DE102004041806B4 - Method and device for separating mixtures of substances - Google Patents

Abstract

Vorrichtung zur Auftrennung von Stoffgemischen mittels HPLC-Technik, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Trennsäulen (1) umfasst, die aus Säulensegmenten (2) bestehen, wobei die Säulensegmente (2) lösbar und beweglich über eine konische Dichtung (6) und einen Innenkonus (7) miteinander verbunden sind.Device for separating mixtures of substances by means of HPLC technology, characterized in that the device comprises separation columns (1) which consist of column segments (2), the column segments (2) being detachable and movable via a conical seal (6) and an inner cone ( 7) are connected to each other.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auftrennung von Stoffgemischen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The present invention relates to a method for separating mixtures of substances and to an apparatus for carrying out this method.

Zur Auftrennung von Stoffgemischen, insbesondere von komplexen Stoffgemischen organischer Verbindungen, hat sich die Hochdruck-Flüssigchromatographie (HPLC) über Jahre bewährt. Vorteilhaft ist, dass durch den Einsatz klassischer HPLC-Verfahren die Auftrennung von Substanzgemischen mit großen Durchsatzvolumina durchgeführt werden kann.For the separation of mixtures of substances, in particular of complex mixtures of organic compounds, the high pressure liquid chromatography (HPLC) has been proven for years. It is advantageous that the separation of mixtures of substances with high throughput volumes can be carried out by the use of classical HPLC methods.

Nachteilig ist jedoch, dass bei allen bisher bekannten HPLC-Techniken die Trennung erst abgeschlossen ist, wenn die letzte Substanz von Interesse, die unpolarste im Fall der Umkehrphasenchromatographie, die Trennvorrichtung verlassen hat. Bei diesen HPLC-Techniken kann man von einer zeitlichen Fraktionierung (Zeitfraktionierung) des über die Trennvorrichtung (im Fall der HPLC eine HPLC-Säule) gegebenen Gemisches sprechen. Diese Stoffgemische sind charakterisiert durch unterschiedliche Polarität.A disadvantage, however, is that in all hitherto known HPLC techniques, the separation is completed only when the last substance of interest, the least polar in the case of reverse phase chromatography, has left the separator. In these HPLC techniques, one can speak of a time fractionation (time fractionation) of the given via the separation device (in the case of HPLC, an HPLC column) mixture. These mixtures are characterized by different polarity.

Dadurch ergibt sich, dass die Auftrennung eines Substanzgemischs viel Zeit in Anspruch nehmen und damit auch die Verweildauer der Substanzen auf der Säule groß sein kann. Bei empfindlichen Substanzen ist gerade ein zeitlich ausgedehnter Kontakt mit dem Säulenmaterial nicht erwünscht. Darüber hinaus sind zur Aufreinigung von Substanzen hin zur Analysenreinheit häufig mehrere Trenngänge notwendig, was bei der Zeitfraktionierung wiederum viel Zeit in Anspruch nehmen und empfindlichen Substanzen schaden kann.This results in that the separation of a substance mixture take a long time and thus the residence time of the substances on the column can be large. For sensitive substances just a time-extended contact with the column material is not desirable. In addition, for the purification of substances towards the analysis purity often multiple disconnections are necessary, which in turn take time fractionation in the time fractionation and damage sensitive substances.

Weiterhin ist im Stand der Technik ein chromatographisches Verfahren bekannt, bei dem so genannte ”Säulenschläuche” verwendet werden, um Substanzgemische aufzutrennen. Das Prinzip dieses Verfahrens besteht darin, dass das Chromatographieverfahren nach der erfolgten Auftrennung des Substanzgemischs in seine Komponenten abgebrochen wird und es erfolgt keine Elution der Substanzen. In dem Moment, in dem die Auftrennung auf dem Säulenmaterial stattgefunden hat, liegen die Komponenten örtlich fixiert auf der Chromatographiesäule vor und werden durch Extraktion aus dem Säulenmaterial isoliert. Dieses Chromatographieverfahren kann als ”Ortsfraktionierung” bezeichnet werden. Vorteilhaft ist bei diesem Ansatz, dass die Komponenten des Substanzgemischs sofort nach ihrer Auftrennung in der Chromatographiesäule isoliert werden und die Verweildauer der Substanzen auf dem Chromatographiematerial deshalb im Vergleich zu Verfahren der Zeitfraktionierung wesentlich geringer ist.Furthermore, in the prior art, a chromatographic method is known in which so-called "column tubes" are used to separate substance mixtures. The principle of this method is that the chromatography process is stopped after the separation of the substance mixture into its components and there is no elution of the substances. The moment the separation on the column material has taken place, the components are localized on the chromatographic column and are isolated by extraction from the column material. This chromatography method may be referred to as "fractionation by site". It is advantageous in this approach that the components of the substance mixture are isolated immediately after their separation in the chromatography column and the residence time of the substances on the chromatography material is therefore much lower compared to time fractionation methods.

Nachteilig ist bei diesem im Stand der Technik bekannten Verfahren, dass die Isolierung der Substanzkomponenten sehr unkomfortabel ist. So muss nach Abschluss der Auftrennung der Säulenschlauch mit äußerster Vorsicht manuell zerschnitten werden, um Substanzverluste und das erneute Vermischen der auf dem Säulenmaterial fixierten Substanzen zu verhindern. Anschließend werden die Substanzen durch im Stand der Technik bekannte Verfahren aus dem Säulenmaterial isoliert.A disadvantage of this known in the prior art method that the isolation of the substance components is very uncomfortable. Thus, after completing the separation, the column tube must be cut manually with extreme caution to prevent loss of substance and remixing of the substances fixed on the column material. Subsequently, the substances are isolated from the column material by methods known in the art.

Da die verwendeten Säulenschläuche im Anschluss an die Auftrennung zerschnitten werden müssen, besitzen die eingesetzten Materialien nur eine bedingte Stabilität. Eine Übertragung dieses Verfahrens auf Hochdruckchromatographieverfahren ist deshalb nicht möglich. Weiterhin ist aufgrund der Tatsache, dass bei der Verwendung dieser Säulenschläuche auch unbedingt manuelle Tätigkeiten, wie das Zerschneiden der Schläuche, durchgeführt werden müssen, eine automatisierte Durchführung von Trennungen nicht möglich. Damit verbunden ist, dass die Durchführung dieses Verfahrens mit großen Durchsatzmengen äußerst zeitaufwendig und arbeitsintensiv wäre.Since the column tubes used must be cut after the separation, the materials used have only a limited stability. A transfer of this method to Hochdruckchromatographieverfahren is therefore not possible. Furthermore, due to the fact that when using these column tubes also necessarily manual operations such as the cutting of the hoses must be performed, an automated performance of separations is not possible. Associated with this, carrying out this large throughput process would be extremely time consuming and labor intensive.

Ein Einsatz dieses Chromatographie-Verfahrens ist bisher bei Trennungen mit großen Durchsatzmengen, in Kombination mit HPLC-Verfahren und in automatisierten Verfahren noch nicht gelungen.A use of this chromatography method has not yet succeeded in separations with large throughputs, in combination with HPLC methods and in automated processes.

Die automatisierbare Durchführung des Verfahrens der Ortsfraktionierung im Rahmen von Hochdruckflüssigchromatographieverfahren erfordert eine völlig neue Gestaltung der Chromatographiesäulen. Zwingend erforderlich ist hierbei, dass die Chromatographiesäulen aus einzelnen Segmenten bestehen, die auch in einem automatisierten Verfahren bewegt, voneinander getrennt und wieder miteinander verbunden werden können.The automatable implementation of the method of local fractionation in the context of Hochdruckflüssigchromatographieverfahren requires a completely new design of the chromatography columns. It is imperative that the chromatographic columns consist of individual segments, which can also be moved in an automated process, separated from each other and reconnected.

Zwar sind im Stand der Technik aus der DE 2008354 A1 segmentierbare Kombinationssäulen bekannt, jedoch wurden diese nicht für Ortsfraktionierungen gestaltet. Sie entsprechen aufgrund ihres Aufbaus auch nicht den Anforderungen der Ortsfraktionierung mit großen Durchsatzmengen und in automatisierbaren Verfahren. Weiterhin können diese Kombinationssäulen auch nicht in Kombination mit Hochdruckflüssigchromatographieverfahren eingesetzt werden.Although in the prior art from the DE 2008354 A1 Segmentable combination columns known, but these were not designed for Ortsfraktionierungen. Due to their design, they also do not meet the requirements of local fractionation with large throughput quantities and in automatable processes. Furthermore, these combination columns can not be used in combination with Hochdruckflüssigchromatographieverfahren.

Als eine bevorzugte Verwendung dieser Segmentsäulen wird der Einsatz bei Verfahren unter Verwendung trägergebundener Reagenzien wie Proteine und Enzyme offenbart. Erfindungsgemäß sollen innerhalb einer Kombinationssäule mehrere chemische Trenn- und Umsetzungsvorgänge ermöglicht werden. Zusammengesetzt wird die offenbarte Kombinationssäule aus zylindrischen Säulensegmenten, die an beiden Enden Gewinde tragen, wie auch aus ebenfalls beidseitig Gewinde tragenden Trennstücken, die mit Fritten versehen sind. Die Verbindung der Säulensegmente erfolgt dann über dies Gewinde, durch welche die Einzelteile fest miteinander verschraubt werden. Eine, auch in einem automatisierten Verfahren, leicht lösbare Verbindung der Säulensegmente, wie sie eine automatisierte Ortsfraktionierung erforderlich macht, ist nicht offenbart. Die Trennung der Säulenfragmente voneinander muss hier manuell erfolgen.As a preferred use of these segmented columns, use in methods utilizing carrier-bound reagents such as proteins and enzymes is disclosed. According to the invention, a plurality of chemical separation and reaction processes are to be made possible within a combination column. The disclosed combination column is composed of cylindrical column segments, which carry thread at both ends, as well as also on both sides threaded bearing separators, which are provided with frits. The connection of the column segments is then via this thread through which the items are firmly bolted together. An easily detachable, even in an automated process, connection of the column segments, as required by automated local fractionation, is not disclosed. The separation of the column fragments from each other must be done manually here.

Entsprechend der Offenbarung der DE 2008354 A1 ist ein segmentartiger Aufbau der Kombinationssäule insbesondere vorteilhaft, um Säulen beliebiger aber genau definierter Länge und Säulenvolumina zu erhalten.According to the disclosure of DE 2008354 A1 a segment-like construction of the combination column is particularly advantageous for obtaining columns of any but precisely defined length and column volumes.

