本發(fā)明涉及一種多通道全二維高效液相色譜儀及用于全二維色譜分離的方法，屬于儀器設(shè)備制造技術(shù)領(lǐng)域，是一種高效液相色譜分離分析裝置。

背景技術(shù)：

高效液相色譜具有高效、快速、應(yīng)用廣泛的特點，在藥學(xué)、生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)、食品科學(xué)、石油化工及環(huán)境保護等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。通常的高效液相色譜儀由儲液器、高壓泵、進樣器、色譜柱、檢測器、記錄儀等組成，應(yīng)用過程中多采用一根色譜柱進行分離，也就是一維色譜分離。在一維色譜分離過程中，儲液器中的洗脫液經(jīng)高壓泵輸送經(jīng)過進樣器，載帶進樣器中的樣品進入色譜柱進行分離，被分離組分依次從色譜柱流出進入檢測器。對于天然產(chǎn)物、體液等復(fù)雜體系，通常一個樣品中包含了幾十甚至幾百種組分，而各組分之間結(jié)構(gòu)相似，量的差別通常又很大，受一維液相色譜分辨率和峰容量等的限制，無法滿足復(fù)雜分離的需要。

二維液相色譜采用一個一維色譜柱和一個二維色譜柱，將一維色譜柱分離餾分引入第二色譜柱進行二維分離。與一維液相色譜系統(tǒng)相比，二維色譜的優(yōu)勢在于提供了更大的峰容量，從而能夠更為有效地解決復(fù)雜體系樣品的分析問題。

早在1990 年，Jorgenson 等人將兩個定量管連接到一個八通閥上，兩個定量管交替采樣、進樣，實現(xiàn)了二維分離。中國專利“一種天然產(chǎn)物的分離方法” （申請?zhí)?201210022094.3）采用一個一維色譜柱、一個二維色譜柱、一個富集柱和一個二位六通閥，借助高壓泵的關(guān)停，利用富集柱富集、進樣交替，實現(xiàn)了二維分離。中國專利“一種制備型多維液相色譜儀”（申請?zhí)?201110256302.1），采用一個一維分離柱、一個二維分離柱、兩個富集柱和一個二位十通閥，二維分離柱將兩個富集柱連接到二位十通閥上，兩個定量管交替富集、進樣，實現(xiàn)了二維分離。中國專利“一種全二維毛細管液相色譜分離系統(tǒng)”（申請?zhí)?200410098443.5），采用一個一維分離柱、二個二維分離柱、一個富集柱、兩個六通閥、一個二位十通閥，實現(xiàn)了二維分離。中國專利“全二維超高壓高效液相色譜分離系統(tǒng)”（申請?zhí)?201010256470.6），采用一個常規(guī)高壓液相色譜柱、一個超高壓液相色譜柱、兩個定量環(huán)、一個二位十通閥，常規(guī)高壓液相色譜柱為一維分離柱，超高壓液相色譜柱為二維分離柱，利用二位十通閥的旋轉(zhuǎn)使兩個定量環(huán)交替采樣、進樣，實現(xiàn)了二維分離。

目前的全二維或多維色譜模式均是通過以六通閥、八通閥、十通閥等接口模式，將一維色譜柱分離餾分引入第二色譜柱進行二維分離。受接口模式所限，要求一維的流速要小，二維分離柱短要短，這使得整個分離效果受到限制。對于大容量的制備分離，現(xiàn)有技術(shù)也不能夠滿足需求，無法直接應(yīng)用于成分的分離制備。此外，現(xiàn)有全二維技術(shù)使用一個一維色譜柱、一個二維色譜柱進行分離，每次最多只能使用兩種固定相色譜柱進行配合分離，難于滿足復(fù)雜樣品的分離需要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有二維色譜技術(shù)所存在的缺陷，本發(fā)明提供了一種帶多功能切換閥的多通道全二維高效液相色譜儀，通過閥的轉(zhuǎn)換切換，使得一維分離流出液依次切換到多個二維色譜柱中進行二維分離，二維色譜分離組分由餾分收集器收集。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種帶多功能切換閥的多通道全二維高效液相色譜儀，帶多功能切換閥的多通道全二維高效液相色譜儀由一維色譜分離系統(tǒng)和多通道二維色譜分離系統(tǒng)組成。一維色譜分離系統(tǒng)由一維色譜流動相儲液器M1、一維色譜高壓泵P1、一維色譜進樣閥V1、一維色譜色譜柱C1和一維色譜檢測器D1組成。多通道二維色譜分離系統(tǒng)由多個二維色譜流動相儲液器M2-1至M2-8、多個二維色譜高壓泵P2-1至P2-8、多個二維色譜色譜柱C2-1至C2-8、多個二維色譜檢測器D2-1至D2-8和餾分收集器F組成。一維色譜分離系統(tǒng)和多通道二維色譜分離系統(tǒng)通過多功能閥切換閥V連接。

