CN115267036A - 使用柱反向冲洗的lc系统和方法 - Google Patents

Abstract

本文公开了一种液相色谱(LC)系统100，所述LC系统100包括：至少一个流体流11、12、13，所述至少一个流体流11、12、13包括至少一个HPLC柱；下游阀20，所述下游阀20连接至所述至少一个流体流11、12、13且经由阀‑至‑检测器导管30可连接至检测器60，其中所述至少一个流体流11、12、13经由所述下游阀20可连接至所述阀‑至‑检测器导管30，且其中所述LC系统100进一步包括下游泵40，所述下游泵40流体地连接至所述下游阀20并且经由所述下游阀20可连接至所述至少一个流体流11、12、13，以便进行反向冲洗并从而清洁所述至少一个HPLC柱。本文也公开了一种相应的自动化LC方法。

Description

使用柱反向冲洗的LC系统和方法

技术领域

本公开涉及一种包括液相色谱柱反向冲洗的自动化液相色谱系统和方法。

背景技术

自动化体外诊断分析仪在临床实验室和医院环境很普遍。由于新增的功能性和增大的样品处理量，这些装置已变得越来越复杂。因此，在多个装置部件中可能发生错误和故障，增加了分析仪效率下降和/或测量结果可靠性降低的可能性。特别地，人们对在临床实验室中实施质谱法(更具体地说，与质谱法结合的液相色谱(LC))以进行体外诊断越来越感兴趣，在涉及到自动化时，这增加了复杂性和技术挑战。

施加在系统特别是LC系统中某些部件的繁重工作量可能会需要频繁的维护程序。

特别地，随着样品注射量的增加，主要因为柱头处的颗粒堆积，HPLC柱可能会经历其性能的持续衰减，导致本底增加、保留时间改变、柱寿命缩短、成本增加、需要频繁维护等。

对HPLC柱进行反向冲洗可以实现更高的样品处理量、更多的运行时间、更少的维护、更低的成本、更高的数据质量和更长的持续校准。这通常通过手动地将柱从流动系统断开连接并将柱的出口侧重新连接到流动入口来完成，以反转通过柱的流动方向，但是为了不污染检测器，从柱流出的液体流通常被引导至废物。对于每根柱而言，在以具有正确流动方向的原始取向重新连接柱之前，这种手动操作程序可能需要15-20分钟或更长时间，接下来需要进行再平衡和质量控制。

这种手动操作程序费力、费时且需要外部维修人员或实验室技术人员进行干预，在此期间，分析仪或其部件可能无法使用，而且会产生额外成本以及引入发生错误和故障甚至系统损坏的风险。

发明内容

在上述背景下，本公开的实施例提供了相对于现有技术的某些非显而易见的优点和进步。特别地，发明人已经认识到对包括柱反向冲洗的LC系统和方法进行改进的需要。

虽然本公开的实施例不限于特定的优点或功能性，应注意的是本公开提供了一种LC系统和方法，除了其他功能之外，该系统和方法还可以实现自动化HPLC柱反向冲洗，从而保证系统的持续分析性能和HPLC柱寿命的延长，不需要人工干预，并因此提高用户便利性。其他优点如下：最小化系统故障时间，降低成本，消除错误、故障和系统损坏的风险。

特别地，本文公开的液相色谱(LC)系统包括：至少一个流体流，该至少一个流体流包括至少一个HPLC柱；下游阀，该下游阀连接到该至少一个流体流且经由阀-至-检测器导管可连接到检测器，其中该至少一个流体流经由下游阀可连接到阀-至-检测器导管。LC系统进一步包括下游泵，该下游泵流体地连接到下游阀且经由下游阀可连接到该至少一个流体流，以便进行反向冲洗并从而清洁该至少一个HPLC柱。

“液相色谱或LC”是一种分析过程，其使样品注入器所注入的样品通过LC柱进行色谱分离以便例如将目标分析物与基质成分分离，该基质成分例如是在样品制备后剩余的基质成分，其仍可能干扰后续检测例如质谱检测，和/或以便将目标分析物彼此分离，以便对其进行单独检测。“高效液相色谱”或HPLC、“超高效液相色谱”或UHPLC、“微型液相色谱”或μLC和“小口径液相色谱”或小口径LC是在压力下执行的液相色谱的形式。

“液相色谱系统或LC系统”是用于进行液相色谱分析的分析器件或分析器件中的模块或单元。LC系统可具体化为具有一个流体流的单通道系统或具有多个流体流的多通道系统，该系统可包括一个或多个并联和/或串联布置的LC柱。LC系统还可包括诸如进样器、阀、液体源、流体连接件和部件的元件(例如，用于混合液体、液体脱气、液体回火等)、一个或多个传感器(诸如压力传感器、温度传感器等)，以及特别地至少一个LC泵。该列表并不详尽。

根据实施例，检测器可以是经由电离源连接到阀-至-检测器导管的质谱仪。然而，检测器可以是除质谱仪以外的其他仪器，诸如，光学检测器(例如，UV或荧光检测器)、阻抗检测器、电导率检测器等。

