DE1598237A1 - Verfahren und Einrichtung zum automatischen Einbringen von Proben in die Kolonnen bei der Saeulen-Chromatographie - Google Patents

Description

Aktenzeichen: P 15 98 237. 3-52

Anmelder:

Ceskoslovenska akademie ved_#/ Praha 1

Titel:

Verfahren und Einrichtung zum automatischen Einbringen von Proben in die Kolonnen bei der Säulen-Chromatographie

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum automatischen Einbringen von Proben in die Kolonnen bei der Säulen-Chromatographie aus den Probegefäßen außerhalb des Druckkreises mit Hilfe eines einfachen und technisch nicht anspruchsvollen Verfahrens.

Bei den bisherigen Verfahren zur Durchführung der Flüssigkeits-Chromatographie in Kolonnen_/ besonders bei Ionenaustauschern, müssen die Proben von Hand mit HiLfe eines schwierigen,- empfindlichen und langwierigen Verfahren eingebracht werden. Es ist hierbei notwendig, die Kolonne zu öffnen, den flüssiqen Inhult vorsichtig auf die eigentliche Säule auszuleeren, vorsichtig mit geneigter Pipette an der Wand dicht über der Säule die für die Analyse notwendige Menge der Probe einzulassen und diese mit

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Hilfe eines entsprechenden pneumatischen Druckes vorsichtig so einzudrücken, daß die Probe gerade in die Säule eingedrückt wird, ohne daß in die Säule Luft eindringt; dann müssen die Wände einige Male abgespült, die Spülflüssigkeit in der beschriebenen Weise eingedrückt werden und schließlich muß in den ausgeleerten Flüssigkeitsraum von Hand der Puffer ergänzt werden,und zwar so, daß alle Räume vor dem Schließen der Kolonne und Ingangsetzen der eigentlichen Chromatographie ausgefüllt sind. Es ist auch ein Verfahren bekannt, bei dem die Probe in einer Kapillare angeordnet ist, welche mit Hilfe mehrerer von Hand bedienter Hähne in den Strom des Puffers angeschlossen ist₀ Schließlich sind in der Gaschromatographie Einrichtungen bekannt, die durch Umschalten einiger hydraulischer Kreise eines speziellen Hahnes eine die Probe enthaltende Schleife in den Kreis des strömenden Gases einschalten-Alle diese Einrichtungen sind angeordnet bzw_o angeschlossen an eine Leitung, die von der Pumpe oder einer anderen Druckquelle, die für das Strömen der beweglichen Phase durch die Kolonne und die Kolonne selbst notwendig ist, kommt. Aus diesem Grunde muß diese mit absoluter Sicherheit gegen den Druck der beweglichen Phase vor der Kolonne wiederstandfähig sein₂ Dieser Druck kann bei modernen Einrichtungen einige Atmosphären, aber auch bis 100 Atm, betragen, weswegen die Einrichtung hinsichtlich der Abdichtung anspruchsvoll ist, insbesondere, wenn der Forderung entsprochen werden soll, daß gleichzeitig mehrere Kreise bzw. eine ganze Anzahl von ' roben dosiert und die Kolonr e ohne Schwierigl· uit zum Linbiin-j^n ,on roben in 'rob&geFäßü cjeöffnet werden soll.

Die Erfindung geht von der EikennLni?) aus, daß bei gt-ei -jrn ter Anordnung ^.iner Pumpe mit minimalem schädlichen Rau.ii Probege;Füße in

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drucklosen Saugkreis der Pumpe verwendet werden können, wobei die Probe mit einem so geringen Beitrag zur Entwertung das gegebene System durchströmt, daß dieser Beitrag sich im Schlußergebnis praktisch überhaupt nicht auswirkt oder nur in einem so geringen Maße, das zulässig ist, und weit durch den Vorteil übertroffen wird, daß die drucklosen Dosiereinrichtungen technisch und betrieblich wesentlich anspruchsloser aus geführt werden können als ähnliche Dosiereinrichtungen in einem Druckkreis, Bei den gebräuchlibben Kolonnen, kapillaren Durchflußreaktoren und auswertenden Photometern kann der Beitrag eines drucklosen Dosierers an ein ungewünschtes Entwerten der Trennung völlig vernachlässigt werden, wenn die Bedingung einer genügenden Kapillarität aller Leitungen vom Vorratsbehälter in der Richtung des Strömens und die Bedingung eines minimalen schädlichen Raumes in der Pumpe eingehlaten wird.

Die zur Analyse bestimmten Proben können in kapillaren Gefäßen entweder in direktem Kontakt mit den Lösungen, welche sie von beiden Seiten einschließen, angeordnet sein_/ oder es können die Proben mit Vorteil von den umgebenden Puffern durch eine oder zwei Blasen getrennt sein oder es können gegebenenfalls auch mehrere Blasen angewendet werden.