各部件間的連接關(guān)系是：多功能切換閥Ｖ的0號通道與一維分離系統(tǒng)Ｍ1→Ｐ1→V1→D1管路連接；多功能切換閥Ｖ的1號-8號通道分別與二維色譜柱C2-1-C2-8的進口端連接，二維色譜柱C2-1至C2-8的出口端分別連接檢測器D2-1至D2-8，各檢測器的出口再連接到餾分收集器F；多功能切換閥Ｖ的9號通道連接M2-1→P2-1的出口，10號通道連接M2-2→P2-2的出口，11號通道連接M2-3→P2-3的出口，12號通道連接M2-4→P2-4的出口，13號通道連接M2-5→P2-5的出口，14號通道連接M2-6→P2-6的出口，15號通道連接M2-7→P2-7的出口，16號通道連接M2-8→P2-8的出口；多功能切換閥Ｖ的17號通道至24號通道與一個多通連接到連接到一起，再連接到廢液瓶W。使用過程中的流路為：Ｍ1→Ｐ1→V1→D1→多功能切換閥Ｖ（0號通道）→多功能切換閥Ｖ（依次1-8號通道）；M2-1→P2-1→多功能切換閥Ｖ（9號通道）→多功能切換閥Ｖ（1號通道）→二維色譜柱C2-1→檢測器D2-1→餾分收集器F，M2-2→P2-2→多功能切換閥Ｖ（10號通道）→多功能切換閥Ｖ（2號通道）→二維色譜柱C2-2→檢測器D2-2→餾分收集器F，M2-3→P2-3→多功能切換閥Ｖ（11號通道）→多功能切換閥Ｖ（3號通道）→二維色譜柱C2-3→檢測器D2-3→餾分收集器F，M2-4→P2-4→多功能切換閥Ｖ（12號通道）→多功能切換閥Ｖ（4號通道）→二維色譜柱C2-4→檢測器D2-4→餾分收集器F，M2-5→P2-5→多功能切換閥Ｖ（13號通道）→多功能切換閥Ｖ（5號通道）→二維色譜柱C2-5→檢測器D2-5→餾分收集器F，M2-6→P2-6→多功能切換閥Ｖ（14號通道）→多功能切換閥Ｖ（6號通道）→二維色譜柱C2-6→檢測器D2-6→餾分收集器F，M2-7→P2-7→多功能切換閥Ｖ（15號通道）→多功能切換閥Ｖ（7號通道）→二維色譜柱C2-7→檢測器D2-7→餾分收集器F，M2-8→P2-8→多功能切換閥Ｖ（16號通道）→多功能切換閥Ｖ（8號通道）→二維色譜柱C2-8→檢測器D2-8→餾分收集器F。

所述的多功能切換閥Ｖ通道數(shù)和通道號不僅限于上述固定的通道號數(shù)，也包括利用與多功能切換閥Ｖ設(shè)計相似實現(xiàn)本發(fā)明情形的其他連接情形。

所述儲液器M1、M2-1、M2-2、M2-3、M2-4、M2-5、M2-6、M2-7、M2-8可以是耐有機溶劑耐腐蝕的玻璃容器或有機材料容器等。

所述高壓泵P1、P2-1、P2-2、P2-3、P2-4、P2-5、P2-6、P2-7、P2-8可以是能提供穩(wěn)定壓力與流速的恒流泵或恒壓泵等。

所述進樣閥V1可以是固定容積的進樣閥或進樣泵等。

所述色譜柱C1和C2-1、C2-2、C2-3、C2-4、C2-5、C2-6、C2-7、C2-8可以是玻璃、不銹鋼、PEEK等。填裝的填料可以為離子交換材料、正相色譜填料、反相色譜填料、凝膠填料等，填料的量可以是分析型、半制備型、制備型等。

所述多功能切換閥Ｖ是一個一進多出的多位多通選擇閥。

所述檢測器D1、D2-1、D2-2、D2-3、D2-4、D2-5、D2-6、D2-7、D2-8可以是紫外檢測器、熒光檢測器、示差折光檢測器等流通式檢測器等。檢測器D1的檢測池為耐高壓檢測池。

