本發明涉及色譜分離，具體為一種雙柱切換式色譜擴展系統及切換方法。
背景技術：
1、色譜作為一種基于生物分子間特異性可逆相互作用的高效分離純化技術，憑借高選擇性、高純度回收率的顯著優勢，已成為生物分子分離純化領域的核心技術手段，被廣泛應用于蛋白質、核酸、酶、抗體等生物活性物質的實驗室微量制備及工業級大規模生產，是生物制藥、基因工程、生命科學研究等領域不可或缺的關鍵技術。
2、在色譜分離純化技術領域中，親和色譜作為基于生物分子特異性相互作用的核心純化手段，其工藝復雜度與流程全面性顯著高于常規色譜技術。現有親和色譜系統多采用單柱操作模式，其典型工作流程為：色譜柱平衡→樣品上樣→雜質洗滌→目標分子洗脫→色譜柱再生→再次平衡，進入下一輪分離純化循環。該模式存在如下問題：柱平衡工序與檢測工序無法同時進行，兩者呈現嚴格的時序先后關系。由于色譜的柱平衡工序需要持續一定時間，通常為30分鐘至數小時，具體取決于色譜柱規格、配體類型及緩沖液體系，在此期間，整個色譜系統的檢測模塊、餾分收集模塊等核心工作部件均處于閑置狀態，僅平衡緩沖液持續流過色譜柱并直接排廢，導致設備利用率極低，大幅降低了生物分子分離純化的整體效率。尤其是在實驗室研發階段需要頻繁調整工藝參數、工業級生產階段需要大規模連續純化的場景下，單柱系統的效率瓶頸更為突出，不僅增加了分離純化的時間成本，還導致設備投入的單位產出率偏低。
技術實現思路
1、本發明所要解決的技術問題是提供一種雙柱切換式色譜擴展系統及切換方法，以使主機系統在對一色譜柱進行操作時，擴展系統可對另一色譜柱進行柱再生操作，通過閥路切換可使兩色譜柱在兩系統之間切換，進而提高色譜分離的效率。
2、為解決上述問題，本發明所采取的技術方案是：
3、一種雙柱切換式色譜擴展系統，與主機系統的出口相連通，其關鍵技術在于，其包括：
4、放空閥，其分別與再生/平衡液切換組件和廢液收集容器相連接，所述再生/平衡液切換組件用于輸出柱準備溶液；
5、泵選擇閥，其分別與主機系統柱位閥出口、進樣組件和檢測儀相連接，所述進樣組件用于輸出樣本溶液；
6、柱選擇閥，其分別與第一色譜柱的進出口、第二色譜柱的進出口、泵選擇閥和放空閥相連接；
7、連接閥，其分別與放空閥、泵選擇閥、柱選擇閥和廢液收集容器相連接；
8、所述放空閥、泵選擇閥、柱選擇閥和連接閥均采用二位閥；
9、柱選擇閥在兩閥位之間切換，以改變與主機系統相連通的色譜柱；
10、所述放空閥處于第一閥位且泵選擇閥處于第一閥位時，使得再生/平衡液切換組件輸出的液體能通過柱選擇閥輸送至任一色譜柱中，同時主機系統柱位閥出口輸出的液體通過泵選擇閥和柱選擇閥的輸送至另一色譜柱中；
11、所述放空閥處于第二閥位且泵選擇閥處于第一閥位時，用于任一色譜柱等待另一色譜柱完成主機系統的操作；
12、所述放空閥處于第二閥位且泵選擇閥處于第二閥位時，使得進樣組件輸出的溶液能通過泵選擇閥和柱選擇閥后進入一色譜柱中，同時使得主機系統柱位閥出口輸出的液體能通過泵選擇閥、連接閥、放空閥和柱選擇閥后進入另一色譜柱中。
13、作為本發明的一種實施方式，所述泵選擇閥還連接有進樣組件，所述進樣組件用于輸出樣本溶液；
14、所述主機系統操作時間與所述擴展系統的操作時間的間隔小于一倍進樣時間時，由主機系統柱位閥出口輸出樣液，所述主機系統柱位閥出口輸出的液體能夠依次通過所述泵選擇閥、柱選擇閥、任一色譜柱、柱選擇閥、泵選擇閥后進入所述檢測儀中，同時所述再生/平衡液切換組件內的溶液能夠依次通過所述放空閥、柱選擇閥、另一色譜柱、柱選擇閥、連接閥、放空閥后進入廢液收集容器中；
15、所述主機系統操作時間大于所述擴展系統的操作時間一倍進樣時間時，由所述進樣組件輸出樣液，所述主機系統柱位閥出口輸出的液體能夠依次通過所述泵選擇閥、連接閥、放空閥、柱選擇閥、任一色譜柱、柱選擇閥、連接閥、泵選擇閥后進入所述檢測儀中；
16、所述進樣組件輸出的樣本液體能夠依次通過所述泵選擇閥、柱選擇閥、另一色譜柱、柱選擇閥、泵選擇閥后回流進樣組件中。
17、作為本發明的一種實施方式，所述進樣組件包括進/出口均與所述泵選擇閥相連接的樣品罐，所述樣品罐出口與所述泵選擇閥的連接管路上設置有樣品泵；
