对流体和样品分离单元独立地进行热影响
阅读说明：本技术 对流体和样品分离单元独立地进行热影响 (Independent thermal influence on fluid and sample separation units ) 是由 乔斯-安杰尔·莫拉 古韦·埃费尔斯贝格 莉娜·霍宁格 于 2021-06-18 设计创作，主要内容包括：本发明涉及对流体和样品分离单元独立地进行热影响,具体提供了一种用于样品分离设备(10)的热影响组件(100),该样品分离设备(10)用于通过样品分离单元(30)分离流动相中的流体样品,其中,热影响组件(100)包括热影响装置(80、82)和控制单元(70),热影响装置(80、82)配置为对流体样品和/或流动相和样品分离单元(30)进行热影响,控制单元(70)配置为控制热影响装置(80、82)来彼此独立地一方面对流体样品和/或流动相进行热影响而另一方面对样品分离单元(30)进行热影响。(The present invention relates to independently thermally influencing a fluid and a sample separation unit, in particular to a thermally influencing assembly (100) for a sample separation device (10), which sample separation device (10) is used for separating a fluid sample in a mobile phase by a sample separation unit (30), wherein the thermally influencing assembly (100) comprises thermally influencing means (80, 82) and a control unit (70), the thermally influencing means (80, 82) being configured to thermally influence the fluid sample and/or the mobile phase and the sample separation unit (30), the control unit (70) being configured to control the thermally influencing means (80, 82) to thermally influence the fluid sample and/or the mobile phase on the one hand and the sample separation unit (30) on the other hand independently of each other.)
技术领域
本发明涉及一种热影响组件、样品分离设备和调整样品分离设备中的流体样品和/或流动相和样品分离单元的温度的工艺。
背景技术
在液相色谱法中，可以将流体(比如流体样品与流动相之间的混合物等)泵送通过导管以及包括能够分离流体样品的不同组分的材料(固定相)的柱。这种材料，即可以包括硅胶的所谓球珠，可以被填充到柱中，该柱可以通过导管连接到其他元件(如取样单元、流动池、包括样品的容器和/或缓冲器)。
为了运行样品分离设备，可以通过预加热器组件来预加热流体，该预加热组件位于用于将流体样品注入在流动相中的注入器的下游和柱的上游。
US 2015/0196855A1公开了一种用于在流体分离设备的用于加热流体的加热腔中安装部件的装置，其中，该装置包括安装板，该安装板具有至少一个安装凹部，每个安装凹部配置为容纳至少一个部件，并且该至少一个部件各自配置为能够安装在该至少一个安装凹部中和/或该至少一个安装凹部上。
WO 2010/025777A1公开了一种用于将运行模式从第一流体装置导出到第二流体装置的设备，其中，第一流体装置具有表示第一流体装置的期望行为的第一目标运行模式并且具有表示第一流体装置的实际行为的第一真实运行模式，其中，第二流体装置具有代表第二流体装置的期望行为的第二目标运行模式并且具有代表第二流体装置的实际行为的第二真实运行模式，该设备包括第一确定单元和第二确定单元，第一确定单元适配为基于第一目标运行模式并且基于第一流体装置的预先知道的参数化来确定第一真实运行模式，第二确定单元适配为基于所确定的第一真实运行模式并且基于第二流体装置的预先知道的参数化来确定第二目标运行模式。
US 2009/0076631A1公开了一种用于确定装置的运行模式的设备，其中，该装置能够调整源位置处的物理条件来相应地影响目的地位置处的物理条件，该设备包括确定单元，该确定单元适配为通过定义源位置处的物理条件的时间依赖性来确定运行模式，以获得目的地位置处的物理条件的目标时间依赖性，目标时间依赖性表示物理条件随时间的合成变化。
发明内容
本发明的目的是使得用于分离流动相中的流体样品的样品分离设备能够以灵活的方式运行。该目的通过独立权利要求来解决。其他实施例由从属权利要求示出。
根据本发明的示例性实施例，提供了一种用于样品分离设备的热影响组件，其中，该热影响组件包括：热影响装置，其配置为对待分离的流体样品进行热影响，和/或对可以通过其运送或在其中运送流体样品的流动相进行热影响，并且对样品分离单元进行热影响；和控制单元，其配置为控制热影响装置，以彼此独立地一方面对流体样品和/或流动相进行热影响并且另一方面对样品分离单元进行热影响。
根据本发明的另一示例性实施例，提供了一种用于分离流体样品的样品分离设备，其中，该样品分离设备包括配置为驱动流动相和注入在流动相中的流体样品的流体驱动单元、配置为分离流动相中的流体样品的样品分离单元和具有上述特征的热影响组件，该热影响组件用于彼此独立地一方面对流体样品和/或流动相并且另一方面对样品分离单元进行热影响。
根据又一示例性实施例，提供了一种在样品分离设备中调整流体样品和/或流动相的以及样品分离单元的温度的工艺，其中，该工艺包括：对流体样品和/或流动相以及样品分离单元进行热影响；和控制热影响，以便彼此独立地一方面对流体样品和/或流动相进行热影响并且另一方面对样品分离单元进行热影响。
在本申请的背景下，术语“样品分离设备”可以特别地表示能够通过应用某一分离技术、特别是液相色谱法来分离流体样品的不同成分的任何设备。
在本申请的背景下，术语“流体样品”可以特别地表示待分析的任何液体和/或气体介质，可选地还包括固体颗粒。这样的流体样品可以包括将要分离的分子或粒子的多种级分，例如小质量分子或比如蛋白质等的大质量生物分子。将流体样品分离为级分可能涉及一定的分离标准(比如质量、体积、化学性质等)，根据该分离标准进行分离。
在本申请的背景下，术语“流动相”可以特别地表示可以在分离期间用作流体样品的流体载体的任何液体和/或气体介质。流动相可以是溶剂或溶剂组合物(例如由水和比如乙醇或乙腈等的有机溶剂组成)。在液相色谱设备的等度分离模式中，流动相可以具有随时间恒定的组合物。然而，在梯度模式中，流动相的组合物可以随时间改变，特别是以使得流体样品的先前已吸附到样品分离单元的固定相的级分脱附。
