一种用于萃取柱的压变孔隙结构以及一种萃取柱的制作方法

1.本实用新型属于液相谱分析领域，具体涉及一种用于萃取柱的压变孔隙结构以及一种萃取柱。

背景技术：

2.固相萃取系统中经常使用谱柱进行样品的在线处理，通常用于样品处理的谱柱为萃取柱。在二维液相谱分析检测中，萃取柱主要用于样品的初级分离、纯化和浓缩；在此过程中，萃取柱承受了来自样品中各种杂质的污染，容易在入口端聚集，造成压力高，使得萃取柱的使用寿命受到严重影响。
3.萃取柱的结构通常包括柱管、筛板和柱帽，柱帽中筛板的一般为不锈钢烧结网板，孔径为0.5μm-3μm微米。流动相从谱柱中流过，一般先会被筛板拦截，但是由于样品中有大量杂质，特别是生物样品中的蛋白被筛板拦截之后会发生质聚现象，因此，随着谱柱进样次数越多，时间越长，筛板堵塞的程度就越厉害，这也是现代液相谱柱最为常见的问题。萃取柱通常要承受比普通谱柱更大的进样量，萃取柱经常要承受100微升甚至更大的进样量，所以萃取柱更加容易发生堵塞。一般处理污水处理或者生物质样品的萃取柱一般使用寿命很难超过200针。
4.现有的解决方法一般是对萃取柱柱帽进行超声清洗或者更换柱头填料，对柱头进行修补，但是这需要高度的专业化，解决问题的能力有限。或者有的加过滤器来防止谱柱被污染，如cn91210781.2公开了一种带保护柱的高效液相谱柱，将保护柱直接与分析柱连结，同时在保护柱柱头上加有一过滤筛板替通常与谱柱分为两体的过滤器。这种是采用的外部增加结构或者外部清洗的方法。
5.申请人曾获得一种具有在线清洗功能的液相谱仪的专利(申请号201410705067.5)，主要针对二维液相谱的第一谱柱和中间谱柱的在线清洗，具有反向清洗功能。当然，这只是其中的一种具体的谱系统。清洗谱柱可以在线清洗也可以离线反向清洗。
6.因此有必要研发一种萃取柱，用简单的方法解决萃取柱堵塞的问题，提升萃取柱的使用寿命。

