DE102023122299A1

DE102023122299A1 - Schaltzustände der zweidimensionalen chromatografie

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Publication number: DE102023122299A1
Application number: DE102023122299.6A
Authority: DE
Inventors: Konstantin Shoykhet; Stephan Buckenmaier; Iwan Bouzid; Dwight Robert II Stoll
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 2023-08-21
Filing date: 2023-08-21
Publication date: 2023-12-21

Abstract

Es wird ein Chromatografie-System (100) beschrieben, welches aufweist:i) ein erstes Chromatografie-Gerät (110), aufweisend:ia) einen ersten Fluidantrieb (111), undib) eine erste Probentrenneinrichtung (112);ii) ein zweites Chromatografie-Gerät (120), aufweisend:iia) einen zweiten Fluidantrieb (121), undiib) eine zweite Probentrenneinrichtung (122);iii) einen ersten Probenbehälter (130);iv) einen zweiten Probenbehälter (140);v) eine Dosiervorrichtung (160); undvi) eine Fluidschaltvorrichtung (150), insbesondere ein Fluidventil, wobei die Fluidschaltvorrichtung (150) eingerichtet ist den folgenden Schaltzustand bereitzustellen:(1) einer (140) von dem ersten Probenbehälter (130) und dem zweiten Probenbehälter (140) ist mit der ersten Probentrenneinrichtung (112) fluidisch gekoppelt, um mit einem Eluat (115) der ersten Probentrenneinrichtung (112) zumindest teilweise befüllt zu werden,und gleichzeitig(2) ist der andere (130) von dem ersten Probenbehälter (130) und dem zweiten Probenbehälter (140) mit der zweiten Probentrenneinrichtung (122) und der Dosiervorrichtung (160) derart fluidisch gekoppelt, dass ein Fluss von der Dosiervorrichtung (160) durch den anderen (130) von dem ersten Probenbehälter (130) und dem zweiten Probenbehälter (140) mit einem Fluss von dem zweiten Fluidantrieb (121) kombiniert und der zweiten Probentrenneinrichtung (122) zugeführt wird.

Description

TECHNISCHER HINTERGRUND
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Chromatografie-System, welches ein erstes Chromatografie-Gerät und ein zweites Chromatografie-Gerät aufweist, und insbesondere für zweidimensionale Chromatografie konfiguriert ist. Das Chromatografie-System weist ferner eine Fluidschaltvorrichtung auf, welche zwischen bevorzugten Betriebszuständen schalten kann. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein spezielles Verwenden von Probenbehältern in der zweidimensionalen Chromatografie und ein Verfahren zum Betreiben eines Chromatografie-Systems. Ferner betrifft die Erfindung ein Chromatografie-Gerät, welches einen Probenbehälter für eine Durchfluss-Injektion und eine Durchfluss-freie Injektion verwendet, und ein korrespondierendes Betriebsverfahren.
Chromatografie-Geräte sind als Analysegeräte, insbesondere Probentrenngeräte, für die Analyse einer Probe, insbesondere fluidischen Probe, vorgesehen, z.B. zur Durchführung einer chromatografischen Trennung der Probe.
In einem HPLC (high performance liquid chromatography, Hochleistungs-FlüssigkeitsChromatografie) Chromatografie-Gerät wird beispielsweise eine Flüssigkeit (mobile Phase) bei einer sehr genau kontrollierten Flussrate (zum Beispiel im Bereich von Mikrolitern bis Millilitern pro Minute) und bei einem hohen Druck (typischerweise 20 bis 1000 bar und darüber hinausgehend, derzeit bis zu 2000 bar), bei dem die Kompressibilität der Flüssigkeit spürbar sein kann, durch eine sogenannte stationäre Phase (zum Beispiel in einer chromatografischen Säule), bewegt, um einzelne Fraktionen einer in die mobile Phase eingebrachten Probenflüssigkeit voneinander zu trennen. Nach Durchlaufen der stationären Phase werden die getrennten Fraktionen der fluidischen Probe in einem Detektor detektiert. Ein solches HPLC-System ist bekannt zum Beispiel aus der EP 0,309,596 B1 derselben Anmelderin, Agilent Technologies, Inc.
Für besondere Anwendungen können auch zwei Chromatografie-Geräte (wie oben beschrieben) miteinander gekoppelt werden (als Chromatografie-System) bzw. die Funktion desselben Chromatografie-Gerätes mehrmals hintereinander auf dieselbe Probenportion oder ihre Komponenten angewandt werden (sogenannte „Single-Stack“ Konfiguration). Dieses Vorgehen wird gewöhnlich als 2D-Chromatografie bezeichnet, im Fall von Flüssigkeitschromatografie als 2D-LC oder LC-LC. Hierbei kann beispielsweise eine getrennte Probe des in Prozessrichtung (Fluid-Richtung) ersten Chromatografie-Geräts einem in Prozessrichtung nachgeschalteten zweiten Chromatografie-Gerät zugeführt werden. Im zweiten Chromatografie-Gerät kann die bereits getrennte Probe (oder zumindest ein Teil davon) weiter aufgetrennt werden. Dadurch kann sich z.B. eine effizientere Trennung bzw. höhere Auflösung erreichen lassen. Entsprechende Betriebsverfahren können flexibel ausgestaltet und an vorliegende Problemstellungen angepasst werden. Beispielsweise kann das zweite Chromatografie-Gerät im Vergleich zum ersten Chromatografie-Gerät eine andere mobile Phase und/oder andere Geschwindigkeit (andere Retentionszeit) verwenden.
Die (zumindest teilweise) getrennte Probe des ersten Chromatografie-Geräts kann dem zweiten Chromatografie-Gerät vollständig (z.B. im „full comprehensive“ Modus) oder nur teilweise (z.B. im „heart-cut“ Modus) zugeführt werden. Allerdings ist es technisch gewöhnlich nicht möglich, das Eluat des ersten Chromatografie-Geräts kontinuierlich in eine Probentrenneinrichtung des zweiten Chromatografie-Gerät „weiterlaufen“ zu lassen. Zusätzlich ist es im Bereich der zweidimensionalen Chromatografie gewöhnlich eine Herausforderung, das Eluat des ersten Chromatografie-Geräts (der ersten chromatografischen Trennung) für das zweite Chromatografie-Gerät (zweite chromatografische Trennung) chromatografisch kompatibel zu machen.
Ein bekannter Ansatz ist Active Solvent Modulation (ASM), wobei eine passive Aufspaltung des Eluat-Flusses durchgeführt wird. Jedoch können ASM und andere passive Fluss-Splitter Ansätze verschiedene Nachteile bringen, wie begrenzte Zuverlässigkeit, mangelnde Flexibilität, und herausfordernde Diagnose bei Störungen. Weitere Ansätze sind z.B. in WO 2021019496 A1 und US 10281058 B2 beschrieben.
Jedoch beziehen sich konventionelle Ansätze gewöhnlich auf spezielle zweidimensionale Chromatografie Systeme, wobei sich Merkmale wie loop overfill, full comprehensive 2D-LC, multiple aliquot parking, nicht oder nur herausfordernd realisieren lassen.
Somit kann es noch immer als Herausforderung angesehen werden, ein (Kosten) effizientes und zuverlässiges Interface zwischen zwei Chromatografie-Geräten bereitzustellen, welches insbesondere auch eine Lösungsmittel-Modulation in-line erlaubt.
OFFENBARUNG
Es kann ein Bedarf bestehen, ein (Kosten-) effizientes und zuverlässiges Chromatografie-System, insbesondere für die zweidimensionale Chromatografie, bereitzustellen.
Die Aufgabe wird mittels der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen gezeigt.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Chromatografie-System (insbesondere für die zweidimensionale Chromatografie) beschrieben, welches aufweist:

i) ein erstes Chromatografie-Gerät (1D), aufweisend: ia) einen ersten Fluidantrieb (z.B. eine Pumpe bzw. Hochdruckpumpe), und ib) eine erste Probentrenneinrichtung (z.B. eine chromatografische Säule);
ii) ein zweites Chromatografie-Gerät (2D, insbesondere in Prozessrichtung dem ersten Chromatografie-Gerät nachgeschaltet bzw. mit diesem (fluidisch) gekoppelt/koppelbar), aufweisend: iia) einen zweiten Fluidantrieb, und iib) eine zweite Probentrenneinrichtung;
iii) einen ersten Probenbehälter und iv) einen zweiten Probenbehälter (identisch oder unterschiedlich, z.B. als Probenschleife ausgebildet); v) eine Dosiervorrichtung (z.B. eine Dosierpumpe, insbesondere eine Spritze, oder ein weiterer Fluidantrieb); und
vi) eine Fluidschaltvorrichtung, insbesondere ein Fluidventil, welche insbesondere mit dem ersten Chromatografie-Gerät, dem zweiten Chromatografie-Gerät, der Dosiervorrichtung, dem ersten Probenbehälter, und dem zweiten Probenbehälter koppelbar ist bzw. eingerichtet diese Einheiten zumindest teilweise miteinander zu verschalten.

Die Fluidschaltvorrichtung ist eingerichtet (zumindest) den folgenden ersten Schaltzustand (mittels Verschaltens der oben genannten Einheiten miteinander) bereitzustellen:

(1) einer (bzw. ein Probenbehälter A) von dem ersten Probenbehälter und dem zweiten Probenbehälter ist mit der ersten Probentrenneinrichtung fluidisch gekoppelt, um mit einem Eluat (bzw. dem Eluenten, insbesondere einer zumindest teilweise getrennten Probe (Aliquot und/oder Lösungsmittel) der ersten Probentrenneinrichtung zumindest teilweise befüllt zu werden, und gleichzeitig
(2) ist der andere (bzw. ein Probenbehälter B) von dem ersten Probenbehälter und dem zweiten Probenbehälter mit der Dosiervorrichtung (und insbesondere der zweiten Probentrenneinrichtung) derart fluidisch gekoppelt, dass ein Fluss von der Dosiervorrichtung durch den anderen (Probenbehälter B) von dem ersten Probenbehälter und dem zweiten Probenbehälter mit einem Fluss (insbesondere einen fluidischen (Hochdruck) Pfad) von dem zweiten Fluidantrieb kombiniert und der zweiten Probentrenneinrichtung zugeführt wird (Durchfluss-freie Injektion, Fluss-Kombination Injektion).

