模塊化自動(dòng)化色譜系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】閥、泵、檢測(cè)器、進(jìn)樣環(huán)路、級(jí)分收集器等被單獨(dú)地結(jié)合到模塊中，所述模塊可以以可交換的方式安裝在基本單元上的單獨(dú)的安裝位點(diǎn)上，所述基本單元還支撐一個(gè)或多個(gè)色譜柱。每個(gè)模塊包括與其他模塊的流體連接和微控制器，所述微控制器通過(guò)各個(gè)安裝位點(diǎn)處的電子連接器將所述模塊與計(jì)算機(jī)和監(jiān)視器相連。模塊間的流體連接和一個(gè)或多個(gè)柱被從電子連接移走并且是用戶可接近的。軟件平臺(tái)識(shí)別所述模塊及其位置，協(xié)調(diào)模塊間的流體連接，并且提供各種控制、監(jiān)控、數(shù)據(jù)生成和數(shù)據(jù)處理功能以產(chǎn)生色譜數(shù)據(jù)。
【專利說(shuō)明】模塊化自動(dòng)化色譜系統(tǒng)
[0001]對(duì)相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求于2011年8月24日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)?1/526，959的利益，該申請(qǐng)的內(nèi)容通過(guò)引用完整地結(jié)合于此。
[0003]發(fā)明背景
發(fā)明領(lǐng)域
[0004]本申請(qǐng)涉及自動(dòng)化色譜系統(tǒng)領(lǐng)域。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)描述
[0006]蛋白質(zhì)、肽、核酸、單克隆抗體和來(lái)自生物學(xué)樣品、以及反應(yīng)混合物和流體介質(zhì)的其他目的物質(zhì)的提取和純化通常對(duì)于研究實(shí)驗(yàn)室、診斷實(shí)驗(yàn)室、藥物制造操作和生物技術(shù)工業(yè)中的任意數(shù)目的環(huán)境和場(chǎng)所來(lái)說(shuō)是關(guān)鍵步驟。這些步驟已經(jīng)達(dá)到這樣高的完善度水平以致實(shí)際上任何生物學(xué)物質(zhì)都可以以高度純化的形式獲得。然而就諸如樣品準(zhǔn)備、分離介質(zhì)的類型和組成以及進(jìn)行分離的條件的因素而言，每種物質(zhì)具有其自身的特殊需要。因此為了滿足其所有純化需要，典型的實(shí)驗(yàn)室必須容納各種組件、規(guī)程和材料。需要靈活性和適應(yīng)性，但是其獲得通常以一致性和準(zhǔn)確度為代價(jià)，并且容納各種規(guī)程以及以需要的準(zhǔn)確度這樣做的能力通常需要設(shè)備、勞力和培訓(xùn)方面的高成本。
[0007]發(fā)明概述
[0008]本發(fā)明解決了對(duì)運(yùn)行容易且便宜并且高度適應(yīng)于不同物質(zhì)的分離和純化和對(duì)每種物質(zhì)所需的規(guī)程的系統(tǒng)的此需要。該系統(tǒng)可以容易并且快速的組裝，改裝，替換和擴(kuò)展，并且當(dāng)該系統(tǒng)在使用中時(shí)，其運(yùn)行容易監(jiān)控，控制和保持。甚至在復(fù)雜流動(dòng)方案的情況下，系統(tǒng)的流控線路也是用戶可接近的并且以簡(jiǎn)潔和有邏輯的方式管理，同時(shí)電連接被限制到遠(yuǎn)離流控線路的位置的位置并且被隱藏而看不見(jiàn)。大部分(如果不是全部)的電連接可以通過(guò)插座實(shí)現(xiàn)，雖然本發(fā)明的某些實(shí)施方案包括用于一些或全部電連接的線纜。
[0009]所述系統(tǒng)在構(gòu)造上是模塊化的，包括各種模塊，每個(gè)模塊包含流體操縱組件和微控制器，并且在本發(fā)明的某些實(shí)施方案中包含另外的零件用于模塊中的組件的控制、狀態(tài)監(jiān)控和運(yùn)行。系統(tǒng)中心是安裝框或基本單元，其具有單獨(dú)的和可交換的安裝位點(diǎn)用于不同的模塊和信號(hào)連接器，如例如每個(gè)安裝位點(diǎn)中的電子連接器。各個(gè)信號(hào)連接器與通用的軟件平臺(tái)通信，并且信號(hào)連接器在接觸時(shí)與微控制器可交換地耦聯(lián)并且與和其耦聯(lián)的微控制器通信。連接器也可以將電力傳送至模塊，從而不需要單獨(dú)的導(dǎo)線或線纜。在模塊根據(jù)用戶的選擇以多種布置方式中的任一種安裝到安裝框后，通過(guò)軟件執(zhí)行多種功能，包括由通過(guò)耦聯(lián)傳輸?shù)碾娮有盘?hào)識(shí)別流體操縱組件及其在安裝框上的位置，并且將組件協(xié)調(diào)到流動(dòng)方案中。流體連接由用戶直接在安裝的組件間獲得，并且在很多實(shí)施方案中這根據(jù)由軟件驅(qū)動(dòng)的圖形用戶界面提供的指令完成。視覺(jué)提示也可以由獲得流體連接的位置附近的模塊提供。安裝框因此提供中央命令和信號(hào)處理功能以運(yùn)行組件的整體裝配件，使用進(jìn)出每個(gè)模塊的信號(hào)連接，同時(shí)所有流體連接在組件自身之間獲得，在空間上與電和信號(hào)連接隔離，并且不作為框本身的部分。[0010]在本發(fā)明的某些實(shí)施方案中，除了模塊安裝位點(diǎn)以外，安裝框還提供一個(gè)或多個(gè)安裝站，這些附加的站提供位點(diǎn)以用于安裝色譜分離單元如柱和筒(cartridge)以及流體儲(chǔ)槽或?qū)τ谀K安裝位點(diǎn)來(lái)說(shuō)可以不能合適地定尺寸的其他介質(zhì)保持單元。安裝在這些附加的位置處的單元可以流體連接到作為多個(gè)模塊中的一個(gè)或多個(gè)的部分的組件。安裝有這些柱、筒或其他附加單元的站也可以配備有傳感器或電子連接器用于在如此安裝的單元和安裝框軟件之間傳輸信息。
[0011 ] 在本發(fā)明的某些實(shí)施方案中，各自完整地配備有一組模塊并且各自形成配套的純化系統(tǒng)和流控方案的兩個(gè)以上的安裝框，可以充當(dāng)單獨(dú)的和獨(dú)立的工作站，其中所有這樣的工作站連接到共用中央處理單元和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)可以因此容納大范圍的分離介質(zhì)和流體轉(zhuǎn)移組件。以上列出的特征和實(shí)施方案與本發(fā)明的其他特征和實(shí)施方案一起詳細(xì)地描述于下。
[0013]附圖簡(jiǎn)述
[0014]圖1A是根據(jù)本發(fā)明的模塊化色譜系統(tǒng)的透視圖，其中組件是分開(kāi)的以便于觀察。
[0015]圖1B是圖1A的系統(tǒng)的一個(gè)模塊的視圖，從后部透視地顯示。
[0016]圖2是作為圖1A的系統(tǒng)的基本單元的備選方案的根據(jù)本發(fā)明的基本單元的正視圖。
[0017]圖3是具有多個(gè)工作站的根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的圖解。
[0018]圖4是用于本發(fā)明的計(jì)算機(jī)程序的略圖。
[0019]圖5是根據(jù)本發(fā)明可以顯示在監(jiān)視器上的一個(gè)流動(dòng)方案的屏幕截圖或圖形顯示。
[0020]圖6是根據(jù)本發(fā)明可以顯示在監(jiān)視器上的另一個(gè)流動(dòng)方案的屏幕截圖或圖形顯
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[0021]發(fā)明詳述和選擇的實(shí)施方案
[0022]模塊。術(shù)語(yǔ)“模塊”用于本文以表示一個(gè)或多個(gè)功能設(shè)備，其固定于通常具有標(biāo)準(zhǔn)化的形狀和尺寸的平板、外殼或支撐結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)化使得模塊能夠被接納、插入或通過(guò)其他方式固定到安裝框上的多個(gè)位點(diǎn)中的任一個(gè)。標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)的模塊還使得每個(gè)模塊在安裝到框后能夠通過(guò)將模塊上的微控制器耦聯(lián)到框中的信號(hào)連接器的耦聯(lián)接合中央用戶界面和軟件。如上所述，每個(gè)模塊包含至少一個(gè)流體操縱組件和至少一個(gè)微控制器，加上運(yùn)行流體操縱設(shè)備所需的任意其他設(shè)備，以及安裝零件，所述安裝零件與安裝框上的位點(diǎn)處的互補(bǔ)安裝零件配合。在閥模塊中，例如，流體操縱設(shè)備將是閥，并且模塊還可以包含旋轉(zhuǎn)或驅(qū)動(dòng)閥所需的電動(dòng)機(jī)或驅(qū)動(dòng)設(shè)備。用于任何其他類型的流體操縱組件的驅(qū)動(dòng)或操作支持設(shè)備對(duì)色譜和流體流動(dòng)裝置領(lǐng)域的技術(shù)人員是非常顯然的。模塊上的安裝結(jié)構(gòu)可以是蝶片，釘，鉤，掣子，凸緣，或互補(bǔ)結(jié)構(gòu)可以被構(gòu)建到框中的任何結(jié)構(gòu)如插槽，擱板，凹槽，波狀外形凹穴(contoured recess)或開(kāi)口，用于固定安裝。
[0023]流體操縱組件。術(shù)語(yǔ)“流體操縱組件”用于本文以表示流體通過(guò)的組件或指引流體在特定方向上流動(dòng)的組件。流體操縱組件可能執(zhí)行的功能的實(shí)例有:驅(qū)使流體流動(dòng)，合并或分開(kāi)流體，檢測(cè)流體，分析流體，和測(cè)量流體。流體操縱組件的實(shí)例有:閥，泵，混合器，進(jìn)樣環(huán)路，檢測(cè)器，和級(jí)分收集器。閥可以是簡(jiǎn)單的斷流閥或多端口閥(包括旋轉(zhuǎn)閥)；泵可以是旋轉(zhuǎn)泵，蠕動(dòng)泵，注射器型泵，梯度泵，或其他實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的泵；檢測(cè)器可以是單波長(zhǎng)UV檢測(cè)器，UV-ViS檢測(cè)器，電導(dǎo)率檢測(cè)器，pH檢測(cè)器，折射率檢測(cè)器，熒光檢測(cè)器，壓力檢測(cè)器，溫度檢測(cè)器，或空氣或氣體傳感器；并且混合器可以包括比例混合器(恒定的或可變的)。
