[发明专利]用于高效的一次性的色谱柱的端帽装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种低成本的可再使用的端帽，该端帽用于一次性色谱柱(chromatographic column)或固相提取筒，并同时提供了柱的密封和轴向压缩。轴向压缩消除了在柱内可能形成的处于介质的顶部和流体分配盘之间任何空间。本发明还涉及一种采用该端帽的高效的一次性的色谱柱。端帽装置是的独立的，且不需要修改与其一起使用的注射器类型的柱。这允许其可重复用于低成本的一次性的柱，因而降低了每次使用的成本。

背景技术

众所周知，为了用于色谱柱以提供较好的分离效率，对于在色谱填充物层的入口端处的流体分配装置，重要的是紧密接触均匀越过其表面的所述填充物，从而避免任何无用空间。这可通过提供施加外部轴向力于支撑流体分配盘的装置上的一些装置而实现。同时容易注意到，重要的是保证分配盘和色谱柱的壁之间的良好的密封，使得载送将被分离或净化的物质的流体被向柱下挤压，并且在分配盘的周围不渗漏。

已经公开了许多在柱内施加轴向压力的装置，该柱由终端用户装填。其中的一些装置完全地依赖于手施加的压力或活塞的手动定位，以结合复杂的装置确保分配盘和色谱介质的顶部之间的良好接触，这些复杂装置的目的是在因此定位的分配盘的侧部和色谱柱的壁之间建立高压密封。这些系统的例子可在美国专利No.4797209和美国专利No.5324426中找到。

其它的装置使用长活塞，其具有入口或出口流体分配盘。这允许使用具有各种量的色谱填充物的单独柱，但也需要使用与柱自身一样长的活塞。当准备一完全装填的柱时，它们将突出到柱外。活塞在期望位置处的固定可通过各种方式实现。例如，一些使用实心螺纹轴，以定位流体分配盘和柔性管道，从而把要被净化的液体混合物供应到柱的入口(美国专利No.4891133)。替换地，通过螺纹活塞内的开口，流体可被引入到柱的头部。这样的活塞可具有内螺纹，其可通过绕柱的外侧上的外螺纹旋转而定位，如美国专利No.4655917，这样的活塞或可具有活塞上的外螺纹和加工到一些连接到色谱柱的顶部上的装置的内螺纹。

此外，一些系统使用来自液体或气体的压力，以实现活塞的轴向运动，该活塞允许保持色谱填充物层上的恒定压力，使得其在色谱操作期间可膨胀或收缩。这样的系统已经在美国专利No.4597866和美国专利No.5021162中公开。此实现需要相当复杂的液压系统。

目前为止所公开的所有系统需要复杂的装置和/或色谱柱自身的螺纹，其成本使得它们不适合于单独用于一次性类型的应用。此外，流体分配盘总是活塞的整体部分。

已经开发了其它类型的柱，其目的是降低器件的成本。例如，色谱介质可装填在塑料管道内，这限制它们用于低压应用中，例如固相提取。在一些情况下，端帽永久地密封在管道的顶部，且从Analogix公司可买到。在另一例子中，端帽中的突起卡扣在柱上的相应特征上，如美国专利No.6565745所述。尽管这些方法符合应用中的低成本需求，但其不允许柱或端部件的多次使用，因为这两个永久地连接，其也不能提供介质层的任何轴向装填。此外，对于高压或流动操作，在树脂层的顶部处缺乏密封机构。提供树脂层的轴向压缩的一次性系统已经在美国专利No.4439593中进行了公开。然而，该特别系统需要色谱仪器施加压力以保持组件在一起，实现防渗漏系统，并通过端帽提供径向压缩。此配置打算主要用于自动设备。

其它相似类型的装置和机构在下列专利中进行了公开：美国专利号3440864、3904527、4283280、4451363、4758346、5188730、5227059和5879634。

一次性色谱柱或固相提取(SPE)筒通常在标准注射器体中被提供。通过在层的顶部和底部处插入液体分配盘或“熔接盘(frit)”，填充物包含到注射器的主体内。这样装填的注射器是可得到的，例如来自J.T Baker的Bakerbond SPE或Bakerbond Speedisk或Bakerbond OneShot商品，或来自Waters Corporation的Oasis或Sep-Pak商品。由于各种原因，层的部分干燥、机械震动、振动等，颗粒的设置可出现导致储存或运输期间在填充物和熔接盘之间具有空隙的情况。

因而，需要一种改善一次性低压色谱柱和固相提取筒的性能的低成本装置。

发明内容