根据实施例，LC系统可以被构造为一种分析模块，其被设计来制备用于质谱分析的样品和/或将制备好的样品转移到质谱仪，特别是用于在质谱仪检测之前分离目标分析物。具体地，通常，在LC运行期间，质谱仪可被设置为扫描特定的质量范围。LC/MS数据可通过将单个质量扫描中的离子电流相加，并将“总计”离子电流绘制为强度点与时间的关系图来表示。所得曲线图看起来像带有分析物峰的HPLC-UV痕迹。

“流体流”是一种流体路径，通过该流体路径，液体可以流动；特别地，通过该流体路径，来自样品注射点的样品可以转移到检测器(例如，转移到质谱仪或其他检测器)；并且通过该流体路径，样品可以经历色谱过程。通过该流体流的不同部分的流体连接可以是不连续的。这是因为流体流可包括诸如开关阀之类的元件，该元件可建立替代连接并在不同时间调节流体流的不同部分之间的流体流动。流体流可以包括至少一个LC柱。该至少一个LC柱可以是可互换的。特别地，LC系统可包括比流体流更多的LC柱，其中多个LC柱可以是可选择的，例如可互换地耦接至同一流体流。毛细管也可用来绕过LC柱。流体流可包括多个子流。

特别地，根据本公开的一个或多个实施例，LC系统可以包括连接到下游阀的多个流体流，以用于一次将来自一个流体流的流引导至检测器。

“LC柱”可指用于执行色谱性质的分离的柱、筒、毛细管等中的任一种。柱通常填充或装载有固定相，通过该固定相泵送流动相，以便在所选择的条件下(例如，根据目标分析物的极性或log P值、尺寸或亲和力，如众所周知的那样)捕集和/或分离和洗脱和/或转移目标分析物。该固定相可为微粒状或珠状或多孔整料。然而，术语“柱”也可指未填充或装载有固定相而是依赖于内毛细管壁或几何结构的表面积来实现分离的毛细管或通道。柱阵列色谱提供了一个实例，其中分离床是通过蚀刻掉固体硅晶片上的间隙体积而形成的，留下柱阵列。通过使用限制峰分散的优化流量分配器串联床段，可以将所得通道折叠到较小的占位面积上。这将创建一个固定相支撑结构，该结构以可重现的有序模式进行组织。

LC柱可与一个或多个其他LC柱互换和/或并行或顺序操作。LC柱可以例如是快速捕集和洗脱LC柱(或简称“捕集柱”)、HPLC柱或UHPLC柱等，且可以是任何尺寸的柱，包括微型LC柱和小口径LC柱、或柱阵列LC柱。在捕集柱的情况下，可以选择固定相，其保留目标分析物，而任何盐类、缓冲剂、洗涤剂和其他基质成分都不会被保留并会被洗去。在此过程之后，通常是用不同的流动相或溶剂梯度洗脱分析物，例如，在反向冲洗模式下。视分析物而定，在某些情况下可以分离一些分析物。另一方面，如果分析物具有相同的质量(同重元素)和/或在多反应监测(MRM)中子离子光谱重叠，当涉及到质谱时，更广泛的色谱分离是可取的。在这种情况下，在HPLC或UHPLC柱中进行分离可能是有利的。

为了本公开的目的，该至少一个流体流包括至少一个HPLC柱(为简单起见，其中术语“HPLC”也可以包括UHPLC或其他如μ-LC和小孔径柱的高性能柱)，该至少一个HPLC柱不同于快速捕集和洗脱LC柱，在分析运行期间通常不会经历反向冲洗，并且通常需要通过以下方式进行手动干预：将柱断开连接，通过以反向取向重新连接柱来反转流动方向，以及将流引导至废物而非检测器以便对柱进行反向冲洗实现洗涤柱这个唯一的目的。

“液相色谱泵或LC泵”是一种高压泵，其压力容量可能会有所不同，但可通过LC通道产生一致且可重现的体积流量。HPLC中的压力通常可高达60MPa或约600个大气压，而UHPLC和μ-LC系统已开发用于在甚至更高的压力下工作(例如高达140MPa或约1400个大气压)，因此在LC柱中能够使用小得多的粒径(<2μm)。LC泵可以配置为二元泵或甚至四元泵，例如，在需要通过逐渐改变多达四种洗脱溶剂之间的比率来使用洗脱梯度的情况下。

根据一个实施例，LC泵可产生60MPa至140MPa(通常75MPa至100MPa，并且更通常地80MPa)的压力。

根据一个实施例，LC泵可配置为以1μl/min和500μl/min之间或更大的流速(通常高达1500μl/min)操作，并且更通常地以100μl/min至300μl/min之间的流速和例如约±5％或更小的精度操作。

LC泵可包括多于一个的泵头。例如，二元泵包括两个泵头，并且每个泵头通常包括初级泵头和次级泵头，它们彼此协作以泵送液体同时保持泵头内的液体压力大约恒定。特别地，初级泵头和次级泵头中的每一个通常是注射器状泵，其包括具有内壁表面的注射器状圆柱体和可平移穿过圆柱体的推杆塞，该推杆塞平移穿过圆柱体时在内壁表面和推杆塞之间留有空隙。

