具有結(jié)構(gòu)壁的液相色譜柱的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種液相色譜(LC)柱，其包括壁，該壁具有沿著中心軸線從入口端到出口端的長(zhǎng)度，所述壁圍繞柱內(nèi)部并且具有相對(duì)于所述中心軸線的柱半徑，所述壁包括結(jié)構(gòu)部分，結(jié)構(gòu)部分構(gòu)造成使得所述柱半徑沿著所述長(zhǎng)度變化；和多個(gè)顆粒，該顆粒填充在所述柱內(nèi)部，其中，所述顆粒中的至少一些與所述結(jié)構(gòu)部分接觸。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
具有結(jié)構(gòu)壁的液相色譜柱[0001 ]本申請(qǐng)要求享有于2013年9月18日提出、名稱(chēng)為“具有結(jié)構(gòu)壁的液相色譜柱”、申請(qǐng) 號(hào)為61/879，485的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)的權(quán)益，其內(nèi)容通過(guò)引用整體結(jié)合于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明一般地涉及液相色譜(LC)，尤其涉及LC柱及其制造方法。【背景技術(shù)】
[0003]液相色譜(LC)是用于將感興趣的液相樣品材料(例如，不同化學(xué)成分的混合物)分析分離或者制備分離為組成成分的技術(shù)。在色譜分離過(guò)程期間，輸送在流動(dòng)相(通常為一種或者多種溶劑)中的樣品材料。迫使樣品/流動(dòng)相經(jīng)過(guò)與流動(dòng)相不相容的固定相。通常，固定相被提供為由樣品經(jīng)過(guò)的柱或者盒中支撐的大量顆粒的形式(填充或者植入)。柱底座通常由允許樣品/流動(dòng)相流過(guò)的同時(shí)防止填充材料離開(kāi)柱的料塊(fri t)或者過(guò)濾器保持在柱的每一端處。柱的入口端連接至入口導(dǎo)管，通過(guò)該入口導(dǎo)管將樣品/流動(dòng)相引入柱中。流動(dòng)相容器、栗和樣品注射器位于入口端的上游并且通過(guò)入口導(dǎo)管與入口端相互連接。柱的出口端通過(guò)出口導(dǎo)管連接到合適的探測(cè)器或者其他目標(biāo)處。在柱中，選擇流動(dòng)相和固定相的各個(gè)組分以引起柱中樣品材料成分相異，從而依靠樣品材料成分各自的化學(xué)性質(zhì)而在流動(dòng)相和固定相之間分布為不同程度。由固定相牢固保持的成分隨著流動(dòng)相而緩慢前進(jìn)，而由固定相微弱保持的成分則前進(jìn)地更快。因此，不同組分的成分在流動(dòng)相流經(jīng)柱時(shí)彼此分離。以這種方式，成分在洗脫液流出柱時(shí)被有效地按順序分類(lèi)，從而便于探測(cè)器分析這些成分，或者以其他方式從原來(lái)樣品材料中分離感興趣的成分。
[0004]傳統(tǒng)地，盡可能制造光滑的LC柱的內(nèi)壁表面。這還意味著內(nèi)表面相對(duì)于柱長(zhǎng)度上的柱中心(經(jīng)過(guò)柱的中心軸線)保持在恒定的徑向位置處，使得內(nèi)表面平行于經(jīng)過(guò)柱的凈流體流動(dòng)方向。換言之，界定柱內(nèi)部的壁是直圓柱孔。這種傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)允許顆粒在柱填充期間以及在填充過(guò)程中柱的任何重新定位期間更容易地沿著內(nèi)壁面移動(dòng)。這種方法的弊端是被填充的顆粒在柱壁處或者附近是非常有序的，然而顆粒在遠(yuǎn)離柱壁的地方則被更隨機(jī)地填充。當(dāng)顆粒被填充到柱中時(shí)，顆粒被迫使朝著柱壁向外。因此，由柱壁構(gòu)成的限制導(dǎo)致大量顆粒在距柱中心相同的徑向位置處對(duì)齊。這導(dǎo)致靠近柱壁和遠(yuǎn)離柱壁的不同的流動(dòng)速度。 這種流動(dòng)不均勻性增加分析物分散的速度，并且因此減小從柱洗提的被測(cè)峰值的分辨率。 [〇〇〇5]因此，需要設(shè)計(jì)LC柱的結(jié)構(gòu)以減小柱中位置依賴(lài)流動(dòng)不均性。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了全部或者部分地解決上述問(wèn)題中和/或本領(lǐng)域技術(shù)人員已經(jīng)觀察到的其他問(wèn)題，本公開(kāi)通過(guò)描述以下給出的實(shí)施方式中的例子提供方法、過(guò)程、系統(tǒng)、儀器、設(shè)備和/或裝置。
[0007]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，液相色譜(LC)柱包括:壁，該壁具有沿著中心軸線從入口端到出口端的長(zhǎng)度，所述壁圍繞柱內(nèi)部并且具有相對(duì)于所述中心軸線的柱半徑，所述壁包括結(jié)構(gòu)部分，結(jié)構(gòu)部分構(gòu)造成使得所述柱半徑沿著所述長(zhǎng)度變化;和多個(gè)顆粒，該顆粒填充在所述柱內(nèi)部，其中，所述顆粒中的至少一些與所述結(jié)構(gòu)部分接觸。
[0008]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，液相色譜(LC)柱包括:入口端；出口端;壁，其具有沿著中心軸線從所述入口端到所述出口端的長(zhǎng)度，所述壁圍繞柱內(nèi)部并且具有相對(duì)于所述中心軸線的柱半徑，所述壁包括具有第一半徑的主要部分和具有不同于第一半徑的第二半徑的結(jié)構(gòu)部分，其中，柱半徑沿著所述長(zhǎng)度變化;和多個(gè)顆粒，其填充在所述柱內(nèi)部，其中，所述顆粒中的至少一些與所述結(jié)構(gòu)部分接觸并且其他顆粒與主要部分接觸。
[0009]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，用于制造液相色譜(LC)柱的方法包括以下步驟:形成壁，所述壁包括入口端、出口端和沿著中心軸線從所述入口端到所述出口端的長(zhǎng)度，其中，所述壁圍繞柱內(nèi)部并且具有相對(duì)于所述中心軸線的柱半徑;形成位于所述壁上的朝著所述柱內(nèi)部的結(jié)構(gòu)部分，其中，所述結(jié)構(gòu)部分構(gòu)造成使得所述柱半徑沿著所述長(zhǎng)度變化;和形成所述柱內(nèi)部中多個(gè)顆粒的填充，其中，所述顆粒中的至少一些與所述結(jié)構(gòu)部分接觸。
