CN203935755U - 用于色谱的反冲系统和装置 - Google Patents

Abstract

色谱系统包括微流体装置并且实施一个或多个方法以将样品定向至所需的流体流动路径。描述一种调制色谱系统中的流体流动的方法，所述色谱系统包括流体耦合到注射器的微流体装置。在某些实施例中，方法包括控制系统的流体压力以允许样品从注射器流出并流入微流体装置以及流向第一流体流动路径和第二流体流动路径，每个流体流动路径在微流体装置的单独出口端口流体耦合到微流体装置；以及改变系统的压力以反向在第一流体流动路径和第二流体流动路径中的至少一个中的样品的流动，从而反冲在压力相反的流体流动路径中的样品。

Description

用于色谱的反冲系统和装置

优先权申请 

本申请要求2010年9月22日提交的美国临时申请号61/385,431的优先权和权益，为实现所有目的，所述申请的整个公开以引用方式并入本文。 

相关申请案 

本申请涉及2010年6月14日提交的共同转让的申请号US12/472,948和美国临时申请号61/354,526，为实现所有目的，每个申请的整个公开以引用方式并入本文。 

技术领域

某些特征、方面和实施方案涉及色谱系统。具体来说，某些实施方案涉及可以用于色谱系统的反冲技术，色谱系统包括用于控制流体流动至系统中的一个或多个其他组分的微流体装置。 

实用新型背景技术 

使用现有的色谱系统分离复杂样品可能是困难的。具体来说，具有紧密洗脱的峰的样品可能难以分离。另外，可能也需要反冲、中心切割、柱切换和检测器切换。 

实用新型内容

在一个方面，描述一种调制色谱系统中的流体流动的方法，色谱系统包括流体耦合到注射器的微流体装置。在某些实施例中，方法包 括控制系统的流体压力以允许样品从注射器流出并流入微流体装置以及流向第一流体流动路径和第二流体流动路径，每个流体流动路径在微流体装置的单独出口端口流体耦合到微流体装置；以及改变系统的压力以反向在第一流体流动路径和第二流体流动路径中的至少一个中的样品的流动，从而反冲在压力相反的流体流动路径中的样品。 

在某些实施方案中，方法可以包括用色谱柱配置第一流体流动路径和第二流体流动路径中的每个。在其他实施方案中，方法可以包括在样品的部分从第一流体流动路径中的色谱柱洗脱以反向样品流动后，改变系统的压力以反向样品的流动。在额外实施方案中，方法可以包括控制系统的压力以将反向的样品流动定向至第二流体流动路径中的色谱柱。在其他实施方案中，方法可以包括在样品的部分从第一流体流动路径中的色谱柱洗脱并且流体耦合到第一流体流动路径中的色谱柱的检测器检测到样品的部分以反向样品流动后，改变系统的压力以反向样品的流动。在一些实施例中，方法可以包括控制系统的压力将反向的样品流动定向至第二流体流动路径中的色谱柱。在额外实施例中，方法可以包括将微流体装置配置为分流器、双通切换装置或三通切换装置。在其他实施例中，方法可以包括用入口端口和两个出口端口配置微流体装置，每个出口端口流体耦合到入口端口。在一些实施例中，微流体装置可以是分流装置、双通切换装置、三通切换装置或其他适合的微流体装置。 

在另一方面，公开一种系统，所述系统包括微流体装置，其包括输入端口和至少两个出口端口，每个出口端口流体耦合到入口端口；第一流体流动路径，其流体耦合到微流体装置的一个出口端口；第二流体流动路径，其流体耦合到微流体装置的另一个出口端口；在第一流体流动路径中的第一限流器，第一限流器被配置成流体耦合到第一压力源；以及在第二流体流动路径中的第二限流器，第二限流器被配置成流体耦合到第二压力源。 

在某些实施方案中，系统可以包括微流体装置，其被配置成通过微流体装置的额外的端口流体耦合到压力源，其中额外的端口流体耦合到微流体装置的入口端口和至少两个出口端口。在一些实施方案中，系统可以包括被配置成控制系统中的样品流动的压力源。在其他实施方案中，第二压力源可以被配置具有更高压力以将样品从微流体装置定向至第一流体流动路径。在某些实施例中，第一压力源可以被配置具有更高压力以将样品从微流体装置定向至第二流体流动路径。在一些实施例中，第一压力源和第二压力源可以在第一条件下操作以将样品从微流体装置定向至第一流体流动路径和第二流体流动路径，并且可以在第二条件下操作以将样品只定向至第一流体流动路径和第二流体流动路径中的一个。在一些实施例中，系统可以被配置成在将样品单次注射到系统中后允许样品在第一条件期间流动接着允许样品在第二条件期间流动。在某些实施例中，微流体装置可以是分流装置、双通切换装置、三通切换装置或其他适合的微流体装置。 

在额外的方面，提供一种反冲色谱系统中的柱流出物的方法，色谱系统包括两个不同的流体流动路径，每个流体流动路径流体耦合到微流体装置。在某些实施例中，方法包括改变流体流动路径中的一个中的压力以将那个流体流动路径中的柱流出物反冲到另一个流体流动路径。 

在某些实施方案中，方法可以包括在检测到所有柱流出物前执行反冲步骤。在其他实施方案中，方法可以包括在检测到至少一些柱流出物后执行反冲步骤。在一些实施例中，微流体装置可以是分流装置、双通切换装置、三通切换装置或其他适合的微流体装置。 

在另一方面，提供一种在色谱系统中反冲的方法，色谱系统包括两个不同的流体流动路径，每个流体流动路径流体耦合到微流体装置，方法包括改变流体流动路径中的一个中的压力以反向在那个流体流动路径中的样品流动和将反向的样品流动定向至另一个流体流动路径。 

在某些实施例中，方法可以包括在检测到流体流动路径中的一个中的样品的一部分后执行反冲步骤。在其他实施例中，方法可以包括通过增加第一流体流动路径中的压力以反向样品流动和将样品定向至第二流体流动路径，执行反冲步骤。在一些实施例中，微流体装置可以是分流装置、双通切换装置、三通切换装置或其他适合的微流体装置。 

在额外的方面，提供一种在色谱系统中反冲的方法，色谱系统包括两个不同的流体流动路径，每个流体流动路径流体耦合到微流体装置。在某些实施例中，方法包括选择系统中的压力以允许样品流入流体耦合到微流体装置的第一流体流动路径中，第一流体流动路径包括流体耦合到微流体装置的第一色谱柱和流体耦合到第一色谱柱的第一限流器；以及调整系统中的压力以反向在第一流体流动路径中的样品流动和将反向的样品流动定向至流体耦合到微流体装置的第二流体流动路径中，第二流体流动路径包括流体耦合到微流体装置的第二色谱柱和流体耦合到第二色谱柱的第二限流器。 

在某些实施方案中，方法可以包括在样品的部分从第一色谱柱洗脱并且用流体耦合到第一限流器的检测器检测到样品的部分后，调整系统中的压力以反向样品流动。在其他实施方案中，方法可以包括调整系统中的压力以反向在第二流体流动路径中的反向的样品流动，从而将两次反向的流动定向至第一流体流动路径中。在一些实施例中，微流体装置可以是分流装置、双通切换装置、三通切换装置或其他适合的微流体装置。 

下文更详细地描述额外的特征、方面、实施例和实施方案。 

附图说明

下文参照附图详细地描述某些说明性实施方案，附图中： 

图1A和图1B为根据某些实施例的用于描述微流体装置的操作的一般原理的示意图； 

图2为根据某些实施例的具有中点活接头的色谱系统的图解； 

图3A至图3C示出根据某些实施例的可以用于色谱系统以实施流量控制的用户界面； 

图4A至图4E为示出根据某些实施例的在各种条件下系统中的流体流动的图解； 

图5为根据某些实施例的包括气动控制器的色谱系统； 

图6为根据某些实施例的包括一个切换阀和两个检测器的色谱系统； 

图7为根据某些实施例的包括两个检测器和一个分流器的色谱系统； 

图8A为示出根据某些实施例的流率随着柱内径的误差而变化的曲线图； 

图8B为示出根据某些实施例的流率随着柱长度的误差而变化的曲线图； 

图9A和图9B为根据某些实施例的包括微流体装置和切换阀的色谱系统的图解； 

图10为根据某些实施例的包括三个检测器的色谱系统的图解； 

图11为示出根据某些实施例的内部微通道的微流体装置的横截面； 

图12为根据某些实施例的包括四个出口端口的微流体装置的横截面； 

图13为根据某些实施例的包括微通道中的细长部分的微流体装置的横截面； 

图14A和图14B为根据某些实施例的分别包括两个出口端口和三个出口端口的微流体装置的横截面，其中每个出口端口与其他出口端口串联布置； 

图15A和图15B示出根据某些实施例的微流体装置的其他图解； 

图16为根据某些实施例的包括流体耦合到微流体装置的单个检测器的色谱系统的示意图； 

图17为根据某些实施例的包括各自流体耦合到微流体装置的两个检测器的色谱系统的示意图； 

图18为根据某些实施例的包括各自流体耦合到微流体装置的三个检测器的色谱系统的示意图； 

图19为根据某些实施例的包括各自流体耦合到微流体装置的四个检测器的色谱系统的示意图； 

图20为根据某些实施例的包括各自流体耦合到微流体装置的单个检测器和嗅探器端口的色谱系统的示意图； 

图21为根据某些实施例的包括各自流体耦合到微流体装置的两个检测器并且其中可以执行第一柱的反冲的色谱系统的示意图； 

图22为根据某些实施例的包括两个柱和流体耦合到微流体装置的单个检测器的色谱系统的示意图； 

图23为根据某些实施例的包括两个柱和各自流体耦合到微流体装置的两个检测器的色谱系统的示意图； 

图24为根据某些实施例的包括三个柱和各自流体耦合到微流体装置的两个检测器的色谱系统的示意图； 

图25为根据某些实施例的包括通过柱各自流体耦合到微流体装置的两个检测器的色谱系统的示意图； 

图26A和图26B为根据某些实施例的包括微通道的微流体装置的图解，在微通道中串联布置所有端口； 

图27为示出根据某些实施例的微流体装置和用于固定微流体装置的两个板的照片； 

图28为示出根据某些实施例的内部旁路限流器的微流体装置的横截面； 

图29为根据某些实施例的包括各自流体耦合到第一微流体装置和第二微流体装置的两个柱和两个检测器的色谱系统的示意图； 

图30A和图30B为根据某些实施例的具有可以提供交叉流动的微流体装置的色谱系统的示意图； 

图31为根据某些实施例的具有可以提供交叉流动的微流体装置的另一色谱系统的示意图； 

图32A至图32D为示出根据某些实施例的微流体装置的各种层的横截面的部分； 

图33A和图33B示出根据某些实施例的可以用于致动切换阀的控制器； 

图34为示出根据某些实施例的已调制的单峰的结果的曲线图； 

图35A至图35C示出根据某些实施例的来自两个不同的柱(图35A和图35B)和那些样品峰的调制(图35C)的样品的迹线； 

图36和图37为根据某些实施例的可以用于执行两个色谱的同时分析的系统的示意图； 

图38和图39为根据某些实施例的被配置用于多维分离、多路复用的色谱法或多路复用的检测的系统的示意图； 

图40为根据某些实施例的包括第一装料室和第二装料室的微流体装置的横截面； 

图41示出根据某些实施例的常规色谱，并且图42示出根据某些实施例的使用调制和装料室的预测性结果； 

图43A和图43B示出根据某些实施例的使用双通切换阀通过装料室的流体流动； 

图44A和图44B示出根据某些实施例的使用三通切换阀通过装料室的流体流动； 

图45A和图45B示出根据某些实施例的使用三通切换阀通过第一装料室和第二装料室的流体流动； 

图46示出根据某些实施例的包括扩大的微通道部分的微流体装置； 

图47示出根据某些实施例的包括具有其中的限制的微通道的微流体装置； 

图48至图54示出根据某些实施例的可以用于例如峰分流的色谱系统的图解； 

图55为示出根据某些实施例的管道的直径的照片； 

图56为示出根据某些实施例的使用本文所述的流量控制算法和使用压力控制的流率测量的结果的曲线图； 

图57为示出根据某些实施例的包括内部旁路限流器的微流体装置的示意图； 

图58为根据某些实施例的三通切换的微流体装置的图解； 

图59为根据某些实施例的叠层的三通切换的微流体装置的一层的图解； 

图60为根据某些实施例的叠层的三通切换的微流体装置的另一层的图解； 

图61为根据某些实施例的三通切换系统中的两个三通切换装置的图解； 

图62示出根据某些实施例的在两个切换装置处于第一位置(关闭位置)时系统中的流体流动； 

图63示出根据某些实施例的在第一切换装置处于第二位置(打开位置)并且第二切换装置处于第一位置(关闭位置)时系统中的流体流动； 

图64示出根据某些实施例的在第一切换装置处于第一位置(关闭位置)并且第二切换装置处于第二位置(打开位置)时系统中的流体流动； 

图65示出根据某些实施例的在两个切换装置处于第二位置(打开位置)时系统中的流体流动； 

图66为根据某些实施例的适合于实施本文所述的反冲技术的系统的示意图； 

图67为根据某些实施例的限流器的示意图； 

图68为根据某些实施例的适合于实施本文所述的反冲技术的另一系统的示意图； 

图69为根据某些实施例的在将样品引入两个柱中的情况下具有仪器参数的图解； 

图70A和图70B为根据某些实施例的使用图69中列出的仪器参数和ASTM D-4815校准混合物获得的色谱； 

图71为根据某些实施例的在将样品定向至TCEP柱的情况下具有仪器参数的图解； 

图72A和图72B为根据某些实施例的使用图71中列出的仪器参数和ASTM D-4815校准混合物获得的色谱； 

图73为根据某些实施例的在将样品定向至聚甲基硅酮柱的情况下具有仪器参数的图解； 

图74A和图74B为根据某些实施例的使用图73中列出的仪器参数和ASTM D-4815校准混合物获得的色谱； 

图75为根据某些实施例的在将样品从TCEP柱反冲到聚甲基硅酮柱中的情况下具有仪器参数的图解； 

图76A和图76B为根据某些实施例的分别在不反冲和反冲的情况下来自图75中的TCEP柱的色谱； 

图77为根据某些实施例的图75中的聚甲基硅酮柱的色谱； 

图78为根据某些实施例的在将样品从聚甲基硅酮柱反冲到通气管的情况下具有仪器参数的图解；以及 

图79为根据某些实施例的达到用于图78的系统中的反冲点的色谱。 

考虑到本公开利益的本领域普通技术人员将理解，可以改变(例如，放大、拉伸、减小、重新布置或以其他方式不同地配置)图中所示的各种部件的精确大小和布置，以提供所需的结果或所需的操作模式。另外，根据使用本文所述的技术执行的所需的结果或所需的方法，也可以改变一个部件相对于另一个部件“上游”或“下游”的特定放置。除非另有说明，否则流体流动(例如，气体流动)意图一般在图中从左到右发生，然而根据使用的精确配置和压力，其他流动方向是可能的，如本文更详细地描述。如有可能，在某些情况下可以使用箭头以示出流体流动的一般方向。 

具体实施方式

以下描述意图展示由本文所述的技术提供的一些有用的、新颖的和非显而易见的主题。此描述并非意图限制而是说明本文所述的色谱系统和其部件和使用的许多配置、实施方案和用途。根据考虑到本公开利益的本领域普通技术人员将选择的装置的预期用途、所需的形状因素和其他因素，图中所示的部件的精确形状、大小和其他尺寸可以变化。 

在某些实施方案中，本文所述的装置、方法和系统可以用于流体色谱系统。流体色谱系统意图包括(但不限于)气相色谱系统、液相色谱(LC)系统、超临界流体(SCF)色谱系统和这些说明性流体色谱系统的组合。下文特别参照气相色谱(GC)系统描述某些具体实施例，但是类似的原理和配置可以用于除GC系统以外的流体色谱系统。 

在本文公开和图中所示的系统中，经常使用通用术语“检测器”。检测器可以是任何常用的GC、LC或SCF检测器，包括(但不限于)火焰电离检测器(FID)、火焰光度检测器(FPD)、热导检测器(TCD)、热离子检测器(TID)、电子俘获检测器(ECD)、原子发射检测器(AED)、光致电离检测器(PI)、电化学检测器、荧光检测器、紫外/可见光检测器、红外检测器、核磁共振检测器或通常用于GC、LC或SCF的其 他检测器。另外，检测器可以是质谱仪、外部检测器，例如，放电离子化检测器(DID)或硫化学发光检测器(SCD)，或可以连接到气相色谱装置或其他流体色谱装置(例如，使用毛细管柱的那些装置)的其他适合的检测器和装置。在一些实施例中，可以存在两个或更多个检测器。 

在某些实施方案中，在本文中可交换地使用术语“微流体装置”或“切换器”。微流体装置在许多不同的情况下被描述并且通常被配置成将流体流动从至少一个入口端口提供到一个或多个出口端口。在一些实施例中，在微流体装置不执行任何其他实质性操作的情况下，微流体装置可以被配置成将入口流量分流到两个或更多个出口流量中。在其他情况下，微流体装置可以被配置成将流体流动提供到可以流体耦合到微流体装置的出口端口的两个或更多个装置。微流体装置可以采取许多不同的形式，例如，包括在被装配时提供一个或多个内部微流体通道的多个层的叠层晶片。在其他实施例中，可以通过耦合所需数目和数量的管(例如，毛细管或其他类型的管)制造微流体装置，以提供以所需的方式有效执行的微流体装置。“流体耦合”在本文中用于指的是流体可以在两个或更多个部件之间流动的情况。可以通过例如切换或打开部件之间的阀允许在部件之间的流体流动，而可以通过例如切换或关闭阀限制在部件之间的流体流动。在流体耦合两个或更多个部件的情况下，流体未必一直在这些部件之间流动。相反，根据系统的其他部件和其操作状态，在某些配置和布置下，流体可以在两个流体耦合的部件之间流动。就位于两个部件之间的切换阀来说，例如，即使没有流体在部件之间流动，两个部件也可以在阀处于关闭位置时保持流体耦合。 

在某些情况下，微流体装置可以被称为“分流器”、“分流装置”、“双通”切换装置或“三通”切换装置。此术语只是为了方便目的并且并非意图将分流器限制为只提供分流，将双通切换装置限制于只能够提供双通切换，或将三通切换装置限制于只能够提供三通切换。可 以使微流体装置菊链式彼此连接以提供增加的切换方式。另外，特定系统中的切换阀的精确数目可以增加或减少以提供所需数量的切换。 

在某些实施方案中，本文所述的流量控制算法和方法可应用于限流器、柱、输送管路或其他管(例如，毛细管)。例如，可以使用算法确定限流器、柱、输送管路等的直径和长度，并且本文提供的涉及特定装置(例如，限流器)的描述可以应用于系统的不同装置(例如，柱)。 

在某些实施例中，可以通过可以提供实质上流体密封和可以在两个或更多个选定部件之间提供流体流动路径的管、配件、金属环或其他装置使本文所述的部件彼此连接。可以基于实验或使用本文所述的长度和直径计算确定此类额外的部件的长度、直径和其他参数。 