关于流体流的术语“液体”是指常用于液相色谱中的液体，例如用作溶剂或所用溶剂的混合物，例如用作流动相或洗脱液(洗脱溶剂)，并且是本领域已知的。

“下游泵”是至少在功能方面不同于LC泵的辅助泵，可能是多功能泵，包括至少对至少一个HPLC柱进行反向冲洗以便将其清洁的功能。另一可能功能是促进和加速在阀-至-检测器导管内的液体交换。总的来说，与LC泵相比，下游泵是低压且高容积(高流速)泵，流体地连接到下游阀。通常地，根据本公开，下游泵也是低精度泵，因而与LC泵相比，它具有更简单的结构和更低的价格。根据本公开的实施例，下游泵是正压泵。经由流体选择阀可以使用适合于产生正压以便主动从通过在反向冲洗中的该至少一个HPLC柱和/或通过阀-至-检测器导管的液体源中抽取洗涤液或流动相的任何泵，例如，膜式泵/隔膜泵、单柱塞高速泵、注射器活塞泵、齿轮泵等。根据实施例，正压和主动抽取可以通过向连接到上游进气阀的密封液体容器中施加气动压力(例如通过压缩气体，例如通过氮源)来实现。

根据实施例，下游泵被配置成通过HPLC柱和/或阀-至-检测器导管以高于流体流的流速(例如，高数倍，例如，5倍、10倍、20倍或更高)抽取洗涤液。例如，如果是通常流速约为1μL/min的μ-LC，洗涤泵流速为5μL/min已经比较有利了。如果流体流的流速约为100μL/min，下游泵的有效流速可以约为500μL/min至1000μL/min或更高。根据一些实施例，下游泵的流速高达5000μL/min是可能的。流速可以是变化的，这取决于洗涤液是否被引导至HPLC柱或阀-至-检测器导管。

“洗涤液”可以是适合于洗掉并最终溶解在多次样品注射周期中堆积在HPLC柱头的颗粒物、吸附的基质成分等的液体。洗涤液可以是适合于洗掉并最终溶解来自于阀-至-检测器导管的样品的最终痕迹、同时还与所使用的检测器兼容(例如质谱仪)的液体。洗涤液可以与用于色谱分析的洗脱溶剂相同或相似，这取决于柱的类型、或样品的类型以及通过柱的分析物可能是不同的。例如，对于通常使用反相色谱的分析物，适合的溶剂可以是有机溶剂，如甲醇、乙腈、四氢呋喃、和/或异丙醇。这些溶剂也可以相互混合和/或与水混合。酸性或碱性添加剂可以加入以调节pH。常用的添加剂可以包括甲酸、甲酸铵、乙酸铵等。例如，对于通常使用正常相色谱的分析物，适合的溶剂可以包括如己烷、与极性有机溶剂(诸如乙酸乙酯)混合的庚烷、氯仿或2-丙醇。洗涤液可以相同或不同，分别用于对HPLC柱进行反向冲洗和用于洗涤阀-至-检测器导管，这取决于HPLC柱。

术语“阀”是指控制、重定向、限制或截断流的流量调节装置，特别是LC开关阀，即控制连接到孔的元件之间的流量的多孔阀。这通常是通过移动一个或多个阀导管以切换不同元件之间的通信来实现的。元件可经由另外的导管(如管道、管、毛细管、微流通道等)以及且通过配件(如螺钉/螺母和套圈)或替代的液密密封件流体地连接到孔，例如，通过夹紧机构保持在适当的位置。LC开关阀通常能够允许液体压力达到用于HPLC或更高的数量级。

特别地，“下游阀”是沿HPLC柱到检测器的法向方向相对于该至少一个HPLC柱位于下游的LC开关阀。下游阀可包括用于每个流体流的孔、用于阀-至-检测器导管的孔、一个或多个下游泵孔以及一个或多个废物孔。

根据实施例，下游阀具有内径小于0.6mm(通常在约0.5mm至0.2mm之间、更通常约0.4mm、甚至更通常约0.25mm)的内阀导管。然而，内阀导管可以具有在通常使用范围内的其他直径。

根据实施例，下游阀具有约500ms或更少的标准开关时间。但开关时间也可以长于500ms。

根据实施例，LC系统包括另选地经由下游阀可连接到阀-至-检测器导管的多个流体流。

根据实施例，下游泵经由下游阀也可连接到阀-至-检测器导管，以便洗涤阀-至-检测器导管。

根据实施例，下游泵被构造为连接到两个连续流体流之间的阀-至-检测器导管，以便在来自后续流体流的液体进入该阀-至-检测器导管之前洗涤来自从该阀-至-检测器导管流出的先前流体流中的液体。

