DE3629394A1 - Verfahren und vorrichtung zu chromatographischen und/oder elektrophoretischen untersuchungen der zusammensetzung einer stoffprobe in einem planarsystem mit insbesondere durch ueberdruck gezwungener stroemung eines traegermittels - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zu chromatographischen und/oder elektrophoretischen untersuchungen der zusammensetzung einer stoffprobe in einem planarsystem mit insbesondere durch ueberdruck gezwungener stroemung eines traegermittelsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine
Vorrichtung zu chromatographischen und/oder elektro
phoretischen Untersuchungen der Zusammensetzung einer
Stoffprobe in einem Planarsystem mit insbesondere durch
Überdruck gezwungener Strömung eines eines Tragermittels.
Im vorgeschlagenen Verfahren ist es bekannt, dass zumindest
eine Probe zumindest eines zu untersuchenden Stoffes
einer Sorbentschicht eingeführt wird, durch die Probe(n)
ein flüssiges Trägermittel der Sorbentschicht zugespeist
wird, die Strömung des Trägermittels in der Sorbentschicht
zu zumindest einem Rand der Sorbentschicht hervorgerufen
wird, wodurch die Komponenten der Probe(n) in einer von
ihrer Retention abhängigen Ordnung im Trägermittel trans
portiert und separiert werden, das den Rand der Sorbent
schicht erreichende Trägermittel mit mitgenommenen Komponenten
einer Probe zusammengesammelt und einer Messung zumindest
einer charakteristischen Kenngrösse der Komponenten unter
gebracht wird. Die Erfindung betrifft auch, wie erwähnt
eine Vorrichtung, die eine Untersuchungsplatte, eine
darauf angebrachte Sorbentschicht, eine erste Einführungs
einheit zur Eingabe eines Trägermittels zur Sorbentschicht,
eine zweite Einführungseinheit zur Eingabe einer Probe,
sowie eine Detektoreinheit zur Messung der Zusammensetzung
eines flüssigen Mediums aufweist.
Die erfindungsgemässen Lösungen beziehen sich
auf die Chromatographie und die Elektrophoresis mit Möglich
keit der mehrdimensionalen und mehrphasigen Untersuchungen
mit On-line-Messung und verspäteter Messung (Off-line-
Messung) von charakteristischen Kenngrössen einer komplexen
Mischung. Noch weiter, bei der Erfindung wird ein flüssiges
Mittel zum Separieren der Komponenten einer komplexen
Mischung verwendet, und die separierten Komponenten können,
sogar bei einer hohen Anzahl, identifiziert werden.
Die Separierung der Komponenten einer komplexen
Mischung ist eine sehr wichtige Aufgabe der Analyse,
und es sind einige wichtige Anwendungsgebiete, worin
sehr starke Bestrebungen zur Lösung der damit verbundenen
Probleme zu notieren sind. Das betrifft insbesondere
die verschiedenen Gebiete der organischen Chemie.
Die Verfahren der Separierungstechnik sind in
erster Linie von chromatographischer und elektrophoretischer
Charakter. Die Praxis bevorzugt die chromatographischen
Methoden, die als meist effektiv betrachtet sind. Bei
den erwähnten Verfahren wird ein zielgemäss ausgewähltes
flüssiges Trägermittel in eine Sorbentschicht eingeführt.
Das Trägermittel fliesst durch eine oder mehrere Proben
einer komplexen Mischung und nimmt die Komponenten der
Proben in einer Reihenfolge mit, die aus dem ausgewählten
Retentionmechanismus folgt. Der Durchfluss des Trägermittels
kann zum Beispiel durch die Kapillarenwirkung hervorgerufen
werden, doch verläuft das solche Separieren am meisten
zu langsam. Zur Beschleunigung der Vorganges kann unter
anderen Überdruck, die Elektroosmosis, die Zentrifugalkraft
oder das Vakuum verwendet werden.
Die die zu separierenden Komponenten enthaltenden
Proben sind manchmals mit Ballaststoffen verunreinigt,
und jene können durch entsprechende Reinigungsprozesse
teilweise entfernt werden.
Die Verwendung des Überdrucks zur Erzwingung
des Durchflusses des Trägermittels ist gut bekannt aus
der zum U.K. Patent 15 70 760 (erteilt im Namen der Labor
Müszeripari Müvek, Esztergom, Ungarn) gehörenden Be
schreibung. Die in dieser Beschreibung geoffenbarte Vor
richtung enthält eine in einer Überdruckkammer angeordnete
Sorbentschicht, die durch ein Wasserkissen bedeckt wird.
Das Wasserkissen ist unter Überdruck gebracht und derart
kann das Entstehen eines Wasserdampfraums oberhalb der
Sorbentschicht vermieden werden. Die Sorbentschicht besteht
aus Silicagel, Aluminiumoxid, anderem organischen oder
inorganischen Stoff, der aus der Praxis bekannt sind.