在某些实施例中，本文所述的装置和系统可以用于许多不同类型的色谱系统。在一些实施方案中，可能需要配置装置用于中心切割或溶剂转储系统。在中心切割系统中，可以将样品中的选定物种或峰发送到两个或更多个不同的柱或检测器。在实现两个峰的低分辨率的情况下，中心切割系统可以是特别有利的。可以将那些峰发送到具有不同的分离介质或机制的不同的柱。例如，具有0.25mm或0.32mm的内径的30米长的第一常规柱可以用于提供第一分离阶段。然后，可以将柱流出物的选定部分传递到第二柱，第二柱具有不同的固定相、长度、内径，或可以用于分离第一柱流出物的那个部分中的组分的其他特性。在溶剂转储系统中，可以减少发送到检测器的溶剂的数量。例如，可能需要减少发送到检测器(例如，质谱仪)的溶剂体积。可以首先在第一柱(例如，大内径低分辨率柱)上执行粗分离。只可以将感兴趣的组分发送到第二柱，第二柱可以是较高分辨率柱。为了考虑压力差，可以在系统中使用一个或多个限流器。例如，在大的内径柱上存在小压差，并且用于在孔口上定向反向流动所需的压力可以导致通过第一柱的流动的大的减少。为了减少这种影响，可以使用限流 器来增加系统中的总压力。本文更详细地描述限流器的使用和限流器对压力的影响。 

在某些实施例中，本文所述的装置、系统和方法可以包括微流体装置。微流体装置可以被配置成从柱分流，以在两个或更多个出口端口之间切换流动或将流体流动提供到其他端口或在其他方向上。下文描述微流体装置的某些具体配置。这些配置只是说明性的并且其他适合的配置是可能的。在某些实施方案中，本文所述的微流体装置可以操作以使用外部气体供应或压力调节器的压差定向气流。这些压差可以用于改变从两个或更多个出口端口之间的色谱柱洗脱的气流的方向。此类操作可以具有优于传统的机械阀系统的优势，包括例如输入和输出流率未受干扰，从而引起保留时间没有或很少变更；装置可以由低热质量组分制造以避免或减少冷点的可能性；不存在活动件(或存在很少活动件，在一个或多个阀存在的情况下)；切换器中通道的内部体积可以最小的减少峰分散和吸附效应；响应时间非常快，从而允许在输出之间切换窄区域切割，这允许用于现代的毛细管柱；以及内表面一般可以是惰性和/或去活化的以使能够用于不稳定的分析物。根据系统的精确配置，其他优势也是可能的。 

在某些实施例中，本文所述的流率控制可以单独地或结合一个或多个微流体装置使用。例如，微流体装置可以被配置为包括一个或多个微通道的中心切割附件或模块。在其他配置中，微流体装置可以被配置为从多个检测器之间的柱分离流出物。本领域普通技术人员将认识到微流体装置的其他配置，并且本文描述某些说明性配置。 

在某些实施方案中，本文所述的装置可以用于提供可以用于色谱分离或可以用于例如研究气相反应动力学的流体掺合物(例如，气体或液体掺合物)。例如，可以使用本文所述的流量控制算法，以所需的数量提供两种或更多种不同的气体。可以在微流体装置(或其他装置)中混合气体。例如，可以将第一气体引入微流体装置的第一端口中并且可以将第二气体引入微流体装置的第二端口中。例如，可以使 用内部缓冲器、装料室或其他所需的内部通道混合气体，并且将气体输出到反应室、检测器或其他适合的装置。考虑到本公开利益的本领域普通技术人员将本文所述的微流体装置用于这些和其他用途会在能力范围内。 

在20世纪50年代末，ICI Chemicals公司的David Deans博士开发了压力平衡系统，并且这些压力平衡系统在几个重要的GC应用中仍然是一个受欢迎的选择。例如，可商购自PerkinElmer(Waltham，MA)的预通风、保护、MS通风和臭氧前体物系统都利用这种技术。这些技术是足够强大的，以使得在许多情况下没有执行特定分析的其他方法，或这些技术的使用在生产量或结果的质量方面作出显著的改进。 

在现有的压力平衡系统中存在一些缺点。不可能直接或显式控制通过柱的载气的流率。许多用户更喜欢指定流率而不是通过柱的载气控制的入口压力。在大多数情况下，这给予更一致的色谱性能。控制进入检测器的载气的流率也是不可行的。大多数GC检测器的响应对气体流率高度敏感，并且因此用户将更喜欢使用流量控制来最小化基线漂移和提供一致的分析物的响应。施加的载气压力也可能很难建立并且需要对部分用户大量的理解。本文所述的某些实施方案可以通过控制或指定通过柱的载气流率而允许控制通过柱的流率。 

为了促进更好地理解本文所述的微流体装置，参照图1A和图1B描述微流体装置的广义操作原理。参照图1A，来自柱的流出物在位置或点52在箭头50的方向上进入T形片。切换阀65(例如，螺线管阀、MEMS装置或其他适合的装置)可以被切换到第一位置或在至少一定程度上被调开以允许来自气源67的载气在点54流入T形片。源67提供的气体压力处于比在点52的气体压力略高的压力。在点54的压力略高于在点52和点56的压力以使得载气将从点54流向点52和点56并且将流出物从柱推向或定向至点56。流出物将在点58在由图1A中的箭头57所示的方向上退出T形片。另外，实质上不具有柱的流出物的载气将在点60退出T形片。在装置中心的针形 阀62可操作以维持通过未波及的气体管线的载气的细流，以使得样品不扩散到离点56的那些区域中。 

在某些实施例中，可以将切换阀65切换到第二位置以使得改变或反向T形片中的气流。参看图1B，致动切换阀65以使得气体从压力源67流向点56，以使得在点56的压力高于在点52和点54的压力。柱的流出物将在端口60在由图1B中的箭头59所示的方向上退出T形片。另外，实质上不具有柱的流出物的载气将在端口58退出T形片。图1A和图1B中所示的系统被设计成在点58和点60的压力实质上相同时(例如，在使压力在这些点平衡时)操作。如下文详细地描述，本文公开的微流体装置可以用于此类压力平衡系统，以将从柱洗脱的物种的流动定向至流体耦合到检测器、通气管、柱或其他部件的所需端口。 

在微流体装置包括切换阀的某些实施例中，切换阀可以操作以连接(或断开)两个或更多个流体流动路径，以使得流体可以在被连接时在流动路径之间流动，并且在流动路径被断开时限制流体流动。说明性切换阀包括(但不限于)阀，例如，流量控制阀、螺线管阀或Photovac阀、MEMS装置、可操作以打开和关闭下面的通道的具有叠层隔膜的金属叠层构造、机电阀、气动隔膜阀、电动针形阀，以及可以在一个状态中限制流动和在另一个状态中允许流动的其他适合的装置。在某些实施例中，切换阀可以集成到本文公开的微流体装置中，而在其他实施例中，切换阀可以与微流体装置分离。例如，在将微流体装置放置在炉中的情况下，切换阀可以放置在炉的外部并且通过适合的供应管路和/或管耦合到微流体装置。在高炉温度可能不利地影响切换阀的性能的情况下，此外部放置可能是特别需要的。在一些实施例中，切换阀可以表面安装到炉的外表面以使得可以减小切换阀与微流体装置之间的任何管的长度。 

在某些实施方案中，本文所述的微流体装置可以包括或被配置成可以将一个或多个流体流动路径从入口提供到两个或更多个可能出 口的晶片、叠层或其他适合配置的装置。装置可以被配置成在流体耦合到装置的柱、检测器或其他部分内提供物种的流量控制。例如，微流体装置可以被配置具有一个或多个微通道，其用于在系统内提供切换或选择性的气体流动。下文更详细地描述此类说明性系统和装置。此类微流体装置也允许控制通过分离柱的载气流动以简化整体设置和供最终用户使用仪器。通过举例说明使用气相色谱系统和参照某些具体实施方案来描述这些和其他特征和配置。叠层可以包括二个、三个、四个、五个、六个或更多个不同的层，其中每个层由于在层间存在边界的结果而可识别。根据用于制造叠层的精确材料，叠层可以经受后层压工艺(例如，加热、退火、烧结等)。 

在典型的毛细管柱设置中，气体以不同于刚好出来进入柱本身的方式从注射器流动。这些通路包括(但不限于)分流器、隔垫吹扫和偶尔轻微泄漏。由于这些其他通路，调节载气流入注射器的速率不正常控制流过柱本身的实际速率。为了解决这个困难，大多数GC实际上控制载气压力并且不显式控制流率。施加压力以根据方程式1中所示的哈根-泊萧叶关系传送设置的流率 

$\left(1\right)---F_o=\frac{\mathrm{\π}\×d_c^4\×(p_i^2-p_0^2)}{256\×L\×\mathrm{\η}\×p_o}$

其中F₀为在出口的流率，d_c为柱的内径，L为柱长度，η为在设置温度下载气的粘度，p_i为在入口的气体压力，并且p₀为在出口的气体压力。使用以上方程式，用户可以将柱几何形状(d和L)、载气类型(以允许正确地计算粘度)和柱出口压力(p₀——对于MS系统，通常被设置为环境压力或真空)的细节输入用户界面中。GC系统将了解柱温度(以使能够计算粘度)并且因此可以计算传送必需的流率所需的入口压力(p_i)。 

一旦系统被设置和运行，唯一的潜在变量就是在柱温度在炉温度程序期间增加时改变的气体粘度。使用方程式1，系统可以调整入口 压力p_i，以维持设置的载气流率。尽管这种方法在许多成功的GC设计中广泛用于载气流率控制，但是这种方法不完全准确地用于压力平衡系统，因此，载气控制的替代方法是需要的。 

在某些实施例中，在图2中示出典型的压力平衡系统，例如，被配置为单柱反冲配置或中心切割配置的系统。系统100包括可以在方向115上提供分流的注射器110。柱120流体耦合到用于从气源105接收载气的注射器110，和通过注射器110引入系统中的任何样品。压力平衡系统具有气体通过其流动的至少两个有源部件，即，柱120和限流器130。 

通过柱120的流率一般是其在注射器的入口压力(p₁)和其在中点活接头125在中点压力下的出口压力(p₂)的函数，而通过限流器130进入检测器135的流率由其在中点的入口压力p₂和其在检测器的出口压力(p₀)控制。这两个流率未必相同(事实上在大多数应用中，这两个流率合意地不同)并且可以通过使用独立的气源105和122改变压力p₁和p₂的组合而被独立地控制。 

可以仍使用方程式1各自计算通过柱120和限流器130的载气的流率一柱120和限流器130刚好具有不同的入口压力和出口压力。为了只在柱120内提供载气流量控制，可以使用作为出口压力的在中点的压力。 

在某些实施例中并且参看图3A，示出Clarus GC的图形用户界面屏幕310。目前，可以只将柱出口压力设置为环境压力(如果没有选择真空，那么暗指)或真空压力(例如，对于MS)。为了在将柱装配到压力平衡系统时使能够流量控制柱，用户需要能够进入出口压力，例如，如图3B中的屏幕320或图3C中的屏幕330中所示。此修改允许用户在压力平衡系统中显式控制通过GC柱的流率以在程序升温色谱法期间提供通过柱的恒定气流。 

在某些实施例中，可以使用本文所述的装置和方法执行通过柱和限流器的流量控制。为了控制通过限流器的流量，限流器的尺寸和其出口压力(环境或真空)应该是已知或可测量的。其余的信息将与柱相同。通过根据方程式1设置限流器的入口压力(例如，中点压力)来控制流率。在一些实施例中，PPC压力模块(例如，用于PerkinElmer预通风系统中的那些模块)可以用作载供设备(使用流率控制算法)而不是只用作被动压力调节器。一旦配置中点PPC模块，就将设置注射器压力(例如，柱入口压力)以使用在方程式1中为出口压力设置的PPC中点压力传送设置的流率。如果柱出口压力动态地与中点压力连接(如图3C中所示)，那么整个工艺可以自动地跟踪炉温度程序。这种方法可以提供对通过柱和限流器的气流的独立控制，以在程序升温色谱法期间提供通过柱的恒定气流和将恒定气流提供到检测器中。对两种气流的独立和显式控制也提供更方便用户的设置和压力平衡系统的操作。 

根据某些实施例，为了考虑流量控制可以提供的一些改进，在图4A中示出压力平衡的配置。对中点压力的调整以相反的方式影响在柱和限流器中的各自的流率。中点压力的增加会减少通过柱的流率但是增加通过限流器的流率。减少这个压力对两个流动具有相反的效应。参看图4A，示出压力平衡系统400，其包括在点415具有分流的注射器410、流体耦合到注射器410的柱420、在流动路径中朝向限流器430的中点活接头425，其中限流器430本身流体耦合到检测器435。在将中点压力设置得非常低以使得p₂小于p₁的情况下，通过柱的流率F_c将高于通过限流器的流率F_t，因此气流将不从中点活接头425发生，如图4A中所示。相反，从柱420流动的气体将在流率F_m下向上流动中点供应管路422，从而造成样品损失和气动系统的潜在污染。 

在某些实施例中并且参看图4B，在通过柱的流率F_c与通过限流器的流率F_t相同时，则实质上不存在去往或来自中点活接头425的流动，例如，F_m约为零。在图4B中示意地所示的情形下，中点压力被 称为自然中点压力，并且系统可以被认为是压力平衡的。这种压力平衡状态可以用作压力设置的基线。 

在某些实施方案中并且参看图4C，在例如通过增加在中点活接头425的流率F_m使通过柱的流率F_c小于通过限流器的流率F_t时，气体将流过中点调节器421进入中点活接头425中并且与进入限流器430和检测器435的柱流出物混合。在中点压力逐步增加时，来自柱的气体的流率将稳步减少直到达到中点压力与注射器压力相同的点为止(参见图4D)。通过柱的流率F_c将变为零并且任何色谱法将停止。在这些条件下，进入检测器435的气流仍只由中点调节器421维持。 

在某些实施例中并且参看图4E，如果中点压力增加超过注射器的压力以使得p₂大于p₁，那么通过柱的气流F_c反向并且可能在分流点415退出系统。这种情形并不是特别有利于色谱分离，但是可以用于反冲。例如，在已从柱洗脱感兴趣的物种后，可以使用反冲从柱驱动重的样品或难以从柱洗脱的样品。 

根据某些实施例，系统的自然中点可以有利地用于本文公开的方法和配置。如本文所述，自然中点表示失去样品与稀释中点之间的阈值，因此自然中点的确定可以增加本文所述的方法和装置的总准确度。为了确定自然中点，可以使用例如图5中所示的系统。系统500包括流体耦合到柱520和载气源505的注射器510。中点活接头525位于柱520与限流器530之间。系统500也包括各自电耦合到控制器545的压力传感器540、切换阀550和比例阀555。在正常操作期间，压力传感器540可以监测气体在流入系统中时的气体压力。内部控制器545使用这个信息调整位于压力传感器540上游的比例阀555。以这种方式，闭环控制可以在设置值维持压力。 

为了建立自然中点压力，致动切换阀550以使得没有流动进入或离开中点活接头525(假设没有泄漏)。通过柱520和限流器530的 流率现在将实质上相同。在气体流过柱520并且通过限流器530流出时，在中点的压力将最后达到稳定值——自然中点压力。可以使用方程式1计算或从表估计通过柱520的流量。如果需要调整流量，那么可以改变入口压力p₁，中点压力给时间稳定和重复计算直到获得所需的流率为止。 

一旦已建立正确的流率并且对应的自然中点压力已知，就可以致动切换阀550以允许气体流动并且可以将中点压力设置为超过自然中点压力1psi或2psi。设置的压力比自然压力的这个微小增加从中点调节器提供正向气流以防止样品扩散到供应管路552中。这个微小增加也用于在炉温度改变时维持压力平衡。使用压差控制以传统的方式设置压力平衡系统是一个冗长的工艺，这倾向于使许多潜在用户产生反感或在设置和随后的性能方面造成困难。 

在某些实施方案中，通过显式控制柱和限流器中的流率，系统设置得以大大简化并且总准确度和精确度可以增加。系统可以被配置成通过限流器的流率小于通过柱的流率以确保正确操作。系统用户只需要在分析方法中进入各自的流率，并且微分流量控制可以保持柱与限流器之间的正确的平衡和提供通过柱和进入检测器的气体的恒定流率。这种方法可以用于如前所述的单柱反冲的简单情形，并且可以用于如图6和图7中所示的中心切割和分流。参看示出中心切割配置的图6，系统600包括通过供应管路607流体耦合到压力调节器605的注射器610。注射器610通过供应管路617流体耦合到柱620。柱620通过供应管路622流体耦合到微流体装置630。微流体装置630通过供应管路637流体耦合到中点压力调节器635。检测器650和检测器660分别通过限流器640和限流器645流体耦合到微流体装置630。限流器640和限流器645合意地匹配或实质上相同以使得通过限流器640的流率F_r1与通过限流器650的流率F_r2实质上相同。本文描述确定限流器长度和直径以提供所需流率的方法。 

在某些实施例中并且参看图7，示出压力调节的分流器系统。系统700包括通过供应管路707流体耦合到压力调节器705的注射器710。注射器710通过供应管路717流体耦合到柱720。柱720通过供应管路722和供应管路737在活接头或分流器727流体耦合到中点压力调节器735。检测器750和检测器760分别通过活接头或分流器727、通过电阻器740和电阻器745流体耦合到中点压力调节器735。在系统700的操作中，可以为限流器740和限流器745中的一个设置流率，并且另一个限流器可以被显示和维持但是不独立于另一个限流器而加以控制。可以使用方程式1确定在柱和限流器中的实际流率以进行计算。用户可以基于由柱供应商提供的柱规格输入柱的长度和其直径。根据方程式1，柱流率具有对柱直径的四阶依赖。柱直径的误差可以导致如图8A的曲线图中预测性地所示的大的误差。如图8A中所示，只是2％的柱内径(例如，250微米内径柱上5微米)的误差足以造成在施加的流率中几乎8％的不准确度。关于柱长度，在流量与柱长度之间存在互反关系，如图8B中所示。在这种情况下，2％的柱长度误差(例如，在30米柱上约60厘米误差)将在计算出的流率中产生约2％的误差。然而，这个误差可以导致流率假设中的额外误差。 

在某些实施例中，任何潜在的不准确的一种解决方案是考虑可以应用于特定柱的几何因子(GF)的供应。可以使用方程式2约计GF。 

$\left(2\right)---\mathrm{GF}=\frac{d_c^4}{L}$

GF对于任何给定柱是恒定的并且应通过(供应商或最终用户)简单的实验简单地建立。因为这个测量是以经验为依据的，所以其将直接应用于给定柱而无需进行关于柱的几何形状的任何假设。在方程式1中插入几何因子可以提供方程式3。 

$\left(3\right)---F_o=\frac{\mathrm{\π}\×\mathrm{GF}\×(p_i^2-p_0^2)}{256\×\mathrm{\η}\×p_o}$

