包括多個導管，例如管線。在使用中洗脫液流動穿過的流量分配器的每一個出口端口優選地具有與其附接的一個導管。優選地，在分開的通道或導管中引導洗脫液的至少兩個分開的部分至它們對應的分開的處理裝置中。出于此目的的適合的管線可以包括用于液相色譜法的任何標準的或常規的管線，例如塑料管線(優選地PEEK管線)、或金屬管線(優選地鋼管線)。洗脫液流中的每一個部分優選地穿過其自身的具有一個或多個導管的組而引導至一個對應的處理裝置中。
[0104]在此，術語柱意指用于對樣品進行色譜法的任何管狀結構。因此，柱可以是一個直的柱或一個盤繞的柱，優選地一個直的柱。優選地，該柱是可以用一種適合的介質填充的柱。它可以例如是用于工業級制備型色譜法的大型柱、或用于少量樣品和/或實驗室環境中的制備型色譜法的小型柱。它可以是用于分析型色譜法的柱。典型地，該柱是用于液相色譜法的柱，但可以例如是用于超臨界流體(SCF)色譜法的柱。在這種情況下，對用于使SCF貫穿設備的流動路徑進行適當加壓。該柱可以例如是用于高效液相色譜法(HPLC)、超高效液相色譜法(UHPLC)、快速柱色譜法、快速蛋白質液相色譜法(FPLC)以及其他形式的色譜法的柱。該柱可以包括一種毛細管(如在毛細管色譜法中使用的)。有利地，在某些實施例中，該柱可以是一個標準的(即常規的)HPLC柱，從而允許使用者在標準柱上采用本發明，其中僅需要在柱入口和任選地柱出口處進行修改，例如使用如在此所描述的一個修改的篩板組件和/或流量分配器。
[0105]如所已知的適合的柱可以由各種各樣的材料制成，包括例如金屬(優選地不銹鋼)、玻璃、陶瓷、聚合物等等。該柱可以被制成微制造的或整合的流體芯片結構(整合的芯片柱)。該柱可以是任何適合長度的；優選地柱具有在5_至IOOOmm范圍內(可能更長)的長度，例如50mm至200mm，例如約100mm，尤其針對分析型(例如HPLC)應用。該柱可以具有任何適合的直徑；優選地該柱內徑處于300 ii m與IOOOmm之間，例如針對HPLC，標準內徑如
4.6_直徑。該柱優選地具有圓形截面(即橫截面)，雖然可以使用其他形狀截面的柱。
[0106]在不同的實施例中，本發明對其有用的色譜法可以是分析型色譜法，例如高效液相色譜法(HPLC )、超高效液相色譜法(UHPLC )、多維或二維高效液相色譜法(MDHPLC或2DHPLC )、快速柱色譜法、快速蛋白質液相色譜法(FPLC )、并行檢測色譜法、SCF色譜法以及其他色譜法，尤其是HPLC。
[0107]在多個實施例中，本發明對其有用的色譜法可以是制備型色譜法，例如制備型高效液相色譜法(PHPLC)、過程色譜法、蛋白質純化、酶純化、抗體純化、小分子純化、醫藥純化、或天然產物純化。
[0108]在多個實施例中，本發明對其有用的液相色譜法可以是分析型和制備型色譜法兩者，例如其中既出于分析目的檢測洗脫液又將洗脫液收集在純化的級分中。
[0109]關于有待使用的流動相和固定相的類型，可以使用任何適合類型的流動相和固定相(例如任何適合的和/或已知的相)，這些類型的流動相和固定相是適合于正進行的色譜法的類型，例如當進行HPLC時的任何已知的HPLC流動相和固定相。關于可以使用的分離方法的類型，可以使用任何適合的常規方法，例如或者等度或梯度洗脫、或置換洗脫，或者正相或反相或親水或離子交換或離子排阻或親和性或手性或大小排阻LC等等。
[0110]在色譜法是超臨界流體色譜法的情況下，流動相可以是一種常規SCF，如二氧化碳，但不限于此。
[0111]使用本發明和本發明的方法的設備可以用于各種各樣的應用，包括例如純度分析、組分分析、品質分析、定量分析、以及分析級、中試規模或工業級的分離或純化。市場應用包括例如藥物發現、臨床分析、環境分析、以及例如蛋白質類(糖蛋白、磷蛋白)、代謝物以及核酸類領域的診斷標記研究。因此，本發明可應用在例如醫藥、化學、生物技術、生物醫藥以及制造工業中。
[0112]本發明可應用于填充柱。在此填充柱意指包含固定相的任何適合床層的柱。取決于正進行的色譜法的類型，可以將任何常規的床層介質填充在柱內作為柱床層。床層介質可以包括例如顆粒或多孔整塊材料(例如聚合物或陶瓷整塊床層)，優選地顆粒。可替代地，該床層介質可以包括一個膜床層或任何其他床層。本發明是對不均勻分布的床層尤其有用。優選的顆粒性介質的顆粒大小可以例如在Ium與150 iim之間的范圍內，但顆粒大小的下限或上限不限制本發明。取決于色譜法的類型，對本發明中使用的多孔介質而言可以使用寬范圍的孔直徑；優選地孔大小在30 A與3000 A (3nm與300nm)之間的范圍內。可以使用廣范圍的孔隙率；優選地孔隙率處于0%至80%范圍內。取決于色譜法的類型，填充介質可以包括不同的化學性質，例如烷基鍵合的相、典型的極性鍵合的相以及手性固定相。整合芯片柱可以使用顆粒或多孔整塊床層。[0113]可以用于處理裝置中的檢測器的類型可以包括用于柱色譜法的任何常規的檢測器，例如紫外或可見(UV/Vis)、質譜(MS)、熒光(FL)、化學發光(CL)、折射率(RI)、電導率(CD)、蒸發光散射(ELSD)檢測器等等。此外，用于柱色譜法的任何非常規檢測器可以被用于處理裝置中，例如核磁共振(NMR)或紅外(IR)或抗氧化劑檢測器、或任何其他生物類型檢測器。在一些情況下，可以使用柱中檢測，例如當洗脫液穿過一個單個出口端口時，其中將一個檢測器安放在柱床層中以使得例如該檢測器僅對來自一個特定徑向區域(尤其是中心區域)的流動相進行檢測。此類檢測器可以包括電導率檢測器。
[0114]優選地，將洗脫液的流的一個第一部分引導至一個第一處理裝置中，并且將洗脫液的流的一個第二部分引導至一個第二處理裝置中。彼此分開處理這些部分，即該第一和第二處理裝置是分開的。以此方式，例如，可以與具有相對更低的分離分辨率的一個第二部分分開地檢測具有相對更高分離分辨率的一個第一部分。然而，即使具有相對更低分離分辨率的部分也可以展現出比常規安排分辨更好的峰，該常規安排對從經由一個單個中心出口端口橫貫柱的整個寬度聚集的洗脫液進行檢測，或以另外的方式對從穿過柱的整個寬度聚集的洗脫液進行集中處理。因此，本發明可以提供例如該第一部分的色譜圖和/或該第二部分的色譜圖，每個色譜圖具有比如果在一起檢測這些部分更高的峰的分辨率。在另一個實例中，可以與具有更低分離分辨率的一個第二部分分開地將具有更高分離分辨率的一個第一部分收集在級分中。因此，這可以提供從該第一部分中收集的級分，這些收集級分具有比如果級分是從這些部分中一起收集的情況下更高的純度。
[0115]因此，將要清楚的是，在又一個方面，本發明進一步提供了一種用于進行復用色譜法的設備，該設備包括:一個色譜柱，該柱具有一個入口和一個出口，其中該出口被配置成當一個洗脫液流穿過該出口離開該柱時使該流分流成至少兩個分開的部分，其中該設備被配置成分開處理這些部分。類似地，本發明還提供了一種復用色譜法的方法，該方法包括:提供一個流動相，該流動相包含有待分離成多個組分的一種樣品；使該流動相從柱的一個入口至柱的一個出口縱向流動穿過一個色譜柱，該流動相作為一種洗脫液通過該出口離開該柱；當洗脫液的流穿過該出口離開該柱時，使該流分流成至少兩個分開的部分；并且分開地處理這至少兩個分開的部分。這些分開的部分在柱中已經各自經歷了組分的色譜分離。分開處理可以包括分開檢測這些部分，例如使用不同的檢測器檢測每一個部分。以此方式，可以使用不同的檢測器(每個檢測器具有其自身獨特的檢測優點)來并行分析相同洗脫液的多個部分。復用的優點可以在于增加樣品處理量。連同本發明的其他方面在此描述了用于進行復用液相色譜法的設備和方法的優選的特點。
[0116]在最優選的實施例中，樣品被基本上全部包含在引入柱中的流動相的第一部分中從而提供了一個樣品流部分，并且引入到柱中的流動相的第二部分基本上不含樣品(即僅由流動相溶劑組成)從而提供不含樣品的一個簾幕流部分。以此方式，例如，可以與在其中基本上不具有樣品的第二或簾幕流部分分開地檢測具有樣品的第一或樣品流部分，該樣品沿著柱已經被分離成多個組分。該第一或樣品流部分優選地是流動穿過柱的中心區域的部分，其中分離效率是最高的。該簾幕流起到限制樣品的橫向遷移或擴散和/或起到使橫截面上的流速輪廓平坦的作用。在其中基本上不具有樣品的簾幕流可以通過在另外一輪色譜法中重新使用它而作為離開柱的洗脫液的一個部分來處理。以此方式，實現了溶劑消耗的成本節約，其中伴隨了環境益處。因此，在此類實施例中，該設備優選地被配置成在另外的色譜法中重新使用從外圍徑向區域流出的洗脫液的部分或簾幕流。
