测量来自液体样品的多个信号的方法和装置制造方法及图纸

在流通、多检测器光学测量系统中采用一个或多个均化元件。均化元件校正多检测器流通系统常见的问题，诸如峰拖尾和测量池内非均匀样品轮廓。均化元件包括盘绕入口管；在池的入口附近的流动分配器，和在池的出口处的流动分配器。该样品的均化模拟测量池内的塞式流动并且能够使每个检测器观察每个个体对应观察的样品体积中相同的样品组成。当执行窄色谱峰的多角度光散射(MALS)测量诸如超高压液体色谱(UHPLC)所产生的那些时，该系统是特别有益的。

Method and apparatus for measuring multiple signals from liquid samples

One or more homogenizing elements are used in the flow and multi detector optical measuring system. Homogenizing elements correct common problems of multi detector flow system, such as peak tailing and non-uniform sample profile in the measurement tank. The homogenizing element comprises a coiled inlet pipe, a flow distributor near the inlet of the pool, and a flow distributor at the outlet of the pool. The homogenized simulation of the sample is used to measure the plug flow in the pool and to make each detector observe the same sample composition in the volume of the sample observed for each individual. The system is particularly useful when performing narrow chromatographic peak multi-angle light scattering (MALS) measurements such as those produced by ultra-high pressure liquid chromatography (UHPLC).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】测量来自液体样品的多个信号的方法和装置优先权本申请要求2015年9月22日提交的美国临时申请号62/221,879的优先权。相关申请以下涉及本专利技术的背景和应用的参考文献通过引用并入本文。StevenP.Trainoff，2008年6月10日授权的美国专利号7,386,427B2，“Methodforcorrectingtheeffectsofinterdetectorbandbroadening”。StevenP.Trainoff，2011年3月22日授权的美国专利号7,911,594B2，“Methodtoderivephysicalpropertiesofasampleaftercorrectingtheeffectsofinterdetectorbandbroadening”。GaryR.Janik等人，1999年5月4日授权的美国专利号5,900,152，“Apparatustoreduceinhomogeneitiesinopticalflowcells”。GaryR.Janik等人，1997年10月14日授权的美国专利号5,676,830，“Methodandapparatusforreducingbandbroadeninginchromatographicdetectors”。StevenD.Phillips等人，1986年10月14日授权的美国专利号4,616,927，“Samplecellforlightscatteringmeasurements”。RaymondP.W.Scott和ElenaKatz，1991年7月16日授权的美国专利号5,032,183，“Lowdispersionfluidconduitusefulinchromatographysystems”。StevenP.Trainoff，2011年7月19日授权的美国专利号7,982,875，“Improvedmethodandapparatusformeasuringthescatteredlightsignalsfromaliquidsample”。