根据实施例，下游泵经由洗涤选择阀连接到下游阀，其中洗涤选择阀被构造为另选地经由下游阀连接到该至少一个流体流中的任何一个并连接到阀-至-检测器导管。

“洗涤选择阀”是位于下游泵和下游阀之间的LC开关阀，且包括下游泵入口孔、每个被反向冲洗的流体流的洗涤出口孔，其中出口孔和相应的流体流之间的流体连接是经由下游阀进行的，且最终经由下游阀可连接到阀-至-检测器导管的一个废物出口孔进行的。

根据实施例，洗涤选择阀经由流体地连接到下游阀的相应三通阀可连接到该至少一个流体流，该三通阀包括洗涤选择阀入口孔，下游阀出口孔和废物出口孔。

LC系统可包括控制器，该控制器被配置成以规则时间和/或在检测到该至少一个流体流中压力上升至预定阈值以上时和/或在检测到性能降低至预定阈值以下时自动反向冲洗该至少一个HPLC柱，例如，通过在使用该至少一个HPLC柱时监测如信号背景增加、分析物保留时间变化、峰形改变等数据。

根据实施例，控制器被进一步配置成通过控制下游阀、洗涤选择阀、三通阀中的任一个或多个来管理：流体流-检测器连接时间，即该至少一个流体流与阀-至-检测器导管之间的连接时间；下游泵-检测器连接时间，即下游泵与阀-至-检测器导管之间的连接时间；以及下游泵-流体流连接时间，即该至少一个流体流与下游泵之间的连接时间。

根据实施例，流体流-至-检测器连接时间是固定的且对于每个流体流是相同的。另外，下游泵-至-检测器连接时间是固定的且是流体流-至-检测器连接时间的一部分，从而至少暂时按固定的速度进行持续开关操作。如果下游泵-至-检测器连接时间是流体流-至-检测器连接时间的20％或更少(通常10％或更少、或更通常5％或更少)，这可能特别有利于下游泵在例如流速和/或洗涤液等方面的条件进行调整，以最小化下游泵-至-检测器连接时间。按绝对值计算，下游泵-至-检测器连接时间可以短至几秒，通常5s或更少、更通常3s或更少。

如本文中所使用的，术语“控制器”可以是指中央处理单元(如微处理器)、微控制器、精简指令电路(RISC)、专用集成电路(ASIC)、逻辑电路以及能够执行本文所述功能/方法的任何其他电路或处理器。

控制器可集成到分析系统中，或者可以是经由有线或无线的直接连接或经由网络接口装置有线或无线地间接地通过通信网络(例如广域网，例如互联网或卫生保健提供者的局域网或内网)与分析系统通信的独立逻辑实体。在一些实施例中，处理器可与数据管理单元形成一体，例如在计算装置(诸如台式计算机、便携式电脑、智能手机、平板电脑、PDA等)上实现。该处理器可由服务器计算机组成，和/或跨/在多个分析系统之间分布/共享。此外，分析系统可包括经由有线或无线(例如，红外、蜂窝、

)与控制器进行通信的、或经由远程PC/服务器或基于云的系统进行通信的远程装置、服务器和基于云的元件。控制器还可构造成控制分析系统，以使工作流程和工作流程步骤由分析系统进行。特别地，处理器可以与调度器和/或数据管理器通讯和/或协同操作，以便将传入的测试命令和/或接收的测试命令以及与执行测试命令相关联的大量预定过程操作纳入考虑并结合管理不同连接时间和阀的开关。

根据本公开的另一实施例，本文还公开了一种自动化LC方法，该方法包括将包括至少一个HPLC柱的至少一个流体流流体地连接到下游阀，以便经由阀-至-检测器导管连接该至少一个流体流至检测器；该方法进一步包括(经由下游阀)将下游泵流体地连接到该至少一个流体流，以便进行反向冲洗并从而清洁该至少一个HPLC柱。

根据实施例，LC方法包括另选地经由下游阀将多个流体流连接到阀-至-检测器导管。

根据实施例，LC方法包括经由下游阀将下游泵连接到阀-至-检测器导管，以便清洗该阀-至-检测器导管。

根据实施例，LC方法包括将下游泵连接到两个连续流体流之间的阀-至-检测器导管，以便在来自后续流体流的液体进入该阀-至-检测器导管之前洗涤来自从该阀-至-检测器导管流出的先前流体流中的液体。

根据实施例，LC方法包括经由洗涤选择阀将下游泵连接到下游阀，以及另选地经由下游阀将洗涤选择阀连接到该至少一个流体流中的任何一个并连接到阀-至-检测器导管。

根据实施例，LC方法包括经由流体地连接到下游阀的相应三通阀将洗涤选择阀连接到该至少一个流体流，该三通阀包括洗涤选择阀入口孔，下游阀出口孔以及废物出口孔。

根据实施例，LC方法包括以规则时间和/或在检测到该至少一个流体流中压力上升至预定阈值以上时和/或在检测到性能降低至预定阈值以下时自动反向冲洗该至少一个HPLC柱，例如，通过在使用该至少一个HPLC柱时监测如信号背景增加、分析物保留时间变化、峰形改变等数据。

