[发明专利]至微流体基底的机电式流体接口

说明书

相关申请

本申请要求于2009年3月6日提交的标题为“Liquid Chromatography-Mass Spectrometry Apparatus Having a Microfluidic Substrate”的美国临时专利申请编号61/158,230的权益，其全部内容以参考的方式结合到本文中。

技术领域

本发明总体上涉及液相色谱-质谱仪器。更具体地，本发明涉及一种至这种分析仪器所使用微流体基底的机电式流体接口。

背景技术

高性能液相色谱(HPLC)仪器是用于对化合物进行分离、鉴定和定量的分析工具。传统的HPLC仪器使用由不锈钢管构成的分析柱。通常，所述管具有4.7mm的内孔径，其长度是在大约5cm至大约25cm的范围内。

此外，HPLC仪器的分析柱通常具有附接到一个管的烧结端配件（fitting）。颗粒，通常是基于硅石且具有多种官能部分官能，装填所述管。

为了实现最佳分离效率而使用完整的柱，流动相的适当流速是重要的。对于用直径为5μm颗粒装填的直径为4.7mm的柱来说，期望流速通常是在大约1mL/min与大约2mL/min之间。为了维持分离效率，期望使HPLC仪器管道（plumbing）中存在的未清扫死体积最小化。

在HPLC仪器中，通常使用注射器将样品注射入流动的流动相，作为非连续的流体堵塞。当堵塞带向所述柱行进和/或从所述柱中移动出时，堵塞带的分散会降低色谱系统的最终效率。例如，在色谱系统中使用4.7mm的柱管以及以1-2mL/min流动的流动相；具有1/16inch外径和大约0.010inch内径的管通常用于各HPLC部件(例如泵、注射器、柱和检测器)之间的垂直（plumb）连接。对于这些流速和管尺寸来说，将端口零件机加工成可确保在管接口的最小带扩大的公差是相对容易的。

降低流动相溶剂消耗的愿望已部分地造成减小柱内径的趋势。因此，现在通常推行若干级的色谱；通常将它们定义为如表1中所示(其中ID是内径)。

表1

HPLC级柱ID典型流量范围分析4.7mm1s mL/min微孔1 -2mm100s μL/min毛细管300-500μm10s μL/min纳米50-150μm100s nL/min

微孔HPLC常常采用与用于分析级HPLC相似的设备来实施，具有少量改动。除了在制作配件中要求进行小程度的额外注意外，微孔HPLC通常要求具备类似于分析级HPLC的操作技能水平。

相反，相对于分析级HPLC，毛细管和纳米级HPLC需要在HPLC部件中作相对显著的改变。使用标准开环往复式HPLC泵(诸如通常在分析和微孔HPLC系统中所看见的)相对来说较不易产生小于大约50μL/min的稳定的流动相流量。

对于毛细管级色谱来说，可将不锈钢管用于部件的互连；然而，内径典型地必须小于0.005inch(小于大约125μm)。在配件终端的制造中，通常需要注意避免产生甚至是微小量的死体积。