[0010]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，液相色譜系統(tǒng)包括根據(jù)本文公開(kāi)的任何一個(gè)實(shí)施例中的LC柱結(jié)構(gòu)。柱的入口端和出口端可以與各個(gè)流體管道連通。例如，入口端可以與樣品源連接，出口端可以與用于檢測(cè)從出口端洗提的峰值的檢測(cè)器連接。
[0011]本領(lǐng)域技術(shù)人員在在參閱以下附圖和詳細(xì)描述之后將清楚本發(fā)明的其他裝置、儀器、系統(tǒng)、方法、特征和優(yōu)點(diǎn)。希望將所有這種額外的系統(tǒng)、方法、特征和優(yōu)點(diǎn)包括在本說(shuō)明書(shū)內(nèi)、本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)，并且受到所附權(quán)利要求保護(hù)?！靖綀D說(shuō)明】
[0012]通過(guò)參照以下附圖可以更好地理解本發(fā)明。附圖中的組件不一定是按比例地，相反重點(diǎn)在于闡釋本發(fā)明的原理。在附圖中，相似附圖標(biāo)記在全部不同視圖中指代相應(yīng)部分。
[0013]圖1是現(xiàn)有構(gòu)造的色譜柱的例子的剖視圖。
[0014]圖2是根據(jù)一些實(shí)施例的結(jié)構(gòu)LC柱的例子的主視圖。
[0015]圖3是對(duì)傳統(tǒng)直壁柱和圖2中所示結(jié)構(gòu)壁柱兩種情形下，作為距LC柱壁內(nèi)表面距離的函數(shù)的空隙體積分?jǐn)?shù)的圖。
[0016]圖4A是根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的LC柱的壁(或者壁的一段)的例子的剖面主視圖。
[0017]圖4B是根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的LC柱的壁(或者壁的一段)的另一個(gè)例子的剖面主視圖。
[0018]圖5A是根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的LC柱的壁(或者壁的一段)的例子的剖面主視圖。
[0019]圖5B是根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的LC柱的壁(或者壁的一段)的另一個(gè)例子的剖面主視圖。
[0020]圖6A是根據(jù)一些實(shí)施例的LC柱的壁(或者壁的一段)的例子的平面投影視圖。
[0021]圖6B是根據(jù)其他實(shí)施例的LC柱的壁(或者壁的一段)的例子的平面投影視圖。[〇〇22] 圖7A和圖7B是根據(jù)本公開(kāi)制造的結(jié)構(gòu)LC柱的內(nèi)表面的SEM(scanning electron microscope，掃描電子顯微鏡)顯微圖?！揪唧w實(shí)施方式】[〇〇23]圖1是現(xiàn)有構(gòu)造的液相色譜(LC)柱100的例子的剖視圖。柱100—般沿著中心(或者縱向)軸線102從第一柱端104延伸到第二柱端106。柱100在第一柱端104處和第二柱端106 處的特征可以是相同的，在這種情況中，作為入口端或出口端起作用的柱端104或柱端106 的指代是任意的。柱100—般地包括沿著軸線102為細(xì)長(zhǎng)的柱壁110,該柱壁110圍繞柱內(nèi)部 112。壁110通常是圓柱形的(例如，管)，因此，柱內(nèi)部112通常是在柱端104和106之間的圓柱形孔。壁100包括在柱端104和106處的用于提供柱內(nèi)部112和管或者柱100外部其他流體部件之間流體接口的部件。例如，柱100可以包括第一端配件114和第二端配件118，第一端配件114在第一柱端104處牢固地連接壁110,第二端配件118在第二柱端106處牢固地連接壁 110。在本文中，“牢固地連接”一般意味著端配件114和118在柱100的正常預(yù)期操作期間不從壁110上脫離，包括在通常為正在執(zhí)行的具體類(lèi)型色譜分析(例如，HPLC、UHPLC、SFC等等) 而考慮的壓力下，以及在固定相介質(zhì)填充到柱期間而施加的一般更高壓力下。端配件114和 118可以通過(guò)在配件114和118內(nèi)表面以及在壁110的外表面上的互補(bǔ)螺紋(未顯示)的配合而牢固地連接到壁110?；蛘撸伺浼?14和118可以通過(guò)壓力配合、焊接、銅焊等牢固地連接壁110。每一個(gè)端配件114和118包括適用于連接到色譜系統(tǒng)的流體管道的孔。例如，孔可以包括用于連接流體管道配件的螺紋(未顯示)。每一個(gè)孔與壁110的柱內(nèi)部112流體連通，從而建立從第一(入口)柱端1〇4(入口端)經(jīng)過(guò)柱內(nèi)部112到第二柱端106(出口端)的流體流動(dòng)路徑。
[0024]柱內(nèi)部112從壁110的一個(gè)軸向端延伸到壁110的相對(duì)軸向端。在組裝形式的柱100 中，柱內(nèi)部112包括(充滿(mǎn))為色譜分析提供固定相的顆粒填充材料。柱100可以包括保持元件，例如用于將顆粒作為在柱內(nèi)部112中被填充的底座保持在合適位置的裝置，例如塊料 (或者過(guò)濾器)124和126。塊料124和126可以定位在壁110的每一個(gè)軸向端處。塊料124和126 提供將顆粒填充材料保持在合適位置的軸向邊界，還包括能夠使流動(dòng)相/樣品基質(zhì)通過(guò)的中心多孔段。柱100還可以包括在端配件114、118和塊料124、126之間的各個(gè)塊料保持件132 和134。每一個(gè)塊料保持件132和134包括通過(guò)相應(yīng)塊料124和126與柱內(nèi)部112流體連通的通孔，從而使柱內(nèi)部112和端配件114和118的孔流體地相互連接。塊料保持件132和134可以提供在端配件114和118與塊料124和126之間的流體密封接口。在向柱內(nèi)部112裝載合適數(shù)量的顆粒材料之后，柱100的組件可能需要擰緊或者以其他方式將端配件114和118緊固到柱 100上。端配件114和118的軸向運(yùn)動(dòng)軸向地將端配件114和118按壓抵靠塊料保持件13 2和 134,這繼而將塊料保持件132和134按壓抵靠塊料124和126并且將塊料124和126按壓抵靠柱壁110的軸向端。
[0025]圖1中所示的柱100是傳統(tǒng)純圓柱形構(gòu)造的例子，其中，柱壁110的內(nèi)表面是光滑的并且在沿著柱長(zhǎng)度上在所有點(diǎn)處平行于中心軸線102。傳統(tǒng)構(gòu)造具有如上指出的缺陷。來(lái)自利用吸附介質(zhì)填充的液相色譜柱的被測(cè)峰值的分辨率依靠介質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及該介質(zhì)結(jié)構(gòu)如何影響經(jīng)過(guò)LC柱的流動(dòng)相的流動(dòng)?？障扼w積與實(shí)心體積比率中的徑向差別導(dǎo)致使分析物分散速度增加的流動(dòng)不均勻性。柱壁的存在引起填充結(jié)構(gòu)中的徑向差異，該柱壁起作用以增加最接近柱壁的顆粒的有序排列。