根据实施例，LC方法包括通过控制器控制下游阀、洗涤选择阀、三通阀中的任何一个或多个的开关来自动管理：流体流-检测器连接时间，即该至少一个流体流与阀-至-检测器导管之间的连接时间；下游泵-检测器连接时间，即下游泵与阀-至-检测器导管之间的连接时间；以及下游泵-流体流连接时间，即该至少一个流体流与下游泵之间的连接时间。

根据实施例，方法可进一步包括通过控制流选择阀的开关来自动管理：流体流连接时间，即每一流体流与阀-至-检测器导管之间的连接时间；以及洗涤泵连接时间，即洗涤泵与阀-至-检测器导管之间的连接时间。

根据另一实施例，流体流连接时间可以是固定的且对于每一流体流是相同的，并且其中该洗涤泵连接时间是固定的且是流体流连接时间的一部分，从而至少暂时按固定的速度进行持续开关操作。

其他和进一步的目的、特征和优点将通过结合附图和所附权利要求的示例性实施例的以下描述而显现。应注意，权利要求的范围由其中的引用而不是由本说明书中阐述的特征和优点的具体讨论来限定。

附图简要说明

当结合以下附图阅读时，可以最佳地理解以下对本公开的实施例的详细描述，在附图中，相同的结构用相同的参考编号表示，并且在附图中：

图1A示意性地示出了包括连接到下游阀的下游泵的LC系统以及包括使用该下游泵的LC方法的第一步。

图1B示意性地示出了图1A中的同一LC系统以及同一方法的第二步。

图1C示意性地示出了图1A中的同一LC系统以及同一方法的第三步。

图1D示意性地示出了图1A中的同一LC系统以及同一方法的第四步，其与图1B的LC系统和方法相同。

图1E示意性地示出了图1A中的同一LC系统以及同一方法的第五步。

图1F示意性地示出了图1A中的同一LC系统以及同一方法的第六步，其与图1B和图1D的LC系统和方法相同。

图2A示意性地示出了图1A至图1F中的同一LC系统以及使用下游泵反向冲洗流体流的方法的第一步。

图2B示意性地示出了图2A中的同一LC系统以及同一方法的第二步。

图2C示意性地示出了图2A中的同一LC系统以及同一方法的第三步。

图3A示意性地示出了图1A至图1E中LC系统和方法的进一步的方面。

图3B示意性地示出了图3A中的同一LC系统以及图2A至图2C中方法的进一步的方面。

技术人员应理解，图中的元件是为了简单和清晰起见而示出的，其并不一定按比例绘制。例如，图中一些元件的尺寸可相对于其他元件予以放大，以帮助增进对本公开的实施例的理解。

具体实施方式

结合图1A至图1F以及图2A至图2C示出了液相色谱(LC)系统100的示意性实例，该系统包括另选地经由下游阀20可连接到通用检测器60的多个流体流11、12、13，下游阀经由阀-至-检测器导管30连接到检测器60，每个流体流11、12、13包括至少一个HPLC柱。LC系统100进一步包括流体地连接到下游阀20的下游泵40，下游泵被构造成连接到两个连续流体流11、12；12、13；13、11之间的阀-至-检测器导管30，以便在来自后续流体流的液体进入该阀-至-检测器导管30之前洗涤来自从该阀-至-检测器导管30流出的先前流体流中的液体。

特别地，在这种情况下，下游阀20包括：分别用于每个流体流11、12、13的流体流孔21、22、23；以及分别用于每个流体流11、12、13的并通向废物50的废物孔21'、22'、23'，其中废物孔21'、22'、23'能起到经由下游泵入口孔21'、22'、23'可分别连接到流体流11、12、13的下游泵入口孔21'、22'、23'的作用，以便进行反向冲洗并从而清洁流体流11、12、13。下游阀20另外包括阀-至-检测器导管孔25，该孔连接到阀-至-检测器导管30且另选地经由流体流孔21、22、23分别可连接到流体流11、12、13中的每一个。下游阀20进一步包括经由阀-至-检测器导管孔25也可连接到阀-至-检测器导管30的额外下游泵入口孔24、以及连接到下游泵入口孔24时通向至废物50的下游泵废物孔24'。应清楚这仅仅是实例，孔和连接件的数量以及流体流之间开关的顺序可以根据需要以及根据流体流的数量进行调整。

在该实例中，下游泵40连接到四个洗涤液容器，洗涤液容器包含相应的洗涤液41、42、43、44，诸如，例如，水、乙腈、甲醇、四氢呋喃或异丙醇，它们可以单独抽取或以任何组合和比例相互混合，取决于例如LC条件、HPLC柱的类型、流进其间的样品和/或分析物的种类以及期望的洗涤效果。特别地，洗涤泵40可以被配置成使用相应的上游LC泵(未在图1A至图1F以及图2A至图2C中示出)通过阀-至-检测器导管30和/或通过反向冲洗模式下的流体流11、12、13以高于流体流11、12、13的流速15的流速45抽取洗涤液。