Der zu chromatographischen Untersuchungen notwendige
Eluent wird einer die Sorbentschicht trangenden Unter
suchungsplatte zugeführt. Zumindest an einem Rande ist
die Untersuchungsplatte impregniert, z. B. mit einer aus
einem Kunststoff bestehenden Dünnschicht. Zwecks Gewähr
leistung der Wanderung des Eluenten in der Sorbentschicht
in eine vorgewählten Richtung (im Allgemeinem in Richtung
des impregnierten Randes) wird ein Kanal oder ein Kunst
stoffelement bevor der den Eluenten weiterleitenden Öffnung
verwendet.
In der Beschreibung des Patentes 44 69 601
erteilt in den Vereinigten Staaten (auf den Namen von
Beaver et al.) wird die Möglichkeit geoffenbart, das
Separieren der Komponenten in zwei oder, was mehr in
drei Dimensionen durchzuführen. Die in dieser Patent
schrift dargestellten Verfahren schlagen das Trocknen
der Untersuchungsplatte nach der in einer Dimension durch
geführten Entwicklung und derart das Entfernen des Eluenten
von der Oberfläche der Sorbentschicht, und dann die
Durchführung des Separieren in einer zweiten Dimension
vor. Der die Sorbentschicht verlassende Eluent wird zusammen
gesammelt und zur Bestimmung der Menge und Qualität der
Komponenten gemessen.
Bei den bekannten Systemen und Verfahren ist
eine sehr grosse Entwicklung der Planartechnik zu bemerken
- die immer neuen Methoden der Dünnsschicht-Chromatographie
wurden sehr intensiv erarbeitet. Deise Planarmethoden
sind die zweidimensionellen Variante der eine Kolonne
verwendenden Verfahren. Bei diesen kann jedoch das Problem
nicht gelöst werden, dass die auf der Untersuchungsplatte
verbleibenden Komponenten nicht in die Messung eingezogen
werden. Das folgt dem Retentionsmechanismus und der Tatsache,
dass die auf der Untersuchungsplatte verbleibenden Komponenten
einen Informationverlust und dadurch die Verminderung
der Zuverlässigkeit der Messergebnisse bedeuten. Ein
weiteres zu lösende Problem entsteht aus der Unverun
reinigung der Sorbentschicht.
Die schon erwähnte US-Patentschrift US-PS 44 69 601
betrifft auch die Möglichkeit der kontinuierlichen Entführung
des Trägermittels von der Untersuchungsplatte. ln der
Dünnschicht-Chromatographie ist derart die Möglichkeit
gegeben, solche Methoden zu erarbeiten, die die automatische
Zusammensammlung des die Untersuchungsplatte verlassenden
Stoffes und die Messung in Durchflussdetektoren ermöglichen.
Der Nachteil derartiger Verfahren ist darin zu sehen,
dass eine grosse Anzahl der Komponenten lediglich sehr
langsam die Untersuchungsplatte verlassen kann, und je
grössere diese Zeitdauer ist, desto grössere ist die
Gefahr, dass die auf der Untersuchungsplatte verbleibenden
Komponenten durch die verschiedenen chemischen und phy
sischen Prozessen auf der Untersuchungsplatte gebunden
werden, und jene nicht erfassbar sind, eine Verunreinigung
der Sorbentschicht verursachen. Die auf der Sorbentschicht
verbundenen Komponenten können oft nicht durch Waschen
entfernt werden. Die Fleckkapazität kann jedoch bedeutend
durch die ein- oder mehrdimensionelle Entwicklung erhöht
werden, welche einen zwei- oder mehrmaligen Anfang der
chromatographischen Untersuchung bedeutet. Nach jedem
Anfang erhöht sich die Menge der Komponenten, welche
in einem irreversibilen Prozess auf der Untersuchungsplatte
verbunden verbleiben. Der mehrmalige Anfang folgt aus
der Tatsache, dass in jeder Dimension der Eluent in einem
separaten Vorgang eingeführt werden soll, nachdem die
Untersuchungsplatte zur Entfernung der Reste des im voran
gehenden Vorgang verwendeten Eluenten getrocknet wurde.
Die bekannten Planarsysteme ermöglichen die Untersuchung
einer einzigen Probe bei zwei- oder mehrdimensionellen
Entwicklungen. Bei der US-PS 44 69 601 ist über eine
höhere Anzahl von Proben Rede, ist jedoch das Problem
nicht gelöst, wie jene in mehreren Dimensionen untersucht
werden können.
Mehrere Untersuchungen durchführend entsteht
bei einer Probe auch das Problem, dass beim Trocknen
erhöhte Temperatur zu verwenden gewünscht ist, welche
jedoch zur Schädigung der Probe führen kann.