Durch den Einsatz von den mit Sieben versehenen Trennstücken an beiden Seiten eines Säulensegments, sind die Kombinationssäulen als Siebkäfige einsetzbar.Through the use of the sieve-equipped separators on both sides of a column segment, the combination columns can be used as sieve cages.

Eine Verwendung zur Ortsfraktionierung wird nicht offenbart und diese würde aufgrund der festen Verschraubung der Säulensegmente über die Trennstücke in ihrer Handhabbarkeit keine Verbesserung gegenüber den oben beschriebenen Säulenschläuchen bedeuten.A use for the location fractionation is not disclosed and this would mean no improvement over the column tubes described above due to the tight screwing of the column segments on the separators in their handling.

Darüber hinaus bestehen die offenbarten Kombinationssäulen bevorzugt aus Kunststoff und ihre Verwendung in Hochdruckflüssigchromatographieverfahren ist nicht offenbart.Moreover, the disclosed combination columns are preferably made of plastic and their use in high pressure liquid chromatography methods is not disclosed.

In der DE 38 36 343 A1 wird ein Säulenchromatograph beschrieben, in welchem die Säule aus Segmenten zusammengesetzt ist. Diese Säulen sind nicht für die HPLC geeignet.In the DE 38 36 343 A1 a column chromatograph is described in which the column is composed of segments. These columns are not suitable for HPLC.

Die US-A 4,719,011 beschreibt HPLC-Säulen, welche segmentiert sind. Die Segmente lassen sich jedoch nicht leicht lösen und sind nicht beweglich.The US-A 4,719,011 describes HPLC columns which are segmented. However, the segments are not easily detached and are not movable.

WO 2004/047948 A1 offenbart ein Verfahren zum Auftrennen von Stoffgemischen sowie eine Vorrichtung. Die Vorrichtung wird jedoch aus einzelnen Säulensegmenten durch Verschrauben der Segmente gebildet. WO 2004/047948 A1 discloses a method for separating mixtures of substances as well as a device. However, the device is formed from individual column segments by screwing the segments.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden.Object of the present invention is therefore to overcome the disadvantages of the prior art.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Unteransprüchen gekennzeichnet.The object is achieved by a device having the features of the main claim. Advantageous developments are characterized in the dependent subclaims.

Bevorzugt ist es dabei, dass die Säulensegmente 2 lösbar und beweglich miteinander verbunden sind. Weiterhin bevorzugt ist, dass die Säulensegmente 2 verschraubungsfrei miteinander verbunden sind. Bevorzugt ist auch, dass die Säulensegmente 2 schnellverschlussfrei miteinander verbunden sind.It is preferred that the column segments 2 detachably and movably connected to each other. It is further preferred that the column segments 2 are bolted together. It is also preferable that the column segments 2 are connected with each other without rapid closure.

Bevorzugt ist auch, dass sich die konische Dichtung 6 auf einer Kapillare 5 befindet. Dabei ist vorteilhaft, dass die Kapillare 5 am Ausgang des Säulensegments 2 befestigt ist. Vorteilhaft ist weiterhin, dass sich der Innenkonus 7 am Eingang des Säulensegments 2 befindet.It is also preferable that the conical seal 6 on a capillary 5 located. It is advantageous that the capillary 5 at the exit of the column segment 2 is attached. A further advantage is that the inner cone 7 at the entrance of the column segment 2 located.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ferner, dass die Säulensegmente 2 über die auf der Kapillare 5 befindliche konische Dichtung 6 des einen Säulensegments 2 mit dem am Eingang des anderen Säulensegments 2 befindlichen Innenkonus 7 miteinander verbunden sind.An advantageous embodiment of the device according to the invention is further that the column segments 2 over the on the capillary 5 located conical seal 6 of a column segment 2 with the at the entrance of the other column segment 2 located inner cone 7 connected to each other.

Bevorzugt ist dabei, dass die Verbindung der Säulensegmente 2 mittels eines äußeren Drucks abgedichtet ist. Erfindungsgemäß bevorzugt geschieht dies durch ein pneumatisches, mechanisches oder hydraulisches Element 13.It is preferred that the compound of the column segments 2 is sealed by an external pressure. According to the invention, this is preferably done by a pneumatic, mechanical or hydraulic element 13 ,

Vorteilhaft ist auch, dass die aus Säulensegmenten 2 bestehenden Trennsäulen 1 auf Schlitten 20 angeordnet sind. Dabei ist erfindungsgemäß besonders bevorzugt, dass die Schlitten 20 innerhalb der Vorrichtung horizontal und vertikal bewegbar sind. Vorteilhaft ist aber auch, dass die Schlitten 20 über Lineartechnik mit Antrieb bewegbar sind. Weiterhin bevorzugt ist, dass in einer Vorrichtung mehrere Schlitten 20 angeordnet sind und dass die Schlitten gegeneinander gefedert sind.It is also advantageous that the column segments 2 existing separation columns 1 on sledges 20 are arranged. It is particularly preferred according to the invention that the carriages 20 can be moved horizontally and vertically within the device. But it is also advantageous that the sled 20 can be moved via linear technology with drive. It is further preferred that in a device a plurality of carriages 20 are arranged and that the carriages are sprung against each other.

Bevorzugt ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch, dass die Säulensegmente 2 über Leitungen mit Laufmittel versorgt werden. Besonders bevorzugt ist dabei, dass das Laufmittel über Pumpen in die Säulensegmente 2 gefördert wird.In the device according to the invention, it is also preferred that the column segments 2 be supplied via lines with solvent. It is particularly preferred that the eluent via pumps in the column segments 2 is encouraged.

Weiterhin bevorzugt ist es, dass der Laufmittelstrom innerhalb der Vorrichtung über Ventile gesteuert wird.It is further preferred that the solvent flow within the device is controlled by valves.

Besonders bevorzugt ist es, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung automatisiert betrieben werden kann. Dabei ist ganz besonders bevorzugt, dass das Auftragen des Substanzgemischs auf die Säulensegmente 2 automatisiert gesteuert ist. Bevorzugt ist aber auch, dass die Versorgung der Säulensegmente 2 mit Laufmittel automatisiert gesteuert ist. Besonders bevorzugt ist auch, dass die Ventile zur Leitung der Laufmittelströme automatisiert gesteuert werden.It is particularly preferred that the device according to the invention can be operated automatically. It is very particularly preferred that the application of the substance mixture to the column segments 2 is controlled automatically. But is also preferred that the supply of the column segments 2 is controlled automatically with eluent. It is also particularly preferred that the valves for the control of the solvent flows are controlled automatically.

Weiterhin ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass das Zusammenpressen der Säulensegmente 2 mittels der pneumatischen Elemente automatisiert gesteuert sind. Bevorzugt ist hierbei, dass das Bewegen der Schlitten 20 automatisiert erfolgt. Furthermore, it is preferred according to the invention that the compression of the column segments 2 are automatically controlled by the pneumatic elements. It is preferred here that the movement of the carriages 20 automated.

Ganz besonders bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung, welche Vorrichtung computergesteuert betrieben wird.Very particularly preferred is a device according to the invention, which device is operated computer-controlled.

Weiterhin ist bevorzugt, dass in der Vorrichtung ein Industrieroboter integriert ist. Besonders bevorzugt ist dabei, dass der Industrieroboter die Segmentsäulen in der Vorrichtung bewegt.Furthermore, it is preferred that an industrial robot is integrated in the device. It is particularly preferred that the industrial robot moves the segment columns in the device.

Überraschenderweise wurde gefunden, dass es möglich ist, die Vorzüge von HPLC-Verfahren mit den Vorteilen des Verfahrens der Ortsfraktionierung zu kombinieren.Surprisingly, it has been found that it is possible to combine the advantages of HPLC methods with the advantages of the method of local fractionation.

Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zur Auftrennung von Stoffgemischen, wobei man die Auftrennung als Ortsfraktionierung mittels HPLC-Technik durchführt.The object is further achieved by a method for the separation of mixtures, wherein the separation is carried out as a local fractionation by means of HPLC technology.

Erfindungsgemäß führt man das Verfahren derart aus, dass

• a) man ein Substanzgemisch auf eine segmentierte Chromatographiesäule aufbringt,
• b) man das Substanzgemisch mittels HPLC-Technik auf der segmentierten Säule derart auftrennt, dass die erste interessierende Substanz die Säule noch nicht verlassen hat und sich die letzte interessierende Substanz schon auf der Säule befindet,
• c) man die Auftrennung vor der Elution der ersten Substanz abbricht,
• d) man die auf dem Trennmaterial innerhalb der segmentierten Säule örtlich fixierten Substanzen nicht aus der Säule entnimmt, sondern diese, wenn erforderlich, mit weiteren Segmenten koppelt und eine oder mehrere weitere Ortsverteilung(en) durchführt
• e) man die Substanzen in einem letzten Schritt durch fraktionierte Elution vom Säulenmaterial eines einzelnen Segments abtrennt und isoliert.

According to the invention, the process is carried out in such a way that

• a) applying a substance mixture to a segmented chromatography column,
• b) the substance mixture is separated on the segmented column by HPLC technique such that the first substance of interest has not yet left the column and the last substance of interest is already on the column,
• c) stopping the separation before the elution of the first substance,
• d) the substances fixed locally on the separating material within the segmented column are not removed from the column but, if necessary, coupled with other segments and one or more further local distributions are carried out
• e) separating and isolating the substances in a final step by fractional elution from the column material of a single segment.

Vorteilhaft ist es auch, dass man vor der Ortsfraktionierung eine Beurteilung des Substanzgemischs durchführt, um Aufschluss über die Polarität der Substanzen und damit der wahrscheinlichen örtlichen Fixierung während der Ortsfraktionierung zu erhalten.It is also advantageous to carry out an assessment of the substance mixture before the fractional fractionation in order to obtain information about the polarity of the substances and thus the probable local fixation during the local fractionation.

Erfindungsgemäß führt man die Beurteilung mittels analytischer HPLC durch.According to the invention, the evaluation is carried out by means of analytical HPLC.

Weiterhin bevorzugt ist es, dass man ein Detektionsverfahren einsetzt, um Aufschluss über die räumliche Auftrennung des Substanzgemischs in der Trennsäule zu erhalten. Dabei ist bevorzugt, dass man zur Detektion einen in der HPLC gängigen Detektor einsetzt.Furthermore, it is preferable to use a detection method in order to obtain information about the spatial separation of the substance mixture in the separation column. It is preferred that one uses for detection of a standard in HPLC detector.