定义通过“颗粒”，我们指如蛋白和聚合物分子连同它们的缀合物和共聚物、病毒、细菌、病毒状颗粒、脂质体、聚苯乙烯乳胶颗粒、纳米颗粒以及在一至数千纳米的近似大小范围内的所有这类颗粒的这类物体。术语准弹性光散射(QELS)、动态光散射(DLS)和光子关联光谱(PCS)经常用于描述相同的现象，即来自经历布朗运动的颗粒的散射光的测量。在本说明书中，我们将使用术语QELS，但应该注意的是，QELS等同于本领域中经常使用的其他提及的术语。QELS不同于其他光散射测量技术，其中最常见的是多角度光散射(MALS)，以前称为“差示光散射”，其测量从颗粒的溶液散射的光的角相关(angulardependence)。贯穿整个说明书，将参考光学测量池(cell)。存在将在本文中讨论的最一般形式的两种池类型。第一种是池，诸如Phillips在美国专利号4,616,927中所描述的池，其中液体样品和溶剂通过该池的流动方向沿基本平行于照射光束的相同路径行进。该池配置将被称为“平行池”。本文讨论的可选池设计是其中流体流动横向于照射光束行进的池设计。该池配置将被称为“垂直池”。这是用于测量从圆柱容器散射的光的传统结构。应该指出的是，该命名法不应该指示严格的限制，而只是提供一般的描述和指定。例如，穿过平行池的光束可以以小角度倾斜，使得在池的入口处光束几乎掠射孔(bore)的底部，而在出口处它几乎掠射孔的顶部，并且仍然被认为是“平行池”，即使流动和光束不是精确平行的。实际上，在本专利技术的几个实施方式中，可能希望以一定角度引导光束通过样品，从而使反射最小、减少噪声等。上文和整个说明书中讨论的光学测量池是流通池，其包含液体样品通过其经过的孔。虽然这些孔一般为圆形或接近圆形的横截面，但不应将样品孔视为限于此形状。本专利技术适用于具有各种形状的孔横截面的池——其包括矩形、半圆形、椭圆形、三角形等，以及横截面和路径中的不规则形状。有许多手段可以将液体样品中各种尺寸、质量和电荷的颗粒与其组分分离。在本公开中，我们将主要集中在通常被称为超高压液相色谱(UHPLC)的技术上，其也被称为超高效液相色谱，然而应该注意的是，当今使用的大多数分离技术是液相色谱类的种类，并且所有液相色谱技术都可以从本文公开的专利技术中受益。因此，虽然下面的讨论将主要涉及UHLPC(有时也以商标名称提及，WatersCorporation,Milford,Massachusetts)，因为它是从本专利技术获益最多的方法，但是本专利技术也适用于其他液相色谱技术，诸如高压液相色谱(HPLC)，其常常被称为尺寸排阻色谱(SEC)或凝胶渗透色谱(GPC)和反相色谱。此外，本专利技术还适用于与其他基于流动的分离技术诸如场流分级法(FFF)一起使用，其中分离的样品经由管递送到检测池。
技术介绍
溶液中大分子或颗粒种类的分析通常通过在合适的溶剂中制备样品然后将其等分部分注入分离系统，诸如液相色谱(LC)柱或场流分级法(FFF)通道中来实现，其中样品内包含的不同种类的颗粒被分离成它们的各种组分。一旦通过这类手段——一般基于尺寸、质量或柱亲和性——分离，样品经历借助光散射、折射率、UV吸收、电泳淌度、测粘响应等的分析。在本公开中，我们将主要使我们自己关注多角度光散射(MALS)。在图2中示出了典型的HPLC-MALS设置(setup)。通常由HPLC泵201从溶剂贮存器202通过脱气装置203抽取溶剂，然后泵送通过过滤机构204至注射阀211。一般通过注射器206将液体样品205注入注射阀211的样品回路212。然而，样品可以借助自动注射器而不是所描述的手动机构被添加到流动流中。然后流体样品从注射器流动通过一个或多个HPLC柱207，在HPLC柱207中样品中包含的分子或颗粒被按照大小分离，其中最大颗粒首先洗脱。分离的样品然后顺序经过MALS检测器208和浓度检测器，诸如差示折射计209，之后传至废液。能够测量样品中分子或颗粒的物理性质的其他仪器也可以沿着流动流存在。例如，仪器链中可能存在UV/Vis吸光度检测器和/或粘度计。通常，由该仪器生成的数据被传输到能够收集、存储和分析数据并将结果报告给用户的计算机。如上所讨论的，将包含等分部分的样品注入分离系统，诸如，图2所示的HPLC系统，或与本专利技术更紧密联系的UHPLC系统，其类似但其中柱207为一个或更多UHPLC柱而不是HPLC柱，并且泵201能够产生更高的压力，在该压力下UHPLC系统运行。柱将样品按大小分离为其组分级分。这些洗脱和分离的级分中的每一种产生“峰”，其通过管道传至测量体积。每个检测仪器又测量当峰经过测量体积时来自其的信号。