[0024]微控制器。嵌在各個(gè)模塊中的微控制器可以是常規(guī)集成電路，各自包含處理器核心，存儲(chǔ)器和可編程輸入/輸出外圍設(shè)備。微控制器編碼機(jī)器可讀的數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)可以包括包含在模塊中的組件的身份，例如，以及組件的操作特性和特征，和組件的實(shí)時(shí)操作狀態(tài)。數(shù)據(jù)可以因此是系統(tǒng)可讀的以通知軟件組件的身份，即，組件是閥、檢測(cè)器還是以上列出的其他類型的組件中的任一個(gè)，組件目前是運(yùn)行的還是處于待機(jī)狀態(tài)，通過(guò)組件(如果運(yùn)行)的流速，溫度，壓力，位置(在閥的情況中)等。微控制器還可以響應(yīng)于接收自計(jì)算機(jī)的命令傳輸操作信號(hào)至組件，所述計(jì)算機(jī)結(jié)合在安裝框內(nèi)或在安裝框外。在某些實(shí)施方案中，微控制器還檢測(cè)流體操縱組件的故障，如由上升的壓力，升高的溫度或無(wú)法響應(yīng)于命令所指示的那些。在這些實(shí)施方案中的微控制器然后將發(fā)出警報(bào)信號(hào)警告用戶或系統(tǒng)軟件所述故障。警報(bào)指示器可以包括在模塊的暴露的表面上，并且警報(bào)可以是指示器中的在視覺(jué)上可觀察到的變化，如燈打開(kāi)。本發(fā)明的某些實(shí)施方案中的微控制器可以包含射頻識(shí)別(“RFID”)標(biāo)簽或與其耦聯(lián)，所述射頻識(shí)別標(biāo)簽可以由用戶或模塊自身更新以包含關(guān)于流體操縱組件的當(dāng)前狀態(tài)的信息或累積的關(guān)于其使用的數(shù)據(jù)。
[0025]組件狀態(tài)指示器。包含在模塊中的一個(gè)任選零件是實(shí)時(shí)指示包含在模塊中的組件的操作狀態(tài)的顯示器?？捎捎脩糇x取并且組件專有的狀態(tài)信息可以指示例如閥的位置，通過(guò)閥或泵的流速，泵的方向，檢測(cè)器在檢測(cè)溶液中的物質(zhì)或條件改變、泵中的壓力方面的動(dòng)作，以及任何這樣的指示器，從所述指示器用戶可以在視覺(jué)上檢測(cè)組件是否正常運(yùn)行或是否正發(fā)生故障。狀態(tài)指示器可以是任何這樣的設(shè)備，其傳輸視覺(jué)或以其他方式可檢測(cè)的信號(hào)，可以安裝到模塊的外表面，并且可以以用戶可讀的形式(如數(shù)字或圖形形式或簡(jiǎn)單地通過(guò)指示燈)顯示狀態(tài)信息。液晶顯示器(LCD)是這樣的指示器的一個(gè)實(shí)例；其他實(shí)例對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是非常明顯的。
[0026]安裝位點(diǎn)和安裝框；模塊的模塊化和可交換特征。安裝位點(diǎn)因此在其安裝零件中以及在信號(hào)連接器在安裝位點(diǎn)中的相對(duì)于模塊上的微控制器的位置中均互補(bǔ)于模塊，以致任意模塊可以安裝到不同的安裝位點(diǎn)中的任一個(gè)。安裝位點(diǎn)的實(shí)例有插槽，空腔，缺口，托架，間格(bay)，或任何這樣的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)將把模塊支撐在穩(wěn)固和固定的位置以最小化或避免由沖撞模塊或安裝框或?qū)δK或安裝框的無(wú)意沖擊所致的脫離可能性。簡(jiǎn)單的實(shí)例是被設(shè)計(jì)成用于在位點(diǎn)處滑入位的模塊的安裝位點(diǎn)。安裝框通常是底板或這樣的結(jié)構(gòu)，其中安裝元件在充當(dāng)安裝位點(diǎn)的結(jié)構(gòu)上的指定的位點(diǎn)處，并且可以因此作為支撐架，所述支撐架通常具有空腔，間格或開(kāi)放空間以用于插入模塊。最便利地，安裝位點(diǎn)可以在空間上被布置成規(guī)則的幾何圖案，如行，列，或行和列的二維網(wǎng)格。某些模塊可以被設(shè)計(jì)成占據(jù)兩個(gè)以上的相鄰安裝位點(diǎn)，并且因此例如安裝框可以包括寬度或高度數(shù)倍于其他間格的間格，以便除了占據(jù)單個(gè)安裝位點(diǎn)的模塊以外，還容納兩倍寬度和三倍寬度或兩倍高度和三倍高度的模塊。這樣的兩倍或三倍可以例如通過(guò)將安裝位點(diǎn)構(gòu)建成間格來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述間格由垂直或水平的隔板隔開(kāi)，可以移動(dòng)所述隔板以合并相鄰的間格。在另一個(gè)實(shí)施方案中，安裝框可以被構(gòu)建成通過(guò)添加可以作為安裝框的附件提供的安裝位點(diǎn)的另外的行和列而允許其模塊容量擴(kuò)大。
[0027]在其中安裝位點(diǎn)被布置成兩行以上的本發(fā)明的某些實(shí)施方案中，行相對(duì)于彼此是固定的，其中所有安裝位點(diǎn)都可由安裝框的一側(cè)可及。這些實(shí)施方案中的多種模塊的組件將是基本上共平面的，即，在安裝框的正面基本上在公共的垂直平面中。在很多情況中，這將提高在安裝到框的組件之間通過(guò)其模塊進(jìn)行流體連接的容易性。在其中安裝位點(diǎn)被布置成兩行以上的本發(fā)明的其他實(shí)施方案中，上部的一行或多行以轉(zhuǎn)動(dòng)或可旋轉(zhuǎn)的方式被固定到下部的行，從而允許上部的一行或多行相對(duì)于下方的一行或多行旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)軸是豎軸并且通過(guò)框的中心。在某些流動(dòng)方案中，該旋轉(zhuǎn)可以改善進(jìn)出某些流體操縱組件。被放置于例如安裝框的一側(cè)的流體儲(chǔ)槽可以利用較短長(zhǎng)度的管道連接到閥，泵，測(cè)量計(jì)和框上的其他組件，并且安裝到框的一側(cè)的柱可以同樣得益于至安裝到一個(gè)安裝位點(diǎn)的泵、檢測(cè)器等的較短的管道連接。較短的管道長(zhǎng)度將最小化通常在安裝的組件之間的物質(zhì)、級(jí)分和液體的混合，其中所述混合可能降低分析物的條帶之間的分辨率，降低PH或鹽梯度的斜率，或降低流體組成中階梯式改變(當(dāng)所述改變是規(guī)程的部分時(shí))的銳度。在某些情況中，旋轉(zhuǎn)能力可能需要連接組件中的一些的更長(zhǎng)的管線。例如，某些模塊可以具有這樣的流體操縱組件，其從框突出(當(dāng)模塊被安裝在一個(gè)安裝間格中時(shí))并且延伸到之上、之下，或延伸到單個(gè)間格的突出的尺寸的一側(cè)，從而在鄰近的間格中存在類似地突出的組件的情況下妨礙模塊的放置。在這些情況中，一行間格的旋轉(zhuǎn)將允許在不相互干擾的情況下安裝模塊。將適應(yīng)這些和其他需要的一種布置是具有四行安裝間格的安裝框，最上面兩行相對(duì)于下面不可旋轉(zhuǎn)的兩行是可旋轉(zhuǎn)的，并且是彼此獨(dú)立的。為了安全性，在某些實(shí)施方案中，當(dāng)電力被供應(yīng)到安裝框時(shí)，可旋轉(zhuǎn)的行可以自動(dòng)地被鎖定在特定位置，并且僅在供電停止時(shí)釋放以用于旋轉(zhuǎn)。
[0028]柱支架。一個(gè)或多個(gè)模塊上的流體操縱組件可以是色譜柱。色譜柱也可以(或備選地)被與安裝框分離地放置和/或支撐，所述安裝框具有到模塊中的組件的適當(dāng)?shù)牧黧w連接。另一個(gè)備選方案是將這樣的柱安裝到遠(yuǎn)離模塊安裝位點(diǎn)的位點(diǎn)處的安裝框，因?yàn)樗鲋鶎⒌湫偷啬軌蛟谂c流動(dòng)方案中的流體操縱組件不可交換的情況下發(fā)揮功能。柱安裝位點(diǎn)可以包含在遠(yuǎn)離模塊安裝位點(diǎn)并且不妨礙流體或操作者接近模塊及其組件的安裝框上的位置處的柱支架中。因此，在模塊安裝位點(diǎn)處于安裝框的正面而電連接處于安裝框的背面的情況下，柱支架可以在一個(gè)側(cè)面上并且仍然可進(jìn)入正面上的模塊以用于到模塊的流體管道連接。支架可以被設(shè)計(jì)成容納單個(gè)柱或兩個(gè)以上這樣的柱，并且在后一種情況中，可以使一個(gè)或多個(gè)支架位置是空的，根據(jù)用戶的選擇而被占據(jù)，安裝的柱的數(shù)目?jī)H是所選的流動(dòng)方案所需要的。關(guān)于支架上的柱的信息可以被合并到所使用的數(shù)據(jù)中并且通過(guò)在柱上包含識(shí)別標(biāo)簽而顯示在系統(tǒng)中，所述識(shí)別標(biāo)簽是系統(tǒng)軟件可讀的，并且在某些情況中，所述識(shí)別標(biāo)簽?zāi)軌蚓哂杏捎脩敉ㄟ^(guò)系統(tǒng)軟件向其添加的信息。這樣的標(biāo)簽的實(shí)例有射頻識(shí)別(“RFID”)標(biāo)簽；其他實(shí)例對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是非常明顯的。包含在單個(gè)標(biāo)簽中的信息可以包括柱的類型，如例如親和，離子交換，疏水相互作用，凝膠過(guò)濾，或等電聚焦。所述信息還可以包括柱體積，柱中的分離介質(zhì)，和柱的使用史，如在介質(zhì)中進(jìn)行的分離的次數(shù)，上次使用時(shí)柱經(jīng)歷的壓力，在適當(dāng)?shù)奈恢脤?duì)柱進(jìn)行清洗的最后日期以及在清洗中使用的條件，以及最后一次柱性能測(cè)試的結(jié)果。為了讀取和使用這些標(biāo)簽，支架可以包含適于特定的標(biāo)簽的傳感器，并且通過(guò)傳感器傳輸?shù)较到y(tǒng)軟件的信息，除了包含在標(biāo)簽中的所有其他信息以外，還可以包括柱在支架上安裝的位置。
[0029]軟件平臺(tái)。服務(wù)器嵌入在本發(fā)明的某些實(shí)施方案中的安裝框中，所述服務(wù)器包含固件套裝(即固定的程序或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu))以支持與微控制器的通信和微控制器的操作，并且包含用于單個(gè)流體操縱設(shè)備或之前建立的流體學(xué)方案或兩者的操作程序的一個(gè)或多個(gè)庫(kù)(library)。在許多實(shí)施方案中，安裝框還配備有觸摸屏監(jiān)視器，優(yōu)選地測(cè)量十英寸(25.4cm)以上的監(jiān)視器。觸摸屏監(jiān)視器可以充當(dāng)GUI (圖形用戶界面)并且可以配備有USB(通用串行總線)端口用于數(shù)據(jù)輸入或輸出，用于鍵盤和鼠標(biāo)的端口，以及用于LAN(局域網(wǎng))或以太網(wǎng)線纜的插孔。備選地，安裝框可以包括用于平板PC如Apple iPad或任何這樣的安裝有允許設(shè)備充當(dāng)觸摸屏的應(yīng)用的設(shè)備的安裝位點(diǎn)。備選地，或共同地，觸摸屏監(jiān)視器或平板PC，具有常規(guī)操作系統(tǒng)如Microsoft WINDOWS的標(biāo)準(zhǔn)臺(tái)式個(gè)人計(jì)算機(jī)可以用于操作和控制。當(dāng)使用直接安裝到安裝框的觸摸屏監(jiān)視器和在安裝框外部的臺(tái)式計(jì)算機(jī)時(shí)，兩者可以通過(guò)LAN，以太網(wǎng)，或任何其他標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議(有線的或無(wú)線的)連接。