18、樣品罐內的樣本液體能夠依次通過樣品泵、所述泵選擇閥、所述柱選擇閥、所述第一色譜柱或第二色譜柱、所述柱選擇閥、所述泵選擇閥后回流樣品罐中。
19、作為本發明的一種實施方式，所述再生/平衡液切換組件包括：
20、擴展泵，其與所述放空閥相連接；
21、一級入口閥，其分別與堿液罐和純水罐相連接；
22、二級入口閥，其分別與一級入口閥、擴展泵、平衡相罐、所述放空閥相連接；
23、清洗階段時：所述堿液罐或純水罐內的溶液能夠依次通過一級入口閥、二級入口閥、所述擴展泵、所述放空閥、所述柱選擇閥后進入所述第一色譜柱或第二色譜柱中；
24、柱平衡階段時：所述平衡相罐內的溶液能夠依次通過二級入口閥、所述擴展泵、所述放空閥后進入所述第一色譜柱或第二色譜柱中。
25、作為本發明的一種實施方式，所述一級入口閥、二級入口閥、放空閥和連接閥均采用二位六通切換閥，所述泵選擇閥采用二位八通切換閥，所述柱選擇閥采用二位十通切換閥。
26、作為本發明的一種實施方式，所述一級入口閥的1號接口和所述一級入口閥的2號接口分別與所述堿液罐的出入口相連接，所述一級入口閥的4號接口和所述一級入口閥的5號接口分別與所述純水罐的進出口相連接；
27、所述二級入口閥的1號接口和所述二級入口閥的2號接口分別與所述平衡相罐的出入口相連接，所述二級入口閥的4號接口和所述一級入口閥的3號接口連接，所述二級入口閥的5號接口和所述一級入口閥的6號接口連接；
28、所述放空閥的6號接口與所述二級入口閥的6號接口連接，且所述擴展泵設置在所述放空閥的6號接口和所述二級入口閥的6號接口之間的管道上，所述放空閥的5號接口與所述二級入口閥的3號接口相連接，所述放空閥的4號接口封堵，所述放空閥的3號接口與廢液收集容器相連接；
29、所述柱選擇閥的1號接口和所述柱選擇閥的6號接口相連接，所述柱選擇閥的2號接口和所述柱選擇閥的10號接口分別與所述第一色譜柱的出口和入口相連接，所述柱選擇閥的4號接口和所述柱選擇閥的8號接口分別與所述第二色譜柱的出口和入口相連接，所述柱選擇閥的9號接口與所述放空閥的1號接口相連接；
30、所述泵選擇閥的1號接口和所述泵選擇閥的2號接口分別與所述樣品罐的出口和入口相連接，且所述樣品泵設置在所述泵選擇閥的1號接口和所述樣品罐的出口之間的管路上，所述泵選擇閥的3號接口與所述柱選擇閥的3號接口相連接，所述泵選擇閥的4號接口與所述檢測儀相連接，所述泵選擇閥的7號接口與所述主機系統柱位閥出口相連接，所述泵選擇閥的8號接口與所述柱選擇閥的7號接口相連接；
31、所述連接閥的1號接口與廢液收集容器相連接，所述連接閥的2號接口與所述泵選擇閥的6號接口連接，所述連接閥的3號接口與所述放空閥的2號接口連接，所述連接閥的4號接口與所述柱選擇閥的5號接口連接，所述連接閥的5號接口與所述泵選擇閥的5號接口連接，所述連接閥的6號接口封堵。
32、作為本發明的一種實施方式，所述一級入口閥、二級入口閥、放空閥和連接閥切換至第一閥位時，均為1號接口與6號接口連通、2號接口與3號接口連通、4號接口與5號接口連通；
33、所述一級入口閥、二級入口閥、放空閥和連接閥切換至第二閥位時，均為1號接口與2號接口連通、3號接口與4號接口連通、5號接口與6號接口連通；
34、所述柱選擇閥切換至第一閥位時，其1號接口與2號接口連通，3號接口與4號接口連通，5號接口與6號接口連通，7號接口與8號接口連通；9號接口與10號接口連通；所述柱選擇閥切換至第二閥位時，其1號接口與10號接口連通，2號接口與3號接口連通，4號接口與5號接口連通，6號接口與7號接口連通，8號接口與9號接口連通；
35、所述泵選擇閥切換至第一閥位時，其1號接口與2號接口連通、3號接口與4號接口連通、5號接口與6號接口連通、7號接口與8號接口連通；所述泵選擇閥切換至第二閥位時，其1號接口與8號接口連通、2號接口與3號接口連通、4號接口與5號接口連通、6號接口與7號接口連通。
36、另外提供一種基于前述擴展系統的切換方法，其關鍵技術在于，樣液輸送由所述主機系統完成，且主機系統總操作時間大于所述擴展系統總操作時間的條件下，其步驟如下：