为了计算流率，用于计算粘度的入口压力(p_i)和出口压力(p₀)以及温度必须被输入或已知。在典型的配置中，这些参数由控制器已知或由用户输入。 

根据某些实施例，限流器流率控制的情形类似于柱流率控制的情形。因为限流器一般比柱短得多，因此测量限流器的长度要容易得多。因为内径通常是小得多，因此测量的小误差将对穿过限流器的气体的这个流率具有大得多的影响。因此，GF对于限流器的应用正如GF对于柱的应用一样可取。可以被考虑的限流器的一个其他方面是限流，器的部分(或就MS来说可能限流器的大部分)将存在于检测器的主体内。因此，限流器的不同部分将处于不同的温度，因此方程式1和方程式3可能不是完全准确的。可以通过使用针对TurboMatrix热脱附系统开始计算通过串联连接的输送管路和柱的流率的方法解决这个方面，如方程式4中给出和例如在共同转让的美国专利号7,219,532和7,468,095中描述，每个专利的整个公开以引用方式整体并入本文。 

$\left(4\right)---F_o=\frac{\mathrm{\π}\×\mathrm{Tr}}{256\×p_o}\×\frac{(p_i^2-p_o^2)}{\left(\frac{T_c\×{\mathrm{\η}}_c}{{\mathrm{GF}}_c}\right)+\left(\frac{T_r\×{\mathrm{\η}}_r}{{\mathrm{GF}}_r}\right)}$

在方程式(4)中，F₀为在限流器出口的流率(在那个位置的温度和压力下)，GF_C为柱几何因子，GF_r为限流器几何因子，d_c为柱内径，并且L_c为柱长度(用于确定GF_C)，d_r为输送管路内径，并且L_r为输送管路的长度(用于确定GF_r)，η_c为柱中的载气的粘度，η_r为限流器内的载气的粘度，T_c为柱的绝对温度，T_r为输送管路的绝对温度，p_i为在柱入口的载气的绝对压力，并且p₀为在限流器出口的载气的绝对压力。方程式4可以代替方程式3用于提供流率的更准确的计算。 

在某些实施例中，可以基于通过指定几何形状的柱的所需流率计算选定内径的限流器的长度。此类尺寸可以至少部分地取决于系统中需要的温度和气体压力。在图9A中示出具有限流器的系统的一个配置。图9A的系统包括流体耦合到第一柱910和载气源902的分流注射器905。微流体装置920流体耦合到第一柱910并且被配置成将从第一柱910洗脱的物种定向至所需的组分。例如，可以通过限流器925将柱流出物定向至第一检测器930，或可以使用微流体装置920和切换阀945将柱流出物定向至第二柱935或定向至第二检测器940上。 

在某些实施例中，可以选择限流器925的尺寸和几何形状以进一步平衡系统中的压力。典型的限流器包括可以被减少到某一长度的已知内径的一段去活化的熔融石英管，可以计算这个长度以在特定施加的压力和温度下提供实质上与通过柱的气体的相同的流率。可以通过反复试验确定限流器的长度，其中使限流器的长度逐步缩短直到实现正确的流率为止。然而，这个工艺很麻烦并且可能占用大量的时间来确定适当的限流器长度。限流器的增量缩短也可能不考虑检测器温度对通过柱和限流器的流率的下游效应，通过柱和限流器的流率对实际流率可能具有很大的影响，从而造成系统中的压力不平衡。在存在多个检测器并且在不同的压力(例如，FID(环境压力)和MS检测器(真空压力))下使用这些检测器时，压力不平衡可能更大。 

在某些实施方案中，可以基于炉和检测器温度以及检测器操作压力计算限流器几何形状和长度以匹配或实质上匹配选定柱中的气流。当前的计算假设限流器具有均匀长度和温度。可以根据方程式(5)计算流率 

$\left(5\right)---F_a=\frac{\mathrm{\π}\×d_r^4\×T_a\×(p_i^2-p_{\mathrm{or}}^2)}{256\×L_r\×p_a\×\mathrm{\η}\×T_r}$

其中F_a为在环境温度和压力下的限流器出口流率，d_r为限流器的内径，T_a为环境绝对温度，p_i为在限流器入口的载气绝对压力，p_or为在限流器出口的载气绝对压力，L_r为限流器的长度，p_a为环境绝对压力，η为在限流器温度下载气的粘度，并且T_r为限流器绝对温度。 

为了确定限流器长度以匹配柱中的所需气流，可以使用基于方程式(5)的两个联合方程式求解L_r，L_r提供方程式(6) 

$\left(6\right)---L_r=L_c\×\frac{d_r^4}{d_c^4}$

其中d_c为柱的内径，并且L_c为柱的长度。例如，在温度和施加的入口压力和出口压力在柱与限流器之间相同时，可以使用方程式6。 

在存在两个或更多个检测器或一个检测器和通气管或以不同压力操作的任何两个装置时，可以使用方程式(5)以获得方程式(7) 

$\left(7\right)---L_r=L_c\×\frac{d_r^4\×(p_i^2-p_{\mathrm{or}}^2)}{d_c^4\×(p_i^2-p_{\mathrm{oc}}^2)}$

其中p_oc为在柱出口的载气绝对压力。 

在某些实施方案中，为了考虑检测器温度对通过柱和限流器的气体流率的影响，可以使用方程式(8a)中所示的关系。 

$\left(8a\right)---F_a=\frac{\mathrm{\π}\×T_a}{256\×p_a}\×\frac{(p_i^2-p_o^2)}{\left(\frac{T_t\×{\mathrm{\η}}_t\×L_t}{d_t^4}\right)+\left(\frac{T_c\×{\mathrm{\η}}_c\×L_c}{d_c^4}\right)}$

在方程式(8a)中，F_a为在柱出口的流率，d_c为柱内径，d_t为输送管路(或限流器)内径，L_c为柱长度，L_t为输送管路(或限流器)长度，η_c为柱内的载气的粘度，η_t为输送管路(或限流器)内的载气的粘度，T_c为柱的绝对温度，T_t为输送管路(或限流器)的绝对温度，T_a为绝 对环境温度，p_i为在入口的载气的绝对压力，p₀为在出口的载气的绝对压力，并且p_a为绝对环境压力。可以为具有不同的内径、长度或温度的任何数目的串联连接的柱或限流器归纳方程式(8a)，如方程式8(b)中所示。 

$\left(8b\right)---F_a=\frac{\mathrm{\π}\×T_a}{256\×p_a}\×\frac{(p_i^2-p_o^2)}{\left(\frac{T_1\×{\mathrm{\η}}_1\×L_1}{d_{c1}^4}\right)+\left(\frac{T_2\×{\mathrm{\η}}_2\×L_2}{d_{c2}^4}\right)+...\left(\frac{T_n\×{\mathrm{\η}}_n\×L_n}{{d_{\mathrm{cn}}}^4}\right)}$

具有均匀直径的柱和限流器在GC炉中并且处于与检测器不同的温度。可以为限流器和柱修改方程式(8a)以分别为限流器和柱提供方程式(9)和方程式(10)。 

$\left(9\right)---F_a=\frac{\mathrm{\π}\×T_a\×d_r^4}{256\×p_a}\×\frac{(p_i^2-p_{\mathrm{or}}^2)}{T_{r1}\×{\mathrm{\η}}_{r1}\×L_{r1}+T_{r2}\×{\mathrm{\η}}_{r2}\×L_{r2}}$

在方程式(9)中，L_r1为在炉内的限流器的长度，L_r2为在检测器内的限流器的长度，η_r1为在炉温下的载气的粘度，η_r2为在检测器温度下的载气的粘度，T_r1为炉的绝对温度，并且T_r2为检测器的绝对温度。 

$\left(10\right)---F_a=\frac{\mathrm{\π}\×T_a\×d_c^4}{256\×p_a}\×\frac{(p_i^2-p_{\mathrm{oc}}^2)}{T_{c1}\×{\mathrm{\η}}_{c1}\×L_{c1}+T_{c2}\×{\mathrm{\η}}_{c2}\×L_{c2}}$

在方程式(10)中，L_c1为在炉内的限流器的长度，L_c2为在检测器内的限流器的长度，η_c1为在炉温下的载气的粘度，η_c2为在检测器温度下的载气的粘度，T_c1为炉的绝对温度，并且T_c2为检测器的绝对温度。 

在某些实施例中，通过将方程式(10)重排为方程式(11)，方程式(10)可以用于计算传送通过柱的必需的流率而施加于柱的压力。 

$\left(11\right)---p_i=\sqrt{\frac{F_a\×256\×p_a}{\mathrm{\π}\×T_a\×d_c^4}\×(T_{c1}\×{\mathrm{\η}}_{c1}\×L_{c1}+T_{c2}\×{\mathrm{\η}}_{c2}\×L_{c2})-p_{\mathrm{oc}}^2}$

一旦在具体几何形状、温度和出口压力下计算柱的入口压力，就可以使用方程式(9)的重排形式计算限流器的长度，如方程式(12)中所示。 

$\left(12\right)---L_r=\frac{[\frac{\mathrm{\π}\×T_a\×d_r^4}{256\×F_a\×p_a}\×(p_i^2-p_{\mathrm{or}}^2)-T_{r2}\×{\mathrm{\η}}_{r2}\×L_{r2}]}{T_{r1}\×{\mathrm{\η}}_{r1}}+L_{r2}$

使用方程式(12)，可以计算已知内径的限流器的长度，这个长度可以提供用于平衡系统的所需流率。具体来说，可以确定用于平衡另一个通道中的流率的已知内径的限流器的长度，这个长度考虑到另一个检测器的检测器长度、温度和压力。在使用中，可以在软件中实施算法以使得用户可以输入所需的流率和限流器长度和直径以在指定柱参数和温度下提供此所需的流率，这些柱参数和温度可以显示在用户界面中以促进系统的使用。 

本文所述的某些实施方案包括在色谱系统中使用额外的柱。额外的柱代替限流器被使用并且通常在需要中心切割时存在。不同于熔融石英限流器，用户不太可能切断多块柱以在微流体装置上实现压力平衡。即使选择柱以具有相同的长度和直径，在两个不同的检测器之间的温度和压力差也可能中断压力平衡。当柱具有不同的几何形状或长度时，压力不平衡可能更大。 

在多个柱存在时的一个可能的解决方案是使用内置限流器和具有最高流率的柱，如图9B中示意地所示。图9B的系统包括通过微流体装置920流体耦合到第一柱910的第二柱955。限流器960位于第一检测器965与第二柱955之间。图9B中所示的系统也包括流体耦合到检测器975的第三柱970。在这个配置中，柱955具有比柱910和柱970更高的流率。在图9B中所示的配置中，存在用来考虑的三个限流区：在炉温下的第二柱955、在炉温下的限流器960和在第一检测器965的温度下的限流器960。可以修改方程式(9)以包括这三个区域，如方程式(13)中所示， 

$\left(13\right)---F_a=\frac{\mathrm{\π}\×T_a}{256\×p_a}\×\frac{(p_i^2-p_{\mathrm{or}}^2)}{\left(\frac{T_{r1}\×{\mathrm{\η}}_{r1}\×L_{r1}+T_{r2}\×{\mathrm{\η}}_{r2}\×L_{r2}}{d_r^4}\right)+\left(\frac{T_{c3}\×{\mathrm{\η}}_{c3}\×L_{c3}}{d_{c3}^4}\right)}$

其中L_c3为柱955的长度，η_c3为柱955中的载气的粘度，并且T_c3为柱955的绝对温度。为了计算限流器的用于传送所需流率的长度，可以重排方程式(13)以提供方程式(14) 

$\left(14\right)---L_r=\frac{[d_r^4\×[\frac{\mathrm{\π}\×T_a}{256\×F_a\×p_a}\×(p_i^2-p_{\mathrm{or}}^2)-\frac{T_{c3}\×{\mathrm{\η}}_{c3}\×L_{c3}}{d_{c3}^4}]-T_{r2}\×{\mathrm{\η}}_{r2}\×L_{r2}]}{T_{r1}\×{\mathrm{\η}}_{r1}}+L_{r2}$

在使用中，方程式(11)可以用于计算通过柱但是不通过限流器的流率。然后，方程式(14)可以用于计算匹配那个流率的限流器长度。此外，尽管未示出，但是可以将柱955放置在限流器960与第一检测器965之间，并且可以基于这个重排修改方程式(13)和方程式(14)。 

在某些实施例中，可以选择限流器内径(或其他管或柱的内径)以提供所需流率。对于使用本文所述的微流体装置的许多GC技术，准确地了解柱和管的内径是重要的。在实践中，制造商的描述被假定为准确的并被采用。这可能导致显著误差，因为大多数关系涉及基于内径的四次幂的计算。在这些情况下，了解正确的内径将是需要的。可以使用方程式(15)以约计流率 

$\left(15\right)---F_a=\frac{\mathrm{\π}\·{d_c}^4\·T_a\·({p_i}^2-{p_o}^2)}{256\·L\·p_a\·\mathrm{\η}\·T_c}$

其中F_a为在环境温度和压力下在柱出口的流率，d_c为柱的内径，L为柱的长度，p_i为在柱入口的载气压力，p₀为出口压力，p_a为环境压力，T_c为柱温度，T_a为环境温度，并且η为在柱温度下载气的粘度。对于在环境温度下的柱或管，可以重排方程式(15)以提供方程式(16)。 

$\left(16\right)---F_a=\left[\begin{array}{c}\frac{\mathrm{\π}\·{d_c}^4}{256\·L\·p_a\·\mathrm{\η}}\end{array}\right]\·\left[\begin{array}{c}{p_i}^2\end{array}\right]-\left[\begin{array}{c}\frac{\mathrm{\π}\·{d_c}^4\·{p_o}^2}{256\·L\·p_a\·\mathrm{\η}}\end{array}\right]$

对于给定柱或管，在大括号内的项是恒定的，因此可以将方程式(16)表示为方程式(17)。 

其中a和b为常数。因此，通过向柱或管的一端施加一系列的压力和测量在另一端的流率，可以使用最小二乘法统计拟合确定常数b的值。一旦建立b的值，就可以根据方程式(18)计算内径。 

$\left(18\right)---d_c=4\sqrt{\frac{256\·L\·p_a\·\mathrm{\η}}{b\·\mathrm{\π}}}$

如下文在实施例1中具体所示，可以使用这些方程式准确地确定管(例如，柱、限流器等)的直径。可以在软件中实施方法以提供校准协议，在校准协议中可以确定管(例如，柱、内管、限流器等)的各种直径以提供系统的增加的准确度。色谱系统可以执行校准或用户可以确定管的直径并且将计算出的直径输入系统中以用于控制或调制本文所述的流率。 

在某些实施方案中，为了提供更方便用户的系统，可以在软件中实施上述方程式以使得用户可以输入柱参数，例如，长度和内径、炉温和检测器温度，以及系统可以准确地预测完成所需的分离运行必需的特定压力。软件可以基于输入的参数计算流率、限流器长度和/或直径，并且然后用户可以在系统中的所需位置插入具有计算出的长度和直径的限流器。 

参看图10，示出包括分流装置的说明性系统，分流装置可以是本文所述的微流体装置并被配置成将柱流出物分流到两个或更多个 检测器。系统1000包括通过供应管路1007流体耦合到压力调节器1005的注射器1010。注射器1010可以具有分流以使得将被引入注射器1010中的样品的一部分传递到通过供应管路1017流体耦合到注射器1010的柱1020，以及沿着方向1015传递其余的样品，例如，可以将其余的样品发送到废料或另一柱。柱1020通过供应管路1022流体耦合到分流装置1030，供应管路1022通过分流装置1030上的输入端口将柱1020流体耦合到分流装置1030。分流装置1030也通过供应管路1027流体耦合到中点压力调节器1025。如图10中示意地所示，分流装置1030被配置成将流出物从柱1020分流成三个不同的流动路径。分流装置1030分别通过电阻器1035、1040和1045流体耦合到检测器1050、1055和1060中的每个。在系统1000的操作期间，柱流出物将进入分流装置1030的输入端口并且与从中点压力调节器1025供应的载气混合。然后，流出物可以通过分流装置的多个输出端口退出到检测器1050、1055和1060。尽管在图10中示出三个检测器，但是可以使用更少(例如，两个)检测器或更多(例如，四个或更多个)检测器。没有必要平衡限流器1035、1040和1045。限流器可以采取几个形式，例如，本文所述的那些形式中的任何一个。通过选择具有适当长度和内径的限流器，可以在大范围的比率上在附接的检测器之间分流柱流出物。在系统1000中的中点压力调节器1025的使用提供了一些有利的特征。通过具有中点气体供应，可以根据每个检测器的需要增加进入每个检测器的流率，因此提供了检测器流率的灵活性。通过窄孔柱的低载气流率可以使更低的流率从微流体装置流出和限制可以使用的分流比的范围。中点调节器可以提供额外的气流以克服这些问题并且必要时允许使用非常狭窄的孔柱。也可以执行柱反冲。中点调节器也提供在改变柱时保护有源MS检测器的能力。 

在某些实施例中，本文所述的包括微流体装置的系统可以用于许多不同的配置。例如，可能在相同的色谱上同时使用选择性检测器。这个特征可节省时间(只需要一个运行)和消除不同的色谱之间的变 化(特别是保留时间)。一个实施例是TO-14US-EPA空气监测方法，其中FID和ECD用于检测相同色谱中的不同组分。在其他配置中，通过将不同数量分流到相同类型的检测器，可以实现改进的动态范围。一些检测器(例如，FPD)具有非常有限的动态范围，因此查看一个检测器上的大峰和另一个检测器上的小峰的能力可能是有用的。在本文所述的一些实施例中，可以通过控制在系统中的各点的流率执行单柱反冲。这个工艺可以通过在洗脱分析物后有效地从柱移除重样品残渣而节省时间和消除延长的温度程序。也可以执行双柱反冲。例如，系统1000中所示的限流器中的一个(或多个)可以用GC柱代替。这个配置将使能够在色谱法继续在第二柱上时反冲第一柱。中点检测器可以被配置成监测在两个柱之间的峰的通路以帮助设置。双柱反冲比单柱反冲的大优势在于反冲与色谱运行同时发生，因此实现了节省大量的时间。就空气敏感检测器(例如，MS或ECD)来说，这个系统可以允许那些检测器在交换柱或维修注射器时保持在检测温度(例如，热和活动温度)下。这个特征将节省大量的时间和减少系统上的应力，因此将最小化停机时间。另外，也可以执行三个或更多个柱反冲以使得在反冲第一(或超过一个的柱)时，色谱法可以在一个或多个其他柱上进行。 

在某些实施例中，本文所述的系统可以用于极性调整。在这个技术中，可以通过改变中点压力修改在两个柱内化合物的各自停留时间。这个配置用于改变组合柱的有效极性和使能够选择性地微调或精细控制柱以实现不同的分离。 

