一種可以控制流動相混合比例的液相色譜儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及測試測量領(lǐng)域，特別涉及一種可以校準(zhǔn)流動相混合比例的液相色譜儀。
【背景技術(shù)】
[0002]高效液相色譜是色譜法的一個重要分支，其是以液體為流動相，采用高壓輸液系統(tǒng)，將具有不同極性的單一溶劑或不同比例的混合溶劑、緩沖液等流動相連同被測樣品泵入裝有固定相的色譜柱，被測樣品的各成分在柱內(nèi)被分離后，進(jìn)入檢測器進(jìn)行檢測，從而實現(xiàn)對樣品的定性定量分析。該方法已成為化學(xué)、醫(yī)學(xué)、工業(yè)、農(nóng)學(xué)、商檢和法檢等學(xué)科領(lǐng)域中重要的分離分析技術(shù)。高效液相色譜儀(HPLC)是用于此分析方法的儀器。
[0003]如圖1所示，高效液相色譜儀I通常由溶液組織器101、輸液泵102、進(jìn)樣器103、色譜柱104、檢測器105、信息處理系統(tǒng)106和控制系統(tǒng)107等部分組成，其中溶液組織器101中的溶液經(jīng)過脫氣后，作為流動相被輸液泵102注入到液相色譜儀I的系統(tǒng)中，樣品溶液經(jīng)過進(jìn)樣器103注入流動相，并被流動相載入到色譜柱104 (固定相)內(nèi)，由于樣品溶液中的各組分與色譜柱具有不同的極性，樣品溶液在色譜柱104中作相對運(yùn)行時，經(jīng)過反復(fù)多次的吸附-解吸的分配過程，各組分在移動速度上產(chǎn)生較大的差別，最后被分離成單個組分依次從色譜柱104內(nèi)析出，析出的成分經(jīng)過單色光的投射，檢測器105檢測到光強(qiáng)度的變化，并把這些光信號轉(zhuǎn)換成電信號傳送到信息處理系統(tǒng)106,信息處理系統(tǒng)106主要用于分析接收到的數(shù)據(jù)，并最后將它們以圖譜形式顯示出來。控制系統(tǒng)107用于實現(xiàn)對色譜儀內(nèi)各部件的控制和數(shù)據(jù)處理等操作。
[0004]如圖2所示，輸液泵102由四元梯度閥201和串聯(lián)柱塞泵202串聯(lián)連接組成，四元梯度閥201用于將一種或者多種流動相按照設(shè)定的混合比例進(jìn)行混合，串聯(lián)柱塞泵202用于將混合后的液體輸送到液相色譜儀I的系統(tǒng)中。四元梯度閥201包括四個通道分別用于輸入不同比例的液體，并將它們混合，控制系統(tǒng)107根據(jù)每個通道的液體比例，控制每個通道的開啟時間，從而輸出設(shè)定混合比例的液體給串聯(lián)柱塞泵202。串聯(lián)柱塞泵202由一個主泵頭203和一個副泵頭204組成，主泵頭203的沖程體積約為副泵頭204的二倍，當(dāng)主泵頭203排液時，入口單向閥205關(guān)閉，出口單向206打開，副泵頭204對應(yīng)的柱塞后退吸入主泵頭203所排一半的液體，另一半直接進(jìn)入液相色譜儀I的系統(tǒng)中；當(dāng)主泵頭203吸液時，出口單向閥206關(guān)閉，入口單向閥205打開，副泵頭204對應(yīng)的柱塞前進(jìn)將泵腔中儲存的一半液體輸出到系統(tǒng)中，如此循環(huán)實現(xiàn)混合液體的傳輸。
[0005]參考圖3，該圖表示串聯(lián)柱塞泵202的柱塞步數(shù)與吸液量的關(guān)系，橫坐標(biāo)為柱塞步數(shù)，圖形面積表示吸液量，由于入口單向閥205和出口單向閥206是被動閥，都具有一定的響應(yīng)時間(器件的固有參數(shù))，所以導(dǎo)致串聯(lián)柱塞泵202在每次吸液過程的開始和結(jié)束時都會有一段時間吸不上液體，即圖3中的Si和s2的面積為損失掉的液體量，因此會導(dǎo)致最終產(chǎn)生的混合液體的混合比例出現(xiàn)偏差。并且因為輸液泵102是由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動的，四元梯度閥201中每個通道的比例分配是以電機(jī)的步數(shù)為準(zhǔn)的，而與液體的流速無關(guān)，假設(shè)某一個通道應(yīng)該在電機(jī)步數(shù)為500的時候打開，那么無論流速是多少，該通道都是在步數(shù)為500的時候打開，但是液體流速不同，是因為電機(jī)的轉(zhuǎn)速變化導(dǎo)致的，所以，在入口單向閥205和出口單向閥206的固定的響應(yīng)時間內(nèi)，在不同的流速下，就會導(dǎo)致串聯(lián)柱塞泵202在吸液過程的兩端產(chǎn)生不同的偏差，例如，流速為lml/min時，該響應(yīng)時間對應(yīng)20步的偏差，而流速為2ml/min時，該響應(yīng)時間對應(yīng)40步偏差，所以在不同的流速下混合比例又會產(chǎn)生不同的偏差。
[0006]終上所述，現(xiàn)有技術(shù)中缺乏一種可以準(zhǔn)確控制流動相混合比例的液相色譜儀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提出了一種可以準(zhǔn)確控制流動相混合比例的液相色譜儀。