Bevorzugt ist auch, dass man die Detektion nach einer erfolgten Auftrennung des Substanzgemischs und vor der Wiederholung der Auftrennung auf einer weiteren Trennsäule durchführt.It is also preferred that the detection is carried out after a successful separation of the substance mixture and before repeating the separation on a further separation column.

Besonders bevorzugt ist ein Verfahren, wobei man einen oder mehrere Verfahrensschritte automatisiert durchführt. Dabei ist bevorzugt, dass man die Automatisierung mittels eines Industrieroboters durchführt. Weiterhin ist bevorzugt, dass man das Verfahren computergestützt durchführt.Particular preference is given to a method in which one or more method steps are carried out automatically. It is preferred that one carries out the automation by means of an industrial robot. Furthermore, it is preferred that the method is computer-aided.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung können große Durchsatzmengen, auch empfindlicher Stoffgemische aufgetrennt werden, ohne das bei jedem Trenngang eine Elution der Substanzen erforderlich ist. Es ist sogar möglich mehrdimensionale Ortsfraktionierungen, das heißt hintereinander geschaltete Trennungen, durchzuführen, die im Vergleich zu bekannten HPLC-Verfahren wesentlich weniger Zeit in Anspruch nehmen und wesentlich schonender sind. Und darüber hinaus ist eine automatisierte Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung, auch unter Einsatz kommerzieller Industrieroboter, möglich.By means of the method according to the invention and the device according to the invention, it is possible to separate large throughput quantities, even of sensitive substance mixtures, without requiring elution of the substances at each separation step. It is even possible to carry out multidimensional local fractionations, that is to say successive separations, which take much less time compared to known HPLC methods and are considerably gentler. Moreover, an automated implementation of the method according to the invention by means of the device according to the invention, even using commercial industrial robots, possible.

Verfahrenmethod

Bei erfindungsgemäßen Verfahren ist im Gegensatz zu den Verfahren der Zeitfraktionierung die Ortsfraktionierung bereits abgeschlossen, kurz bevor die erste Substanz von Interesse die Trennvorrichtung verlässt und die letzte Substanz von Interesse auf die Trennvorrichtung gelangt ist. Diese zwingend erforderliche Auftrennung des Substanzgemischs, wird im erfindungsgemäßen Verfahren durch die Wahl des Materials in der Trennvorrichtung, der Wahl des Laufmittels und seiner Zusammensetzung, der Bestimmung der Zeit bis zur Beendigung der Ortsfraktionierung und der Wahl von Gradienten oder Isokraten, erfüllt. Vorteilhaft ist hierbei, dass sämtliches im Stand der Technik bekannte Säulenmaterial, Normalphasenmaterial wie auch Umkehrphasenmaterial eingesetzt werden kann. Auch die Auswahl des Laufmittels oder der Laufmittelmischung ist im erfindungsgemäßen Verfahren keinen besonderen Anforderungen unterworfen und richtet sich nur nach den individuellen Eigenschaften des Substanzgemischs. Dadurch unterliegt das Verfahren keinen besonderen Beschränkungen und ist nahezu unbegrenzt einsetzbar.In the method according to the invention, in contrast to the methods of time fractionation, the fractional fractionation is already completed shortly before the first substance of interest leaves the separation device and the last substance of interest has reached the separation device. This absolutely necessary separation of the substance mixture is fulfilled in the process according to the invention by the choice of the material in the separation device, the choice of eluent and its composition, the determination of the time until completion of the fractionation of the site and the choice of gradients or isocrates. It is advantageous here that all known in the prior art column material, normal phase material as well as reverse phase material can be used. The selection of the eluent or the solvent mixture is subject in the process according to the invention no special requirements and depends only on the individual properties of the substance mixture. As a result, the process is not subject to any particular restrictions and can be used almost indefinitely.

Nach Beendigung der Fraktionierung liegen die einzelnen Substanzen des Stoffgemischs entsprechend ihrer Polarität auf abgegrenzten Bereichen (Orten) der Trennvorrichtung. Die Fraktionierung hat zu einer Verteilung der Substanzen des Gemischs auf unterschiedliche Orte im eingesetzten Trennmaterial entlang der Raumachse in Richtung des Ausgangs aus der Trennvorrichtung (Trennsäule) geführt. Diese erste Auftrennung des Substanzgemischs wird im Zusammenhang der vorliegenden Erfindung als Trennung in der 1. Dimension bezeichnet. Im ersten Schritt des Verfahrens findet also eine Trennung entlang der Flussrichtung statt und die Substanzen sind in der Trennsäule räumlich fixiert, ohne das Trennmaterial verlassen zu haben. Das erfindungsgemäße Verfahren kann dann durch eine weitere Auftrennung der räumlich fixierten Substanzen fortgesetzt werden oder die fixierten Substanzen können nach der Auftrennung in der 1. Dimension aus der Trennsäule separiert und aus dem Trennmaterial isoliert werden. Zur Isolierung aus den Säulenmaterial sind verschiedene, im Stand der Technik bekannte, Verfahren einsetzbar. Beispielsweise können die Substanzen durch gängige Extraktionsverfahren vom Säulenmaterial abgetrennt werden, sie können in Fraktionen aus dem Material herausgespült werden oder durch Überführung auf gängige Chromatographiesäulen in Fraktionen isoliert werden.After completion of the fractionation, the individual substances of the mixture are according to their polarity on demarcated Areas (locations) of the separator. The fractionation has led to a distribution of the substances of the mixture to different locations in the separating material used along the spatial axis in the direction of the exit from the separation device (separation column). This first separation of the substance mixture is referred to as separation in the 1st dimension in the context of the present invention. In the first step of the method, therefore, a separation takes place along the direction of flow and the substances are spatially fixed in the separation column without having left the separation material. The method according to the invention can then be continued by a further separation of the spatially fixed substances, or the fixed substances can be separated from the separation column after separation in the 1st dimension and isolated from the separating material. For isolation from the column material, various methods known in the art can be used. For example, the substances can be separated off from the column material by standard extraction methods, they can be flushed out of the material in fractions or isolated into fractions by conversion to customary chromatography columns.

Wenn eine weitere Ortsfraktionierung der auf der segmentierten Trennsäule örtlich fixierten Substanzen entsprechend des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt werden soll, werden die in der 1. Dimension auf der Phase fixierten Substanzen selektiv vom Laufmittel vom jeweiligen Segment auf nachgeschaltete Trennvorrichtungen überführt. Die Substanzfraktionen werden dann einer zweiten Ortsfraktionierung unterworfen, die als Ortsfraktionierung der 2. Dimension bezeichnet wird. Analog zur Ortsfraktionierung der 1. Dimension werden Komponenten der überführten Substanzfraktion auf der zweiten Trennvorrichtung entsprechend ihrer Polarität verteilt und liegen nach erfolgter Auftrennung räumlich fixiert auf der zweiten Trennvorrichtung vor. Auch in der 2. Dimension ist die Trennung abgeschlossen, bevor die erste Fraktion des Stoffgemischs die Trennsäule verlässt.If a further local fractionation of the substances fixed locally on the segmented separation column is to be carried out according to the method according to the invention, the substances fixed on the phase in the first dimension are selectively transferred from the mobile phase by the respective segment to downstream separation devices. The substance fractions are then subjected to a second local fractionation, which is referred to as spatial fractionation of the second dimension. Analogously to the location fractionation of the 1st dimension, components of the transferred substance fraction are distributed on the second separation device according to their polarity and after separation have been spatially fixed on the second separation device. Also in the 2nd dimension, the separation is completed before the first fraction of the mixture leaves the separation column.

Analog zu dem oben beschrieben Vorgehen der Trennung der 1. Dimension können nun die separierten Substanzen isoliert werden oder es können die oben beschrieben Verfahrensschritte wiederholt werden, bis die Substanzen in erwünschter Reinheit vorliegen. Die Ortsfraktionierung kann beliebig oft, bis zur n-ten Dimension, wiederholt werden. Nach Abschluss der Trennung werden die Substanzen, wie oben beschrieben, isoliert.Analogously to the above-described procedure of separation of the 1st dimension, the separated substances can now be isolated or the process steps described above can be repeated until the substances are present in the desired purity. The location fractionation can be repeated as often as desired, up to the nth dimension. After completion of the separation, the substances are isolated as described above.

Die erfindungsgemäße Ortsfraktionierung kann unter Einsatz von Hochdruckflüssigchromatographie durchgeführt werden. Darüber hinaus ist auch eine automatisierte Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, mit hohen Durchsatzmengen möglich. Hierbei können die Schritte der Substanzaufgabe, der Auftrennung, der Überführung der örtlich fixierten Substanzen in eine weitere Trennvorrichtung zur Ortsfraktionierung in der nächsten Dimension, die Detektion und das Freispülen der Substanzen automatisiert erfolgen. Darüber hinaus kann das Verfahren auch computer- und/oder robotergestützt durchgeführt werden.The site fractionation according to the invention can be carried out using high pressure liquid chromatography. In addition, an automated implementation of the method according to the invention, with high throughputs is possible. Here, the steps of the substance task, the separation, the transfer of the locally fixed substances in another separation device for local fractionation in the next dimension, the detection and the purging of the substances can be automated. In addition, the method can also be carried out computer and / or robot-assisted.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens muss eine Vorrichtung eingesetzt werden, die sich, insbesondere bei der automatisierten Verfahrensführung, in wesentlichen Merkmalen von im Stand der Technik bekannten Vorrichtungen zur Chromatographie unterscheidet.To carry out the method according to the invention, it is necessary to use a device which, in particular in the case of automated process control, differs in essential features from chromatography devices known in the prior art.

So erfordert beispielsweise das automatisierte Überführen der ortsfixierten Substanzen in die nächste Dimension eine besondere Ausgestaltung der Chromatographie-Säulen, um auf ein manuelles Isolieren der Substanz und Einbringen auf die Trennsäulen der nächsten Dimension verzichten zu können.Thus, for example, the automated transfer of the fixed-location substances into the next dimension requires a special embodiment of the chromatography columns in order to be able to dispense with manual isolation of the substance and introduction onto the separation columns of the next dimension.

Um das erfindungsgemäße Verfahren mit hohem Durchsatz und vorzugsweise automatisiert durchzuführen, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung eingesetzt werden, die nachfolgend ausführlich beschrieben wird.In order to carry out the method according to the invention with high throughput and preferably automated, the device according to the invention can be used, which will be described in detail below.