下游泵40经由洗涤选择阀70连接到下游阀20。洗涤选择阀70被构造成另选地经由下游阀20连接下游泵40至流体流11、12、13中的任一个并连接到阀-至-检测器导管30。特别地，洗涤选择阀70经由通向相应三通阀16、17、18的流体流洗涤孔71、72、73可连接到流体流11、12、13，三通阀经由下游泵入口孔21'、22'、23'分别流体地连接到下游阀20，每个三通阀16、17、18包括洗涤选择阀入口孔、下游阀出口孔以及通向废物50的废物出口孔。洗涤选择阀70进一步包括经由下游泵入口孔24连接到下游阀20的阀-至-检测器导管洗涤孔74。

LC系统100进一步包括控制器90，控制器被配置成以规则时间和/或在检测到该至少一个流体流中压力上升至预定阈值以上时和/或在检测到性能降低至预定阈值以下时自动反向冲洗相应流体流11、12、13的HPLC柱。

控制器90被进一步配置成通过控制下游阀20、洗涤选择阀70、三通阀16、17、18来管理：流体流-检测器连接时间，即流体流11、12、13与阀-至-检测器导管30之间的连接时间；下游泵-检测器连接时间，即下游泵40与阀-至-检测器导管30之间的连接时间；以及下游泵-流体流连接时间，即流体流11、12、13与下游泵40之间的连接时间。

继续结合图1A至图1F以及图2A至图2C示意性地示出了一种LC方法，该方法包括流体地连接到少一个包括至少一个HPLC柱的流体流11、12、13至下游阀20，以便经由阀-至-检测器导管30将该至少一个流体流11、12、13连接到检测器60；该方法进一步包括经由下游阀20流体地连接下游泵40至该至少一个流体流11、12、13，以便进行反向冲洗并从而清洁该至少一个HPLC柱。

LC方法进一步包括另选地经由下游阀20连接多个流体流11、12、13至阀-至-检测器导管30。

LC方法进一步包括经由下游阀20连接下游泵40至阀-至-检测器导管30，以便洗涤该阀-至-检测器导管30。

LC方法进一步包括连接下游泵40至两个连续流体流11、12；12、13；13、11之间的阀-至-检测器导管30，以便在来自后续流体流的液体进入该阀-至-检测器导管30之前洗涤从该阀-至-检测器导管30流出的先前流体流中的液体。

LC方法进一步包括经由洗涤选择阀70将下游泵40连接到下游阀20，以及另选地经由下游阀20将洗涤选择阀70连接到至该至少一个流体流11、12、13中的任何一个并连接到阀-至-检测器导管30。

特别地，LC方法包括经由流体地连接到下游阀20的相应三通阀16、17、18将洗涤选择阀70连接到该至少一个流体流11、12、13，该三通阀16、17、18包括洗涤选择阀入口孔，下游阀出口孔以及废物出口孔。

根据实施例，LC方法进一步包括以规则时间和/或在检测到该至少一个流体流中压力上升至预定阈值以上时和/或在检测到该至少一个HPLC柱的性能降低至预定阈值以下时自动反向冲洗该至少一个HPLC柱。

LC方法可进一步包括通过控制器90控制下游阀20、洗涤选择阀70、三通阀16、17、18中的一个或多个的开关来自动管理：流体流-至-检测器连接时间，即该至少一个流体流11、12、13与阀-至-检测器导管30之间的连接时间；下游泵-检测器连接时间，即下游泵40与阀-至-检测器导管30之间的连接时间；以及下游泵-流体流连接时间，即至少一个流体流11、12、13与下游泵40之间的连接时间。

特别地，图1A示出了该方法的第一步，其中下游阀20被切换成将流体流11连接并引导至阀-至-检测器导管30，但分别经由废物孔22'、23'以及三通阀17、18将其他流体流12、13引导至废物50。经由下游阀20将来自于下游泵40的洗涤液也引导至废物50，经由阀-至-检测器导管洗涤孔74将洗涤选择阀70连接到下游泵入口孔24，将下游泵入口孔24连接到下游泵废物孔24'。

图1B示出了该方法的第二步，其中下游阀20被切换成通过使下游泵入口孔24直接连接到阀-至-检测器导管孔25将下游泵40连接到阀-至-检测器导管30，但分别经由废物孔21'、22'、23'以及三通阀16、17、18将所有流体流11、12、13引导至废物50。

图1C示出了该方法的第三步，其中下游阀20被切换成将流体流12连接到阀-至-检测器导管30，但分别经由废物孔21'、23'以及三通阀16、18将其他流体流11、13引导至废物50。经由图1A所示的下游阀20的下游泵废物孔24'将来自于下游泵40的洗涤液也引导至废物50。

图1D所示的方法的第四步与图1B中的第二步相同。

图1E示出了该方法的第五步，其中下游阀20被切换成将流体流13连接到阀-至-检测器导管30，但分别经由废物孔21'、22'以及三通阀16、17将其他流体流11、12引导至废物50。经由图1A和图1C所示的下游阀20的下游泵废物孔24'将来自于下游泵40的洗涤液也引导至废物50。

