高效液相色谱逆流流动池的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2014年8月15日提交的美国临时专利申请第62/037, 737号的优 先权，其通过引用的方式并入本文。
技术领域
[0003] 本发明总体上涉及色谱分析的领域，具体地涉及用于试验液体的光学分析的流动 池以及使用该流动池的系统和方法。
【背景技术】
[0004] 在色谱分析期间用于对试验液体进行光学分析的系统一般包括光源、衍射光 栅、过滤器或用于选择波长的其它装置、允许在利用所选波长进行色谱分析期间探询 (interrogate)试验液体的流动池、以及检测器。流动池必须由对在液相色谱中遇到的溶液 具有抵抗力的材料制成。为了实现高敏感性，流动池必须具有较小体积以防止峰分散和长 的路径长度。流动池的设计的这些及其它考虑需要在敏感性、吞吐量、峰分辨度与可制造性 之间权衡。
【发明内容】
[0005] 在一个方面，本发明提供了一种用于试验液体的光学分析的流动池，所述流动池 包括主体；-第一和第二光学窗口，所述第一和第二光学窗口位于所述主体的相对侧 上；-用于将所述试验液体供应到所述流动池中的进口，其中，所述进口构造成当将所述试 验液体供应通过所述进口并进入所述流动池中时，将所述试验液体的涡流供应通过所述主 体；以及-用于从所述流动池排出所述试验液体的出口，其中，所述进口和所述出口在所述 主体的相对侧上。
[0006] 在一些实施例中，所述主体具有圆形横截面。在一些情况下，所述主体的所述横截 面在所述进口侧处的表面积大于在所述出口侧处的表面积。在一些情况下，所述测量腔室 (例如，主体）具有顶部和底部，其中所述顶部从所述进口向所述出口倾斜，由此使所述主 体的所述横截面的表面积渐减。在一些情况下，所述测量腔室（例如，主体）具有顶部和底 部，其中所述底部从所述进口向所述出口倾斜，由此使所述主体的所述横截面的表面积渐 减。在一些情况下，所述测量腔室（例如，主体）具有顶部和底部，其中所述顶部和所述底部 从所述进口向所述出口倾斜，由此使所述主体的所述横截面的表面积渐减。在一些情况下， 所述进口构造成当将所述试验液体供应通过所述进口并进入所述流动池中时，将所述试验 液体切向于（i)所述主体的内容积的内接圆或（ii)所述流动池的所述主体的所述圆形横 截面进行供应。
[0007] 在另一方面，本发明提供了一种包括前述流动池中的任何一个流动池的系统，其 中所述系统包括位于所述第一光学窗口附近的光检测器。在一些情况下，所述光检测器邻 近所述进口。在一些情况下，所述光检测器邻近所述出口。在一些情况下，所述系统包括位 于所述第二光学窗口附近的入射光源。在一些情况下，所述系统进一步包括用于将所述试 验液体栗送到所述进口中的栗。
[0008] 在另一方面，本发明提供了一种用于试验液体的光学分析的方法，所述方法包括： 将所述试验液体供应至前述系统中的任何一个系统的流动池进口中，由此产生通过所述流 动池的所述测量腔室（例如，主体）的所述测试液体的涡流；可选地，改变所述试验液体； 以及通过借助于所述光检测器检测来自所述流动池的光子来测量所述（一种或多种）试验 液体的光学性质。在一些情况下，由所述光检测器检测来自所述流动池的光子的过程包括 检测在由入射光源进行刺激之后从所述试验液体的一种或多种成分发射的光子。在一些情 况下，由所述光检测器检测来自所述流动池的光子的过程包括检测从所述入射光源传输通 过所述流动池的光子（例如，检测所述试验液体对光子的吸收度）。
【附图说明】
[0009] 图1 :描绘了本文中所描述的流动池的侧视图。液体的涡流经由流体进口而引入， 穿过流动池主体到达出口。
[0010] 图2 :描绘了图1的流动池的正视图。进口切向于流动池的圆形横截面积引入液 体，由此产生涡流。
[0011] 图3:描绘了各种流动池几何形状的侧视图。A为具有恒定横截面积的流动池。B 和C为横截面积渐减的替代流动池。