Ein Bestandteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine Kombination von separierbaren Segmentsäulen, welche die im Stand der Technik bekannten Chromatographiesäulen ersetzen. Diese erfindungsgemäßen Chromatographiesäulen bestehen aus Säulensegmenten, die miteinander gekoppelt sind. Bevorzugt werden die Säulensegmente derart kombiniert, dass eine Chromatographiesäule zum Einsatz kommt, die in ihrer Länge einer herkömmlichen langen HPLC-Säule gleicht. Durch den Aufbau aus gekoppelten Säulensegmenten kann die mit Trennmaterial gefüllte Chromatographiesäule nach Durchführung eines Trennvorgangs in die Segmente zerlegt werden und diese Segmente, die mit Substanz beladenes Trennmaterial enthalten, können dann zur gezielten Überführung der Substanz in die nächste Dimension der Ortsfraktionierung oder zum Freispülen der Substanz verwendet werden.A component of the device according to the invention is a combination of separable segment columns, which replace the chromatography columns known in the prior art. These chromatographic columns according to the invention consist of column segments which are coupled together. Preferably, the column segments are combined such that a chromatographic column is used which is similar in length to a conventional long HPLC column. By constructing coupled column segments, the chromatographic column filled with separation material can be separated into the segments after a separation operation and these segments containing substance-loaded separation material can then be used to selectively transfer the substance to the next dimension of the fraction or flush the substance be used.

Um eine einfache Kopplung und auch wieder Trennung der Säulensegmente zu ermöglichen, werden diese beweglich miteinander verbunden. Besondere Anforderungen an die Kopplung der Säulensegmente werden insbesondere dann gestellt, wenn das erfindungsgemäße Verfahren automatisiert durchgeführt wird. Zum einen muss die Kopplung der Säulensegmente leicht lösbar sein, sie muss jedoch zum anderen so erfolgen, dass die Dichtigkeit den Anforderungen der Hochdruckflüssigkeitschromatographie genügt. Aus diesem Grund kommen in der erfindungsgemäßen Vorrichtung neuartigen HPLC-Segmentsäulen und Kopplungstechniken zum Einsatz.In order to enable a simple coupling and again separation of the column segments, they are movably connected. Special requirements for the coupling of the column segments are made in particular when the method according to the invention is carried out automatically. On the one hand, the coupling of the column segments must be easily solvable, but on the other hand, it must be done so that the tightness meets the requirements of high pressure liquid chromatography. For this reason come in the Device according to the invention novel HPLC-segment columns and coupling techniques are used.

Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, sowie die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit dieser Vorrichtung, werden anhand der beigefügten Figuren ausführlich erläutert.Preferred embodiments of the device according to the invention, as well as the implementation of the method according to the invention with this device, will be explained in detail with reference to the attached figures.

So zeigt 1 das Prinzip der erfindungsgemäßen mehrdimensionalen Ortsfraktionierung. Der Aufbau eines Säulensegments wird in 2 illustriert. Die Kopplung der Säulensegmente wird in 3 dargestellt. 4 zeigt eine Anordnung von 25 Segmenten für eine Verteilung in der 1. und 2. Dimension und 5 veranschaulicht einen Ausschnitt aus der Segmentanordnung. Der mechanische Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur mehrdimensionale Ortsfraktionierung wird in 6 dargestellt. 7 zeigt die Laufmittelströme bei einer Verteilung in der 3. Dimension und 8 illustriert ein Aufgabesystem mit automatisierter Festbettinjektion. Durch 9 wird die Verknüpfung von Probenaufgabe und Laufmittelströmen bei Verteilungen veranschaulicht. Die Online-Detektion in der 2. Dimension der erfindungsgemäßen Ortsfraktionierung wird in 10 gezeigt und in 11 wird beispielhaft der Einsatz von Industrierobotern zur weiteren Automatisierung der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. 12 zeigt das Prinzip der bekannten Zeitfraktionierung. Ein Gemisch wird im Probenaufgeber 12.1 injiziert und über die Trennsäule 12.2 aufgetrennt. Die Trennung läuft von T_Anfang bis T_Ende (12.3), bis die letzte Substanz von Interesse die Trennsäule verlassen hat.So shows 1 the principle of multidimensional spatial fractionation according to the invention. The construction of a column segment is in 2 illustrated. The coupling of the column segments is in 3 shown. 4 shows an arrangement of 25 segments for distribution in the 1st and 2nd dimension and 5 illustrates a section of the segment arrangement. The mechanical construction of a device according to the invention for multidimensional spatial fractionation is described in 6 shown. 7 shows the eluent streams in a distribution in the 3rd dimension and 8th illustrates a task system with automated fixed-bed injection. By 9 illustrates the connection between sample application and solvent flows in distributions. The online detection in the second dimension of the location fractionation according to the invention is described in 10 shown and in 11 the use of industrial robots for further automation of the device according to the invention is exemplified. 12 shows the principle of known time fractionation. A mixture is in the sample feeder 12.1 injected and over the separation column 12.2 separated. The separation runs from T _beginning to T _end ( 12.3 ) until the last substance of interest has left the separation column.

Fig. 1Fig. 1

1 zeigt die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens als Trennung in der 2. Dimension. 1 shows the implementation of the method according to the invention as a separation in the 2nd dimension.

Gezeigt wird ein Ausschnitt einer Trennsäule 1, die aus 5 Säulensegmenten 2 besteht. Als Muster wird die Verteilung eines komplexen Substanzgemischs auf diesen Säulensegmenten 2 veranschaulicht. Die schwarze Bande symbolisiert eine Substanzfraktion 3 dieses Substanzgemischs, die nach einer ersten chromatographischen Auftrennung räumlich im dritten Säulensegment fixiert ist. Es hat die Ortsfraktionierung in der 1. Dimension stattgefunden. Durch die senkrechte gestrichelte Linie wird die Überführung einer Substanzfraktion 3 des Säulensegments 3 der ersten Trennsäule 1 auf die darunter dargestellte Trennsäule der 2. Dimension symbolisiert. Die unter der Trennsäule 1 der 1. Dimension dargestellte Trennsäule der 2. Dimension besitzt 4 Säulensegmente 2. Die Substanz 3 ist nun, nach einer weiteren Ortsfraktionierung im Säulensegment 2 der Trennsäule 1 der 2. Dimension örtlich fixiert. Die Ortsfraktionierung wird an dieser Stelle des Verfahrens beendet und es erfolgt das Freispülen der Substanz 3 aus dem zweiten Säulenfragment der Trennsäule 1 der 2. Dimension. Dieses Überführen der Substanzen aus dem Säulensegment in die Fraktioniergefäße wird durch die gestrichelten Linien dargestellt. Die aus dem Segment freigespülten Substanzen werden in den mit 4 gekennzeichneten Fraktioniergefäßen gesammelt und die Substanz 3 befindet sich nun in einem der Fraktioniergefäße.Shown is a section of a separation column 1 consisting of 5 column segments 2 consists. As a pattern, the distribution of a complex substance mixture on these column segments 2 illustrated. The black band symbolizes a substance fraction 3 this substance mixture, which is fixed spatially in the third column segment after a first chromatographic separation. The local fractionation in the 1st dimension has taken place. The vertical dashed line becomes the transfer of a substance fraction 3 of the column segment 3 the first separation column 1 symbolized on the separation column of the 2nd Dimension shown below. The under the separation column 1 the 1st dimension shown separation column of the 2nd Dimension has 4 column segments 2 , The substance 3 is now, after another local fractionation in the column segment 2 the separation column 1 The 2nd dimension fixed locally. The Ortsfraktionierung is terminated at this point of the process and there is the flushing of the substance 3 from the second column fragment of the separation column 1 the 2nd dimension. This transfer of the substances from the column segment into the Fraktioniergefäße is represented by the dashed lines. The liberated from the segment substances are in the 4 labeled Fraktioniergefäßen collected and the substance 3 is now in one of the fractionating vessels.

Fig. 2Fig. 2

2 zeigt die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Säulensegmente. Um ein schnelles und gegebenenfalls automatisiertes Umgruppieren der Segmentsäulen von einer Dimension der Ortsfraktionierung auf die nächste zu ermöglichen, kommen verschraubungs- und schnellverschlußfreien Verbindungen zu Einsatz. Hierzu wird eine konische Dichtung auf einer kurzen, am Ausgang einer Segmentsäule fixierten, Kapillare in einen Innenkonus am Eingang einer weiteren Segmentsäule geführt und beides durch äußeren mechanischen Druck gegen den Flüssigkeitsdruck des durchströmenden Laufmittels abgedichtet. In 2 wird ein Säulensegment 2 dargestellt, wobei 5 die Kapillare zeigt, die mit der konischen Dichtung 6 versehen ist. Am unteren Ende des Säulensegments 2 befindet sich der Innenkonus 7. Die Kopplung von Säulensegmenten 2 erfolgt dann, wie oben beschrieben, über die konische Dichtung 6 des einen Segments mit dem Innenkonus 7 des anderen Segments. Detaillierter wird diese Kopplung auf 3 dargestellt. Im unteren Teil der 2 wird eine Draufsicht auf ein Säulensegment 2 gezeigt. 2 shows the inventive design of the column segments. In order to enable a fast and possibly automated regrouping of the segment columns from one dimension of the local fractionation to the next, screw-fastened and quick-seal-free connections are used. For this purpose, a conical seal on a short, fixed at the output of a segment column capillary is guided in an inner cone at the entrance of another segment column and sealed both by external mechanical pressure against the fluid pressure of the flowing solvent. In 2 becomes a column segment 2 shown, where 5 the capillary shows that with the conical seal 6 is provided. At the bottom of the column segment 2 is the inner cone 7 , The coupling of column segments 2 Then, as described above, via the conical seal 6 one segment with the inner cone 7 of the other segment. This coupling becomes more detailed 3 shown. In the lower part of the 2 is a plan view of a column segment 2 shown.