[0026]根據(jù)本公開(kāi)，LC柱包括結(jié)構(gòu)經(jīng)設(shè)計(jì)的柱壁，使得壁的內(nèi)表面具有變化的斜率，即， 距中心軸線不同的半徑。結(jié)構(gòu)壁起作用以消除傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)未被設(shè)計(jì)的純圓柱形LC柱所共有的顆粒排序。而且，結(jié)構(gòu)壁改變壁附近的流體流動(dòng)路徑的長(zhǎng)度，從而減小傳統(tǒng)上與壁附近相關(guān)的增加的流動(dòng)速度，因此減小徑向流動(dòng)不均勻性。
[0027]根據(jù)一些實(shí)施例，LC柱包括入口端、出口端和具有沿著中心軸線從入口端到出口端的長(zhǎng)度的壁。壁圍繞填充有多個(gè)顆粒的柱內(nèi)部，即，柱內(nèi)部包含顆粒填充。壁(即，壁的內(nèi)表面)具有相對(duì)于中心軸線的柱半徑。壁包括結(jié)構(gòu)部分，該結(jié)構(gòu)部分被構(gòu)造成使得柱半徑在柱長(zhǎng)度上變化。即，當(dāng)沿著軸向方向從入口端移動(dòng)到出口端(反之亦然)時(shí)，柱半徑由于提供有結(jié)構(gòu)部分而改變一次或者多次。結(jié)構(gòu)部分位于使至少一些顆粒與結(jié)構(gòu)部分接觸的軸向位置處。利用所包括的結(jié)構(gòu)部分，LC柱并非構(gòu)造為直(或者純)圓柱，至少在顆粒填充位置處不是直(或者純)圓柱。
[0028]壁可以具有適于利用作為分析或者制備型LC柱的壁的任何成分、厚度和長(zhǎng)度。例如，壁應(yīng)當(dāng)能夠反復(fù)承受正在被施加的LC技術(shù)中(HPLC、UHPLC、SFC)通常遇到的內(nèi)部壓力， 對(duì)于在LC柱中傳遞的材料應(yīng)當(dāng)具有化學(xué)惰性，以及應(yīng)當(dāng)對(duì)于所考慮的色譜操作是足夠長(zhǎng)的。因此，例如，壁可以由適于LC的金屬、金屬合金、聚合物、玻璃或者陶瓷組成。在一些實(shí)施例中以及作為非限制性的例子，柱半徑可以在0.5mm到15mm的范圍內(nèi)，然而在其他實(shí)施例中，柱半徑可以大于15mm。在一些實(shí)施例中以及作為非限制性的例子，柱長(zhǎng)度可以在10mm到 500mm的范圍內(nèi)。[〇〇29] 一般地，結(jié)構(gòu)部分的尺寸僅由壁的整體尺寸限制。LC柱壁的結(jié)構(gòu)化可以落入三種體系(regime)或者尺寸中一一微型、中型或者大型?？梢酝ㄟ^(guò)代表結(jié)構(gòu)部分的體系來(lái)選擇或者指定形成結(jié)構(gòu)部分所采用的方法。微型體系包括在待填充進(jìn)入柱中的顆粒尺寸量級(jí)上具有至少一個(gè)尺寸的特征(圖案、結(jié)構(gòu)等等)。例如，如果顆粒的大小是5微米(Mi)，則微型體系特征應(yīng)當(dāng)也大約是該尺寸。中型體系包括比顆粒大小大接近10到100倍的特征。大型體系包括比中型體系更大的特征。例如，橫向接近250微米且深度為10微米的在LC柱壁中構(gòu)造的特征將被認(rèn)為是中型特征。
[0030]在本文中，顆粒的“大小”是其特征尺寸。通常，特征尺寸被認(rèn)為是顆粒的直徑?？紤]到顆?？赡苁遣灰?guī)則形狀或者至少不是理想球形的形狀，直徑被認(rèn)為是有效直徑，即，如果顆粒是理想球形或者基本為球形時(shí)的直徑。而且，不對(duì)本文中所描述的LC柱的填充底座中顆粒的多分散度程度加以限制。因此，顆粒大小可以被解釋為顆粒的平均大小。在一些實(shí)施例中，顆粒具有在l.0Mi到20mi范圍內(nèi)的大小(或者平均大小)。本文公開(kāi)的LC柱中利用的顆?？梢跃哂羞m合于所考慮的LC應(yīng)用的任何性質(zhì)(大小、組分、多孔性、功能性等等)。
[0031]依賴(lài)于所采用的制造技術(shù)，結(jié)構(gòu)部分可以被認(rèn)為與柱壁成為一體或者以永久方式連接至柱壁內(nèi)表面的不同部件。例如，可以通過(guò)變形或者以其他方式改變初始圓柱形壁或者通過(guò)從壁上移除材料而一體地形成結(jié)構(gòu)部分，在這種情況中，結(jié)構(gòu)部分和主要部分可以認(rèn)為是相同整體結(jié)構(gòu)的一部分?；蛘?，可以以形成的結(jié)構(gòu)部分視為壁的整體特征的方式，通過(guò)向壁增加材料而形成結(jié)構(gòu)部分?；蛘撸越Y(jié)構(gòu)部分視為不同于壁的其他部分的特征的方式，可以將結(jié)構(gòu)部分增加到初始圓柱形壁上。
[0032]在一些實(shí)施例中，壁可以認(rèn)為是包括主要部分(或者第一部分)和結(jié)構(gòu)部分(或者第二部分)。主要部分與結(jié)構(gòu)部分的區(qū)別可以是，主要部分具有的距中心軸線的半徑不同于結(jié)構(gòu)部分的半徑。例如，主要部分可以具有第一半徑，結(jié)構(gòu)部分可以具有不同于第一半徑的第二半徑。第二半徑可以小于第一半徑一一即，結(jié)構(gòu)部分可以朝著中心軸線突出進(jìn)入柱內(nèi)部。或者，第二半徑可以大于第一半徑一一即，結(jié)構(gòu)部分可以是壁的凹陷部分，且具有與主要部分相比距中心軸線更遠(yuǎn)的內(nèi)表面。凹陷部分可以是壁變形的部分，或者是凹陷形成進(jìn)入壁厚度所在的壁的部分。在一些實(shí)施例中，主要部分可以是非結(jié)構(gòu)部分。非結(jié)構(gòu)部分可以具有沿著壁軸向長(zhǎng)度恒定的半徑一一即，非結(jié)構(gòu)部分的所有段具有相同的半徑。在一些實(shí)施例中，非結(jié)構(gòu)部分可以占據(jù)幾何形狀被結(jié)構(gòu)部分中斷的直圓柱的包絡(luò)線。在所有這些情形中，在形成填充底座之后，至少一些顆粒與結(jié)構(gòu)部分接觸而其他顆粒與主要部分接觸。
[0033]在一些實(shí)施例中，結(jié)構(gòu)部分可以認(rèn)為是橫跨或者覆蓋壁的內(nèi)表面的一部分(或者壁的主要部分的一部分)。當(dāng)通過(guò)增加材料形成結(jié)構(gòu)部分時(shí)，結(jié)構(gòu)部分的成分可以與壁的其他部分的材料相同或者不同。