[0117]優選地，第一處理裝置是與第一處理裝置不同類型的處理裝置。然而，在一些實施例中，將要了解的是，該第一和第二處理裝置可以是相同類型的處理裝置(例如它們可以各自包括相同類型的檢測器)，一個裝置處理一個第一部分并且另一個裝置處理第二部分，只要這些部分分開處理。然而，優選地，該第二處理裝置是與該第一處理裝置不同類型的，因為這些部分典型地具有不同的分離程度并且希望以不同的方法來處理它們。作為多個實例，該第一和第二處理裝置(以及在洗脫液被分開成三個或更多部分的情況下的任選地另外的處理裝置)可以各自獨立地包括以下中的一個或多個:一個檢測器、一個廢物儲器、一個級分接收器或收集器、以及一個柱入口。因而，針對每個部分的處理優選地(獨立地)是以下中的一種或多種:檢測、收集級分、送到廢物中、以及送到一個柱入口中。優選地，在一些實施例中，一個部分(例如第一部分)的處理包括與其他一個或多個部分分開地檢測該部分，例如針對分析型色譜法。優選地，在一些實施例中，一個部分(例如第一部分)的處理包括與其他一個或多個部分分開地從該部分收集級分，例如針對制備型色譜法或針對復用HPLC,或者在一個綜合分析、或者在一個心臟切割分析中。優選地,在一些實施例中，一個部分(例如第二部分)的處理包括與其他一個或多個部分分開地將該部分送到一個柱入口中。在一些實施例中，出于在分離和分析中提供不同的選擇性的目的，將多個部分送到多個分開的柱中。優選地，在一些實施例中，一個部分(例如第二部分)的處理包括與其他一個或多個部分分開地將該部分送到廢物中。
[0118]優選地，與一個第二部分(例如典型地具有相對更低分離分辨率的一個部分)分開地檢測一個第一部分(例如典型地具有相對更高分離分辨率的一個部分)。更優選地，在此類實施例中，該第一部分是從柱的一個中心徑向區域流出的一個部分。
[0119]在一些實施例中，可以希望既檢測從中心徑向區域流出的一個部分，并且也檢測來自外部徑向區域的一個部分，因為這兩個區域都可以展現出比具有一個單一中心出口端口的常規安排分辨更好的峰，即當分割流時可以出于分析和/或制備的目的使用這兩個洗脫液的流。不以任何方式對本發明的范圍進行限制，這被認為是由于以下事實:從一個受限制的徑向區域取得的一部分洗脫液具有比從橫貫該柱的全寬度取得的洗脫液更小的軸向散開樣品。將要了解的是，情況可以是這樣:流動相的每個部分含有足以用于檢測的量的樣品，并且情況可能不是這樣:例如，簾幕流部分基本上不含樣品而是僅由溶劑組成。
[0120]優選地，第一處理裝置包括一個第一檢測器。作為一個實例，第一處理裝置可以包括一個檢測器以用于檢測存在于洗脫液中的樣品，并且第二處理裝置可以包括一個廢物接收器，典型地該廢物接收器不穿過第一處理裝置的檢測器而到達。作為另一個實例，該第一處理裝置可以包括如之前所描述的一個檢測器，并且該第二處理裝置可以包括相同的或另一個色譜柱的入口，以使得第二部分經歷至少另外一輪色譜法，例如涉及流動相的再循環。該第二處理裝置可以包括一個閥門，該閥門可以通過一個控制系統來進行控制并且該閥門在第一位置與第二位置之間是可切換的，該第一位置允許第二部分流到相同的或另一個色譜柱的入口中，并且該第二位置允許第二部分流到其他地方，例如流到一個檢測器、一個級分收集器、另一個柱或廢物中。作為又一個實例，該第一處理裝置可以包括如之前的一個檢測器(一個第一檢測器)并且該第二處理裝置可以包括一個檢測器(一個第二檢測器)，任選地其中該第二檢測器可以提供一種測量，可以使用該測量(例如通過控制系統)來確定第二部分是否流到相同的或另一個色譜柱的入口中，以使得第二部分經歷至少另外一輪色譜法。優選地提供控制系統，該控制系統優選地對來自被包括在第一和/或第二處理裝置中的一個或多個檢測器的信號進行接收。對于一個或多個處理裝置而言，該控制系統可以基于來自處理裝置中的一個檢測器的信號而對一個或多個閥門的操作進行控制，以便在洗脫液的一個部分穿過該檢測器到一個所希望的目的地之后引導該部分至例如廢物中或一個柱入口中。因而，該設備可以執行數據依賴型處理的形式。
[0121]在一個處理裝置包括一個色譜柱的入口的情況下，該處理裝置可以進一步包括一個容器或流動回路，其中聚集了有待進一步色譜分析的洗脫液并且在進一步色譜分析之前優選地再濃縮。
[0122]以這些不同的方式，例如，本發明提供了一種具有一個出口的柱，該出口被配置成選擇性地引導洗脫液流的一個部分至一個第一處理裝置(例如一個檢測器)中，同時該出口引導另一個部分至與該第一處理裝置不同的另一個處理裝置中。優選地，出于分析的目的，該第一處理裝置包括一個檢測器，安排該檢測器以使得與第二部分分開地檢測第一部分。優選地，出于制備的目的，該第一處理裝置包括一個級分接收器，安排該級分接收器以使得與第二部分分開地接收第一部分的級分(在該第一處理裝置包括一個級分接收器的情況下，它還可以包括一個檢測器)。
[0123]將要了解的是，可以采用許多其他的處理裝置及其組合，并且下面在此更詳細地討論這些裝置中的一些。在此，處理裝置包括由洗脫液的一個部分離開柱之后而取得的路徑，以使得例如在某些實施例中這些部分可以被引導至相同的檢測器中，但通過不同的路徑以使得這些部分分開(例如在這種情況下不同時)檢測(處理)。然而，在大多數情況下，優選的是這些分開的部分在柱出口處被分流之后按照完全分開的路徑。
[0124]在一些實施例中，可以在出口的下游對出口處分流的洗脫液的不同的部分進行重組。可以在這些部分已經經歷分開的處理之后對這些部分進行重組。例如，可以在一個部分(優選地中心部分)已經與其他一個或多個部分分開地檢測之后對這些部分進行重組。然后例如可以使重組的部分經歷一個或多個另外的色譜分離，任選地在這些部分再濃縮之后。
[0125]根據本發明的多個設備可以被連接在一起，也就是說在柱的出口處分開的洗脫液的一個(或多個)部分可以被饋送到一個另外的柱(即根據本發明的一個另外的設備)的入口中。因而，根據本發明的串聯的柱可以被連接在一起。可替代地，該另外的柱可以是一個常規柱或不是根據本發明的柱的另一個柱。因此，總體上本發明可以包括將洗脫液的一個(或多個)部分流到一個另外的柱中用于進一步色譜分離。以此方式，可以將其中樣品的多個組分已經被充分分離(即分辨)的洗脫液的一個部分(或多于一個部分)饋送到一個另外的柱中，并且在其中經歷色譜法以便進一步分離這些組分。以此串聯的方式可以連接的柱的數目不是具體限制的。例如，在此串聯中可以將兩個、三個、四個、或更多個柱連接在一起。可以在注入進入每個另外的柱或多個柱之前對洗脫液進行再濃縮。引導至另外的色譜分離的洗脫液的部分優選地是從柱的外部或外圍徑向區域流出的部分，因為在其中的多個組分典型地不如它們在從中心區域流出的部分中分離得好，但從中心部分流出的洗脫液的部分可以任選地被引導用于進一步色譜分離，如將是多維或二維HPLC中的情況。
[0126]作為上述實施例的一個另外的變化，可以經由導管再循環洗脫液，即引導回到相同柱的入口中用于一個或多個另外的穿過相同柱(即一輪或多輪色譜法)。具體地說，可以將柱的出口處分開的洗脫液的一個或多個部分饋送回到柱的入口中。以此方式，可以將其中樣品的多個組分已經被充分分離(即分辨)的洗脫液的一個部分(或多于一個部分)再次饋送到柱中，并且在其中經歷另外的色譜法以便進一步分離這些組分。優選地，在重新注入回到柱中用于一個或多個另外的穿過柱之前濃縮洗脫液。以此方式再循環的洗脫液的部分優選地是從柱的外部或外圍徑向區域流出的部分，因為在其中的多個組分典型地不如它們在從中心區域流出的部分中分離得好。在其中洗脫液部分基本上不含樣品(即僅是溶劑)，例如其中一個僅是溶劑的簾幕流部分流動穿過柱并且在出口處與其他部分分流的情況下，僅是溶劑的部分可以作為流動相被重新使用在另外的色譜法中，從而減少設備的總體流動相消耗。