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Verwenden beschrieben von zumindest zwei Probenbehältern in einem 2D LC-LC Flüssigkeitschromatografie-System (z.B. wie oben beschrieben), so dass gleichzeitig einer der Probenbehälter (A) mit Eluat des 1D-Flüssigkeitschromatografie-Geräts (bzw. des ersten Chromatografie-Geräts) befüllt wird, während der andere Probenbehälter (B) in einen Schaltzustand mit dem 2D-Flüssigkeitschromatografie-Gerät (bzw. des ersten Chromatografie-Geräts) gekoppelt ist. Wobei eine Dosiervorrichtung (insbesondere welche mit dem 1D-Flüssigkeitschromatografie-Gerät assoziiert ist) einen Fluss durch den anderen Probenbehälter mit einem Fluss von einem zweiten Fluidantrieb des 2D-Flüssigkeitschromatografie-Geräts kombiniert und einer zweiten Probentrenneinrichtung des 2D-Flüssigkeitschromatografie-Geräts zuführt.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren beschrieben zum Betreiben eines Chromatografie-Systems (insbesondere mit einem ersten Chromatografie-Gerät und einem zweiten Chromatografie-Gerät), das Verfahren aufweisend (Bereitstellen des folgenden Schaltzustands):

i) fluidisches Koppeln eines ersten Probenbehälters (A) mit dem ersten Chromatografie-Gerät und zumindest teilweises Befüllen des ersten Probenbehälters mit einem Eluat des ersten Chromatografie-Geräts, und gleichzeitig
ii) fluidisches Koppeln eines zweiten Probenbehälters mit dem zweiten Chromatografie-Gerät und zumindest teilweises Injizieren eines Inhalts (insbesondere einem Eluat des ersten Chromatografie-Geräts) des zweiten Probenbehälters (B) in einen Fluss des zweiten Chromatografie-Geräts.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Chromatografie-Gerät (bzw. Chromatografie-System wie oben beschrieben) beschrieben: aufweisend: i) zumindest einen Fluidantrieb (z.B. eine Pumpe, insbesondere eine Dosiervorrichtung/pumpe), ii) zumindest eine Probentrenneinrichtung; iii) zumindest einen Probenbehälter, und iv) eine Fluidschaltvorrichtung, insbesondere ein Fluidventil.
Die Fluidschaltvorrichtung ist eingerichtet zum: i) Bereitstellen eines Schaltzustands, wobei der zumindest eine Probenbehälter mit dem Fluidantrieb, insbesondere einer Dosiervorrichtung, derart fluidisch gekoppelt ist, dass eine Fluss-Kombination-Injektion (welche frei von einer Durchfluss-Injektion ist) aus dem Probenbehälter (in eine weitere Probentrenneinrichtung oder in einen Abfall) bereitgestellt ist; und danach ii) Bereitstellen eines Durchfluss-Injektion (flow through) Schaltzustands, wobei der zumindest eine Probenbehälter mit dem Fluidantrieb, insbesondere der Dosiervorrichtung (bzw. einer Pumpe), derart fluidisch gekoppelt ist, dass eine Durchfluss-Injektion (z.B. als Spülvorgang) aus dem zumindest einen Probenbehälter (in eine weitere Probentrenneinrichtung oder in einen Abfall) bereitgestellt ist.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren beschrieben zum Betreiben eines Chromatografie-Geräts, das Verfahren aufweisend: i) Durchführen einer Fluss-Kombination-Injektion (welche frei von einer Durchfluss-Injektion ist) aus einem Probenbehälter in einem Schaltzustand; und danach ii) Umschalten in einen Durchfluss-Injektion Schaltzustand; und iii) Durchführen einer Durchfluss-Injektion aus dem Probenbehälter in dem Durchfluss-Injektion Schaltzustand.
Im Kontext des vorliegenden Dokuments kann der Begriff „Fluss-Kombination-Injektion“ insbesondere eine Injektion von Fluid bezeichnen, welche in einen Fluid-Fluss hinein durchgeführt wird, also ein Fluss wird mit einem bestehenden Fluss kombiniert bzw. diesem zugeführt (eindosiert). Insbesondere kann das Injizieren eine fluidische Probe betreffen, die in einen Fluss einer mobilen Phase (z.B. Lösungsmittel) eingeführt wird. In einem bevorzugten Beispiel wird der Fluid-Fluss von einem Fluidantrieb (insbesondere einer Hochdruck-Pumpe) angetrieben und fließt zu einer Probentrenneinrichtung. Im Falle einer HPLC steht dieser Fluid-Fluss unter Hochdruck. Entsprechend herausfordernd kann eine Probeninjektion in den (Hochdruck-) Fluss sein, z.B. eine Kombination eines Proben-Flusses mit dem (Hochdruck-) Fluss. Beispielsweise kann eine Dosiervorrichtung ein Injizieren der Probe (welche sich in einem Probenbehälter bzw. einer Probenschleife befindet) direkt in den Fluid-Fluss bewirken.
Im Kontext des vorliegenden Dokuments kann der Begriff „Durchfluss-Injektion“ (flow-through) insbesondere eine Injektion von Fluid bezeichnen, wobei ein erstes Fluid anschaulich von dem Fluss eines zweiten Fluids erfasst wird. Insbesondere kann das Injizieren eine fluidische Probe betreffen, die in einen Fluss aus mobiler Phase (z.B. Lösungsmittel) eingeführt wird. In einem bevorzugten Beispiel wird der Fluid-Fluss von einem Fluidantrieb (insbesondere einer Hochdruck-Pumpe) angetrieben und fließt zu einer Probentrenneinrichtung. Im Falle einer HPLC steht dieser Fluid-Fluss unter Hochdruck. Der Fluidantrieb kann in einem Beispiel derart an einen Einlass eines Probenbehälters (welcher die fluidische Probe aufweist) gekoppelt werden, dass der von dem Fluidantrieb angetriebene Fluid-Fluss die Probe aus dem Probenbehälter spült. Ferner kann in einem Beispiel ein Auslass des Probenbehälters an die Probentrenneinrichtung gekoppelt sein, so dass der Fluid-Fluss bei Durchfließen des Probenbehälters die Probe (im Hochdruck Pfad) „mitnimmt“ in die Probentrenneinrichtung.
Im Kontext des vorliegenden Dokuments kann eine Dosiervorrichtung („feed unit“, „flow addition unit", „metering device“) als eine Vorrichtung verstanden werden, die ein Bereitstellen einer fluidischen Probe ermöglicht. Insbesondere kann es sich hierbei um eine bestimmte Menge (Dosierung) der Probe handeln. In einem Beispiel kann die Dosiervorrichtung als Spritze oder Pumpe ausgestaltet sein. In einem weiteren Beispiel kann die Dosiervorrichtung als Fluidantrieb realisiert werden. Ferner kann eine Dosiervorrichtung Teil einer Probeninjektionsvorrichtung (z.B. Probengeber) sein.
Im Kontext des vorliegenden Dokuments kann eine „Fluidschaltvorrichtung“ insbesondere als Fluidventil verstanden werden. Fluidventile, insbesondere Rotationsventile, für Analysegeräte, insbesondere HPLC, haben einen Stator und einen Rotor. Der Stator ist gewöhnlich ein ortsfester Teil mit einer zum beweglichen Rotor zugewandten planaren Seite und einer zweiten Seite, auf welcher die fluidischen Anschlussstellen für externe fluidische Verbindungen angeordnet sind. Fluidische Kanäle im Statorkörper verbinden die Anschlussstellen mit den Öffnungen auf der planaren Seite des Stators. Die zum Stator zugewandte und fluidisch dicht an den Stator angepresste Seite des Rotors ist mit Kanälen (Grooves) versehen, welche durch das Verschieben bzw. Rotieren des Rotors, basierend auf jeweiliger Geometrie, individuelle Öffnungen auf dem Stator (und somit die entsprechenden Anschlussstellen) miteinander fluidisch verbinden können.
Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird unter dem Begriff „Fluid“ insbesondere eine Flüssigkeit und/oder ein Gas verstanden, optional aufweisend Festkörperpartikel.
Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird unter dem Begriff „fluidische Probe“ insbesondere ein Medium, weiter insbesondere eine Flüssigkeit, verstanden, das bzw. die die eigentlich zu analysierende Materie enthält (zum Beispiel eine biologische Probe), wie zum Beispiel eine Proteinlösung, eine pharmazeutische Probe, etc.
Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird unter dem Begriff „mobile Phase“ insbesondere ein Fluid, weiter insbesondere eine Flüssigkeit verstanden, das als Trägermedium zum Transportieren der fluidischen Probe zwischen einem Fluidantrieb und einer Probentrenneinrichtung dient. Mobile Phase kann aber auch in einer Fluidfördereinrichtung zum Beeinflussen der fluidischen Probe eingesetzt werden. Zum Beispiel kann die mobile Phase ein (zum Beispiel organisches und/oder anorganisches) Lösungsmittel oder eine Lösungsmittelzusammensetzung sein (zum Beispiel Wasser und Ethanol).
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Erfindung auf der Idee basieren, dass ein (Kosten-) effizientes und zuverlässiges Chromatografie-System, insbesondere für die zweidimensionale Chromatografie, bereitgestellt werden kann, wenn (zumindest) zwei Probenbehälter am Interface von zwei Chromatografie-Geräten vorgesehen werden und folgender Betriebszustand (mittels eines Fluidventils) geschaltet wird: einer der Probenbehälter wird mit Eluat des ersten Chromatografie-Geräts befüllt während der andere Probenbehälter mittels einer Dosiervorrichtung seinen Inhalt (zuvor eingefülltes Eluat) mittels Injektion in einen bestehenden Fluss (Fluss-Kombination-Injektion) dem zweiten Chromatografie-Gerät bereitstellt. Anschließend kann das Fluidventil den Betriebsmodus derart umschalten, dass der geleerte Probenbehälter mit Eluat gefüllt wird, während der nun gefüllte Probenbehälter seinen Inhalt (zuvor eingefülltes Eluat) mittels der Fluss-Kombination-Injektion dem zweiten Chromatografie-Gerät bereitstellt.
In anderen Worten sind die Probenbehälter (durch Umschalten) einfach austauschbar, so dass ein wechselseitiges und gleichzeitiges Befüllen und Injizieren ermöglicht ist. Das gleichzeitige Befüllen/Entleeren der Probenbehälter ist nicht nur besonders effizient, sondern ermöglicht auch ein präzises Injizieren von bestimmten Abschnitten (insbesondere Peaks) des Eluenten. Mittels der Fluss-Kombination-Injektion kann dieses Bereitstellen kleiner Abschnitte/Ausschnitte des Eluats „schlagartig“ erfolgen und dadurch eine besonders robuste zweite Probentrennung ermöglichen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann ein Chromatografie-System bereitgestellt werden, in welchem eine fluidische Probe aus einem temporären Probenbehälter mittels einer Fluss-Kombination-Injektion in einen fluidischen Pfad und anschließend auf eine chromatographische Trennvorrichtung übertragen wird, wobei der fluidische Pfad mit einem Fluss einer mobilen Phase durchflossen ist, der durch einen fluidischen Antrieb in Richtung hin zur Trennvorrichtung angetrieben ist. Nachdem die Übertragung der fluidischen Probe in den fluidischen Pfad im Wesentlichen erfolgt ist, können die fluidischen Verbindungen mittels eines fluidischen Ventils derart umgeschaltet werden, dass nun der temporäre Probenbehälter in den fluidischen Pfad reingeschaltet und somit mit dem Fluss der mobilen Phase durchflossen wird (fluidischer Durchfluss Schaltzustand). Anschließend findet die eigentliche Trennung der somit vollständig auf die Trennvorrichtung übertragenen Probe statt.