[0034]—般地，結(jié)構(gòu)部分可以包括導(dǎo)致不同柱半徑的任何特征或者輪廓。結(jié)構(gòu)部分可以包括任何類(lèi)型的突起或者凸出的特征(例如，隆起、橋、凸臺(tái)等等)或者凹陷或者凹入的特征 (例如，凹部、缺口、槽、通道、溝、凹槽等等)。結(jié)構(gòu)部分(或者結(jié)構(gòu)部分的特征)可以包括任何類(lèi)型的形狀或者輪廓。形狀或者輪廓的例子包括但是不限于，弧形(例如，圓的、橢圓的、半圓的、半球的、拋物線的、雙曲線的)；多邊形(例如，方的、直線圍繞的、偏菱形的、錐形的、梯形的、星形的、十字形的)；弧形元素和多邊形元素的組合(例如，圓錐形、截頭圓錐形、具有弧形端或者側(cè)面的多邊形)；以及不規(guī)則形。結(jié)構(gòu)部分可以具有相對(duì)于中心軸線在任何方向中的突出尺寸(可以是細(xì)長(zhǎng)的)。結(jié)構(gòu)部分可以在軸向方向是細(xì)長(zhǎng)的，例如，平行于中心軸線的通道。結(jié)構(gòu)部分可以在周向或者圓弧方向是細(xì)長(zhǎng)的，例如，與中心軸線同軸的環(huán)或者圈。 結(jié)構(gòu)部分可以遵循螺旋路徑(或者其他扭轉(zhuǎn)或者彎曲路徑)而相對(duì)于中心軸線沿著壁繞一圈或者多圈。結(jié)構(gòu)部分可以在多個(gè)尺寸中是細(xì)長(zhǎng)的，例如十字形。[〇〇35]不論細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)部分是直的還是彎曲的，都可以在壁的長(zhǎng)度上跨越明顯的軸向距離 (從結(jié)構(gòu)部分的一端到另一端)。例如，結(jié)構(gòu)部分可以跨越壁長(zhǎng)度的大于50%的軸向距離。這種結(jié)構(gòu)部分可以被稱(chēng)為“連續(xù)”結(jié)構(gòu)部分。連續(xù)結(jié)構(gòu)部分還可以跨越壁的整個(gè)長(zhǎng)度或者基本上整個(gè)長(zhǎng)度?；蛘?，結(jié)構(gòu)部分可以局限于壁的更小區(qū)域。而且，結(jié)構(gòu)部分可以遵循沿著壁的長(zhǎng)度的長(zhǎng)路徑但是是非連續(xù)的，即，分段為沿著路徑彼此間隔開(kāi)的分散段。
[0036]結(jié)構(gòu)部分可以包括在壁的一個(gè)或者多個(gè)區(qū)域上分布的多個(gè)分散段或者單元。結(jié)構(gòu)段可以彼此均勻地間隔開(kāi)或者彼此非均勻地間隔開(kāi)，即，相鄰對(duì)結(jié)構(gòu)段之間的距離與其他相鄰對(duì)結(jié)構(gòu)段之間的距離可以是不同的。結(jié)構(gòu)部分可以包括兩個(gè)或者更多不同組的結(jié)構(gòu)段，其中組彼此分隔開(kāi)。例如，每個(gè)組可以與相鄰組分隔開(kāi)一段距離。該距離大于組的單個(gè)結(jié)構(gòu)段之間的距離。結(jié)構(gòu)部分的結(jié)構(gòu)段可以被布置為相對(duì)于壁表面的線性(一維)陣列或者二維陣列，或者根據(jù)任何其他期望圖案的特征。結(jié)構(gòu)段可以都具有統(tǒng)一的構(gòu)造。即，結(jié)構(gòu)段可以都具有相同的例如以上描述的屬性或者特征，例如尺寸/大小/體系(微型、中型和大型)；距中心軸線的半徑(突出的或者凹陷的)；形狀或者輪廓；連續(xù)的或者局限的等等?；蛘?，一個(gè)或者多個(gè)結(jié)構(gòu)段可以具有與其他結(jié)構(gòu)段的屬性或者特征不相同的一個(gè)或者多個(gè)屬性或者特征。或者，構(gòu)成結(jié)構(gòu)部分的結(jié)構(gòu)段的組可以在各自的屬性或者特征方面是完全地或者基本地隨機(jī)的。[〇〇37]圖2是根據(jù)一些實(shí)施例的結(jié)構(gòu)LC柱200的例子的主視圖。LC柱200包括入口端204、 出口端206和柱壁210,柱壁210具有沿著中心軸線202從入口端204到出口端206的長(zhǎng)度。壁 210總體上構(gòu)造為管并且圍繞柱內(nèi)部。壁210包括具有距中心軸線202的第一半徑的主要(或者第一)部分242和具有距中心軸線202的第二半徑的第二結(jié)構(gòu)部分244。在示出的實(shí)施例中，結(jié)構(gòu)部分244是連續(xù)地從入口端204到出口端206經(jīng)過(guò)若干圈的螺旋結(jié)構(gòu)。在其他實(shí)施例中，螺旋結(jié)構(gòu)部分244可以?xún)H沿著壁210的長(zhǎng)度的一部分而形成。在示出的實(shí)施例中，螺旋結(jié)構(gòu)部分244的半徑(第二半徑)大于第一半徑。在其他實(shí)施例中，第二半徑可以小于第一半徑，即，螺旋結(jié)構(gòu)部分244可以是以類(lèi)似于內(nèi)螺紋的方式向內(nèi)突出的凸出部分。螺旋結(jié)構(gòu)部分244的寬度可以是中型或者大型大小。在示出的實(shí)施例中，寬度在從端部到端部的長(zhǎng)度上是恒定的，并且節(jié)距也是恒定的。在其他實(shí)施例中，寬度可以是變化的和/或節(jié)距也可以是變化的。在其他實(shí)施例中，螺旋結(jié)構(gòu)部分244可以是非連續(xù)的，S卩，可以劃分為沿著螺旋路徑彼此間隔開(kāi)的段。在其他實(shí)施例中，螺旋結(jié)構(gòu)部分244可以包括兩個(gè)或者更多個(gè)單個(gè)螺旋段，即，螺旋結(jié)構(gòu)部分244的特征可以是具有多開(kāi)頭或者多螺紋的構(gòu)造。[〇〇38]如上所述，具有結(jié)構(gòu)壁(例如圖2中所示的結(jié)構(gòu)壁)的LC柱通過(guò)消除或者至少顯著減小以其他方式在壁處和壁附近發(fā)生的顆粒排序而提供優(yōu)勢(shì)。該性能的驗(yàn)證是通過(guò)顆粒填充到具有螺旋結(jié)構(gòu)部分的柱(如圖2中所示)與填充到具有相同整體尺寸但是具有直圓柱壁的柱(如圖1所示)的數(shù)值模擬相對(duì)比而進(jìn)行的。圖3中提供了數(shù)據(jù)，圖3是對(duì)直壁和結(jié)構(gòu)壁兩種情形下，作為距壁內(nèi)表面的距離的函數(shù)的空隙體積分?jǐn)?shù)(表示為半徑距離r除以顆粒直徑 d)的圖。在柱的整個(gè)長(zhǎng)度上平均的空隙體積分?jǐn)?shù)的半徑輪廓揭示結(jié)構(gòu)壁的效果?？梢钥吹剑?結(jié)構(gòu)壁消除與沿著直柱壁顆粒的高度有序排列一起發(fā)生的振蕩。[〇〇39]圖4A是根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的LC柱的壁410(或者壁410的一段)的例子的剖面主視圖。壁410與經(jīng)過(guò)LC柱的中心軸線402同軸。壁410包括具有距中心軸線402的第一半徑452的主要部分442和具有距中心軸線402的第二半徑454的結(jié)構(gòu)部分444。結(jié)構(gòu)部分444包括多個(gè)結(jié)構(gòu)段458。結(jié)構(gòu)段458是突出的段或者突起。因此，第二半徑454小于第一半徑452。應(yīng)當(dāng)注意的是，每一個(gè)結(jié)構(gòu)段458包括具有在數(shù)值范圍內(nèi)變化的半徑的輪廓，S卩，每一個(gè)結(jié)構(gòu)段458 可以具有與第一半徑452不相同的一個(gè)或者多個(gè)半徑。在這種情況中，“第二半徑”454可以被認(rèn)為是具有最小數(shù)值的半徑，其在示出實(shí)施例中為圓頂狀結(jié)構(gòu)段458的頂點(diǎn)處。每一個(gè)結(jié)構(gòu)段458可以是沿著壁410的內(nèi)圓周為連續(xù)的，S卩，可以是圈或者環(huán)?；蛘?，多個(gè)結(jié)構(gòu)段458可以在圓周上彼此間隔，該排列可以在沿著壁410的長(zhǎng)度的一個(gè)或者多個(gè)不同軸向位置處重復(fù)(例如，在圖4A中所示輪廓的三個(gè)軸向位置處)。