[0127]在不同的實施例中，本發明可以包括一個色譜設備中的另外的已知組件。例如，本發明可以進一步包括至少一個流動相儲器以向柱的入口供應流動相。本發明可以進一步包括至少一個泵以從該至少一個流動相儲器泵送流動相穿過柱。在一些實施例中，例如其中流動相的兩個或更多個分開的部分被引入穿過一個多端口入口，可以使用兩個或更多個泵(例如針對每一個部分使用一個泵)。然而，即使針對通過使用流量調節而在入口處引入多個流動相部分的情況，使用一個單個泵也是可能的，如具有一個單個泵但在管路中具有壓力限制的一種安排，這些管路載有流動相以在每條管路中獨立地改變流量限制的程度。本發明可以進一步包括至少一個樣品注入器(例如一個注入閥門)以將樣品注入到柱入口的上游的流動相中。本發明可以進一步包括一個或多個壓力調節器或流量限制器以使來自眾多引出口端口的流平衡在所希望的水平上，該一個或多個壓力調節器優選地位于柱出口的下游。該設備優選地是在一個控制和數據收集系統的控制下，該控制和數據收集系統例如包括一臺計算機和多個控制電子器件。該控制和數據收集系統優選地是用于控制以下(在其中存在該組件的每種情況下):用于泵送流動相穿過柱的一個或多個泵、用于樣品注入的樣品注入器以及平衡穿過引出口端口的流的一個或多個壓力調節器。該控制和數據收集系統優選地是用于接收并且任選地處理來自處理裝置中的一個或多個檢測器的數據。當要求時，該控制和數據收集系統還可以提供數據(例如具有或不具有對該數據進行處理)的一種輸出。該控制和數據收集系統可以額外地控制設備的其他組件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0128]圖1以流程圖形式示意性地示出一個HPLC系統的一種常規配置。
[0129]圖2示意性地示出穿過一個常規填充的色譜柱的軸向截面側視圖，其中有一種單一樣品組分洗脫。
[0130]圖3示出有四種不同的樣品組分洗脫的圖2的視圖。
[0131]圖4示意性地示出穿過根據本發明的一個填充色譜柱的軸向截面側視圖，該視圖不出在入口和出口處的一個流量分配器的原理。
[0132]圖5A示出根據本發明的一個篩板組件的一個優選實施例的透視圖；圖5B示出沿箭頭A的方向觀察的該實施例的底面視圖；并且圖5C示出沿線B-B取得的該實施例的側截面視圖。
[0133]圖示出根據本發明的一個篩板組件的另一個優選實施例的透視圖；并且圖5E示出該實施例的底面視圖。[0134]圖5F和5G示意性地示出根據本發明的多個篩板組件的對應的另外實施例。
[0135]圖5H和51示意性地示出根據本發明的在該柱入口和出口處的多個毛細管安排的多個實施例。
[0136]圖6A以分解視圖示出具有一個分流段篩板和四端口端接頭的本發明的一個實施例；并且圖6B示出與圖6A類似、但具有一個單件式篩板的一個實施例。
[0137]圖7以分解視圖示出具有一個分流段篩板和四端口端接頭的本發明的一個另外的實施例。
[0138]圖8A以分解視圖示出具有一個分流段篩板和七端口端接頭的本發明的再一個另外的實施例。
[0139]圖8B示出呈剖開視圖的圖8A的組裝的實施例。
[0140]圖9示出圖7中所示的實施例的剖開側視圖，該實施例以組裝的形式示出并且附接有引出口管道。
[0141]圖10以流程圖的形式示意性地示出根據本發明的一個分析型LC系統的一個實施例。
[0142]圖1lA以流程圖的形式示意性地示出根據本發明的一個LC系統的一個另外的實施例，該實施例采用洗脫液的一部分的再循環。
[0143]圖1lB示意性地示出用于將流動相從根據本發明的一個設備串聯至根據本發明的另一個設備的一種系統。
[0144]圖12示出在不同的流動相分割條件下在一個HPLC系統中達到的來自三種溶質甲苯、丙基苯以及丁基苯的多個峰的比較。
[0145]圖13示出通過在不同的流動相分割條件下在該HPLC系統中丙基苯峰的洗脫體積進行比較的洗脫曲線。
[0146]發明詳細說明
[0147]為了進一步理解本發明，但在不限制其范圍的情況下，現在參考附圖描述不同示例性實施例和實驗。
[0148]在一個HPLC系統的常規配置(如以流程圖的形式在圖1中示意性地示出的)中，一或多瓶流動相溶劑2經由管線被遞送至一個溶劑遞送系統6，該溶劑遞送系統采用在高壓或低壓下泵送的一個泵；或經由管線通過重力遞送(僅低壓)。溶劑遞送系統6將所希望的流動相溶劑或其混合物(在此簡單地稱為溶劑)遞送通過一個樣品注入端口或閥8，其中一種樣品被引入到該溶劑流中并且然后到一個色譜柱15中，該色譜柱填充有一個固定相或固定床或配備有一個整體固定相。該柱典型地是一個圓形截面圓柱形柱。通過柱15的流通過一個頭部或入口篩板9并且通過柱床本身徑向地分散在該柱床的截面的全部寬度上，并且然后在樣品被流動相溶劑攜帶沿該柱的長度向下時發生后續的色譜分離。在一個常規HPLC柱的引出口或出口處，向外流動的流動相或洗脫液通過一個第二或出口篩板11聚集，該第二或出口篩板典型地通過安裝到該柱的出口端上的一個端接頭固持在適當位置，以使得該流的整個截面被遞送至位于該柱的截面的中心處的一個小的引出口端口 40。也就是說，來自壁附近的柱的外部徑向區域的材料被迫使徑向向內以便與已經穿過該柱的中心徑向區域的材料一起穿過單一中心引出口端口 40。樣品的分離組分然后由洗脫液流動流攜帶穿過適合的連接管線到一個檢測器16中，該檢測器產生一個色譜跡線。在分析型色譜法中，這些分離的組分在檢測后被送至廢物18抑或在檢測過程中被破壞。在制備型色譜法中，檢測洗脫液流的一部分并且將該部分用作用以使用一個儲器或級分收集裝置19從該流動流收集所希望的組分的基礎。該系統在一個控制和數據收集系統4、例如一臺計算機和相關的控制電子器件的控制下，該控制和數據收集系統具體地控制溶劑遞送系統6和注入器8并且控制和接收來自檢測器16的數據，以及控制其他部件。控制和數據收集系統4還可以處理數據用于(例如)作為一個色譜圖輸出。
[0149]如在示意性地示出穿過一個常規填充色譜柱15的軸向或縱向截面側視圖的圖2中所圖解，經由一個單一中心入口端口 41從該注入器施加至該柱的頭部的一種樣品組分呈一種相對薄的扁平帶10的形狀積累在那。在三維中，帶10類似于由該柱殼體或壁的內徑限定的一個薄的扁平盤。在該柱上分離過程中并且隨著樣品的帶10由流動相攜帶沿著該柱向下，該帶開始改變形狀，如通過在20處的帶所示并且如在以上介紹中更詳細地描述的。簡單地說，位于該柱的中心或縱軸線17上和周圍的帶的中心比更靠近壁的帶的周邊移動更快，從而使材料的帶形成一種碗或杯的形狀，如通過在25處的帶清楚地示出的。此外，靠近柱壁的樣品開始散開(變寬)并且變得更加稀釋。這種現象是漸進的，以使得它在流體在柱的引出口端或出口處離開該柱時最顯著。在柱30的末端處，材料的“碗”在穿過具有最小側向流動阻抗的薄篩板層11之后開始引出位于中心軸線17上的中心引出口孔或端口40。在圖2中的右側示出在中間具有中心端口 40的柱的端30的端視圖。該常規安排的目的是將該樣品“帶”的全部截面聚集至中心端口 40，并且將它以盡可能尖銳的峰引導至檢測器。
[0150]當將多種組分施加至一個填充柱時，它們對于該柱中的流動相和固定相的不同化學親和力使得它們以與彼此不同的速率移動通過該柱。這是在一個LC柱中分離的基礎。與圖2類似的圖3示出已經在柱15的長度上從彼此部分地分辨(即分離)的四種不同的樣品組分105、110、115、120。應理解在圖2B中所示的示意性實施例中，在柱的中心中，即在中心中線17上，多個峰是完全分辨的，但是在周邊、更靠近柱壁處的變寬和稀釋使得這些組分重疊并且不能被分辨。隨著這組組分105、110、115、120引出在該色譜柱出口的中心處的單一中心孔或端口 40，其中來自跨過全部寬度的液體被迫使通過該端口，所得到的色譜圖135中的這些峰顯示部分或不完全分辨。即，存在可識別的多個峰但它們在每個峰的較早部分和較晚部分處沒有完全從彼此分離，例如在中間峰區域140中。