[0008]本發(fā)明所述的一種可以校準(zhǔn)液體混合比例的液相色譜儀，包括輸液泵和控制系統(tǒng)，所述的輸液泵包括一個N元梯度閥(N不小于2)和一個串聯(lián)柱塞泵，所述的N元梯度閥具有N個通道，用于將N個通道中的液體進(jìn)行混合，所述的控制系統(tǒng)根據(jù)每個通道對應(yīng)的液體比例，控制所述的每個通道的開啟時間的比例，所述的控制系統(tǒng)根據(jù)一通道排列方式控制所述的N個通道依次向串聯(lián)柱塞泵中輸送液體，所述的控制系統(tǒng)根據(jù)第一輸液通道的液體損失比例LI和最后輸液通道的液體損失比例L2，調(diào)節(jié)所述N個通道的開啟時間的比例。
[0009]在本發(fā)明所述的液相色譜儀中，所述的通道排列方式還可以為第一輸液通道和最后輸液通道為同一個通道，且該通道對應(yīng)的液體比例最大，且第一輸液通道和最后輸液通道的開啟時間相等。
[0010]在本發(fā)明所述的液相色譜儀中，所述的控制系統(tǒng)還可以通過以下步驟獲得液體損失比例:
[0011]I)以某一液體流速運(yùn)行液相色譜儀；
[0012]2)檢測在該流速下，所述的N個通道中的一個通道中的液體的吸光度；
[0013]3)根據(jù)兩種不同液體比例下吸光度的偏差，得到液體損失比例。
[0014]在本發(fā)明所述的液相色譜儀中，還可以假設(shè)調(diào)節(jié)前，第一輸液通道的開啟時間的比例為Tl，中間輸液通道的開啟時間的比例為T2，最后輸液通道的開啟時間的比例為T3，那么調(diào)節(jié)后，第一輸液通道的開啟時間的比例T1’=T1*T1*(1-L1-L2)，中間輸液通道的開啟時間的比例T2，=T2* (1-L1-L2)，最后輸液通道的開啟時間的比例Τ3，=1-Tl，-Τ2，。
[0015]在本發(fā)明所述的液相色譜儀中，還可以假設(shè)調(diào)節(jié)前，第一輸液通道的開啟時間的比例為Tl，中間輸液通道的開啟時間的比例為Τ2，最后輸液通道的開啟時間的比例為Τ3，那么調(diào)節(jié)后，第一輸液通道的開啟時間的比例Tl’ = (l-T2’)/2，中間輸液通道的開啟時間的比例Τ2’ =T2* (1-L1)，最后輸液通道的開啟時間的比例Τ3’ =(1-Τ2，)/2。
[0016]在本發(fā)明所述的液相色譜儀中，所述的控制系統(tǒng)還可以根據(jù)至少任意兩個液體流速下的液體損失比例，得到液體流速與液體損失比例的函數(shù)關(guān)系，并根據(jù)該函數(shù)關(guān)系得到不同流速下的液體損失比例。
[0017]在本發(fā)明所述的液相色譜儀中，所述的控制系統(tǒng)還可以在所述的N元梯度閥的第M個通道關(guān)閉后，延時一個延遲開啟時間Dt，再開啟第Μ+1個通道(I ( M〈N)，假設(shè)第M個通道關(guān)閉的時間為Ct，第M+1個通道開啟的時間為Ot，所述的延遲開啟時間Dt大于(Ct+0t)且小于 2* (Ct+Ot)。
[0018]在本發(fā)明所述的液相色譜儀中，所述的控制系統(tǒng)還可以通過調(diào)節(jié)驅(qū)動N元梯度閥的脈沖波的過沖時間和占空比，來控制所述的延遲開啟時間Dt。
[0019]在本發(fā)明所述的液相色譜儀中，所述的N元梯度閥還可以為二元閥或四元閥。
[0020]本發(fā)明所述的液相色譜儀根據(jù)在串聯(lián)柱塞泵吸液段的兩端損失的液體比例，調(diào)節(jié)每個通道的開啟時間，從而調(diào)節(jié)每個通道的輸液比例，最終實現(xiàn)調(diào)節(jié)混合溶液的比例。
[0021]并且本發(fā)明的N元梯度閥在排液時，采用將比例最大的通道放在吸液端兩端的通道排列方式，只需要計算一個通道的液體損失比例，就可以實現(xiàn)對液體混合比例的調(diào)節(jié)，大大簡化了校準(zhǔn)過程。
[0022]并且本發(fā)明所述的液體色譜儀，在N元梯度閥的兩個通道之間設(shè)置了一個延遲開啟時間，使得相鄰兩個通道的吸液完全分開，并且通過調(diào)整驅(qū)動梯度閥的脈沖波的過沖時間和占空比的方法，來調(diào)節(jié)延遲開啟時間，將延遲開啟時間調(diào)整到一個合理的數(shù)值，避免了由于延遲開啟時間過長產(chǎn)生的問題。
[0023]并且本發(fā)明獲得液體損失比例的方法簡單、易于操作，并且準(zhǔn)確度更高。
【附圖說明】
[0024]圖1是液相色譜儀I的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖2是輸液泵102的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖3是串聯(lián)柱塞泵202的柱塞步數(shù)與吸液量的關(guān)系示意圖。
[0027]圖4是實施例中，采用順序通道排列方式時串聯(lián)柱塞泵202的柱塞步數(shù)與吸液量的關(guān)系不意圖。
[0028]圖5是實施例中，采用將最大比例的通道放在吸液段兩邊的