[0030]本發(fā)明的某些實(shí)施方案還包含嵌入在安裝框或臺(tái)式計(jì)算機(jī)中的可編程軟件。該軟件可以被編程為詢問(wèn)不同模塊中的各個(gè)微控制器關(guān)于在微控制器中編碼的機(jī)器可讀的數(shù)據(jù)，并且在各個(gè)模塊安裝到安裝框后立即這樣做。微控制器可以通過(guò)將信號(hào)發(fā)送回系統(tǒng)軟件來(lái)響應(yīng)所述詢問(wèn)，并且軟件可以將信號(hào)與嵌入的庫(kù)相關(guān)聯(lián)以確定模塊中組件的類型和/或身份。來(lái)自微控制器的響應(yīng)還可以包括指令，所述指令用于模塊需要運(yùn)行的命令。軟件之后將記錄組件的身份和位置并且顯示該信息于GUI上，以圖標(biāo)的形式，其中GUI上的每個(gè)圖標(biāo)的位置表示安裝框上相應(yīng)的組件的位置。一個(gè)庫(kù)例如可以包含預(yù)先設(shè)計(jì)的流動(dòng)方案和組件組合，從中用戶可以選擇特定的流動(dòng)方案或部分的流動(dòng)方案。另外的庫(kù)可以包含額外的圖標(biāo)用于根據(jù)用戶的選擇向流動(dòng)方案添加的組件的額外圖標(biāo)，以“拖-放(drag-and-drop) ”的方式。如果流體學(xué)方案已經(jīng)在監(jiān)視器或臺(tái)式計(jì)算機(jī)中從嵌入的庫(kù)中被選擇，或已經(jīng)被用戶設(shè)計(jì)，則⑶I可以顯示形成所需的流體學(xué)方案需要的管道連接。
[0031]軟件還可以被包括以用于指導(dǎo)用戶在不同模塊之間合適地安裝流體線，S卩，管道連接，并且任選地通知用戶關(guān)于任何不完整的或缺失的連接。為了使整個(gè)系統(tǒng)合適的運(yùn)轉(zhuǎn)，必須進(jìn)行所有合適的流體連接，此過(guò)程被稱為給系統(tǒng)“鋪管(plumbing) ”。當(dāng)人工進(jìn)行時(shí)，作出這樣的連接是耗時(shí)的過(guò)程并且易于產(chǎn)生錯(cuò)誤。在本發(fā)明的某些實(shí)施方案中，通過(guò)在軟件中包含“點(diǎn)擊-鋪管(click-and-plumb)”功能，鋪管過(guò)程被簡(jiǎn)化并且錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)降低。這樣的功能可以一次一個(gè)地識(shí)別用于每個(gè)流體線的合適的連接位點(diǎn)并且以允許順序進(jìn)行流體連接的方式顯示連接位點(diǎn)。
[0032]整個(gè)系統(tǒng)的表示流動(dòng)方案的連接的陣列可以被顯示為系統(tǒng)的圖表，所述圖表以圖形形式顯示模塊之間的流體流動(dòng)路徑。圖形表示內(nèi)的兩個(gè)模塊之間的管道連接可以被“點(diǎn)擊”(即，通過(guò)鼠標(biāo)或以其他方式)從而使得系統(tǒng)開(kāi)啟其間應(yīng)當(dāng)安裝有管道連接的兩個(gè)位置附近的模塊自身上的指示燈。在用戶安裝管道連接后，用戶的再一次點(diǎn)擊可以關(guān)閉所述連接的指示燈并且開(kāi)啟表示下一個(gè)連接的兩個(gè)不同的燈?？梢允褂萌魏晤愋偷臒糁甘酒?；其中，LED通常是最方便的。作為燈開(kāi)啟或關(guān)閉的備選方案的是燈顏色的改變；實(shí)際上，可以使用任何視覺(jué)提示，如對(duì)于有經(jīng)驗(yàn)的軟件工程師來(lái)說(shuō)是明顯的。此點(diǎn)擊-鋪管過(guò)程可以繼續(xù)直至進(jìn)行了所有管道連接。所述系統(tǒng)之后被完全鋪管并且準(zhǔn)備用于運(yùn)行。
[0033]作為用于點(diǎn)擊-鋪管過(guò)程的使用模塊上的LED或其他指示燈的備選方案的是使用計(jì)算機(jī)圖形，所述計(jì)算機(jī)圖形將流動(dòng)方案的圖表或圖片顯示為在計(jì)算機(jī)監(jiān)視器或觸摸屏上的顯示，所述顯示包含虛擬指示燈，所述虛擬指示燈對(duì)應(yīng)于用于管道連接的各個(gè)位點(diǎn)。點(diǎn)擊-鋪管過(guò)程由個(gè)體以類似方式進(jìn)行，不同之處在于虛擬指示燈而不是模塊自身上的燈將開(kāi)啟以指示要進(jìn)行的連接并且之后關(guān)閉以指示其已經(jīng)實(shí)際上進(jìn)行連接。某些實(shí)施方案將包括利用虛擬指示燈和模塊上的實(shí)際指示燈的顯示，給用戶提供兩者間的選擇。管道連接也可以由不同于指示燈或除了指示燈以外的裝置顯示。系統(tǒng)圖表可以因此顯示連接點(diǎn)而不顯示管道直至完成每個(gè)管道連接，在所述情況中，在圖表上連接兩點(diǎn)的線的出現(xiàn)指示在對(duì)應(yīng)于所述點(diǎn)的連接之間已經(jīng)進(jìn)行了成功和正確的連接。作為表示管道連接的線不存在/出現(xiàn)的備選方案的是顏色的變化，從高光變?yōu)闆](méi)有高光(或者反之亦然)，從正常線強(qiáng)度變?yōu)榇志€(或者反之亦然)，以及從閃爍的線變?yōu)榉€(wěn)定的線(或者反之亦然)。其他備選方案對(duì)于計(jì)算機(jī)圖形方面的技術(shù)人員將是非常明顯的。
[0034]“點(diǎn)擊-鋪管”功能可以由常規(guī)軟件裝置啟動(dòng)，如在系統(tǒng)控制屏幕上選擇或在菜單上選擇。上述處于工作狀態(tài)的流體學(xué)方案可以被向?qū)?wizard)界面和“下個(gè)”功能的選擇代替，因?yàn)檫@些術(shù)語(yǔ)在計(jì)算機(jī)軟件領(lǐng)域是公知的。其他等效的手段對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是非常明顯的?！包c(diǎn)擊-鋪管”功能可以通過(guò)固定到系統(tǒng)的觸摸屏或通過(guò)鄰近系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)操作，利用系統(tǒng)上的按鈕或開(kāi)關(guān)啟動(dòng)和推進(jìn)功能。當(dāng)系統(tǒng)被保持在冷凍環(huán)境中而計(jì)算機(jī)被放置在環(huán)境外部時(shí)，按鈕或開(kāi)關(guān)是尤其有用的。
[0035]作為功能的“點(diǎn)擊”部分的備選方案，系統(tǒng)可以被編程為自動(dòng)地以固定的時(shí)間間隔在鋪管位置之間前進(jìn)。傳感器也可以被安裝在系統(tǒng)上以檢測(cè)已經(jīng)進(jìn)行的管道連接。這樣的傳感器的實(shí)例有光學(xué)傳感器，電傳感器，和氣動(dòng)傳感器?！包c(diǎn)擊-鋪管”功能也可以用于核查所有流體連接已經(jīng)被合適地進(jìn)行。為了這樣作，系統(tǒng)可以順序地識(shí)別正確的連接以允許用戶核查和確定管道線是否已經(jīng)實(shí)際上被安裝從而進(jìn)行了各個(gè)連接。如在安裝功能中那樣，單個(gè)連接的顯示可以人工地或自動(dòng)地推進(jìn)。所有這些功能可以利用模塊上的指示燈或利用監(jiān)視器或觸摸屏顯示上的虛擬指示燈或管道連接指示器進(jìn)行。
[0036]整個(gè)軟件平臺(tái)，不論是嵌入在安裝框中還是在臺(tái)式計(jì)算機(jī)中或是分布在安裝框和臺(tái)式計(jì)算機(jī)之間，還將包含用于運(yùn)行流體學(xué)方案硬件的專用程序，包括根據(jù)所選的流動(dòng)方案使得流體操縱組件指引流體進(jìn)出色譜分離柱。該功能將例如包括給泵供能或斷電，開(kāi)啟、關(guān)閉或旋轉(zhuǎn)閥，以及類似的操作以執(zhí)行處理樣品和操作柱的規(guī)程。當(dāng)安裝框軟件包括GUI時(shí)，⑶I也可以包括示范規(guī)程，所述示范規(guī)程可以在連接到和不連接到儀器的情況下(即，在具有和不具有任何接合的組件的情況下)進(jìn)行，以向用戶顯示系統(tǒng)如何運(yùn)轉(zhuǎn)以及其如何產(chǎn)生和分析色譜圖。在某些情況中，⑶I還將包含幫助文檔以輔助用戶設(shè)置和校正儀器，閱讀組件說(shuō)明書(shū)，設(shè)計(jì)和編程流體學(xué)方案和規(guī)程，以及疑難解答。
[0037]如上所述，由安裝到配備有觸摸屏監(jiān)視器的安裝框的模塊組成的單個(gè)流體學(xué)系統(tǒng)可以被稱為“工作站”，并且兩個(gè)以上這樣的工作站可以獨(dú)立地運(yùn)轉(zhuǎn)并由在安裝框或基本單元外部的公共臺(tái)式計(jì)算機(jī)控制。每個(gè)工作站可以被單獨(dú)地供電，或可以使用配電單元，其具有用于多個(gè)工作站的端口。在每種情況中，工作站都可以被添加到臺(tái)式計(jì)算機(jī)或從臺(tái)式計(jì)算機(jī)除去，而不需要額外的接線。
[0038]外部計(jì)算機(jī)中的軟件套裝。當(dāng)使用臺(tái)式或其他外部計(jì)算機(jī)時(shí)，其可以包含這樣的軟件套裝，所述軟件套裝包含主要色譜功能并且可以被配置成以從分析或?qū)嶒?yàn)室規(guī)模到生產(chǎn)規(guī)模的任意規(guī)模操作，并且具有對(duì)于操作規(guī)模來(lái)說(shuō)合適的額外的功能。軟件套裝的組件可以包括管理軟件，方法編輯器或編程軟件，系統(tǒng)控制軟件，和評(píng)估軟件?？梢杂蛇@些軟件組件執(zhí)行的功能的實(shí)例如下。
[0039]管理軟件。管理軟件可以包括多級(jí)別訪問(wèn)系統(tǒng)以用于不同的級(jí)別的權(quán)限和控制。如所示，訪問(wèn)系統(tǒng)可以具有五個(gè)級(jí)別，包括管理員訪問(wèn)作為級(jí)別1，超級(jí)用戶訪問(wèn)作為級(jí)別2，科學(xué)家訪問(wèn)作為級(jí)別3，操作員訪問(wèn)作為級(jí)別4，和受限用戶訪問(wèn)作為級(jí)別5。當(dāng)多個(gè)工作站連接到單一外部計(jì)算機(jī)時(shí)，管理員可以使用管理員訪問(wèn)以為每個(gè)工作站命名并創(chuàng)建用戶，或者超級(jí)用戶又將通過(guò)超級(jí)用戶訪問(wèn)來(lái)命名和控制用戶。通過(guò)用戶訪問(wèn)，用戶之后可以觀察所述用戶被指定于其上的所有工作站，并且選擇特定的工作站在其上進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)?？茖W(xué)家和受限用戶訪問(wèn)可以用于創(chuàng)建其他級(jí)別的訪問(wèn)和用途。由工作站產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)中，所述數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)在其中加載有軟件套裝的相同的計(jì)算機(jī)上或在用戶所擁有的遠(yuǎn)程或外部計(jì)算機(jī)上并且通過(guò)SQL (結(jié)構(gòu)化詢問(wèn)語(yǔ)言)或其他這樣的驗(yàn)證訪問(wèn)。工作站或外部計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)庫(kù)可以包含數(shù)據(jù)表，所述數(shù)據(jù)表可以被擴(kuò)展、改進(jìn)和快速地分類通過(guò)以致當(dāng)需要時(shí)數(shù)據(jù)可以被快速地檢索、輸出和備份(back up)。