在本申请的背景下，术语“流体驱动单元”可以特别地表示能够驱动流体(即液体和/或气体，可选地包括固体颗粒)、特别是流体样品和/或流动相的实体。例如，流体驱动器可以是泵(例如呈现为活塞泵或蠕动泵)或其他高压源。例如，流体驱动器可以是高压泵，例如能够以至少100bar、特别是至少500bar的压力驱动流体。
术语“样品分离单元”可以特别地表示流体构件，流体样品通过该流体构件来转移，并且该流体构件配置为使得在引导流体样品通过分离单元时，该流体样品将分离成不同的分子组或颗粒组。分离单元的一个实例是液相色谱柱，其能够收集或保留并选择性地释放流体样品的不同级分。
术语“热影响组件”可以特别表示配置为对流体(流体样品和/或流动相的形式)和样品分离单元进行热影响或调温的装置。热影响、热改变或热操纵可以意味着特别是以受控或甚至受管控的方式改变温度。特别地，热影响可以通过加热(即通过供应热能)和/或通过冷却(即通过移除热能)来实现。
术语“热影响装置”可以特别地表示可以适当地控制来分别对流体和样品分离单元进行热影响的装置。这种热影响装置可以包括多个热影响单元，每个热影响单元由控制单元分离地控制，并且每个热影响单元能够加热或冷却分别分配的目的地。所述目的地可以例如是流体(特别是流体样品或流动相)，其可以例如在流动通过导管时或在被预加热器组件包围时被加热。目的地还可以是样品分离单元，其例如当布置在隔室中时可以直接加热或冷却。
术语“独立地控制热影响”可以特别地表示，可以进行对流体样品和/或流动相的受控热影响，而不需要该工艺来受到用于对样品分离单元进行受控热影响的另一工艺的强制限制或影响。因此，可以对一个热影响进行控制，而不管对另一个热影响的控制。虽然由于流动通过样品分离单元的流动相和/或流体样品之间的热相互作用，所述受控调温工艺的结果可能对彼此具有一定的影响，但是对两个热影响工艺的外部调整可以彼此分离或独立地进行，例如对两个热影响工艺使用不同的控制信号。因此，在控制侧上可能存在独立性。
根据示例性实施例，一方面对流动相和/或流体样品的温度控制和另一方面对用于分离所述流体样品的样品分离单元的温度控制可以在控制侧上彼此解耦。通过采取这种措施，与通过一个共同的控制工艺以相同方式控制所有提及的元件来对流体样品、流动相和样品分离单元的进行预加热的情况相比，可以提供额外的自由度或额外的设计参数。根据示例性实施例，在控制侧上一方面对流体进行热影响而另一方面对样品分离单元进行热影响的功能分离或独立配置可以允许在样品分离方面改进或带来更精确的预加热(或更一般地：热调节)。此外，流体温度和样品分离单元的温度的独立可调整性可以是将针对常规样品分离设备开发的分离方法转移到根据本发明示例性实施例的另一样品分离设备的高度合适的基础。可以调整用于对流体和样品分离单元进行独立温度调整的运行参数，使得根据示例性实施例的样品分离设备可以灵活地配置和再配置，以在温度管理方面表现得如同许多不同的常规样品分离设备。这可以使得能够运行根据本发明的示例性实施例的样品分离设备来以高度灵活的方式分离流动相中的流体样品。
下面将解释热影响组件、样品分离设备和工艺的另外的实施例。
在实施例中，热影响装置包括配置为对流体样品和/或流动相进行热影响的第一热影响单元(其可以是能够独立于下述的第二热影响单元运行的)，并且包括配置为对样品分离单元进行热影响的第二热影响单元(其可以是能够独立于第一热影响单元运行的)。热影响单元可以彼此独立地运行。这两个结构上分离的热影响单元可以形成适当的硬件基础，用于在功能上独立地对流体和样品分离单元分离地进行温度调整。还可以提供至少一个第三热影响单元，以便进一步改进调温和/或进一步增加自由度，以通过根据本发明的示例性实施例的样品分离设备仿效另一常规样品分离设备的分离行为。
在实施例中，第一热影响单元与第二热影响单元热解耦。这种热解耦例如可以通过在第一热影响单元与第二热影响单元之间夹置绝热材料来获得。所提及的热解耦可以促进在样品分离工艺之前对流体的预加热与对样品分离单元的预加热之间的功能解耦。
在实施例中，控制单元配置为分离地控制第一热影响单元和第二热影响单元。特别地，这可以通过从控制单元一方面向第一热影响单元并且另一方面向第二热影响单元供应不同且独立的控制信号来实现。
在实施例中，流体样品和/或流动相布置为由第一热影响单元并且另外地由第二热影响单元调温。具体地，流体样品和/或流动相可以布置为由第一热影响单元直接调温并且由第二热影响单元间接调温。例如，流体样品和/或流动相可以布置为由第二热影响单元(例如加热的加热板或其他块体)加热并且由第一热影响单元(例如呈现为珀耳帖单元)选择性地进一步加热或冷却。例如，样品分离单元可以布置为仅由第二热影响单元调温。例如在图7中示出了这样的实施例。在这样的配置中，例如可能的是，所提供的用于热影响或改变流体和样品分离单元两者的热能的大部分由足够强的第二热影响单元提供，该第二热影响单元直接加热样品分离单元并且间接加热流体。第一热影响单元于是可以用于改进流体的温度控制，即可以配置得小而精确。
替代地，也可以仅通过一个热影响单元直接对流体进行热影响或调节(特别是加热)，而样品分离单元可以通过第一热影响单元和第二热影响单元两者进行调温。
在实施例中，第一热影响单元部分地或完全地布置在第二热影响单元的上游(在流动相和流体样品的流动方向上)。换句话说，可以在流体到达样品分离单元之前进行对流体的预加热。
在实施例中，第一热影响单元和第二热影响单元以空间重叠的方式布置。替代地，第一热影响单元可以完全布置在第二热影响单元内(即，其内部)。在两种配置中，可能的是，例如第二热影响单元可以加热整个样品分离单元(一个或多个)，而第一热影响单元热控制样品分离单元(一个或多个)的仅一部分(优选头部部分)。
在实施例中，第一热影响单元和第二热影响单元中的至少一者包括由可加热或可冷却的块体(比如加热板等)、珀尔帖元件和等离子加热器组成的组中的至少一者。加热或冷却块体可以例如通过冷却液体(比如冷水等)或加热液体(比如热水等)来实现。加热块体也可以通过欧姆加热来实现，即通过施加通过欧姆损耗加热块体的电流来实现。珀耳帖元件可以是包括彼此接触的不同半导体的热电冷却器，其中，施加电流导致加热或者—当电流方向反转时—导致冷却。等离子加热器可以例如是电弧加热器，其可以是低温等离子发生器，其中电弧放电用作热释放元件。等离子加热还可以用于欧姆加热器的制造工艺中，因为其允许在例如平面结构(比如金属微流体结构)中部署介电层和导电层的混合物的夹层结构，从而在小空间中实现高能量密度。
在实施例中，第二热影响单元配置为对样品分离单元进行热影响，而不会使得气体对流通过引导到样品分离单元上的直接气流冲击样品分离单元。避免这样的气流直接影响样品分离单元可以提高样品分离单元(一个或多个)的分离性能，特别是色谱分离性能。一方面，气流或气体对流是促进热交换的有力机制。另一方面，已经证明在加热方面将气流直接施加到样品分离单元(比如色谱分离柱等)可以导致在样品分离单元的径向延伸上的显著温度分布。这可能使分离性能恶化。已经发现，通过间接使用气体对流来促进热交换同时保护样品分离单元不受气体对流的直接冲击，可以实现在预加热和分离性能方面的优异结果。