[0040]圖4B是根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的LC柱的壁460(或者壁460的一段)的另一個(gè)例子的剖面主視圖。壁460包括類(lèi)似于圖4A中所示結(jié)構(gòu)部分的結(jié)構(gòu)部分462。不同之處是圖4B中的結(jié)構(gòu)部分462包括沿著壁460的長(zhǎng)度的更多數(shù)量的結(jié)構(gòu)段464。結(jié)構(gòu)段可以小于或可以不小于圖4A中所示的結(jié)構(gòu)段。
[0041]圖5A是根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的LC柱的壁510(或者壁510的一段)的例子的剖面主視圖。壁510與經(jīng)過(guò)LC柱的中心軸線502同軸。壁510包括具有距中心軸線502的第一半徑552的主要部分442和具有距中心軸線502的第二半徑554的結(jié)構(gòu)部分544。結(jié)構(gòu)部分544包括多個(gè)結(jié)構(gòu)段558。在該實(shí)施例中，結(jié)構(gòu)段558為形成在壁510厚度中的凹陷或者凹部。因此，第二半徑554大于第一半徑552。結(jié)構(gòu)部分544的屬性和可能替換屬性還可以類(lèi)似于結(jié)合圖4A所描述的屬性。[〇〇42]圖5B是根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的LC柱的壁560(或者壁560的一段)的另一個(gè)例子的剖面主視圖。壁560包括類(lèi)似于圖5A中所示結(jié)構(gòu)部分的結(jié)構(gòu)部分562。不同之處是圖5B中的結(jié)構(gòu)部分562包括沿著壁560的長(zhǎng)度的更多數(shù)量的結(jié)構(gòu)段564。結(jié)構(gòu)段564可以小于或可以不小于圖5A中所示的結(jié)構(gòu)段。
[0043]圖6A是根據(jù)一些實(shí)施例的LC柱的壁610(或者壁610的一段)的例子的平面投影視圖。該視圖來(lái)自柱內(nèi)部的透視圖。壁610包括具有距中心軸線的第一半徑的主要部分642和具有距中心軸線的第二半徑的結(jié)構(gòu)部分644。結(jié)構(gòu)部分644包括多個(gè)結(jié)構(gòu)段658。結(jié)構(gòu)段658 可以是突起、凹陷或者突起和凹陷兩者的結(jié)合。作為非限制性的例子，結(jié)構(gòu)段658可以具有例如圖4A到5B中任何一個(gè)所示的輪廓。在該實(shí)施例中，結(jié)構(gòu)段658布置為二維陣列(行和列)。陣列可以跨越壁610整個(gè)內(nèi)表面或者基本整個(gè)內(nèi)表面或者壁610的較小部分。所示陣列 (結(jié)構(gòu)段658的組)可以代表多個(gè)這種陣列中的一個(gè)。即，結(jié)構(gòu)部分644可以包括位于壁610不同段處的兩個(gè)或者更多這種陣列。在該實(shí)施例中，結(jié)構(gòu)段658可以被認(rèn)為是“局部”特征，這是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)段658的尺寸相對(duì)于壁610的整體尺寸較小。利用這種構(gòu)造，多個(gè)局部結(jié)構(gòu)段658 可以沿著壁610的給定尺寸或者方向而定位(例如，軸向、圓弧方向或者圓周方向等等)。在其他實(shí)施例中，結(jié)構(gòu)段658可以被布置為可以遵循直線路徑或者螺旋路徑的線性陣列(例如，僅包括一行或者一列)。[〇〇44]圖6B是根據(jù)其他實(shí)施例的LC柱的壁660(或者壁660的一段)的例子的平面投影視圖。該視圖來(lái)自柱內(nèi)部的透視圖。壁610包括具有距中心軸線的第一半徑的主要部分672和具有距中心軸線的第二半徑的結(jié)構(gòu)部分674。結(jié)構(gòu)部分674包括多個(gè)結(jié)構(gòu)段688。結(jié)構(gòu)段688 可以是突起、凹陷或者突起和凹陷兩者的結(jié)合。作為非限制性的例子，結(jié)構(gòu)段688可以具有例如圖4A到5B中任何一個(gè)所示的輪廓。在該實(shí)施例中，結(jié)構(gòu)段688布置為線性陣列。陣列可以跨越壁660整個(gè)內(nèi)表面或者基本整個(gè)內(nèi)表面或者壁660的較小部分。所示陣列(結(jié)構(gòu)段688 的組)可以代表多個(gè)這種陣列中的一個(gè)。即，結(jié)構(gòu)部分674可以包括位于壁660不同段處的兩個(gè)或者更多這種陣列。在該情況中，結(jié)構(gòu)部分674可以被認(rèn)為是二維陣列，以圖6B中所示的單個(gè)結(jié)構(gòu)段688的組為陣列的一行或者一列。在示出的實(shí)施例中，結(jié)構(gòu)段688可以被認(rèn)為是連續(xù)或者細(xì)長(zhǎng)的特征，這是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)段688的至少一個(gè)尺寸(例如，軸向長(zhǎng)度或者周向地)相對(duì)于壁660的相應(yīng)尺寸較大。結(jié)構(gòu)段688可以遵循所示的直線路徑或者可以遵循螺旋路徑。
[0045]在其他實(shí)施例中，本文公開(kāi)的LC柱的壁的結(jié)構(gòu)部分可以包括本文所述不同特征的組合，例如，圖2和4A到6B所示的那些特征。[〇〇46] 應(yīng)當(dāng)理解，本文公開(kāi)的LC柱(例如圖2和4A到6B所示的LC柱)可以包括用于提供可供色譜操作中使用的完全組裝的柱所必要的其他部件。這種其他部件的一些例子是結(jié)合圖 1進(jìn)行描述的，例如，用于顆粒填充的保持元件、適合于和流體管道連接的端部配件等等。