根据某些实施例，在图11中示出微流体装置的一个配置。在这个横截面图中，微流体装置被配置成晶片1100并且包括内部微通道1110，内部微通道1110在微通道1110的不同部分具有可变直径。例如，在区域1125的微通道的直径可以是约300微米至约700微米，例如，直径是约400微米至约600微米，在区域1130的微通道的直径可以是约75微米至约300微米，例如，直径是约100微米至约200微米，在区域1135的微通道的直径可以是约300微米至约700微米， 例如，直径是约400微米至约600微米，在区域1140的微通道的直径可以是约75微米至约300微米，例如，直径是约100微米至约200微米，以及在区域1145的微通道的直径可以是约300微米至约700微米，例如，直径是约400微米至约600微米。在某些实施例中，微通道中的限制部分(例如，区域1140)的直径可以比相邻通道部分的直径小至少两倍，例如，小至少三倍、小至少四倍或小至少五倍，以提供受限制的流体流动。晶片1100也包括开口或孔隙1115和1120，其可以将晶片耦合到用于在系统操作期间将晶片1100保持在适当位置的晶片保持器或其他装置。 

在某些实施例中，微流体装置可以包括各种端口(例如，入口端口和出口端口)，这些端口可以在柱与在微流体装置下游的各种其他部件之间提供流体耦合。在图12中示出此晶片1200的一个配置。在这个配置中，将端口串联布置在微通道1205中。端口1210流体耦合到柱。通过晶片1200的气流在从端口1210到端口1220、1230、₁240和1250的一般方向上。中点压力调节器可以在端口1260流体耦合到晶片1200。在操作期间，来自柱的通过端口1210进入的流出物将与来自中点调节器的通过端口1260进入的载气混合，然后连续地流过端口1220、1230、1240并且最后流过端口1250。晶片1200可以通过孔隙1265和1270耦合到保持器。取决于精确的配置，存在于系统中的各种限流器可以采取不同的操作状态。在表1中示出使用晶片1200的限流器设置的一个实施例。 

表1 

按增加流率的顺序布置限流器，其中最快流率在端口1250。微通道可以被布置成出口端口在单个微通道流动路径内。为了塞紧或关闭任何特定端口，可以使用可以提供流体密封的堵死螺母、配件、金属环或其他适合的装置封闭或以其他方式堵塞端口。当被关闭时，合意地在端口中不建立死体积或建立很少死体积以使得可以防止峰损耗或造成峰拖尾。通过使用图12中所示的单个晶片，可以使用1-4个不等的检测器而不必为每个不同的检测器组合改变晶片。 

根据某些实施例，在各种端口之间的流动路径的特定长度可以根据所需的效应变化。在图13中示出具有不同的流动路径配置的晶片的一个配置。晶片1300包括微通道1305、流体耦合到柱(未示出)的端口1310、流体耦合到中点压力调节器(未示出)的端口1360以及各自可以或不可以流体耦合到限流器和/或检测器的端口1320、1330、1340和1350。延长微通道1305的部分1315以提供增加的流动路径长度，从而允许来自中点调节器端口1360和柱流出物端口1310的载气额外混合。例如，此增加的长度可以提供额外的时间来提供增加的样品停留时间和柱流出物与载气的更均匀的混合物，这可以用于避免或减少分析物峰的扩散扩大，如本文更详细地描述。另外，在端口1320、1330、1340和1350中的任何两个或更多个之间的流动 路径的特定长度可以与其他长度不同。当存在此不同的长度时，可能需要改变限流器流率以平衡提供到不同检测器的气体的流率。例如，开口1365和开口1370可以用于将微流体装置附接到被设计成在所需的位置或以所需的定向保持微流体装置的保持器或其他装置。 

考虑到本公开利益的本领域普通技术人员将认识到，晶片中的端口的精确数目可以变化并且例如可以是比图12和图13中所示的说明性配置更少的端口或更多的端口。在图14A至图15B中示出说明性配置。参看图14A，晶片包括流体耦合到中点压力调节器端口1425的柱流出物端口1405，以及例如各自可以流体耦合到限流器和/或检测器的端口1410和端口1415。孔隙1430和孔隙1435可以用于将晶片附接到微流体装置的保持器或其他结构。在两个端口1410和1415之间的流动路径的长度可以变化，并且可以改变特定限流器流率以必要时提供通过不同的端口的实质上相同的流率。图14B示出延长端口1410与端口1415之间的流动路径的长度的配置。例如，这样的延长可能是可取的以提供用于耦合或装配到各种端口的更多的间距和促进装置的整体设置，从而提供增加的停留时间或其他所需的性能。 

尽管在图14A和图14B中示出两个端口1410和1415，但是可以省略端口1415并且可以存在单个端口。替代地，可以存在一个或多个额外的端口以在此类额外的端口与限流器和/或检测器之间提供流体耦合。在图15A和图15B中示出使用额外的端口的两个配置。参看图15A，晶片包括流体耦合到中点压力调节器端口1510和端口1520、1525、1530、1535、1540和1545的柱流出物端口1505。孔隙1550和孔隙1555可以用于将晶片附接到微流体装置的保持器或其他部分。图15B示出与图15A类似的布置，但是已移动端口1535的位置。 

在某些实施例中，微通道的精确的横截面形状和角度可以变化。在某些实施例中，微通道的横截面形状为圆形或实质上圆形，而在其他实施例中，可以存在椭圆形或其他非圆形的形状。类似地，在两个 或更多个端口之间的微通道的角度可以变化，并且在存在不连续的流动路径的情况下，由在流动路径方向上的变化形成的角度可以是锐角或可以是渐进的角度，例如，弯头或弯曲表面。例如，在锐角可以产生湍流的流体色谱系统中，角度可以被配置为弯头或逐步拐弯以避免或减少这样的湍流。 

在某些实施例中，本文所述的微流体装置可以用于许多不同的配置。图16至图25示出几个说明性配置。参看图16，示出可以例如用于反冲和MS通风模式中的单个检测器配置。系统1600包括通过供应管路1607流体耦合到压力调节器1605的注射器1610。注射器1610也通过供应管路1612流体耦合到柱1620。柱1620通过供应管路1617流体耦合到微流体装置1625。微流体装置1625包括通过端口1633流体耦合到中点压力调节器1630的柱流出物端口1627。通过供应管路1632将气体从中点压力调节器1630提供到端口1633。微流体装置1625包括端口1635、1640、1645和1650。在图16的实施方案中，关闭或塞紧端口1635、1640和1645以使得没有气体流入这些端口。端口1650通过限流器1655流体耦合到检测器1660。在操作中，将样品引入注射器1610中并且可以使用柱1620分离样品中的物种。物种从柱1620洗脱并且通过微流体装置1625被提供到检测器1660。可以如本文所述或使用其他适合的算法执行整个系统的流量控制。箭头示出系统1600中的一般气流。必要时，任何端口1635、1640或1645可以耦合到嗅探器或其他装置以提供在微流体装置1625的微通道内的气体和/或气体中的物种的在线取样。另外，通过使中点压力调节器提供的气流增加到大于柱的流率，可以反冲或可以通风(例如，可以在MS通风模式中操作)系统1600。 

根据某些实施例并且参看图17，示出双检测器配置。系统1700包括通过供应管路1707流体耦合到压力调节器1705的注射器1710。注射器1710也通过供应管路1712流体耦合到柱1720。柱1720通过供应管路1717流体耦合到微流体装置1725。微流体装置1725包括通过端口1733流体耦合到中点压力调节器1730的柱流出物端口 1727。通过供应管路1732将气体从中点压力调节器1730提供到端口1733。微流体装置1725包括端口1735、1740、1745和1750。在图17的实施方案中，关闭或塞紧端口1735和端口1740以使得没有气体流入这些端口。端口1745和端口1750各自分别通过限流器1765和限流器1755分别流体耦合到检测器1770和检测器1760。在操作中，将样品引入注射器1710中并且可以使用柱1720分离样品中的物种。物种从柱1720洗脱并且通过微流体装置1725被提供到检测器1760和检测器1770中的一个或两个。可以如本文所述或使用其他适合的算法执行整个系统的流量控制。箭头示出系统1700中的一般气流。检测器1760和检测器1770可以相同或可以不同。另外，通过在供应管路中包括适合的阀和/或通过致动微流体装置1725的端口中的一个或多个处于关闭位置(例如，使用切换阀)，可以将不同的峰提供到不同的检测器。 

根据某些实施例并且参看图18，示出三个检测器配置。系统1800包括通过供应管路1807流体耦合到压力调节器1805的注射器1810。注射器1810也通过供应管路1812流体耦合到柱1820。柱1820通过供应管路1822流体耦合到微流体装置1825。微流体装置1825包括通过端口1833流体耦合到中点压力调节器1830的柱流出物端口1827。通过供应管路1832将气体从中点压力调节器1830提供到端口1833。微流体装置1825包括端口1835、1840、1845和1850。在图18的实施方案中，关闭或塞紧端口1835以使得没有气体流入端口。端口1840、1845和1850各自分别通过限流器1875、1865和1855分别流体耦合到检测器1880、1870和1860。在操作中，将样品引入注射器1810中并且可以使用柱1820分离样品中的物种。物种从柱1820洗脱并且通过微流体装置1825被提供到检测器1860、1870和1880中的一个或多个。可以如本文所述或使用其他适合的算法执行整个系统的流量控制。箭头示出系统1800中的一般气流。检测器1860、1870和1880可以相同或可以不同，或检测器1860、1870和1880中的两个可以相同。另外，通过在供应管路中包括适合的阀和/或通过致动 微流体装置1825的端口中的一个或多个处于关闭位置(例如，使用切换阀)，可以将不同的峰提供到不同的检测器。 

根据某些实施例并且参看图19，示出包括四个检测器的系统1900。系统1900包括通过供应管路1907流体耦合到压力调节器1905的注射器1910。注射器1910也通过供应管路1912流体耦合到柱1920。柱1920通过供应管路1922流体耦合到微流体装置1925。微流体装置1925包括通过端口1933流体耦合到中点压力调节器1930的柱流出物端口1927。通过供应管路1932将气体从中点压力调节器1930提供到端口1933。微流体装置1925包括端口1935、1940、1945和1950。在图19的实施方案中，端口1935、1940、1945和1950各自分别通过限流器1985、1975、1965和1955分别流体耦合到检测器1990、1980、1970和1960。在操作中，将样品引入注射器1910中并且可以使用柱1920分离样品中的物种。物种从柱1920洗脱并且通过微流体装置1925被提供到检测器1960、1970、1980和1990中的一个或多个。可以如本文所述或使用其他适合的算法执行整个系统的流量控制。箭头示出系统1900中的一般气流。检测器1960、1970、1980和1990可以相同或可以不同，或检测器1960、1970、1980和1990中的任何两个或三个可以相同。另外，通过在供应管路中包括适合的阀和/或通过致动微流体装置1925的端口中的一个或多个处于关闭位置(例如，使用切换阀)，可以将不同的峰提供到不同的检测器。 

根据某些实施例并且参看图20，示出包括单个检测器2070和嗅探器端口2060的系统2000。系统2000包括通过供应管路2007流体耦合到压力调节器2005的注射器2010。注射器2010也通过供应管路2012流体耦合到柱2020。柱2020通过供应管路2022流体耦合到微流体装置2025。微流体装置2025包括通过端口2033流体耦合到中点压力调节器2030的柱流出物端口2027。通过供应管路2032将气体从中点压力调节器2030提供到端口2033。微流体装置2025包括端口2035、2040、2045和2050。在图20的实施方案中，关闭或塞紧端口2035和端口2040以使得没有气体流入这些端口。端口2045 通过限流器2065流体耦合到检测器2070。端口2050流体耦合到嗅探器端口2060，嗅探器端口2060可以用于在线取样或监测流出物中的物种或一般必要时通过限流器2055提供在流体路径中从中提取物种的端口。在操作中，将样品引入注射器2010中并且可以使用柱2020分离样品中的物种。物种从柱2020洗脱并且通过微流体装置2025被提供到检测器2070或嗅探器端口2060中的一个或多个。可以如本文所述或使用其他适合的算法执行整个系统的流量控制。箭头示出系统2000中的一般气流。嗅探器端口2060可以通常保持在关闭位置直到用户希望从那个端口取出样品为止。根据需要，可以通过在供应管路中包括适合的阀和/或通过致动嗅探器端口2060来打开嗅探器端口。 

根据某些实施例并且参看图21，提供被配置用于在MS系统中反冲或通风的系统2100。系统2100类似于图17中所示的系统，但是改变各种气体的流率以执行反冲或通风。参看图21，系统2100包括通过供应管路2107流体耦合到压力调节器2105的注射器2110。注射器2110也通过供应管路2112流体耦合到柱2120。柱2120通过供应管路2122流体耦合到微流体装置2125。微流体装置2125包括通过端口2133流体耦合到中点压力调节器2130的柱流出物端口2127。通过供应管路2132将气体从中点压力调节器2130提供到端口2133。微流体装置2125包括端口2135、2140、2145和2150。在图21的实施方案中，关闭或塞紧端口2135和端口2140以使得没有气体流入这些端口。端口2145和端口2150各自分别通过限流器2165和限流器2155分别流体耦合到检测器2170和检测器2160。在操作中，将样品引入注射器2110中并且可以使用柱2120分离样品中的物种。物种从柱2120洗脱并且通过微流体装置2125被提供到检测器2160和检测器2170中的一个或两个。可以如本文所述或使用其他适合的算法执行整个系统的流量控制。箭头示出在这个反冲和配置中系统2100中的一般气流。检测器2160和检测器2170可以相同或可以不同。在反冲或通风模式中，来自中点压力调节器2130的气体的流率大于来自压力调节器2105的气体的流率，例如，p₂大于p₁。这个 微分流量的结果是气体通过柱2120被反冲并且可以例如通过出口2102从系统中被排放。在存在MS检测器的情况下，微分流体流动可以用于在可以冲洗系统时将MS检测器维持在其操作温度。这一优势可以提供大量节省时间。 

根据某些实施例并且参看图22，示出双柱反冲配置。系统2200包括通过供应管路2207流体耦合到压力调节器2205的注射器2210。注射器2210也通过供应管路2212流体耦合到第一柱2220。第一柱2220通过供应管路2222流体耦合到微流体装置2225。微流体装置2225包括通过端口2233流体耦合到中点压力调节器2230的柱流出物端口2227。通过供应管路2232将气体从中点压力调节器2230提供到端口2233。微流体装置2225包括端口2235、2240、2245和2250。在图22的实施方案中，关闭或塞紧端口2235、2240和2245以使得没有气体流入这些端口。端口2250流体耦合到第二柱2255。第二柱2255流体耦合到检测器2260。在操作中，将样品引入注射器2210中并且可以使用第一柱2220分离样品中的物种。物种从第一柱2220洗脱并且通过微流体装置2225被提供到第二柱2255。可以如本文所述或使用其他适合的算法执行整个系统的流量控制。箭头示出系统2200中的一般气流。一旦流出物进入微流体装置2225中，系统2200的配置允许反冲第一柱2220。通过将压力p₂增加到大于压力p₁，例如，同样地来自中点压力调节器2230的流率大于来自压力调节器2205的流率，气体将流入第一柱2220中以反冲第一柱2220，并且也将流出物从微流体装置2225传递到第二柱2255以使用第二柱2255进行持续或额外的分离。也可以使用图22中所示的系统执行极性调整方法。 

根据某些实施例，在图23中示出具有中点监测检测器的双柱反冲配置。系统2300包括通过供应管路2307流体耦合到压力调节器2305的注射器2310。注射器2310也通过供应管路2312流体耦合到第一柱2320。第一柱2320通过供应管路2322流体耦合到微流体装置2325。微流体装置2325包括通过端口2333流体耦合到中点压力调节器2330的柱流出物端口2327。通过供应管路2332将气体从中 点压力调节器2330提供到端口2333。微流体装置2325包括端口2335、2340、2345和2350。在图23的实施方案中，关闭或塞紧端口2335和端口2340以使得没有气体流入这些端口。端口2350流体耦合到第二柱2355。第二柱2355流体耦合到检测器2360。端口2345通过限流器2365流体耦合到检测器2370。在操作中，将样品引入注射器2310中并且可以使用第一柱2320分离样品中的物种。物种从第一柱2320洗脱并且通过微流体装置2325被提供到第二柱2355。另外，可以通过使用检测器2370检测物种。可以如本文所述或使用其他适合的算法执行整个系统的流量控制。箭头示出系统2300中的一般气流。一旦流出物进入微流体装置2325中，系统2300的配置允许反冲第一柱2320。通过将压力p₂增加到大于压力p₁，气体将流入第一柱2320以反冲第一柱2320，并且也将流出物从微流体装置2325传递到第二柱2355以使用第二柱2355进行持续或额外的分离。也可以在不进行任何进一步分离的情况下，将流出物提供到检测器2370。也可以使用图23中所示的系统执行极性调整方法。 

根据某些实施例，在图24中示出三个柱反冲配置。系统2400包括通过供应管路2407流体耦合到压力调节器2405的注射器2410。注射器2410也通过供应管路2412流体耦合到第一柱2420。第一柱2420通过供应管路2422流体耦合到微流体装置2425。微流体装置2425包括通过端口2433流体耦合到中点压力调节器2430的柱流出物端口2427。通过供应管路2432将气体从中点压力调节器2430提供到端口2433。微流体装置2425包括端口2435、2440、2445和2450。在图24的实施方案中，关闭或塞紧端口2435和端口2340以使得没有气体流入这些端口。端口2450流体耦合到第二柱2455。第二柱2455流体耦合到检测器2460。端口2445流体耦合到第三柱2465，第三柱2465流体耦合到检测器2470。在操作中，将样品引入注射器2410中并且可以使用第一柱2420分离样品中的物种。物种从第一柱2420洗脱并且通过微流体装置2425被提供到第二柱2455和第三柱2465。另外，可以通过使用检测器2460和检测器2470检测物种。可以如本 文所述或使用其他适合的算法执行整个系统的流量控制。箭头示出系统2400中的一般气流。一旦流出物进入微流体装置2425中，系统2400的配置允许反冲第一柱2420。通过将压力p₂增加到大于压力p₁，气体将流入第一柱2420以反冲第一柱2420，并且也将流出物从微流体装置2425传递到第二柱2455和第三柱2465以使用这些额外的柱进行持续或额外的分离。也可以使用图24中所示的系统执行极性调整方法。尽管未示出，但是图24的系统可以包括流体耦合到端口2435或2440中的一个的检测器。 

在某些实施例中并且参看图25，系统可以被配置具有微流体装置以将注射器流量分流到两个或更多个柱中。系统2500包括通过供应管路2507流体耦合到压力调节器2505的注射器2510。注射器2510也通过供应管路2512流体耦合到微流体装置2525。微流体装置2525包括通过端口2533流体耦合到中点压力调节器2530的端口2527。通过供应管路2532将气体从中点压力调节器2530提供到端口2533。微流体装置2525包括端口2535、2540、2545和2550。在图25的实施方案中，关闭或塞紧端口2535和端口2540以使得没有气体流入这些端口。端口2550流体耦合到第一柱2555。端口2545流体耦合到第二柱2565。柱2555和柱2565中的每个分别耦合到检测器2560和检测器2570。在操作中，将样品引入注射器2510中并且可以使用第一柱2555和第二柱2565分离样品中的物种。柱2555和柱2565中的柱介质可以相同或可以不同。物种从这些柱洗脱并且被传递到其各自的检测器用于检测。可以如本文所述或使用其他适合的算法执行整个系统的流量控制。箭头示出系统2500中的一般气流。尽管未示出，但是图25的系统可以包括流体耦合到端口2535或2540中的一个的检测器。限流器或另一个柱可以位于端口2535或端口2540与检测器之间。 