Die Erfindung besteht darin, daß in den Saugzweig der Pumpe, die den Eluenten aus den Eluentenbehäliern ansaugt und in die geschlossene Kolonne drückt, nacheinander die vorher gefüllten Probegefäße angeschlossen und die in ihnen enthaltenen Proben in die Kolonne übergeführt werden, uobei die Probegefäße vorteilhafterweise durch den Eluenten durchgespült werden und weiter die Proben

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und eventuell weitere Lösungen in die einzelnen Probegefäße vorteilhafterweise über eine hydraulische Bremse bis zur Marke der Kalibrierung in die Probegefäße angesaugt werden. Nützlicherweise gehen die Proben und weitere Lösungen durch Gefäße und Leitung in voneinander durch Luft- oder Gasblasen getrennten Sektionen. Ein einzelnes oder mehrere Probegefäße können aus den Probebehältern durch Verbindung mit der Saugleitung durch Teildrehung des hydraulischen Schalters gefüllt werden, der hierbei die übrigen Probegefäße an die Leitung für die Zuführung des Eluenten angeschlossen läßt.

Das Wesen der Einrichtung für die Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung geht aus der nachfolgenden Beschreibung hervor.

Ein weiterer Vorteil des drucklosen Verfahrens der Dosierung ist die Tatsache daß in den gleichen kapillaren Dosierer mehrere verschiedene Proben übereinander oder nebeneinander eingereiht werden können, wobei die Proben voneinander entweder durch Luft oder Gasblasen oder auch Puffer getrennt bleiben, die gegebenenfalls ebenfalls durch Blasen in kleinere Abschnitte geteilt sind. Die Blasen verringern die Möglichkeit des Vermischens der einzelnen Proben und Puffer dadurch, daß sie als Kolben wirken, die die angeführten Teile der Flüssigkeitssäule voneinander trennen, wodurch die paraboloide Verteilung der Geschwindigkeit der Flüssigkeitsbewegung in der Leitung und das Haften der Grenzschicht der Flüssigkeit an den Kapillarwänden unterdrückt wird. Diese Wirkung wird noch größer, wenn eine hydrophobisierende Schicht (z.B. eine Silikon- oder Teflonschicht) an den inneren Wänden der Kapillare gebildet wird. Hierdurch wird eine genügende Hydrophobität erreicht und die trennenden Blasen

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wirken als vollkommen trennende Kolben zwischen den einzelnen Sektionen der gesamten Flüssigkeitssäule. Gleichzeitig wird durch das angeführte Verfahren die Gefahr eines Haftens der Proben oder Puffer an den Wänden der Kapillare verringert, ob es sich Dun um ein Haften aus Gründen der Absorption oder einer anderen bindenden Wirkung handelt oder schließlich um ein Eindringen der Stoffe in tiefere Schichten unter der Oberfläche der Kapillare infolge der Diffusion der Stoffe in die Wände.

Bei dem drucklosen Verfahren der Dosierung verkleinern sich die Blasen wesentlich, wenn sie in das Milieu eines um vieles höheren Druckes übergehen. Bei vollkommen entlüfteten Pumpen lösen sie sich unter diesem erhöhten Druck im umgebenden Puffer auf. Kleine Gasmengen lösen sich im Eluenten auf, so daß sie sich im Schlußergebnis überhaupt nicht bemerkbar machen. Eine selbstverständliche Voraussetzung ist hierbei, daß die Pumpe so konstruiert ist, daß die Gasblasen leicht durchgehen und in keinem Falle in ihren Toträumen haften bleiben. Ein großer Vorteil der drucklosen Dosierer ist die Tatsache, daß die zur Bildung der angeführten Luftkolben notwendige Luftmenge wesentlich kleiner ist im Vergleich zu der Menge, die für den gleichen Zweck mit Druckdosierung notwendig wäre.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 «ine Gesamtanordnung der Dosiereinrichtung,

Fig_c la eine Abänderung der Ansaugeinrichtung in vergrößertem Maßstab,

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Fig₀ Ib eine zweckmäßige Durchführung der hydraulischen Bremse, Fig. 2, 3 und 4 einen hydraulisbhen Verteiler im Querschnitt, und Fig. 5 eine geänderte Ausführung der Dosiereinrichtung.

In der Figur 1 ist schematisch die gesamte Anordnung der Dosiereinrichtung mit dem Probegefäß 1 in Form einer gebogenen Kapillare mit verjüngten Enden für einen eventuellen Anschluß der Zuleitungsund Ableitungsschläuche 2 und 3 dargestellt. Der Zuleitungsschlauch 2 kann abnehmbar am zugehörigen Ende des Gefäßes 1 befestigt sein und muß nicht kapillar ausgeführt werden. Demgegenüber muß der Ableitungsschlauch 3 in Form einer Kapillare ausgeführt sein und mit dem erweiterten Ende auf das andere Ende des Gefäßes 1 derart aufsetzbar sein, daß Toträume ausgeschlossen sind. Im einfachsten Falle kann dies durch Aufziehen eines kurzen Schlauchstückes geschehen, welches sowohl das verjüngte Ende des Gefäßes I₇ wie auch den Ableitungsschlaubh 3 dicht umfängt, wobei dieser mit seinem zweiten Ende an einem der Umfangsstutzen des Mehrweghahnes 4 befestigt ist. Der drehbare Konus des Hahnes enthält den Kanal 5, der im zentralen Stutzen endet, an den die Saugleitung 6 der Pumpe 7 befestigt ist, die die angesaugte Flüssigkeit und gegebenenfalls auch die Trennbläschen 8 in die Kolonne 9 fördert. Der Mehrweghahn 4 dient zum Pumpen verschiedener Flüssigkeiten in die Kolonne 9, insbesondere von einem oder mehreren Elutionspuffern und in einem bestimmten kurzen Zeitintervall auch der einzelnen Muster, die vorher in das Gefäß 1 angesaugt wurden. Es können auch Deck- oder Trennpuffer verwendet werden, welche die einzelnen Proben voneinander trennen, die vorher in das kapillare Gefäß 1 so gebracht wurden, daß bei einem Arbeitszyklus in die Kolonne 9 lediglich eine Probe gemeinsam