[0047]可以通過(guò)各種方法制造本文公開(kāi)的結(jié)構(gòu)LC柱。作為一個(gè)非限制性例子，柱壁形成為使得其包括入口端、出口端和沿著中心軸線從入口端到出口端的長(zhǎng)度。壁圍繞柱內(nèi)部并且具有相對(duì)于中心軸線的柱半徑。在壁內(nèi)側(cè)形成結(jié)構(gòu)部分使得該結(jié)構(gòu)部分包括面向柱內(nèi)部的特征。結(jié)構(gòu)部分構(gòu)造成使得柱半徑沿著柱長(zhǎng)度變化。之后，在柱內(nèi)部中形成顆粒填充使得至少一些顆粒與結(jié)構(gòu)部分接觸。之后，緊固顆粒填充并且通過(guò)已知技術(shù)完成柱的組裝。
[0048]—般地，可以通過(guò)從壁移除材料、將材料增加到壁上、改變壁(例如，使壁變形)或者上述方式中的兩種或者更多種的組合來(lái)形成結(jié)構(gòu)部分。所采用的具體制造方法可以依賴(lài)若干因素，例如期望結(jié)構(gòu)特征的類(lèi)型、期望結(jié)構(gòu)特征的大小(微型、中型或者大型體系)以及方法與期望柱材料的兼容性?？梢栽谛纬杀诘倪^(guò)程期間形成結(jié)構(gòu)部分。例如，可以利用材料增加過(guò)程形成壁(例如，純圓柱幾何形狀的柱)的基底并且同時(shí)形成壁的結(jié)構(gòu)部分。還可以利用材料增加過(guò)程首先形成壁的基底結(jié)構(gòu)并且接下來(lái)形成壁的結(jié)構(gòu)部分，在同一個(gè)室中執(zhí)行兩個(gè)成型步驟。利用材料增加過(guò)程形成基底結(jié)構(gòu)可以與利用材料增加過(guò)程形成結(jié)構(gòu)部分相同或者不同。此外，可以利用需要使用模具的各種過(guò)程以同時(shí)形成基底結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)部分。 或者，壁可以先形成為具有名義、純圓柱形狀(或者首先作為即用LC柱提供)，然后可以分開(kāi)加工以形成結(jié)構(gòu)部分。
[0049]可以通過(guò)例如機(jī)加工實(shí)施材料移除。機(jī)加工可能需要例如操作一個(gè)或者多個(gè)刀具以從柱壁的內(nèi)表面移除材料以形成期望的結(jié)構(gòu)特征圖案。(一個(gè)或者多個(gè))刀具可以由可編程設(shè)備控制，例如CNC(計(jì)算機(jī)數(shù)控)機(jī)床。刀具的使用適合于例如形成連續(xù)特征，例如螺線 (spirals)或者螺旋線(helices)。機(jī)加工的另一個(gè)例子是拉削，拉削尤其適于形成與柱軸線平行的連續(xù)特征。
[0050]材料移除的另一個(gè)例子是激光燒蝕和/或激光熔化，其中，激光束聚焦通過(guò)柱壁以使內(nèi)壁表面形成圖案。這種基于激光的方法主要被限制于光學(xué)地清除允許激光束被聚焦從外側(cè)通過(guò)柱的壁材料。可以利用具有在柱內(nèi)側(cè)上的可控激光旋轉(zhuǎn)鏡子的系統(tǒng)，該系統(tǒng)允許激光束被引導(dǎo)經(jīng)過(guò)柱的一個(gè)開(kāi)放軸端到鏡子。
[0051]材料移除方法的額外例子需要通過(guò)化學(xué)(濕蝕刻)、電學(xué)或者電化學(xué)方式進(jìn)行蝕亥IJ。通常，這種方法需要使用圖案掩模，或者用于界定在內(nèi)壁表面上的表明哪里的材料將被移除(或者蝕刻)以及哪里的材料將不被移除的圖案的其他方式。
[0052]例如，可以采用結(jié)合蝕刻的光刻，尤其是在玻璃柱的情況中?？梢詫⒑线m的光刻膠施加到內(nèi)壁表面并且通過(guò)已知技術(shù)形成圖案。在界定圖案之后，實(shí)施基于化學(xué)(濕蝕刻)、電學(xué)或者電化學(xué)的技術(shù)以蝕刻經(jīng)光刻膠而暴露在被引入柱內(nèi)部的蝕刻劑下的內(nèi)壁表面的區(qū)域。
[0053]作為圖案掩模的替代方式，可以構(gòu)造插入件(insert)使得該插入件界定用于基于化學(xué)、電學(xué)或者電化學(xué)材料移除的位置。例如，如果一系列深的圖案界定在具有足夠小直徑以放入LC柱內(nèi)側(cè)的圓柱桿的外表面上，則圖案允許材料移除裝置進(jìn)入LC柱壁但是不允許進(jìn)入圓柱桿未被形成圖案的區(qū)域。[〇〇54]作為額外替代方式，可以使用放置在LC柱內(nèi)側(cè)的形狀插入件控制材料移除位置。 之后，采用電學(xué)或者電化學(xué)技術(shù)移除材料。在這種情況中，插入件的形狀在材料移除期間界定柱內(nèi)的電場(chǎng)，從而界定柱壁內(nèi)表面上的位置和材料移除速度。[〇〇55]作為額外的替換方式，可以使用結(jié)合形狀插入件的放電加工(EDM)以通過(guò)根據(jù)由形狀插入件界定的圖案而基于EDM切削從例如金屬柱壁移除材料。
[0056]用于控制材料移除的位置的另一種方法利用插入到柱中的順序插頭，使得一些插頭由蝕刻壁材料的液體制成以及另外的插頭由不蝕刻壁材料的液體制成。在這種情況中， 可以由化學(xué)或者電化學(xué)方式進(jìn)行材料移除。這種方法尤其適合于形成可控寬度的環(huán)狀特征 (在軸向方向中)。[0〇57]可以通過(guò)例如凹凸印(embossing)實(shí)施材料改變或者變形，其具體例子在下文進(jìn)行描述。凹凸印方法不切削材料，而是對(duì)柱壁內(nèi)表面沿著期望的路徑利用足夠的力推動(dòng)工具(通常是硬化鋼球)，以便球使壁表面變形，生成根據(jù)期望圖案的一個(gè)或者多個(gè)凹部。一般地，該球形成凹入方法導(dǎo)致光滑的壁表面。凹凸印適合于例如形成連續(xù)特征，例如螺線或者螺旋線?？梢酝ㄟ^(guò)使柱外側(cè)變形而在柱內(nèi)壁上實(shí)施替換凹入法，其避免在特征生成期間不得不與內(nèi)壁表面接觸。凹凸印的另一種方法利用插入柱中的硬質(zhì)剛性心軸，該心軸在其外部上具有形成柱壁內(nèi)側(cè)上期望圖案的反轉(zhuǎn)圖案的特征，內(nèi)側(cè)具有心軸的柱在使柱變形的兩個(gè)板之間卷曲，使得柱的內(nèi)部表面被擠壓到心軸上從而凹凸印有在心軸上的結(jié)構(gòu)形狀。
[0058]材料增加方法一般涉及用于構(gòu)造將要在內(nèi)壁表面上生成的圖案特征的一些方法。 可以通過(guò)例如光刻、使用形狀或者圖案插入件以及由印刷進(jìn)行掩模沉積而構(gòu)造圖案。一旦內(nèi)壁表面已經(jīng)被掩模遮蔽，則可以利用各種沉積或者涂覆過(guò)程以增加材料，包括通常與微加工(例如，微電子制造、微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)制造等等)相關(guān)的過(guò)程。依靠具體的加工技術(shù)，可以在大氣壓下或者在真空中實(shí)施沉積。例子包括但是不限制于蒸發(fā)、物理氣相沉積 (PVD)(例如，派射、離子電鍍)、化學(xué)氣相沉積(CVD)、氣相外延(VPE)和分子束外延(MBE)?；蛘?，可以利用基于液相和溶液法的方法構(gòu)造三維特征，例如，電鍍、浸漬、噴涂和油墨印?？梢岳迷O(shè)備(例如，蘸水筆或者原子力顯微鏡(AFM))將材料增加到內(nèi)壁表面。