[0151]與所描述的常規安排相比，在本發明的優選實施例中，與圖2和圖3中所示的常規安排的單一引出口端口 40相反，柱的入口和任選地出口配置有多個入口端口和多個引出口端口。如在下文中更詳細地描述的，多個優選實施例可以在該柱的入口端上使用一個端接頭或入口接頭(還稱為端帽)并且在該柱的出口端上使用一個端接頭或引出口接頭(還稱為端帽)，這些端帽已經進行修改以便與一個常規LC端接頭不同。一種優選的修改是入口篩板和/或入口端接頭被設計成當將該篩板和/或接頭定位在該入口處時，將流動相通過定位在該柱的橫向(徑向)截面中的不同點處的多個通道引入到該柱。以此方式，通過這多個通道引入的流動相到達該柱的不同徑向區域。在多個優選實施例中，含有更多樣品的流動相的一部分被引入到該柱的更有利的區域如徑向中心區域并且含有更少或不含樣品的流動相的另一部分被引入到該柱的不那么有利的區域如壁區域。這種入口安排還允許控制流速并且控制橫跨該柱的直徑的樣品濃度以便產生更濃縮的、更好分辨的以及更窄的組分帶。一種另外優選的修改是出口篩板和/或端接頭被設計成當將該篩板和/或接頭定位在該出口處時將流動相通過定位在該柱的橫向(徑向)截面中的不同點處的多個通道從該柱排出。以此方式，通過這多個通道排出的流動相從該柱的不同區域、更具體地說該柱的不同徑向區域流出。這樣允許橫貫該柱的直徑的不同流體組分的隔離。來自這多個通道的流可以作為多個分開的部分進行加工并且不同地進行處理。在多個優選實施例中，來自該柱的更有利的區域如中心徑向區域的流動相可以與不那么有利的流動相分別進行處理，以便例如改進一個所得到的色譜圖的分辨率或所收集的級分的純度。與來自跨過整個柱的洗脫液被聚集在一起并且作為一個流進行檢測的常規情況相比，通過將洗脫液的多個部分限制在該柱的有限徑向區域，每個部分可以顯示分離效率中的改進。
[0152]現在描述本發明的不同示例性實施例。這些實施例存在三個主要的優選方面。一個第一主要的優選方面是在柱入口處使用分割的流接頭和/或在入口處使用篩板，該篩板被修改成將到達該柱截面的中心處的流動相與到達圍繞該中心的區域處(即在周邊區域處)的流動相隔離并且由此進行分割的流注入以便產生圍繞穿過柱的樣品流的一個簾幕流，從而進一步改進效率。一個第二主要的優選方面是在出口處的篩板被修改成將來自該柱截面的中心的流動相與來自圍繞該中心的區域(即來自周邊區域)的流動相分離并且隔離。因此，洗脫液流被該篩板分流成已經移動通過該柱的中心的一部分和已經移動通過周邊區域的一部分。一個第三主要的優選方面是然后將中心流和周邊流脫離到一個流量分配器中的不同引出口通道和端口(例如鋼端接頭或帽)中，該流量分配器典型地安裝(例如擰到)在該柱的末端上。在一些實施例中有可能在無分流該洗脫液的分流篩板的情況下使用這種分配器，因為具有多個端口的流量分配器可以單獨地進行將洗脫液流分流成不同部分，例如其中面向該篩板的流量分配器的表面位于該篩板的表面附近，優選地接觸該篩板的表面。
[0153]圖4示出與圖2和圖3類似的柱的示意性縱向截面側視圖。圖4示意性地圖解在柱15的出口處的一個入口流量分配器182的原理,該柱是例如用于HPLC的一個填充柱。在該縱向截面側視圖的左側示出該柱入口的端視圖(即在該柱的末端上的流量分配器182的端視圖)。該入口流量分配器包括與常規安排的單一中心入口端口 41類似定位的一個中心入口端口 185，該中心入口端口將流動相傳輸至該柱中(即中心出口端口 185位于該柱的中心軸線17上)。優選地，入口流量分配器182的中心入口端口 185傳輸更富集有樣品并且更優選包含基本上所有樣品的流動相。入口流量分配器182進一步包括繞中心端口 185等距并且對稱地間隔開定位的六個外圍入口端口 190，這些外圍端口將流動相傳輸至更靠近該柱的內側壁的周邊區域，該流動相包含更少的或優選不含樣品(即它僅是其中不存在樣品的溶劑)。流動相周邊流提供環形地圍繞該中心樣品流的一種簾幕流。應理解在所有樣品是經由中心端口被引入的情況下，僅供應該中心入口端口的一條流動管線需要在它上具有一個樣品注入閥，即供應這六個外圍入口端口 190的這些流動管線不需要具有樣品注入閥。
[0154]一個出口流量分配器172提供在柱15的出口處。在該縱向截面側視圖的右側示出該柱出口的端視圖(即在該柱的末端上的流量分配器172的端視圖)。該流量分配器包括與常規安排的單一中心端口 40類似地定位的一個中心出口端口 175，該中心出口端口接收并且傳輸從該柱的截面的中心徑向區域(即位于該柱的中心軸線17上的一個區域)流動的洗脫液，該洗脫液包含濃度更高的和分辨率更高的組分。該流量分配器進一步包括繞中心端口 175等距并且對稱地間隔開定位的六個外圍端口 180，這些外圍端口接收并且傳輸在更靠近該柱的內側壁的周邊區域中流動的洗脫液，該洗脫液包含更稀釋的樣品或不含樣品。
[0155]與由圖3中的常規入口安排產生的碗形狀的、部分分辨的帶105、110、115、120相t匕，圖4中所示的本發明的入口安排提供更扁平的樣品帶150、155以及160，這些樣品帶可能根本不接觸這些柱壁，其中該樣品主要或全部包含在在該入口處的中心樣品流中。通過這些外圍入口端口 190提供的分開引入的簾幕流允許該柱的外圍區域中的流動相的流速與中心區域中的流動相獨立地受控制并且可以更接近地匹配該中心區域中的流速，從而使該樣品帶變平。流的這些對應部分可以出于這個目的被獨立地泵送(例如，由分開的泵來泵送)。可替代地，流的這些對應部分可以由一個共同的泵來泵送，但是具有它們自己的流量或壓力調節以便控制它們的流速。該簾幕流還減少了該中心區域中的樣品橫向地移動或擴散(即向外朝向該壁)的傾向，從而濃縮該中心區域中的樣品。因此，到達該柱的出口的樣品帶150、155以及160是更濃縮的、更扁平的以及更窄的，從而導致具有更高S/N并且更尖銳的和更好分辨的檢測峰。這些流動相部分可以具有相同或不同組合物，例如相同或不同溶齊U。一部分(例如一個徑向外圍部分)可以甚至是一種非溶劑或至少對于具有待分離的樣品具有更低溶解度的一種溶劑(例如水)，從而進一步促進樣品在另一(例如徑向中心)部分中的包含。
[0156]可以借助于出口流量分配器172最有效地利用前進穿過該柱的樣品帶輪廓中的這種改進。離開該柱的中心的洗脫液代表最令人希望的材料，因為它是該樣品的多種組分中濃度最高的并且具有最清晰分辨的組分。因此，出口流量分配器172的中心端口 175的分開使用允許將該洗脫液的這個最令人希望的部分選擇性地引導至一個檢測器和/或級分收集器(未圖示)。將來自這六個外圍端口 180的洗脫液聚集在一起并且共同形成不與來自中心端口 175的洗脫液一起處理的洗脫液的一部分。例如，在該簾幕流包含一些樣品的一個實施例中，其中使用一個檢測器來檢測來自中心端口 175的洗脫液，來自這些外圍端口180的簾幕流洗脫液可以相反使用另一個分開的檢測器進行檢測或分開收集或可以被送至廢物，抑或它可以被送至同一個柱或另一個柱的入口用于進一步色譜分離以便更好地分辨這些組分，任選地在這種進一步色譜分離之前被重新濃縮之后。該外圍洗脫液典型地不如中心洗脫液那么令人希望，因為它是更稀釋的并且分辨率較低的。如果該外圍簾幕流洗脫液包含很少或沒有樣品，那么它可以從這些外圍引出口端口 180與該中心樣品流分開地聚集并且在隨后一輪色譜法中再用作流動相，從而節省流動相的消耗。
[0157]存在不同的可能的方式來設計適合于隔離在該柱的入口或出口處的流動相的流的目的的一個入口或出口篩板11。圖5A示出一個篩板組件220的一個優選實施例的透視圖，其中圖5B示出沿箭頭A的方向觀察的該實施例的底面視圖并且圖5C示出沿線B-B取得的該實施例的側截面視圖。在所示的實施例中，該篩板組件是從多段篩板組裝的，即一個中心圓形篩板盤235和周圍的同心篩板環245，兩者都是由常規用作篩板材料的多孔性材料(例如鋼)制成，它們通過呈同心環240形式的一個固體非多孔流動屏障(例如由聚合物如PEEK制成)彼此分離。非多孔中間環240防止流動相在兩個篩板段235與245之間的側向流動，從而保持中心和外圍流動相流分離。非多孔環240的寬度小于這些篩板段的寬度，以便例如減少對該洗脫液流中的分離的組分的阻力。這些盤和環235、240、245固定在一起并且固持在也是由固體非多孔材料(例如PEEK)制成的一個環形輪廓的外部接頭250內部，該外部接頭用作如以上所描述的該柱的一端的接頭。因此組裝上述零件235、240、245、250以使得它們配合在一起來形成組件220，該組件用作一個篩板帽，其中外部環250進行設定尺寸并且設定輪廓成具有一個延伸的外圍邊緣224，該邊緣配合在該柱的一端上以使得該篩板帽的底面222在該柱的一端上推入配合(即摩擦配合)。一旦將該端接頭擰到到該柱的一端上，在使用中篩板帽225的側邊與該鋼端接頭(在下文更詳細地描述)相接觸。用于與本發明一起使用的多個篩板組件(像組件220)典型地可以是如所示的推入配合或擰到該柱端上，但優選地是通過推入配合或摩擦配合施加。圖和圖5E示出一個與圖5A、圖5B以及圖5C中所示的類似的篩板組件構造，除了篩板盤235’和環240’和245’具有不同的相對面積，從而將流動相流分流成來自具有不同相對橫向面積的中心區域和外圍區域的多個部分。作為多個實例，外部篩板段245 (245’)的面積與中心篩板盤235 (235’)的面積的比率可以從例如90%: 10%至50%: 50%、但是典型地從80%: 20%至50%: 50%變化，其中在該范圍之外的的比率也是可能的。作為多個實例，上述比率可以是約70%:30%或75%:25%。優選地，所述比率是約2:1。這些篩板段的面積的比率可以是用于改變流動相流的多個分流部分的對應體積的比率的一種手段。在一些實施例中，可能有可能使用一個中心篩板盤235(235’)，該中心篩板盤具有與篩板段245 (245’)相比不同的(例如更低的)密度。