37、s1、調節各閥組，使所述第一色譜柱進入待機狀態，此時所述第二色譜柱在主機系統的操作下完成進樣-洗滌-洗脫操作；
38、s2、調節所述放空閥、柱選擇閥以及再生/平衡液切換組件，使所述第一色譜柱在主機系統的操作下完成進樣-洗滌-洗脫操作；此時所述再生/平衡液切換組件內的溶液能夠依次通過所述放空閥、柱選擇閥、所述第二色譜柱、柱選擇閥、連接閥、放空閥后進入廢液收集容器中，以實現對所述第二色譜柱的水沖洗-堿沖洗-水沖洗-柱平衡的操作；
39、s3、調節所述放空閥，使所述第二色譜柱進入待機狀態，等待所述第一色譜柱完成主機系統的操作；
40、s4、調節所述放空閥、柱選擇閥以及再生/平衡液切換組件，使所述第二色譜柱在主機系統的操作下完成進樣-洗滌-洗脫操作；此時所述再生/平衡液切換組件內的溶液能夠依次通過所述放空閥、柱選擇閥、所述第一色譜柱、柱選擇閥、連接閥、放空閥后進入廢液收集容器中，以實現對所述第一色譜柱的水沖洗-堿沖洗-水沖洗-柱平衡的操作；
41、s5、調節所述放空閥，使所述第一色譜柱進入待機狀態，等待所述第二色譜柱完成主機系統的操作。
42、作為本發明的一種實施方式，樣液輸送由所述主機系統完成，且主機系統總操作時間小于所述擴展系統總操作時間的條件下，省略上述的步驟s1、s3和s5。
43、另存在一種基于前述擴展系統的切換方法，其關鍵技術在于，樣液輸送由所述擴展系統完成，其步驟如下：
44、s1、調節各閥組，使得所述進樣組件輸出的樣本液體能夠依次通過所述泵選擇閥、柱選擇閥、所述第一色譜柱、柱選擇閥、泵選擇閥后回流進樣組件中直至完成對所述第一色譜柱的進樣操作；此時所述第二色譜柱在主機系統的操作下完成洗滌-洗脫操作；
45、s2、調節所述放空閥、泵選擇閥以及再生/平衡液切換組件，使所述再生/平衡液切換組件輸出的液體能依次通過所述放空閥、柱選擇閥、所述第二色譜柱、柱選擇閥、連接閥、泵選擇閥、連接閥、放空閥后進入廢液收集容器中，完成所述第二色譜柱的水沖洗-堿沖洗-水沖洗-柱平衡的操作；此時所述第一色譜柱在主機系統的操作下完成洗滌-洗脫操作；
46、s3、調節所述放空閥、柱選擇閥和泵選擇閥，使得所述進樣組件輸出的樣本液體能夠依次通過所述泵選擇閥、柱選擇閥、所述第二色譜柱、柱選擇閥、泵選擇閥后回流進樣組件中直至完成對所述第二色譜柱的進樣操作；此時，所述第一色譜柱主機系統的操作下完成洗滌-洗脫操作；
47、s4、調節所述放空閥、泵選擇閥以及再生/平衡液切換組件，使所述再生/平衡液切換組件輸出的液體能依次通過所述放空閥、柱選擇閥、所述第一色譜柱、柱選擇閥、連接閥、泵選擇閥、連接閥、放空閥后進入廢液收集容器中，完成所述第一色譜柱的水沖洗-堿沖洗-水沖洗-柱平衡的操作；此時所述第二色譜柱在主機系統的操作下完成洗滌-洗脫操作；
48、s5、調節所述放空閥、柱選擇閥和泵選擇閥，使得所述擴展系統對所述第一色譜柱完成進樣操作，此時，所述第二色譜柱在主機系統的操作下完成洗滌-洗脫操作。
49、采用上述技術方案所產生的有益效果在于：
50、本發明通過多路切換閥的精準閥位控制，實現主機系統與擴展系統的協同聯動，在主機系統對其中一根色譜柱執行進樣、洗滌、洗脫等核心純化工序的同時，擴展系統可同步對另一根色譜柱執行水沖洗、堿沖洗、柱平衡等操作，充分利用柱再生、平衡的閑置時長，徹底改變傳統單柱系統工序時序先后的局限，顯著縮短整體分離純化周期，提升設備單位時間產出率，尤其適配實驗室頻繁參數調整、工業級大規模連續純化等場景。
51、本發明支持兩種樣液輸送操作模式（主機系統輸送或擴展系統輸送），可根據主機系統與擴展系統完成操作的時間差的不同進行模式切換，當主機系統的操作時間遠大于擴展系統的時間的情況下，為縮減色譜柱質檢的等待時間和色譜分離效率，可采用由擴展系統進樣的模式進行色譜分離操作。由此可適配不同規格樣品、不同色譜模式的需求。
52、本發明的閥組選型貼合色譜系統特性，采用模塊化設計，結構設計緊湊，可靈活對接現有色譜主機，無需對主機進行大規模改造，降低設備升級成本。