[0059]用于構(gòu)造在內(nèi)壁表面上掩模的替換方法經(jīng)由直接圖案化學(xué)表面改變或者經(jīng)由沉積到壁上圖案中的材料而利用表面性質(zhì)改變。一個(gè)例子是使用疏水印刷材料(例如PTFE (聚四氟乙烯))而內(nèi)壁表面是親水的。之后，將沉積材料優(yōu)選地沉積在一個(gè)或者另一個(gè)表面而不是兩者上。
[0060]此外，可以實(shí)施自組裝材料技術(shù)以構(gòu)造自發(fā)形成具有期望形狀和大小的特征。
[0061]此外，可以形成心軸使得其界定期望LC柱內(nèi)的空的空間。將心軸作為模具使用使得心軸的外表面界定最終LC柱內(nèi)壁表面上的結(jié)構(gòu)和特征。該方法的優(yōu)勢(shì)是與界定圓柱內(nèi)側(cè)上的特征相比，相當(dāng)容易地界定圓柱外側(cè)上的特征。一旦已經(jīng)形成心軸，就可以使用電鍍以構(gòu)造心軸周?chē)腖C柱?；蛘撸梢允褂昧硪环N成型技術(shù)，例如粉末冶金或者注射成型。一旦已經(jīng)形成柱，則移除心軸。
[0062]例子
[0063]制造LC柱以提供類(lèi)似于圖2中所示的連續(xù)螺旋特征。圖7A和7B是LC內(nèi)表面的SEM (掃描電子顯微鏡)顯微圖。LC柱具有150mm的長(zhǎng)度和2.1mm的內(nèi)側(cè)直徑。一開(kāi)始LC柱被作為標(biāo)準(zhǔn)直圓柱壁提供。螺旋特征被形成為凹部。螺旋特征具有約220mi的寬度和約20wii的半徑 (距柱中心)，該半徑大于柱壁非凹入的部分的半徑。通過(guò)采用球成型方法形成螺旋特征。具體地，使用CNC(計(jì)算機(jī)數(shù)控)機(jī)床使保持精準(zhǔn)距離分開(kāi)的兩個(gè)球在LC柱內(nèi)側(cè)螺旋地向下運(yùn)動(dòng)。之后，將從加利福尼亞，圣克拉拉的Agilent Technologies，Inc.商業(yè)獲取的1.8mi直徑的ECLIPSE PLUS?顆粒填充到LC柱。
[0064]在其他實(shí)施例中，本公開(kāi)包括含有本文公開(kāi)的結(jié)構(gòu)LC柱的LC系統(tǒng)。作為一個(gè)非限制性例子，LC系統(tǒng)還可以包括一個(gè)或者多個(gè)額外的部件，例如:作為流動(dòng)相使用的柱上游的一種或者多種溶劑的源；用于將樣品(溶于樣品溶劑的樣品材料)引入溶劑流(柱的上游或者在柱頭處)的樣品注射系統(tǒng)；用于收集由柱分離的化合物的在柱下游的收集站;和系統(tǒng)控制器。LC系統(tǒng)可以包括通過(guò)流體密封配件或者其他合適的方式連接到各種部件的各種流體管道(管、通道等等)。收集站可以包括用于在化合物從柱洗提時(shí)檢測(cè)化合物的檢測(cè)器。檢測(cè)器可以是適合于使色譜峰值數(shù)據(jù)能夠被獲得并且被系統(tǒng)控制器處理的任何類(lèi)型。系統(tǒng)控制器可以控制LC系統(tǒng)的各個(gè)部件。系統(tǒng)控制器通常是基于電子處理器的控制器。本領(lǐng)域技術(shù)人員一般能夠理解在這種系統(tǒng)中通常利用的各種類(lèi)型LC系統(tǒng)和各個(gè)部件的結(jié)構(gòu)和操作，因此本文中不需要再進(jìn)行描述。
[0065]本文中所描述的結(jié)構(gòu)LC柱和相關(guān)LC系統(tǒng)可以構(gòu)造為用于低壓和/或高壓IX。當(dāng)構(gòu)造為用于高壓LC時(shí)，LC柱和相關(guān)LC系統(tǒng)可以構(gòu)造為用于高性能液相色譜(HPLC)、超高性能液相色譜(UHPLC)或者超臨界液相色譜(SFC)。因此，在本公開(kāi)中，術(shù)語(yǔ)“液體”不僅包括傳統(tǒng)定義的液體(例如，在壓力-溫度空間的液相區(qū)域中)還包括超臨界液體和近超臨界液體。如本文中使用的，“近超臨界”流體是在將流體放置到針對(duì)該流體的壓力-溫度相表格的超臨界區(qū)域外或者附近的壓力和/或溫度狀態(tài)的流體。近超臨界流體可以是例如在小于區(qū)分超臨界相的臨界溫度的溫度下高度壓縮的液體。本文使用的術(shù)語(yǔ)“低壓”和“高壓”相對(duì)意義上描述液體在LC系統(tǒng)中流動(dòng)所在的壓力，包括經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的色譜柱的流動(dòng)。作為非限制性的例子，低壓流動(dòng)可以在從0到20bar的范圍內(nèi)，高壓流動(dòng)可以在大于20bar或者更大的范圍內(nèi)。 在超臨界流體色譜(SFC)的情況中，高壓流動(dòng)可以在大于50bar或者更大的范圍內(nèi)。
[0066]本文描述的結(jié)構(gòu)LC柱和相關(guān)LC系統(tǒng)可以被構(gòu)造為用于分析色譜法或者制備型色譜分析。在分析分離中，分離組分以便于通過(guò)檢測(cè)和數(shù)據(jù)采集技術(shù)進(jìn)行分析。分析分離通常需要使用少量材料和小的內(nèi)部直徑柱(例如，小于1英寸)。在制備型分離中，分離組分以從開(kāi)始材料中提純或者離析一種或者多種化學(xué)組分，完成上述操作以作后續(xù)使用，例如反應(yīng)、 合成等等。與分析分離相比，可以在小尺寸上進(jìn)行制備型分離，或者在更大尺寸進(jìn)行制備型分離以提純大量樣品材料，因此可以利用較大的內(nèi)部直徑的柱(例如，1-24英寸)。[〇〇67]本文描述的結(jié)構(gòu)LC柱和相關(guān)LC系統(tǒng)可以構(gòu)造為用于正相色譜、反相色譜或者包括經(jīng)過(guò)柱的含有樣品流動(dòng)相的流動(dòng)的其他類(lèi)型的色譜，柱包括支撐固定相的填充或者植入。 本文描述的結(jié)構(gòu)LC柱和相關(guān)LC系統(tǒng)還可以構(gòu)造用于等度洗脫或者梯度洗脫，而且可以在兩種模式的操作之間轉(zhuǎn)換。[〇〇68]應(yīng)當(dāng)理解，本文使用的術(shù)語(yǔ)例如“連接”和“與…連接”(例如，第一部件連接于第二部件或者與第二部件連接)表明兩個(gè)或者多個(gè)部件或者元件之間的結(jié)構(gòu)、功能、機(jī)械、電學(xué)、 信號(hào)、光學(xué)、磁性、電磁、離子或者流體關(guān)系。同樣地，一個(gè)部件被描述為連接于另一個(gè)部件的事實(shí)并非用于排除額外部件存在于第一部件和第二部件之間、和/或操作地連接于或者配合于第一部件和第二部件的可能性。