在实施例中，第二热影响单元配置为在气体对流仅间接作用在样品分离单元上的情况下对样品分离单元进行热影响。例如，这可以通过设置用于产生气体对流以促进样品分离单元的热耦合的对流机构和将气体对流与样品分离单元屏蔽或机械间隔开的至少部分导热的屏蔽结构来实现。与样品分离单元机械解耦但热耦合的空气流可以提供改进的温度稳定性、增强的环境排斥和快速热平衡，同时实现高分离性能。描述性地说，仅间接地作用于样品分离单元上的气体对流可以促进样品分离单元在运行期间的热耦合并且增加热均匀性。可选但有利地，至少部分导热的屏蔽结构包括热交换器，该热交换器配置为促进气体对流与样品分离单元之间的热交换。例如，热交换器还可以用作热源(即，可以供应热量来进行加热)或散热器(即，可以移除热量来进行冷却)。在这样的实施例中，一个或多个样品分离单元可以由屏蔽气体对流免于直接冲击样品分离单元(一个或多个)的屏蔽结构部分地或完全地围绕。同时，屏蔽结构的外表面周围的(并且优选地在比如柱加热炉等的热影响隔室或腔内部)的气体对流也可以促进屏蔽结构内部的热交换，并且因此可以对样品分离单元(一个或多个)的热可控性具有积极影响。在实施例中，实际的加热或冷却源可以形成热交换器的一部分。
在实施例中，控制单元配置为控制热影响装置，使得样品分离设备的运行仿效另一样品分离设备的运行。特别地，这种仿效可以在对流体样品和/或流动相进行热影响方面和在对样品分离单元进行热影响方面进行。非常有利的是，两个(而非一个)调温实体形式的附加自由度或增加数量的设计参数可以允许调整调温参数，使得当进行分离方法时根据本发明示例性实施例的样品分离设备的热影响组件表现得如同常规的或另一种样品分离设备的热影响组件。
在实施例中，对另一样品分离设备的调温行为的仿效可以与关于至少一个另外方面对所述另一样品分离设备的仿效结合，特别是关于对在样品分离期间流动相的溶剂组合物的时间依赖性的仿效。例如，所述另一样品分离设备的行为可以关于在梯度运转期间的梯度分布由根据本发明的示例性实施例的样品分离设备仿效。
在实施例中，控制单元配置为基于(例如通过控制单元)所确定的传递函数来仿效另一个样品分离设备的运行，使得当在样品分离设备上进行针对另一样品分离设备开发的分离方法时，样品分离设备特别是在对流体样品和/或流动相进行热影响方面以及在对样品分离单元进行热影响方面表现得如同另一样品分离设备。在本申请的背景下，术语“分离方法”可以特别地表示针对样品分离设备的关于如何分离流体样品的指令，该指令将由样品分离设备进行来完成与分离方法相关联的分离任务。这样的分离方法可以由一组参数值(例如温度、压力、溶剂组合物的特性等)和样品分离设备的硬件部件(例如所使用的分离柱的类型)以及具有在执行分离方法时执行的工艺的算法来定义。用于在样品分离期间运行样品分离设备的相应的一组技术参数可以是已知的，例如存储在能够由控制样品分离设备的运行的控制单元访问的数据库或存储器中。表征分离方法的物理性质或运行参数可以包括运送特性，该运送特性可以包括比如体积、尺寸、比如压力或温度等的物理参数的值、和/或比如流体导管中发生的摩擦模型(该摩擦效应可以例如根据哈根泊肃叶定律来建模)等的物理效应等。更特别地，参数化可以考虑样品分离设备的尺寸(例如流体通道的尺寸)、样品分离设备的流体导管的体积(比如死体积等)、样品分离设备的泵性能(比如泵功率和/或泵容量等)、运行样品分离设备的延迟参数(比如开启样品分离设备之后的延迟时间等)、运行样品分离设备的摩擦参数(例如表征流体导管的壁与流动通过导管的流体之间的摩擦)、样品分设备的冲洗性能(特别是与在运行样品分离设备之前或在两个连续运行之间清洗或冲洗样品分离设备相关的性能)、和/或样品分离设备的不同部件的配合(例如施加于色谱柱的梯度的性能)。通过计算这样的传递函数，该传递函数可以应用于传递针对常规样品分离设备开发的分离方法以由根据本发明示例性实施例的样品分离设备使用，可以完成将分离方法从一个样品分离设备传递到另一样品分离设备的数值简单方式。
在实施例中，样品分离设备包括热影响隔室，至少一个样品分离单元布置在该热影响隔室中。这样的热影响隔室可以是用于在准备样品分离时预加热流体和样品分离单元(一个或多个)的柱加热炉。
在实施例中，配置为对流体样品和/或流动相进行热影响的上述第一热影响单元位于热影响隔室的上游。当第二热影响单元布置在热影响隔室内部时，所描述的几何配置进一步可以有助于第一热影响单元与第二热影响单元之间的适当的功能分离。
在实施例中，样品分离设备包括与上述样品分离单元并行连接的至少一个另外的样品分离单元，并且包括配置为选择样品分离单元中的一个的流体选择阀。优选地，第一热影响单元可以集成在选择阀中。这种配置是高度紧凑的，因为其允许在将流体划分成多个路径之前对其进行热影响，其中每个路径包括样品分离单元中的一个。同时，这种配置可以确保预加热在空间上靠近用于分离流体样品的样品分离单元的位置发生。
在实施例中，第一热影响单元配置为特别是集成在选择阀中的金属微流体结构。特别地，金属微流体(MMF)加热器可以有利地集成到流体选择阀中，该流体选择阀也可以称为通道选择阀。微流体学关注小尺寸液体和气体的行为，其可能与宏观流体的行为有很大不同，因为在这个尺度上，在宏观尺度上可以忽略的影响可能占主导地位。所述流体选择阀可以基于金属结构来生产，该金属结构可以通过在高压和高温下由不锈钢箔通过热粘合来制造。因此，可以进行加热或冷却通道选择阀以完成阀温度控制。特别地，可以提供柱前液体调节器(特别是加热器和/或冷却器)，其可以嵌入在柱选择阀中。换句话说，可以将加热和/或冷却能力集成到选择阀中。
在实施例中，第一热影响单元布置在选择阀与热影响隔室之间。这可以允许在非常靠近样品分离单元中的分离位置的情况下预加热流体。
在实施例中，第一热影响单元布置在选择阀的上游。然后可以利用已经预加热的流体来进行对所需的样品分离单元的选择。
在实施例中，配置为对流体样品和/或流动相进行热影响的第一热影响单元至少部分地布置在热影响隔室的内部，特别是热耦合到样品分离单元的头部部分。样品分离单元的头部部分可以是在分离运转期间流动相和流体样品在其处进入样品分离单元的部分。这种配置允许尤其是在分离位置处流体样品和/或流动相的适当预加热。因此，在这样的实施例中不会发生由于温度平衡现象引起的预加热样品的明显的不希望的冷却。
在实施例中，样品分离设备包括用于在样品分离单元的上游对流体样品和/或流动相进行热预处理(特别是预加热)的预处理组件，其中，配置为对流体样品和/或流动相进行热影响的第一热影响单元与该预处理组件热耦合。预处理组件可以是围绕承载流体的导管的导热结构，用于促进第一热影响单元对流体的均匀加热。描述性地说，第一热影响单元可以供应或移除由预处理组件沿着流体承载导管分配的热能。
在实施例中，配置用于对样品分离单元进行热影响的第二热影响单元至少部分地布置在热影响隔室内部。第二热影响单元可以布置在第一热影响单元的下游。
在实施例中，流体样品和/或流动相可以通过调整、特别是管控流体样品和/或流动相的温度来调温。相应地，可以通过调整、特别是管控样品分离单元的温度来对样品分离单元进行热影响。因此，热影响单元可以配置为使流体和样品分离单元达到各自的目标温度。