[0040]管理軟件的一個(gè)任選的特征是能夠創(chuàng)建審計(jì)追蹤和電子簽名以符合由食品和藥物監(jiān)督管理局(Food and Drug Administration)發(fā)布并在 1997 年 3 月 20 日 Vol.62, N0.54的Federal Register中公布的21CFR Partll規(guī)定。在接受規(guī)章審查的工業(yè)環(huán)境中尤其感興趣的另外的任選特征是包括IQ/0Q/PQ(安裝認(rèn)證，操作認(rèn)證，性能認(rèn)證)程序形式的檢驗(yàn)和確認(rèn)規(guī)程，以及產(chǎn)生概述和引用所有規(guī)程、結(jié)果和結(jié)論的最終報(bào)告的能力。
[0041]方法編輯器軟件。利用該軟件組件，用戶，不論是一個(gè)個(gè)體或是一組個(gè)體，可以通過(guò)項(xiàng)目文件夾或通過(guò)開(kāi)始菜單創(chuàng)建方法。方法可以這樣創(chuàng)建:通過(guò)使用預(yù)先編程的方法模板將被稱為階段(Phase)的步驟組排序。方法也可以通過(guò)改進(jìn)已有的方法來(lái)創(chuàng)建。不論方法如何創(chuàng)建，軟件都可以包括向用戶的提示，所述提示提供在開(kāi)始運(yùn)行前保存方法的選項(xiàng)。創(chuàng)建所述方法的用戶將能夠限定方法設(shè)置，如要用于所述方法的參數(shù)和方法概要。這些方法參數(shù)和結(jié)果之后可以被保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，其中它們將與產(chǎn)生它們的方法相聯(lián)系。方法的參數(shù)可以包括以下:
[0042]色譜模式，其實(shí)例有陰離子交換，陽(yáng)離子交換，混合模式離子交換，尺寸排阻，疏水相互作用，親和和等電聚焦；
[0043]柱參數(shù)和要求，其實(shí)例有物理尺寸，壓力限值，流速，連接器類型，和零件號(hào)；
[0044]操作限制,其實(shí)例有最大壓力和最小流速；
[0045]所選擇的操作參數(shù)，例如表示洗脫流體積或速率的手段，如按柱體積，線速度，容積速度，或簡(jiǎn)單地時(shí)間的數(shù)字；緩沖液混合以實(shí)現(xiàn)稀釋，pH調(diào)節(jié)和pH或濃度梯度。
[0046]所述方法概要將允許用戶創(chuàng)建一系列階段，其是色譜程序通常共用的邏輯步驟的組。這樣的步驟的實(shí)例有平衡，上樣，柱活化，柱洗滌，洗脫，柱準(zhǔn)備，系統(tǒng)準(zhǔn)備，和柱性能測(cè)試。如上所述，這些階段可以存儲(chǔ)在庫(kù)中，并且從庫(kù)中選擇階段或階段的組，以及將所選的階段或組組合成色譜規(guī)程，可以由用戶通過(guò)⑶I執(zhí)行。每個(gè)階段將具有其自己的可由用戶修改的默認(rèn)操作參數(shù)。平衡階段的參數(shù)，例如，可以包括流速，緩沖液鹽濃度，緩沖液梯度，平衡時(shí)間，和緩沖液體積。上樣的參數(shù)可以包括手動(dòng)施用，通過(guò)樣品泵施用，通過(guò)進(jìn)樣環(huán)路或直接在柱上施用，以及通過(guò)自動(dòng)上樣器施用，以及用于洗滌進(jìn)樣環(huán)路和用于級(jí)分收集的規(guī)程，其可以包括用于級(jí)分區(qū)分，級(jí)分分離的裝置，級(jí)分目的地和級(jí)分檢測(cè)器的參數(shù)。柱洗滌的參數(shù)可以包括流速以及所用洗滌緩沖液的選擇、濃度、梯度和量。洗脫的參數(shù)可以包括在等度洗脫、線性梯度、階式梯度和梯度曲線之間的選擇。柱準(zhǔn)備的參數(shù)可以包括平衡溶液的選擇，所用溶液的體積，溶液流速，和溫育時(shí)間。系統(tǒng)準(zhǔn)備的參數(shù)可以包括緩沖液的選擇，用于利用緩沖液?jiǎn)?dòng)系統(tǒng)管道和入口的濃度和量，以及對(duì)入口、出口、要準(zhǔn)備的柱位置和溫育時(shí)間的選擇。柱性能測(cè)試的參數(shù)可以包括對(duì)空白(非吸收)液或通過(guò)所述柱的溶液的選擇和在液體或溶液通過(guò)期間柱的條件，以確定因子如理論板當(dāng)量高度(HETP)和峰不對(duì)稱因子(As)。用于可能的夾雜物的另外的階段可以包括柱在線清洗(clean-1n-place)和系統(tǒng)在線清洗功能，以用于除去殘留的或非特異性結(jié)合的物質(zhì)，而不用將柱從柱支架或從其與模塊之間的管道連接移去。
[0047]方法編輯器軟件可以包含利用儀器供應(yīng)的預(yù)編程的方法，其可以充當(dāng)用于用戶改進(jìn)的模板。實(shí)例為系統(tǒng)準(zhǔn)備方法，柱在線清洗方法，系統(tǒng)在線清洗方法，柱性能測(cè)試，柱準(zhǔn)備，柱脫鹽，和專門設(shè)計(jì)用于特定的色譜技術(shù)如親和色譜，陰離子交換色譜，陽(yáng)離子交換色譜，色譜聚焦，凝膠過(guò)濾(尺寸區(qū)分)，疏水相互作用色譜，和反相色譜的方法。
[0048]方法編輯器軟件也可以包括搜索功能，通過(guò)所述功能所述系統(tǒng)有系統(tǒng)地改變階段的一個(gè)參數(shù)并且按順序運(yùn)行所述變化以確定所述參數(shù)用于特定程序的最佳值。此類型的系統(tǒng)變化可用于篩選柱，確定最佳pH,確定特定的柱的最大樣品體積，確定特定的柱的最佳流速，和確定最佳梯度長(zhǎng)度，斜率，或階梯式配置。用戶選擇的搜索參數(shù)可以包括柱體積，流速，柱壓力，流通級(jí)分尺寸，洗脫液級(jí)分尺寸，和峰級(jí)分尺寸。在獲得最佳值后，用戶可以通過(guò)為在儀器上進(jìn)行的特定程序創(chuàng)建系列運(yùn)行條件來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?？梢越Y(jié)合執(zhí)行此功能的市售軟件包，如 Umetrics Inc.(San Jose, California, USA)的 MODDE 和 SAS Institute Inc.(Cary, North Carolina, USA)的 JMP 軟件。
[0049]方法一旦在被配置后在網(wǎng)絡(luò)上可獲得的具有合適的配置的任何系統(tǒng)上運(yùn)行。軟件自動(dòng)地將方法中的流體學(xué)方案相對(duì)于安裝在安裝框上的設(shè)備(即，流體操縱組件)作圖并且在存在差異的情況下通知用戶。在不確定的情況中，或當(dāng)存在相同類型的多個(gè)設(shè)備時(shí)，用戶能夠?qū)⒃O(shè)備的物理位置與流體學(xué)方案中的相應(yīng)位置相關(guān)聯(lián)。用戶具有將額外的關(guān)于以下各項(xiàng)的描述信息寫(xiě)入特定的運(yùn)行的選項(xiàng):順序地安排要進(jìn)行的運(yùn)行，為要進(jìn)行的運(yùn)行延遲運(yùn)行或設(shè)定時(shí)間，啟動(dòng)評(píng)估程序，和記錄運(yùn)行數(shù)據(jù)和結(jié)果。
[0050]系統(tǒng)控制軟件。軟件套裝的系統(tǒng)控制組件使得用戶能夠啟動(dòng)、監(jiān)控和控制運(yùn)行。監(jiān)控可以包括觀察排隊(duì)的實(shí)驗(yàn)的數(shù)目和相對(duì)于所述隊(duì)列的進(jìn)行中的實(shí)驗(yàn)的數(shù)目，進(jìn)行中的方法的階段和步驟，完成階段/步驟所需的剩余時(shí)間，完成運(yùn)行所需的總時(shí)間，和完成的和進(jìn)行中的色譜圖。監(jiān)控也可以包括延長(zhǎng)或停止運(yùn)行。如上所述，系統(tǒng)控制軟件可以包括流體學(xué)庫(kù)，其是配置的組件和替換組件的庫(kù)。用戶可以通過(guò)添加或取代來(lái)自替換組件庫(kù)的組件從流體學(xué)庫(kù)選擇流體學(xué)方案或者改進(jìn)所選的方案(或創(chuàng)建自己的方案)。軟件可以被編程為，當(dāng)組件被結(jié)合到流體學(xué)方案中時(shí)，指示計(jì)算與連接管道相關(guān)的死體積，或允許用戶進(jìn)入管道的長(zhǎng)度并且之后基于進(jìn)入的長(zhǎng)度計(jì)算死體積。軟件可以自動(dòng)地將方法中的流體學(xué)方案相對(duì)于存在的可用設(shè)備作圖并且在存在差異的情況下通知用戶。在不確定的情況中，或當(dāng)存在相同類型的多個(gè)設(shè)備時(shí)，用戶能夠?qū)⒚總€(gè)設(shè)備的物理位置與其在流體學(xué)方案中的相應(yīng)位置相關(guān)聯(lián)。在運(yùn)行期間，系統(tǒng)控制軟件可以顯示流體學(xué)方案流動(dòng)路徑并且監(jiān)控方案中的每個(gè)組件的信號(hào)和參數(shù)。軟件也可以被編程為允許用戶改變操作參數(shù)如流速，pH，和pH梯度，并且在運(yùn)行期間在代替的流體學(xué)方案上直接這樣做。軟件也可以被編程為手動(dòng)操作運(yùn)行，獨(dú)立于任何預(yù)編程的方法地選擇所有運(yùn)行參數(shù)?？梢员４嬖谑謩?dòng)操作期間產(chǎn)生的色譜圖以及用于執(zhí)行手動(dòng)運(yùn)行的命令次序。保存的命令的次序可以在改變或不改變的情況下作為手動(dòng)方法重演。
[0051]運(yùn)行的監(jiān)控可以包括在整個(gè)運(yùn)行的執(zhí)行期間顯示處于工作狀態(tài)的流動(dòng)路徑。這可以利用用于點(diǎn)擊-鋪管操作的相同的LED或其他指示燈實(shí)現(xiàn)，不論燈是在模塊自身上還是顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上的虛擬燈或圖表上的管道區(qū)段。如在將計(jì)算機(jī)圖形用于點(diǎn)擊-鋪管操作中那樣，處于工作狀態(tài)的流動(dòng)路徑可以由表示管道區(qū)段的線的出現(xiàn)(或者不再顯示)，所述線的顏色或強(qiáng)度的變化，或從閃爍外觀變?yōu)槌掷m(xù)外觀來(lái)指示。許多流動(dòng)方案包含多個(gè)泵送系統(tǒng)，包括例如被布置成產(chǎn)生緩沖液的梯度流的兩個(gè)泵的組合加上樣品泵以啟動(dòng)進(jìn)樣環(huán)路或?qū)悠分苯由蠘拥街?。通向任一個(gè)泵或從其中出現(xiàn)的流體線將被指示器指示在所述線上或在所述線的兩端處。當(dāng)梯度流系統(tǒng)上的兩個(gè)泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，來(lái)自每個(gè)泵的輸出線上的指示器將這些線顯示為處于工作模式，并且當(dāng)系統(tǒng)從操作的一個(gè)階段或功能前進(jìn)到另一個(gè)時(shí)，顯示器將顯示處于工作狀態(tài)的流動(dòng)路徑的變化。指示器將因此使得操作員能夠?qū)崟r(shí)地觀察到系統(tǒng)操作的階段。在方法內(nèi)出現(xiàn)編程錯(cuò)誤的情況中，指示燈可以警告操作員:流動(dòng)發(fā)生在不應(yīng)當(dāng)有流動(dòng)的位置處，由此允許操作員重寫(xiě)程序并且由此改正錯(cuò)誤。在操作期間發(fā)生流體滲漏的情況中，指示燈可以僅將操作員指引到流體應(yīng)當(dāng)流動(dòng)的那些位置處。這將有助于操作員發(fā)現(xiàn)滲漏的位置。