Dabei kann der temporäre Probenbehälter eine Sample-Loop eines Auto-Probengebers, oder ein Loop eines Modulationsventils in einer 2D-LC-Anlage bzw. eine Loop in einem sog. Parkdeck (im Kontext einer multidimensionalen LC-Anlage, einschließlich einer sog. Single-Stack-Konfiguration) sein.
Die beschriebene Vorgehensweise kann besonders effizient und zuverlässig sein, während zugleich eine hohe Flexibilität bezüglich verschiedener Anwendungen/Betriebsmodi ermöglicht ist. Ferner kann der beschriebene Ansatz direkt und ohne hohe Kosten/Aufwand in existierende Systeme implementiert werden.
EXEMPLARISCHE AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Im Weiteren werden zusätzliche Ausgestaltungen der Fluidventile, des Analysegeräts, und des Verfahrens beschrieben.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Fluidschaltvorrichtung eingerichtet den folgenden zweiten Schaltzustand bereitzustellen: i) der andere (Probenbehälter B) von dem ersten Probenbehälter und dem zweiten Probenbehälter ist mit der ersten Probentrenneinrichtung fluidisch gekoppelt, um mit dem Eluat der ersten Probentrenneinrichtung zumindest teilweise befüllt zu werden, und gleichzeitig ii) ist der eine Probenbehälter (Probenbehälter A) von dem ersten Probenbehälter und dem zweiten Probenbehälter mit der zweiten Probentrenneinrichtung und der Dosiervorrichtung derart fluidisch gekoppelt, dass ein Fluss von der Dosiervorrichtung durch den Probenbehälter (A) von dem ersten Probenbehälter und dem zweiten Probenbehälter mit einem Fluss von dem zweiten Fluidantrieb kombiniert und der zweiten Probentrenneinrichtung zugeführt wird.
In anderen Worten kann effizient und flexibel zwischen zwei Zuständen (jeweils mit Fluss-Kombination-Injektion) umgeschaltet werden. In einem Zustand wird ein Probenbehälter gefüllt, während der andere entleert wird. Im weiteren Zustand wird dann der andere entleerte Probenbehälter erneut gefüllt, während der gefüllte Probenbehälter entleert werden kann.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist der Schaltzustand oder der zweite Schaltzustand auf: der zweite Fluidantrieb ist an die zweite Probentrenneinrichtung fluidisch gekoppelt (Hochdruck Pfad), und die Dosiervorrichtung ist an einen Einlass des ersten Probenbehälters (A) oder des zweiten Probenbehälters (B) gekoppelt. Ferner kann ein Auslass (dieses Probenbehälters) des ersten Probenbehälters (A) oder des zweiten Probenbehälters (B) fluidisch zwischen den zweiten Fluidantrieb und die zweite Probentrenneinrichtung gekoppelt sein. In anderen Worten wird der Auslass (also dort wo der Probenbehälter entleert wird) an den Hochdruck Pfad zwischen zweitem Fluidantrieb und zweiter Probentrenneinrichtung fluidisch eingekoppelt. Die Dosiervorrichtung kann hierbei als Spritze oder auch Fluidantrieb wirken, die den Inhalt des Probenbehälters in den Hochdruck-Pfad injiziert.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Fluidschaltvorrichtung eingerichtet den folgenden Durchfluss-Injektion Schaltzustand bereitzustellen: worin der erste Probenbehälter oder der zweite Probenbehälter zwischen die Dosiervorrichtung und die zweite Probentrenneinrichtung fluidisch gekoppelt wird, insbesondere zumindest solange, bis der fluidische Inhalt des zwischengekoppelten Probenbehälters (im Wesentlichen) die Fluidschaltvorrichtung in Richtung der Probentrenneinrichtung (im Wesentlichen bzw. zumindest teilweise) verlassen hat (der erste Probenbehälter oder der zweite Probenbehälter ist mit der Dosiervorrichtung (und insbesondere der zweiten Probentrenneinrichtung), derart fluidisch gekoppelt, dass eine Durchfluss-Injektion aus dem (jeweiligen) Probenbehälter bereitgestellt ist).
Neben dem Bereitstellen des Fluss-Kombination-Injektion Schaltzustands kann das Chromatografie-System auch konfiguriert sein einen Durchfluss-Injektion Schaltzustand bereitzustellen, wodurch eine besondere Flexibilität bezüglich der Schaltzustände bereitgestellt werden kann, so dass eine Vielzahl von Anwendungen ermöglicht ist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist der Durchfluss-Injektion Schaltzustand ferner auf: der zweite Fluidantrieb ist (in Prozessrichtung bzw. Fluid-Richtung) zwischen der Dosiervorrichtung und einem Einlass des ersten Probenbehälters oder des zweiten Probenbehälters gekoppelt. Insbesondere ist die zweite Probentrenneinrichtung mit einem Auslass des ersten Probenbehälters oder des zweiten Probenbehälters (entsprechend dem Probenbehälter der an die Dosiervorrichtung gekoppelt ist) gekoppelt. In anderen Worten, der zweite Fluidantrieb ist an einen Einlass des ersten Probenbehälters oder des zweiten Probenbehälters gekoppelt, wobei die Dosiervorrichtung an den Einlass des ersten Probenbehälters oder des zweiten Probenbehälters gekoppelt oder davon entkoppelt sein kann.
Dieser Schaltzustand kann z.B. folgende Betriebsmodi ermöglichen: i) der zweite Fluidantrieb löst ein Durchfluss-Injizieren des Inhalts des Probenbehälters in die zweite Probentrenneinrichtung aus (unter Hochdruck); ii) die Dosiervorrichtung löst ein Durchspülen (mit oder ohne Probe) des Probenbehälters aus.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist der Durchfluss-Injektion Schaltzustand ferner auf: gleichzeitig ist der andere von dem ersten Probenbehälter und dem zweiten Probenbehälter mit der ersten Probentrenneinrichtung fluidisch gekoppelt, um mit dem Eluat der ersten Probentrenneinrichtung zumindest teilweise befüllt zu werden. Ähnlich wie bei dem oben beschriebenen Fluss-Kombination-Injektion Schaltzustand kann parallel zu der Injektion aus dem befüllten Probenbehälter der andere (entleerte) Probenbehälter erneut gefüllt werden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Chromatografie-System eingerichtet, ein Durchspülen des ersten Probenbehälters oder des zweiten Probenbehälters in dem Durchfluss-Injektion Schaltzustand durchzuführen. Wie oben bereits beschrieben, kann in vorteilhafter Weise ein Durchspülen, z.B. mittels der Dosiervorrichtung, ermöglicht sein. Dadurch können Verunreinigungen beseitigt werden und die Qualität der chromatografischen Analyse kann verbessert werden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Chromatografie-System derart eingerichtet, dass bei einem fluidischen Koppeln des zumindest teilweise befüllten Probenbehälters mit der zweiten Probentrenneinrichtung der Inhalt des zumindest teilweise befüllten Probenbehälters zumindest teilweise in die zweite Probentrenneinrichtung injiziert wird. Abwechselnd können die zwei (oder mehr) Probenbehälter befüllt werden, so dass stets das Eluat aus der ersten Dimension für die zweite Dimension bereitgestellt werden kann bzw. für die Bereitstellung für die zweite Dimension zwischengespeichert werden kann.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Dosiervorrichtung mit dem ersten Chromatografie-Gerät assoziiert, bzw. in diesem verbaut. Dadurch kann Material, Kosten, und auch Platz gespart werden, denn es kann auf eine separate Dosiervorrichtung verzichtet werden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Dosiervorrichtung eingerichtet, eine Probe an die erste Probentrenneinrichtung bereitzustellen, insbesondere die Probe zu injizieren. Die Dosiervorrichtung kann zum Injizieren der fluidischen Probe in einen (Hochdruck) Pfad zwischen dem ersten Fluidantrieb und der ersten Probentrenneinrichtung vorgesehen sein.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Dosiervorrichtung mit einem (Auto-) Probengeber (bzw. Probeninjektionsvorrichtung) des ersten Probentrenngeräts gekoppelt und/oder die Dosiervorrichtung ist mit dem ersten Fluidantrieb und der ersten Probentrenneinrichtung gekoppelt. Als Teil der Probeninjektion kann die Dosiervorrichtung z.B. die Dosierpumpe eines Auto-Probengebers (einer Vorrichtung zum (insbesondere automatischen) Bereitstellen von fluidischer Probe an die analytische Domäne) sein. Damit können etablierte und zuverlässige Systeme direkt angewendet werden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der erste Probenbehälter und/oder der zweite Probenbehälter als Proben-Schleife (sample loop) oder Proben Parkdeck (sample park deck, z.B. bestehend aus einer Mehrzahl der Probenschleifen, die mit mindestens einem fluidischen Auswahlventil (Selector Valve) verbunden sind, sodass durch die Operation des Auswahlventils jede einzelne der Probenschleifen ausgewählt und selektiv und separat an die relativ zum Parkdeck externe fluidische Infrastruktur mit beiden ihren Enden fluidisch angeschlossen werden kann) ausgebildet. Solche Behälter sind bekannt und im Bereich der Chromatografie vielfach verwendet, um Probe aufzunehmen und zwischenzuspeichern. Im Allgemeinen weist ein solcher Probenbehälter einen Einlass und einen Auslass auf. Entsprechend kann etablierte Technologie direkt einsetzbar sein.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das Eluat (bzw. der aus der ersten Probentrenneinrichtung ausfließende Eluent) auf: eine von der ersten Probentrenneinrichtung (zumindest teilweise) getrennte Probe (Aliquot bzw. eine abgemessene Portion des o.g. Eluats). Neben den Probekomponenten kann das Eluat auch (erste) mobile Phase aufweisen, z.B. ein oder mehr Lösungsmittel. In anderen Worten beinhaltet das Eluat eine mittels der ersten Probentrenneinrichtung zumindest teilweise getrennte Probe.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist der Inhalt des zumindest teilweise befüllten ersten Probenbehälters (in anderen Worten: das Eluat) eine von der ersten Probentrenneinrichtung (zumindest teilweise) getrennte Probe auf, welche an das zweite Chromatografie-Gerät bereitgestellt wird. Diese kann zu dem erwünschten Zeitpunkt injiziert werden, um eine effiziente zweidimensionale Chromatografie zu ermöglichen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der erste Fluidantrieb konfiguriert zum Antreiben einer ersten mobilen Phase und/oder einer in die erste mobile Phase injizierten ersten fluidischen Probe, insbesondere unter Hochdruck. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der zweite Fluidantrieb konfiguriert zum Antreiben einer zweiten mobilen Phase und/oder einer in die zweite mobile Phase injizierten zweiten fluidischen Probe, insbesondere unter Hochdruck.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel sind die erste mobile Phase und die zweite mobile Phase identisch oder verschieden. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die zweite fluidische Probe eine zumindest teilweise getrennte erste fluidische Probe auf. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Basierend auf dem erwünschten Ergebnis und der vorliegenden Anwendung können in flexibler Weise unterschiedliche Betriebsmodi umgesetzt werden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die erste Probentrenneinrichtung eingerichtet zum Trennen der in die erste mobile Phase injizierten ersten fluidischen Probe. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die zweite Probentrenneinrichtung eingerichtet zum Trennen der in die zweite mobile Phase injizierten zweiten fluidischen Probe. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel sind die erste Probentrenneinrichtung und die zweite Probentrenneinrichtung identisch oder unterschiedlich. Basierend auf dem erwünschten Ergebnis und der vorliegenden Anwendung können in flexibler Weise unterschiedliche Betriebsmodi umgesetzt werden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die erste Probentrenneinrichtung und/oder die zweite Probentrenneinrichtung als chromatografische Trenneinrichtung, insbesondere als Chromatografie-Trennsäule, ausgebildet.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der erste Fluidantrieb und/oder der zweite Fluidantrieb zum Antreiben der mobilen Phase und/oder der fluidischen Probe mit einem Druck von mindestens 500 bar, insbesondere von mindestens 1000 bar, weiter insbesondere von mindestens 1200 bar, konfiguriert.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das erste Chromatografie-Gerät und/oder das zweite Chromatografie-Gerät als Flüssigkeitschromatografie-Gerät (LC) ausgebildet. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Chromatografie-System als 2D Flüssigkeitschromatografie-Gerät (LC-LC) ausgebildet.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Chromatografie-System als ein Single-Stack 2D Flüssigkeitschromatografie-System (LC-LC) ausgebildet. In einem solchen System wird die erste Probentrennung (Trennung in der 1. Dimension) und die zweite Probentrennung (Trennung in der 2. Dimension) mittels desselben Chromatografie-Geräts durchgeführt. Mit anderen Worten werden die Funktionen des ersten (1. Dimension) und des zweiten (2. Dimension) Chromatografie-Geräts durch physikalisch dieselben Komponenten (Fluidantrieb und/oder Trenneinrichtung, Detektor) übernommen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das erste Chromatografie-Gerät und/oder das zweite Chromatografie-Gerät ein Flüssigkeitschromatografiegerät, ein Gaschromatografiegerät, ein SFC-(superkritische Fluidchromatografie) Gerät oder ein HPLC- (Hochleistungs-Flüssigkeitschromatografie) Gerät.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das erste Chromatografie-Gerät und/oder das zweite Chromatografie-Gerät zum Analysieren von mindestens einem physikalischen, chemischen und/oder biologischen Parameter der fluidischen Probe konfiguriert.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das erste Chromatografie-Gerät und/oder das zweite Chromatografie-Gerät als mikrofluidisches Gerät konfiguriert. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das erste Chromatografie-Gerät und/oder das zweite Chromatografie-Gerät als nanofluidisches Gerät konfiguriert.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das erste Chromatografie-Gerät und/oder das zweite Chromatografie-Gerät einen Detektor zum Detektieren der analysierten, insbesondere getrennten, fluidischen Probe auf. Vorzugsweise kann das Chromatografie-Gerät einen Detektor zur Detektion der getrennten Komponenten aufweisen. Ein solcher Detektor kann ein Signal erzeugen, welches beobachtet und/oder aufgezeichnet werden kann, und welches für die Anwesenheit und Menge der Probenkomponenten in dem durch das System fließenden Fluid indikativ ist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das erste Chromatografie-Gerät und/oder das zweite Chromatografie-Gerät einen Fraktionierer zum Fraktionieren von getrennten Fraktionen der fluidischen Probe auf. Das Chromatografie-Gerät kann einen Fraktionssammler zum Sammeln der getrennten Komponenten aufweisen. Ein solcher Fraktionssammler kann die verschiedenen Komponenten der aufgetrennten Probe zum Beispiel in verschiedene Flüssigkeitsbehälter führen. Die analysierte Probe kann aber auch einem Abflussbehälter zugeführt werden.
Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann unter dem Begriff „Probentrenneinrichtung“ insbesondere eine Einrichtung zum Auftrennen einer fluidischen Probe, insbesondere in unterschiedliche Fraktionen (Abschnitte, Peaks), verstanden werden. Zu diesem Zweck können Bestandteile der fluidischen Probe an der Probentrenneinrichtung zunächst adsorbiert und dann separat (insbesondere fraktionsweise) desorbiert werden. Beispielsweise kann eine solche Probentrenneinrichtung als chromatografische Trennsäule ausgebildet sein.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Fluidantrieb zum Antreiben der mobilen Phase und der fluidischen Probe unter Hochdruck konfiguriert.
Das (erste und/oder zweite) Chromatografie-Gerät kann ein mikrofluidisches Messgerät, ein Life-Science-Gerät, ein Flüssigkeitschromatografiegerät, ein Gaschromatografiegerät, eine HPLC-Anlage (High Performance Liquid Chromatography), eine UHPLC-Anlage oder ein SFC-(superkritische Flüssigkeitschromatografie) Gerät sein. Allerdings sind viele andere Anwendungen möglich.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Probentrenneinrichtung als chromatografische Trenneinrichtung, insbesondere als Chromatografietrennsäule, ausgebildet sein. Bei einer chromatografischen Trennung kann die Chromatografietrennsäule mit einem Adsorptionsmedium, versehen sein. An diesem kann die fluidische Probe aufgehalten werden, wobei anschließend einzelne Probenkomponenten mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, die durch ihre Affinität zum Adsorptionsmedium bestimmt sind, durch die Probentrenneinrichtung transportiert werden und somit zumindest teilweise aufgetrennt am Ausgang der Probentrenneinrichtung erscheinen. Ergänzend oder alternativ können die Probenkomponenten erst bei Anwesenheit einer spezifischen Lösungsmittelzusammensetzung fraktionsweise wieder vom Adsorptionsmedium abgelöst werden, womit die Trennung der Probe in ihre Fraktionen bewerkstelligt wird.
Ein Pumpsystem zum Fördern von Fluid kann zum Beispiel dazu eingerichtet sein, das Fluid bzw. die mobile Phase mit einem hohen Druck, zum Beispiel einige 100 bar bis hin zu 1000 bar und mehr, durch das System hindurchzubefördern.
Das (erste und/oder zweite) Chromatografie-Gerät kann einen Probeninjektor (insbesondere Teil eines Auto-Probengebers, weiter insbesondere aufweisend die Dosiervorrichtung) zum Einbringen der Probe in den fluidischen Trennpfad aufweisen. Ein solcher Probeninjektor kann eine mit einem Nadelsitz koppelbare Proben- oder Injektionsnadel in einem entsprechenden Flüssigkeitspfad aufweisen, wobei die Probennadel aus diesem Nadelsitz herausgefahren werden kann, um Probe aufzunehmen. Nach dem Wiedereinführen der Probennadel in den Nadelsitz kann sich die Probe in einem Fluidpfad befinden, der, zum Beispiel durch das Schalten eines Ventils, in den Trennpfad des Systems hineingeschaltet werden kann.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel des Verfahrens weist der Durchfluss-Injektion Schaltzustand ein Spülen des zumindest einen Probenbehälters auf, insbesondere wobei das Spülen eine Übertragung einer Probe durch und insbesondere aus einem Probenbehälter in einen nachgeschalteten fluidischen Pfad beinhaltet oder wobei das Spülen Proben-frei durchgeführt wird. Insbesondere weist das Spülen ein Entfernen von Probenrückständen auf (aus dem Probenaufnahmevolumen, so dass z.B. eine Verschleppung in die nachfolgende Probe vermieden wird). Beispielsweise kann die Dosiervorrichtung ein solches Durchspülen veranlassen. In einem Beispiel weist das Spülen einen Weitertransport, insbesondere in Richtung zur Trennvorrichtung hin, von Probenrückständen aus dem Probenbehälter auf.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das Verfahren ferner auf: Umschalten in ein fluidisches Koppeln des zweiten Probenbehälters mit dem ersten Chromatografie-Gerät und zumindest teilweises Befüllen des zweiten Probenbehälters mit einem Eluat des ersten Chromatografie-Geräts, und gleichzeitig fluidisches Koppeln des ersten Probenbehälters, welcher zumindest teilweise befüllt wurde, mit dem zweiten Chromatografie-Gerät und zumindest teilweises Injizieren eines Inhalts des ersten Probenbehälters in das zweite Chromatografie-Gerät mittels (Fluss-Kombination-)-lnjektion.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Dosiervorrichtung eingerichtet zum (Vor-) Komprimieren der Probe (des Aliquot) in dem Probenbehälter. Dadurch kann diese in effizienterer Weise einer, z.B. der zweiten Probentrenneinrichtung, bereitgestellt werden.
In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel wird folgender Betriebszyklus verwendet: i) ein Loop (Probenbehälter) wird mit einem Aliquot gefüllt (Eluat mit Probe), ii) das Fluidventil schaltet den Loop in eine „compress“ Position, iii) die Dosiervorrichtung vorverdichtet das Aliquot, während das Aliquot fluidisch von anderen fluidischen Komponenten (z. B. Säulen der ersten und zweiten Dimension, 2D-Pumpe) entkoppelt ist, iv) das Fluidventil schaltet den Loop in eine „feed-out“ Position, v) die Dosiervorrichtung führt das Aliquot aus (feed) und sorgt in Abstimmung mit der 2D-Pumpe (zweiter Fluidantrieb) für ein gewünschtes Verdünnungsverhältnis, vi) a) das Fluidventil schaltet den Loop in die flow-through-Position (Spülposition), b) die Analyse des Aliquot wird durchgeführt, wobei die 2D-Pumpe den benötigen zusätzlichen Fluss bereitstellt. Dabei können die Schritte vi a) und vi b) vorzugsweise zeitgleich oder alternativ zeitversetzt zueinander eingeleitet werden. Für den Fall, dass ein Feed großer Aliquot-Volumina gewünscht wird, kann eine zusätzliche Zwischenposition bereitgestellt werden, in der die Dosiervorrichtung mit dem Fluidantrieb gekoppelt ist. Der Loop kann hierbei entkoppelt sein.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel können folgende Vorteile bereitgestellt werden: Robustheit und Steuerbarkeit von Lösungsmittel-Modulation können verbessert werden, eine hohe Flexibilität bezüglich der Auswahl von Proben-Verdünnungsverhältnissen kann erhalten werden, ein Vorverdichten von Aliquots vor dem Bereitstellen an die zweite Probentrenneinrichtung kann umgesetzt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Andere Ziele und viele der begleitenden Vorteile von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung werden leicht wahrnehmbar werden und besser verständlich werden unter Bezugnahme auf die folgende detailliertere Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen. Merkmale, die im Wesentlichen oder funktionell gleich oder ähnlich sind, werden mit denselben Bezugszeichen versehen.