样品分离单元可以填充有分离材料。也可以称为固定相的这种分离材料可以是允许与流体样品进行可调整程度的相互作用以便能够分离这种样品的不同组分的任何材料。分离材料可以是液相色谱柱填充材料或填装材料，其包括由以下组成的组中的至少一种：聚苯乙烯、沸石、聚乙烯醇、聚四氟乙烯、玻璃、聚合物粉末、二氧化硅和硅胶或具有化学改性(涂覆、加盖等)表面的任何以上材料。然而，可以使用具有允许将穿过该材料的分析物分离成不同组分的材料性质(例如由于填装材料与分析物级分之间的相互作用的类型或亲和性不同)的任何填装材料。
样品分离单元的至少一部分可以填充有流体分离材料，其中，该流体分离材料可以包括具有基本1μm至基本50μm的范围内的尺寸的球珠。因此，这些球珠可以是可以填充在微流体装置的分离部段内部的小颗粒。球珠可以具有基本0.01μm至基本0.2μm范围内的尺寸的孔穴。流体样品可以穿过孔穴，其中，在流体样品与孔穴之间可以发生相互作用。
样品分离单元可以是用于分离流体样品的组分的色谱柱。因此，示例性实施例可以特别地在液相色谱设备的背景下实现。
流体分离系统可以配置为引导液体流动相通过分离单元。作为液体流动相的替代，可以使用流体分离系统来处理气态流动相或包括固体颗粒的流动相。也可以使用示例性实施例来处理作为不同相(固相、液相、气相)的混合物的材料。样品分离设备、特别是其流体驱动单元，可以配置为在高压下、特别是至少600bar、更特别是至少1200bar的高压下引导流动相通过系统。
该样品分离设备可以配置为微流体装置。术语“微流体装置”可以具体表示如本文所述的样品分离设备，其允许输送流体通过具有小于500μm、特别是小于200μm、更特别地小于100μm或小于50μm或更小的尺寸数量级的微通道。
示例性实施例可以通过液相色谱设备的样品注入器来实施，该样品注入器可以从流体容器中摄取流体样品并且可以将这种流体样品注入到导管中以供应到分离柱。在这种过程期间，流体样品可以从例如正常压力压缩到例如几百bar或甚至1000bar或更高的较高压力。自动取样器可以将流体样品从小瓶自动地注入到样品回路中。自动取样器的末端或针可以浸入流体容器中，可以将流体抽吸到毛细管中，然后可以驱动回到座中，然后例如经由可切换的流体阀朝向液相色谱设备的样品分离部段注入流体样品。
样品分离设备可以配置为分析流动相中的流体样品的至少一种组分的至少一个物理、化学和/或生物参数。术语“物理参数”可以特别地表示流体的尺寸或温度。术语“化学参数”可以特别地表示分析物的级分的浓度、亲和参数等。术语“生物参数”可以特别地表示生化溶液中的蛋白质、基因等的浓度、组分的生物活性等。
样品分离设备可以在各种技术环境中实施，如传感器装置，测试装置，用于化学、生物和/或药物分析的装置，毛细管电泳装置，液相色谱装置，气相色谱装置，电子测量装置或质谱装置。特别地，样品分离设备可以是高性能液相色谱(HPLC)装置，通过HPLC装置，可以分离、检查和分析分析物的不同级分。
本发明的实施例包括配置为分离流动相中的流体样品的复合物的样品分离设备。样品分离设备包括配置为驱动流动相通过样品分离设备的流动相驱动器，比如泵送系统等。设置可以是色谱柱的样品分离单元来分离流动相中的样品流体的复合物。样品分离设备还可以包括配置为将流体样品引入到流动相中的样品注入器、配置为检测流体样品的分离的复合物的检测器、配置为收集流体样品的分离的复合物的收集器、配置为处理从样品分离设备接收的数据的控制单元或数据处理单元、和/或用于对流动相进行脱气的脱气设备。
本发明的实施例可以基于通常可用的HPLC系统来呈现，比如安捷伦1290系列无限系统、安捷伦1200系列快速分辨LC系统或安捷伦1100HPLC系列(都由本申请人安捷伦科技公司提供—参见www.agilent.com—其应当通过引用并入本文)。
一个实施例包括具有活塞的泵送设备，该活塞用于在泵工作腔中往复运动，以将泵工作腔中的液体压缩到高压，在该高压下液体的压缩率变得明显。一个实施例包括两个以串联(例如EP309596A1所公开的)或并行方式耦合的泵送设备。
流动相(或洗脱液)可以是纯溶剂或不同溶剂的混合物。可以选择例如使目标复合物的保留率和/或运转色谱法的流动相的量最小化。还可以选择流动相，使得可以有效地分离不同复合物。流动相可以包括常常用水来稀释的有机溶剂，像甲醇或乙腈。对于梯度运行，水和有机物在分离的瓶中进行递送，梯度泵从该瓶向系统递送规划的掺合物。其他常用的溶剂可以是异丙醇、THF、己烷、乙醇和/或其任何组合，或这些与前述溶剂的任何组合。
流体样品可以包括任何类型的过程液体、如果汁的天然样品、如血浆的体液，或者它可以是如来自发酵液的反应的结果。
流体优选是液体，但也可以是或包括气体和/或超临界流体(如在例如US4,982,597A中所公开的超临界流体色谱-SFC中所使用的)。
附图说明
通过参考以下结合附图对实施例的更详细描述，本发明的其他目的和许多附带优点将易于领会和更好地理解。实质上或功能上等同或类似的特征将由相同的附图标记指代。
图1示出了根据本发明的实施例的样品分离设备，其特别是用于高效液相色谱法(HPLC)，其中，对流动相中的流体样品的热影响独立于对用于分离流体样品的样品分离单元的热影响进行。
图2是根据示例性实施例的用于样品分离设备的热影响组件的示意图，其中，第一热影响单元集成在选择阀中，并且第二热影响单元布置在热影响隔室的内部。
图3是根据示例性实施例的用于样品分离设备的热影响组件的示意图，其中，第一热影响单元布置在样品分离单元的头部部分中，并且第二热影响单元布置在热影响隔室的内部。
图4是根据示例性实施例的用于样品分离设备的热影响组件的示意图，其中，第一热影响单元布置在选择阀与热影响隔室之间，并且第二热影响单元布置在热影响隔室的内部。
图5是根据示例性实施例的用于样品分离设备的热影响组件的示意图，其中，第一热影响单元布置在选择阀的上游，并且第二热影响单元布置在热影响隔室的内部。
图6是根据示例性实施例的用于样品分离设备的热影响组件的示意图，其中，第一热影响单元布置在热影响隔室的内部，并且第二热影响单元也布置在热影响隔室的内部但在第一热影响单元的下游。
图7是根据示例性实施例的用于样品分离设备的热影响组件的示意图，其中，设置了用于仅对预处理组件中的流体样品和/或流动相进行热影响的第一热影响单元和用于对流体样品和/或流动相进行热影响并且用于对热影响隔室中的样品分离单元进行热影响的第二热影响单元。
图8是根据示例性实施例的样品分离设备的加热隔室中的热影响组件的一部分的示意图，其中，样品分离单元由仅间接运行的对流机构加热。
图9是根据示例性实施例的样品分离设备的热影响组件的示意图，其中，所述热影响组件的运行仿效另一样品分离设备的调温行为。
图10是用于根据示例性实施例的样品分离设备的热影响组件的热影响单元(或其部分)的三维视图，其中，热影响单元配置为用于加热或冷却流动相和/或流体样品并且设置为集成在通道选择阀中的金属微流体结构。
附图中的图示是示意性的。
具体实施方式
在参考附图之前，将更详细地解释示例性实施例，将基于已经开发的示例性实施例解释一些基本考虑。