在某些实施例中，尽管上文所述的系统包括被设计成耦合到中点压力调节器的微流体装置，但是存在成本敏感或不需要添加到柱流出物的任何气体的应用。当执行此类应用时，可以使用不同的微流体装 置。或替代地，可以堵塞或封闭图11至图15B中所示的晶片的中点压力端口以使得没有气流可以进入端口。在图26A中示出省略中点压力端口的一个这样的配置。微流体装置2600包括串行端口2610、2615、2620、2625、2630和2635。微流体装置是可伸缩的，因为可以使用所有或少于所有的端口。孔隙2640和孔隙2645可以用于将微流体装置2600附接到保持器或其他装置。端口2615在柱流出物在端口2610进入微流体装置的地方的下游。端口2615可以连接到气体入口或可以封闭或堵塞这个端口。端口2620、2625、2630和2635中的每个可以流体耦合到柱、限流器、检测器和上述各种组合。在需要少于四个耦合的情况下，可以封闭或塞紧端口中的任何一个或多个以关闭那个端口。另外，可以设计具有少于六个端口的微流体装置。在图26B中示出一个这样的实施例。微流体装置2650包括端口2655、2660、2665和2670。孔隙2675和孔隙2680可以用于将晶片2650附接到保持器或其他装置。端口2660、2665和2670可以流体耦合到柱、限流器、检测器和上述各种组合。在一个替代实施方案中，端口2660可以流体耦合到气源以提供通过晶片2650的额外的气体。根据用于系统或系统的特定所需配置的检测器的所需数目，也可以使用与微流体装置2600和微流体装置2650一致的其他端口数目、配置和几何形状。 

根据某些实施例，本文所述的微流体装置包括晶片中的一个或多个微通道。微通道的精确配置以及如何生产此类微通道可以根据为用作晶片选择的特定材料而变化。例如，可以在生产期间将微通道化学蚀刻、激光蚀刻、钻孔、研磨或模制成晶片。微通道的宽度和整体几何形状可以变化。在一个实施方案中，微通道的宽度可以从约10微米变化到约750微米，例如，从50微米变化到约500微米，例如，从约10微米变化到约100微米，从约100微米变化到约300微米，或从约300微米变化到约500微米。微通道的横截面几何形状可以是圆形、椭圆形、三角形或其他几何形状。如本文所述，微通道具有用于促进气体流过微通道的平稳变换(例如，弯头等)是可取的，但不 是必需的。 

在某些实施例中，微流体装置可以用于多层装置或多部件装置。例如，微流体装置可以夹在两个或更多个其他装置之间以提供实质上流体密封来防止泄漏。必要时，一个或多个垫片或垫片材料可以用于进一步增强密封。另外，必要时，可以在装置的端口使用垫片、带或其他材料以提供额外的密封。在一些实施例中，微流体装置可以自身是多层结构(例如，叠层晶片)，其中层的顺序添加被添加以形成微通道。在图27中示出微流体装置和用于固定晶片的两个板的一个实施例。晶片2710可以夹在第一板2720与第二板2730之间。金属环或配件2740可以附接到组件以在使用微流体装置期间将微流体装置2710和板2720、2730固定在一起。 

在微流体装置被配置为晶片的某些实施例中，晶片可以由各种材料制成，包括可以被装配以提供微通道的金属、塑料、复合物、聚合物、钢、不锈钢、合金和其他材料。例如，可以使用可以被层压或焊合以形成晶片内的整个微通道结构的不锈钢板制造晶片的各层。在某些实施方案中，具有被蚀刻、钻孔或以其他方式雕刻成晶片的所需通道部分的聚醚醚酮或聚合物层可以被相互激光或溶剂焊接以提供晶片。不管为用于晶片选择的特定材料如何，材料最好是惰性的以使得在样品与晶片之间将不发生不必要的化学反应。在晶片材料可能是反应的实施例中，微通道(或整个晶片表面)可以涂有惰性材料，例如，聚四氟乙烯或其他一般惰性材料。在待分析的样品是腐蚀性的情况下，微通道(或整个晶片表面)可以涂有耐腐蚀并且可以保护下层的晶片机构免受损害的氧化钇、氧化铝或其他材料。如果使用涂层，那么涂层应该足够厚和足够坚固以避免可能导致干扰样品测量的滤掉、剥落或解除吸附。另外，用于微流体装置的材料最好是耐热的以使得材料在用于热炉(例如，通常在色谱系统分离中遇到和使用的那些炉和温度)时不融化或经历任何实质的热变形。 

根据某些实施例，可以用于本文公开的装置和系统的限流器可以在配置和设计上变化。在某些实施例中，本文所述的微流体装置可以包括旁路限流器或其他类似的装置以减少或限制气体和/或样品流入微流体装置的未使用的区域中。在图28中示出一个这样的实施例。微流体装置2800包括多个端口2810、2815、2820、2825、2830和2835。端口2810提供来自柱的流出物。端口2815可以流体耦合到第一检测器(可选择地使用内置限流器)。端口2820流体耦合到切换气源。端口2825不用于这个配置。端口2830流体耦合到另一个切换气源。端口2835流体耦合到第二检测器(可选择地使用内置限流器)。可以在端口2820与端口2830之间提供流体连接2850(例如，内部或外部)以绕过端口2825。流体连接2850可以包括外部针形阀或可以包括阀，例如，切换阀(例如，螺线管阀)。可以调整绕过尺寸以确保实质上不发生气体扩散到晶片的未使用的部分中。在操作中，将足够的气流提供到旁路限流器以防止样品沿着在特定时间点不使用的开关气体入口通道扩散。流率是合意地低的以避免或减少可能稀释样品的进入GC柱的气体的体积。 

在某些实施例中，为了减少通过微通道的流率，开关气体通道在末端附近可以是狭窄的、锥形的或受限制的以在气体进入样品流动路径时增加气体速度。例如并且参看图28，在微通道部分2852和微通道部分2854的活接头处或附近，微通道部分2854的直径可以小于微通道部分2852的直径。例如，如果微通道部分2852的直径为约600微米，那么微通道部分2854的直径可以减少到300微米。考虑到本公开利益的本领域普通技术人员将认识到，不需要减少50％。可以使用其他的百分比和比率。例如，不受限制的微通道部分直径与受限制的微通道部分直径的比率可以是约5∶1至约1.1∶1，例如，4∶1、3.5∶1、3∶1、2.5∶1、2∶1、1.5∶1、1.4∶1、1.3∶1、1.2∶1、1.1∶1，更具体来说，约3∶1至约1.1∶1，例如，约2.5∶1至约1.2∶1或约2∶1至约1.5∶1。在一些实施例中，微通道的全直径可以是约400微米至500微米，并且微通道的受限制的部分可以具有约100微米至200微米的直径。旁路限流 器通道的精确长度也可以随约5mm至约30mm的说明性长度而变化，更具体来说，长度为约10mm至约20mm，例如，约11mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19mm或在这些具体长度之间的任何值。 

根据某些实施例，在本文所述的微流体装置的装配和使用中，微流体装置通常夹在或包在多部件装置中以提供可以耦合到GC系统中的气动管的微流体装置。如本文所述，这些系统可以用于许多不同的配置和多维色谱分析。另外，尽管在本文中描述微流体装置的某些实施方案，但是考虑到本公开利益的本领域普通技术人员将认识到，微流体装置可以被相互组合地使用，例如，通过将微流体装置背对背安装在同一系统中。可以使用气动管和其他连接器提供到达所需端口的适合的流体连接。另外，可以提供例如在一个微流体装置内或在两个或更多个不同的微流体装置之间的交叉通道。轴向阀或致动器可以用于控制气体流向所需的端口和/或流向所需的微流体装置。例如，可以例如在约10Hz至100Hz(例如，约50Hz)下调制螺线管阀以允许一个物种流向所需的端口或检测器。可以关闭或切换螺线管阀以停止流向特定端口。下文详细地描述这些配置中的一些。 

在某些实施例中并且参看图29，示出包括具有交叉开关的微流体装置的系统的一个实施例。例如，在需要柱切换、自动屏蔽、反冲、大容量注射、多维色谱法或多路复用操作的情况下，交叉开关的使用可能是特别可取的。例如，一个MS检测器可以同时从两个不同的柱接收样品。系统2900包括流体耦合到第一柱2905的注射器(未示出)。第一柱2905通过流体流动路径(例如，气动管)流体耦合到微流体装置2910。系统也包括多个限流器2915、2920、2925和2930，每个限流器流体耦合到微流体装置2910。如本文所述，限流器可以用于平衡系统中的压力。微流体装置2910包括切换阀，其可操作以提供交叉路径以使得将来自可以流体耦合到其自己的注射器(未示出)的第一柱2905和第二柱2940的物种选择性地提供到检测器2935或检测器2945。例如，通过调制切换阀，流体流动路径可以提供在系统 的两个或更多个所需的部件之间并且可以将从任一柱洗脱的不同的物种提供到检测器中的一个或两个。另外，可以分流样品流动以使得将来自一个柱的流出物提供到检测器2935和检测器2945中的两个，如本文所述。可以如本文所述或使用其他适合的配置平衡各种系统中的压力。需要柱具有相同的内径但是长度可以不同。注射器可以是液体注射器或其他适合的注射器，例如，通常用于GC装置和系统的高速注射器、自动热脱附注射器和其他注射器。检测器2935和检测器2945可以相同或可以不同。合意地，检测器中的一个可以是MS检测器并且另一个可以是不同的检测器，例如，本文所述的那些检测器。 

在某些实施方案中，两个或更多个微流体装置可以用于图29的说明性实施方案中。例如，可以在两个或更多个微流体装置之间提供交叉连接，其中每个微流体装置流体耦合到至少一个柱。例如，第一微流体装置可以流体耦合到第一柱2905，并且第二微流体装置可以流体耦合到第二柱2940。可以致动切换阀以将所需的流量提供到微流体装置的特定端口或在微流体装置之间提供流量。 

在图30A和图30B中更详细地示出在图29的部件之间的各种可能连接。参看图30A，微流体装置3015的切换阀可以被配置成将来自柱3010的流出物提供到检测器3025。注射器3005流体耦合到柱3010。内置限流器3020位于微流体装置3015与检测器3025之间。注射器3030将样品提供到第二柱3035。微流体装置3015也流体耦合到第二柱3035。微流体装置3015通过限流器3040流体耦合到第二检测器3045。在图30A中所示的配置中，微流体装置3015被配置成将来自柱3005的流出物提供到检测器3025和将来自柱3030的流出物提供到检测器3045。在图30B中所示的交叉配置中，将来自柱3030的流出物提供到检测器3025和将来自柱3030的流出物提供到检测器3045。在系统的操作中，可以在这两个不同的状态之间操作微流体装置以使得可以将来自柱3010的某些物种提供到检测器3025和可以将来自柱3010的其他物种提供到检测器3045。可以对退出柱3035的物种执行类似的操作。必要时，可以使用微流体装置将来自 不同的柱3010、3035的样品提供到相同的检测器。另外，必要时，超过一个的微流体装置可以用于图30的系统中。 

在某些实施例中，微流体装置3015也可以用于反冲柱3010和柱3035中的一个或两个。例如，通过将来自压力调节器p₁和p₂的气流降低到小于来自压力调节器p₃的气流，可以反冲柱3010和柱3035中的两个用于清洗。在替代配置中，只可以将压力p₁或p₂降低到小于p₃以使得只反冲一个柱并且可以使用另一个柱继续分离。 

在某些实施例中，图30A和图30B中所示的一个检测器可以被省略或用另一个装置(例如，通常用于色谱系统的另一个柱、通气管或其他部件)取代。在图31中示出一个配置。系统3100包括流体耦合到第一柱3110的注射器3105。柱3110流体耦合到微流体装置3115。通气管3125通过限流器3120与微流体装置3115流体连通。第二注射器3130流体耦合到第二柱3135。第二柱3135流体耦合到微流体装置3115。微流体装置3115也通过限流器3140流体耦合到检测器3145。在系统3100的操作中，微流体装置可以用于将来自柱3110和柱3135的柱流出物提供到检测器3145。在不需要从柱洗脱的物种进行分析的情况下，微流体装置可以用于使那些物种转向通气管3125。在替代配置中，通气管3125允许系统的通风，同时允许检测器3145维持在正常操作温度和压力。在检测器3145为质谱仪的情况下，这个特征是特别可取的。 

根据某些实施例，在图32A至图32D中示出被配置为晶片并且包括交叉流动路径的微流体装置的一个图解。在图32A中示出具有在图32B至图32D中分解示出的各层的整个晶片构造。参看图32A，晶片3200一般包括其中具有一个或多个微通道的多层衬底3205。在这个实施方案中，微通道具有六个端口3210、3215、3220、3225、3230和3235。端口3210可以是来自第一柱的入口端口，端口3230可以是第一开关气体的端口，端口3220可以是第二开关气体的端口，端口3235可以是通往第一检测器的出口端口，端口3225可以是来自 第二柱的入口端口，并且端口3215可以是通往第二检测器(或通气管)的出口端口。装置包括交叉通道3242和3244以及受限制的通道3246和3247。在生产晶片工艺中，可以装配不同的层以提供各种流动路径。参看图32B，一个层可以提供交叉路径3242，交叉路径3242在端口3215与端口3230之间提供流体耦合。根据微流体装置的精确定向，图32B中所示的层可以是叠层的底层或叠层的外表面上的层。另一层(参见图32D)可以提供交叉路径3244以及受限制的通道3246和3247。图32D中所示的层可以是叠层的顶层或叠层的外表面上的与图32B中所示的层相对的层，其中中间层位于顶层与底层之间。交叉路径3244可以在端口3220与端口3235之间提供流体耦合。受限制的通道3246在端口3230与端口3235之间提供流体耦合。受限制的通道3247在端口3215与端口3220之间提供流体耦合。中间层(图32C)可以包括适合的流动路径以完成微通道和在微流体装置的所需的端口之间提供流体流动。当各层被叠在一起以提供晶片时，流体流动路径将被产生并且可以用于控制色谱系统中物种的方向。可以使用孔隙3250和孔隙3255以及适合的配件(例如，螺丝、螺母、螺栓、金属环等)将整个晶片安装到样品保持器或其他适合的装置。图32B至图32D中所示的各层中的每层可以自身是多层结构或叠层，或可以是具有被蚀刻或以其他方式包括在其中的各自的微通道的一般固体。可以在各层之间添加垫片、密封剂或其他材料以促进流体密封，从而避免或减少内部泄漏可能发生的可能性。 

在某些实施例中并且如本文所述，微流体装置可以包括可以耦合或去耦两个或更多个流体流动路径的一个或多个致动器或切换阀。致动器的位置提供在两个或更多个端口之间的流体流动或阻止在两个或更多个端口之间的流体流动。微流体装置可以包括可以在所需的频率下打开、关闭或调制的低成本螺线管阀以连接两个或更多个流动路径或停止两个或更多个流动路径之间的流动。在一些实施例中，可以在完全打开位置与完全关闭位置之间致动螺线管阀。致动螺线管所用的频率取决于执行的色谱法的特定类型(例如，中心切割或溶剂转 储)、待连接的特定端口和对可以通过打开和关闭阀而完成的压力所需的影响，并且说明性频率包括(但不限于)5Hz至200Hz、10Hz至100Hz、20Hz至90Hz、30Hz至80Hz、40Hz至70Hz、45Hz至65Hz和50Hz至60Hz。螺线管阀通常在晶片的外部并且通过气动管或其他适合的连接耦合到所需的端口。在一些实施例中，切换阀可以集成到晶片的端口中以为最终用户提供更少的部件进行连接。 

在某些实施方案中，可以使用两个或更多个串联连接的切换阀，这些切换阀可以是相同或不同的。例如，与比例阀同轴的螺线管阀可以流体耦合到微流体装置的端口。系统可以包括气流监测仪、压力传感器或其他装置以确保平衡系统中的压力。 

在某些实施例中，可以使用控制器、处理器或其他适合的电气部件控制切换阀。在图33A和图33B中示出可以用于调制阀的一个配置。参看图33A，函数发生器3310电耦合到晶体管驱动器3320并且可操作以将所需的波形提供到晶体管驱动器3320。晶体管驱动器3320电耦合到螺线管阀3330并且可操作以在对应于函数发生器3310提供的特定波形的频率下调制螺线管阀3330。函数发生器3310提供的波形可以在分离的过程期间例如根据所需的循环频率而变化。在某些实施例中，函数发生器3310可以提供方波以使得螺线管阀3330将在相对于给定出口的打开位置与关闭位置之间循环。例如，在使用三通螺线管阀的情况下，三通螺线管阀可以在两个不同的出口之间切换入口流量，因此可以相对于一个出口“打开”并且可以相对于另一个出口“关闭”。也可以根据流体耦合到晶片的切换阀的特定类型使用其他波形(例如，三角形、正弦、锯齿等)。在某些实施方案中，微流体装置的每个端口可以包括电耦合到控制器和气源的个别可控螺线管阀以使得可以个别地控制通过每个端口的流体流动。 

在某些实施方案中，本文公开的微流体装置可以允许同时分析两个色谱。参看图36(下文描述图34和图35)，示出包括流体耦合到第一柱3615的第一注射器3610的系统3600。系统3600也包括流体 耦合到第二柱3625的第二注射器3620。第一柱3615和第二柱3625中的每个流体耦合到微流体装置3630。微流体装置3630通过限流器3635流体耦合到通气管3640。微流体装置3640也通过限流器3645流体耦合到MS检测器3650。MS检测器3650电耦合到位于气源3655与微流体装置3630之间的螺线管阀(未示出)。MS检测器3650驱动中点螺线管阀调制以使微流体装置3630与MS检测器3650的扫描同步。可以使用微流体装置3630将从第一柱3615和第二柱3625洗脱的物种定向至MS检测器3650。这样的方向允许同时处理两个色谱。微流体装置3630的精确配置可以是本文所述的说明性配置或其他适合的配置中的任何一个。 

在某些实施方案中，在图37中示出被配置为执行同时验证色谱法的系统。系统3700包括流体耦合到第一柱3715和第二柱3720中的每个的注射器3710。注射器3710分流样品流动以使得将一部分提供到第一柱3715和将一部分提供到第二柱3720。第一柱3715和第二柱3720中的每个流体耦合到微流体装置3725。微流体装置3725通过限流器3730流体耦合到通气管3735和通过限流器3740流体耦合到检测器3745。如果柱和柱内径中的分离介质相同，那么每个柱的分离应该实质上相同。切换器3725可以将峰从第一柱3715和第二柱3720提供到检测器3745(例如，MS检测器)。可以通过通气管3735使系统通风，同时将检测器3745保持在操作温度和压力。 

