[發(fā)明專利]流路切換閥、使用該切換閥的高效液相色譜儀及分析方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710087359.7
• 申請日: 2007-03-14
• 公開（公告）號: CN101063495A
• 公開（公告）日: 2007-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 巖田庸助
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社島津制作所
• 主分類號: F16K11/074
• 分類號: F16K11/074;G01N30/02
• 代理公司: 北京中原華和知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 壽寧;張華輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種對樣品中的各種化合物進行分離分析的高效液相色譜儀(High?Performance?Liquid?Chromatography)及其分析方法，以及其所使用的流路切換閥。

背景技術(shù)

對于生命科學(xué)(Life?Science)領(lǐng)域中用來確定蛋白質(zhì)或肽等的構(gòu)造的質(zhì)量分析計而言，為使其靈敏度變?yōu)樽钸m，需要在成為其前驅(qū)階段的HPLC(高效液相色譜儀)中使流量變得極低。

通常，對于普通的分析中所使用的HPLC而言，一般來說是向內(nèi)徑為4.6mm左右的柱(column)中輸入流動相為1mL/min左右的液體來進行分析的，然而，對于質(zhì)量分析計而言，向內(nèi)徑為0.3mm左右的柱中輸入流量為5μL/min左右的液體的微米級(Micro)HPLC逐漸普及，而且，向內(nèi)徑為0.075mm的柱中輸入流動相為200nL/min左右的液體的納米級(Nano)HPLC也正逐漸趨于商品化。

在使用此種極低流量HPLC進行分析的情形下，有時會因系統(tǒng)內(nèi)的容量(約100μL)而導(dǎo)致樣品在分析過程中擴散，從而可能有損質(zhì)量分析計的靈敏度。因此，使用自動進樣器或手動進樣器(manual?injector)將樣品注入系統(tǒng)內(nèi)后，使樣品吸附于與流路切換閥連接的陷柱內(nèi)而予以濃縮。此后，切換流路切換閥，將分析用流動相液體輸入到陷柱內(nèi)，使吸附于陷柱(trap?column)上的樣品自陷柱脫離，用后段的分析柱進行分離，最終利用質(zhì)量分析計進行質(zhì)量分祈。

極低流量HPLC所使用的流路切換閥，因與上述相同的理由，也使用內(nèi)部容量較小的流路切換閥。在流路切換閥中，一般來說，主要的構(gòu)成部件是用于固定流路切換閥的配管的外罩蓋、通過旋轉(zhuǎn)來切換流路的轉(zhuǎn)子、以及位于兩者間用于保持液密性的定子。在極低流量HPLC中，為減少閥的內(nèi)容量，一般使用使定子及外罩蓋成為一體的流路切換閥。

圖3是使用通常的流路切換閥的HPLC流路圖，其中圖3(A)表示濃縮樣品時的流路，圖3(B)表示分析樣品時的流路。

流路切換閥21的各端口(port)，分別經(jīng)過流路后連接于：用于濃縮樣品的陷柱5、將樣品注入泵7與陷柱5之間的流路中的樣品注入部9、為分離已由陷柱5濃縮的成分而輸送分析用流動相液體的分析用輸液泵11、以及分離已由陷柱5濃縮的成分的分析柱13。在分析柱13的下流連接有檢測器14。

在流路切換閥21的轉(zhuǎn)子上，形成有三個圓周狀的轉(zhuǎn)子槽21a～21c，如圖3(A)、圖3(B)所示，通過將轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)60°，可切換轉(zhuǎn)子槽與所對應(yīng)的端口的組合，從而可實行樣品濃縮及樣品分離·分析。

發(fā)明內(nèi)容

在流路切換閥21中，對于連接陷柱5與閥21的配管，可使用內(nèi)徑為25μm、長度為50mm左右的配管，若加上入口及出口的容量則配管容量為50nL左右。

另外，轉(zhuǎn)子槽21a～21c的節(jié)(pitch)圓之半徑為5mm，寬度為0.1mm、深度為0.1mm左右，其轉(zhuǎn)子槽容量為10nL。而且，定子流路的內(nèi)徑為0.1m、長度為1mm，其容量為15nL。因此，兩個端口間的內(nèi)部容量為25nL，加上配管容量(50nL)則為75nL左右。

而且，對于陷柱5而言，是使用內(nèi)徑為200μm、長度為30mm左右的填充柱等，系統(tǒng)容量(75nL)與陷柱容量的合計容量約為1μL。

如圖3(A)所示，樣品濃縮時陷柱5內(nèi)的內(nèi)部壓力為1MPa左右，然而于使用納米級LC進行分析的情形下，利用分析用輸液泵11來送液后分析柱13所受的壓力為5MPa左右。

如圖3(B)所示，樣品濃縮結(jié)束后流路切換閥21切換為樣品分析時，由于陷柱5內(nèi)的壓力(1MPa)，使得分析用輸液泵11的壓力(5MPa)急劇下降。

此時，由于流路切換閥21的切換沖擊，在分析柱13內(nèi)的壓力急劇下降，從而自分析用輸液泵11輸送流動相的液體時變得不流暢，影響保持時間的再現(xiàn)性。

因此，本發(fā)明的目的為，提供一種能夠在切換流路時不會因壓力變化而產(chǎn)生沖擊的流路切換閥、以及使用該流路切換閥的高效液相色譜儀。

本發(fā)明的流路切換閥，通過形成有多個轉(zhuǎn)子槽的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，來切換與轉(zhuǎn)子槽連接的端口，其特征在于：所述轉(zhuǎn)子槽中有一個是具備能夠同時連接三個端口的長度的長轉(zhuǎn)子槽，其中所述長轉(zhuǎn)子槽的長度大于其它所述轉(zhuǎn)子槽的長度，使得所述轉(zhuǎn)子在所述長轉(zhuǎn)子槽連接三個端口、僅連接所述三個端口中的相鄰的兩個端口、與僅連接所述三個端口中的相鄰的另兩個端口時的這三個位置之間切換。