根据本发明的示例性实施例，提供了一种用于样品分离设备(比如液相色谱设备等)的热影响组件(比如流动相中样品和分离柱预加热器)，其使得能够一方面对待分离的流体样品和/或用于携带流体样品的流动相而另一方面对样品分离单元(比如色谱分离柱等)进行分离的调温(特别是温度控制或温度调整)。换句话说，对样品/流动相的预加热可以独立于对用于分离所述样品的样品分离单元的预加热而完成。因此，示例性实施例的主旨是使用独立的加热源来一方面加热流动相(其可以在预加热器中执行)而另一方面加热分离柱。
通常，预加热器和分离柱可以一起调温，例如经由共用加热块和通过实施一个或多个热交换器。根据示例性实施例，对流动相和样品的加热源相对于样品分离单元的加热源分离可以是有利的。特别地，可能有利的是，通过分离加热源，可以仿效或模拟其他柱加热炉类型(或更一般地其他热影响隔室)。通过这种具有两个热影响源的积极概念，从而可以模拟具有仅一个加热源的消极概念的另一个柱加热炉。描述性地说，样品分离设备中的流动相调温与样品分离单元的调温之间的功能和逻辑分离提供了附加的自由度，其可以用作设计参数，用于通过使得能够对流动相/流体样品和样品分离单元(一个或多个)彼此独立地进行热影响而模拟另一个样品分离设备的运行。例如，根据本发明的示例性实施例的样品分离设备的可独立调整的调温机构的运行可以设定为在预加热方面模仿、仿效或模拟另一样品分离设备的功能。
在有利的实施例中，用于对一个或多个样品分离单元进行热影响的热影响隔室(其也可以称为柱隔室)可以由两个独立控制的热影响单元(其可以为加热器和/或冷却器)调节，一个专用于调节流体样品和/或流动相的液体温度，另一个调节热影响隔室内部的温度(并且从而调整热影响隔室中的一个或多个样品分离单元的温度)。
当设计根据本发明的示例性实施例的柱隔室时，可能有利的是实现柱的可再现运行条件，保持与在其他仪器(例如传统仪器)中运转的现有分离方法的向后兼容性。保持向后兼容性可能会对改进新模型的性能具有影响。通常，当针对一个样品分离设备开发的分离方法在另一个样品分离设备上运转时，在新的样品分离设备中，在相同的运行条件(比如流动相和流体样品的流速和/或温度、与改变流动相的溶剂组合物相关的梯度等)下可能不会显示出相同的性能，这可能是一个缺点。为了克服这些缺点，本发明的示例性实施例可以使用两个独立控制的热影响单元(比如加热器和/或冷却器等)来调节热影响隔室(特别是色谱柱隔室)。在这种情况下，一个热影响单元可以专用于调节流动相和/或流体样品的液体温度，另一个热影响单元可以设置为调节热影响隔室内部的温度。有利地，这样的实施例可以确保向后兼容性并且可以提高分离性能。
因此，一方面对流动相和流体样品的热影响和另一方面对样品分离设备的一个或多个样品分离单元的热影响的独立或分离控制可以使样品分离设备向后兼容并且能够调整到常规的分离方法。此外，采取这种措施可以允许设计在性能方面实现显著改进的样品分离设备。此外，使用用于液体(即流动相和流体样品)的独立热影响单元(其可以包括独立可控的加热和/或冷却单元)可以将柱前加热器的数量减少到一个，从而减少硬件工作量。因此，设置用于流动相和流体样品的分离或独立的热影响单元可以增加运行的灵活性。例如，可以将这种独立可控的热影响单元(即，柱前加热器和/或冷却器)集成到选择阀中，例如使用一个或多个珀耳帖冷却器和/或一个或多个等离子加热器。这样的选择阀可以配置为例如根据特定应用的要求选择多个并行连接的样品分离单元中的一个。因为这样的选择阀可以直接布置在样品分离单元的上游并且因此直接布置在热影响隔室的上游，所以对流动相和流体样品的温度的独立控制或调整可以在空间上非常靠近对热影响隔室中的样品分离单元的温度的调整。因此，不期望的温度平衡过程可以保持较小，而不会损害流体和样品分离单元的调温特性的独立可调整性。
因此，本发明的示例性实施例可以使得在液体进入其中具有样品分离单元(一个或多个)的热影响隔室之前对液体进行热调节成为可能，这可以避免内部的冷凝问题和温度不稳定性。
本发明的示例性实施例可以引入第一热影响单元(其可以是加热器和/或冷却器)，其使液体(即流动相和流体样品)的温度达到设定点。第二热影响单元(其也可以是加热器和/或冷却器)可以设置来独立地控制热影响隔室(包括一个或多个样品分离单元)的温度，例如通过控制逻辑来实现分离的最佳性能，作为可以用于开发分离方法的分离自由度。此外，这可以使得有可能使热影响隔室向后兼容于常规的样品分离方法和/或常规的样品分离设备。例如，独立可控的第一热影响单元形式的柱前调节器可以位于其中分配有一个或多个色谱分离柱并且其中可能发生由第二热影响单元进行的热影响的部段的内部或外部。
本发明的示例性实施例的另一方面是HPLC柱加热炉，其具有气体对流方面的混合配置，即具有和不具有空气循环的混合配置。特别地，可以设置通过在柱区域周围引导的气流来调节的柱隔室。在常规的HPLC柱隔室中，根本不提供活性空气流(导致更绝热的环境)，或者可以向隔室提供受迫空气流(导致更等温的环境)。与这些方法相反，根据本发明的示例性实施例的柱隔室可以在定位柱的区域周围提供受迫空气流，同时可以例如通过屏蔽来可靠地防止柱自身位置处的受迫空气流。已经证明，在柱周围具有低(即没有受迫的)空气流的隔室可以允许获得更好的色谱结果。受迫的快速空气流可以导致更好的温度稳定性、更好的环境现象抑制和更快的平衡。根据本发明的示例性实施例，可以通过流转向器护罩将受迫空气流引导到柱位置周围，但优选地不引导到柱位置。由于较小的温度差，柱周围的区域可以具有显著减少的空气流。这可以导致较高的温度稳定性，可以减少对厚隔离的需要，并且可以保留良好的色谱结果。
现在更详细地参考附图，图1描绘了液体分离系统的一般示意图，作为根据本发明的示例性实施例的样品分离设备10的示例。如以下将进一步详细描述的，实施例包括独立于对用于分离流体样品的样品分离单元30的热影响而对在流动相中的流体样品执行热影响。
泵或流体驱动单元20通常经由脱气器27接收来自溶剂供应器25的流动相，脱气器27脱气并且因此减少溶解在流动相中的气体量。流体驱动单元20驱动流动相通过包括固定相的样品分离单元30(比如色谱柱等)。取样单元或注入器40可以设置在流体驱动单元20与样品分离单元30之间，以便将样品流体或流体样品注入或添加(通常称为样品引入)到流动相中。样品分离单元30的固定相配置为分离样品液体的复合物。设置检测器50用于检测所分离的样品流体的复合物。可以设置分馏单元60用于输出所分离的样品流体的复合物。也可以将分离的样品流体以及流动相的复合物输送到废弃物管线中(未示出)。
虽然流动相可以仅由一种溶剂组成，但是其也可以由多种溶剂混合。这种混合可以是低压混合并且设置在流体驱动单元20上游，使得流体驱动单元20已经接收并且泵送作为流动相的混合溶剂。替代地，流体驱动单元20可以由多个单独的泵送单元构成，其中，多个泵送单元各自接收并且泵送不同的溶剂或混合物，使得流动相(由样品分离单元30所接收的)的混合在高压下并且在流体驱动单元20下游(或者作为其一部分)发生。流动相的组分(混合物)可以随时间保持恒定(所谓的等度模式)，或者随时间变化(所谓的梯度模式)。