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mit einem bestimmten Teil der Trennpuffer gebracht wird. Es ist zweckmäßig, daß die einzelnen Proben von den Deckpuffern durch kleine Blasenpuffer getrennt werden und daß die einzelnen Säulen der Deckpuffer in mehrere Abschnitte voneinander ebenfalls durch Blasenpuffer getrennt sind. Hierdurch erreicht und beschleunigt man eine vollkommene überführung der Probe in die Kolonne und vermeidet das Haften auch kleiner Reste der Proben an den Wänden der Gefäße 1 und auch an weiteren Leitungen. Die Blasenkolben und die einzelnen durch sie geteilten Abschnitte der Schutzpuffer dienen vollkommen diesem Zwecke, insbesondere dann, wenn die kapillaren Gefäße 1 und gegebenenfalls auch weitere Leitungen an ihren inneren Wänden dauerhaft hydrophobisiert sind.

Der automatische Mehrweghahn schaltet nacheinander die einzelnen Verbindungen an die an seine Umfangsstutzen angeschaltet sind. Das hintereinander Anschließen geschieht durch schrittweises Drehen des drehbaren Ventilkonus 4 in der Weise, daß sein Kanal 5 nacheinander den hydraulischen Anschluß der einzelnen Umfangsstutzen an den zentralen Stutzen und damit auch an die Leitung 6 durchführt.

Damit die Probe in das Gefäß 1 angesaugt werden kann, ist es notwendig, daß das andern Ende dieses Gefäßes, an das die Zuleitung 2 angeschlossen ist, durch diese Leitung entweder an die freie Luft ader allgemein an eijien Gasraum bzw. vorteilhafter über pinen von Hand bewegbaren Dreiweghalin 10 an die Leitung 11 angeschlossen ist, welche an das Gefäß 12 mit einer geeigneten Flüssigkeit anschließt. Diese Flüssigkeit kunn mit Vorteil wiederum der gleiche Puffer sein, wie der Stabilisieiungs- und der erste Elutionspuffer, der sich in dem Gefäß 13 befindet, welches mit der Leitung 14 an beide vorher erwähnte Umfangsstutzen des Mehrweghahnes 4 für die Zuleitung dieses Puffers

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angeschlossen ist„ Es können daher die beiden Gefäße 12 und 13 in ein Gefäß vereint werden.

Der von Hand bewegbare Dreiweghahn 10 kann aus der in der Figur 1 dargestellten Stellung in eine Stellung geschaltet werden, in der die Uberführungsleitung 2 und damit auch das Gefäß 1 an die Leitung 15 angeschlossen ist, die über die einstellbare hydraulische Bremse 16 zu einer Einrichtung führt, die ein bequemes Ansaugen der einzelnen Proben und Schutzpuffer einschließlich der Blasenkolben ermöglicht. Diese Ansaugeinrichtung kann in Form eines Glasgefäßes 17 ausgeführt sein, das in seinem unteren Ende in die Auslaßröhre 18 über den Hahn 19 führt. In den Raum 17₇ der durch den Stopfen 20 verschlossen ist, mündet außer der Leitung 15, die über die hydraulische Bremse 16 führt, auch die weitere Leitung 21, welche über die Ausbauchung 22 an den biegsamen Schlauch 23 angeschlossen ist. Mit dem Ende dieses Schlauches können mit dem Mund nacheinander verschiedene Muster, Schutzpuffer und Blasenkolben angesaugt werden, und zwar sehr vorsichtig bei einer geeigneten Einstellung der hydraulischen Bremse 16.

In der Figur la ist eine Vereinfachung der angeführten Saugeinrichtung dargestellt. Das Gefäß 17 ist kleiner und von einfacherer Form. Durch den Stopfen 20 geht außer der Leitung 15^ die zu dem handbetätigten Hahn 10 führt, noch das einfache Mundstück 24. Mit der ganzen Ansaugvorrichtung gemäß der Figur la geht man bei der Manipulation in ähnlicher Weise wie mit einer Pfeife um, die mit der weiteren biegsamen Leitung 15 über die hydraulische Bremse 16 an den von Hand betätigten Dreiweghahn 10 angeschlossen ist.

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Vor dem Ansaugen der Proben und der Schutzpuffer in das Gefäß ist es notwendig, den Ableitungsschlauch 3 mit dem Anschlußende 3¹ von dem verjüngten Ende des kapillaren Gefäßes 1 abzunehmen. Dieses Ende wird unter die Oberfläche der Probe bzw. des Schutzpuffers getaucht. Hierdurch wird in das Gefäß Flüssigkeit eingesaugt, während beim Erniedrigen der Oberfläche unter die Mündung des Gefäßes Luft angesaugt wird. Dieses Ansaugen kann mit geringer Geschwindigkeit durchgeführt werden, eventuell durch Schließen des Handhahnes 10 eingestellt werden, wodurch ein sehr genaues Ansaugen des vorher festgesetzten Volums der einzelnen Proben, Schutzpuffer und Blasenkolben erzielt werden kann^. Die KontrolLe der Koinzidens der einzelnen Grenzen mit diesen Zeichen kann empfindlicher gestaltet werden durch Anwendung einer optischen Vergrößerung, wie sie symbolisch in der Figur I durch die Doppellinsen 25 in der zugehörigen Fassung dargestellt ist.