在从图1A的第一步从头开始之前，图1F所示的方法的第六步与图1B中的第二步和图1B中的第四步相同。

图2A示意性地示出了该方法的进一步的步骤，其中下游泵40用于反向冲洗流体流11。特别地，洗涤选择阀70，下游阀20以及三通阀16被切换成下游泵40经由流体流洗涤孔71、三通阀16、下游泵入口孔21'以及流体流孔21连接到流体流11。同时，流体流12经由流体流孔22和阀-至-检测器导管25连接到阀-至-检测器导管30，但流体流13分别经由流体流孔23、废物孔23'以及三通阀18引导至废物50。应注意，流体流11的流动方向15在图2A中是反向的。

图2B示意性地示出了该方法的进一步的步骤，其中下游泵40用于反向冲洗流体流12。特别地，洗涤选择阀70，下游阀20以及三通阀17被切换成下游泵40经由流体流洗涤孔72、三通阀17、下游泵入口孔22'以及流体流孔22连接到流体流12。同时，流体流11经由流体流孔21和阀-至-检测器导管25连接到阀-至-检测器导管30，但流体流13分别经由流体流孔23、废物孔23'以及三通阀18引导至废物50。应注意，流体流12的流动方向15在图2B中是反向的。

图2C示意性地示出了该方法的进一步的步骤，其中下游泵40用于反向冲洗流体流13。特别地，洗涤选择阀70，下游阀20以及三通阀18被切换成下游泵40经由流体流洗涤孔73、三通阀18、下游泵入口孔23'以及流体流孔23连接到流体流13。同时，流体流11经由流体流孔21和阀-至-检测器导管25连接到阀-至-检测器导管30，但流体流12分别经由流体流孔22、废物孔22'以及三通阀17引导至废物50。应注意，流体流13的流动方向15在图2C中是反向的。

图3A示意性地示出了图1A-1E中LC系统100和方法的进一步的方面。特别地，LC系统100进一步包括用于每个流体流11(为了简单起见，图3A仅示出了一个流体流)的上游LC泵10，特别地包括二元LC泵，其包括经由上游阀8并入流体流11的两个泵头9、9'。在该实例中，上游泵8被实施为8孔/双通阀，其包括分别流体地连接到泵头9、9'的两个上游泵入口孔1、1'、通向流体流11的两个上游泵出口孔2、2'、分别引导由泵头9、9'抽取的液体至废物50的两个上游泵废物孔3、3'，以及两个反向冲洗废物孔4、4'。图3A的方法包括切换上游阀8使得上游泵入口孔1、1'分别连接到上游泵出口2、2'，以便将来自上游LC泵10的液体流经由上游阀8沿正常流动方向15引导至流体流1。

图3B示意性地示出了图3A中的同一LC系统100以及图2A-2C中方法的进一步的方面。特别地，该方法包括切换上游阀8使得上游泵入口孔1、1'分别连接到上游泵废物孔3、3'，从而引导由泵头9、9'抽取的液体至废物。此外，上游泵出口孔2、2'分别连接到反向冲洗废物孔4、4'，以便引导来自下游泵的液体流经由流体流11沿反向流动方向15至废物50。

在前述说明书中，阐述了许多具体细节以便提供对本公开的透彻理解。然而，对于本领域的普通技术人员显而易见，不需要采用具体细节来实践本文所教导的内容。在其他情况下，没有详细描述公知的材料或方法，以避免模糊本公开。

具体地，根据以上描述，所公开的实施例的修改和变化当然是可能的。因此，应当理解，在所附权利要求的范围内，本发明可以不同于以上实例中具体设计的方式实践。

在本说明书全文中，所提及的“一个实施例”、“一实施例”、“一个实例”或“一实例”、“一个方面”或“一方面”是指所描述的与实施例或实例或方面有关的特定的特征、结构或特性包括在至少一个实施例中。因此，在本说明书通篇中各处出现的短语“在一个实施例中”或“在一实施例中”、“一个实例”或“一实例”、“一个方面”或“一方面”不一定都是指同一个实施例或实例或方面。

此外，特定的特征、结构或特性可以在一个或多个实施例或实例或方面中以任何合适的组合和/或子组合进行组合。

Claims (16)

1.一种液相色谱(LC)系统(100)，其包括

-至少一个流体流(11、12、13)，所述至少一个流体流(11、12、13)包括区别于快速捕集和洗脱LC柱的至少一个HPLC柱，

-下游阀(20)，所述下游阀(20)连接至所述至少一个流体流(11、12、13)且经由阀-至-检测器导管(30)可连接至检测器(60)，其中所述至少一个流体流(11、12、13)经由所述下游阀(20)可连接至所述阀-至-检测器导管(30)，

其特征在于

所述LC系统(100)进一步包括下游泵(40)，所述下游泵(40)流体地连接至所述下游阀(20)且经由所述下游阀(20)可连接至所述至少一个流体流(11、12、13)，以便进行反向冲洗并从而清洁所述至少一个HPLC柱。

2.根据权利要求2所述的LC系统(100)，其中所述LC系统(100)包括多个流体流(11、12、13)，所述多个流体流(11、12、13)另选地经由所述下游阀(20)可连接至所述阀-至-检测器导管(30)。