[0052]除了上述功能以外，軟件套裝的系統(tǒng)控制組件可以包括這樣的功能，即顯示包含在流動(dòng)方案中的泵的潛在的流體路徑。該功能可以用于顯示這樣的路徑，特定的泵當(dāng)運(yùn)行時(shí)將使得流體沿所述路徑流動(dòng)，這樣的信息將用于保證在泵啟動(dòng)后流體將去往目的地。指示非所需的流動(dòng)路徑將通知用戶進(jìn)行了不適當(dāng)?shù)倪B接，并且由此允許用戶改正錯(cuò)誤。該類型的指示可以例如通過(guò)使用不同的顏色，不同的強(qiáng)度或線寬度，不同的類型的線(例如，點(diǎn)線或虛線對(duì)實(shí)線)，或不同的信號(hào)(例如，閃光的或閃爍的對(duì)穩(wěn)定的)區(qū)別于表示點(diǎn)擊-鋪管操作或處于工作狀態(tài)的流動(dòng)路徑的指示。此處再一次地，指示或信號(hào)可以由模塊自身上的LED或計(jì)算機(jī)屏幕上的圖表上的指示如虛擬LED或表示管道區(qū)段的線產(chǎn)生。
[0053]模塊或計(jì)算機(jī)屏幕上的指示器可以提供的進(jìn)一步的功能是顯示可以進(jìn)行手動(dòng)注入(通過(guò)注射器或其他方式)的端口的位置，以及在通過(guò)這些端口注入后流體將遵循的流動(dòng)路徑。手動(dòng)注入通常用于例如填充進(jìn)樣環(huán)路或校準(zhǔn)PH計(jì)。指示器可以幫助用戶選擇用于特定注入的正確端口。
[0054]指示器可以提供的進(jìn)一步的功能是指示旋轉(zhuǎn)閥的位置。旋轉(zhuǎn)閥將通?？稍趯⑼ㄟ^(guò)所述閥的流體指引到閥的下游的不同的流動(dòng)路徑或?qū)?lái)自不同的來(lái)源或輸入線的流體接收到閥，或兩者均有的兩個(gè)以上位置之間轉(zhuǎn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)閥可以因此使系統(tǒng)在以下各項(xiàng)之間切換:進(jìn)樣環(huán)路注水，樣品注入，洗脫緩沖液通過(guò)柱流動(dòng)，和利用清洗流體清洗進(jìn)樣環(huán)路或系統(tǒng)的其他部分，以及同樣在許多情況中阻止流動(dòng)或變更環(huán)繞所述閥的流動(dòng)。某些用戶將希望了解閥在特定時(shí)間點(diǎn)的位置，以核查觀察是否進(jìn)行了正確的連接或?qū)ふ伊鲃?dòng)問(wèn)題的故障或系統(tǒng)運(yùn)行中的異常。閥以及閥的端口在處于工作狀態(tài)的流動(dòng)路徑中的位置可以通過(guò)以上列出的任一方法指示。
[0055]雖然一些或全部的以上列出的功能可以通過(guò)使用可區(qū)分的信號(hào)和/或可區(qū)分的信號(hào)變化同時(shí)運(yùn)行，但在本發(fā)明的某些實(shí)施方案中，最方便的是在軟件中包括允許用戶選擇要被顯示的功能的裝置。
[0056]當(dāng)因?yàn)樯鲜鋈我焕碛啥褂糜?jì)算機(jī)監(jiān)視器上的圖表時(shí)，圖表可以是系統(tǒng)組件和流動(dòng)路徑的實(shí)際構(gòu)造的布置圖，或構(gòu)造的抽象或簡(jiǎn)化表示。由于可以容易地跟蹤它們，所以抽象或簡(jiǎn)化表示是有利的。典型的抽象表示將主要流動(dòng)路徑組件布置成水平線，其中不同的組件由不同的圖標(biāo)表示，通過(guò)線相連的組件表示管道連接。特定組件上方的框可以包括關(guān)于組件的信息如流速，溫度，壓力，體積，和其他參數(shù)。
[0057]系統(tǒng)控制軟件也可以被編程為校準(zhǔn)模塊如泵，電導(dǎo)率流動(dòng)池，pH探頭，級(jí)分收集器，和自動(dòng)上樣器，并且記錄和記載所有校準(zhǔn)事件。啟動(dòng)后的自動(dòng)校準(zhǔn)也可以是選項(xiàng)，包括對(duì)用戶的逐步說(shuō)明指導(dǎo)。也可以包括用于不同組件和模塊的診斷功能?？梢园l(fā)送錯(cuò)誤信號(hào)的組件包括空氣傳感器，自動(dòng)上樣器，級(jí)分收集器，pH探頭，UV燈，電導(dǎo)率監(jiān)測(cè)器，泵，和閥。組件已經(jīng)使用的次數(shù)和使用時(shí)間的長(zhǎng)度可以被記錄并與可以包含在由與組件相關(guān)聯(lián)的微控制器提供的數(shù)據(jù)中的使用的最大次數(shù)或使用時(shí)間的長(zhǎng)度比較。警告信號(hào)可以之后由系統(tǒng)控制軟件產(chǎn)生以指示用戶替換或再生組件。
[0058]可以包含在系統(tǒng)控制軟件中的進(jìn)一步的特征是方法驗(yàn)證能力和服務(wù)日志。方法驗(yàn)證能力可以允許用戶在執(zhí)行實(shí)際運(yùn)行前觀察對(duì)流體路徑的模擬和運(yùn)行的動(dòng)畫(huà)進(jìn)展。服務(wù)日志可以記錄在使用后易于老化的組件如UV燈，pH探頭，濾器，和泵密封件的啟動(dòng)和關(guān)閉次數(shù)。服務(wù)日志也可以包含對(duì)服務(wù)事件的記錄。系統(tǒng)控制軟件也可以使用戶能夠手動(dòng)超控編程的方法，如通過(guò)使泵停止或暫停，恢復(fù)停止或暫停的泵的運(yùn)行，在編程的操作間隔以外保持泵運(yùn)行，啟動(dòng)和停止級(jí)分收集，前進(jìn)至規(guī)程中接下來(lái)的步驟，以及單個(gè)超控操作中的各種另外的命令和選項(xiàng)中的任一個(gè)。
[0059](4)評(píng)估軟件。評(píng)估軟件可以服務(wù)多種功能，包括顯示結(jié)果，分析數(shù)據(jù)，量化和校準(zhǔn)結(jié)果，將峰彼此比較并且將色譜圖與其他色譜圖比較，比較樣品，準(zhǔn)備和定制化報(bào)告，并且輸入和輸出數(shù)據(jù)。
[0060]結(jié)果可以例如是顯示在⑶I上或記錄在打印輸出中的色譜圖的形式。數(shù)據(jù)分析可以包括功能如峰積分，測(cè)量，分析，和識(shí)別，峰值制圖，基線確定，和與峰、谷和基線相關(guān)聯(lián)的任何其他參數(shù)。量化和校準(zhǔn)可以包括計(jì)算面積百分比，相對(duì)高度，對(duì)樣品尺寸和樣品制備方面的差異進(jìn)行校準(zhǔn)，曲線擬合，和峰起點(diǎn)處理如記錄起點(diǎn)位置和將起點(diǎn)放置在選擇的位置。性能計(jì)算可以包括保留時(shí)間，實(shí)際的或相對(duì)的，絕對(duì)的或每單位柱長(zhǎng)度的理論塔板數(shù)，柱容量因數(shù)，峰對(duì)稱或不對(duì)稱因子，峰寬，和基于在尺寸排阻色譜(SEC)基質(zhì)上的保留時(shí)間與標(biāo)準(zhǔn)曲線相比的分子量評(píng)估值。色譜圖和峰比較可以包括通過(guò)顏色，線質(zhì)量，或尺寸的區(qū)分以及添加圖例。報(bào)告準(zhǔn)備和定制化可以包括標(biāo)準(zhǔn)和定制格式和規(guī)模調(diào)整。數(shù)據(jù)的輸入和輸出可以包括電子表格格式如Microsoft EXCEL, WORD, POWERPOINT和pdf的選擇，和從其他計(jì)算機(jī)或軟件發(fā)送或接收數(shù)據(jù)的能力。
[0061 ] 保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中的方法和運(yùn)行可以通過(guò)瀏覽器檢索和搜索。檢索可以被過(guò)濾以致通過(guò)方法編輯器進(jìn)行的檢索可以允許用戶觀察已有的用戶方法或方法模板的列表，而通過(guò)評(píng)估編輯器進(jìn)行的檢索將允許用戶通過(guò)略圖或色譜圖的列表觀察保存的運(yùn)行。多個(gè)運(yùn)行可以在瀏覽器中被選擇，單獨(dú)地審閱并且在評(píng)估編輯器下通過(guò)單擊鼠標(biāo)直接轉(zhuǎn)移到“比較運(yùn)行”區(qū)域中。
[0062]圖1A是根據(jù)本發(fā)明的模塊化色譜系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例的主要組件的代表性圖示。一系列的模塊11彼此分開(kāi)地顯示以易于觀察并且被放置在安裝框或基本單元12的前面，安裝框或基本單元12連接到計(jì)算機(jī)13，計(jì)算機(jī)13包含操作所述系統(tǒng)的軟件平臺(tái)。每個(gè)模塊11具有流體操縱組件14，流體操縱組件14包括流體輸入15和流體輸出16，兩者都是可從模塊的前端接近的。流體輸入連接指示器17和流體輸出連接指示器18被放置在模塊自身的前端上或至少?gòu)那岸耸强梢?jiàn)的，以在進(jìn)行模塊間的流體連接方面指導(dǎo)用戶。另外的指示器19也被放置在模塊的前端，或至少?gòu)那岸耸强梢?jiàn)的，指示器19可以充當(dāng)狀態(tài)指示器，指示關(guān)于流體操縱組件的操作信息的數(shù)據(jù)指示器，或警報(bào)指示器，或用于這些功能中的每一個(gè)的單獨(dú)指示器。備選地，這些指示器17，18，19中的任一個(gè)也可以在流體操縱組件而不是模塊的正面上。微控制器21在每個(gè)模塊的內(nèi)部或暴露于模塊的后端。安裝框12具有一系列間格22形式的安裝位點(diǎn)以接收模塊，和在框的一側(cè)上的柱支架23。兩個(gè)間格(分別在右上角和中間行的右端)是兩倍寬的以容納兩倍寬的模塊。如以上說(shuō)明的，圖僅是實(shí)例；模塊和間格的數(shù)目可以在很大程度上變化，并且框可以被設(shè)計(jì)成允許加入額外的行。每個(gè)間格22包含電連接器24以將信號(hào)發(fā)送到插入在間格中的任何模塊中的微控制器21，以及從其接收信號(hào)。圖1B顯示一個(gè)模塊11的背側(cè)，模塊11具有暴露的微控制器連接25，微控制器連接25將接觸基本單元的每個(gè)間格22中的連接器24。用于液體如洗脫緩沖液和清洗液的儲(chǔ)槽26 (圖1A)被放置在可接近的位置，在該情況中，在基本單元12頂上。一定長(zhǎng)度的未顯示的管道將不同的流體操縱組件14彼此相連并且連接到柱支架23中的柱以及儲(chǔ)槽26。