单个等分部分可产生任何数目的峰，例如，单个颗粒大小的单分散样品将只产生一个峰。当每个样品峰经过测量体积时，将检测到信号，其与在其经过该池的任何给定时刻下正在分析的样品相关。这些有限的测量通常称为“切片”，每个切片代表在给定体积的洗脱液流过池时检测的样品的瞬时测量。这些信号被数字化并存储在计算机中，并且所得到的数据通常作为峰301——诸如图3中所示的峰——报告给用户，其中峰的每个成分表示给定的切本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于均化流通池中的液体样品的装置，其包括入口和出口，被多个检测器元件观察，使得所述检测器元件中的每个基本上探测相同的样品组成，并且其中所述池的所述入口和出口包含一个或多个选自以下的均化元件：A.连接至所述入口的盘绕管，其中所述盘绕管的弯曲半径和孔半径的比小于50；B.在进入所述池入口之前所述样品经过的流动分配器；和C.在离开所述池出口之后所述样品经过的流动分配器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.22 US 62/221,8791.用于均化流通池中的液体样品的装置，其包括入口和出口，被多个检测器元件观察，使得所述检测器元件中的每个基本上探测相同的样品组成，并且其中所述池的所述入口和出口包含一个或多个选自以下的均化元件：A.连接至所述入口的盘绕管，其中所述盘绕管的弯曲半径和孔半径的比小于50；B.在进入所述池入口之前所述样品经过的流动分配器；和C.在离开所述池出口之后所述样品经过的流动分配器。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述池是透明的，并且所述液体样品通过其经过所述池的路径包括孔，所述装置进一步包括：A.照射所述透明测量池的所述孔内的样品的机构；和B.测量来自所述样品的光学信号的多个检测器。3.根据权利要求1所述的装置，其中所述盘绕管是螺旋形。4.根据权利要求2所述的装置，其中照射所述样品的所述机构被引导以沿所述孔的长度基本上平行于所述液体样品的流动路径经过。5.根据权利要求2所述的装置，其中照射所述样品的所述机构被引导以基本上垂直于所述液体样品的流动路径经过。6.根据权利要求2所述的装置，其中所述均化元件为流动分配器，其进一步包括：A.入口管，所述液体样品经过其；和B.入口进口体积，其位于所述入口管和所述孔之间；其中所述流动分配器被放置在所述入口进口体积和所述孔之间，并且进一步其中ΔP1限定所述样品填充所述入口进口体积所需的压差；并且ΔP2限定所述样品经过所述流动分配器进入所述孔所需的压差；并且其中选择所述入口进口体积的尺寸使得ΔP2>>ΔP1，由此在所述液体样品经过所述流动分配器之前促进所述入口进口体积中所述液体样品的均化。7.根据权利要求6所述的装置，其中所述流动分配器为网筛。8.根据权利要求6所述的装置，其中所述流动分配器为玻璃料。9.根据权利要求7所述的装置，其中所述网筛由不锈钢组成。10.根据权利要求6所述的装置，其中所述入口进口体积为0.2μL。11.根据权利要求7所述的装置，其中所述网筛具有25μm的孔径。12.根据权利要求1所述的装置，其中所述流动分配器包括：A.实心流动扰乱元件；B.第一垫圈，其具有内开口，在所述内开口内放置所述流动扰乱元件；C.一对保持筛网元件，其沿所述流动路径在所述第一垫圈的任一侧上放置，将所述第一垫圈和所述流动扰乱元件夹在其间；和D.一对第二垫圈，其沿所述流动路径放置，其每个与所述保持筛网元件中的一个接触，将所述一对保持筛网元件和所述第一垫圈和所述流动扰乱元件夹在其间。13.根据权利要求12所述的装置，其中A.所述第一垫圈具有圆形内开口；B.所述流动扰乱器的形状为多边形；并且C.选择所述流动扰乱器的尺寸使得其角部与所述第一垫圈的内开口的表面接触。14.根据权利要求1所述的装置，其中所述盘绕管主要由不锈钢组成。15.根据权利要求1所述的装置，其中所述盘绕管具有127微米的标称内直径。16.根据权利要求2所述的装置，其中所述孔的直径为1mm并且长度为4mm。17.根据权利要求2所述的装置，其中照射所述样品的所述机构为激光器。18.根据权利要求2所述的装置，其中所述多个检测器测量来自所述照射样品的散射光。19.根据权利要求2所述的装置，进一步包括放置在所述池和所述检测器中的一个或多个之间的滤光...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·亚萨，S·P·特莱恩奥夫，B·R·莫勒，D·坎内尔，P·J·怀亚特，
申请(专利权)人：怀亚特技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US