Fig. 3Fig. 3

In 3 wird die Kopplung dreier Säulensegmente 2 gezeigt. Ein Adapter 8, der zur Abdichtung mit einer konischen Dichtung 9 versehen ist, führt den Laufmittelstrom in die gekoppelten Segmentsäulen. In dem dargestellten Beispiel sind die drei Säulensegmente 2 durch eine konische Dichtung 9 und Innenkonus 7 miteinander gekoppelt. Den Abschluss dieser Anordnung bildet ein weiterer Adapter 8.1 mit einem Innenkonus 7, der das austretende Laufmittel z. B. in ein Abfallgefäß führt. Die beschriebene, erfindungsgemäße Konstruktion der einzelnen Segmente und ihrer Verbindung miteinander gewährleistet eine Minimierung des Totvolumens zwischen den einzelnen Segmenten. Dies verringert die Verbreiterung der Substanzbanden während der Trennung und die Verluste an Substanzen in den Kapillaren zwischen den einzelnen Segmenten bei Entkopplung.In 3 becomes the coupling of three column segments 2 shown. An adapter 8th , which is sealed with a conical seal 9 is provided, the solvent stream leads to the coupled segment columns. In the example shown, the three column segments 2 through a conical seal 9 and inner cone 7 coupled together. The conclusion of this arrangement forms another adapter 8.1 with an inner cone 7 , the z. B. leads into a waste container. The described construction according to the invention of the individual segments and their connection to one another ensures a minimization of the dead volume between the individual segments. This reduces the broadening of the substance bands during the separation and the loss of substances in the capillaries between the individual segments when decoupled.

Schematischer Aufbau einer automatisierten Trennvorrichtung zur erfindungsgemäßen Ortsfraktionierung Schematic structure of an automated separation device for spatial fractionation according to the invention

Als eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nachfolgend eine automatisierte Vorrichtung erläutert. Die Vorrichtung kann individuell auf die verschiedensten Erfordernisse der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens angepasst werden. Stellvertretend für erfindungsgemäße Ausgestaltungen sollen hier einige wenige Ausführungsbeispiele behandelt werden, um die Flexibilität der Vorrichtung zum Einsatz im erfindungsgemäßen Verfahren zu verdeutlichen.As a preferred embodiment of the device according to the invention an automated device is explained below. The device can be adapted individually to the most diverse requirements of carrying out the method according to the invention. Representative of embodiments according to the invention, a few embodiments will be treated here in order to illustrate the flexibility of the device for use in the method according to the invention.

Fig. 4Fig. 4

Zentrales Element der automatisierten Trennvorrichtung ist ein Gruppierung der Segmente, die ein schnelles Verbinden und Umgruppieren der einzelnen Segmente ermöglicht. Hier sind mehrere räumliche Anordnungen der Segmente und ebenso mehrere mechanische Vorrichtungen möglich. 4 zeigt die beispielhafte Anordnung von 5 Ausschnitten aus Trennsäulen 1. Die 5 Trennsäulen 1 sind jeweils in 5 Säulensegment unterteilt. Die Beweglichkeit der Säulensegmente wird in der oberen Trennsäule 1 dargestellt. Hierbei symbolisieren die um die Säulensegmente gelegten Kreise die Drehbarkeit der Segmente. Dargestellt wird der Schritt im erfindungsgemäßen Verfahren, bei dem die Auftrennung des Substanzgemischs in der ersten Dimension erfolgt. Der Laufmittelstrom zur Auftrennung in der 1. Dimension wird durch den Pfeil 10 dargestellt. Nach erfolgter Auftrennung in der ersten Dimension werden die Säulensegmente der ersten Trennsäule 1 um 90° gedreht. Die auf der ersten Trennsäule 1 ortsfixierten Substanzen können dann durch den als Pfeil 11 gekennzeichnet Laufmittelstrom in die 2. Dimension, also die unter der ersten Trennsäule 1 befindlichen Segmente der zweiten Trennsäule 1, überführt werden.The central element of the automated separation device is a grouping of the segments, which allows a quick connection and regrouping of the individual segments. Here are several spatial arrangements of the segments and also several mechanical devices possible. 4 shows the exemplary arrangement of 5 sections of separation columns 1 , The 5 separation columns 1 are each divided into 5 column segments. The mobility of the column segments is in the upper separation column 1 shown. Here, the circles placed around the column segments symbolize the rotatability of the segments. Shown is the step in the method according to the invention, in which the separation of the substance mixture takes place in the first dimension. The solvent flow for separation in the 1st dimension is indicated by the arrow 10 shown. After separation in the first dimension, the column segments of the first separation column 1 turned by 90 degrees. The on the first separation column 1 fixed substances can then be identified by the arrow 11 characterized Laufmittelstrom in the 2nd dimension, that is, under the first column 1 located segments of the second separation column 1 to be transferred.

Fig. 5Fig. 5

Ein Ausschnitt der in 4 dargestellten Anordnung wird in 5 detaillierter gezeigt. Die drehbaren Segmente 2 sind jetzt in der Richtung für eine Verteilung in der 2. Dimension gezeigt. Die Verteilung in der 1. Dimension fand mit dem als Pfeil 12 dargestellten Laufmittelstrom durch einen Adapter 8.2 statt, der zugleich der Anschlag für die durch ein pneumatisches (wahlweise auch hydraulisches oder mechanisches) Element 13 ineinander gepressten Segmente 2 dient. Der als Pfeil 14 dargestellte Auslass des Laufmittelstroms befindet sich in einem auf die Vortriebstange 15 des Pneumatikelements 13 montierten Adapter 8.3. Nachdem die Verteilung in der 1. Dimension stattfand, kann 5-fach parallel mit den als Pfeile 16 dargestellten Laufmittelströmen die Verteilung in der 2. Dimension erfolgen. Als gestrichelte Pfeile 69 sind die Laufmittelströme zur Fraktionierung in der 3. Dimension angedeutet.A section of in 4 shown arrangement is in 5 shown in more detail. The rotatable segments 2 are now shown in the direction for a distribution in the 2nd dimension. The distribution in the 1st dimension took place with the arrow 12 shown solvent flow through an adapter 8.2 instead, at the same time the stop for by a pneumatic (optionally also hydraulic or mechanical) element 13 nested segments 2 serves. The as arrow 14 illustrated outlet of the solvent flow is located in a on the drive rod 15 of the pneumatic element 13 mounted adapter 8.3 , After the distribution took place in the 1st dimension, can be 5-fold parallel with the arrows 16 shown eluent streams take place the distribution in the 2nd dimension. As dashed arrows 69 the eluent streams for fractionation in the third dimension are indicated.

Fig. 6Fig. 6

6 zeigt den Zusammenhang von 1., 2. und 3. Dimension für einen ebenen Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Das Zusammenpressen der Segmente geschieht je nach Dimension an unterschiedlichen Positionen, mit folgenden Elementen: 1. Dimension, Element 17, 2. Dimension, Elemente 18 und 3. Dimension, Elemente 19. Die Segmente sind in Gruppen auf Schlitten 20 zusammengefasst. Eine Gruppe umfasst die 5 Segmente der 1. Dimension, vier weitere Gruppen bestehen aus je 5 Segmenten der 2. Dimension (grau unterlegt). Dies ermöglicht ein 5-fach paralleles Eluieren, Spülen und Konditionieren der Segmente. Mit 21 ist eine Einheit zum Umleiten der Laufmittelströme zu den Detektoren gekennzeichnet. Auf einer Grundplatte sind die Schlitten zwischen den Positionen 1. und 2. Dimension und der 3. Dimension beweglich. Die Bewegung der Schlitten kann sowohl horizontal als auch vertikal erfolgen. Zum Einsatz gelangt bei diesem Ausführungsbeispiel Lineartechnik mit Antrieb. Die Schlitten 20 sind gegeneinander gefedert, so dass nach Lösen des pneumatischen Andrucks ein ausreichender Abstand zwischen den einzelnen Schlitten gewährleistet ist und diese zu anderen Positionen transportiert werden können. Pfeil 22 kennzeichnet die Bewegungsrichtung, Transport eines Schlittens mit 5 Segmenten von der Position 1. + 2. Dimension zur Position 3. Dimension; Pfeil 23 kennzeichnet die Transportrichtung eines Schlittens 20 mit 5 Segmenten innerhalb der Position 3. Dimension zur Elution; Pfeil 24 kennzeichnet die Richtung, in der der Block der Pneumatikelemente 19 an die Säulensegmente herangeführt wird. Mit 25 ist beispielhaft eine der fünf dargestellten kurzen präparativen Säulen gekennzeichnet, über welche mit einer hohen Flussrate die parallele Elution der Segmente erfolgt. 6 shows the connection of the 1st, 2nd and 3rd dimension for a planar structure of a device according to the invention. Depending on the dimension, the segments are pressed together at different positions, with the following elements: 1st dimension, element 17 , 2nd dimension, elements 18 and 3rd dimension, elements 19 , The segments are in groups on sledges 20 summarized. One group comprises the 5 segments of the 1st dimension, four further groups each consist of 5 segments of the 2nd dimension (shaded in gray). This allows 5-fold parallel elution, rinsing and conditioning of the segments. With 21 a unit is identified for diverting the eluent streams to the detectors. On a base plate, the carriages are movable between the 1st and 2nd dimension and the 3rd dimension positions. The movement of the carriages can be horizontal as well as vertical. Used in this embodiment is linear technology with drive. The sledges 20 are sprung against each other, so that after releasing the pneumatic pressure sufficient distance between the individual carriage is guaranteed and they can be transported to other positions. arrow 22 indicates the direction of movement, transporting a carriage with 5 segments from position 1. + 2. dimension to position 3. dimension; arrow 23 indicates the transport direction of a carriage 20 with 5 segments within position 3. Dimension for elution; arrow 24 indicates the direction in which the block of pneumatic elements 19 is brought to the column segments. With 25 By way of example, one of the five illustrated short preparative columns is characterized, via which the parallel elution of the segments takes place at a high flow rate.

Auch hier erfolgt die Verbindung über die eingangs beschriebenen verschraubungs- und schnellverschlußfreien Verbindungen mittels Adaptern. Unter den präparativen Säulen werden die zu den Fraktionssammlern führenden Kapillaren 26 gezeigt.Again, the connection via the initially described screw connection and quick-release connections by means of adapters. Among the preparative columns are the capillaries leading to fraction collectors 26 shown.

Dieser graphisch dargestellte Aufbau in einer Ebene ist nur eine von mehreren Ausführungsformen. Eine weitere beispielhafte Ausführungsform ist die Anordnung der Position 3. Dimension direkt über der Position 1. + 2. Dimension, wobei der Transport der Segmente 2 in Fünfergruppen durch Portaltechnik erfolgt.This one-level graphical construction is just one of several embodiments. Another exemplary embodiment is the arrangement of the position 3rd dimension directly above the position 1st + 2nd dimension, wherein the transport of the segments 2 takes place in groups of five by portal technology.

Laufmittelströme und Hochdurchsatzaufgabesystem mit Festbettinjektion Eluent streams and high throughput feed system with fixed bed injection

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Laufmittelströme und Hochdurchsatzaufgabesysteme mit Festbettinjektion erläutert.Hereinafter, preferred embodiments of the fluid streams and high-throughput fixed-bed injection systems are explained.