本發(fā)明還提出了所述的帶多功能切換閥的多通道全二維高效液相色譜儀的用途，用于色譜分離：儲液器M1中的洗脫液經(jīng)高壓泵P1輸送經(jīng)過進樣閥V1，載帶進樣閥V1中的樣品進入色譜柱C1進行一維分離，色譜柱C1的流出液進入多功能切換閥Ｖ的0號通孔，通過旋轉(zhuǎn)多功能切換閥Ｖ依次切換進入連接于多功能切換閥Ｖ的1-8號通孔上的色譜柱C2-1、C2-2、C2-3、C2-4、C2-5、C2-6、C2-7、C2-8。儲液器M2-1中的洗脫液經(jīng)高壓泵P2-1輸送經(jīng)過多功能切換閥Ｖ的9號通孔、1號通孔進入色譜柱C2-1進行二維分離，C2-1的分離流出液進入檢測器D2-1檢測，檢測器D2-1的流出液進入餾分收集器F進行收集；儲液器M2-2中的洗脫液經(jīng)高壓泵P2-2輸送經(jīng)過多功能切換閥Ｖ的10號通孔、2號通孔進入色譜柱C2-2進行二維分離，C2-2的分離流出液進入檢測器D2-2檢測，檢測器D2-2的流出液進入餾分收集器F進行收集；儲液器M2-3中的洗脫液經(jīng)高壓泵P2-3輸送經(jīng)過多功能切換閥Ｖ的11號通孔、3號通孔進入色譜柱C2-3進行二維分離，C2-3的分離流出液進入檢測器D2-3檢測，檢測器D2-3的流出液進入餾分收集器F進行收集；儲液器M2-4中的洗脫液經(jīng)高壓泵P2-4輸送經(jīng)過多功能切換閥Ｖ的12號通孔、4號通孔進入色譜柱C2-4進行二維分離，C2-4的分離流出液進入檢測器D2-4檢測，檢測器D2-4的流出液進入餾分收集器F進行收集；儲液器M2-5中的洗脫液經(jīng)高壓泵P2-5輸送經(jīng)過多功能切換閥Ｖ的13號通孔、5號通孔進入色譜柱C2-5進行二維分離，C2-5的分離流出液進入檢測器D2-5檢測，檢測器D2-5的流出液進入餾分收集器F進行收集；儲液器M2-6中的洗脫液經(jīng)高壓泵P2-6輸送經(jīng)過多功能切換閥Ｖ的14號通孔、6號通孔進入色譜柱C2-6進行二維分離，C2-6的分離流出液進入檢測器D2-6檢測，檢測器D2-6的流出液進入餾分收集器F進行收集；儲液器M2-7中的洗脫液經(jīng)高壓泵P2-7輸送經(jīng)過多功能切換閥Ｖ的15號通孔、7號通孔進入色譜柱C2-7進行二維分離，C2-7的分離流出液進入檢測器D2-7檢測，檢測器D2-7的流出液進入餾分收集器F進行收集；儲液器M2-8中的洗脫液經(jīng)高壓泵P2-8輸送經(jīng)過多功能切換閥Ｖ的16號通孔、8號通孔進入色譜柱C2-8進行二維分離，C2-8的分離流出液進入檢測器D2-8檢測，檢測器D2-8的流出液進入餾分收集器F進行收集。

分離過程一維分離洗脫液流動路線為：Ｍ1→Ｐ1→V1→D1→Ｖ（0）→Ｖ（依次1-8）→C2-1至（依次）。多通道二維分離洗脫液流動路線為：M2-1→P2-1→Ｖ（9）→Ｖ（1）→C2-1→D2-1→F，M2-2→P2-2→Ｖ（10）→Ｖ（2）→ C2-2→ D2-2→ F，M2-3→P2-3→Ｖ（11）→Ｖ（3）→ C2-3→ D2-3→ F，M2-4→P2-4→Ｖ（12）→Ｖ（4）→ C2-4→ D2-4→ F，M2-5→P2-5→Ｖ（13）→Ｖ（5）→ C2-5→ D2-5→ F，M2-6→P2-6→Ｖ（14）→Ｖ（6）→ C2-6→ D2-6→ F，M2-7→P2-7→Ｖ（15）→Ｖ（7）→ C2-7→ D2-7→ F，M2-8→P2-8→Ｖ（16）→Ｖ（8）→ C2-8→ D2-8→ F。

本發(fā)明一種帶多功能切換閥的多通道全二維高效液相色譜儀及用于全二維色譜分離的方法，具有超強的分離能力。

除此之外，本發(fā)明的突出效果是：

1. 采用多通道二維分離系統(tǒng)，利用多外色譜柱進行二維分離，固定相可選擇種類多，分離效率高，分離效果好，可實現(xiàn)復(fù)雜樣品的全成分分離與分析。