1 zeigt ein Chromatografie-System, gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
2 zeigt ein Chromatografie-System in einem ersten Schaltzustand (bzgl. der 2. Dimension), gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
3 zeigt ein Chromatografie-System in einem Durchfluss-Injektion Schaltzustand (bzgl. der 2. Dimension), gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
4 zeigt ein Chromatografie-System in einem zweiten Schaltzustand (bzgl. der 2. Dimension), gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
5 zeigt ein Chromatografie-System in einem weiteren Durchfluss-Injektion Schaltzustand (bzgl. der 2. Dimension), gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
6 zeigt ein Chromatografie-System, mit Dosiervorrichtung in dem ersten Chromatografie-Gerät, in einem Durchfluss-Injektion Schaltzustand (bzgl. der 1. Dimension), gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
7 zeigt ein Chromatografie-System, mit Dosiervorrichtung in dem ersten Chromatografie-Gerät, in einem weiteren Durchfluss-Injektion Schaltzustand (bzgl. der 2. Dimension), gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
8 zeigt ein Chromatografie-System, mit Dosiervorrichtung in dem ersten Chromatografie-Gerät, in einem Schaltzustand (bzgl. der 2. Dimension), gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
9 zeigt schematisch ein Umschalten zwischen Schaltzuständen in einem Chromatografie-System, gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
10A und 10B zeigen jeweils detailliert Schaltzustände anhand einer Darstellung der Rotor- und Statorstellungen und Verschaltung der fluidischen Ventile, gemäß exemplarischen Ausführungsbeispielen der Erfindung.
11 A, 11B, und 11C zeigen jeweils detailliert Schaltzustände anhand einer Draufsicht auf den Rotor eines Fluidventils, gemäß exemplarischen Ausführungsbeispielen der Erfindung.
12A-E, 13A-E, und 14A-E zeigen jeweils detailliert Schaltzustände anhand einer Draufsicht auf den Rotor eines Fluidventils, gemäß exemplarischen Ausführungsbeispielen der Erfindung.