Fig. 7Fig. 7

7 illustriert das System der Pumpen und Laufmittelströme innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung für die Ortsfraktionierungen über zwei Dimensionen mit Elution der Substanzen über kurze HPLC-Säulen in einer 3. Dimension. Mit 27 sind fünf präparative Hochdruckgradientenpumpen gekennzeichnet. Diese Anzahl ermöglicht ein paralleles Arbeiten mit fünf verschiedenen Isokraten oder Gradienten in der 2. und 3. Dimension. Eine der Hochdruckgradientenpumpen 27, durch Schraffur gekennzeichnet, versorgt über ein elektrisch oder pneumatisch gesteuertes 4-Positions-4-Wegeventil 28 die Verteilung in der 1. Dimension mit Laufmittel. Diese Verteilung wird durch den gepunkteten Pfeil 30 dargestellt. Weiterhin wird ein Kanal der Verteilung in der 2. Dimension (Pfeil 31) und einen Kanal der Elution in der 3. Dimension (Pfeil 32) mit Laufmittel versorgt. Die weiteren vier Hochdruckgradientenpumpen 27 versorgen über elektrisch oder pneumatisch gesteuerte 3-Positions-3-Wegeventile 29 je einen Kanal der Verteilung in der 2. Dimension (als gestrichelte Linie gekennzeichnet) und einen Kanal der Elution in der 3. Dimension mit Laufmittel. Diese Kanäle der Elution in der 3. Dimension sind durch die von den Ventilen 28 und 29 nach rechts abgehenden durchgezogenen Linien dargestellt. Unter den Pumpen 27 angeordnet sind die 25 Segmente 33 zur Verteilung in 1. + 2. Dimension dargestellt. Mit 34 werden die HPLC-Säulen zur Elution in der 3. Dimension gekennzeichnet. Nach erfolgter Ortsfraktionierung und Elution werden die fünf Hochdruckgradientenpumpen 27 zum Spülen und Konditionieren aller Segmente und HPLC-Säulen eingesetzt. 7 illustrates the system of pumps and solvent flows within the device of the present invention for fractional particle size fractionation with elution of the substances over short HPLC columns in a third dimension. With 27 Five preparative high pressure gradient pumps are featured. This number allows working in parallel with five different isocrates or gradients in the 2nd and 3rd dimension. One of the high pressure gradient pumps 27 , indicated by hatching, powered by an electrically or pneumatically controlled 4-position 4-way valve 28 the distribution in the 1st dimension with eluent. This distribution is indicated by the dotted arrow 30 shown. Furthermore, a channel of the distribution in the 2nd dimension (arrow 31 ) and a channel of elution in the 3rd dimension (arrow 32 ) supplied with eluent. The other four high-pressure gradient pumps 27 supply via electrically or pneumatically controlled 3-position 3-way valves 29 one channel each of the distribution in the second dimension (marked as a dashed line) and a channel of elution in the third dimension with eluent. These channels of elution in the 3rd dimension are through those of the valves 28 and 29 shown to the right outgoing solid lines. Under the pumps 27 arranged are the 25 segments 33 shown for distribution in 1st and 2nd dimension. With 34 the HPLC columns are labeled for elution in the 3rd dimension. After site fractionation and elution, the five high pressure gradient pumps 27 used for rinsing and conditioning all segments and HPLC columns.

Fig. 8Fig. 8

8 zeigt ein beispielhaftes Aufgabesystem, dargestellt am Beispiel der Festbettinjektion. 35 stellt die 25 Segmente zur Verteilung in 1. + 2. Dimension dar. Mit 36 sind die von den Aufgabesäulen der Festbettinjektion kommenden Kapillaren gekennzeichnet, die in einem Mehrfachmotorschaltventil 37 enden. Dieses ist mit einem weiteren Motorschaltventil 38 verbunden, das den Laufmittelstrom auf den gewünschten Kanal der 1. oder 2. Dimension der Verteilung lenkt. Eine der Verbindungen, als gestrichelte Linie dargestellt, führt zur Verteilung in der ersten Dimension. Hiermit werden Extrakte über die 1. und 2. Dimension verteilt. Teilextrakte oder Extrakte eines sehr beschränkten Polaritätsbereichs können über die weiteren, vom Mehrfachmotorschaltventil 37, abgehenden Kanäle gezielt auf eine Segmentgruppe der 2. Dimension geführt werden und dort vor einer anschließenden Elution in nur einer Dimension ortsfraktioniert werden. Dadurch ist auch ein paralleles Eluieren von bis zu fünf vorher einzeln verteilten Teilextrakten möglich. Zum Spülen und Konditionieren der Segmente kann über die Umschaltventile 39 die Aufgabeeinheit ausgekoppelt und eine direkte Verbindung zu den Pumpen hergestellt werden. Die Verbindungen zu den Hochdruckgradientenpumpen sind mit 40 gekennzeichnet. 8th shows an exemplary application system, shown using the example of fixed-bed injection. 35 represents the 25 segments for distribution in 1st + 2nd dimension. With 36 are characterized by the task columns of fixed-bed injection capillaries coming in a multi-motor switching valve 37 end up. This is with another engine switching valve 38 connected, which directs the solvent flow to the desired channel of the 1st or 2nd dimension of the distribution. One of the connections, shown as a dashed line, leads to the distribution in the first dimension. This extracts extracts over the 1st and 2nd dimension. Part extracts or extracts of a very limited polarity range can be passed over the other, from the multi-motor switching valve 37 , outgoing channels are directed to a segment group of the second dimension and there are fractionated before a subsequent elution in only one dimension. As a result, a parallel elution of up to five previously individually distributed parts extracts is possible. For rinsing and conditioning the segments can via the switching valves 39 disengaged the task unit and made a direct connection to the pump. The connections to the high pressure gradient pumps are with 40 characterized.

Fig. 9Fig. 9

Die vollständige Verknüpfung von Aufgabesystem und Laufmittelströmen wird in 9 dargestellt. Hier werden die verschiedenen Wege der Laufmittelströme im Zusammenhang gezeigt. Die Festbettinjektion wird mit Pumpe 41 durchgeführt. Über Ventil 42 werden die Mehrfachschaltventile 43 und 44 angesteuert, welche die Aufgabesäulen 45 nacheinander zur Elution freischalten. Über das Motorschaltventil 46 erfolgt die Zuführung der Extrakte entweder über Ventil 47 in die 1. Dimension oder über die Ventile 48 in die 2. Dimension. Mit einem weiteren Kanal des Motorschaltventils 46 können die Aufgabesäulen mit Pumpe 49 luftfrei gespült werden. Die weiteren Einsatzmöglichkeiten von Pumpe 49 liegen in der Elution von Segmenten in einem Kanal der 3. Dimension 50, ebenfalls angesteuert über Ventil 42. Die Pumpen 51 werden nur zur Verteilung in der 2. Dimension und der Elution in der 3. Dimension eingesetzt. Die zu den einzelnen Pumpen zugehörigen Ventile 53, 54, 55 und 56 leiten den Laufmittelstrom in die entsprechende Dimension. Wird in der 2. Dimension verteilt, gelangt der Laufmittelstrom durch die Ventile 48 in die Segmente 52. Wird in der 3. Dimension eluiert, erfolgt die Zuführung des Laufmittelstroms direkt.The complete linking of the feed system and the eluent streams is in 9 shown. Here the different ways of eluent flows are shown in context. The fixed bed injection is pumped 41 carried out. About valve 42 become the multiple switching valves 43 and 44 controlled, which the task columns 45 unlock in turn for elution. About the engine switching valve 46 Feeding of the extracts takes place either via valve 47 in the 1st dimension or over the valves 48 in the 2nd dimension. With another channel of the engine switching valve 46 can the task columns with pump 49 be rinsed free of air. The other uses of pump 49 lie in the elution of segments in a channel of the 3rd dimension 50 , also controlled by valve 42 , The pumps 51 are used only for distribution in the 2nd dimension and elution in the 3rd dimension. The valves associated with each pump 53 . 54 . 55 and 56 direct the solvent flow into the appropriate dimension. If it is distributed in the second dimension, the solvent flow passes through the valves 48 into the segments 52 , If it is eluted in the 3rd dimension, the supply of the eluent flow takes place directly.

Online-DetektionOnline detection

Als weitere Ausführungsform kann ein zur Verteilung bestimmter Extrakt durch eine Beurteilung mit der HPLC im analytischen Maßstab auf die Polarität und Verteilung seiner Inhaltsstoffe untersucht werden. Dabei wird die Information erhalten, auf welchen Segmenten der 1. Dimension sich Substanzen befinden werden und ob einzelne Segmente gar nicht belegt werden. Diese Informationen stehen zur Entscheidung zur Verfügung, ob alle oder nur ein Teil der Segmente aus der 1. Dimension in die 2. Dimension weiter verteilt werden müssen. Für die Verteilung dieser Teilextrakte aus der 1. Dimension kann eine Beurteilung des Ausgangsextraktes nicht mehr sicher eingesetzt werden. Hier muss eine Onlinedetektion erfolgen, die eine Beurteilung der Belegung der Segmente der 2. Dimension mit Substanzen erlaubt. Dadurch wird es ermöglicht, eventuell auftretende, nicht mit Substanzen belegte Segmente zu erkennen und von der Fraktionierung in Fraktionierungsgefäße auszunehmen.As a further embodiment, an extract for distribution may be analyzed for polarity and distribution of its ingredients by analytical grade HPLC analysis. The information on which segments of the 1st dimension substances are located and whether individual segments are not occupied. This information is available for deciding whether all or only part of the segments from the 1st dimension to the 2nd dimension must be redistributed. For the distribution of these parts extracts from the 1st dimension, an assessment of the starting extract can no longer be used safely. Here, an online detection must be carried out, which allows an assessment of the occupancy of the segments of the second dimension with substances. This makes it possible to identify any occurring, not occupied with substances segments and from fractionation into fractionation vessels.