在某些实施例中，在图38中示出被配置用于多维分离和多路复用的检测的说明性系统。系统3800包括流体耦合到柱3815和载气源3805的注射器3810。柱3815流体耦合到第一微流体装置3820，第一微流体装置3820耦合到气源3822。第一微流体装置3820也流体耦合到第二柱3825和第二微流体装置3830。限流器3827位于第一微流体装置3815与第二微流体装置3830之间。第二微流体装置3830流体耦合到气源3835。第二微流体装置3830也流体耦合到通气管3845和检测器3855。峰可以从第一柱3815洗脱，并且可以使用第一微流体装置3815和第二微流体装置3830将峰提供到第二柱3825或 提供到检测器3855或通气管3845。可以基于分别在第一微流体装置3815和第二微流体装置3830中的每个内流体耦合的特定端口将峰选择性地提供到所需组分。第一微流体装置3820和第二微流体装置3830不需要是相同的，但他们可能是相同的。在一些实施例中，将第一微流体装置和第二微流体装置选择为不同的以提供对从一个或多个柱洗脱的样品的增强控制。 

在某些实施方案中并且参看图39，示出双柱单检测器配置。系统3900包括各自分别流体耦合到气源3905和气源3915的第一柱3910和第二柱3920。第一柱和第二柱中的每个也流体耦合到微流体装置3925。微流体装置3925包括第一缓冲器3932和第二缓冲器3934。在某些情况下，术语缓冲器与术语装料室被可交换地使用。第一缓冲器3932和第二缓冲器3934可以各自用于保持来自柱的峰。例如，物种可以从柱3910洗脱并且被收集在第一缓冲器3932中。一旦物种被收集，就可以使用开关气体通过限流器3940将物种从气源3930和切换阀3927定向至检测器3945。同时地，可以将从第二柱3920洗脱的物种收集在第二缓冲器3934中。在将物种从第一缓冲器3932提供到检测器3945后，可以切换阀3927以使得现在使用开关气体将第二缓冲器3934中的样品定向至检测器3945。缓冲器3932、3934的容量被理想地匹配并且具有对于柱流出物流率和多路复用频率而言足够的体积。例如，缓冲器可以各自是约80微升至约150微升(例如，约120微升)，这个容量适合用于在约10Hz的多路复用频率下约每分钟1毫升的柱流出物速率。考虑到本公开利益的本领域普通技术人员将选择其他适合的柱流出物速率和多路复用频率。 

在某些实施例中，在图40中更详细地示出包括缓冲器的晶片。晶片4000包括多个端口和两个缓冲器。端口4010流体耦合到第一缓冲器4012和第二端口4015。缓冲器4012内置在端口4010与端口4020之间。第二缓冲器4022内置在端口4025与端口4030之间。缓冲器4012和缓冲器4022可以是微通道的部分但是直径更大。具体来说，可以选择缓冲器的直径和长度以在调制的切换阀的一个循环期间在 施加的中点压力下具有足够的容量来容纳从柱流出的流出物。在某些实施例中，可以选择缓冲器的长度和宽度以使得将缓冲器放进晶片内并且仍提供所需的流体容量。在操作中，端口4010可以流体耦合到开关气源，端口4015可以流体耦合到第一柱以从第一柱接收流出物，端口4020可以流体耦合到检测器以将样品提供到检测器，端口4025可以流体耦合到另一个柱以从第二柱接收流出物，并且端口4030可以流体耦合到另一个开关气源。如下文更详细地所述，可以和流量控制一起使用缓冲器以减少峰的扩散扩大。 

在某些实施方案中，本文所述的装置可以用于提供流量调制。流量调制可以提供实质利益(包括改进的峰检测)。在图41中示出典型的色谱，其中响应与流过检测器的分析物的流率(质量流量检测器)或浓度(浓度相关检测器)相关。当流量调制用于图41中使用的相同样品时，出现的信号应该更接近于图42中所示的信号。流量调制允许通常以缓慢的速率(例如，1mL/min)流动的柱流出物流入腔室。例如，参看图43A，柱流出物4305可以从柱流至流体流动路径4310并且流入缓冲器或装料室4320。当切换阀4315处于第一位置时，尽管一些柱流出物4305可能退出装料室，但是柱流出物4305将倾向于在装料室4320中积累并且在箭头4325的方向上被提供到检测器。现在参看图43B，当切换阀4315被致动到第二位置时，将在箭头4330的方向上提供调制气体。调制气体的流率超过柱流出物的流率。这个大的流率差异用于用单个大的脉冲或团注将装料室4320中的任何柱流出物4305推向检测器。这个工艺导致如图42中所示的大的窄峰。具体来说，这个调制具有将柱流出物的窄带引入由清洁调制载气分离的检测器的效果，如图42中所示。信号处理系统合意地使离散检测器读数与流量调制同步以使得在脉冲的顶点获得这些读数。也可以在脉冲之间获得检测器读数以获得背景信号。可以可选择地使用流量调制以及本文所述的微流体装置获得一些优势。例如，通过质量流量敏感型检测器，分析物的质量流量可以增加了50x倍或比较多地产生更高的灵敏度和改进的检测限制。通过浓度相关检测器，调制可以使柱 流出物能够在很高的速率下但很少稀释的情况下经过检测器单元。这个结果可能使相对较大的单元检测器能够用于窄孔柱，而不发生通常与使用补充气体相关联的灵敏度损失。监测脉冲之间的检测器背景信号的能力可以帮助消除检测器漂移的效应和改进检测限制和分析稳定性。可能有机会使用具有常规火焰光度检测器的调制器以使能够在每个脉冲之后时间选通火焰的光学发射，从而以与使用例如某些脉冲火焰光度检测器实现的类似的方式提高选择性和减少噪音。此外，良好的流量调制器可以形成GCxGC系统的基础。 

在某些实施方案中，图43A和图43B中所示的装料室可能具有一些限制。在图43A中，切换阀阻止调制气体流入装料室4340，因此气体进入检测器的流率将是柱流出物的流率。当切换阀被致动到第二位置时，存在进入检测器的流率的突然增加。载气的这个慢-快-慢流率可能导致检测器中的噪音和不稳定。如果存在这样的噪音，那么可以使用如图44A和图44B中所示的三通切换阀以提供气体进入检测器的更稳定的流率。参看图44A和图44B，装置包括通过流体流动路径4405流体耦合到柱(未示出)的装料室4420。装置也包括位于三通切换阀4415与装料室4420之间的流体流动路径4410。旁路流动路径4430也流体耦合到三通切换阀4415。当三通切换阀4415将调制气体从流体流动路径4435流体耦合到旁路流动路径4430(图44A)时，调制气体流入旁路流动路径并且通过流体流动路径4425流出到检测器。在这种状态下，来自柱的流出物可能在装料室4420中积累。当三通切换阀被致动到不同的位置(图44B)时，调制气体可以通过流体流动路径4410被提供到装料室4420并且可以用于迫使积累的流出物沿着流体流动路径4425从装料室流入检测器。三通切换阀的一个循环将产生一个脉冲进入检测器。因此，为了生成例如每秒钟五十个脉冲，三通切换阀必须在50Hz下振动。这种高层次的循环可以对切换阀施加很大的应力。另外，在如图43B和图44B中所示冲洗腔室时，柱流出物将继续进入腔室。这种材料将被稀释并且实际上失去了分析。 

在某些实施方案中，超过一个的装料室可以用于本文所述的流量调制方法和本文所述的微流体装置。在图45A和图45B中示出这个配置的图解。装置包括通过流体流动路径4510流体耦合到调制气体的三通切换阀4515。切换阀4515通过流体流动路径4520流体耦合到第一腔室4525并且通过流体流动路径4535流体耦合到第二腔室4540。柱(未示出)通过入口4505流体耦合到第一腔室4525和第二腔室4540中的每个。腔室4525通过流体流动路径4530和流体流动路径4550流体耦合到检测器(未示出)，并且腔室4540通过流体流动路径4545和流体流动路径4550流体耦合到检测器。在装料腔室4525、4540中的一个时，用调制气体冲洗另一个腔室。这个布置应该对于切换阀的每个循环生成两个脉冲，从而允许切换阀以单腔气设计的一半的速度振动，以实现相同的性能。另外，因为柱流出物始终装料一个腔室，所以没有一个柱流出物被浪费。在腔室之间的调制气体的小流量可以阻止或减少样品蒸汽扩散到被清扫的腔室中。流入检测器的流率在切换阀的任一位置将是相同的。 

在某些实施例中，本文所述的微流体装置可以被配置具有一个或多个装料室。图46示出具有至少一个装料室的微流体装置的一个图解。微流体装置4600包括第一腔室4610和第二腔室4615。柱流出物端口4640流体耦合到第一腔室4610和第二腔室4615中的每个。根据腔室4610、4615中的哪个被清扫或冲洗，可以在端口4630或端口4650引入调制气体。切换阀(未示出)流体耦合到端口4630和端口3650中的每个以控制哪个端口接收调制气体。可以存在一个或多个限流器以平衡系统中的流量。当将调制气体引入端口4630时，调制气体将被从腔室4615扫入检测器，并且柱流出物将装料腔室4610。当调制气体被切换到端口4650时，将清扫腔室4610并且将装料腔室4610。腔室可以被设计成狭长的以在冲洗腔室时最小化样品的稀释和分散。 

在存在装料室的某些实施方案中，可以选择腔室几何形状以适应操作条件。例如，在选择腔室几何形状和尺寸时可以考虑以下变量： 柱流率、调制气体流率、微流体装置内的压力和切换阀调制频率。在一个说明中，如果柱流率在0.5mL/min至3mL/min的范围中(例如，具有最大内径0.32mm的柱)并且流入检测器的流率是约50mL/min，那么这些假设提供在17X至100X的范围中的压缩系数。如果微流体装置的内部压力是约8psig，那么一段熔融石英管可以连接到检测器以在8psig下提供约50mL/min。限流器几何形状将取决于选择的特定检测器。装料室合意地足够大以在脉冲调制柱之前容纳从柱洗脱的所有柱流出物。在微流体装置内的压力下，来自柱的最大体积流率将是 

3x(环境压力)/(微流体装置压力+环境压力)＝3x15/23＝～2mL/min 

表II列出在8psig下在2mL/min流率下一系列切换阀调制频率所需的腔室容量。 

表II.预测的腔室容量需求 

如果微流体装置的通道的高度为80微米并且腔室长度为约30mm，那么可以如表III中所示选择腔室宽度。 

表III.预测的腔室尺寸 

将表II和表III提供为指南，但是将改变选择的精确尺寸的任何假设可以变化。 

在某些实施方案中，也可以选择内部腔室通道几何形状以提供所需的流动特性。例如，在柱端口与两个腔室中的每个之间的微通道的几何形状可以改变流体流动。如果这些微通道太宽，那么调制气体将能够介于两个腔室之间和同时冲洗这两个腔室。如果这些微通道太窄，那么柱端口将增加来自柱流出物的压力，因此流出物将分流到两个腔室中。调制气体进入被装料的腔室中的流动应该保持很低(例如，＜50μL/min)。图47示出如何使用微流体装置控制这个工艺的一个图解。微流体装置4700包括第一腔室4710和第二腔室4715。微流体装置4700也包括多个端口。柱流出物端口4740流体耦合到第一腔室4710和第二腔室4715。三通切换阀(未示出)流体耦合到端口4730和端口4750并且可以根据阀的位置将调制气体提供到端口4730、4750中的任一个。如果调制气体被切换到端口4730，那么50mL/min的气体应该流过腔室4715并且通过连接到端口4720的流体流动路径流出到检测器。腔室4715不应该强加任何重大限制，但是流到端口4720的流体流动路径4755可能提供限制性流动。流体流动路径4760将控制调制气体从端口4730通过腔室4710的流率。流动路径4755和流动路径4760的相对阻抗将支配调制气体通过腔室4710和腔室4715的流率。因此，流体流动路径4755和流体流动路径4760的尺寸可以相对于微通道的其他部分的尺寸被限制或扩大，以提供通过微流体装置的所需的流率。 

在某些实施方案中，本文所述的微流体装置可以例如用于分流峰。例如，个别峰可以被切割和提供到不同的检测器(或不同的部件)，或单峰可以被分流和提供到两个不同的部件。例如，在样品中的特定物种高度浓缩的情况下，可能需要分流那个样品峰和将样品峰的一部分发送到通气管，而不是将整个峰发送到检测器。这样的分流可以克服柱和/或检测器的动态范围限制。另外，可以使用大注射量并且可以完全分流(或移除)溶剂峰以避免使检测器过载。在图48中示出被配置用于峰分流的系统的一个配置。系统4800包括流体耦合到载气源4805和第一柱4815的注射器4810。第一柱4815流体耦合到微 流体装置4820，微流体装置4820自身流体耦合到切换阀4825。第二柱4830流体耦合到微流体装置4820和检测器4835。微流体装置4820也流体耦合到限流器4840和通气管4845。根据切换阀4845的位置，从第一柱4815洗脱的峰可以被切割和提供到第二柱4830或提供到通气管4845。例如，可以将污染峰或溶剂峰选择性地提供到通气管4845以使得这些峰不干扰样品峰的检测，可以将样品峰提供到第二柱4830和检测器4835。在一些实施例中，峰的一部分可以被切割和提供到通气管。例如，在样品中的一种组分(或样品中的污染物)比其他组分以实质上更高的浓度存在的情况下，高度浓缩的组分可以在比检测器的动态范围更高的浓度下存在，这可能在信号超过最大检测器信号时导致平顶峰。通过将峰分流到两个或更多个部分中，浓度可以列入检测器范围内以提供对在样品中存在多少组分的更准确的评估。不同的峰可以被分流不同的量，例如，25％、50％、75％或其他分流百分比。图48的系统也允许通过通气管4845进行通风。这样的通风可以克服由大的溶剂量引起的问题，从而允许使用更大的注射量。另外，可以如本文所述执行反冲和MS通风功能性。 

在某些实施方案中，系统可以被配置成分流不同的峰或将不同的峰提供到两个或更多个检测器。参看图49，系统4900包括流体耦合到载气源4910和柱4915的注射器4905。柱4915流体耦合到微流体装置4975。中点压力调节器4920可以可选择地流体耦合到微流体装置4975。微流体装置4975通过限流器4925流体耦合到第一检测器4940、通过限流器4930流体耦合到第二检测器4945以及通过限流器4935流体耦合到MS装置4950。在系统的操作中，峰可以被切割并且可以将一部分提供到第一检测器4940以及可以将其余的削峰提供到第二检测器4945。或者，可以将峰的一部分提供到MS装置4950。在一些实施方案中，可以将整个峰提供到不同的检测器。考虑到本公开利益的本领域普通技术人员将容易地选择系统4900的其他用途。 

在某些实施方案中，可以在任何分离之前分流样品。在图50中示出这样的系统的一个配置。系统5000包括流体耦合到载气源5010 的注射器5005。注射器5005流体耦合到微流体装置5075。中点压力调节器5020可以通过限流器5015可选择地流体耦合到微流体装置5075。开关气源5020可以流体耦合到微流体装置5075。微流体装置5075通过第一柱5025流体耦合到第一检测器5040、通过第二柱5030流体耦合到第二检测器5045以及通过第三柱5035流体耦合到MS装置5050。可以使用注射器5005将样品注射到系统中并且可以使用微流体装置5075将样品分流到不同的组分。可以使用柱5025、柱5030和柱5035执行分离并且可以将峰提供到对应的检测器。图50中所示的配置允许使用不同类型的检测器和/或不同类型的柱材料同时分析样品。 

在某些实施方案中，峰的分流可以允许使用不同的载气。在图51中示出这样的系统的一个配置。系统5100包括流体耦合到第一载气源5110的注射器5105。注射器5105流体耦合到第一柱5115。切换阀5125可以流体耦合到微流体装置5155、分流器5160和第二载气源5120，第二载气源5120可以与第一载气源相同或可以不同。微流体装置5155也流体耦合到第三气源5145，第三气源5145可以与第一载气源5110和第二载气源5120相同或可以不同。微流体装置5155进一步通过第二柱5140流体耦合到第一检测器5135以及通过第三柱5150流体耦合到第三检测器5165。在使用图51的系统的一个方案中，第一气源5110可以是在10cm/sec的流率下使用的氮。第二气源5120也可以是氮，其可以在足够的流率下被引入以提供通过第二柱5140的约40cm/sec的流率。例如，可以提供第二气源以从装料室5130清扫流出物。第三气源可以是氢并且可以在约40cm/sec的流率下被提供到第三柱5150。在这个配置中，不同的载气可以使用第二柱5140和第三柱5150提供不同的分离。例如，在单个类型的载气不提供样品中的所有组分的适合的分离的情况下，此类不同的载气可能是合意的。 

在某些实施方案中，本文所述的系统可以用于多维分离。在图52A和图52B中示出一个图解。系统5200包括流体耦合到载气源5205 和第一柱5215的注射器5210。第一柱5215流体耦合到微流体装置5220，微流体装置5220自身流体耦合到调制气源5225。微流体装置5220也通过限流器5230流体耦合到第一检测器5235以及通过第一柱5240流体耦合到第二检测器5245。微流体装置5220也通常与切换阀(未示出)流体连通，切换阀可以允许流体在一个位置中从第一柱5215流动到第二柱5240和第二检测器5245(图52A)并且可以允许流体在另一个位置中通过限流器5230流动到第二检测器5235(图52B)。可以改变切换阀的位置以控制系统的哪些组分接收柱流出物。这样的流动方向提供不同的数据集，这些数据集可以用于提供对样品中的组分的更好的分析并且可以必要时被提供在相同的色谱上以供更容易的分析。 

在一些实施方案中，在分流柱流出物后但在发生任何分离前，可以发生多维分离。在图53中示出将分流用于多维分析的系统的一个配置。系统5300包括流体耦合到载气源5305和限流器5315的注射器5310。限流器5315流体耦合到微流体装置5320，微流体装置5320自身流体耦合到调制气源5325。微流体装置5320也通过第一柱5330流体耦合到第一检测器5335以及通过第二柱5340流体耦合到第二检测器5345。微流体装置5320也通常与切换阀(未示出)流体连通，切换阀可以从注射器5310分流流体流动和将分流提供到系统5300的不同的柱。这样的分流允许使用两个柱中的不同的分离介质，以使用单系统提供不同的数据集和不同的分离。 

在某些实施例中，用于多维分离的系统(例如，GCxGC)可以包括三个或更多个柱。在图54中示出包括三个柱的一个系统。系统5400包括流体耦合到载气源5405和第一柱5415的注射器5410。第一柱5415流体耦合到微流体装置5420，微流体装置5420自身流体耦合到调制气源5425。微流体装置5420也通过第二柱5430流体耦合到第一检测器5435以及通过第三柱5440流体耦合到第二检测器5445。微流体装置5420也通常与切换阀(未示出)流体连通，切换阀可以从第一柱5415分流柱流出物(或必要时特定峰)和将分流提 供到系统5400的两个其他的柱。必要时，这样的分流允许使用三个柱中的不同的分离介质，以使用单系统提供不同的数据集和不同的分离。 