2. 采用多通道二維分離系統(tǒng)，各通道流動相組成獨立控制，可以保證分離過程精確控制，改善分離效果。

3. 采用多個二維色譜柱進行二維分離，不存在對一維色譜柱尺寸和流動相流速的限制，可用于大樣品量的制備性分離。

4. 采用多個二維色譜柱進行二維分離，有充足的時間進行二維分離，不存在對二維色譜柱必須是短柱的限制，分離效果更好，適用于各類復(fù)雜混合物的分離純化。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例多通道全二維高效液相色譜儀的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是實施例一維檢測器輸出信號示意圖。

圖3是實施例二維檢測器輸出信號示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明做詳細描述，但保護范圍不被此限制。

實施例 如圖1所示，一種帶多功能切換閥的多通道全二維高效液相色譜儀及用于全二維色譜分離的方法，帶多功能切換閥的多通道全二維高效液相色譜儀由一維色譜分離系統(tǒng)和多通道二維色譜分離系統(tǒng)組成。一維色譜分離系統(tǒng)由一維色譜流動相儲液器M1、一維色譜高壓泵P1、一維色譜進樣閥V1、一維色譜色譜柱C1和一維色譜檢測器D1組成。多通道二維色譜分離系統(tǒng)由多個二維色譜流動相儲液器M2-1至M2-8、多個二維色譜高壓泵P2-1至P2-8、多個二維色譜色譜柱C2-1至C2-8、多個二維色譜檢測器D2-1至D2-8和餾分收集器F組成。一維色譜分離系統(tǒng)和多通道二維色譜分離系統(tǒng)通過多功能閥切換閥V連接。

各部件間的連接關(guān)系是：多功能切換閥Ｖ的0號通道與一維分離系統(tǒng)Ｍ1→Ｐ1→V1→D1管路連接；多功能切換閥Ｖ的1號-8號通道分別與二維色譜柱C2-1-C2-8的進口端連接，二維色譜柱C2-1至C2-8的出口端分別連接檢測器D2-1至D2-8，各檢測器的出口再連接到餾分收集器F；多功能切換閥Ｖ的9號通道連接M2-1→P2-1的出口，10號通道連接M2-2→P2-2的出口，11號通道連接M2-3→P2-3的出口，12號通道連接M2-4→P2-4的出口，13號通道連接M2-5→P2-5的出口，14號通道連接M2-6→P2-6的出口，15號通道連接M2-7→P2-7的出口，16號通道連接M2-8→P2-8的出口；多功能切換閥Ｖ的17號通道至24號通道與一個多通連接到連接到一起，再連接到廢液瓶W。使用過程中的流路為：Ｍ1→Ｐ1→V1→D1→多功能切換閥Ｖ（0號通道）→多功能切換閥Ｖ（依次1-8號通道）；M2-1→P2-1→多功能切換閥Ｖ（9號通道）→多功能切換閥Ｖ（1號通道）→二維色譜柱C2-1→檢測器D2-1→餾分收集器F，M2-2→P2-2→多功能切換閥Ｖ（10號通道）→多功能切換閥Ｖ（2號通道）→二維色譜柱C2-2→檢測器D2-2→餾分收集器F，M2-3→P2-3→多功能切換閥Ｖ（11號通道）→多功能切換閥Ｖ（3號通道）→二維色譜柱C2-3→檢測器D2-3→餾分收集器F，M2-4→P2-4→多功能切換閥Ｖ（12號通道）→多功能切換閥Ｖ（4號通道）→二維色譜柱C2-4→檢測器D2-4→餾分收集器F，M2-5→P2-5→多功能切換閥Ｖ（13號通道）→多功能切換閥Ｖ（5號通道）→二維色譜柱C2-5→檢測器D2-5→餾分收集器F，M2-6→P2-6→多功能切換閥Ｖ（14號通道）→多功能切換閥Ｖ（6號通道）→二維色譜柱C2-6→檢測器D2-6→餾分收集器F，M2-7→P2-7→多功能切換閥Ｖ（15號通道）→多功能切換閥Ｖ（7號通道）→二維色譜柱C2-7→檢測器D2-7→餾分收集器F，M2-8→P2-8→多功能切換閥Ｖ（16號通道）→多功能切換閥Ｖ（8號通道）→二維色譜柱C2-8→檢測器D2-8→餾分收集器F。