3.根据权利要求1或2所述的LC系统(100)，其中所述下游泵(40)经由所述下游阀(20)也可连接至所述阀-至-检测器导管(30)，以便洗涤所述阀-至-检测器导管(30)。

4.根据权利要求3所述的LC系统(100)，其中所述下游泵(40)被构造成连接至两个连续流体流之间的所述阀-至-检测器导管(30)，以便在来自后续流体流的液体进入所述阀-至-检测器导管(30)之前洗涤来自从所述阀-至-检测器导管(30)流出的先前流体流中的液体。

5.根据前述权利要求中任一项所述的LC系统(100)，其中所述下游泵(40)经由洗涤选择阀(70)连接至所述下游阀(20)，且其中所述洗涤选择阀(70)被构造成另选地经由所述下游阀(20)连接至所述至少一个流体流(11、12、13)中的任何一个流体流并连接至所述阀-至-检测器导管(30)。

6.根据权利要求5所述的LC系统(100)，其中所述洗涤选择阀(70)经由流体地连接至所述下游阀(20)的相应三通阀(16、17、18)可连接至所述至少一个流体流(11、12、13)，所述三通阀(16、17、18)包括洗涤选择阀入口孔、下游阀出口孔以及废物出口孔。

7.根据前述权利要求中任一项所述的LC系统(100)，所述LC系统包括控制器(90)，所述控制器(90)被配置成以规则的间隔和/或在检测到所述至少一个流体流中压力上升至预定阈值以上时和/或在检测到所述至少一个HPLC柱的性能降低至预定阈值以下时自动反向冲洗所述至少一个HPLC柱。

8.根据权利要求7所述的LC系统(100)，其中所述控制器(90)进一步被配置成通过控制所述下游阀(20)、所述洗涤选择阀(70)、所述三通阀(16、17、18)中任何一个或多个的开关来管理流体流-至-检测器连接时间，即所述至少一个流体流(11、12、13)与所述阀-至-检测器导管(30)之间的连接时间；下游泵-至-检测器连接时间，即所述下游泵(40)与所述阀-至-检测器导管(30)之间的连接时间；以及下游泵-至-流体流连接时间，即所述至少一个流体流(11、12、13)与所述下游泵(40)之间的连接时间。

9.一种自动化LC方法，所述方法包括将包括区别于快速捕集和洗脱LC柱的至少一个HPLC柱的至少一个流体流(11、12、13)流体地连接至下游阀(20)，以便经由阀-至-检测器导管(30)将所述至少一个流体流(11、12、13)连接至检测器(60)，所述方法进一步包括经由所述下游阀(20)将下游泵(40)流体地连接至所述至少一个流体流(11、12、13)，以便进行反向冲洗并从而清洁所述至少一个HPLC柱。

10.根据权利要求9所述的LC方法，所述方法包括另选地经由所述下游阀(20)将多个流体流(11、12、13)连接至所述阀-至-检测器导管(30)。

11.根据权利要求9或10所述的LC方法，所述方法包括经由所述下游阀(20)将所述下游泵(40)连接至所述阀-至-检测器导管(30)，以便洗涤所述阀-至-检测器导管(30)。

12.根据权利要求11所述的LC方法，所述方法包括将所述下游泵(40)连接至两个连续流体流之间的所述阀-至-检测器导管(30)，以便在来自后续流体流的液体进入所述阀-至-检测器导管(30)之前洗涤来自从所述阀-至-检测器导管(30)流出的先前流体流中的液体。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的LC方法，所述方法包括经由洗涤选择阀(70)将所述下游泵(40)连接至所述下游阀(20)，以及另选地经由所述下游阀(20)将所述洗涤选择阀(70)连接至所述至少一个流体流(11、12、13)中的任何一个流体流并连接至所述阀-至-检测器导管(30)。

14.根据权利要求13所述的LC方法，所述方法包括经由流体地连接至所述下游阀(20)的相应三通阀(16、17、18)将所述洗涤选择阀(70)连接至所述至少一个流体流(11、12、13)，所述三通阀(16、17、18)包括洗涤选择阀入口孔、下游阀出口孔以及废物出口孔。

15.根据权利要求9至14中任一项所述的LC方法，所述方法包括以规则的间隔和/或在检测到所述至少一个流体流(11、12、13)中压力上升至预定阈值以上时和/或在检测到所述至少一个HPLC柱的性能降低至预定阈值以下时自动反向冲洗所述至少一个HPLC柱。

16.根据权利要求9至15中任一项所述的LC方法，所述方法包括通过控制所述下游阀(20)、所述洗涤选择阀(70)、所述三通阀(16、17、18)中任何一个或多个的开关来由控制器(90)自动管理流体流-至-检测器连接时间，即所述至少一个流体流(11、12、13)与所述阀-至-检测器导管(30)之间的连接时间；下游泵-至-检测器连接时间，即所述下游泵(40)与所述阀-至-检测器导管(30)之间的连接时间；以及下游泵-至-流体流连接时间，即所述至少一个流体流(11、12、13)与所述下游泵(40)之间的连接时间。

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