可以是常规个人计算机或工作站的数据处理单元或控制单元70可以耦合(如虚线箭头所示)到样品分离设备10中的装置中的一者或多者，以便接收信息和/或控制运行。例如，控制单元70可以控制流体驱动单元20的运行(例如，设定控制参数)并且从其接收关于实际工作条件的信息(比如泵的出口处的输出压力、流速等)。控制单元70还可以控制溶剂供应器25的运行(例如设定待供应的溶剂或溶剂混合物)和/或脱气器27的运行(例如设定控制参数，比如真空度等)，并且可以从其接收关于实际工作条件的信息(比如随时间供应的溶剂组合物、流率、真空度等)。控制单元70可以进一步控制取样单元或注入器40的运行(例如控制样品注入或样品注入与流体驱动单元20的运行条件的同步)。样品分离单元30也可以由控制单元70来控制(例如选择特定的流动路径或柱、设定运行温度等)，并且反过来将信息(例如运行条件)发送到控制单元70。相应地，检测器50可以由控制单元70来控制(例如关于光谱或波长设定、设定时间常数、开始/停止数据采集)，并且将信息(例如关于所检测的样品复合物)发送到控制单元70。控制单元70还可以控制分馏单元60的运行(例如结合从检测器50接收的数据)并且提供回数据。
此外，热影响组件100在样品分离设备10中布置在注入器40的下游和检测器50的上游。所述热影响组件100配置为调整流动相和流体样品的温度，以及独立地或分离地调整样品分离单元30的温度。热影响组件100包括热影响装置，该热影响装置在此由可控的第一热影响单元80和独立可控的第二热影响单元82构成。对每个热影响单元80、82的控制可以由控制单元70进行，控制单元70向热影响单元80、82供应各自的和不同的控制信号。第一热影响单元80配置为对流动通过由预处理组件90以导热方式包围的导管的流体样品和/或流动相进行热影响。第二热影响单元82配置为对容纳样品分离单元30的热影响隔室84进行热影响。因此，第二热影响单元82也将控制样品分离单元30的温度。上述的控制单元70可以配置为控制热影响单元80、82来彼此独立地一方面对流体样品和/或流动相进行热影响而另一方面分离地对样品分离单元30进行热影响。非常有利地，热影响组件100因此可以配置为一方面对流体样品和/或流动相进行热影响而另一方面单独地并且在期望的情况下不同地对样品分离单元30进行热影响。这引入了可以用于改进温度调整的更多自由度或设计参数。例如，与样品分离单元30相比，可以为流体样品和流动相设定其他目标温度。特别地，可以通过调整(例如管控)流体样品和/或流动相的温度来进行对流体样品和/或流动相的热影响。与之相独立地，对样品分离单元30的热影响可以通过调整(例如管控)样品分离单元30的温度来完成。
附加地或替代地，该附加自由度可以用于在样品分离设备10上仿效针对另一样品分离设备(图1中未示出)开发的样品分离方法的执行，样品分离设备10从而该另一样品分离设备执行所述样品分离方法时的运行或者表现得如同该另一样品分离设备。换句话说，可以控制热影响来通过样品分离设备10对另一样品分离设备(参见图9中的附图标记110)的分离方法进行模拟执行，使得样品分离设备10在对流体样品和/或流动相以及对样品分离单元30进行热影响方面表现得如同该另一样品分离设备110。
应当注意，在所示实施例中，用于控制热影响单元80、82的控制单元70可以是如上所述的还控制样品分离设备10的整体运行的同一控制单元70。在其他实施例中，替代地，用于控制样品分离设备10的整体运行的控制单元70可以是不同于彼此独立地控制热影响单元80、82的控制单元70的另一控制器。
下面将参考图2至图9解释根据本发明的示例性实施例的温度调整组件100的详细构造，该温度调整组件100可以在如图1所示的样品分离设备10中实施。
图2是根据示例性实施例的用于样品分离设备10的热影响组件100的示意图，其中，第一热影响单元80集成在选择阀86中或与选择阀86一体形成，第二热影响单元82布置在热影响隔室84的内部。
如图2中相应的附图标记所示，根据图2的热影响组件100布置在注入器40的下游和检测器50的上游。流体流动方向在图2中用箭头指示。如图所示，热影响组件100包括由第一热影响单元80和第二热影响单元82构成的热影响装置。所述热影响装置配置为对流体样品和/或流动相以及样品分离单元30进行调温。更具体地，当流动通过第一热影响单元80时，第一热影响单元80加热(或冷却)流体样品和/或流动相。与其相独立地，第二热影响单元82加热(或冷却)位于热影响隔室84(比如加热炉等)中的三个并行的样品分离单元30(其可以是色谱分离柱)。本领域技术人员将理解，三个并行的样品分离单元30的数量仅是示例，而其他示例性实施例可以使用更少(一个或两个)或更多(四个或更多个)的并行的样品分离单元30。因此，并行的样品分离单元30的数量可以是任何数量(并且可以例如仅是两个)。因此，可以独立于对分离柱的热影响来控制或调整热预处理溶剂和样品。因此，使得对分离柱的温度和对流动相和流体样品的温度的独立控制成为可能。在控制单元70的控制下，第一热影响单元80可以向流动相或流体样品供应热能(用于加热)或者可以从流动相或流体样品移除热能(用于冷却)。相应地并且也在控制单元70的控制下，第二热影响单元82可以向样品分离单元30供应热能(用于加热)或者可以从样品分离单元30移除热能(用于冷却)。因此，热影响单元80、82中的每一个都可以配置为热源和/或散热器。相应地，热影响单元80、82中的每一个都可以包括与流体样品或流动相(在第一热影响单元80的情况下)或者与样品分离单元30(在第二热影响单元82的情况下)热耦合的热交换器。例如，热影响单元80、82中的每一个都可以是加热块或冷却块。
控制单元70(例如可以是相应编程的或可编程的处理器)可以配置为分离地和单独地控制热影响单元80、82中的每一个，以彼此独立地分别对流体样品和/或流动相进行热影响或者对样品分离单元30进行热影响。特别地，与可以由第二热影响单元82与控制单元70协作限定的样品分离单元30的目标温度或温度分布相比，与控制单元70结合的第一热影响单元80可以配置为针对流体样品和/或流动相设定另一目标温度或温度分布。因此，控制单元70可以配置为分离地控制第一热影响单元80和第二热影响单元82。为此，控制单元70可以相对于第二热影响单元82向第一热影响单元80施加不同的控制信号71、73。
例如，第一热影响单元80和第二热影响单元82中的任何一者都可以是例如通过加热或冷却流体(比如热的或冷的气体或液体等)加热或冷却的块体(比如加热块或冷却块等，例如加热板或冷却板)。还可能的是，就欧姆加热而言，第一热影响单元80和第二热影响单元82中的任何一者都可以由电流加热。当配置为珀耳帖元件时，第一热影响单元80和第二热影响单元82可以根据施加到珀耳帖元件的电流的流动方向选择性地冷却或加热。因此，热影响元件80、82可以配置为加热、冷却或者选择性地加热或冷却流体样品和/或流动相和/或样品分离单元30。
例如，第一热影响单元80可以与第二热影响单元82热解耦。这可以促进对热影响单元80、82的独立控制。这种热解耦例如可以通过第一热影响单元80与第二热影响单元82之间的足够的空间距离和/或通过在第一热影响单元80与第二热影响单元82之间布置绝热结构(未示出)来实现。