Fig. 10Fig. 10

10 gibt den Aufbau einer Online-Detektion wieder. 57 zeigt ein Segment aus der Verteilung in der 1. Dimension, 58 die vier Segmente der anschließenden Verteilung in der 2. Dimension. Dazwischen befindet sich ein Bauteil 59 mit möglichst geringem Totvolumen, das über Kapillaren, je nach eingesetztem Detektor, den gesamten Laufmittelstrom oder einen geringen Teil davon (Split) durch den Detektor und zurück zu den nachfolgenden Segmenten führt. Der mit 62 gekennzeichnete Pfeil zeigt den Laufmittelstrom durch das Segment der 1. Dimension in den Detektor gezeigt, der Pfeil 63 kennzeichnet den Laufmittelstrom aus dem Detektor weiter durch die Segmente der 2. Dimension der Verteilung. Der Detektor 60 kann je nach Anforderung ein UV-Detektor, ein Brechungsindexdetektor, ein Lichtstreudetektor oder jeder in der HPLC gebräuchliche Detektor sein. Über einen Rechner 61 erfolgt eine Datenaufzeichnung, deren Ergebnisse für den weiteren Prozess der Ortsfraktionierung und die Elution der Segmente verwendet werden soll. 10 gives the structure of an online detection again. 57 shows a segment from the distribution in the 1st dimension, 58 the four segments of the subsequent distribution in the 2nd dimension. In between there is a component 59 with the least possible dead volume, which leads via capillaries, depending on the detector used, the entire solvent flow or a small part of it (split) through the detector and back to the subsequent segments. The one with 62 indicated arrow shows the solvent flow through the segment of the 1st dimension shown in the detector, the arrow 63 indicates the solvent flow from the detector further through the segments of the second dimension of the distribution. The detector 60 may be a UV detector, a refractive index detector, a light scattering detector, or any detector commonly used in HPLC, as required. About a calculator 61 a data record is made, the results of which are to be used for the further process of location fractionation and the elution of the segments.

Automatisierung durch den Einssatz kommerzieller IndustrieroboterAutomation through the use of commercial industrial robots

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein Industrieroboter zur Automatisierung eingesetzt. Wird ein kommerziell erhältlicher Industrieroboter an Stelle von Lineartechnik oder Portaltechnik eingesetzt, lässt sich der Aufbau der erfindungsgemäßen automatisierten Vorrichtung zur mehrdimensionalen Ortsfraktionierung vereinfachen und der Automatisierungsgrad erhöhen.In a preferred embodiment of the device according to the invention, an industrial robot is used for automation. If a commercially available industrial robot is used instead of linear technology or portal technology, the structure of the automated device according to the invention for multi-dimensional spatial fractionation can be simplified and the degree of automation can be increased.

Fig. 11Fig. 11

11 zeigt das Aufbauschema einer automatisierten Vorrichtung unter Einsatz eines kommerziellen Industrieroboters. Der Arm des Industrieroboters 64 greift die einzelnen Segmente und positioniert sie an den vorgesehenen Stellen. Auf der grau unterlegten Fläche finden die Verteilungen in 1. und 2. Dimension statt. Auf der gestrichelten Fläche finden die Verteilungen in der 3. Dimension statt. 65 bezeichnet das Bauteil, das den Detektoren der Online-Detektion den Laufmittelstrom zuführt. Wird hierüber eine Verteilung in der 1. Dimension durchgeführt, gelangt das Laufmittel durch eine direkte totvolumenarme Kapillare zu den folgenden Segmenten. Ein separates pneumatisch, hydraulisch oder mechanisch wirkendes Element zum Zusammenpressen der Segmente bei einer Verteilung in der 1. Dimension entfällt, da in der ersten Reihe der Segmente sowohl Verteilungen 1. wie 2. Dimension erfolgen können. Die pneumatischen Einheiten 66 dichten die Segmente während der Verteilungen in 1. und 2. Dimension gegeneinander ab und die pneumatischen Einheiten in 67 dichten die Segmente während der Verteilungen in der 3. Dimension gegeneinander ab. Mit 68 sind die kurzen HPLC-Säulen zur Elution der Segmente in der 3. Dimension gekennzeichnet und die von 68 abgehenden Linien kennzeichnen die Laufmittelströme mit den eluierten Substanzen in die Fraktionssammler. 11 shows the construction scheme of an automated device using a commercial industrial robot. The arm of the industrial robot 64 grips the individual segments and positions them in the intended places. The distributions in the 1st and 2nd dimension take place on the gray-shaded area. On the dashed surface, the distributions take place in the third dimension. 65 denotes the component which supplies the elec- trical fluid flow to the detectors of the online detection. If a distribution in the 1st dimension is carried out via this, the eluent passes through a direct dead volume capillary to the following segments. A separate pneumatically, hydraulically or mechanically acting element for compressing the segments in a distribution in the 1st Dimension omitted, since in the first row of segments both distributions 1st and 2nd dimension can be done. The pneumatic units 66 seal the segments against each other during the distribution in the 1st and 2nd dimension and the pneumatic units in 67 seal the segments against each other during distributions in the 3rd dimension. With 68 For example, the short HPLC columns for the elution of the segments are labeled in the 3rd dimension and those of 68 Outgoing lines indicate the eluent streams with the eluted substances in the fraction collector.

Fig. 12Fig. 12

12 zeigt das Prinzip der bekannten Zeitfraktionierung. Ein Gemisch wird im Probenaufgeber 70 injiziert und über die Trennsäule 71 aufgetrennt. Die Trennung 72 läuft von T_Anfang bis T_Ende, bis die letzte Substanz von Interesse die Trennsäule verlassen hat 12 shows the principle of known time fractionation. A mixture is in the sample feeder 70 injected and over the separation column 71 separated. The separation 72 runs from T _beginning to _end T until the last substance of interest has left the separation column

Online-Datenverarbeitung zur Automatisierung der Ortsfraktionierung und Steuerung der Elution in FraktionssammlerOnline data processing to automate site fractionation and control elution in fraction collectors

Als weitere bevorzugte Ausführungsform wird die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Online-Datenverarbeitungssystem zur Automatisierung der Ortsfraktionierung und Steuerung der Elution in einem Fraktionssammler kombiniert. Eine Online-Detektion bei der Verteilung mit einer Online-Datenverarbeitung stellt ein effektives Fraktionieren der auf bis zu 20 Segmente verteilten Inhaltsstoffe eines Substanzgemischs sicher. Während der Verteilung in der 2. Dimension werden softwaregesteuert durch Peakdetektion Daten gewonnen, die automatisch zur Fraktionierung der einzelnen Segmente aus der 2. Dimension eingesetzt werden. Diese Daten werden kombiniert mit den aus dem Profiling für die Verteilung in der 1. Dimension gewonnenen Informationen, die in eine Steuerungssoftware eingegeben werden können. So werden mit Substanzen belegte Segmente von leeren unterschieden. In der Folge werden nur noch diejenigen Segmente in den Fraktionssammler fraktioniert, die Substanzen erwarten lassen. Alle weiteren Segmente können sofort freigespült und erneut konditioniert werden. Die Datenverarbeitung besteht folglich aus drei Komponenten:As a further preferred embodiment, the apparatus of the present invention is combined with an on-line data processing system to automate fractionation and control of elution in a fraction collector. On-line detection in distribution with on-line data processing ensures effective fractionation of ingredients of up to 20 segments of a substance mixture. During the distribution in the second dimension, software-controlled peak detection is used to obtain data that is automatically used to fractionate the individual segments from the second dimension. This data is combined with the information obtained from profiling for the distribution in the 1st dimension, which can be entered into a control software. Thus, segments occupied with substances are distinguished from empty ones. As a result, only those segments are fractionated in the fraction collector, which can expect substances. All other segments can be rinsed off immediately and conditioned again. The data processing therefore consists of three components:

• 1. Eingabe der Bedingungen für die Verteilung in der 1. Dimension mit den aus dem Profiling gewonnenen Daten.1. Enter the conditions for distribution in the 1st dimension with the data obtained from the profiling.
• 2. Online-Aufzeichnung der Verteilung in der 2. Dimension durch einen Bypass zwischen Aufgabesegment und Zielsegmenten mit automatischer Peakdetektion mittels Chromatographiesoftware.2. Online recording of the distribution in the 2nd dimension by a bypass between task segment and target segments with automatic peak detection by means of chromatography software.
• 3. Automatische Auswertung der in Punkt 1 und 2 erhaltenen Daten zur gezielten Elution ausschließlich beladener Segmente.3. Automatic evaluation of the data obtained in points 1 and 2 for the targeted elution of exclusively loaded segments.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Trennsäule(n)Separation column (s)

22

Säulensegment(e)Column segment (s)

33

Substanz/SubstanzfraktionSubstance / substance group

44

FraktioniergefäßeFraktioniergefäße

55

Kapillare(n)Capillary (n)

66

konische Dichtungconical seal

77

Innenkonusinner cone

88th

Adapteradapter

8.18.1

Adapteradapter

8.28.2

Adapteradapter

8.38.3

Adapteradapter

99

konische Dichtungconical seal

1010

LaufmittelstromEluent stream

1111

LaufmittelstromEluent stream

1212

LaufmittelstromEluent stream

1313

mechanisches/hydraulisches/pneumatisches Elementmechanical / hydraulic / pneumatic element

1414

LaufmittelstromEluent stream

1515

Vortriebstangedriving rod

1616

LaufmittelstromEluent stream

1717

mechanisches/hydraulisches/pneumatisches Elementmechanical / hydraulic / pneumatic element

1818

LaufmittelstromEluent stream

1919

mechanisches/hydraulisches/pneumatisches Elementmechanical / hydraulic / pneumatic element

2020

Schlittencarriage

2121

Einheit zur Umleitung des LaufmittelstromsUnit for diverting the eluent stream

2222

Bewegungsrichtungmovement direction

2323

Transportwegtransport

2424

Bewegungsrichtungmovement direction

2525

präparative Säulepreparative column

2626

Kapillarencapillaries

2727

HochdruckgradientenpumpenHochdruckgradientenpumpen

2828

4-Positions-4-Wegventil4-position 4-way valve

2929

3-Positions-3-Wegventil3-position 3-way valve

3030

Verteilung 1. DimensionDistribution 1st dimension

3131

Kanal Verteilung 2. DimensionChannel distribution 2nd dimension

3232

Kanal Elution 3. DimensionChannel elution 3rd dimension

3333

Säulensegmentecolumn segments

3434

HPLC-SäulenHPLC columns

3535

Säulensegmentecolumn segments

3636

Kapillarencapillaries

3737

MehrfachmotorschaltventilMultiple motor switching valve

3838

MehrfachmotorschaltventilMultiple motor switching valve

3939

Umschaltventileswitchover

4040

Verbindung zu HochdruckgradientenpumpeConnection to high pressure gradient pump

4141

Pumpepump

4242

VentilValve

4343

MehrfachschaltventilMultiple switching valve

4444

MehrfachschaltventilMultiple switching valve

4545

Aufgabesäulentask columns

4646

MotorschaltventilMotor switching valve

4747

VentilValve

4848

Ventilevalves

4949

Pumpepump

5050

Kanal 3. DimensionChannel 3rd dimension

5151

Pumpenpump

5252

Segmentesegments

5353

VentilValve

5454

VentilValve

5555

VentilValve

5656

VentilValve

5757

Segmentsegment

5858

Segmentesegments

5959

Bauteil LaufmitteltransportComponent eluent transport

6060

Detektordetector

6161

Rechnercomputer

6262

LaufmittelstromEluent stream

6363

LaufmittelstromEluent stream

6464

Arm von IndustrieroboterArm of industrial robot

6565

Bauteil LaufmittelzufuhrComponent eluent supply

6666

mechanisches/hydraulisches/pneumatisches Elementmechanical / hydraulic / pneumatic element