[0158]圖5F和圖5G示出可以在本發明中用于在柱入口處分配流動相流或在柱出口處分流洗脫液流的另外的篩板設計，其中一個中心多孔篩板盤535被多個多孔篩板盤550圍繞，這些篩板盤535和550各自位于一個非多孔本體540中，該本體從而防止流動相在兩個篩板段535與550之間的側向流動。與圖5F和5G中的那些類似的其他安排可以具有多于或少于所示的六個外圍篩板盤550。可以改變中心篩板盤535和外圍篩板盤550的相對面積，其中在圖5F和圖5G中示出不同相對面積的實施例。
[0159]在某些其他實施例中，如圖5H和圖51中所示，柱入口(或出口)580可以配備有多個進入口(或引出口)毛細管585、590以便將多個分開部分中的流動相流輸送在該柱的末端，其中一個徑向中心毛細管585被安排來將該流的第一部分輸送至(或從)該柱的中心區域的并且繞中心毛細管585外圍安排的十個毛細管590被提供來引導該流的第二部分。因此，該第一和第二部分是在分開的毛細管中進行輸送并且因此彼此分流。優選地，在這類實施例中，如圖51中所示，在這些毛細管的末端中提供篩板592。毛細管的總數目可以改變，例如5、6、7、8、9、10、11、或12或更多個毛細管。
[0160]圖6以分解視圖示出本發明的一個實施例，該實施例可以例如與具有4.6mm內徑的一個標準分析HPLC鋼柱270 —起使用。圖6A中的實施例使用一個分流篩板組件278、279和可以在入口和/或出口處使用的呈一個端接頭280形式的一個流量分配器，該端接頭在其中具有多個流動通道，這些流動通道具有相對應的端口 281、282 (是入口端口，其中將它用作一個入口端接頭；或出口端口，其中將它用作一個出口端接頭)。分流段篩板278的多個零件(插圖285)(與圖5A至圖5E中的零件235、240以及245相對應)被組裝并且放置在該柱出口處。篩板零件285包括固持在一個非多孔中間PEEK環260中的一個中心篩板盤段255，其中環260進而固持在一個外部外圍環篩板段265中。在篩板零件285之上，存在一個接頭279，即由PEEK制成的一個外部帽，該接頭用作一個流量適配器并且用于將通過分流篩板278的對應分離的流路徑與如稍后所描述的鋼端接頭280的對應端口 281、282對齊。接頭279包括一個主體271，該主體在該柱的端268上緊密地配合(通過摩擦配合)并且包圍在該柱端處的分流段篩板278的篩板零件285。在一個替代安排中，代替摩擦配合，接頭279可以通過一種螺紋連接與該柱的一端配合(即在接頭279的主體271內部的一個內螺紋可以擰到該柱的端268上的一個外螺紋上)。接頭279具有一個徑向中心開口 272，該徑向中心開口與該分流篩板的中心篩板段255對齊以便由此允許也穿過該中心篩板段255的流動相穿過開口 272、在入口的情況下到(或在出口的情況下，來自)該柱的中心徑向區域。接頭279還具有多個(優選地等距的)外圍開口 273 (在這種情況下5個開口)，這些外圍開口繞中心開口 272外圍地定位并且位于該適配器的端面277中的一個環形凹座中。應理解這些開口 273可以是圓形的或它們可以是狹縫或具有一些其他形狀。在這種情況下外圍開口 273是與該分流篩板的外圍篩板段265徑向地對齊。這些開口 273從而允許也穿過外圍篩板段265的到(或來自)該柱的外圍徑向區域的流動相穿過。以此方式穿過多個開口 273的外圍流動相與該環形凹座相聯通，其中這些開口 273位于接頭279的端面277中，出于下文解釋的原因。
[0161]鋼端接頭或端帽280被擰到該柱端的外側上的外螺紋275上，手動緊固抑或根據需要借助于一種工具緊固。端接頭280提供一個或多個端口(在這種情況下三個端口 281)用于流動相到或從該柱的外圍徑向區域(即經由外圍篩板段265和多個外圍開口 273)進入(在入口端口的情況下)或引出(在出口端口的情況下)該柱；和一個中心端口 282用于流動相到或從該柱的中心徑向區域(即經由中心篩板段255和開口 272)進入或引出該柱。
[0162]當組裝時，緊固的端接頭280的底面(在該圖中不可見)接觸接頭279的端面。含有多個開口 273、在接頭279的一端中所描述的環形外圍凹座與這些外圍端口 281對齊并且處于流體聯通以使得穿過這些外圍開口 273的流動相的外圍流由此與端接頭280中的這些外圍端口 281聯通。該凹座的環形本質意指這些外圍端口 281與這些外圍開口 273的旋轉對齊不是必需的。穿過外圍端口 281的流動相(或從該端口接收的洗脫液)被傳遞到同一外圍徑向區域(或作為洗脫液從該區域流出)并且因此形成該柱的流動相的一部分并且在洗脫液離開柱的情況下優選地聚集并且作為洗脫液的一部分一起進行處理，例如檢測或引導至廢物或送至一個色譜柱的入口用于進一步色譜分離。更典型地，來自這些外圍端口 281的流將被組合在一起并且作為一部分進行處理。然而，應理解來自一個或多個外圍端口的流可以分別進行處理。確實，來自每個外圍端口的流可以分別進行處理。
[0163]在另一方面接頭279中的中心開口 272與該端接頭的中心端口 282處于流體聯通。穿過該端接頭的中心端口 282的流動相(或從該端口接收的洗脫液)因此被傳遞到該柱的中心徑向區域(或作為洗脫液從該區域流出)并且形成在該柱中心處的流動相的一部分并且在洗脫液離開柱的情況下與來自這些外圍端口的洗脫液不同地進行處理。來自中心端口 282的洗脫液包括流動相的部分，在該部分中樣品的這些組分被濃縮且已經進行了更好的分辨并且可以因此在分析型色譜的情況下以增加的S/N和分辨率進行檢測或在制備型色譜的情況下以更大的產率和更純的級分形式進行收集。端口 281、282具有內螺紋表面(陰螺紋)以便接受如以下所描述的用于管道的一個螺紋接頭。可替代地，有可能將這些端口安排成具有一個陽螺紋，例如在一個突出部分上的陽螺紋，用于管道的一個接頭被擰到該陽螺紋上。
[0164]圖6B中的實施例在很大程度上與圖6A中所示的相同，但是代替分流段篩板278，它使用在接頭279內部具有一個單一篩板片278’的一個篩板組件，其中接頭279分別通過它的中心和外圍開口 272和273分開該流。
[0165]圖7圖解一個柱293的一個實例的分解視圖，該柱在它的入口和/或出口處具有一個外螺紋端部分293’，端接頭289被擰到該端部分上，該端接頭具有用于這種連接的一個內螺紋表面。具有如所示的多個篩板零件的一個分流篩板組件290 (參見分解視圖插圖)被推入配合在該柱端的一個部分299上，該部分具有比螺紋部分293’更小的外徑。一旦端接頭289被擰到該柱的末端上，分流篩板組件290被固持在適當位置。在這個實施例中分流篩板組件290包括通過作為一個流動屏障的非多孔PEEK環296彼此分離的一個中心篩板盤295和外圍篩板環294。這些分流篩板段被固持在外部PEEK環接頭297中，該外部PEEK環接頭用作一個推入配合帽以便在該柱的端299上配合。接頭297進一步用環形鋼帶298固定至該柱上，該環形鋼帶夾持PEEK接頭297的圓周。在圖7實施例中，接頭297與圖6中用作流量適配器的接頭279不同。在這個實例中，端接頭289的底面密封篩板組件290的這些非多孔零件(即零件296、297)以便由此保持從篩板段295和294流動的流動相的這些部分流體分離。端接頭289在它的中心具有一個中心端口 292和圍繞它的三個外圍端口291，但是應該理解本發明預期任何數目的外圍端口 291，例如一個或多個外圍端口 291。多個優選的實例可以具有從3至IO個外圍端口，具體地3、4、5、6、7或8個外圍端口。具有3個和6個外圍端口的多個端接頭是良好的實施例。此外，本發明預期任何數目的中心端口(即傳輸來自一個中心徑向區域的一個流的那些端口)，例如一個或多個中心端口。然而，優選地,存在如所示的實施例中的一個中心端口。端接頭中心端口 292徑向地位于該柱的中心區域中并且與中心篩板段295徑向地對齊，并且由此允許該部分流過該中心篩板段。三個外圍端口 291徑向地位于該柱的外圍區域中并且與外圍篩板環294徑向地對齊，由此允許該部分流過該外圍篩板環。端口 291、292具有內螺紋表面以便接受如以下所描述的用于管道的一個螺紋接頭，但再次，外螺紋可以替代地使用。