Ein Beispiel einer zweckmäßigen Durchführung der hydraulischen Bremse 16 ist in Figur Ib dargestellt. Die Leituncj 15 aus üLustischem oder plastischem Material ist in einstellbarer Weise mit Hilfe der Schraube 26 zwischen zwei Backen eingespannt, von denen die feste Backe 27 aus einem Stück Material, das in geeigneter Weise ausgeschnitten ist, hergestellt sein kann und auch die Mutter für die Schraube 26 biLdet, die die Leitung 15 an die Backe 27 über die bewegliche Backe 28 andrückt. Zum Erlangen einer Feinregulierung des hydraulischen Widerstandes der Bremse ist es vorteilhaft, daß die Leitung 15, die mit Flüssigkeit gefüllt ist, an der Stelle, wo sie zwischen den Backen 27 und 28 eingespannt ist, mit einem porösen, zusammendrückbaren Material ausgefüllt ist, z.B. mit einem Wattestopfen 29. Die ganze hydrau-

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lische Bremse kann hinter dem Deckpanel 30 angeordnet sein, durch das in den vorderen Raum lediglich der Kopf der Regulierschraube 26 hindurchgeht, in ähnlicher Weise kann hinter dem Panel 30 der eigentliche Handhahn 10 angeordnet sein, von dem aus durn Panel 30 lediglich sein Bedienungsknopf oder Kopf herausragen kann.

In Fi.jur 1 ist weiter dargestellt, in welcher Weise die gleiche Einrichtung und die gleiche hydraulische Bremse Io flu zwei oder auch mehrere KoLonnen ausgenützt werden kann. Beim An >(;hließen gemäß Jer Darstellung in Figur 1 geht es um eine Applikation bei einei Doppelkolonne, z, B, bei einer Einrichtung zur r itiom;llen Anal) --3 von Aminosäuregemischen. Die rechte Hälftu dc.i Fiyui \_r die „. r beschriebenen Linken Hälfte symmetrisch iat, ! ι α t im Prinzip -ne übereinstimmende Bedeutung und Funktion, wob i in der Figui i auf der rechten Seite der Hahn 4¹ lediglich in Form eines Dreiweghahnes dargestellt ist, der für die laufenden Ana-Lysen zur Trennung von basischen Aminosäuren auf der Kolonne 9 genüy:-,

Die P νηρ« " fördert in die Kolonnen 9' dauernd ledijLich einen Puffe; a JS dem Behälter 13'. Der zweite Handhahn 10' t.unri an die Leitung 2¹ das Gefäß 12 anschließen, in ähnlicher Weise wie auf α r linken Hälfte der Figur 1,

Bei vl-r Einrichtung gemäß Figur 1 können die Umschalthähne 4 und 4' ι :.s automatische Hähne ausgeführt sein, wobei da;; Umschalten für ι!.;$ Ansaugen der einzelnen Muster aus den Gefäßen 1 bzw. 1 ' auf : ne kurze Zeit und verhältnismäßig genau abrjume· v;ne Dauer

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möglich sein muß, wobei die Dquer einer bestimmten, vorher festgelegten Zahl von Zyklen der einzelnen Pumpen beim Einhalten einer geeigneten l'hasenorientierung des Schaltens der Pumpen entspricht.

Die eben erwähnten Bedingung und die zu ihrer Erfüllung notwendige Einrichtung sind jedoch bei der Durchführung von dosierenden Drucklosen Einrichtungen gemäß der Darstellung in den Figuren 2, 3 und 5 nicht nötig. Diese Einrichtungen unterscheiden sich von der Einrichtung gemäß Figur 1 im wesentliche dadurch, daß die einzelnen für die Analyse auf den einzelnen Kolonnen bestimmten Proben nicht nacheinander in ein einziges, für jede Kolonne bestimmtes Gefäß eingesaugt werden, sondern in mehrnie Gefäße, mit Vorteil wiederum kapillare, deren es eine größere Anzahl gibt, und von denen ein jedes gegebenenfalls nui eine Probe enthält, wobei die einzelnen Gefäße nacheinander zur kapillaren Saugleitung der zugehörigen Pumpe über einen weiteren Mehrweghahn angeschlossen sind.

Eine der zah]reichen möglichen Ausführungen des oben angeführten Prinzipes ist schematisch in der Figur 2 dargestellt.

Ein jedes der kapillaren Gefäße 31 ist mit dem oberen Ende an den besonderen Dreiweghahn 32 angeschlo: sen, der z_tB. aus Glas und gegebenenfalls in einer nicht zerlegbaren Form und mit einer nicht kapillaren Leitung angefertigt ist. Das untere verjüngte Ende des kapillaren Gefäßes 31 ist jedoch in auseinandernehmbarer Form ähnlich wie in der Darstellung in Figur 1 zur kapillaren Leitung

33 angeschlossen, die zu einem der Umfangstutzen des Mehrweghahnes

34 führt. D^r Kanal 35 der Spindel dieses Hahnes verbindet nacheinander die einzelnen Umfangsstutzen und damit auch die einzelnen

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kapillaren Gefäße 31 an die zentrale Leitung 36 des Hahnes 34, wobei diese kapillare Leitung zu einem der Umfangsstutzen des Mehrweghahnes 4 führt.