在某些实施例中，本文所述的微流体装置可以用于在多个输出之间切换单个输入，或用于将多个输入切换到单个输出。例如，可以在三个输出中的一个之间切换单个输出，或可以将三个输入中的一个切换到单个输出。在某些情况下，可操作以提供三通切换的此类微流体装置被称为三通切换微流体装置。可能需要使用两个或更多个切换阀，例如，螺线管阀等。在使用两个或更多个切换阀的情况下，额外的管、流体耦合等可以用于促进整个系统中的流体流动。 

参看图58，示出包括七个端口5810、5820、5830、5840、5850、5860和5870的微流体装置5800。微流体装置也包括环绕在端口5820、5840和5860上的多个旁路限流器，例如，旁路限流器5875、5880和5885。在生产微流体装置5800的过程中，可以将两个叠层晶片层接合在一起。图59示出第一晶片层5900并且图60示出第二晶片层6000。第一晶片层5900包括通过流体流动路径相互流体耦合的端口5810、5820、5830、5840、5850、5860和5870。第二晶片层6000包括在将层5900层压或以其他方式接合到层6000时耦合到各自的端口的旁路限流器5875、5880和5885。例如，如果需要在端口之间提供更多的空间和为旁路限流器提供边缘，那么可以使用三个或更多个晶片层。通过使用三个或更多个晶片层，旁路限流器流动路径可以与其他流体流动路径交叉以使得不沿着微流体装置的边缘定位旁路限流器流动路径。 

在使用图58中所示的装置的情况下，可以选择旁路限流器的尺寸以使得提供所需的流率。例如，由于在任何时候将开关气体提供到三个切换端口中的两个，故旁路(吹扫)气流将通过两个限流器。可以使用上文所述的限流器几何形状计算。为了维持图58的装置中与使用单个旁路限流器装置(或类似的装置)实现的总流率相同的总流 率，图58中的每个限流器将合意地提供约一半的流率。只是为了说明的目的，这意味着图58中所示的每个限流器将需要是以上计算中所述的长度的约两倍，或将是其内部通道宽度的约0.84倍。这些计算只是说明性的并且可以使用本文所述的方程式考虑每一组情况和每个配置。 

在某些实施方案中，图58中所示的微流体装置可以与两个或更多个切换阀(例如，螺线管阀)一起使用。在图60中示出说明性配置。在这个配置中，存在第一个三通螺线管阀(SV1)6110和第二个三通螺线管阀(SV2)6120。当螺线管阀6110和螺线管阀6120处于第一位置(关闭、闭合或不活动)时，在中点压力下的载气将被定向至晶片5800中的端口5810和端口5830。这个配置将驱动任何预柱流出物，其将在端口5870进入微流体装置5800并通过端口5820流出。当SV1打开(第二位置)并且SV2关闭(第一位置)时，有源切换端口将为端口5830和端口5850，并且预柱流出物将被定向至端口5860。在SV1关闭并且SV2打开的情况下，有源切换端口将为端口5810和端口5830，并且预柱流出物将被定向至端口5840。在SV1和SV2都打开的情况下，有源切换端口将为端口5830，并且预柱流出物将被定向至端口5840和端口5860。第一个三通螺线管阀组合提供在三个输出中的一个之间切换单个输入的功能性。第四个组合(SV1和SV2都打开)表示三个出口端口中的两个可以同时变得活动的状态。下表IV示出了不同的打开和关闭状态。 

表IV 

图62至图65示出可以用于使用单个预柱的三柱中心切割应用的系统6300，可以在直接连接到检测器的限流器与两个独立的分析柱之间切换预柱的流出物。系统6300包括流体耦合到载气6302的注射器6305。注射器6305流体耦合到柱6310，柱6310流体耦合到微流体装置6315。在微流体装置6315采取图58中所示的形式的情况下，柱6310可以通过端口5870流体耦合到微流体装置。第一螺线管阀6320和第二螺线管阀6325各自通过流体管线流体耦合到开关气源6330。第一螺线管阀6320流体耦合到端口5810和端口5830。第二螺线管阀流体耦合到端口5830和端口5850。第一检测器6350通过柱6355(或限流器)流体耦合到端口5820。第二检测器6360通过柱6365(或限流器)流体耦合到端口5860。第三检测器6370可选择地通过限流器流体耦合到端口5840。 

在图62中所示的配置中，螺线管阀6320和螺线管阀6325都关闭(第一位置)。来自开关气源6330的气体通过端口5310和端口5350进入微流体装置6315。当分析物从柱6310进入微流体装置6315时，将分析物定向至端口5820和定向到柱6355和检测器6350上。 

在图63中所示的配置中，螺线管阀6320打开(第二位置)并且螺线管阀6325关闭。来自开关气源6330的气体通过端口5330和端口5350进入微流体装置6315。当分析物从柱6310进入微流体装置6315时，将分析物定向至端口5860和定向到柱6365和检测器6360上。 

在图64中所示的配置中，螺线管阀6320关闭并且螺线管阀6325打开。来自开关气源6330的气体通过端口5310和端口5330进入微流体装置6315。当分析物从柱6310进入微流体装置6315时，将分析物定向至端口5840、通过限流器和定向到检测器6370上。 

在图65中所示的配置中，螺线管阀6320打开并且螺线管阀6325打开。来自开关气源6330的气体通过端口5330进入微流体装置6315。 当分析物从柱6310进入微流体装置6315时，将分析物定向至端口5840和端口5860。通过端口5840将分析物提供到检测器6370以及通过端口5860将分析物提供到柱6365和检测器6360。 

图62至图65中所示的配置只是说明性的。与图58至图65中所示的微流体装置类似的微流体装置可以用于中心切割、检测器切换、柱切换、入口切换和其他用途。例如，三柱中心切割可以与中点检测器一起使用以使能够直接监测预柱色谱。在其他配置中，可以在色谱运行期间在三个检测器、三个柱或上述组合中的任何一个之间切换来自单个柱的流出物。说明性组合将是作为一个检测器的MS和作为其他两个检测器的FID、ECD、NPD或FPD。在另一配置中，三通切换微流体装置可以用于从三个不同的柱中的一个接收输入，这些柱可以相同或可以不同。这样的配置使能够在单系统中使用和选择三个不同的应用。在其他配置中，三通切换微流体装置可以用于从可能存在的三个不同的潜在的样品流中选择一个样品流。例如，系统可以包括两个或更多个注射器，或可以包括具有可以提供多个样品流的两个或更多个注射器的自动取样器。 

尽管将三通切换系统示出为包括单个微流体装置，但是也可以使用两个或更多个单独的微流体装置来提供三通切换。根据装置的所需的输出和使用，可以串联或并联布置微流体装置。在一些配置中，可以一起使用两个或更多个双通切换微流体装置以提供三通或更高阶切换。每个微流体装置可以包括可以与其他切换阀一起致动的各自的切换阀以在整个系统中提供选定的流体流动。另外，三通切换微流体装置不需要被配置成晶片形式，而是可以使用管、活接头、阀、金属环等进行装配。 

在某些实施方案中，本文所述的切换装置可以用于反冲技术和方法。在图66中示出一个说明性系统。系统6700包括流体耦合到压力源6705的注射器6710。注射器通过限流器6715流体耦合到切换装置6720，例如，可商购自PerkinElmer Health Sciences，Inc.的S-swafer、 D-swafer或T-swafer。切换装置6720流体耦合到压力源6725、第一色谱柱6730和第二色谱柱6735。第一色谱柱6730流体耦合到限流器6742，限流器6742自身耦合到压力源6740和检测器6745。第二色谱柱6735流体耦合到限流器6752，限流器6752自身耦合到压力源6750和检测器6755。限流器6742和限流器6752中的每个可以流体耦合到除检测器以外的部件，例如，额外的切换装置等。来自压力源6705的载气供应可以调节在注射器6710内的压力。限流器6715可以采取许多配置，例如，一段短的去活化的熔融石英限流器管。可以使用压力源6725、6740和6750引入载气供应以控制系统6700中的总压力。 

在某些实施例中，限流器6742和限流器6752可以是PerkinElmer预通风适配器，其为具有可以耦合到检测器端口或另一装置的端口的内置限流器的活接头。在图67中示出适合的限流器的分解图。限流器6800包括入口端口6810、中间端口6820和出口端口6830，其中可以在中间端口6820中提供载气，出口端口6830可以流体耦合到系统的检测器或其他部件。在许多情况下，在适当地选择各种压力的情况下，限流器将流体耦合到毛细管柱以使得来自毛细管柱的流出物可以进入限流器6800的入口端口6810，如下文更详细地所述。 

在某些实施方案中，为了控制图66中所示的系统6700中的样品流动的方向，可以改变来自压力源6705、6725、6740和6750的各种压力。在许多情况下，压力源6725可以保持恒定，并且使用压力源6705、6740和6750对压力的改变可以用于定向系统中的样品流动。 

在某些实施例中，可以实施来自压力源的压力以使得来自压力源6705的压力是最高的，在压力源6725的压力是其次最高的，以及在压力源6740和压力源6750的压力是较低的，其中来自压力源6740和压力源6750的压力是实质上相同的。系统6700中的所得的流体流动是样品进入微流体装置6720、分流到流体流动路径中和进入柱6730和柱6735。 

在其他实施例中，可以实施来自压力源的压力以使得来自压力源6705的压力是最高的，来自压力源6750的压力是其次最高的，来自压力源6725的压力是其次最高的，以及来自压力源6740的压力是最低的。系统6700中的所得的流体流动是样品进入微流体装置6720和进入流体耦合到柱6730的流体流动路径，其中很少或实质上没有样品进入流体耦合到柱6735的流体流动路径。 

在另一实施例中，可以实施来自压力源的压力以使得来自压力源6705的压力是最高的，来自压力源6740的压力是其次最高的，来自压力源6725的压力是其次最高的，以及来自压力源6750的压力是最低的。系统6700中的所得的流体流动是样品进入微流体装置6720和进入流体耦合到柱6735的流体流动路径，其中很少或实质上没有样品进入流体耦合到柱6730的流体流动路径。 

在另一配置中，可以实施来自压力源的压力以使得来自压力源6740的压力是最高的，来自压力源6725的压力是其次最高的，以及来自压力源6750的压力是最低的。压力源6705可以在任何压力下。系统6700中的所得的流体流动是将流体从包括柱6730的流体流动路径反冲到包括柱6735的流体流动路径中。 

在另一配置中，可以实施来自压力源的压力以使得来自压力源6750的压力是最高的，来自压力源6725的压力是其次最高的，以及来自压力源6740的压力是最低的。压力源6705可以在任何压力下。系统6700中的所得的流体流动是将流体从包括柱6735的流体流动路径反冲到包括柱6730的流体流动路径中。 

在不同的配置中，来自压力源6740和压力源6750的压力可以是最高的，来自压力源6725的压力是其次最高的，以及来自压力源₆70₅的压力是最低的。系统6700中的所得的流体流动是通过微流体装置6720从包括柱6730和柱6735的两个流体流动路径反冲流体和将流体反冲到通气管。 

尽管参照使用分流装置作为微流体装置6720来提供上文所述的说明性流体流动，但是额外的流体流动也是可能的，其中微流体装置6720包括额外的入口端口和出口端口并且与再多一个阀一起使用，如本文中其他地方所述。 

在某些实施例中，在图68中示出可以用于反冲的系统的另一说明性配置。系统6900包括流体耦合到压力源6905的注射器6910。注射器通过限流器6915流体耦合到切换装置6920，例如，可商购自PerkinElmer Health Sciences，Inc.的S-swafer、D-swafer或T-swafer。切换装置6920流体耦合到压力源6925、限流器6930和色谱柱6935。限流器6930流体耦合到可以被省略的限流器6942，限流器6930被设计用于本文所述的适合的流体流动。限流器6942流体耦合到压力源6940和检测器6945。色谱柱6935流体耦合到限流器6952，限流器6952自身耦合到压力源6950和检测器6955。限流器6942和限流器6952中的每个可以流体耦合到除检测器以外的部件，例如，额外的切换装置等。来自压力源6905的载气供应可以调节在注射器6910内的压力。限流器6915可以采取许多配置，例如，一段短的去活化的熔融石英限流器管。可以使用压力源6795、6940和6950引入载气供应以控制系统6900中的总压力。 

在某些实施方案中，切换装置6920可以被配置成S-swafer、D-swafer、T-swafer或其他适合的切换装置，包括(但不限于)可以用于定向系统中的流体流动的分流装置、双通切换装置、三通切换装置和其他装置。考虑到本公开利益的本领域普通技术人员将本文所述的切换装置用于本文所述的反冲方法和系统中会在能力范围内。 

在某些实施例中，本文所述的系统可以用于调制样品流动。例如，可以控制系统的流体压力以允许样品从注射器流出并流入微流体装置以及流向第一流体流动路径和第二流体流动路径，每个流体流动路径在微流体装置的单独出口端口流体耦合到微流体装置。然后，可以改变系统的压力以反向在第一流体流动路径和第二流体流动路径中 的至少一个中的样品的流动，从而反冲在压力相反的流体流动路径中的样品。必要时，在样品的一部分从第一流体流动路径中的色谱柱洗脱以反向样品流动后，或甚至在样品的一部分已洗脱并被检测后，可以改变压力。根据系统中的所需的部件，微流体装置可以是分流器、双通切换装置、三通切换装置，并且整个系统可以包括超过单个微流体装置。 

在实施反冲的某些实施方案中，一个流体流动路径中的压力用于将那个流体流动路径中的柱流出物反冲到另一个流体流动路径。可以在检测到所有柱流出物前或可以在检测到至少一些柱流出物后执行这样的改变。在其他实施方案中，改变一个流体流动路径中的压力以反向那个流体流动路径中的样品流动是用于将反向的样品流动定向至另一个流体流动路径。例如，用户可以选择系统中的压力以允许样品流动到流体耦合到微流体装置的第一流体流动路径中。可以调整压力以反向第一流体流动路径中的样品流动和将反向的样品流动定向至流体耦合到微流体装置的第二流体流动路径中。 

在某些实施方案中，本文所述的反冲技术和系统可以用于现有分析方法或可以取代此类现有分析方法。说明性分析方法包括(但不限于)ASTM-D4815-09。在ASTM方法D-4815中，TCEP预柱用于从注入样品移除挥发性烃。将含有氧化分析物的残余样品反冲到聚甲基硅酮上。在这个柱中发生这些分析物的色谱分离，然后将留在柱中的任何残余烃反冲到通气管。需要反冲两个柱和能够在柱之间输送反冲的流出物。方法D-4815指定十端口机械阀以执行这些功能。由于许多原因，机械阀不是很适合于高分辨率毛细管色谱法：内部死体积——在机械阀内的配件和内部通道不是很适合于在低流率下处理样品流，因此峰可能变宽或拖尾；活性表面——样品流可能暴露于金属或其他活性表面，从而造成敏感分析物的损失；热质量机械阀是大而重的(在GC条件下)并且将不会跟踪柱的炉温。在许多应用中必须不断地加热阀，这可能造成温度敏感的化合物的分解；温度极限——阀中的转子材料将具有可能限制一些样品类型的温度极限；活动件—— 轮子在阀体内旋转。存在与这个情况相关联的摩擦磨损并且轮子将最终磨损和泄漏。在毛细管色谱法中小的泄漏将是极具破坏性的；载气压力瞬变——机械阀的操作将经常造成气体流的压力(和流率)的瞬间变化。在许多系统上这将自身表现为检测器基线干扰或步骤；柱流率的变化——切换机械阀的位置通常将载气从不同的源施加于柱。这会影响峰保留时间。对于方法开发，这可能意味着每次修改阀定时事件将影响其他定时事件的定时，因此也需要修改其他定时事件。这可能使方法开发耗时且繁琐。本文所述的系统和方法可以与ASTM D-4815的材料和方法一起使用以有利地分析样品。反冲技术和系统也可以用于ASTM D5580-02(2007)。在这种方法中，通过气相色谱法确定成品车用汽油中的苯、甲苯、乙苯、二甲苯、C9和重芳烃、总芳烃。也可以单独地使用本文所述的微流体装置或结合本文所述的反冲技术和系统实施其他ASTM方法。 

在某些实施例中，可以使用计算机或包括处理器的其他装置实施或控制本文所述的装置、方法和系统(或其部分)，或本文所述的装置和系统可以电耦合到计算机系统或处理器。此类计算机实施方法可以通过使用图形用户界面等允许控制而提供方法的更方便用户的实施。另外，计算机可以用于监测流率、从一个或多个检测器接收数据，以及存储或调出分离程序供后续使用。计算机系统通常包括可选择地电耦合到一个或多个存储单元的至少一个处理器。例如，计算机系统可以是通用计算机，例如，基于Unix、英特尔奔腾式处理器、MotorolaPowerPC、Sun UltraSPARC、Hewlett-Packard PA-RISC处理器或任何其他类型的处理器的计算机。在一些实施例中，处理器可以是可以被编程以基于接收的输入接收输入和输出处理参数的廉价的处理器。应了解，可以根据技术的各种实施方案使用任何类型的计算机系统中的一个或多个。此外，系统可以位于单个计算机上或可以分布在由通信网络附接的多个计算机中。例如，通用计算机系统可以被配置成执行所述功能中的任何一个，包括(但不限于)：限流器长度和直径计算、气源控制、切换阀控制、温度控制、运行时间等。应了解，系统可以 执行其他功能(包括网络通信)，并且技术不限于具有任何特定功能或功能集。 

例如，可以将各种方面实施为在通用计算机系统中执行的专用软件。计算机系统可以包括连接到一个或多个存储装置(例如，磁盘驱动器、存储器)或用于存储数据的其他装置的处理器。存储器通常用于在计算机系统的操作期间存储程序和数据。计算机系统的部件可以由互连装置耦合，互连装置可以包括一个或多个总线(例如，在集成在同一机器内的部件之间)和/或网络(例如，在驻留在单独的离散机上的部件之间)。互连装置提供在系统的部件之间交换的通信(例如，信号、数据、指令)。计算机系统通常电耦合到检测器以使得可以将电信号从检测器提供到计算机，以便接收数据用于存储和/或处理。计算机系统也可以包括一个或多个输入装置，例如，键盘、鼠标、轨迹球、麦克风、触摸屏、手控开关(例如，超越控制开关)；以及一个或多个输出装置，例如，打印装置、显示屏、扬声器。另外，计算机系统可以含有将计算机系统连接到通信网络的一个或多个界面(未示出)(作为互连装置的补充或替代)。 

存储系统通常包括存储信号的计算机可读和可写非易失性记录介质，信号定义由处理器执行的程序或存储在介质上或中以由程序处理的信息。例如，用于特定分离的炉温、流率、切换阀位置和调制频率等可以存储在介质上。例如，介质可以是磁盘或快闪存储器。通常，在操作中，处理器使从非易失性记录介质读取数据到另一存储器中，这另一存储器允许处理器比介质更快地访问信息。这个存储器通常是易失性随机访问存储器，例如，动态随机访问存储器(DRAM)或静态存储器(SRAM)。存储器可以位于存储系统中或存储器系统中。处理器一般操纵在集成电路存储器内的数据，然后在完成处理后将数据复制到介质。各种机构已知用于管理介质与集成电路存储器元件之间的数据运动，并且技术不限于此。技术也不限于特定存储器系统或存储系统。 