[0166]圖8A圖解總體上與圖7中所示的那個類似的一個替代篩板組件303和端接頭305的分解視圖。但是在這個實例中，端接頭305具有繞一個中心端口 301的六個外圍端口 302。在圖SB中示出組裝的篩板組件303和端接頭305，該組裝的篩板組件和端接頭已經被剖開以便示出內部的這些組裝的零件的關系。
[0167]圖9圖解圖7中所示的同一四個端口端接頭的剖開側視圖，但是示出連同附接的管道組裝在柱293上。從這個視圖可以更清楚地看出端口 291和292是在從端接頭289的內表面穿過該端接頭的對應通道291’和292’的末端處，該端接頭在它的外表面與篩板組件290處于流體聯通，端口 291、292位于該外表面中。
[0168]具有用于HPLC的標準類型的管道管331通過陽螺紋接頭341安裝到中心端口 292上。也具有標準類型的多個管道管332通過具有與螺紋接頭341相同類型的多個螺紋接頭342安裝到這些外圍端口 291上。螺紋接頭341和342對應地被擰到端口 292和291的通道292’和291’中，這些通道為此目的帶有一個內(陰)螺紋，并且管道管331、332從而是壓縮配合的。應理解在多種其他設計中，該管道可以通過安裝到該端接頭上的一個凸形端口上的一個陰螺紋接頭安裝到這些端口上。端接頭289被緊密地螺紋安裝在柱310的一端上，以使得端接頭289的內表面或底面接觸篩板組件290的端面并且從而使穿過該篩板的流動相的對應中心部分和外圍部分也穿過該端接頭的對應中心通道292’和外圍通道291’。端接頭289的底面密封篩板組件290的這些非多孔零件(即零件296、297)以便由此保持流動穿過篩板段295和294的流動相的這些部分流體分離。
[0169]應理解可以設計本發明的許多另外的實施例以便在該柱出口處提供一個分割的流。
[0170]從以上描述可以看出本發明具有以下極大優點:它可以通過以下方式使用現有常規填充色譜柱來進行實踐:使流動相在入口處分割，例如通過提供具有多個端口的一個入口端接頭，并且優選地使洗脫液流分割，例如通過提供具有多個端口的一個端接頭，以使得來自該柱的不同區域的洗脫液不同地進行處理。有利地，該洗脫液流的分割是在柱上進行，即不是在柱后。本發明可以因此(例如)使用一個常規HPLC系統來進行實踐，其中該洗脫液流的一部分被引導至該檢測器并且另一部分被送至廢物或回收或以另一種方式進行加工。
[0171]在圖10中以流程圖的形式示意性地示出根據本發明的一個分析LC系統的一個實施例。該系統在很大程度上與圖1中所示的常規系統類似，并且相同參考號因此用于指代相同部件。在該柱的入口處，不同之處在于這一種或多種溶劑2經由管線被遞送至一個溶劑遞送系統6，該溶劑遞送系統在這個實例中采用兩個泵。進入的一種或多種溶劑，如果尚未以兩個分開的部分的形式提供至系統6，那么被分成兩部分。該溶劑的第一部分被引導至并且由一個第一泵泵送并且該溶劑的第二部分被引導至并且由系統6內的一個第二泵泵送。這些獨立的泵使能獨立地控制這些部分的流速。這些溶劑經由呈管線6a、6b以及6c形式的流動管線被泵送至柱15。溶劑的第一部分經由一個樣品注入閥8被泵送通過管線6a，其中樣品被引入到該部分溶劑流中。負載有樣品的溶劑的第一部分經由中心入口端口 440’供給至柱15中，該中心入口端口位于該柱的中心軸線上。不含樣品的溶劑的第二部分經由多個外部或外圍入口端口 442’通過管線6b供給至柱15中，這些外部或外圍入口端口環形地圍繞中心入口端口 440’。該入口還具有一個分流篩板組件9’，以使得溶劑的第一部分流動通過篩板的一個中心段并且溶劑的第二部分流動通過環形地圍繞該中心段的篩板的一個外圍段。應理解可以提供所示的實施例的變化形式，例如管線6b還可以具有一個樣品注入閥8并且由此根據需要供應有一定量的樣品。
[0172]另一個不同是在該柱的出口處，其中安裝由參考號411共同指示的一個分流篩板組件和多端口端接頭以使得向外流動的洗脫液如以上所描述分流成至少兩個部分。位于該柱的截面的中心處的一個小的中心引出口端口 440使從該柱的中心區域流出的洗脫液流動至檢測器16中。具有改進的分離度的樣品的多個分離的組分從而由該中心洗脫液流動流攜帶到一個檢測器16中，該檢測器產生一個改進的色譜跡線。在分析型色譜中，這些分離的組分在檢測后被送至廢物接收器18，或可以在檢測過程中被破壞。端接頭411中的多個小的外圍引出口端口 442使從該柱的外圍區域流出的洗脫液流動至廢物接收器18中。然而，在其他實施例中，在外圍流也已經用一定量的樣品負載的情況下，經由多個外圍引出口端口 442從該外圍區域流出的洗脫液本身可以用于分析目的并且因此還可以(例如)通過一個分開的檢測器進行檢測。由于具有比常規柱更高的峰分辨率，所以外圍洗脫液也可以具有比常規系統更大的分析值。在使用其中幾乎不或不具有樣品的外圍流的優選實施例中，經由外圍引出口端口 442從外圍區域流出的洗脫液可以在隨后的色譜輪次中作為流動相再使用。應理解與圖10中所示的那個類似的一種改進的分辨率的系統可以用于制備型色譜，其中來自中心端口 440的樣品被收集在多個級分中，優選地在檢測該樣品的至少一部分之后，與圖1的收集系統類似。在圖10中所示的改進的系統中優選連接一種裝置以便控制和或平衡中心引出口端口 440與外圍引出口端口 442之間的流動相壓力，以便保持最大量的濃縮物質沿著該柱的中心區域向下移動。為此目的，一個流量或壓力調節器450因此可以被連接到來自這些外圍端口 442和/或中心端口 440的一個或多個引出口管線上，優選地如所示來自這些外圍端口 442的引出口管線上。具體地控制溶劑遞送系統6和注入端口或閥8并且控制和接收來自檢測器16的數據的控制和數據收集系統4還控制流量或壓力調節器450，例如響應于來自該檢測器和/或多個流量傳感器的信號反饋。通過主動地管理這些流動管線中的阻力，有可能驅動更過或更少流體通過該中心或外圍通道。
[0173]本發明還可以使替代LC系統能在制備型應用中。在如示意性圖1lA中所示的一個實施例中，從中心引出口端口 440聚集的洗脫液被遞送通過一個檢測器16至一個級分收集裝置455中。然而，從這些外圍引出口端口 442聚集的洗脫液未被遞送通過一個檢測器或至一個級分收集裝置455，而是經由閥446可以被遞送至溶劑遞送系統6用于該溶劑的再使用抑或被保存在一個或多個儲器445(該儲器可以是任何適合的儲器，例如一個捕集器或另外柱)中，該一個或多個儲器與用于第一柱15的樣品注入閥8聯通用于再循環。在一個適當的時間，第一柱15然后可以再次進行負載，此時來自先前一個或多個操作的外圍洗脫的材料(在其中包含樣品的情況下)收集在儲器445中，該材料通過樣品注入閥8被注入到溶劑流中。中心洗脫洗脫液再次進行檢測并且收集在級分收集裝置455中。可以使用色譜加工的多個另外循環直到原始樣品中足夠高的和所希望的比例的總材料在可獲得的色譜的最高水平下進行純化和分級分離，通過每次分開地取得和收集來自中心引出口端口 440的材料。
[0174]圖1lB示意性地示出用于將流動相在由這些箭頭所示的方向上從根據本發明的一個裝置串聯至根據本發明的另一個設備(以此類推)的一種系統。在所示的實施例中，三個LC柱615串聯連接在一起，這三個LC柱各自在它們的入口處具有它們自己的新鮮流動相供應606。應理解在其他實施例中LC柱的數目可以是多于或少于三個。每個柱615在它的入口和出口處具有一個流量分配器以便將進入和離開該柱的流動相的流分流成兩部分:一個中心流部分600和一個外圍流部分602。在所示的實施例中，中心流部分600在每個柱的出口處進行檢測和/或收集在多個級分中。另一方面，外圍流部分602被供給至下一個柱下游的入口中，除了最后柱可以將它的外圍流部分602送至廢物或將它再循環回到串聯中的第一柱，抑或將它送至其他地方。