Jeder der Glashähne 32 sichert die Verbindung des oberen Endes des kapillaren Gefäßes 31 an die Zuleitung des zugehörigen Puffers, was durch die vollausgezogene Stellung des Verbindungskanals des gläsernen Hahnes 32 dargestellt ist₀ Dieser Kanal kann in die gestrichelt gezeichnete Stellung gedreht werden, wenn die Verbindung des kapillaren Gefäßes 31 mit dem frei endenden Stutzen 37 entsteht. An den Stutzen der einzelnen Hähne 32 kann mit der Hand ein Schlauch aufgezogen werden, welcher über die hydraulische Bremse zur Ansaugleitung führt. Man kann auch gleichzeitig alle Stutzen 37 dei einzelnen Huhne 32 dauernd an den Schlauch, der über die hydraulische Bremse zur Ansaugeinrichtung führt, anschließen.

Beim Ansaugen der Proben in die einzelnen kapillaren Gefäße 31 ist der Vorgang der gleiche, wie er bei Figur 1 beschrieben wurde, nur mit dem Unterschied, daß in die einzelnen Gefäße gegebenenfalls nur eine Probe angesaugt werden kann, ewentuell auch ehne trennende Blasenkolben und Deckpuffer.

Zum Unterschied von der in der Figur 1 dargestellten Einrichtung, bei welcher der Durchfluß durch die einzelnen Gefäße 1 nur eine kurze Zeit dauert, kann bei der Anordnung gemäß Figur 2 der Durchfluß durch die einzelnen Gefäße langdauernd sein. Es ist zweckmäßig, daß diese Einrichtung so ergänzt wird, daß das Ansaugen in die einzelnen Gefäße jederzeit ohne Rücksicht auf die Sicherstellung des Durchflusses möglich ist. Für diesen Zweck dient der Dreiweg-

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hahn 38_r der in die Zentralleitung 36 so eingelegt ist, daß der Stutzen des Mehrweghahnes 4, der für die Zuführung der Probe bestimmt ist, mittels des Hahnes 38 entweder an die Zentralleitung 36 oder an die Leitung 39, die zum Gefäß 40 des zugehörigen Puffers führt, angeschlossen werden kann.

Von diesem Vorratsgefäß oder einem anderen Gefäß kann auch die Verteilung des notwendigen Puffers zu den einzelnen Handhähnen 32 durchgeführt werden.

Die Figur 3 bezieht sich auf ein druckloses Verfahren der Dosierung, die sich von der Einrichtung gemäß Figur 2 im Wesen dadurch unterscheidet, daß die einzelnen kapillaren Gefäße 31 mit Hilfe ihrer oberen Enden zur gleichen Anzahl von einfachen Dreiweghcihnen 32 nicht angeschlossen sind, wie dies bei der EinrLchturicj gemäß Figur der Falls ist, sondern daß alle kapillaren Gefäße dauernd durch die Leitung 41 an den speziellen Hahn oder den hydrauLischen Verteiler 42 angeschlossen sind, dessen prinzipielle innere Anordnung aus dem Querschnitt in der Figur 4 zu ersehen ist.

Wie aus der Figur 4 zu ersehen ist, befindet sich in der. starren Büchse 43 dieses Verteilers die dichtende Einlage 44, z.B. aus plastischem oder elastischem Material, wie Teflon, Silikongummi u.a. Auf diese Weise wird die drehbare zylindrische Spindel 45, die mit drei Nuten versehen ist, abgedichtet, von denen die zwei äußeren Nuten 46 und 47 am ganzen Umfange der Spindel 45 ausgeführt sind, während die weitere Nut 48, die zwischen den zwei vorgenannten liegt, am ganzen Umfange der Spindel so ausgeführt ist, daß sie an einer Stelle unterbrochen ist. Die Unterbrechungsstelle ist in ihrer Lage senkrecht oben angeordnet. Diese Stelle, in deren Be-

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reich die Mut 48 unterbrochen ist, hat ein kleineres Winkelnusmaß als die Teilung der einzulnen Umfangsstutzen 19, /on denen am Umfang des hydraulischen Umschalters an der Stulle der Nut 48 in regelmäßiger Winkelteilung eine größere Anzahl io angeordnet ist, daß ein jeder dieser Stutzen 49 mit Hilf« der Leitung 41 (Figur 3) an eines der kapillaren Gefäße 31 uncjeschlcssen werden kann. In der Mitte der unterbrochenen Stelle der Nut 48 mündet der Kanal 50, der z.B_a in winkeligt:r Form ausgeführt ist. Dieser Kanal kann bei geeigneter Drehuncj der Spindel 45 einen jeden der Umfangss; tutzen 52 mit der Nut 47 vibindun und k dadurch auch mit dem weiteren Stutzen 51, der an oiriui Stelle in die Stelle der Nut 47 mündet. Hierdurch kann die Verbindung >intio jeden der kapillaren Gefaßt) 31 mit den Zulei tuncjsruhr-ri 2, die an den Stutzen 51 angeschlossen IuL₁ durchgeführt werden, Die f.-inzelri";_:i kapillaren Gefäße 3! können nacheinander in der früh«, r beschriebenen Weise nach Abnehmen der Verbindung 3' von dtir bi kjsamefi kapillaren Leitung 33 (Fiy. 3) gefüllt werde,ι.