在某些实施例中，计算机系统也可以包括特定编程专用硬件，例如，应用型专用集成电路(ASIC)。可以在软件、硬件或固件或上述任何组合中实施技术的方面。此外，可以将此类方法、行动、系统、系统元件和其部件实施为上述计算机系统的部分或实施为独立的部件。 

尽管通过实施例描述计算机系统作为可以实践技术的各种方面的一种类型的计算机系统，但是应了解方面不限于实施在说明性计算机系统上。各种方面可以实践在具有不同的体系结构或部件的一个或多个计算机上。计算机系统可以是使用高级计算机程序设计语言可编程的通用计算机系统。也可以使用特定编程专用硬件实施计算机系统。在计算机系统中，处理器通常是可商购获得的处理器，例如，可商购自Imel公司的众所周知的奔腾类处理器。许多其他处理器是可用的。这样的处理器通常执行操作系统，例如，操作系统可以是可商购自微软公司的Windows95、Windows98、Windows NT、Windows2000(Windows ME)、Windows XP或Windows Vista操作系统、可商购自苹果计算机的MAC OS X系统的操作系统、可商购自太阳微系统公司的So1aris操作系统，或可商购自各种来源的UNIX或Linux操作系统。可以使用许多其他操作系统，并且在某些实施方案中简单的命令或指令集可以充当操作系统。 

根据某些实施例，处理器和操作系统可以共同定义计算机平台，可以用高级程序设计语言为计算机平台写入应用程序。应理解，技术不限于特定计算机系统平台、处理器、操作系统或网络。此外，考虑到本公开利益的本领域技术人员应显而易见，本技术不限于特定程序设计语言或计算机系统。此外，应了解也可以使用其他适当的程序设计语言和其他适当的计算机系统。在某些实施例中，硬件或软件被配置成实施认知体系结构、神经网络或其他适合的实施方案。 

计算机系统的一个或多个部分可以分布在耦合到通信网络的一个或多个计算机系统上。这些计算机系统也可以是通用计算机系统。例如，各种方面可以分布在一个或多个计算机系统中，计算机系统被 配置成将服务(例如，服务器)提供到一个或多个客户端计算机，或执行整体任务作为分布式系统的一部分。例如，可以在客户端-服务器或多层系统上执行各种方面，客户端-服务器或多层系统包括分布在执行根据各种实施方案的各种功能的一个或多个服务器系统中的部件。这些部件可以是使用通信协议(例如，TCP/IP)通过通信网络(例如，互联网)通信的可执行、中间(例如，IL)或解释(例如，Java)码。也应了解，技术不限于执行在任何特定系统或系统组上。此外，也应了解，技术不限于任何特定的分布式体系结构、网络或通信协议。 

根据某些实施例，可以使用面向对象的程序设计语言，例如，SmallTalk、Basic、Java、C++、Ada或C#(C-Sharp)编程各种实施方案。也可以使用其他面向对象的程序设计语言。或者，可以使用函数式、脚本和/或逻辑程序设计语言。可以在非编程环境中实施各种配置(例如，当在浏览器程序的窗口中查看时，以HTML、XML或其他格式建立的文件，呈现图形用户界面(GUI)的方面或提供其他功能)。可以将某些配置实施为编程或非编程元件，或上述任何组合。 

在某些实施例中，可以提供用户界面以使得用户可以输入在开始气相或液相色谱分离之前通常输入的所需流率、管长度和直径、柱类型、溶剂梯度运行和其他信息。考虑到本公开利益的本领域普通技术人员将容易地选择用户界面中的内含物的其他特征。 

在某些实施方案中，可以可选择地用使用微流体装置的指令将本文所述的微流体装置包装在套件中。在一些实施例中，套件可以进一步包括计算机可读介质，其含有适合于实施本文所述的流量控制或调制的算法。套件可以进一步包括具有所需的长度或直径的配件、管、限流器等以促进系统中的所需的流率。在一些实施例中，也可以在套件中包括一个或多个分离柱。 

下文描述某些具体实施例以说明本文所述的技术的进一步的一些新的和有用的特征。 

实施例1

为了验证管直径算法，用氦和氮载气测试熔融石英管的长度(被列为具有150微米的内径)。将最小二乘法线性拟合应用于流率与绝对施加的压力的平方以确定方程式(17)中常数b的值并且根据方程式(18)计算d_c。在这个位置从数字气压表确定环境压力并且从表获得在环境温度下的粘度。在表V(氦气)和表Ⅵ(氮气)中提供结果并且按递减长度L的顺序列出这些结果。 

表V 

表Ⅵ 

表V和表Ⅵ示出在限流器管逐步缩短时实现内径的高度一致的值。平均值(氦为152.3μm以及氮为152.6μm)非常接近，并且计算的精确度是极好的(氦为0.49％RSD以及氮为0.40％RSD)。 

为了验证这些结果的准确性，在500x倍显微镜和由显微照相术确定的真正的直径下，检查在流量测量测试期间移除的熔融石英管的部分。图55示出具有10微米刻度的重叠格子线的熔融石英管的一部分的末端的显微照片。表Ⅶ列出通过显微镜获得的手动测量的结果。这些测量非常密切地适合表V和表Ⅵ中的计算值。 

表Ⅶ 

获得的部分(cm)	测量的钻孔(μm)
		200	153
180	153
		160	152
140	152
		120	153
100	153

因此，为了更好地确定用于流体色谱系统中的管的真正的大小，可以实施校准协议以准确地评估用于系统中的管(例如，柱、限流器等)的真正的内径。 

实施例2

在图56中示出使用基于上述方程式的算法控制气体通过输送管路和柱的流率的热脱附系统的结果。载气被掺杂有固定的甲烷浓度以使得从柱洗脱的气体的质量流率可以直接由火焰电离检测器监测。图56示出在柱温度程序期间使用恒定压力控制然后使用恒定流量控制的检测器信号的曲线图。如可以从这些曲线图中看出，在使用恒定流量控制时，质量流率在程序期间是相当恒定的。 

在图56中，在柱温度增加时控制流率。将甲烷添加到柱并且所得的信号用于监测随流率而变的检测器响应。将炉加热到40℃和维持在这个温度达1分钟。然后，使温度增加了10℃/分钟直到达到300℃的最终温度。维持最终温度达10分钟。曲线5610代表实际的流率，曲线5620代表预期的流率，并且曲线5630代表在没有使用流量控制情况下(在使用恒定压力控制情况下)的流率。在使用压力控制的情况下，这个流率与所需的流率显著不同。在实施本文所述的流量控制算法的情况下，这个流率密切地跟踪所需的流率。 

实施例3

图34和图35A至图35C示出如本文所述执行调制的色谱峰的图解。参看图34，示出单峰。调制将峰分成多个个别调制部分。使用图33A和图33B的控制器和图11的微流体装置在10Hz下执行调制。所用的柱为30m x0.25mm x0.25微米的聚甲基硅酮柱。将氦用作流动相。入口压力为40psig，并且中点压力为30psig(氦气)。将炉加热到35℃和维持在这个温度达1分钟。然后，使温度增加了10℃/分钟直到达到300℃的最终温度。在275℃下的快速FID检测器用于检测峰。100mL/min分流注射器用于引入样品，这个样品为1微克/微升NIOSH芳香烃(注射0.2微升)。 

参看图35A至图35C，示出三个不同的迹线。在图35A中，示出代表来自第一柱的样品流出物的两个峰3510、3520。在图35B中，示出代表来自第二柱的样品流出物的单峰3530。可以使用本文所述 的调制技术同时分析这些峰。参看图35C，示出不同样品的调制输出，其中例如可以将来自第一柱和第二柱的样品提供到单个输出。峰3510和峰3530在调制输出中重叠或交错，如调制信号组3540中所示。将峰3520示出为调制峰3550。以这种方式，可以同时分析来自不同柱的样品峰。 

实施例4

在图57中示出包括内部旁路限流器的微流体装置。所得的微流体装置(图57)包括多个端口5705、5710、5715、5720、5725和5730。端口5705被设计成从柱接收流出物。来自螺线管阀的开关气体可以连接到端口5715和端口5725中的每个。出口端口5710和出口端口5730可以连接到柱或限流器或其他装置。内部旁路限流器5750具有小于内部微流体通道的其他部分5760的直径的直径。为这个内部旁路限流器选择的特定直径和长度可以使用微流体装置提供流量控制。 

实施例5

Clarus680配备PSS注射器、2x FID、S-Swafer系统和两个预通风检测器适配器；所有元件用于支持PPC模块。预通风PPC模块的两个排气调节器附接到支架(在预通风安装套件中包括支架)和安装在GC顶盖下方。 

以下实施例使用在表Ⅷ中所示的色谱条件和设置。 

表Ⅷ 

实施例6

图69示出如何施加气体压力以使注入样品能够在这个系统中同时套色复制在两个柱上。载气通过两个柱7240、7250和分别通过其预通风适配器7242、7252从Swafer7230向前流动，并分别流入其检测器7260、7270。使用可商购自Perkin Elmer Health Sciences，Inc.的Swafer实用软件计算施加的压力(和以下图中的压力)。在图70A和图70B中示出使用D-4815校准混合物的所得的色谱。 

实施例7

图71示出如何可以向上重新调整在聚甲基硅酮柱的出口在预通风适配器处的气体压力(例如，从20psig调整到31psig)以提供轻微的回流，以使得现在将整个样品定向至TCEP柱中。所有其他条件与图69中所示的保持相同。在图72B中示出所得的色谱。连接到聚甲基硅酮柱的检测器未检测到色谱峰(图72A)。 

实施例8

以与对于图71相同的方式，通过调整在TCEP柱的出口在预通风适配器处的压力，可以将注入样品定向至聚甲基硅酮柱，如图73中所示。所有其他条件与图69中所示的保持相同。在图74A中示出所得的色谱。连接到TCEP柱的检测器未检测到色谱峰(图74B)。 

实施例9

通过改变在运行期间施加的压力，可以在柱之间移动部分或全部的样品或使样品通风。例如，如果应用图71中所示的条件以使能够只注射到TCEP柱中，然后在3.70分钟后，应用图75中所示的条件以反冲这个柱和将反冲的流出物定向至聚甲基硅酮柱。通过增加在TCEP柱的末端在预通风适配器处的压力以反向载气流过那个柱的方向，以及减少在聚甲基硅酮柱的末端在预通风适配器处的压力以允许气体(包括反冲的蒸汽)从切换装置流入柱，实现这个结果。在反冲期间，减少在注射器处的压力以使得只有小的流率流入切换装置以阻止反冲的蒸汽被输进注射器中。 

图76A和图76B示出在使用(图76A)和不使用(图76B)图75中所示的在3.70分钟应用的反冲条件的情况下，TCEP柱上的早期的洗脱组分的色谱。从进入第二柱的反冲的流出物有效地排除前5个峰。这5个峰为包含在混合标准气体中的醚。 

在应用反冲设置的情况下，在3.70分钟后留在柱中的所有样品将被重新定向至套色复制在那个柱上的聚甲基硅酮柱。在图77中示出聚甲基硅酮柱上的所得的色谱。用红色的文字突出5个“被去除的”醚的位置。在与图76B中所示的色谱相同的运行中产生这个色谱。 

实施例10

可以进一步通过反冲处理图77中所示的聚甲基硅酮柱中的色谱。例如，如果只有前5个峰使人感兴趣(即，低度醇)，那么通过 在23.6分钟在感兴趣的最后的峰已洗脱后应用图78中所示的条件，可以将留在聚甲基硅酮柱中的剩余的样品反冲到通气管。通过增加在聚甲基硅酮柱的出口在预通风适配器处的压力、调整在TCEP柱出口在预通风适配器处的压力以传送低的反向流动，以及减少在注射器处的压力以接受反冲的流出物，实现这种反冲。在这个工艺期间，注射器分流通气管是打开的。 

图79示出样品的色谱，其中将样品引入TCEP柱中，将部分样品反冲到样品被套色复制的聚甲基硅酮柱中；最后，执行一些进一步的反冲以移除多余的后来洗脱柱。这个样品的部分沿着这些柱的长度有效地经过3次并被反冲两次。即使如此，也获得较满意的色谱性能。 

当介绍本文公开的实施例的元件时，冠词“一”和“所述”意图指的是存在元件中的一个或多个。术语“包括”和“具有”意图是开放式的并且指的是可以存在除列出的元件之外的额外的元件。考虑到本公开利益的本领域普通技术人员将认识到，可以用其他实施例中的各种部件交换或替换这些实施例的各种部件。 

尽管上文已描述某些特征、方面、实施例和实施方案，但是考虑到本公开利益的本领域普通技术人员将容易地认识到公开的说明性特征、方面、实施例和实施方案的添加、替换、修改和变化。 

Claims (24)

1.一种调制色谱系统中的流体流动的系统，所述色谱系统包括流体耦合到注射器的微流体装置，其特征是所述系统配置用于通过控制所述系统的流体压力以允许样品从所述注射器流出并流入所述微流体装置以及流向第一流体流动路径和第二流体流动路径，每个流体流动路径在所述微流体装置的单独出口端口流体耦合到所述微流体装置，其中所述系统配置用于改变所述压力以反向在所述第一流体流动路径和所述第二流体流动路径中的至少一个中的所述样品的所述流动，从而反冲在所述压力相反的所述流体流动路径中的样品。 

2.如权利要求1所述的系统，其特征是进一步包括用色谱柱配置所述第一流体流动路径和所述第二流体流动路径中的每个。 

3.如权利要求2所述的系统，其特征是进一步包括在所述样品的部分从所述第一流体流动路径中的所述色谱柱洗脱以反向所述样品流动后，改变所述系统的所述压力以反向所述样品的流动。 

4.如权利要求3所述的系统，其特征是进一步包括控制所述系统的所述压力以将所述反向的样品流动定向至所述第二流体流动路径中的所述色谱柱。 

5.如权利要求2所述的系统，其特征是进一步包括在所述样品的部分从所述第一流体流动路径中的所述色谱柱洗脱并且流体耦合到所述第一流体流动路径中的所述色谱柱的检测器检测到所述样品的部分以反向所述样品流动后，改变所述系统的所述压力以反向所述样品的流动。 

6.如权利要求5所述的系统，其特征是进一步包括控制所述系统的所述压力将所述反向的样品流动定向至所述第二流体流动路径中的所述色谱柱。 

7.如权利要求1所述的系统，其特征是进一步包括将所述微流体装置配置为分流器、双通切换装置或三通切换装置。 

8.如权利要求1所述的系统，其特征是进一步包括用入口端口和两个出口端口配置所述微流体装置，每个出口端口流体耦合到所述入口端口。 

9.一种系统，其特征是包括： 

微流体装置，其包括输入端口和至少两个出口端口，每个出口端口流体耦合到所述入口端口； 

第一流体流动路径，其流体耦合到所述微流体装置的一个出口端口； 

第二流体流动路径，其流体耦合到所述微流体装置的另一个出口端口； 

在所述第一流体流动路径中的第一限流器，所述第一限流器被配置成流体耦合到第一压力源；以及 

在所述第二流体流动路径中的第二限流器，所述第二限流器被配置成流体耦合到第二压力源。 

10.如权利要求9所述的系统，其特征是所述微流体装置被配置成通过所述微流体装置的额外的端口流体耦合到压力源，其中所述额外的端口流体耦合到所述微流体装置的所述入口端口和所述至少两个出口端口。 

11.如权利要求10所述的系统，其特征是所述压力源被配置成控制所述系统中的样品流动。 

12.如权利要求11所述的系统，其特征是所述第二压力源被配置具有更高压力以将样品从所述微流体装置定向至所述第一流体流动路径。 

13.如权利要求11所述的系统，其特征是所述第一压力源被配置具有更高压力以将样品从所述微流体装置定向至所述第二流体流动路径。 

14.如权利要求11所述的系统，其特征是所述第一压力源和所述第二压力源在第一条件下可操作以将样品从所述微流体装置定向至所述第一流体流动路径和所述第二流体流动路径，并且在第二条件下可操作以将样品只定向至所述第一流体流动路径和所述第二流体流动路径中的一个。 

15.如权利要求14所述的系统，其特征是所述系统被配置成在将样品单次注射到所述系统中后允许样品在所述第一条件期间流动接着允许样品在所述第二条件期间流动。 

16.一种反冲色谱系统中的柱流出物的装置，所述色谱系统包括两个不同的流体流动路径，每个流体流动路径流体耦合到微流体装置，其特征是所述装置包括改变所述流体流动路径中的一个中的压力以将那个流体流动路径中的柱流出物反冲到另一个流体流动路径。 

17.如权利要求16所述的装置，其特征是进一步包括在检测到所有柱流出物前执行所述反冲步骤。 

18.如权利要求16所述的装置，其特征是进一步包括在检测到至少一些柱流出物后执行所述反冲步骤。 

19.一种在色谱系统中反冲的装置，所述色谱系统包括两个不同的流体流动路径，每个流体流动路径流体耦合到微流体装置，其特征是所述装置包括改变所述流体流动路径中的一个中的压力以反向在那个流体流动路径中的样品流动和将所述反向的样品流动定向至另一个流体流动路径。 

20.如权利要求19所述的装置，其特征是进一步包括在检测到所述流体流动路径中的一个中的所述样品的部分后执行所述反冲步骤。 

21.如权利要求19所述的装置，其特征是进一步包括通过增加第一流体流动路径中的所述压力以反向所述样品流动和将所述样品定向至所述第二流体流动路径，执行所述反冲步骤。 

22.一种在色谱系统中反冲的系统，所述色谱系统包括两个不同的流体流动路径，每个流体流动路径流体耦合到微流体装置，其特征是所述系统包括： 

配置用于选择所述系统中的压力以允许样品流入流体耦合到所述微流体装置的第一流体流动路径中的压力系统，所述第一流体流动路径包括流体耦合到所述微流体装置的第一色谱柱和流体耦合到所述第一色谱柱的第一限流器；以及 

其中所述压力系统调整所述系统中的压力以反向在所述第一流体流动路径中的所述样品流动和将所述反向的样品流动定向至流体耦合到所述微流体装置的第二流体流动路径中，所述第二流体流动路径包括流体耦合到所述微流体装置的第二色谱柱和流体耦合到所述第二色谱柱的第二限流器。 

23.如权利要求23所述的系统，其特征是在所述样品的部分从所述第一色谱柱洗脱并且用流体耦合到所述第一限流器的检测器检测到所述样品的部分后，所述压力系统被配置用于调整所述系统中的所述压力以反向所述样品流动。 

24.如权利要求23所述的系统，其特征是所述压力系统被配置用于调整所述系统中的所述压力以反向在所述第二流体流动路径中的所述反向的样品流动，从而将所述两次反向的流动定向至所述第一流体流动路径中。