[0012] 图4 :描绘了用于藉由流动池对试验液体的荧光或吸光率进行分析的系统。
[0013]图5:描绘了根据本发明的实施例的用于分析试验液体样品的方法的流程图。
[0014]图6:描绘了通过本发明的流动池的液体的计算机模拟。
[0015] 图7 :描绘了具有常规进口端口和出口端口的流动池的模拟样品体积曲线。
[0016]图8:描绘了本发明的流动池的模拟样品体积曲线。
【具体实施方式】
[0017]I.流动池
[0018] 在本文中描述了用于通过液相色谱（例如，HPLC，即高效液相色谱法）对试验液体 进行光学分析的改善的流动池。本文中所描述的流动池包括设计为将液体以涡流通过流动 池主体的那些流动池。涡流可以减少或消除死区或再循环区域，并且因此增加流动池几何 形状容易冲刷的可能性。本文中所描述的流动池也包括流动池主体的横截面积沿从进口到 出口的方向减小的那些流动池，由此产生沿液体流动的方向到流动池变窄的内部体积。在 一些情况下，随着液体从流动池主体的进口穿过至出口，这种变窄可以维持液体的涡流通 过流动池主体。
[0019] 在图1中描绘了本文中所描述的流动池的方面。在一些实施例中，流动池（1)可 以包括：主体（2);第一光学窗口（3);用于将试验液体供应到流动池中的进口（4)，其中该 进口构造成当通过该进口供应试验液体并进入流动池时，将试验液体的涡流（5)供应通过 主体；以及用于从流动池排出试验液体的出口（6)。流动池可以进一步包括第二光学窗口 (7)。项目（8)和（9)表示分别平行和垂直于试验液体在流动池中从进口（4)到出口（6) 的主流动方向的轴线。当经由进口（3)迫使流体通过流动池时，涡流（5)产生。
[0020] 如在本文中所使用的，术语"涡流"一般指的是液体围绕轴线的流动。在图1中描 绘了在本发明的上下文中的典型涡流。涡流可以例如通过相对于主体的内容积的内接圆相 切地引入试验液体来产生。例如，在一些情况下，如在图2中所描绘的，流动池主体的内容 积具有圆形横截面（10)，并且该涡流通过切于该圆形横截面引入试验液体来产生。液体的 涡流的存在或不存在不影响通过流动池的液体流的主方向，该主方向是从进口到出口的。
[0021] 当试验液体存在于流动池中或穿过流动池时，一个或更多个光学窗口（3)和（7) 可以光学探询试验液体的。在一些情况下，光学窗口由具有比流动池主体更大的折射率的 材料制成。在这种情况下，流动池主体与光学窗口之间的折射率的差可以阻止或消除光进 入或传输通过流动池主体，由此提供光通过试验液体的有效传输。光学窗口应当对在色谱 分析中使用的波长的光是可透过的。例如，为了分析试验液体的紫外光吸收性质，一个或更 多个光学窗口应当对紫外波长的光是可透过的。在一些情况下，抛光光学窗口以增加光传 输效率。光学窗口通常由高耐腐蚀的材料制成或涂覆。用于流动池光学窗口的合适材料包 括刚玉、玻璃、硼硅酸盐玻璃、熔融石英、钽酸锂、铌酸锂、或对于期望的波长下或波长范围 内可透过的聚合物，所述聚合物诸如是紫外线可透过的聚甲基丙烯酸甲酯。
[0022] 在一些实施例中，流动池包括一个光学窗口。在这种情况下，单个光学窗口可以构 造成探询试验液体的光子产生性质。例如，流动池可以在液相色谱系统中构造成使得光学 窗口接近或邻近光检测器。然后可以借助于光子通过光学窗口达到光检测器的传输来检测 试验液体中的光子产生。在一些情况下，这样的构造可以分析试验液体的一种或多种成分 的发冷光、化学发光、磷光、或荧光素酶活性。在一示例性实施例中，流动池可以用于检测由 酶荧光素酶引起的从荧光素到氧化荧光素的氧化过程，例如用于监测一个或更多个流动池 中的焦磷酸测序反应。
[0023] 在一些实施例中，流动池包括两个或更多个光学窗口。两个或更多个光学窗口可 以用来将入射光从入射光源经由一个光学窗口（3)传输到试验液体中，并且将离开光子传 输通过第二光学窗口（7)以用于由光检测器进行检测。使用两个或更多个光学窗口的示例 性技术包括检测或监测荧光性、吸光度或传输度