Die unvollständige Umfassungsnut 48 der Spindel 45 ist durch den Kunul 58 mit der zweiten ganzen Umfangsnut 46 verbunden, in dl« die hydraulische Verbindung mittels des Umfangsstutzens 52 mundet, an den die Leitung 53, die zum Gefäß 54 mit dem ersten Elutionspuffer führt, angeschlossen ist.

Beim Ansaugen neuer Proben in die einzelnen kapillaren Gefäße 31 müssen diese Gefäße nacheinander mit Hilfe des Kanals 50 mit dem Zuleitungsschlauch 2 verbunden sein. Nach dem Füllen der Gefäße muß diü Spindel 45 in eine Stellung gebracht werden, in der sich der Kanal 50 in der Mitte zwischen zwei beliebigen Umfangsstutzen 49 befindete Hierdurch endigt der Schlauch 2 blind und andererseits

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ist die Zufühiungsleitung 53 für die Zuführung des Puffers aus dem Gefäß 54 mit Hilfe des Stutzens 52, der Nut 46 und dem Verbindungskanal 58 an die unvollständige Umfangsnut 48 angeschlossen, die jedoch in der angeführten Stellung die hydraulische Leitung 53 gleichzeitig mit allen einzelnen Leitungen 41 verbindet, die zu den einzelnen Gefäßen 31 fuhren. Diese einzelnen Gefäße werden dann nacheinander gemäß dem Programm so entleert und ausgespült, wie dies durch das Umschalten der Mehrweghähne 34 und 4 durchgeführt wird, und zwar in geeigneter automatischer Weise durch ihre Bewegungsmechanismen, die auf die Impulse des zentralen Programmators oder ähnlicher Einrichtungen reagieren_c

Nach dei durchgeführten Füllung der einzelnen Gefäße 31 sind nacheinander durch Umschalten der Spindel 45 des Umschalters 42 die einzelnrn Gefäße 31 mit ihren unteren Cnden wiederum mit Hilfe der kapillnien Leitung 33 an die einzelnen Umfangs.stutzen des hydiaulischen Mehrweghahnes 34 angeschlossen der übereinstimmend und mit gleicher funktion so ausgefUhit ist, wie es bei der Erläuterung der Fiyei 2 beschrieben wurde.

Wie weiter au;· der Figur 3 zu ersehen i s 1, ist die kapillare Leitung 36, die an dir zentrale Ausführung des Mehrweghahnes 35 angeschlossen ist, direkt mit einem der Umfangsstutzen des Mehrweghahnes A verbunden. Der I Iuent ist über eines der kapillaren Gefäße 31 auch während der 7'it verbunden, in der nus diesem Gefäß längst iüe zugehörige Probe entleert wurde. In dieser Zeit könnte jedoch das zugehörige kapillaie Gefäß 31 nicht gefüllt' werden. Diese Einschränkung kann ouf verschiedene Weise beseitigt werden; zwei Möglichkeiten sind in der Figur 3 dargestellt. Gestrichelt ist der Hahn 55 darge-

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stellt, der es durch das Einschalten in die zentrale Leitung 36 möglich macht, daß an Stelle eines langdauernden Ansaugens des Eluentens Über irgend eines der Gefäße 31 nach Umschalten des ' Dreiweg-Handhahnes 55 das Anschließen des zugehörigen Umfangsstutzen des Mehrweghahnes 4 auf direktem Wege durch die Leitung 56 an den Behälter 57 des zugehörigen Puffers durchführbar ist. Nach einem solchen Umschalten sind der Mehrweghahn 34 und dadurch auch die einzelnen Gefäße 31 völlig vom Kreise der Pumpe 7 abgeschaltet und können in der Zeit des Umschaltens des Hahnes 55 gefüllt werden. Das Umschalten des Hahnes 55 in die Zuleitung durch die Leitung 56 darf nicht in der Zeit durchgeführt werden, wenn es z.B. bei völlig automatischen Einrichtungen gerade zum Pumpen der Probe aus irgendeinem der Gefäße 31 kommt. Die für dieses Umpumpen der Probe nötige Zeit und das nachfolgende Ausspülen des Gefäßes und der Leitung ist immer nur von kurzer Dauer. Außerdem ist dafür Sorge zu tragen, daß das Umschalten des Hahnes 55 auf das Gefäß 57 so geschieht, daß mittels der Pumpe 7 der Puffer aus dem Gefäß 57 in die Kolonne 9 gemäß dem Programm, nach dem die Elution vor sich geht, gefördert wird.

Der notwendige Puffer kann der gleiche sein, wie der puffer im Gefäß 54 und beide Gefäße können erfindungsgemäß auch vereinigt sein. Die fortschreitende Gradient-Elution, die durch das fortschreitende UmschaJten des Mehrweghahnes 4 an die Anschlüsse zu den Gefäßen der Weiteren Puffer erzielt wird, schaltet automatisch den Umfangsstutzen ab, an den die zentrale Leitung 36 und damit das ganze Dosiersystem angeschlossen ist, so daß in den Zeiträumen außerhalb der ersten Stufe der Elution aller Dosierer zum Füllen fähig sind und dies auch ohne Einreihen des gestrichelt gezeichneten Dreiweghahnes 55 einschließlich der gestrichelt gezeichneten Herrichtung der Leitung.