儲液器M1中的洗脫液經(jīng)高壓泵P1輸送經(jīng)過進樣閥V1，載帶進樣閥V1中的樣品進入色譜柱C1進行一維分離，色譜柱C1的流出液進入多功能切換閥Ｖ的0號通孔，通過旋轉(zhuǎn)多功能切換閥Ｖ依次切換進入連接于多功能切換閥Ｖ的1-8號通孔上的色譜柱C2-1、C2-2、C2-3、C2-4、C2-5、C2-6、C2-7、C2-8。儲液器M2-1中的洗脫液經(jīng)高壓泵P2-1輸送經(jīng)過多功能切換閥Ｖ的9號通孔、1號通孔進入色譜柱C2-1進行二維分離，C2-1的分離流出液進入檢測器D2-1檢測，檢測器D2-1的流出液進入餾分收集器F進行收集；儲液器M2-2中的洗脫液經(jīng)高壓泵P2-2輸送經(jīng)過多功能切換閥Ｖ的10號通孔、2號通孔進入色譜柱C2-2進行二維分離，C2-2的分離流出液進入檢測器D2-2檢測，檢測器D2-2的流出液進入餾分收集器F進行收集；儲液器M2-3中的洗脫液經(jīng)高壓泵P2-3輸送經(jīng)過多功能切換閥Ｖ的11號通孔、3號通孔進入色譜柱C2-3進行二維分離，C2-3的分離流出液進入檢測器D2-3檢測，檢測器D2-3的流出液進入餾分收集器F進行收集；儲液器M2-4中的洗脫液經(jīng)高壓泵P2-4輸送經(jīng)過多功能切換閥Ｖ的12號通孔、4號通孔進入色譜柱C2-4進行二維分離，C2-4的分離流出液進入檢測器D2-4檢測，檢測器D2-4的流出液進入餾分收集器F進行收集；儲液器M2-5中的洗脫液經(jīng)高壓泵P2-5輸送經(jīng)過多功能切換閥Ｖ的13號通孔、5號通孔進入色譜柱C2-5進行二維分離，C2-5的分離流出液進入檢測器D2-5檢測，檢測器D2-5的流出液進入餾分收集器F進行收集；儲液器M2-6中的洗脫液經(jīng)高壓泵P2-6輸送經(jīng)過多功能切換閥Ｖ的14號通孔、6號通孔進入色譜柱C2-6進行二維分離，C2-6的分離流出液進入檢測器D2-6檢測，檢測器D2-6的流出液進入餾分收集器F進行收集；儲液器M2-7中的洗脫液經(jīng)高壓泵P2-7輸送經(jīng)過多功能切換閥Ｖ的15號通孔、7號通孔進入色譜柱C2-7進行二維分離，C2-7的分離流出液進入檢測器D2-7檢測，檢測器D2-7的流出液進入餾分收集器F進行收集；儲液器M2-8中的洗脫液經(jīng)高壓泵P2-8輸送經(jīng)過多功能切換閥Ｖ的16號通孔、8號通孔進入色譜柱C2-8進行二維分離，C2-8的分離流出液進入檢測器D2-8檢測，檢測器D2-8的流出液進入餾分收集器F進行收集。

按上述連接及操作方式，進行大豆異黃酮提取物的全二維色譜分離：

第一維色譜柱為C18柱，長度為10cm。第二維色譜柱C2-1、C2-2、C2-3、C2-4、C2-5、C2-6、C2-7、C2-8依次為C4柱、C4柱、C8柱、C8柱、苯柱、苯柱、C18柱、C18柱，長度為10cm。一維流動相為甲醇-0.1%磷酸，梯度洗脫（甲醇在0-10min內(nèi)30%變?yōu)?0%）,流速為1ml/min。二維流動相M1為甲醇-0.1%甲酸（20/80,體積比），M2為甲醇-0.1%甲酸（25/75,體積比），M3為甲醇-0.1%甲酸（30/70,體積比），M4為甲醇-0.1%甲酸（40/60,體積比），M5為甲醇-0.1%甲酸（50/50,體積比），M6為甲醇-0.1%甲酸（55/45,體積比），M7為甲醇-0.1%甲酸（65/35,體積比），M1為甲醇-0.1%甲酸（80/20,體積比）二維流動相的流速為1.0ml/min。各檢測器均為紫外檢測器，檢測波長均為254nm。

把本發(fā)明實施例進行分離時的一維色譜圖見附圖2，二維色譜圖見附圖3，說明本發(fā)明分離效率高，實用性強，尤其適用于中藥、體液等復(fù)雜體系的全成分分離和手性化合物、結(jié)構(gòu)相似化合物等難分離物質(zhì)的分離。

本發(fā)明的完成得益于國家自然科學(xué)基金資助（項目批準(zhǔn)號：21675071）。