技术实现要素：

7.针对现有技术的不足，本实用新型的目的是研发一种具有压变孔隙的萃取柱，能够更容易的将萃取柱入口端杂质反向清洗出去，从而提升萃取柱的使用寿命。
8.本实用新型的技术方案是：
9.一种用于萃取柱的压变孔隙结构，包括上中下三层，从上至下依次为弹性软板、高分子滤膜以及支撑孔板。
10.优选的，所述弹性软板包括固定环和位于固定环内的筛板。
11.优选的，所述高分子滤膜的材质为能够耐受有机、酸碱试剂的材料，可以是聚醚砜
树脂或者聚丙烯等。
12.优选的，所述筛板的材质为聚乙烯或者聚丙烯等。
13.优选的，所述弹性软板的厚度为0.5mm-8mm，孔径为2μm-30μm，所述高分子滤膜的厚度为0.1-2mm，可截留分子量＞5000da物质。
14.一种具有压变孔隙的萃取柱，以流动相的流入端作为上端，从上至下所述萃取柱包括依次连接的柱头、前端柱帽、柱管、末端柱帽和柱头，所述前端柱帽的前端设有上述压变孔隙结构。
15.优选的，所述柱头内设有用于流动相流入或者流出的孔。
16.优选的，所述柱管内部填充有固定相。
17.优选的，所述柱管入口端设有前端柱帽，柱管出口端设有末端柱帽、柱管入口端和出口端设置在柱头内，柱头内部有内螺纹，柱管和柱头通过螺纹连接。
18.优选的，所述柱管和柱头的材质均为不锈钢。
19.本实用新型通过在入口端的柱头内设有压变孔隙结构，萃取柱在一维流动相所对应的背景压力一般2mpa左右，不足以形成高压，在大流速辅助流动相进入时，形成高压，一般到达10mpa以上，弹性软板向下收缩孔径变小，拦截过滤颗粒，更细一点的杂质被高分子膜拦截过滤，支撑孔板对弹性软板和高分子膜进行支撑；在在线和离线反向清洗时，压力降低，弹性软板发生形变扩张，有机高分子滤膜及弹性软板拦截的杂质被反向洗脱排出。
20.与现有技术相比，本实用新型的优势是：
21.本实用新型的萃取柱具有双层压变特点，第一层能够拦截刚性颗粒杂质，第二层能够拦截小分子物质，在在线和离线反向清洗时，压力降低，弹性软板发生形变扩张，有机高分子滤膜及弹性软板拦截的杂质被反向洗脱排出，从而提升萃取柱的使用寿命，经测试使用寿命可达到1000针以上。
22.以下结合附图和具体实施方式对本实用新型的详细结构作进一步描述。
附图说明
23.图1为一种具有压变孔隙的萃取柱的结构拆分图；
24.图2为一种具有压变孔隙的萃取柱的剖面结构示意图；
25.图3为压变孔隙软板的俯视结构示意图；
26.图4是实施例的一种具有压变孔隙的萃取柱使用1000针过程中峰形变化图对比；
27.图5是资生堂spe前处理柱使用200针后的峰形图对比（无压变孔隙结构，其他结构一致）；
28.表1为具有压变孔隙萃取柱与资生堂spe前处理柱的压力对照表；
29.其中，1是柱头、2是高分子滤膜、3是弹性软板、4是前端柱帽、5是柱管、6是末端柱帽、7是固定相、8是支撑孔板、9是固定环、10是筛板。
具体实施方式
30.如图1-2所示：一种具有压变孔隙的萃取柱，以流动相的流入端作为上端，从上至下所述萃取柱包括依次连接的柱头1、前端柱帽4、柱管5、末端柱帽6和柱头1，所述前端柱帽4的前端从上至下依次设有弹性软板3、高分子滤膜2以及支撑孔板8（弹性软板3、高分子滤
膜2以及支撑孔板8组成一种全新的压变孔隙结构）；所述柱头1内设有用于流动相流入或者流出的孔；所述柱管5内部填充有固定相7；所述柱管5入口端设有前端柱帽4，柱管5出口端设有末端柱帽6、柱管入口端设置在柱头1内，柱头内部有内螺纹，柱管的出口端装在柱头内（下端柱头），柱头内部有内螺纹，柱管和柱头通过螺纹连接。
31.优选的，所述弹性软板由固定圈和筛板组成，固定圈材质为聚醚醚酮。该材质具有高强度且低溶出等特性。
32.优选的，所述高分子滤膜的材质为含氟高分子材料，该材质具有高强度、耐化性和热稳定性，厚度在2mm。
33.所述支撑孔板可以为不锈钢支撑孔板，或者支撑孔板由peek圈和筛板组成，peek圈材质为聚醚醚酮，筛板材质为聚乙烯，该材质具有高强度且地溶出等特性，所述柱管和柱头的材质均为不锈钢。
34.所述弹性软板3的厚度为2mm，孔径为5μm，所述高分子滤膜2的厚度为0.5mm。
35.工作原理：复杂基质的血样经蛋白沉淀处理后，随液相谱流动相进入萃取柱，在大流速辅助移动相的作用下，第一层弹性软板孔隙收缩，样品中大分子量的杂质在经过弹性软板时被拦截，中小分子量的物质穿过压变孔隙过滤板后在经过高分子滤膜时被第二次拦截过滤，最终样品中小分子量被测物及部分杂质经过第二级压变孔隙软板及防堵滤帽进入萃取柱固定相，在萃取柱固定性的谱作用力下将被测物从样品中初级分离出来，通过出口滤帽流入管路，进入其他的分离系统中或检测系统中；此具有压变孔隙阻拦的萃取柱在多次或单次，离线或在线完成复杂样品处理后，可反向使用具有洗脱强度的流动相对萃取柱进行反向清洗，此时有机高分子滤膜及弹性软板拦截的杂质排出，完成萃取柱的自我净化。
36.实施例所述一种具有压变孔隙的萃取柱，与常规萃取柱（不具备压变孔隙结构）使用二维液相谱系统中进行对比测试，测试样品含左乙拉西坦生物样本，检测器为岛津spd-20a，波长为245nm，流动相为4%甲醇(1mmol磷酸盐，ph=3.2)，流速为1.0ml/min，辅助流动相为水，辅助流速为0.5ml/min，辅助时长为0.5min，柱温为40℃，进样量为100μl；具有压变孔隙的萃取柱，在测试200针后，仍然具有较好的峰形，且压力保持稳定，并且能耐受1000针的冲击，见图4，常规萃取柱在测试200针后（无压变孔隙结构，其他结构一致），峰型变宽具体见图5，同时压力逐渐升高，具体压力性能指标见表1。
37.表1 压力性能指标
[0038][0039]
以上所述为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围不局限于此，任何熟悉技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型权利要求的保护范围之内。