Die Darstellung in den Zeichnungen ist schematisch.
1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Chromatografie-Systems 100 (hier ein HPLC-System) gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie es zum Beispiel zur Flüssigkeitschromatografie verwendet werden kann. Eine Fluidfördereinrichtung bzw. ein erster Fluidantrieb 111, der mit Lösungsmitteln aus einer Zuführeinrichtung 25 versorgt wird, treibt eine mobile Phase durch eine erste Probentrenneinrichtung 112 (wie zum Beispiel eine chromatografische Säule), die eine stationäre Phase (Adsorptionsmedium) beinhaltet. Die Zuführeinrichtung 25 umfasst eine erste Fluidkomponentenquelle zum Bereitstellen eines ersten Fluids bzw. einer ersten Lösungsmittelkomponente (zum Beispiel Wasser) und optional eine zweite Fluidkomponentenquelle zum Bereitstellen eines anderen zweiten Fluids bzw. einer zweiten Lösungsmittelkomponente (zum Beispiel ein organisches Lösungsmittel). Ein optionaler Entgaser 27 kann die mittels der ersten Fluidkomponentenquelle und mittels der zweiten Fluidkomponentenquelle bereitgestellten Lösungsmittel entgasen, bevor diese dem ersten Fluidantrieb 111 zugeführt werden. Optional können die Lösungsmittel an einem Mischpunkt vermischt werden (nicht gezeigt). Eine Probenaufgabeeinheit, die auch als Injektor 40 (insbesondere (Auto-) Probengeber) bezeichnet werden kann, ist zwischen dem ersten Fluidantrieb 111 und der ersten Probentrenneinrichtung 112 angeordnet, um eine Probenflüssigkeit bzw. eine fluidische Probe aus einem Probenbehälter zunächst in ein Probenaufnahmevolumen in einem Injektorpfad aufzunehmen, und nachfolgend durch Schalten eines Injektionsventils des Injektors 40 in einen fluidischen Trennpfad zwischen erstem Fluidantrieb 111 und erster Probentrenneinrichtung 112 einzubringen. Das Aufnehmen von fluidischer Probe aus dem Probenbehälter kann insbesondere dadurch erfolgen, dass eine Probennadel aus einem Probensitz herausgefahren und in den Probenbehälter hineingefahren wird, mittels einer als Dosiereinrichtung ausgebildeten Fluidfördereinrichtung fluidische Probe aus dem Probenbehälter durch die Probennadel in das Probenaufnahmevolumen eingesaugt wird, und die Probennadel dann wieder in den Nadelsitz hineingefahren wird.
Die stationäre Phase der ersten Probentrenneinrichtung 111 ist dazu vorgesehen, Komponenten der Probe zu separieren. Ein optionaler Detektor, der eine Flusszelle aufweisen kann, detektiert die zumindest teilwese separierten Komponenten der Probe. Nicht mehr benötigte Flüssigkeiten können in einen Abflussbehälter (bzw. Abfall) bzw. in eine Wasteleitung ausgegeben werden.
Während ein Flüssigkeitspfad zwischen dem ersten Fluidantrieb 111 und der ersten Probentrenneinrichtung 112 typischerweise unter Hochdruck steht, wird die Probenflüssigkeit unter Normaldruck zunächst in einen vom Flüssigkeitspfad getrennten Bereich, nämlich die Probenschleife bzw. das Probenaufnahmevolumen, der Probenaufgabeeinheit bzw. des Injektors 40 aufgenommen. Danach wird die Probenflüssigkeit in den unter Hochdruck stehenden Trennpfad eingebracht. Unter einer Probenschleife als Probenaufnahmevolumen (auch als Sample Loop bezeichnet) kann ein Abschnitt einer Fluidleitung verstanden werden, der zum Aufnehmen bzw. Zwischenspeichern einer vorgegebenen Menge von fluidischer Probe ausgebildet ist. Vorzugsweise wird noch vor dem Zuschalten der zunächst unter Normaldruck stehenden Probenflüssigkeit in dem Probenaufnahmevolumen in den unter Hochdruck stehenden Trennpfad der Inhalt des Probenaufnahmevolumens mittels einer Dosiereinrichtung in Form der Fluidfördereinrichtung auf den bzw. nah zu dem Systemdruck des als HPLC ausgebildeten Chromatografie-Systems 100 gebracht. Eine Steuereinrichtung 70 steuert die einzelnen Komponenten 111, 112, 25, 40, 50, 60, etc., des Chromatografie-Systems 100.
Bis hierhin wurde ein erstes Chromatografie-Gerät 110 des Chromatografie-Systems 100 beschrieben, wobei das Chromatografie-Systems 100 dieses Beispiels jedoch noch ein zweites Chromatografie-Gerät 120 aufweist, um eine zweidimensionale Flüssigkeitschromatografie (2D-LC bzw. LC-LC) durchzuführen. Es ist in 1 schematisch dargestellt, dass das zweite Chromatografie-Gerät 120 einen zweiten Fluidantrieb 121 und eine zweite Probentrenneinrichtung 122 aufweist. Das erste Chromatografie-Gerät 110 und das zweite Chromatografie-Gerät 120 sind an einem Interface 90 miteinander gekoppelt. Das zweite Chromatografie-Gerät 120 kann ferner eine weitere Zuführeinrichtung 25', einen weiteren Entgaser 27', einen weiteren Detektor 50', und einen Fraktionierer 60' aufweisen. Diese können in vergleichbarer Weise funktionieren, wie für das erste Chromatografie-Gerät 110 oben bereits detailliert beschrieben, und zum Beispiel mittels derselben Steuervorrichtung 70 gesteuert/geregelt werden. Prinzipiell soll zumindest ein Teil des Eluenten bzw. des Eluats der ersten Probentrenneinrichtung 112 der zweiten Probentrenneinrichtung 122 zur weiteren Trennung bereitgestellt werden.
Die 2 zeigt ein Chromatografie-System 100 (z.B. wie für 1 oben beschrieben) in einem Schaltzustand (bzgl. der 2. Dimension), gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Chromatografie-System 100 weist ein erstes Chromatografie-Gerät 110 auf (hier nur schematisch gezeigt) und ein zweites Chromatografie-Gerät 120, welches aufweist: einen zweiten Fluidantrieb 121 (hier eine Fluidpumpe), und eine zweite Probentrenneinrichtung 122. Ferner weist das Chromatografie-System 100 auf: einen ersten Probenbehälter 130, einen zweiten Probenbehälter 140, und eine Dosiervorrichtung 160, hier schematisch als Spritze vorgesehen. Letztere ist in diesem Beispiel als separates Element dargestellt. In anderen Ausführungen (siehe z.B. 6-8), ist die Dosiervorrichtung 160 Teil des ersten Chromatografie-Geräts 110. In weiteren Ausführungen kann eine Dosiervorrichtung eine Kolben- bzw. Plunger-Pumpe, eine Spritzenpumpe, oder z.B. eine Membranpumpe sein.
Das Chromatografie-System 100 weist zudem eine Fluidschaltvorrichtung 150 (z. B ein Fluidventil, in 2-9 schematisch durch veränderliche fluidische Verbindungspfade entsprechend den einzelnen Schaltzuständen des Fluidventils eingezeichnet) auf, welche mit dem ersten Chromatografie-Gerät 110, dem zweiten Chromatografie-Gerät 120 (bzw. dem zweiten Fluidantrieb 121 und der zweiten Probentrenneinrichtung 122), der Dosiervorrichtung 160, dem ersten Probenbehälter 130, und dem zweiten Probenbehälter 140 koppelbar ist bzw. zwischen diesen Elementen schalten und damit unterschiedliche Schaltzustände bereitstellen kann.
Im Beispiel von 2 stellt die Fluidschaltvorrichtung 150 den folgenden Schaltzustand bereit: der zweite Probenbehälter 140 ist mit der ersten Probentrenneinrichtung 112 (siehe 1) fluidisch gekoppelt, um mit einem Eluat 115 der ersten Probentrenneinrichtung 112 (insbesondere einer zumindest teilweise getrennten Probe (Aliquot) und einer ersten mobilen Phase) zumindest teilweise befüllt zu werden.
In dem Schaltzustand ist gleichzeitig der erste Probenbehälter 130 mit der zweiten Probentrenneinrichtung 122 und der Dosiervorrichtung 160 derart fluidisch gekoppelt, dass eine Injektion aus dem ersten Probenbehälter 130 in einen fluidischen Pfad 123, 124 zwischen dem zweiten Fluidantrieb 121 und der zweiten Probentrenneinrichtung 122 bereitgestellt ist (also eine Kombination des Flusses 135 (bzw. ein Zuführen dieses Flusses in) aus dem ersten Probenbehälter 130 mit dem (Hochdruck) Fluss 123, 124 zwischen zweitem Fluidantrieb 121 und zweiter Probentrenneinrichtung 122). Eine solche Fluss-Kombination-Injektion kann einen bestimmten Teil der ersten Probe (z.B. das Aliquot, welches z.B. einen interessanten Peak eines Analyten enthält) in den Hochdruckpfad zur analytischen Domäne der zweiten Dimension einspeisen.
Insbesondere ist der zweite Fluidantrieb 121 an die zweite Probentrenneinrichtung 122 fluidisch gekoppelt über einen Fluidpfad 123, 124, von dem zweiten Fluidantrieb zu der zweiten Probentrenneinrichtung. Die Dosiervorrichtung 160 ist an einen Einlass des ersten Probenbehälters 130 (welcher bereits zumindest teilweise mit Eluat des ersten Chromatografie-Geräts 110 gefüllt sein kann) gekoppelt (siehe Fluidpfad 161 von der Dosiervorrichtung), und ein Auslass des ersten Probenbehälters 130 ist fluidisch über Fluidpfad 135 vom ersten Probenbehälter zwischen den zweiten Fluidantrieb 121 und der zweiten Probentrenneinrichtung 122 gekoppelt. Wie schon vermerkt, die hier dargestellten und beschriebenen fluidischen Verbindungen passieren ggf. die fluidische Schaltvorrichtung 150 und sind durch das Umschalten der Schaltvorrichtung 150 veränderbar, wie aus den 2-9 ersichtlich und in den 10-14 exemplarisch im Detail erklärt ist.
3 zeigt ein Chromatografie-System 100 in einem Durchfluss-Injektion Schaltzustand, gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Im Vergleich zu dem Beispiel von 2 hat die Fluidschaltvorrichtung 150 nun in einen weiteren Schaltzustand umgeschaltet. Im Wesentlichen wurde der Fluidpfad 123 von dem zweiten Fluidantrieb 121 von der zweiten Probentrenneinrichtung 122 abgekoppelt und stattdessen an den Fluidpfad 161 von der Dosiervorrichtung 160 zu dem Einlass des ersten Probenbehälters 130 eingekoppelt.
Der erste Probenbehälter 130 ist nun insbesondere mit der zweiten Probentrenneinrichtung 122 derart fluidisch gekoppelt, dass eine Durchfluss-Injektion aus dem ersten Probenbehälter 130 bereitgestellt ist. In anderen Worten bewirkt der zweite Fluidantrieb 121 ein Durchspülen des ersten Probenbehälters 130 Die fluidische Verbindung 161 zwischen der Dosiervorrichtung 160 und dem Einlass des ersten Probenbehälters 130 kann bereitgestellt sein oder unterbrochen sein (dargestellt durch die Strichlinie in der Zeichnung).
Der Durchfluss-Injektion Schaltzustand weist ferner auf: der zweite Fluidantrieb 121 ist mit einem Einlass des ersten Probenbehälters 130 gekoppelt (Pfad 123 von dem zweiten Fluidantrieb), und insbesondere ist die zweite Probentrenneinrichtung 122 mit einem Auslass des ersten Probenbehälters 130 gekoppelt (Pfad 124 zu der zweiten Probentrenneinrichtung). Gleichzeitig ist der zweite Probenbehälter 140 mit der ersten Probentrenneinrichtung 112 fluidisch gekoppelt, um mit dem Eluat der ersten Probentrenneinrichtung 112 zumindest teilweise befüllt zu werden.