[0063]圖2是類似于圖1的基本單元12的基本單元31 (安裝框)的正視圖，不同之處在于該圖的基本單元包括四行32，33，34，35，備選地被稱為“樓層(stories) ”，并且上兩層32，33相對(duì)于彼此和下兩層34，35是可旋轉(zhuǎn)的。旋轉(zhuǎn)是圍繞通過(guò)四層中的每個(gè)的中心的豎軸36。
[0064]圖3顯示具有利用本發(fā)明的特征的多個(gè)工作站的色譜系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例的系統(tǒng)拓?fù)鋵W(xué)。每個(gè)工作站對(duì)應(yīng)于一組模塊11和圖1A的一個(gè)基本單元12 (或圖2的基本單元31)，并且每個(gè)工作站具有其自己的模塊組合，其中模塊的流體操縱組件有樣品加樣組件，進(jìn)樣環(huán)路，緩沖液準(zhǔn)備組件，檢測(cè)器，級(jí)分收集器，和梯度泵，如所示。在此多工作站系統(tǒng)中，單個(gè)計(jì)算機(jī)41控制整組工作站。單個(gè)工作站中的組件和流體連接將由用戶從利用計(jì)算機(jī)程序提供的庫(kù)中選擇或?qū)⒂捎脩舳ㄖ圃O(shè)計(jì)。
[0065]圖4是根據(jù)本發(fā)明的用于選擇，設(shè)計(jì)或改變用于單一工作站的流體學(xué)方案的“方法編輯器”的計(jì)算機(jī)程序的一個(gè)實(shí)例的概要。作為實(shí)例，用戶或組成員51(其中訪問(wèn)被限于指定個(gè)體的組)可以“創(chuàng)建” “方法”53，通過(guò)“項(xiàng)目文件夾”52或通過(guò)“開(kāi)始”菜單，兩者都結(jié)合在計(jì)算機(jī)軟件中。之后在開(kāi)始“運(yùn)行”54前的任意點(diǎn)提示用戶保存“新方法”。當(dāng)用戶創(chuàng)建“新方法”55時(shí)，除了定義待運(yùn)行的“方法概要”56以外，用戶可以定義方法設(shè)置，所述設(shè)置包括要用于所述方法的參數(shù)。用于所述方法的“運(yùn)行”54和“結(jié)果”57可以由用戶保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，其中它們將與用于產(chǎn)生它們的“新方法”55相聯(lián)系。
[0066]用戶可以以多種方式定義方法，包括使用(i)階段庫(kù)58或模板庫(kù)59，(ii)預(yù)編程的方法61，(ii)之前創(chuàng)建并由用戶保存的規(guī)程62，(iv)搜索方法63，或(V) “實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)”(D0E)方法64。顯示被編程的方法的圖形表示，允許用戶在圖形模式和列表模式中進(jìn)行和觀察方法的每個(gè)步驟的改變。可以在方法的設(shè)計(jì)中定義的參數(shù)可以包括以下:
[0067]技術(shù):用戶可以從常見(jiàn)色譜技術(shù)如陰離子交換，陽(yáng)離子交換，混合模式離子交換，尺寸排阻，和疏水相互作用色譜的列表中選擇。這些選項(xiàng)可以列在“技術(shù)”標(biāo)題下。如果需要，軟件也可以允許用戶添加新技術(shù)。對(duì)于需要多個(gè)柱的流體圖表，用戶可以選擇要設(shè)定參數(shù)的柱。
[0068]柱類型:這使得用戶能夠從用于來(lái)自柱庫(kù)的柱的選項(xiàng)列表選擇，包括對(duì)應(yīng)于所選技術(shù)的不同柱尺寸的競(jìng)爭(zhēng)性柱。具有RFID標(biāo)簽的柱可以將來(lái)自標(biāo)簽的設(shè)置信息插入流體學(xué)圖表中。對(duì)于需要多個(gè)柱的流體圖表，用戶可以將每個(gè)柱類型分配到其在圖表中的合適位置。軟件可以基于所選的柱提供默認(rèn)參數(shù)如壓力限值、流速等，其可由用戶修改。軟件也可以提供指導(dǎo)，如連接器類型和零件號(hào)。
[0069]最大壓力:稍低于(1%或用戶定義的量)柱的最大壓力的推薦的壓力限值將被顯示。用戶之后具有輸入與推薦值不同的值的選項(xiàng)。對(duì)于比最大推薦壓力大的值，“小心”提示將出現(xiàn)，要求用戶確認(rèn)輸入的值是否是正確的。系統(tǒng)之后可以在達(dá)到壓力閾值后調(diào)節(jié)流速以將壓力保持在設(shè)定的壓力閾值或比其稍低。
[0070]最小流速:泵的最小流速能力可以被設(shè)定為由泵供給的柱的默認(rèn)最小流速。用戶之后可以具有這樣的選項(xiàng)，即輸入不同于默認(rèn)值的值。用戶也可以具有選擇流速單位的選項(xiàng)。
[0071]洗脫參數(shù):用戶可以編程任意流動(dòng)模式中的方法，如柱體積數(shù)，總體積或時(shí)間。當(dāng)將更大的柱用于相同方法時(shí)，創(chuàng)建的用于小柱的方法應(yīng)當(dāng)自動(dòng)擴(kuò)大規(guī)模以保持相同的線性流速。
[0072]緩沖液混合:該特征將使用戶在洗脫期間能夠稀釋緩沖液，或規(guī)定單點(diǎn)pH或pH梯度和持續(xù)時(shí)間，并且選擇緩沖液以實(shí)現(xiàn)所需的PH或pH梯度。
[0073]階段庫(kù)58使用戶能夠創(chuàng)建由如平衡、上樣/收集、柱清洗、洗脫、柱準(zhǔn)備、系統(tǒng)準(zhǔn)備、和柱性能測(cè)試的一系列階段組成的“方法概要”56。用戶可以將單個(gè)階段的組從階段庫(kù)58 “拖放”到方法概要中，并且每個(gè)階段可以在方法概要中使用一次或多次。定制階段也可以被創(chuàng)建并被添加到階段庫(kù)中。模板庫(kù)59是模板的庫(kù)，即，頻繁地一起使用的階段的組。在模板被添加到方法后，模板內(nèi)的每個(gè)階段的參數(shù)可以由用戶修改。在每個(gè)階段中使用的步驟和參數(shù)被顯示，并且如果需要默認(rèn)參數(shù)值可以被改變。階段中的默認(rèn)流速或柱體積將基于由用戶定義的柱的類型而設(shè)定。對(duì)于未包括在庫(kù)中的柱，用戶可以手工輸入?yún)?shù)。
[0074]平衡:該階段在純化前平衡柱或在純化后再平衡柱。用戶可以定義用于平衡柱的緩沖液的濃度和體積。平衡也可以被設(shè)定為繼續(xù)進(jìn)行直至實(shí)現(xiàn)特定檢測(cè)器條件如閾值或檢測(cè)的穩(wěn)定性(電導(dǎo)率，UV,或pH)。
[0075]上樣:該階段將樣品施用于柱。為了上樣，用戶選擇樣品注入技術(shù)，例如手工注入，通過(guò)使用輔助樣品泵通過(guò)進(jìn)樣環(huán)路注入或直接注入到柱上，或通過(guò)利用用戶指定的環(huán)路或小瓶類型和體積、樣品體積、和用于樣品注入的緩沖液使用自動(dòng)上樣器注入。對(duì)于樣品收集，用戶可以定義如何收集級(jí)分，利用級(jí)分收集器，出口閥，或廢棄。另外的選項(xiàng)包括級(jí)分目的地，即，級(jí)分要被收集到的支架或小瓶的類型或孔位置，收集模式(S對(duì)Z)，以及級(jí)分收集是否基于固定的體積，峰級(jí)分，或兩者的組合。峰級(jí)分可以基于峰斜率和/或閾值。對(duì)于閾值，開(kāi)始和結(jié)束閾值可以被選擇?？梢允褂密浖?，所述軟件可以合并斜率和閾值以確定峰何時(shí)上升或下降，并且可以檢測(cè)谷，峰，和峰最大值以忽略色譜圖中的噪聲。對(duì)于多次樣品注入和序貫運(yùn)行，當(dāng)總的收集體積大于總的洗脫體積時(shí)，軟件可以告知用戶:添加了所有實(shí)驗(yàn)。軟件也可以被編程為跟蹤峰至管中的級(jí)分。峰級(jí)分可以通過(guò)選擇色譜圖上的峰或選擇級(jí)分管而被顯示。選擇的峰和含有所述級(jí)分的相應(yīng)的管應(yīng)當(dāng)是容易鑒別的，如通過(guò)顏色。
[0076]柱清洗:該階段在上樣后將未結(jié)合的樣品從柱上洗去或在洗脫后除去牢固結(jié)合的蛋白質(zhì)?？梢远x的用于該階段的參數(shù)包括流速(如果不同于方法設(shè)定中的流速)，清洗緩沖液，和清洗的長(zhǎng)度。清洗的長(zhǎng)度可以以柱體積定義或直至符合特定檢測(cè)器條件，如穩(wěn)定的電導(dǎo)率或pH或UV值。
[0077]洗脫:該階段將樣品從柱上洗脫。要定義的參數(shù)包括洗脫和分級(jí)設(shè)定。洗脫技術(shù)可以選自以下選項(xiàng):(a)等度的(即，利用不變的洗脫液組成的洗脫，所述洗脫液組成通常與用于平衡柱的溶液的組成相同)，其中洗脫的長(zhǎng)度(以柱體積數(shù)，體積流速，時(shí)間，或體積計(jì))可以被選擇并且如果需要可以設(shè)定用于級(jí)分收集的延遲；(b)連續(xù)梯度，包括線性，凹型梯度和凸型梯度，其中可以選擇梯度濃度、長(zhǎng)度和斜率以用于線性梯度，并且選擇梯度形狀用于凹型和凸型梯度；和(C)不連續(xù)梯度，其中一個(gè)或多個(gè)等級(jí)可以選自下拉菜單?？梢园ㄔ谙疵摵罄盟x體積和濃度的緩沖液清洗柱或在洗脫后對(duì)柱進(jìn)行再平衡，或兩者的選項(xiàng)，使用在平衡步驟中編程的條件。不連續(xù)梯度可以是基本的或高級(jí)的，其中每個(gè)洗脫區(qū)段中的緩沖液濃度和等級(jí)長(zhǎng)度可以被單獨(dú)選擇。也可以包括在等級(jí)之間利用設(shè)定的濃度和體積的緩沖液沖洗系統(tǒng)以及在每個(gè)洗脫區(qū)段內(nèi)改變級(jí)分體積的選項(xiàng)。
[0078]柱準(zhǔn)備:該階段在使用前通過(guò)除去柱中存在的任何存儲(chǔ)溶液并且平衡柱來(lái)準(zhǔn)備柱。選擇入口位置，緩沖液，體積，流速和溫育時(shí)間，并且用緩沖液充滿柱。
[0079]柱在線清洗:該階段在純化運(yùn)行后通過(guò)用清潔溶液清洗柱以除去非特異性結(jié)合的蛋白質(zhì)來(lái)清潔柱。選擇入口位置，清潔溶液體積，流速和溫育時(shí)間，并且將柱充滿以清潔溶液。對(duì)于配備有記錄柱壓力的RFID標(biāo)簽的柱，當(dāng)柱壓力變得過(guò)高時(shí)，提示將出現(xiàn)在顯示器上，從而指示用戶進(jìn)行柱在線清洗。柱準(zhǔn)備階段和柱在線清洗階段都可以與任何運(yùn)行分開(kāi)地運(yùn)行或作為一次運(yùn)行內(nèi)的階段。
[0080]系統(tǒng)準(zhǔn)備:系統(tǒng)準(zhǔn)備階段在運(yùn)行前將存儲(chǔ)溶液從系統(tǒng)管道和入口除去并且用緩沖液充滿管道和入口。選擇要準(zhǔn)備的入口、出口和柱位置，并且系統(tǒng)被充滿以適當(dāng)?shù)木彌_液，每個(gè)階段利用一種緩沖液。
[0081]系統(tǒng)在線清洗:系統(tǒng)在線清洗階段在純化運(yùn)行后通過(guò)利用清潔溶液清洗系統(tǒng)來(lái)清潔系統(tǒng)。選擇要清潔的入口、出口和柱位置，并且充滿以清潔溶液，每個(gè)階段利用一種清潔系統(tǒng)。例如可以包括三個(gè)系統(tǒng)在線清洗階段以允許使用三種不同的清潔溶液。系統(tǒng)準(zhǔn)備和系統(tǒng)在線清洗階段都可以與任何運(yùn)行分開(kāi)地運(yùn)行或作為一次運(yùn)行內(nèi)的階段。