技术特征：

1.一种用于萃取柱的压变孔隙结构，其特征是，包括上中下三层，从上至下依次为弹性软板（3）、高分子滤膜（2）以及支撑孔板（8）；所述弹性软板（3）包括固定环（9）和位于固定环内的筛板（10）。2.根据权利要求1所述一种用于萃取柱的压变孔隙结构，其特征是，所述高分子滤膜（2）的材质为含氟高分子材料，能够耐受有机、酸碱试剂的材料。3.根据权利要求1所述一种用于萃取柱的压变孔隙结构，其特征是，所述筛板（10）的材质为聚乙烯或者聚丙烯。4.根据权利要求1所述一种用于萃取柱的压变孔隙结构，其特征是，所述弹性软板（3）的厚度为0.5mm-8mm，孔径为2μm-30μm，所述高分子滤膜（2）的厚度为0.1-2mm，可截留分子量＞5000da物质。5.一种具有压变孔隙的萃取柱，以流动相的流入端作为上端，从上至下所述萃取柱包括依次连接的柱头（1）、前端柱帽（4）、柱管（5）、末端柱帽（6）和柱头（1），其特征是，所述前端柱帽（4）的前端设有权利要求1-4任意一项所述压变孔隙结构。6.根据权利要求5所述具有压变孔隙的萃取柱，其特征是，所述柱头（1）内设有用于流动相流入或者流出的孔。7.根据权利要求5所述具有压变孔隙的萃取柱，其特征是，所述柱管（5）内部填充有固定相（7）。8.根据权利要求5所述具有压变孔隙的萃取柱，其特征是，所述柱管（5）入口端设有前端柱帽（4），柱管（5）出口端设有末端柱帽（6）、柱管（5）入口端和出口端设置在柱头（1）内，柱头（1）内部有内螺纹，柱管和柱头通过螺纹连接。9.根据权利要求5所述具有压变孔隙的萃取柱，其特征是，所述柱管（5）和柱头（1）的材质均为不锈钢。

技术总结

本实用新型提供了一种用于萃取柱的压变孔隙结构，包括上中下三层，从上至下依次为弹性软板、高分子滤膜以及支撑孔板。还提供了一种具有压变孔隙的萃取柱，以流动相的流入端作为上端，从上至下所述萃取柱包括依次连接的柱头、前端柱帽、柱管、柱管内部填充有固定相、末端柱帽和柱头，所述前端柱帽的前端设有所述压变孔隙结构。一种具有压变孔隙结构的萃取柱，具有双层压变特点，第一层能够拦截刚性颗粒杂质，第二层能够拦截小分子物质，结合液相谱的反清洗功能，从而提升萃取柱的使用寿命。从而提升萃取柱的使用寿命。从而提升萃取柱的使用寿命。