Der gezeigte Schaltzustand (sowohl wenn die Verbindung 161 bereitgestellt ist, als auch wenn sie unterbrochen ist) kann einerseits verwendet werden, um den Inhalt des ersten Probenbehälters 130 zumindest teilweise mittels Durchfluss-Injektion der zweiten Probentrenneinrichtung 122 bereitzustellen. Andererseits kann dieser Schaltzustand auch genutzt werden, um ein Durchspülen des ersten Probenbehälters 130 durchzuführen, z.B. zur zweiten Probentrenneinrichtung 122 hin oder auch zu einem Abfall 145 (Waste). Zusätzlich, wenn die Verbindung 161 bereitgestellt ist, kann die Dosiervorrichtung 160 nachgefüllt werden, indem der Fluidantrieb 121 einen erhöhten Fluidfluss liefert, während die Dosiervorrichtung 160 angesteuert wird, das Fluid aus der fluidischen Verbindung 161 aufzunehmen bzw. anzusaugen. Ein besonderer Vorteil besteht darin, unmittelbar nach einer erfolgten Fluss-Kombination-Injektion, bei der die notwendige Verdünnung der Probe mit dem Eluenten der 2. Dimension (bereitgestellt durch den fluidischen Antrieb 121) stattgefunden hat, die eventuellen, teilweise durch Diffusion und Dispersion im Probenbehälter 130 bereits verdünnten und/oder ggf. an den Innenoberflächen des Probenbehälter 130 adsorbierten Reste des Probenmaterials aus dem Probenbehälter 130 auf die Probentrenneinrichtung 122 auszuspülen.
4 zeigt ein Chromatografie-System 100 in einem zweiten Schaltzustand, gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dieser ist dem Fluss-Kombination Schaltzustand gemäß 2 sehr ähnlich, wobei einmal umgeschaltet wurde zwischen den Probenbehältern 130, 140, bzw. die Probenbehälter wurden ausgetauscht. Nun ist der zweite Probenbehälter 140 (welcher im Beispiel von 2 zumindest teilweise mit dem Eluat 115 der ersten Probentrenneinrichtung 112 gefüllt wurde) mit der zweiten Probentrenneinrichtung 122 und der Dosiervorrichtung 160 derart fluidisch gekoppelt, dass eine weitere Injektion 135 aus dem zweiten Probenbehälter 140 in den Flusspfad 123, 124 zwischen zweitem Fluidantrieb 121 und zweiter Probentrenneinrichtung 122 bereitgestellt ist.
Der erste Probenbehälter 130, welcher im Beispiel von 2 entleert wurde, ist nun mit der ersten Probentrenneinrichtung 112 fluidisch gekoppelt, um gleichzeitig mit dem Eluat 115 der ersten Probentrenneinrichtung 112 zumindest teilweise befüllt zu werden.
5 zeigt ein Chromatografie-System 100 in einem weiteren Durchfluss-Injektion Schaltzustand, gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dieser ist dem Durchfluss-Injektion Schaltzustand gemäß 3 sehr ähnlich, wobei einmal umgeschaltet wurde zwischen den Probenbehältern 130, 140 (Austausch). Nun ist der zweite Probenbehälter 140 (welcher im Beispiel von 3 zumindest teilweise mit dem Eluat 115 der ersten Probentrenneinrichtung 112 gefüllt wurde) mit der zweiten Probentrenneinrichtung 122 und optional mit der Dosiervorrichtung 160 derart fluidisch gekoppelt, dass eine weitere Durchfluss-Injektion aus dem zweiten Probenbehälter 140 bereitgestellt ist (alternativ ein Durchspülen mit oder ohne Probe).
Der erste Probenbehälter 130, welcher im Beispiel von 3 entleert wurde, ist nun mit der ersten Probentrenneinrichtung 112 fluidisch gekoppelt, um gleichzeitig mit dem Eluat 115 der ersten Probentrenneinrichtung 112 zumindest teilweise befüllt zu werden.
6 zeigt ein Chromatografie-System 100, mit der Dosiervorrichtung 160 in dem ersten Chromatografie-Gerät 110, in einem Durchfluss-Injektion Schaltzustand bzgl. der ersten Dimension, gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Schaltzustand ist mit jenem der 3 vergleichbar, wobei hier (6) der Schaltzustand dargestellt ist, in welchem die Verbindung 161 zwischen der Dosiereinheit 160 und dem Probenbehälter 130 unterbrochen ist. In der 6 ist die Dosiervorrichtung 160 aber nicht als eigenständige (separate) Einheit anzusehen, sondern als Teil des ersten Chromatografie-Geräts 110. Im gezeigten Beispiel wird die Dosiervorrichtung 160 zusätzlich zu dem Durchfluss-Injektion Schaltzustand innerhalb des ersten Chromatografie-Geräts 110 zusammen mit einem Auto-Probengeber 170 verwendet. In dieser Figur ist gezeigt, dass das erste Chromatografie-Gerät 110 die erste Probentrenneinrichtung 112 und den ersten Fluidantrieb 111 aufweist. Die Dosiervorrichtung 160 kann hier in Zusammenspiel mit dem Auto-Probengeber 170 oder als ein Bestanteil dessen zum Injizieren von der fluidischen Probe (in den Hochdruck Pfad zwischen Fluidantrieb und Probentrenneinrichtung) verwendet werden. In anderen Worten kann die Dosiervorrichtung des ersten Chromatografie-Geräts 110 mit Vorteil unterschiedliche Aufgaben im Chromatografie-System 100 übernehmen. In 6 ist die Dosiervorrichtung 160 aber zunächst an die erste Probentrenneinrichtung 112 und den ersten Fluidantrieb 111 angekoppelt (sozusagen im 1 D Gerät beschäftigt).
7 zeigt ein Chromatografie-System 100, mit der Dosiervorrichtung 160 in dem ersten Chromatografie-Gerät 110, in einem Durchfluss-Injektion Schaltzustand (bzgl. der 2. Dimension), gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Schaltzustand ist mit jenem der 3 vergleichbar. Dieses Beispiel ist jenem der 6 sehr ähnlich, wobei jedoch nun die Dosiervorrichtung 160 von der ersten Probentrenneinrichtung 112 und dem ersten Fluidantrieb 111 entkoppelt wurde, und stattdessen in den Durchfluss-Injektion Pfad eingekoppelt wurde.
8 zeigt ein Chromatografie-System 100, mit der Dosiervorrichtung 160 in dem ersten Chromatografie-Gerät 110, in einem Fluss-Kombination-Injektion Schaltzustand (bzgl. der 2. Dimension), gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dieses Beispiel ist jenem der 6 und 7 sehr ähnlich, wobei der Schaltzustand hier dem in der 2 dargestellten Zustand entspricht.
9 zeigt schematisch ein Umschalten zwischen Schaltzuständen in einem Chromatografie-System 100, gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Im Folgenden kann das Bezugszeichen 150 sowohl die Fluidschaltvorrichtung als auch das Fluidschaltventil bezeichnen (welches in einem Beispiel einen Teil der Fluidschaltvorrichtung darstellt). Schematisch ist gezeigt, dass die Fluidschaltvorrichtung 150 zwischen dem ersten Probenbehälter 130 und dem zweiten Probenbehälter 140 schalten kann, so dass jeweils (stets) einer befüllt und einer entleert wird. Ferner kann die Fluidschaltvorrichtung 150 zwischen dem Durchfluss-Injektion-freien Schaltzustand und dem Durchfluss-Injektion Schaltzustand schalten, so dass jeweils der befüllte Probenbehälter an die zweite Probentrenneinrichtung 122 gekoppelt wird, während der entleerte Probenbehälter erneut befüllt wird. Ausführungsbeispiele dieser Schaltzustände wurden in den 2 bis 8 oben bereits detailliert beschrieben.
10A und 10B zeigen jeweils detailliert Schaltzustände anhand einer Darstellung der Rotor- und Statorstellungen und Verschaltung der fluidischen Ventile, insbesondere einer detaillierten schematischen Dastellung der Draufsicht auf den Rotor eines Fluidventils 150, gemäß exemplarischen Ausführungsbeispielen der Erfindung. 10A zeigt eine Aufnahme des Eluats 115 der ersten Probentrenneinrichtung 112, während 10B eine Fluss-Kombination-Injektion in die zweite Probentrenneinrichtung 122 zeigt. Bei 10B ist im Gegensatz zu 10A eine fluidische Kopplung zwischen zweitem Fluidantrieb 121 und zweiter Probentrenneinrichtung 122 bereitgestellt, in welche die Probe mittels Fluss-Kombination-Injektion injiziert wird.
11A, 11B, und 11C zeigen jeweils detailliert Schaltzustände anhand einer Draufsicht auf Rotor eines Fluidventils 150, gemäß exemplarischen Ausführungsbeispielen der Erfindung. Die Konfiguration ist mit jener der 10A und 10B vergleichbar. 11 A zeigt eine Zwischenposition/Umschalt-Position (kann auf 10B folgen), bei der beide Probenbehälter 130, 140 gefüllt werden können.
11 B zeigt ein Bereitstellen der Probe an die zweite Probentrenneinrichtung 122 im Fluss-Kombination-Injektion Modus. Es kann auch ein Verdünnen der Probe stattfinden. Die Dosiervorrichtung 160 ist mittels eines Pfeils schematisch als „in Aktion“ dargestellt.
11C: der zweite Fluidantrieb 121 wird umgekoppelt, so dass eine Durchfluss-Injektion stattfindet. Im weiteren Verlauf kann der Schaltzyklus in umgekehrter Reinfolge hin zu einem Schaltzustand gemäß 10A durchlaufen werden, dabei sind die Funktionen der Probenbehälter 130, 140 im Vergleich zu den oben beschriebenen vertauscht.
12A-E, 13A-E, und 14A-E zeigen jeweils detailliert Schaltzustände anhand einer Draufsicht auf Rotor eines Fluidventils 150, gemäß exemplarischen Ausführungsbeispielen der Erfindung. Die 12A-E zeigen eine Implementierung mittels eines ASM (siehe oben) Ventils. Die 13A-E und 14A-E zeigen eine weitere Implementierung mittels eines alternativen, einfacher aufgebauten Ventils. Die in den Figuren gezeigten Probenbehälter 130, 140 sind als „loops“ oder „park decks“ realisiert. Der Begriff „Counts“ bezieht sich auf die Winkelposition des Rotors gegenüber dem Stator.
Figuren A zeigen einen Durchfluss-Injektion Modus bezüglich des linken Probenbehälters 140, während der rechte Probenbehälter 140 befüllt wird.
Figuren B zeigen Proben-Feed/Verdünnung aus dem linken Probenbehälter 140 im Fluss-Kombination-Injektion Modus, während der rechte Probenbehälter 140 befüllt wird.
C zeigen jeweils eine Zwischenposition (bzw. Umschalten), bei welcher beide Probenbehälter 130, 140 befüllt werden können.
D zeigen Proben-Feed/Verdünnung aus dem rechten Probenbehälter 130 im Fluss-Kombination-Injektion Modus, während der linke Probenbehälter 130 befüllt wird.
Figuren E zeigen einen Durchfluss-Injektion Modus bezüglich des rechten Probenbehälters 130, während der linke Probenbehälter 140 befüllt wird.
Es sollte angemerkt werden, dass der Begriff „aufweisen“ nicht andere Elemente ausschließt und dass das „ein“ nicht eine Mehrzahl ausschließt. Auch können Elemente, die in Zusammenhang mit unterschiedlichen Ausführungsbeispielen beschrieben sind, kombiniert werden. Es sollte auch angemerkt werden, dass Bezugszeichen in den Ansprüchen nicht als den Schutzbereich der Ansprüche beschränkend ausgelegt werden sollen.
Bezugszeichen