[0175]實施方式
[0176]以下給出不同實驗和結果的詳細信息以便通過另外實例進一步說明本發明。
[0177]這些實驗是在填充有12 μ m五氟苯基-二氧化硅固定相顆粒的一個100 X 21mm鋼柱上進行。在同一柱上進行測試不同柱硬件配置的所有實驗，其中視情況而定互換頭部接頭。所進行的這些實驗使用:(I)常規柱(單一入口端口和單一出口端口)；(2)具有分割的流出口接頭(4個端口:1個中心端口和3個外圍端口)的常規柱入口接頭(單一入口端口)；以及(3)具有分割的流出口接頭(4個端口:1個中心端口和3個外圍端口)的簾幕流柱入口接頭(4個端口:1個中心端口和3個外圍端口)。將甲苯、丙基苯以及丁基苯注入在一種30/70水/甲醇流動相(250μ L)中用于測試這三種操作模式的性能。結果在以下進行描述。[0178]在圖2中示出通過一個常規柱的活塞流的拋物線本質的圖解并且已經在以上進行了描述。在在此所描述的這些實驗(2)和(3)中，設計該出口端接頭以便分離靠近該柱壁的流的區域與該填充床的中心段中的流的區域。設計該入口端接頭以便將流動相的多個分離流對應地引入到靠近該柱壁的區域和該填充床的中心段中的區域中。用于實驗的這些接頭的設計是圖解于圖7和圖9中。使用這種端接頭，來自該壁區域的洗脫液流經由一個UV檢測器被傳遞到廢物中，而該中心區域是使用一個分開的UV檢測器以一種常規方式單獨地進行分析。
[0179]圖12圖解針對每種操作模式(I)、(2)以及(3)所獲得的三組分混合物的色譜分離。洗脫順序是甲苯、丙基苯并且然后丁基苯。常規色譜模式(I)是通過虛線示出，分割的出口流模式(2)是通過點線示出并且簾幕流模式(3)是通過實線示出。分割的出口流的分流比率是流動相的54%經由這些外圍端口洗脫至廢物中并且剩余部分經由該中心端口進行檢測或收集。簾幕流比率是1:3.5(中心區:簾幕區)。在柱入口處的所有總流率是ISmL/min。在這些分離具有主要顯著性的是與一種正常操作模式(I)相比，針對實驗(3)中的簾幕流注入觀察到靈敏度中的155%增益，以下在表1中詳細說明。
[0180]表1.[0181]
【權利要求】
1.一種用于柱色譜法的設備，該設備包括一個圓柱形的色譜柱，該柱具有一個入口和一個出口，其中該入口被配置成將一個流動相流引入到載有一個樣品的該柱中，從而當該樣品由該流動相攜帶從該入口到該出口縱向前進穿過該柱時該樣品被分離成多個組分，其中該入口進一步被配置成將該流動相的流以獨立可控的至少兩個分開的部分引入到該柱中，并且將這些部分引入到該柱的不同徑向區域中，以使得這些部分在不同的徑向區域中縱向流動穿過該柱。
2.如權利要求1所述的設備，其中每個部分中的樣品濃度或每個部分的流速或這兩者都是獨立可控的。
3.如權利要求1或2所述的設備，其中有待分離的樣品是以比在其他一個或多個部分中更高的濃度包含于這些部分之一中。
4.如權利要求1至3中任一項所述的設備，其中將流動相的一個第一部分引入到該柱的一個中心徑向區域中，并且將流動相的一個第二部分引入到位于該中心徑向區域徑向向外處并且環形地圍繞該中心徑向區域的一個外圍徑向區域中。
5.如權利要求4所述的設備，其中該柱的該中心徑向區域是基本上位于從該入口至該出口貫穿該柱的一條中心軸線上的一個區域。
6.如權利要求4或5所述的設備，其中有待分離的樣品是以比在該第二部分中更高的濃度包含于該第一部分中。
7.如權利要求6所述的設備，其中有待分離的樣品是基本上包含于流動相的該第一部分中。
8.如權利要求4至7中任一項所述的設備，其中流動相的該第二部分限制樣品從該第一部分朝向該柱的一個壁的遷移。`
9.如權利要求4至8中任一項所述的設備，其中這些流動相部分具有基本上相同的流速。
10.如以上權利要求中任一項所述的設備，其中該入口配備有一個篩板組件，該篩板組件被配置成將該流動相分割成至少兩個分開的部分。
11.如權利要求10所述的設備，其中該篩板組件包括至少兩個分開的篩板段，這些篩板段通過一個流動屏障來分開。
12.如任何以上權利要求所述的設備，其中該柱在該入口處具有一個入口流量分配器以便在其中分開的通道中輸送該流動相的至少兩個分開的部分。
13.如權利要求12所述的設備，其中該入口流量分配器是在使用中安裝到該柱的入口端上的一個分開的零件。
14.如權利要求12或13所述的設備，其中該入口流量分配器包括具有至少一個通道的一個第一組和具有至少一個通道的一個第二組，該第一組被安排以使得在使用中該第一組位于該柱的一個第一徑向區域中以便輸送流動相的一個第一部分到該柱的一個第一徑向區域，該第二組被安排以使得在使用中該第二組位于該柱的一個第二徑向區域中以便輸送流動相的一個第二部分到該柱的一個第二徑向區域。
15.如權利要求14所述的設備，其中該第一組所位于的該柱的該第一徑向區域是一個中心徑向區域并且該第二組所位于的該柱的該第二徑向區域是位于該中心徑向區域徑向向外處的一個外圍徑向區域。
16.如權利要求14或15所述的設備，其中該入口流量分配器包括在該第一組中的一個中心通道和在該第二組中的從三至十個外部通道。
17.如從屬于權利要求7或8中任一項的權利要求12至16中任一項所述的設備,其中該入口流量分配器在使用中與該篩板組件的一個或多個非多孔零件相接觸，以使得該篩板組件的該一個或多個非多孔零件在該篩板與流量分配器之間提供一種密封，從而使流動相流的相鄰部分彼此密封。
18.如任何以上權利要求所述的設備，其中該流動相作為一個洗脫液流離開該柱以便作為一個單一部分進行處理。
19.如權利要求18所述的設備，其中該洗脫液流通過一個單個出口端口離開該柱。
20.如權利要求1至17中任一項所述的設備，其中該流動相作為一個洗脫液流離開該柱并且該出口被配置成隨著該洗脫液流通過該出口離開該柱時將該洗脫液流分流成至少兩個分開的洗脫液部分。
21.如權利要求20所述的設備，其中該設備被配置成分開地處理這些洗脫液部分。
22.如權利要求21所述的設備，其中該出口被配置成將該洗脫液流的一個第一部分引導至一個第一處理裝置中并且將該洗脫液流的一個第二部分引導至與該第一處理裝置分開的一個第二處理裝置中。
23.如權利要求20至22中任一項所述的設備，其中洗脫液的該至少兩個分開的部分從該柱的不同徑向區域流出。
24.如權利要求23所述的設備，其中當流動相的這些分開的部分通過該入口引入時，洗脫液的該至少兩個分開的部分從該柱的基本上相同的徑向區域流出。
25.如權利要求23或24所述的設備，其中洗脫液的一個第一部分從該柱的一個中心徑向區域流出，并且洗脫液的一個第二部分從位于該中心徑向區域的徑向向外處的一個外圍徑向區域流出。
26.如權利要求20至25中任一項所述的設備，其中洗脫液的一部分是按體積計總洗脫液的50%或更少、45%或更少、40%或更少、35%或更少、30%或更少、25%或更少、20%或更少、15%或更少、10%或更少、或5%或更少。
27.如權利要求20至26中任一項所述的設備，其中該出口配備有一個篩板組件，該篩板組件被配置成將該洗脫液流分流成該至少兩個分開的部分。
28.如權利要求27所述的設備，其中該篩板組件包括至少兩個分開的篩板段，這些篩板段通過一個流動屏障來分開。
29.如權利要求28所述的設備，其中該篩板包括至少一個徑向中心篩板段、圍繞該至少一個中心篩板段的一個流動屏障以及圍繞該至少一個中心篩板段并且通過該流動屏障自其分離的至少一個徑向外部篩板段。
30.如權利要求20至29中任一項所述的設備，其中該柱在該出口處具有一個出口流量分配器以便在其中分開的通道中輸送該洗脫液流的該至少兩個分開的部分。
31.如權利要求30所述的設備，其中該出口流量分配器是在使用中安裝到該柱的出口端上的一個分開的零件。
32.如權利要求30或31所述的設備，其中該流量分配器包括具有至少一個出口通道的一個第一組和具有至少一個出口通道的一個第二組，該第一組被安排以使得在使用中該第一組位于該柱的一個第一徑向區域中以便輸送洗脫液的一個第一部分，該第二組被安排以使得在使用中該第二組位于該柱的一個第二徑向區域中以便輸送洗脫液的一個第二部分。