[0082]柱性能測(cè)試:在該階段中在理論塔當(dāng)量高度(HETP)和峰不對(duì)稱因子(As)方面測(cè)試包裝的柱的效率。在柱平衡后，經(jīng)由毛細(xì)管環(huán)路注入樣品并且進(jìn)行等度洗脫?？梢允褂梅俏諛悠啡绫螓}。在洗脫后，在評(píng)估模塊中計(jì)算HETP和As。
[0083]再次參見(jiàn)圖4，系統(tǒng)可以配備有預(yù)編程的方法61，從預(yù)編程的方法61用戶可以選擇而不是創(chuàng)建新方法55。預(yù)編程的方法的實(shí)例如下，其中每個(gè)可以伴隨有緩沖液推薦。
[0084]親和色譜:在柱平衡和上樣后，目的蛋白吸附到柱配體。柱之后被清洗以除去未吸附的蛋白質(zhì)并且進(jìn)行洗脫，通過(guò)使用含有競(jìng)爭(zhēng)物以置換目的蛋白的緩沖液，或通過(guò)改變PH或離子強(qiáng)度。親和色譜中的洗脫最通常通過(guò)單步洗脫進(jìn)行，但是也可以以兩步進(jìn)行，首先去除弱結(jié)合的物質(zhì)，其通常被丟棄，然后去除更強(qiáng)地結(jié)合的物質(zhì)。不論洗脫是何種類型，柱之后用起始緩沖液再平衡。
[0085]陰離子交換色譜:在柱平衡和上樣后，將帶負(fù)電的蛋白質(zhì)吸附到柱配體。柱之后被清洗以除去未吸附的蛋白質(zhì)，并且進(jìn)行等度洗脫或通過(guò)使用增加的鹽濃度的梯度進(jìn)行洗脫，所述梯度是不連續(xù)梯度或連續(xù)梯度。柱之后被清洗并且用起始緩沖液再平衡。
[0086]陽(yáng)離子交換色譜:在柱平衡和上樣后，將帶正電的蛋白質(zhì)吸附到柱配體。柱之后被清洗以除去未吸附的蛋白質(zhì)，并且進(jìn)行等度洗脫或通過(guò)使用增加的鹽濃度的梯度(逐步的或連續(xù)的)進(jìn)行洗脫。柱之后被清洗并且用起始緩沖液再平衡。
[0087]色譜聚焦:在柱平衡和上樣后，使用pH梯度進(jìn)行洗脫，使得蛋白質(zhì)根據(jù)其等電點(diǎn)分離和洗脫。柱之后被再平衡。
[0088]柱在線清洗:將柱充滿以清潔溶液，選擇入口位置，并且輸入溶液身份、體積、流速和溫育時(shí)間。
[0089]柱性能測(cè)試:在柱平衡后，經(jīng)由毛細(xì)管環(huán)路注入非吸附樣品如丙酮或鹽并且進(jìn)行等度洗脫。之后確定HETP和As的值。
[0090]柱準(zhǔn)備:將柱充滿以緩沖液，選擇入口位置，并且輸入溶液身份、體積、流速和溫育時(shí)間。
[0091]脫鹽:在平衡和上樣后，等度洗脫蛋白質(zhì)。該技術(shù)通常用于緩沖液交換。
[0092]凝膠滲透色譜:在平衡和上樣后，根據(jù)大小分離和洗脫蛋白質(zhì)。
[0093]疏水相互作用色譜:在柱平衡和上樣后，使用含有高鹽濃度例如2M(NH4)2SO4的緩沖液，將疏水蛋白質(zhì)吸附到柱配體。柱之后被清洗以除去未吸附的蛋白質(zhì)，并且進(jìn)行等度洗脫或使用降低的鹽濃度的梯度(逐步的或連續(xù)的)進(jìn)行洗脫。柱之后被清洗并且利用起始緩沖液再平衡。
[0094]反相色譜:在柱平衡和上樣后，疏水蛋白質(zhì)吸附到柱配體。柱之后被清洗以除去未吸附的蛋白質(zhì)并且進(jìn)行等度洗脫或通過(guò)使用非極性有機(jī)溶劑如乙腈的梯度(逐步的或連續(xù)的)進(jìn)行洗脫。柱之后被清洗并用起始緩沖液再平衡。
[0095]系統(tǒng)在線清洗:將系統(tǒng)充滿以清潔溶液，并且選擇入口、出口和柱位置以用于清潔。例如可以包括三個(gè)系統(tǒng)在線清洗階段以允許使用三種不同的清潔溶液。
[0096]系統(tǒng)準(zhǔn)備:將系統(tǒng)充滿以準(zhǔn)備溶液，并且選擇用于準(zhǔn)備的入口、出口和柱位置。例如可以包括兩個(gè)系統(tǒng)準(zhǔn)備階段以允許使用兩種不同的準(zhǔn)備溶液。
[0097]使用如圖4中所示的多種現(xiàn)有方法61中的一種的選項(xiàng)允許用戶接近之前在系統(tǒng)上運(yùn)行的方法。在選擇現(xiàn)有的方法后，用戶將能夠在修改該方法或不經(jīng)修改地使用該方法后以新的名稱保存該方法。
[0098]搜索方法63選項(xiàng)允許用戶創(chuàng)建一組其中一個(gè)參數(shù)系統(tǒng)地變化的方法并且順序地運(yùn)行該方法?？梢岳缡褂眠@樣的搜索以篩查各柱，以發(fā)現(xiàn)最佳PH，在樣品體積方面測(cè)試柱容量，以優(yōu)化梯度長(zhǎng)度和斜率，或優(yōu)化不連續(xù)梯度。下拉菜單可以列出用戶可以從中選擇的不同變量以及用于搜索實(shí)驗(yàn)的運(yùn)行的次數(shù)。搜索變量的實(shí)例有柱體積，流速，柱壓力限值，流通級(jí)分尺寸，洗脫液級(jí)分尺寸，峰級(jí)分尺寸，和線性濃度梯度和長(zhǎng)度。
[0099]包含“實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)(Design of Experiments) ”(D0E)軟件包64的系統(tǒng)允許用戶立刻改變多個(gè)參數(shù)并且創(chuàng)建一系列運(yùn)行條件以用于特定的色譜技術(shù)。輸出可以被輸入到DOE方法合成器中，所述DOE方法合成器將自動(dòng)地輸出一系列實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證DOE設(shè)計(jì)空間。用戶可以被給予選擇要運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)的最終數(shù)目的選項(xiàng)并且之后執(zhí)行運(yùn)行并且產(chǎn)生報(bào)告，所述報(bào)告將設(shè)計(jì)輸出與實(shí)驗(yàn)獲得的結(jié)果相關(guān)聯(lián)?？梢允褂蒙虡I(yè)DOE軟件包如MODDE和JMP(以上提及的)，并且可以將其整合到方法編輯器中以致來(lái)自DOE的輸出被產(chǎn)生為系統(tǒng)平臺(tái)上的可執(zhí)行方法。
[0100]圖5和6是能夠用于表示流動(dòng)路徑并指示上述操作和功能中的一些的圖形顯示的實(shí)例。雖然附圖不是彩色的，但是不同的顏色或不同的顏色強(qiáng)度可以在顯示上使用以區(qū)分處于工作狀態(tài)的和不工作的流動(dòng)路徑，泵驅(qū)動(dòng)的和手工驅(qū)動(dòng)的流動(dòng)路徑，主要流動(dòng)路徑相對(duì)于旁路流動(dòng)路徑，以及其他操作信息。流動(dòng)傳感器可以安裝在模塊自身上或在模塊自身之間的單個(gè)管道區(qū)段上或在模塊自身上以確認(rèn)顯示是實(shí)際系統(tǒng)的實(shí)時(shí)表示。在這些附圖中的每個(gè)中，組件通常被顯示為從左到右流向的線性排列方式，每個(gè)組件由圖標(biāo)表示，圖標(biāo)之間的線表示連接管道，并且每個(gè)圖標(biāo)上的圖例列出關(guān)于組件的信息，如其容量，操作參數(shù)，和當(dāng)前狀態(tài)。某些流體線，如通往溶液瓶的線，被刪去以簡(jiǎn)化圖表。
[0101]圖5描繪了流動(dòng)路徑，所述流動(dòng)路徑以梯度泵系統(tǒng)71開(kāi)始，梯度泵系統(tǒng)71包括分別用于緩沖液A和B的單獨(dú)的泵72，73，以及混合器74。泵的圖例75指示在任意時(shí)間點(diǎn)的總流速，泵壓力，以及作為混合流的體積百分比的緩沖液B比例。緊接著梯度泵系統(tǒng)71的下游的是旋轉(zhuǎn)閥76，旋轉(zhuǎn)閥76連接手工操作的注射器77，進(jìn)樣環(huán)路78，和廢液儲(chǔ)槽79，廢液儲(chǔ)槽79用于進(jìn)樣環(huán)路填充期間的過(guò)量樣品。緊接著旋轉(zhuǎn)閥76的下游的是色譜柱81，其出口直接通往檢測(cè)器系統(tǒng)82，檢測(cè)器系統(tǒng)82包括UV檢測(cè)器83和電導(dǎo)率檢測(cè)器84。檢測(cè)器系統(tǒng)82的圖例85指示通過(guò)UV檢測(cè)器檢測(cè)吸光度的波長(zhǎng)和在任意時(shí)間點(diǎn)檢測(cè)到的吸光度，檢測(cè)到的以毫西門子/厘米計(jì)的電導(dǎo)率，和溫度。檢測(cè)器系統(tǒng)82的下游是級(jí)分收集器86及其相關(guān)的圖例87，圖例87指示，對(duì)于任意時(shí)間點(diǎn)，在所述時(shí)間處于使用中的支架和管，在所述管中收集的體積，和保持未填充的管的數(shù)目。最后顯示的組件是廢液儲(chǔ)槽88，其用于通過(guò)柱81的未被引向級(jí)分收集器86的流體。
[0102]一個(gè)可以與圖5的顯示一起使用的顯示方案是以淺的或暗的顏色顯示所有連接線直至它們處于工作狀態(tài)(當(dāng)其從相同顏色的暗的強(qiáng)度變?yōu)榱恋膹?qiáng)度時(shí))。該實(shí)例中的注射器77可以被顯示為不同顏色，并且當(dāng)注射器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)處于工作狀態(tài)的任意線可以同樣地被顯示為與注射器相同的顏色。
[0103]圖6描繪流動(dòng)路徑，所述流動(dòng)路徑包括比圖5更多的選項(xiàng)。該方案中的梯度泵系統(tǒng)91被顯示為具有進(jìn)料管線，所述進(jìn)料管線包括四通閥92以允許多達(dá)四種不同的溶液以任何需要的比例混合在一起。在四通閥92和梯度泵系統(tǒng)91之間的是兩個(gè)旋轉(zhuǎn)閥93，94。一個(gè)旋轉(zhuǎn)閥93的公共端口連接到一個(gè)泵95，而另一個(gè)旋轉(zhuǎn)閥94的公共端口連接到第二個(gè)泵96，同時(shí)每個(gè)旋轉(zhuǎn)閥的端口 I連接到四通閥92的出口。兩個(gè)旋轉(zhuǎn)閥93，94允許每個(gè)泵遞送不同的溶液，所述不同的溶液通過(guò)流體線連接到這些閥上的多個(gè)端口中的任一個(gè)。如上所述，溶液瓶和從溶液瓶到閥93，94的入口的流體線都不顯示。除了手動(dòng)注射器103，進(jìn)樣環(huán)路104和廢液儲(chǔ)槽105以外，樣品注入系統(tǒng)101還包括樣品泵102。色譜柱106連接到柱選擇器閥107，柱選擇器閥107可以用于在多個(gè)柱之間進(jìn)行選擇，僅有一個(gè)柱顯示在該圖表中，或忽略所有的柱。在圖表中，字母“By”當(dāng)被顯示時(shí)指示閥107目前位于旁路位置中。PH檢測(cè)器109位于UV/電導(dǎo)率檢測(cè)器108和級(jí)分收集器110之間。圖例與每個(gè)組件相關(guān)聯(lián)，如在圖5中那樣。圖6的流動(dòng)路徑的顯示方案可以使用不同的顏色(例如，藍(lán)和綠)以區(qū)分樣品注入系統(tǒng)101的流動(dòng)路徑和從梯度泵91延伸通過(guò)柱選擇器閥107，檢測(cè)器108，109和級(jí)分收集器110的主流動(dòng)路徑，亮的顏色強(qiáng)度對(duì)比暗的顏色強(qiáng)度以區(qū)分處于工作狀態(tài)的和不工作的流動(dòng)路徑，并且灰色指示旁路路徑。如對(duì)計(jì)算機(jī)顯示領(lǐng)域的技術(shù)人員將是非常顯而易見(jiàn)的，除了上述那些以外或代替地，可以使用其他顏色和區(qū)分方法，如點(diǎn)線對(duì)比實(shí)線，以及閃爍的線對(duì)比連續(xù)的線。