6767

mechanisches/hydraulisches/pneumatisches Elementmechanical / hydraulic / pneumatic element

6868

HPLC-SäulenHPLC columns

6969

LaufmittelstromEluent stream

7070

Probenaufgabesample application

7171

Trennsäuleseparation column

7272

Trennungseparation

Claims (38)

Vorrichtung zur Auftrennung von Stoffgemischen mittels HPLC-Technik, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Trennsäulen (1) umfasst, die aus Säulensegmenten (2) bestehen, wobei die Säulensegmente (2) lösbar und beweglich über eine konische Dichtung (6) und einen Innenkonus (7) miteinander verbunden sind.Device for the separation of mixtures by HPLC technology, characterized in that the device separation columns ( 1 ) consisting of column segments ( 2 ), the column segments ( 2 ) detachable and movable via a conical seal ( 6 ) and an inner cone ( 7 ) are interconnected. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Säulensegmente (2) verschraubungsfrei miteinander verbunden sind.Device according to claim 1, characterized in that the column segments ( 2 ) are connected to each other without screwing. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Säulensegmente (2) schnellverschlussfrei miteinander verbunden sind.Device according to claim 1, characterized in that the column segments ( 2 ) are connected to each other without rapid closure. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die konische Dichtung (6) auf einer Kapillare (5) befindet.Device according to claim 1, characterized in that the conical seal ( 6 ) on a capillary ( 5 ) is located. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapillare (5) am Ausgang des Säulensegments (2) befestigt ist.Device according to claim 1, characterized in that the capillary ( 5 ) at the exit of the column segment ( 2 ) is attached. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Innenkonus (7) am Eingang des Säulensegments (2) befindet.Device according to claim 1, characterized in that the inner cone ( 7 ) at the entrance of the column segment ( 2 ) is located. Vorrichtung gemäß der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Säulensegmente (2) über die auf der Kapillare (5) befindliche konische Dichtung (6) des einen Säulensegments (2) mit dem am Eingang des anderen Säulensegments (2) befindlichen Innenkonus (7) miteinander verbunden sind.Device according to claims 1 to 6, characterized in that the column segments ( 2 ) over the on the capillary ( 5 ) located conical seal ( 6 ) of one column segment ( 2 ) with the at the entrance of the other column segment ( 2 ) located inner cone ( 7 ) are interconnected. Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der Säulensegmente (2) mittels eines äußeren Drucks abgedichtet ist.Device according to one of the preceding claims 1 to 7, characterized in that the connection of the column segments ( 2 ) is sealed by means of an external pressure. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Druck durch ein pneumatisches Element (13) ausgeübt wird.Apparatus according to claim 8, characterized in that the external pressure by a pneumatic element ( 13 ) is exercised. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Druck durch ein hydraulisches Element (13) ausgeübt wird.Apparatus according to claim 8, characterized in that the external pressure by a hydraulic element ( 13 ) is exercised. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Druck durch ein mechanisches Element (13) ausgeübt wird.Device according to claim 8, characterized in that the external pressure is controlled by a mechanical element ( 13 ) is exercised. Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aus Säulensegmenten (2) bestehenden Trennsäulen (1) auf Schlitten (20) angeordnet sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the column segments ( 2 ) existing separation columns ( 1 ) on sledges ( 20 ) are arranged. Vorrichtung gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitten (20) innerhalb der Vorrichtung horizontal und vertikal bewegbar sind.Device according to claim 12, characterized in that the carriages ( 20 ) are horizontally and vertically movable within the device. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitten (20) über Lineartechnik mit Antrieb bewegbar sind.Device according to one of claims 12 or 13, characterized in that the carriages ( 20 ) are movable via linear technology with drive. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Vorrichtung mehrere Schlitten (20) angeordnet sind.Device according to one of claims 12 to 14, characterized in that in a device a plurality of carriages ( 20 ) are arranged. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitten gegeneinander gefedert sind.Device according to one of claims 12 to 15, characterized in that the carriages are sprung against each other. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Säulensegmente (2) über Leitungen mit Laufmittel versorgt werden.Device according to one of claims 1 to 16, characterized in that the column segments ( 2 ) are supplied via lines with solvent. Vorrichtung gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufmittel über Pumpen in die Säulensegmente (2) gefördert wird.Device according to claim 17, characterized in that the eluent is pumped into the column segments ( 2 ). Vorrichtung gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Laufmittelstrom innerhalb der Vorrichtung über Ventile gesteuert wird.Apparatus according to claim 18, characterized in that the solvent flow within the device is controlled by valves. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung automatisiert betrieben werden kann.Device according to one of claims 1 to 19, characterized in that the device can be operated automatically. Vorrichtung gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragen des Substanzgemischs auf die Säulensegmente (2) automatisiert gesteuert ist.Device according to claim 20, characterized in that the application of the substance mixture to the column segments ( 2 ) is controlled automatically. Vorrichtung gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgung der Säulensegmente (2) mit Laufmittel automatisiert gesteuert ist.Device according to claim 20, characterized in that the supply of the column segments ( 2 ) is controlled automatically with eluent. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventile zur Leitung der Laufmittelströme automatisiert gesteuert werden.Device according to one of claims 20 to 22, characterized in that the valves for the control of the solvent flows are controlled automatically. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusammenpressen der Säulensegmente (2) mittels der pneumatischen Elemente automatisiert gesteuert wird.Device according to one of claims 20 to 23, characterized in that the compression of the column segments ( 2 ) is controlled automatically by means of the pneumatic elements. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegen der Schlitten (20) automatisiert erfolgt.Device according to one of claims 20 to 24, characterized in that the movement of the carriages ( 20 ) is automated. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung computergesteuert betrieben wird.Device according to one of claims 20 to 25, characterized in that the device is operated computer controlled. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 20 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass in der Vorrichtung ein Industrieroboter integriert ist.Device according to one of claims 20 to 26, characterized in that in the device an industrial robot is integrated. Vorrichtung gemäß Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Industrieroboter die Segmentsäulen in der Vorrichtung bewegt.Apparatus according to claim 27, characterized in that the industrial robot moves the segment columns in the apparatus. Verfahren zur Auftrennung von Stoffgemischen mit einer Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man die Auftrennung als Ortsfraktionierung mittels HPLC-Technik durchführt.Process for separating mixtures of substances with a device according to one of the preceding claims, characterized in that the separation is carried out as a local fractionation by means of HPLC technology. Verfahren gemäß Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass a) man ein Substanzgemisch auf eine segmentierte Chromatographiesäule aufbringt, b) man das Substanzgemisch mittels HPLC-Technik auf der segmentierten Säule derart auftrennt, dass die erste interessierende Substanz die Säule noch nicht verlassen hat und sich die letzte interessierende Substanz schon auf der Säule befindet, c) man die Auftrennung vor der Elution der ersten Substanz abbricht, d) man die auf dem Trennmaterial innerhalb der segmentierten Säule örtlich fixierten Substanzen nicht aus der Säule entnimmt, sondern diese, wenn erforderlich, mit weiteren Segmenten koppelt und eine oder mehrere weitere Ortsverteilung(en) durchführt e) man die Substanzen in einem letzten Schritt durch fraktionierte Elution vom Säulenmaterial eines einzelnen Segments abtrennt und isoliert.A method according to claim 29, characterized in that a) applying a mixture of substances on a segmented chromatography column, b) separating the substance mixture by HPLC technology on the segmented column such that the first substance of interest has not yet left the column and the c) the separation is stopped before the elution of the first substance, d) the substances fixed locally on the separating material within the segmented column are not withdrawn from the column, but, if necessary, with other substances Couples segments and performs one or more additional spatial distributions e) separating and isolating the substances in a final step by fractional elution from the column material of a single segment. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass man vor der Ortsfraktionierung eine Beurteilung des Substanzgemischs durchführt, um Aufschluss über die Polarität der Substanzen und damit der wahrscheinlichen örtlichen Fixierung während der Ortsfraktionierung zu erhalten.Method according to one of the preceding claims 29 or 30, characterized in that prior to the local fractionation an assessment of the substance mixture is carried out in order to obtain information about the polarity of the substances and thus the probable local fixation during the local fractionation. Verfahren gemäß Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass man die Beurteilung mittels analytischer HPLC durchführt.A method according to claim 31, characterized in that one carries out the evaluation by means of analytical HPLC. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche 29 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Detektionsverfahren einsetzt, um Aufschluss über die räumliche Auftrennung des Substanzgemischs in der Trennsäule zu erhalten.Method according to one of the preceding claims 29 to 32, characterized in that one uses a detection method to obtain information about the spatial separation of the substance mixture in the separation column. Verfahren gemäß Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass man zur Detektion einen in der HPLC gängigen Detektor einsetzt.A method according to claim 33, characterized in that one uses for detection a standard in HPLC detector. Verfahren gemäß Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass man die Detektion nach einer erfolgten Auftrennung des Substanzgemischs und vor der Wiederholung der Auftrennung auf einer weiteren Trennsäule durchführt.A method according to claim 33, characterized in that one carries out the detection after a successful separation of the substance mixture and before repeating the separation on a further separation column. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche 29 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass man einen oder mehrere Verfahrensschritte automatisiert durchführt.Method according to one of the preceding claims 29 to 35, characterized in that one or more process steps carried out automatically. Verfahren gemäß Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass man die Automatisierung mittels eines Industrieroboters durchführt.A method according to claim 36, characterized in that one carries out the automation by means of an industrial robot. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche 29 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass man das Verfahren computergestützt durchführt.Method according to one of the preceding claims 29 to 37, characterized in that the method is computer-aided.

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