[0069]應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以改變本發(fā)明的各個(gè)方面或者細(xì)節(jié)。而且，上述描述僅僅用于闡釋而非限制本發(fā)明，本發(fā)明由其權(quán)利要求限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種液相色譜(LC)柱，其包括:入口端；出口端；壁，其具有沿著中心軸線從所述入口端到所述出口端的長(zhǎng)度，所述壁圍繞柱內(nèi)部并且 具有相對(duì)于所述中心軸線的柱半徑，所述壁包括結(jié)構(gòu)部分，所述結(jié)構(gòu)部分被構(gòu)造成使得所 述柱半徑沿著所述長(zhǎng)度變化;和多個(gè)顆粒，其填充在所述柱內(nèi)部，其中，所述顆粒中的至少一些與所述結(jié)構(gòu)部分接觸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LC柱，其中，所述壁包括具有第一半徑的主要部分，所述結(jié)構(gòu) 部分具有不同于所述第一半徑的一個(gè)或者多個(gè)半徑，所述顆粒中的至少一些與所述結(jié)構(gòu)部 分接觸并且其他顆粒與所述主要部分接觸。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LC柱，其中，所述第一半徑沿著所述長(zhǎng)度是恒定的。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LC柱，其中，所述結(jié)構(gòu)部分和所述主要部分為整體式的。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LC柱，其中，所述結(jié)構(gòu)部分定位在所述主要部分的一部分上。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LC柱，其中，所述結(jié)構(gòu)部分具有不同于所述壁的其他部分的組 分。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LC柱，其中，所述結(jié)構(gòu)部分具有包括以下至少一個(gè)特征的構(gòu) 造:所述結(jié)構(gòu)部分突出進(jìn)入所述柱內(nèi)部；所述結(jié)構(gòu)部分凹陷遠(yuǎn)離所述中心軸線;或者所述結(jié)構(gòu)部分中的至少一部分突出進(jìn)入所述柱內(nèi)部，以及所述結(jié)構(gòu)部分的另一部分凹 陷遠(yuǎn)離所述中心軸線。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LC柱，其中，所述顆粒具有平均顆粒大小，所述結(jié)構(gòu)部分具有 至少大于所述平均顆粒大小十倍的尺寸。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LC柱，其中，所述結(jié)構(gòu)部分包括彼此間隔的多個(gè)段。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的LC柱，其中，所述段中的至少一些不均勻地彼此間隔。11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的LC柱，其中，所述段中的至少一些的形狀不同于其他段的形 狀。12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的LC柱，其中，所述段中的至少一些具有沿著所述壁的不同于 其他段的軸向尺寸或者弧形尺寸的軸向尺寸或者弧形尺寸。13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的LC柱，其中，所述段中的至少一些具有不同于其他段的半徑 的距所述中心軸線的半徑。14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的LC柱，其中，所述段包括突出進(jìn)入所述柱內(nèi)部的第一段和形 成到所述壁的厚度中的第二段。15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的LC柱，其中，所述段中的至少一些跨越的軸向距離大于所述 壁的所述長(zhǎng)度的50 %。16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LC柱，其中，所述結(jié)構(gòu)部分包括螺旋結(jié)構(gòu)，所述螺旋結(jié)構(gòu)是連 續(xù)的，或者劃分為彼此間隔的螺旋段。17.—種用于制造液相色譜(LC)柱的方法，所述方法包括以下步驟:形成壁，所述壁包括入口端、出口端和沿著中心軸線從所述入口端到所述出口端的長(zhǎng)度，其中，所述壁圍繞柱內(nèi)部并且具有相對(duì)于所述中心軸線的柱半徑；形成位于所述壁上的朝著所述柱內(nèi)部的結(jié)構(gòu)部分，其中，所述結(jié)構(gòu)部分構(gòu)造成使得所 述柱半徑沿著所述長(zhǎng)度變化;和在所述柱內(nèi)部中形成多個(gè)顆粒的填充，其中，所述顆粒中的至少一些與所述結(jié)構(gòu)部分接觸。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，形成所述壁包括形成具有第一半徑的主要部 分，以及所述結(jié)構(gòu)部分具有不同于所述第一半徑的第二半徑，所述顆粒中的至少一些與所 述結(jié)構(gòu)部分接觸并且其他顆粒與所述主要部分接觸。19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，形成所述結(jié)構(gòu)部分包括執(zhí)行從由使所述壁變 形、從所述壁移除材料、將材料沉積到所述壁上以及上述各項(xiàng)中兩個(gè)或者更多個(gè)的組合而 構(gòu)成的組中所選擇的步驟。20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，形成所述結(jié)構(gòu)部分包括將包括圖案化外表面的 心軸插入到所述柱內(nèi)部中以及將所述壁按壓抵靠所述圖案化外表面。
【文檔編號(hào)】G01N30/26GK106062551SQ201480051377
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2014年8月19日
【發(fā)明人】洪峰·尹, 里德·A·布倫南, 艾瑞克·利斯特, 羅杰·斯洛克姆
【申請(qǐng)人】安捷倫科技有限公司