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Ein ähnlicher Effekt wie das Einreihen des Dreiweghahnes 55 kann durch den in der Figur 3 punktiert dargestellten Anschluß dadurch erzielt werden, daß die Leitung 56 direkt an einen der Umfangsstutzen des Hahnes 4 angeschlossen wird. Durch Umschalten des Kanals 5, des Hahnes 4 und nach Ansaugen der Probe aus irgendeinem der kapillaren Gefäße 31 vollzieht sich das Anschalten an die Leitung 56 und das Gefäß 57, so daß die einzelnen Gefäße 31 in voLler Zahl für einen neuen Einsatz der Proben zur Verfügung stehen, mit Ausnahme jener kurzen Zeit, die zum Absaugen der Probe aus irgendeinem der Gefäße auf die Kolonne 9 notwendig ist„

Die Schaltung gemäß Figur 3 hat einen Nachteil; der durin besteht, daß die Proben nacheinander die zwei Mehrweghähne 34 und 4 außer dem Durchgang durch die Pumpe durchfließen müssen. Dieser kLeine Nachteil, kann durch eine SchnLtung beseitigt werden, die schematisch in der Figur 5 gezeigt ist_o Die einzelnen Gefäße Jl sind wie im vorhergehenden FaLIe an den Mehrweghahn 34 angeschlossen,, Dur Unterschied gegen die SchaLtung rjeniciß Firjur 3 Liegt vac uLiem durin, daß dieser Hahn nacheinander an die Saugleitung 6 der Pumpe 7 angeschlossen ist, und zwar entweder direkt oder über den Dreiweghahn 59. Das Auswechseln der einzelnen Elutionspu f fer besorgt tier Mehrweghahn 4, der bei der Schaltung gemäß Figur b in uiner vorgewählten Stellung vor dem Vt.r teiler 42 mit der Leitung 53 verbunden ist, welche aus deren Austritt am Unifangsstutznn 52 mündet, der zur Nut 46 der Spindel 45 des Verteilers 42 so führt, wie es in der vorhergehenden Beschreibung bei den Figuren 3 und 4 dnryuuteLLt ist.

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Der Hahn 4, der die Elutionspuffer und gegebenenfalls auch die RegeneratLonslauge an die zur Pumpe 7 und zur Kolonne 9 führende Leitung verbindet, ist ein Bestandbeil des Zuführungssystems in gleicher Weise, wie irgendeines der Gefäße 31. Es würdu darum beim Durchschalten gemäß Figur 5, wie schon beschrieben, der Puffer und gegebenenfalls auch die Regenerationslauge immer noch irgendeines der Gefäße 31 durchstromen_o Die Folge hiervon wäre die Forderung daß eines der Gefäße 31, und zwar gerade das, durch clus der Pi/fer strömt, in einer anderen Zeit gefüllt wäre, durch welche -Jie Puffer eben nicht strömen.

Dieser Nachteil kann leicht beseitigt werden durch Einschalten dej Dreiwe huhnes 59 in die Saugieitung 6 dur Pumpe 7. Oaduioh wiiJ es fiiöyiich, daß tiußer der über den Hahn \ eines der Gufjße j\ und de V'^rteiLer 42 durch Umschalten deä Dioiweghuhru-¹, 59 -,tuttfinderi'en /-jrbindung auch eine direkte Verbindung der ^el· mg Leitung 6 mitt—ir. der Leitung 60 direkt an die Leitung 53 und fJadui/ch :i u.h an die zentrale Aus fühl. j;uj de; Mehrweghjhnes 4 cjeb l LcJ^j r <nt .' π kann. Hierdu ^h ist es möglich, ähnlich wie im vcuhergehenden f-riLl _r eine Vfirbii..<ung auf dem zweiten an<je füfirten Weg durchzufühlen. Ui., auf ciifj ki·. LB Zeit, in der eines der Gefäße 31 nicht gefülLf w«rd-*n kann, . ^;;rri3n jederzeit allt: 0-ifäße in vollem Ausmaße r.it neu- r. F'ruben gefüllt werden, Ein bestimmter Vortfiil in der Anordnung n^niaß Figur ; k'-inn für bestimmtn Fülle in der Praxis auch darin Il^j-Ui₁ dciß du l· i.i3 ganze hydraulijche System einschliölJlicfi λ<;ι G'.-FiilJts niüfit ; Ji ■ ι L LeJ Puffer, von <t -nwn einig-.¹ bei der Grudiun -;lu ι i υπ ei iu gtcißei El υ Lion^ Fähigkeit hüben, hindurchgehen, sondern yf-'cjehen'Ti-FaLIs 2i.h din Regeneration >lauge· Dies bedeutet dann die hbihste Garant. ; difiir, daß die M eng υ der Spurenstof fe, die in der Einrichtuf.j bLieben, auf ein Minimum herabgesetzt werden Diesel Vur-

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teil kann sich nur bei extrem hohen Empfindlichkeiten geltend machen, denn auch mit den angeführten Mitteln kann eine genügend vollkommene Auswaschung der angeführten Wege und Gefäße fUr die Zwecke gewöhnlicher Analysen erreicht werden.