如图所示，三个样品分离单元30(例如三种不同类型的色谱分离柱)可以在热影响隔室84(比如柱加热炉等)的内部并行连接。根据图2，第一热影响单元80布置在第二热影响单元82的上游。热影响隔室84用于在其中容纳第二热影响单元82和样品分离单元30。换句话说，配置为对样品分离单元30进行热影响的第二热影响单元82布置在热影响隔室84内部。
此外，配置为对流体样品和/或流动相进行热影响的第一热影响单元80布置在热影响隔室84的上游。如图2所示，热影响组件100包括流体选择阀86，流体选择阀86位于热影响隔室84的上游，并且配置为例如根据特定分离应用的要求来选择样品分离单元30中的一个。在选择阀86的入口处提供的流动相和/或流体样品被引导到根据选择阀86的切换状态选择的选择阀86的出口中被选择的一者。换句话说，根据选择阀86的切换位置，从注入器40流动的流动相和/或流体样品可以被引导到热影响隔室84内部的三个并行流体路径中的一个中，以流动通过三个样品分离单元30中被选择的一者。有利地，根据图2，第一热影响单元80集成在或直接连接到选择阀86。因此，柱选择阀86可以配置为用于加热和/或冷却流动相和/或流体样品的加热和/或冷却元件。这使热影响组件100保持紧凑，并且使第一热影响单元80和第二热影响单元82中的温度调整在空间上靠近在一起。因此，根据图2，可以高效地抑制由流动通过热影响组件100的导管的流动相或流体样品的不期望的温度平衡引起的伪像。
图3是根据示例性实施例的用于样品分离设备10的热影响组件100的示意图，其中，第一热影响单元80布置在样品分离单元30的头部部分中，并且第二热影响单元82布置在热影响隔室84的内部。
图3的实施例与图2的实施例的区别特别在于，根据图3，第一热影响单元80和第二热影响单元82以空间重叠的方式布置。还可能的是，第二热影响单元82封装或围绕第一调温单元80。根据图3，第一热影响单元80和第二热影响单元82都可以布置在热影响隔室84的内部。
在该实施例中，配置为对流体样品和/或流动相进行热影响的第一热影响单元80热耦合到样品分离单元30的头部部分。流体样品和流动相在头部部分处流动到各自的样品分离单元30中。换句话说，当流动相或流体样品流动通过样品分离单元30的柱头时，第一热影响单元80加热或冷却该流动相或流体样品。可以有利的是，第一热影响单元80布置为尽可能靠近柱头，以便在分离期间精确地控制样品温度。因此，样品温度在样品分离单元30的头部部分处特别关键，这是因为实际的分离过程(吸收和解吸)发生在该位置。
图4是根据示例性实施例的用于样品分离设备10的热影响组件100的示意图，其中，第一热影响单元80布置在选择阀86与热影响隔室84之间，并且第二热影响单元82布置在热影响隔室84的内部。
图4的实施例与图3的实施例的区别特别在于，根据图4，第一热影响单元80布置在选择阀86的下游和热影响隔室84的上游。更具体地，当流动通过将选择阀86与热影响隔室84连接的导管时，第一热影响单元80可以对流动相和流体样品进行热影响。
在根据图4的配置中，第一热影响单元80和第二热影响单元82非常靠近并且靠近流体样品的实际分离位置，同时热影响单元80、82的独立可控性通过其空间分离而进一步促进。
图5是根据示例性实施例的用于样品分离设备10的热影响组件100的示意图，其中，第一热影响单元80布置在选择阀86的上游，并且第二热影响单元82布置在热影响隔室84的内部。
图5的实施例与图4的实施例的区别特别在于，根据图5，第一热影响单元80布置在注入器40的下游和选择阀86的上游。
这种配置的优点在于，第一热影响单元80可以以高度紧凑的方式构造，因为其在通过选择阀86将流动路径分成多个并行路径之前作用在流动相或流体样品上。
图6是根据示例性实施例的用于样品分离设备10的热影响组件100的示意图，其中，第一热影响单元80布置在热影响隔室84的内部，并且第二热影响单元82也布置在热影响隔室84的内部。然而，根据图6，热影响单元80、82以不重叠的方式设置。
在图6的实施例中，设置了用于预加热流体样品和/或流动相的三个预处理组件90。预处理组件90容纳在热影响隔室84内部的并行流动路径中。对于每个样品分离单元30以及因此对于能够由选择阀86选择的并行流动路径中的每一个，可以设置所分配的预处理组件90。每个预处理组件90可以以导热方式紧密地围绕相应的毛细管，该毛细管在其内部携带流动相或流体样品。预处理组件90在控制单元70的控制下由第一热影响单元80加热或冷却，第一热影响单元80也布置在热影响隔室84的内部中。预处理组件90以及第一热影响单元80布置在样品分离单元30的上游。第一热影响单元80配置为对流体样品和流动相进行热影响，并且为此与预处理组件90热耦合。
与并行布置的样品分离单元30热耦合的第二热影响单元82布置在热预处理组件90的下游并且因此在第一热影响单元80的下游，而且容纳在热影响隔室84内。
图7是根据示例性实施例的用于样品分离设备10的热影响组件100的示意图，其中，设置了用于对流体样品和/或流动相进行热影响的第一热影响单元80以及用于对流体样品和/或流动相进行热影响并且用于对样品分离单元30进行热影响的第二热影响单元82。
根据图7，流体样品和/或流动相可以由第一热影响单元80并且附加且独立地也可以由第二热影响单元82调温。更具体地，流体样品和/或流动相布置为由第一热影响单元80直接调温(例如由于第一热影响单元80与围绕流体样品和流动相流动通过的导管的预处理组件90之间的直接物理接触)并且由第二热影响单元82间接调温(例如由第一热影响单元80间隔开，如图7所示)。例如，流体样品和/或流动相可以在粗略的温度控制方面由第二热影响单元82加热，并且可以在温度的微调方面由第一热影响单元80选择性地进一步加热或冷却。与此相反，可以布置在热影响隔室84中的样品分离单元30可以仅由第二热影响单元82进行调温。同样，控制单元70可以独立地或分离地或单独地控制第一热影响单元80和第二热影响单元82的调温功能。
在图7的实施例中，第一热影响单元80可以是珀耳帖元件，其可以由控制单元70运行来选择性地进行加热或冷却。此外，第二热影响单元82可以呈现为可欧姆加热的块体，比如加热块等。
如图7所示，热影响隔室84可以由第二热影响单元82直接调温。例如，可以呈现为柱加热炉的热影响隔室84可以与第二热影响单元82直接热耦合，例如可以安装在加热块上。
流动相和/或流体样品可以流动通过的预处理组件90可以与第二热影响单元82(其可以呈现为加热块)间接热耦合。如图所示，第一热影响单元80(特别是珀耳帖元件)可以布置为夹置在第二热影响单元82与预处理组件90之间。因此，用于对预处理组件90进行热影响的大部分热能可以由第二热影响单元82提供，而对预处理组件90的热影响的微调可以由第一热影响单元80完成。例如，后者可以通过相应地控制珀耳帖元件来升高或降低预处理组件90的温度。因此，热影响单元80、82的所述配置和独立可控性可以允许具有高灵活性的有效温度控制。
图8是根据示例性实施例的样品分离设备10的在加热隔室84中的热影响组件100的部分的示意图，其中，样品分离单元30由仅间接运行的对流机构96加热。