25: Zuführeinrichtung
25': Weitere Zuführeinrichtung
27: Entgaser
27': Weiterer Entgaser
40: Injektor
50: Detektor
50': Weiterer Detektor
60: Fraktionierer
60': Weiterer Fraktionierer
70: Steuereinrichtung
90: Interface
100: Chromatografie-System
110: Erstes Chromatografie-Gerät
111: Erster Fluidantrieb
112: Erste Probentrenneinrichtung
115: Fluidpfad von erstem Chromatografie-Gerät, Eluat
120: Zweites Chromatografie-Gerät
121: Zweiter Fluidantrieb
122: Zweite Probentrenneinrichtung
123: Fluidpfad von zweitem Fluidantrieb
124: Fluidpfad zu zweiter Probentrenneinrichtung
130: Erster Probenbehälter
135: Fluidpfad von gefülltem Probenbehälter
140: Zweiter Probenbehälter
145: Fluidpfad von zu füllendem Probenbehälter, Abfall
150: Fluidventil, Fluidschaltvorrichtung
160: Dosiervorrichtung
161: Fluidpfad von Dosiervorrichtung
170: Probengeber, Auto-Probengeber

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0309596 B1 [0003]
WO 2021019496 A1 [0006]
US 10281058 B2 [0006]

Claims

Ein Chromatografie-System (100), aufweisend: ein erstes Chromatografie-Gerät (110), aufweisend: einen ersten Fluidantrieb (111), und eine erste Probentrenneinrichtung (112); ein zweites Chromatografie-Gerät (120), aufweisend: einen zweiten Fluidantrieb (121), und eine zweite Probentrenneinrichtung (122); einen ersten Probenbehälter (130); einen zweiten Probenbehälter (140); eine Dosiervorrichtung (160); und eine Fluidschaltvorrichtung (150), insbesondere ein Fluidventil, wobei die Fluidschaltvorrichtung (150) eingerichtet ist den folgenden ersten Schaltzustand bereitzustellen: einer (140) von dem ersten Probenbehälter (130) und dem zweiten Probenbehälter (140) ist mit der ersten Probentrenneinrichtung (112) fluidisch gekoppelt, um mit einem Eluat (115) der ersten Probentrenneinrichtung (112) zumindest teilweise befüllt zu werden, und gleichzeitig ist der andere (130) von dem ersten Probenbehälter (130) und dem zweiten Probenbehälter (140) mit der zweiten Probentrenneinrichtung (122) und der Dosiervorrichtung (160) derart fluidisch gekoppelt, dass ein Fluss von der Dosiervorrichtung (160) durch den anderen (130) von dem ersten Probenbehälter (130) und dem zweiten Probenbehälter (140) mit einem Fluss von dem zweiten Fluidantrieb (121) kombiniert und der zweiten Probentrenneinrichtung (122) zugeführt wird.
Das Chromatografie-System (100) gemäß Anspruch 1, wobei die Fluidschaltvorrichtung (150) eingerichtet ist den folgenden zweiten Schaltzustand bereitzustellen: der andere (130) von dem ersten Probenbehälter (130) und dem zweiten Probenbehälter (140) ist mit der ersten Probentrenneinrichtung (112) fluidisch gekoppelt, um mit dem Eluat (115) der ersten Probentrenneinrichtung (112) zumindest teilweise befüllt zu werden, und gleichzeitig ist der eine Probenbehälter (140) von dem ersten Probenbehälter (130) und dem zweiten Probenbehälter (140) mit der zweiten Probentrenneinrichtung (122) und der Dosiervorrichtung (160) derart fluidisch gekoppelt, dass ein Fluss von der Dosiervorrichtung (160) durch den Probenbehälter (140) von dem ersten Probenbehälter (130) und dem zweiten Probenbehälter (140) mit einem Fluss von dem zweiten Fluidantrieb (121) kombiniert und der zweiten Probentrenneinrichtung (122) zugeführt wird.
Das Chromatografie-System (100) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Schaltzustand oder der zweite Schaltzustand aufweist: der zweite Fluidantrieb (121) ist an die zweite Probentrenneinrichtung (122) fluidisch gekoppelt, die Dosiervorrichtung (160) ist an einen Einlass des ersten Probenbehälters (130) oder des zweiten Probenbehälters (140) gekoppelt, und ein Auslass des ersten Probenbehälters (130) oder des zweiten Probenbehälters (140) ist fluidisch zwischen den zweiten Fluidantrieb (121) und die zweite Probentrenneinrichtung (122) gekoppelt.
Das Chromatografie-System (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fluidschaltvorrichtung (150) eingerichtet ist den folgenden Durchfluss-Injektion Schaltzustand bereitzustellen: worin der erste Probenbehälter (130) oder der zweite Probenbehälter (140) zwischen die Dosiervorrichtung (160) und die zweite Probentrenneinrichtung (122) fluidisch gekoppelt wird, zumindest solange, bis der fluidische Inhalt des zwischen gekoppelten Probenbehälters (130, 140) die Fluidschaltvorrichtung (150) in Richtung der Probentrenneinrichtung (122) zumindest teilweise verlassen hat.
Das Chromatografie-System (100) gemäß Anspruch 4, wobei der Durchfluss-Injektion Schaltzustand ferner aufweist: der zweite Fluidantrieb (121) ist zwischen der Dosiervorrichtung (160) und einem Einlass des ersten Probenbehälters (130) oder des zweiten Probenbehälters (140) gekoppelt, und insbesondere ist die zweite Probentrenneinrichtung (122) mit einem Auslass des ersten Probenbehälters (130) oder des zweiten Probenbehälters (140) gekoppelt.
Das Chromatografie-System (100) gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei der Durchfluss-Injektion Schaltzustand ferner aufweist: gleichzeitig ist der andere (130) von dem ersten Probenbehälter (130) und dem zweiten Probenbehälter (140) mit der ersten Probentrenneinrichtung (112) fluidisch gekoppelt, um mit dem Eluat (115) der ersten Probentrenneinrichtung (112) zumindest teilweise befüllt zu werden.
Das Chromatografie-System (100) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei das Chromatografie-System (100) eingerichtet ist ein Durchspülen des ersten Probenbehälters (130) oder des zweiten Probenbehälters (140) in dem Durchfluss-Injektion Schaltzustand durchzuführen.
Das Chromatografie-System (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Chromatografie-System (100) derart eingerichtet ist, dass bei einem fluidischen Koppeln des zumindest teilweise befüllten Probenbehälters (130, 140) mit der zweiten Probentrenneinrichtung (121) der Inhalt des zumindest teilweise befüllten Probenbehälters (130, 140) zumindest teilweise in die zweite Probentrenneinrichtung (121) injiziert wird.
Das Chromatografie-System (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dosiervorrichtung (160) mit dem ersten Chromatografie-Gerät (110) assoziiert ist.
Das Chromatografie-System (100) gemäß Anspruch 9, wobei die Dosiervorrichtung (160) eingerichtet ist, eine Probe an die erste Probentrenneinrichtung (112) bereitzustellen, insbesondere die Probe zu injizieren, weiter insbesondere wobei die Dosiervorrichtung (160) mit einem Probengeber (170) des ersten Probentrenngeräts (110) gekoppelt ist.
Das Chromatografie-System (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend zumindest eines der folgenden Merkmale: der erste Probenbehälter (130) und/oder der zweite Probenbehälter (140) ist als Proben-Schleife oder Proben-Parkdeck ausgebildet; das Eluat (115) beinhaltet eine mittels der ersten Probentrenneinrichtung (112) zumindest teilweise getrennte Probe; der Inhalt des zumindest teilweise befüllten ersten Probenbehälters (130, 140) weist eine von der ersten Probentrenneinrichtung (112) zumindest teilweise getrennte Probe auf, welche an das zweite Chromatografie-Gerät (120) bereitgestellt wird.
Das Chromatografie-System (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend zumindest eines der folgenden Merkmale: der erste Fluidantrieb (111) ist konfiguriert zum Antreiben einer ersten mobilen Phase und/oder einer in die erste mobile Phase injizierten ersten fluidischen Probe, insbesondere unter Hochdruck; der zweite Fluidantrieb (121) ist konfiguriert zum Antreiben einer zweiten mobilen Phase und/oder einer in die zweite mobile Phase injizierten zweiten fluidischen Probe, insbesondere unter Hochdruck; wobei die erste mobile Phase und die zweite mobile Phase identisch oder verschieden sind; wobei die zweite fluidische Probe eine zumindest teilweise getrennte erste fluidische Probe aufweist; wobei die erste Probentrenneinrichtung (112) eingerichtet ist zum Trennen der in die erste mobile Phase injizierten ersten fluidischen Probe; wobei die zweite Probentrenneinrichtung (122) eingerichtet ist zum Trennen der in die zweite mobile Phase injizierten zweiten fluidischen Probe; wobei die erste Probentrenneinrichtung (112) und die zweite Probentrenneinrichtung (122) identisch oder unterschiedlich sind; wobei die erste Probentrenneinrichtung (112) und/oder die zweite Probentrenneinrichtung (122) als chromatografische Trenneinrichtung, insbesondere als Chromatografietrennsäule, ausgebildet ist; wobei der erste Fluidantrieb (111) und/oder der zweite Fluidantrieb (121) zum Antreiben der mobilen Phase und/oder der fluidischen Probe mit einem Druck von mindestens 500 bar, insbesondere von mindestens 1000 bar, weiter insbesondere von mindestens 1200 bar, konfiguriert ist.
Das Chromatografie-System (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend zumindest eines der folgenden Merkmale: das erste Chromatografie-Gerät (110) und/oder das zweite Chromatografie-Gerät (120) ist als Flüssigkeitschromatografie-Gerät ausgebildet; das Chromatografie-System (100) ist als 2D Flüssigkeitschromatografie-Gerät, LC-LC, ausgebildet; das erste Chromatografie-Gerät (110) und/oder das zweite Chromatografie-Gerät (120) ist ein Flüssigkeitschromatografiegerät, ein Gaschromatografiegerät, ein SFC- (superkritische Flüssigkeitschromatografie) Gerät oder ein HPLC-(Hochleistungs-Flüssigkeitschromatografie) Gerät; das erste Chromatografie-Gerät (110) und/oder das zweite Chromatografie-Gerät (120) ist zum Analysieren von mindestens einem physikalischen, chemischen und/oder biologischen Parameter der fluidischen Probe konfiguriert; das erste Chromatografie-Gerät (110) und/oder das zweite Chromatografie-Gerät (120) ist als mikrofluidisches Gerät konfiguriert; das erste Chromatografie-Gerät (110) und/oder das zweite Chromatografie-Gerät (120) ist als nanofluidisches Gerät konfiguriert; das erste Chromatografie-Gerät (110) und/oder das zweite Chromatografie-Gerät (120) weist einen Detektor (50) zum Detektieren der analysierten, insbesondere getrennten, fluidischen Probe auf; das erste Chromatografie-Gerät (110) und/oder das zweite Chromatografie-Gerät (120) weist einen Fraktionierer (60) zum Fraktionieren von getrennten Fraktionen der fluidischen Probe auf.
Verwenden von zumindest zwei Probenbehältern (130, 140) in einem 2D LC-LC Flüssigkeitschromatografie-System (100), so dass gleichzeitig einer der Probenbehälter (130) mit Eluat des 1 D-Flüssigkeitschromatografie-Geräts (110) befüllt wird, während der andere Probenbehälter (140) in einen Schaltzustand mit dem 2D-Flüssigkeitschromatografie-Gerät (120) gekoppelt ist, wobei eine Dosiervorrichtung (160) einen Fluss durch den anderen Probenbehälter (140) mit einem Fluss von einem zweiten Fluidantrieb (121) des 2D-Flüssigkeitschromatografie-Geräts (120) kombiniert und einer zweiten Probentrenneinrichtung (122) des 2D-Flüssigkeitschromatografie-Geräts (120) zuführt.
Ein Verfahren zum Betreiben eines Chromatografie-Systems (100) mit einem ersten Chromatografie-Gerät (110) und einem zweiten Chromatografie-Gerät (120), das Verfahren aufweisend: fluidisches Koppeln eines ersten Probenbehälters (130) mit dem ersten Chromatografie-Gerät (110) und zumindest teilweises Befüllen des ersten Probenbehälters (130) mit einem Eluat (115) des ersten Chromatografie-Geräts (110), und gleichzeitig fluidisches Koppeln eines zweiten Probenbehälters (140) mit dem zweiten Chromatografie-Gerät (120) und zumindest teilweises Injizieren eines Inhalts des zweiten Probenbehälters (140) in einen Fluss des zweiten Chromatografie-Geräts (120).
Das Verfahren gemäß Anspruch 15, ferner aufweisend: Umschalten des Betriebszustands in fluidisches Koppeln des zweiten Probenbehälters (140) mit dem ersten Chromatografie-Gerät (110) und zumindest teilweises Befüllen des zweiten Probenbehälters (140) mit einem Eluat (115) des ersten Chromatografie-Geräts (110), und gleichzeitig fluidisches Koppeln des ersten Probenbehälters (130), welcher zumindest teilweise befüllt wurde, mit dem zweiten Chromatografie-Gerät (120) und zumindest teilweises Injizieren eines Inhalts des ersten Probenbehälters (130) in den Fluss des zweiten Chromatografie-Geräts (120).
Ein Chromatografie-Gerät (110, 120), aufweisend: einen Fluidantrieb (111, 121, 160), und eine Probentrenneinrichtung (112, 122); zumindest einen Probenbehälter (130, 140); und eine Fluidschaltvorrichtung (150), insbesondere ein Fluidventil, wobei die Fluidschaltvorrichtung (150) eingerichtet ist zum: Bereitstellen eines Schaltzustands, wobei der zumindest eine Probenbehälter (130, 140) mit dem Fluidantrieb, insbesondere einer Dosiervorrichtung (160), derart fluidisch gekoppelt ist, dass ein Fluss von dem Fluidantrieb durch den Probenbehälter (130, 140) mit einem Fluss zu der Probentrenneinrichtung (112, 122) kombiniert wird und der Probentrenneinrichtung (112, 122) zugeführt wird; und danach Bereitstellen eines Durchfluss-Injektion Schaltzustands, wobei der zumindest eine Probenbehälter (130, 140) mit dem Fluidantrieb, insbesondere der Dosiervorrichtung (160), derart fluidisch gekoppelt ist, dass eine Durchfluss-Injektion aus dem zumindest einen Probenbehälter (130, 140) bereitgestellt ist.
Das Chromatografie-Gerät (110, 120) gemäß Anspruch 17, wobei der Durchfluss-Injektion Schaltzustand ein Spülen des zumindest einen Probenbehälters (130, 140) aufweist, insbesondere wobei das Spülen ein Entfernen von Probenrückständen aufweist.
Ein Verfahren zum Betreiben eines Chromatografie-Geräts (110, 120), das Verfahren aufweisend: Durchführen einer Fluss-Kombination-Injektion, welche frei von einer Durchfluss-Injektion ist, aus einem Probenbehälter (130, 140) in einem Schaltzustand; und danach Umschalten in einen Durchfluss-Injektion Schaltzustand; und Durchführen einer Durchfluss-Injektion aus dem Probenbehälter (130, 140) in dem Durchfluss-Injektion Schaltzustand.