Selbstredend sind noch viel Varianten der Ausführung der Einrichtung gemäß der Erfindung möglich, und dies nicht nur was die Schaltung betrifft, sondern auch hinsichtlich der konstruktiven Durchführung der einzelnen Teile, insbesondere Z₀B₀ des speziellen hydraulischen Umschalters gemäß der Figur 4.

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Claims (10)

PATENTANSPRÜCHE :

1. Verfahren zum automatischen Einbringen von Proben in die Kolonnen bei der Säulenchromatographie_f dadurch g e k e η η zeichnet, daß in die Saugleitung der Pumpe, die den Eluent aus den Eluentbehaltern ansaugt und in die geschlossene Kolonne drückt, nacheinander die vorher gefüllten Probegefäße angeschlossen und die darin enthaltenen Proben in die Kolonne gebracht werden, wobei die Probegefäße mit dem Eluenten durchspült werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1 _t dadurch gekennzeichnet, daß die Proben und gegebenenfalls weitere Lösungen in die einzelnen Probegefäße über eine hydraulische Bremse bis zur Marke der Kalibrierung der Probegefäße eingesaugt werden,

Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Proben und die weiteren Lösungen durch die Gefäße und Leitungen in Form von Abschnitten, die voneinander durch Blasen von Luft oder einem anderen Gas getrennt sind, hindurchgehen.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eines oder mehrere Probegefäße aus den Probebehältern durch Verbinden mit der Saugleitung mittels Umstellen des hydraulischen Schalters gefüllt werden, wobei dieser die anderen Probegefäße an die Leitung für die Zufuhr des Eluenten angeschlossen läßt.

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5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusammengesetzt ist aus den Proberöhrchen (1, I¹, 31) die am Ende verjüngt und an die Saugleitung der Pumpe (7, 7') zum hydraulischen Schalter (4, 4', 10, 10% 34, 38 ; 34, 42) schaltbar sind, wobei die Verbindungen der Saugseite der Röhrchen (i, 1'; 31) an den hydraulischen Schalter (4, 4'; 34) anschaltbar sind, die anderen Leitungen (3, 6, 8 ; 33, 6, 3 ; 33, 36, 6, 8) und alle übrigen Verbindungskanäle der einzelnen hydraulischen Schalter auf dem Wege zwischen den Probegefäßen (1, 1¹ ; 32) und der Kolonne (9) kapillar sind^ die Pumpe (7, 7') einen j

möglichst kleinen schädlichen Raum über dem Kolben hat und eine Gruppe der hydraulischen Schalter (, 4, 4' und 38, 59 und gegebenenfalls 55) dem schrittweisen Anschalten der Puffer und der Proberöhrchen (1, I¹ ; 31) an die Saugleitung der Pumpe (7, 7") dient, wobei die zweite Gruppe der hydraulischen Schalter (10, 10¹, 32, 42) zum Anschließen der einzelnen Proberöhrchen (1, 1¹/ 31) an die Einrichtung (15 bis 23) für das Ansaugen der Proben dient.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschließen wenigstens eines Endes des Proberöhrchens (I₁. I¹ ; 31) an die Leitung (3, 33) mit Hilfe des Verbindungsstückes (3')₇ das vom Ende des Proberöhrchens (1, I¹; 31) abnehmbar ist, durchgeführt wird.

7. Einrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie den hydraulischen Schalter (42) enthält, wobei ein hydraulischer Weg desselben (50, 47) in der Stellung, die mit einem der an die einzelnen Proberöhrchen (31)

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angeschlossenen Umfangsstutzen (49) korrespondiert, eine hydraulische Verbindung dieses einen Gefäßes (3]) mit dem Stutzen (51) bildet, an den die Saugleitung (2) angeschlossen ist, während in der angeführten Stellung die übrigen Umfangsstutzen (49 mit Hilfe der Kanäle (48, 58, 46) mit dem Stutzen (52), der an die Leitung (53) für die Zuführung des Puffers zum hydraulischen Schalter (42) angeschlossen ist, verbunden sind.

8. Eimichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in den Stellungen, in denen der Kanal (50) in der Mittu zwi chen den Umfungsstutzen (49), die den hydraulik ^!ion ScJkiL + nr (41 mit den einzelnen Probercihrchen (31) verbirdet, Liegt, aLle Umf-jngsstutzen (49) des hydraulischen Umschalters (42) mit Hilfe der Kanäle (48, 58, 46) mit dem Stutzen (52) verbunden sind, an Jen die Leitungen (53) für die Zuleitung des Eluenten zum hyd aulischen Schalter (42) angeschlossen sind.

9. Eiiii ichtung nach Anspruch 5 bis 8, dadurch geken η zeichnet, daß die Proberöhrchen (1, I¹ / 31) hydraulisch an die Ansiugeinrichtung, die das Ansauggefäß (17) mit dem Mundstück (23 ; 24) enthält, über die hydraulische Bremse (16) an die eir reinen Proberöhrchen (1_f 1^E; 31) anschaltbar sind.

10. Einrichtung nach Anspruch 5 bis 9_t dadurch gskennzeichn t; t_t daß die Proberöhrchen (1, 1' ; 31) an die Behälter für die Proben und Puffer über den Spszialschalter (34) anschließbar sindo

PATENTANWAL

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