根据图8，并行连接的样品分离单元30(其可以呈现为垂直于图8的纸面延伸的色谱分离柱)容纳在热影响隔室84的内部。通过示意性示出的对流机构96在热影响隔室84的外部产生周向气流。然而，所产生的气体对流94仅间接地作用在样品分离单元30上来对其进行热影响，而不将样品分离单元30施加到直接气流。根据图8，这通过利用将样品分离单元30与气体对流94分离的导热外壳围绕样品分离单元30来完成。所述导热外壳由热交换器92和流动屏蔽结构88组成。
因此，图8的实施例示出了第二热影响单元82的如下配置，其使得能够在气体对流94不直接作用于样品分离单元30的情况下对并行连接的样品分离单元30进行热影响。与直接作用在样品分离单元30上的气体对流94相反，根据图8，第二热影响单元82配置为在气体对流94间接作用于样品分离单元30的情况下对样品分离单元30进行热影响。这可以通过设置对流机构96来完成，对流机构96用于产生气体对流94以与样品分离单元30热耦合，同时导热屏蔽结构88相对于样品分离单元30屏蔽或间隔开气体对流94。此外，导热屏蔽结构包括热交换器92，热交换器92配置为促进气体对流94与样品分离单元30之间的热交换。热交换器92也可以用于直接加热样品分离单元30。另外，相对于样品分离单元30被屏蔽的间接对流可以进一步促进样品分离单元30的适当加热。然而，已经发现，当防止样品分离单元30与对流流动直接接触时，可以提高HPLC的性能，因为这可以抑制在柱形样品分离单元30的内部与外部之间形成显著的温度分布。描述性地说，这种屏蔽可以使样品分离单元30周围的气流平静下来，从而提高分离性能。
如图所示，热影响隔室84(其也可以称为柱隔室)的隔离壁设置为外部壳体。附图标记92表示系统的热交换器、加热器、冷却器。图8示出了样品分离单元30(呈现为HPLC柱)的横截面。附图标记88表示空气流转向罩或流动转向罩。图8中的箭头示出了受迫空气流或气体对流94。
有利地，屏蔽结构88可以与热影响隔室84的门(未示出)机械耦接，使得使用者打开这样的门可以自动地暴露样品分离单元30，而无需单独地拆卸屏蔽结构88。这确保了对使用者友好的操作。
图8的实施例可以与或可以不与独立可控的第一热影响单元80(例如实现为参考图1至图7所描述的那样)结合。
图9是根据示例性实施例的样品分离设备10的热影响组件100的示意图，其中，所述热影响组件100的运行仿效另一样品分离设备110的调温行为。
例如，样品分离设备10可以如上参考图1和图2所述的那样构造。
另一样品分离设备110可以构造为在柱加热炉184的内部具有单个共用热影响装置199。通过柱选择阀186，可以选择三个并行流体路径中的一个，每个流体路径包括预加热器组件190和所分配的色谱分离柱130的串联连接。热影响装置199对流动通过相应的预加热器组件190的流体样品和流动相进行调温，并且对样品分离单元30进行调温。样品分离设备110可以配置为进行色谱分离方法，该色谱分离方法实现非常特定的分离任务并且根据样品分离设备110的特性来具体配置。这样的色谱方法可以存储在数据库99中。
可以期望在特定的情况下使用其他的样品分离设备10来进行专门针对样品分离设备110开发的色谱分离方法。然而，鉴于样品分离设备10、110的不同特性，当在样品分离装置10上执行时，进行针对样品分离设备110开发的色谱分离方法可能产生另一分离结果(特别是另一种色谱)。
通过具体地配置样品分离设备10并且特别是其热影响组件100，对所述色谱分离方法的执行可以向后兼容。描述性地说，通过控制单元70适当地控制样品分离设备10的热影响单元80、82，可以允许样品分离设备10的配置使得在执行色谱分离方法时在温度调整方面表现得如同样品分离设备110。换句话说，关于预加热，在样品分离设备10中分离地或独立地调整热影响单元80、82的附加自由度允许运行样品分离设备10来进行针对样品分离设备110开发的色谱分离方法以仿效样品分离设备110的行为。
为此，控制单元70可以配置为单独地控制热影响单元80、82中的每一个，使得在样品分离设备10上执行分离方法仿效另一样品分离设备110的关于对流体样品和/或流动相以及样品分离单元30进行热影响的运行。为了控制热影响单元80、82，控制单元70可以确定并且应用描述热影响单元80、82的运行的传递函数，以在温度控制方面表现得如同样品分离设备110的热影响装置199。因此，控制单元70可以配置为基于所确定的所述传递函数来仿效另一样品分离设备110的运行，使得当在样品分离设备10上进行分离方法(最初针对另一样品分离设备110开发的)时，样品分离设备10特别是在对流体样品和/或流动相以及样品分离单元30进行热影响方面表现得如同另一样品分离设备110。独立可控的第一热影响单元80还有独立可控的第二热影响单元82形式的附加自由度或设计参数可以有利地用于提供所描述的仿效功能。
进一步有利地，当在样品分离设备10上执行开发的分离方法时，通过相应地控制样品分离设备10来仿效样品分离设备110的温度控制行为可以与对样品分离设备110的流动相的溶剂组合物(特别是在梯度运行方面)的时间依赖性的仿效协同地结合。为此，根据针对样品分离设备110开发的色谱分离方法的溶剂组合物的目标时间依赖性可以转变为修改的时间依赖性(通过结合溶剂供应25相应地修改流体驱动单元20的运行)，使得样品分离设备10在进行修改或调适的分离方法时，在流动相的溶剂组成物的时间依赖性方面也表现得如同样品分离设备110。通过采取该措施，可以使从样品分离系统110到样品分离系统10的方法转换高度精确。
图10是根据示例性实施例的样品分离设备10的热影响组件100的第一热影响单元80的三维视图。所示的第一热影响单元80配置为金属微流体(MMF)结构，其用于加热或冷却流动相和/或流体样品，并且被提供为集成在通道选择阀中，比如图2或图9所示的流体选择阀86等。
所述的热影响单元80可以包括多个金属结构，所述多个金属结构通过在高压和高温下的热粘合而连接，并且例如由不锈钢箔制成。更具体地，所示的热影响单元80是互连的金属箔的环形结构160，包括MMF加热器162和MMF冷却器164，并且具有中心通孔166。对通道选择阀86的加热或冷却可以通过作为柱前液体调节器的环形结构160来进行。
常规的柱隔室需要每个柱的溶剂加热器/冷却器，这影响了制造仪器的工作量。这些常规装置也位于隔室内部，影响柱周围环境的温度稳定性。
与这些常规方法相比，图10的实施例使用MMF技术在选择阀86中嵌入柱前加热器。通过以夹层结构使用一个或多个等离子加热器(其名称来自制造技术)和一个或多个珀耳帖加热器与MMF(金属微流体)一起封装，可以获得图10的热影响单元80。因此，在一个更有能力的装置中集成热影响功能和阀功能可以成为可能，减少了用于提供柱前加热器/冷却器的功能的仪器中所需的部件的数量。此外，通过将多个(例如八个)柱前加热器替换为一个，可以实现制造工作量的减少。所描述的实施例还提供在柱隔室外部的加热能力。液体可以在其进入隔室内部之前受到热影响，从而避免了内部的冷凝问题和温度不稳定性。有利地，可以显著减小隔室中的空间。优选地，根据图10，可以形成夹层结构，将冷却器和等离子加热器封装在MMF结构中，最优选地封装在柱选择阀86的头部中。
需要注意的是，术语“包括”并不排除其他元件，而“一”或“一个”也不排除多个。同样可以组合关于不同实施例描述的元件。还应当注意，权利要求中的附图标记不应当解释为限制权利要求的范围。