[0104]在附于此的權(quán)利要求中，術(shù)語(yǔ)“一個(gè)(a) ”或“一種(an) ”意在指“一個(gè)或多個(gè)”。術(shù)語(yǔ)“包含(comprise) ”及其變化形式如“包括(comprises) ”和含有“(comprising) ”在步驟或要素的列舉之前時(shí)，意在指另外的步驟或要素的添加是任選的并且不排除在外。本說(shuō)明書(shū)中引用的所有專利，專利申請(qǐng)以及其他出版的文獻(xiàn)材料通過(guò)引用完整地結(jié)合于此。本文中引用的任何文獻(xiàn)材料或總體上任何現(xiàn)有技術(shù)和本說(shuō)明書(shū)的明確教導(dǎo)之間的任何不一致意在以有利于本說(shuō)明書(shū)中的教導(dǎo)的方式處理。這包括本領(lǐng)域理解的字或詞的定義與相同的字或詞的明確提供在本說(shuō)明書(shū)中的定義之間的任何不一致。
【權(quán)利要求】
1.一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)用于將多個(gè)流體操縱組件結(jié)合到流動(dòng)方案中以用于指引流體進(jìn)出色譜分離設(shè)備并且用于根據(jù)所選的規(guī)程運(yùn)行所述流動(dòng)方案，所述系統(tǒng)包括: 多個(gè)模塊，每個(gè)所述模塊包括(a)所述流體操縱組件中的一個(gè)和(b)微控制器，所述微控制器(i)編碼表征所述流體操縱組件的數(shù)據(jù)，并且(ii)響應(yīng)于從所述模塊外部接收到的命令傳輸操作信號(hào)至所述流體操縱組件； 安裝框，所述安裝框包括多個(gè)安裝位點(diǎn)，每個(gè)所述安裝位點(diǎn)被構(gòu)造成接納與其他所述模塊可交換的單個(gè)模塊，并且每個(gè)所述安裝位點(diǎn)包括信號(hào)連接器，所述信號(hào)連接器連接到安裝在所述安裝位點(diǎn)的模塊的微控制器并與其通信；和 軟件裝置，所述軟件裝置通過(guò)所述信號(hào)連接器與安裝在所述安裝框上的各個(gè)模塊的微控制器通信，所述軟件裝置可被編程為(I)接收所述機(jī)器可讀的數(shù)據(jù)，和(2)使得所述流體操縱組件經(jīng)由所述流動(dòng)方案并且根據(jù)所述規(guī)程指引流體進(jìn)出所述色譜分離設(shè)備。
2.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中每個(gè)所述微控制器還(iii)檢測(cè)所述流體操縱組件的故障并且響應(yīng)于所述故障發(fā)出警報(bào)信號(hào)。
3.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括監(jiān)視器，所述監(jiān)視器圖形化地顯示根據(jù)所述流動(dòng)方案安裝到所述安裝框的模塊的流體操縱組件間的流體連接。
4.權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其中所述軟件裝置還包括用于指示對(duì)于所述流動(dòng)方案的單獨(dú)的區(qū)段哪里需要流體連接的裝置。
5.權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其中每個(gè)所述模塊還包括用于管道連接的指示燈并且用于指示哪里需要流體連接的所述裝置包括由所述軟件裝置發(fā)送到所述指示燈的信號(hào)。
6.權(quán)利要求2的系統(tǒng)， 其中每個(gè)所述模塊還包括數(shù)據(jù)指示器，所述數(shù)據(jù)指示器指示關(guān)于所述模塊上的流體操縱組件的操作數(shù)據(jù)。
7.權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其中每個(gè)所述模塊還包括視覺(jué)警報(bào)指示器并且所述警報(bào)信號(hào)在所述警報(bào)指示器中產(chǎn)生在視覺(jué)上可觀察到的變化。
8.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述安裝位點(diǎn)是其中插入有所述模塊的間格，并且所述信號(hào)連接器被固定到所述間格的內(nèi)壁。
9.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述安裝位點(diǎn)是以行和列的二維垂直陣列布置的間格，所有間格朝向所述安裝框的公用側(cè)開(kāi)口。
10.權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其中所述間格包括間格的亞組，包括第二亞組，所述第二亞組的間格的寬度數(shù)倍于第一亞組的間格。
11.權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其中所述安裝位點(diǎn)包括由隔板分隔開(kāi)的間格，所述隔板是可移動(dòng)的以致相鄰的間格可以合并從而產(chǎn)生單個(gè)間格，所述單個(gè)間格的尺寸等于所述相鄰間格的總和。
12.權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其中所述行中的一行或多行相對(duì)于所述安裝框是固定的，而除所述固定的行以外的所述行中的一行或多行可以圍繞豎軸旋轉(zhuǎn)。
13.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述安裝框還包括柱支架，所述柱支架用于支持色譜柱。
14.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述軟件裝置是軟件套裝，所述軟件套裝包括選自由以下各項(xiàng)組成的組的一個(gè)或多個(gè)流動(dòng)方案階段的庫(kù):平衡，點(diǎn)樣，柱活化，柱洗滌，洗脫，柱準(zhǔn)備，和柱性能測(cè)試，并且所述軟件裝置還能夠被編程用于使用戶通過(guò)從所述庫(kù)選擇和組合階段來(lái)創(chuàng)建流動(dòng)方案。
15.權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其中所述軟件裝置是軟件套裝，所述軟件套裝包括用于通過(guò)在所述系統(tǒng)上進(jìn)行的運(yùn)行期間在所述監(jiān)視器上顯示所有處于工作狀態(tài)的流動(dòng)路徑來(lái)監(jiān)控所述運(yùn)行的裝置。
16.權(quán)利要求15的系統(tǒng)，其中所述軟件套裝還包括用于顯示由在所述系統(tǒng)上進(jìn)行的運(yùn)行產(chǎn)生的色譜數(shù)據(jù)的裝置。
17.權(quán)利要求16的系統(tǒng)，其中所述色譜數(shù)據(jù)是選自由以下各項(xiàng)組成的組的一個(gè)或多個(gè)成員:峰積分，峰測(cè)量，峰鑒定，峰值制圖，和基線確定。
18.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述流體操縱組件包括閥、泵、混合器、進(jìn)樣環(huán)路、檢測(cè)器和級(jí)分收集器中的至少各一個(gè)。
19.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中表征所述流體操縱組件的所述機(jī)器可讀的數(shù)據(jù)是將所述流體操縱組件識(shí)別為由以下各項(xiàng)組成的組的成員的數(shù)據(jù):閥、泵、混合器、進(jìn)樣環(huán)路、檢測(cè)器和級(jí)分收集器。
20.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中表征所述流體操縱組件的所述機(jī)器可讀的數(shù)據(jù)是表示所述流體操縱組件的操作狀態(tài)的數(shù)據(jù)。
21.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述微控制器包含射頻識(shí)別標(biāo)簽，所述射頻識(shí)別標(biāo)簽編碼表征所述流體操縱組件的所述數(shù)據(jù)。
22.權(quán)利要求21的系統(tǒng)，其中所述射頻識(shí)別標(biāo)簽允許所述數(shù)據(jù)的更新。
23.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括用于用戶操縱所述軟件裝置的觸摸屏。
24.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括用于用戶操縱所述軟件裝置的平板個(gè)人計(jì)算機(jī)。`
25.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述軟件裝置是所述安裝框外部的個(gè)人計(jì)算機(jī)。
26.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述軟件裝置是結(jié)合到所述安裝框中的個(gè)人計(jì)算機(jī)。
27.一種用于操作多個(gè)工作站的系統(tǒng)，每個(gè)所述工作站包括結(jié)合在流動(dòng)方案中的多個(gè)流體操縱組件以用于指引流體進(jìn)出色譜分離設(shè)備和用于根據(jù)所選的規(guī)程運(yùn)行所述流動(dòng)方案，每個(gè)工作站獨(dú)立于所有其他所述工作站運(yùn)行，并且每個(gè)工作站包括根據(jù)權(quán)利要求1的多個(gè)模塊、安裝框和軟件裝置，并且其中用于所有所述工作站的所述軟件裝置被合并在單個(gè)計(jì)算機(jī)中。
【文檔編號(hào)】B01D21/30GK103889533SQ201280052060
【公開(kāi)日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2012年8月23日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月24日
【發(fā)明者】羅伯特·約萬(wàn)尼, 亞歷克·戈登, 鮑勃·阿瓦爾伯克, 韋恩·布蘭德, 格倫·普賴斯, 肯·貝克爾, 法拉·馬萬(wàn)達(dá)迪, 克里斯托夫·舒爾茨 申請(qǐng)人:伯樂(lè)實(shí)驗(yàn)室公司