33.如權利要求32所述的設備，其中該具有至少一個出口通道的第一組所位于的該柱的該第一徑向區域是一個中心徑向區域并且該具有至少一個出口通道的第二組所位于的該柱的該第二徑向區域是位于該中心徑向區域徑向向外處的一個區域。
34.如權利要求32或33所述的設備，其中該流量分配器包括在該第一組中的一個中心出口通道和在該第二組中的從三至十個外部出口通道。
35.如從屬于權利要求25至27中任一項的權利要求32至34中任一項所述的設備,其中該流量分配器在使用中與該篩板組件的一個或多個非多孔零件相接觸，以使得該篩板組件的一個或多個非多孔零件在該篩板與流量分配器之間提供一種密封，從而使洗脫液流的相鄰部分彼此密封。
36.如權利要求20至35中任一項所述的設備，其中該設備包括一個檢測器，該檢測器被安排成與其他一個部分或多個部分分開地檢測該洗脫液的至少一部分。
37.如權利要求20至36中任一項所述的設備，其中該設備包括一個級分收集器，該級分收集器被安排成與該其他一個部分或多個部分分開地收集該洗脫液的至少一部分的級分。
38.如權利要求36或37所述的設備，其中該檢測器或級分收集器被安排成分開地檢測或收集已經從 該柱的一個中心徑向區域流出的洗脫液的一部分的級分。
39.如權利要求20至38中任一項所述的設備，其中該設備被配置成將一個或多個部分送至一個廢物接收器或至一個LC柱的入口。
40.如權利要求20至39中任一項所述的設備，其中洗脫液的這些部分中的一個從一個外圍徑向區域流出并且基本上不含已經被分離成多個組分的樣品。
41.如權利要求40所述的設備，其中該設備被配置成在其他色譜法中再使用洗脫液的從一個外圍徑向區域流出的部分。
42.如權利要求20至40中任一項所述的設備，其中該設備包括用于分開地處理洗脫液的該至少第一和第二部分的至少第一和第二處理裝置，其中該第一和第二處理裝置各自獨立地包括以下各項中的一項或多項:檢測器、廢物儲器、級分收集器以及柱入口。
43.如任何以上權利要求所述的設備，其中該柱是用于選自以下各項的分析型色譜法的一個柱:高效液相色譜法(HPLC)、超高效液相色譜法(UHPLC)、多維或二維高效液相色譜法(MDHPLC或2DHPLC)、快速柱色譜法、快速蛋白質液相色譜法(FPLC)以及超臨界流體(SCF)色譜法。
44.如任何以上權利要求所述的設備，其中該柱是用于制備型色譜法的一個柱。
45.一種用于柱色譜的方法，該方法包括:為圓柱形色譜柱的一個入口提供流動相的獨立可控的至少兩個分開的部分，該至少兩個分開的部分中的至少一個含有有待分離成多個組分的一種樣品；將流動相的該至少兩個分開的部分引入到該柱的不同徑向區域中；使流動相的這些部分在這些不同徑向區域中從該柱的該入口至該柱的一個出口縱向流動穿過該柱，以便使該樣品分離成多個組分。
46.如權利要求45所述的方法，其中每個部分中的樣品濃度或每個部分的流速或這兩者都是獨立可控的。
47.如權利要求45或46所述的方法,其中這些部分中的一個以比在其他一個或多個部分中更高的濃度包含該樣品。
48.如權利要求45至47中任一項所述的方法，包括將流動相的一個第一部分引入到該柱的一個中心徑向區域中，并且將流動相的一個第二部分引入到位于該中心徑向區域徑向向外處并且環形地圍繞該中心徑向區域的一個外圍徑向區域中。
49.如權利要求48所述的方法，其中該有待分離的樣品是以比在該第二部分中更高的濃度包含于該第一部分中。
50.如權利要求49所述的方法，其中該有待分離的樣品是基本上包含于流動相的該第一部分中。
51.如權利要求48至50中任一項所述的方法，其中流動相的該第二部分限制樣品從該第一部分朝向該柱的一個壁的遷移。
52.如權利要求45至51中任一項所述的方法，其中這些流動相部分具有基本上相同的流速。
53.如權利要求45至52中任一項所述的方法，包括向該入口提供一個篩板組件，該篩板組件被配置成將該流動相分割成至少兩個分開的部分。
54.如權利要求53所述的方法，其中該篩板組件包括至少兩個分開的篩板段，這些篩板段通過一個流動屏障來分離。
55.如權利要求45至54中任一項所述的方法,包括向該柱提供一個入口流量分配器以便在其中分開的通道中輸送該流動相的該至少兩個分開的部分。
56.如權利要求55所述的方法，其中該入口流量分配器是在使用中安裝到該柱的入口端上的一個分開的零件。`
57.如權利要求55或56所述的方法，其中該入口流量分配器包括具有至少一個通道的一個第一組和具有至少一個通道的一個第二組，該第一組被安排以使得在使用中該第一組位于該柱的一個第一徑向區域中以便輸送流動相的一個第一部分到該柱的一個第一徑向區域，該第二組被安排以使得在使用中該第二組位于該柱的一個第二徑向區域中以便輸送流動相的一個第二部分到該柱的一個第二徑向區域。
58.如權利要求57所述的方法，其中該第一組所位于的該柱的該第一徑向區域是一個中心徑向區域并且該第二組所位于的該柱的該第二徑向區域是位于該中心徑向區域徑向向外處的一個外圍徑向區域。
59.如權利要求57或58所述的方法，其中入口流量分配器包括在該第一組中的一個中心通道和在該第二組中的從三至十個外部通道。
60.如權利要求45至59中任一項所述的方法，其中該流動相作為一個洗脫液流離開該柱以便作為一個單一部分進行處理。
61.如權利要求60所述的方法，其中該洗脫液的流通過一個單個出口端口離開該柱。
62.如權利要求45至59中任一項所述的方法，其中該流動相作為一個洗脫液流離開該柱并且該出口被配置成隨著該洗脫液流通過該出口離開該柱時將該洗脫液流分流成至少兩個分開的洗脫液部分。
63.如權利要求62所述的方法，其中該設備被配置成分開地處理這些洗脫液部分。
64.如權利要求62或63所述的方法，其中洗脫液的該至少兩個分開的部分從該柱的不同徑向區域流出。
65.如權利要求64所述的方法，其中當流動相的這些分開的部分通過該入口引入時，洗脫液的該至少兩個分開的部分從該柱的基本上相同的徑向區域流出。
66.如權利要求64或65所述的方法,其中洗脫液的一個第一部分從該柱的一個中心徑向區域流出，并且洗脫液的一個第二部分從位于該中心徑向區域徑向向外處的一個外圍徑向區域流出。
67.如權利要求62至66中任一項所述的方法,其中該出口配備有一個篩板組件，該篩板組件被配置成將該洗脫液流分流成該至少兩個分開的部分。
68.如權利要求62至67中任一項所述的方法，其中該柱在該出口處具有一個出口流量分配器以便在其中分開的通道中輸送該洗脫液流的該至少兩個分開的部分。
69.如權利要求68所述的方法，其中該出口流量分配器包括具有至少一個出口通道的一個第一組和具有至少一個出口通道的一個第二組，該第一組被安排以使得在使用中該第一組位于該柱的一個第一徑向區域中以便輸送洗脫液的一個第一部分，該第二組被安排以使得在使用中該第二組位于該柱的一個第二徑向區域中以便輸送洗脫液的一個第二部分。
70.如權利要求69所述的方法，其中該出口流量分配器的這些通道基本上是在與一個入口流量分配器的通道相同的徑向位置上，該入口流量分配器是設置在該柱的該入口處。
71.如權利要求69或70所述的方法，其中該具有至少一個出口通道的第一組所位于的該柱的該第一徑向區域是一個中心徑向區域并且該具有至少一個出口通道的第二組所位于的該柱的該第二徑 向區域是位于該中心徑向區域徑向向外處的一個區域。
72.如權利要求62至71中任一項所述的方法，其中該設備包括一個檢測器，該檢測器被安排成與其他一個部分或多個部分分開地檢測該洗脫液的至少一部分；和/或一個級分收集器，該級分收集器被安排成與其他一個部分或多個部分分開地收集該洗脫液的至少一部分的級分。
73.如權利要求72所述的方法，其中該檢測器或級分收集器被安排成分開地檢測或收集已經從該柱的一個中心徑向區域流出的該洗脫液的一部分的級分。
74.如權利要求62至71中任一項所述的方法，其中洗脫液的這些部分中的一個從一個外圍徑向區域流出并且基本上不含已經被分離成多個組分的樣品。
75.如權利要求74所述的方法，包括在其他色譜法中再使用洗脫液的從該外圍徑向區域流出的部分。
【文檔編號】B01D15/14GK103687654SQ201280025663
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年5月21日 優先權日:2011年5月26日
【發明者】H·里奇, R·A·夏利克 申請人:賽默電子制造有限公司, 西悉尼大學