Beim Separieren ionischer organischer Komponenten,
und insbesondere von Enzymen, Peptiden etc. oder inorganischer
Komponenten ist die Verwendung der Electrophoresis bekannt,
wobei die Komponenten unter Einwirkung eines elektrischen
Feldes auf der Sorbentschicht in Richtung eines der Pole
wandern. Die Elektrophoresis kann auch in Systemen mit
gezwungener Strömung dieses Lösmittels durchgeführt werden,
und dann treten die gleichen Probleme auf, wie bei der
Chromatographie, die Probleme die schon oben analysiert
wurden.
Die Aufgabe der Erfindung ist eine Lösung der
obigen Probleme zu offern, wobei das Separieren frei
von den obenangeführten Nachteile durchgeführt werden
kann. Das bedeutet, es soll eine Lösung erarbeitet werden,
wobei das Separieren mit hohem Wirkungsgrad erfolgt,
und es in relativ kurzer Zeit durchgeführt werden kann.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass
die in der US-PS 44 69 601 offenbarte Lösung in einem
On-line-Verfahren durchgeführt und bei Schaffung neuartiger
Bedingungen mit der Off-line-Messung nach der US-PS
43 46 001 kombiniert werden kann. Das ist der Grund der
Erfindung, wodurch der Wirkungsgrad der chromatographischen
Untersuchungen erhöht und gleichzeitig die Zeitdauer
der Untersuchung bedeutend vermindert werden kann.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe wurde ein Ver
fahren und eine Vorrichtung erarbeitet, die zu chroma
tographischen und/oder elektrophoretischen Untersuchungen
der Zusammensetzung von Stoffproben in einem Planarsystem
mit insbesondere durch Überdruck hervorgerufener gezwungener
Strömung eines Trägermittels dienen.
Im vorgeschlagenen Verfahren, wobei eine Probe
einer zu untersuchenden komplexen Mischung einer Sorbent
schicht eingeführt wird, ein flüssiges Trägermittel
durch die Probe der Sorbentschicht zugespeist wird, die
Strömung des Trägermittels in der Sorbentschicht zu zu
mindest einem Rand einer die Sorbentschicht trangenden
Untersuchungsplatte hervorgerufen wird, wodurch die Kom
ponenten der Probe in einer von ihrer Retention abhängigen
Ordnung im Trägermittel transportiert und separiert werden,
das den Rand der Sorbentschicht erreichende Trägermittel
mit mitgenommenen Komponenten einer Probe zusammengesammelt
und einer Messung zumindest einer charakteristischen
Kenngrösse der Komponente untergebracht wird, ist es
erfindungsgemäss neuartig, dass die zusammengesammelte
Mischung der Messung in einem On-line-Prozess bis zur
Feststellung eines vorgegebenen, von der Retention ab
hängigen Wert untergebracht wird und dann die auf der
Oberfläche der sorbentschicht verbleibenden Komponenten
und eine Messanlage zur Off-line-Messung zumindest einer
charakteristischen Kenngrösse der Komponenten relativ
bewegt werden.
Das Trägermittel ist vorzugsweise ein chromatog
raphischer Eluent und/oder ein bei den elektrophoretischen
Untersuchungen übliches Lösmittel.
Mehrere Problem können gleichzeitig, mit hoher
Effektivität analysiert werden, wenn im vorgeschlagenen
Verfahren die On-line-Messung gleichzeitig bei mehreren,
insbesondere auf mehreren Untersuchungsplatten angeordneten
Sorbentschichten durchgeführt wird, die danach nacheinander
der Off-line-Messung untergebracht werden.
Eine weitere Beschleunigung des Analyse kann
erreicht werden, wenn jede Probe ins flüssige Träger
mittel bevor der Einführung des Trägermittels in die
Sorbentschicht eingespeist wird.
Zur weiteren Erhöhung der Empfindlichkeit und
Effektivität der Untersuchungen kann es insbesondere
vorteilhaft sein, wenn die Temperatur der Sorbentschicht
auf geregelte Weise, und zwar in unterschiedlichen Ober
flächenbereichen auf unterschiedliche Weise verändert
wird.
Die gezwungene Strömung des Trägermittels kann
unter anderen durch Überdruck hervorgerufen wird, der
vorteilhaft bevor der Messung der auf der Oberfläche
verbleibenden Komponenten eingestellt wird.
Die gezwungene Strömung des Trägermittels in
der Sorbentschicht kann durch Elektroosmosis, Vakuum
oder unter Einwirkung einer Zentrifugalkraft hervorge
rufen werden.
Die Effektivität der chromatographischen Unter
suchung kann noch mehr erhöht werden, wenn während der
gezwungenen Strömung des Trägermittels ein elektrisches
Feld herum der Sorbentschicht generiert wird, dessen
Richtung mit der Richtung der chromatographischen Entwick
lung vorteilhaft nicht übereinstimmt.
Zur vorläufigen Prüfung der Bedingungen der Entwicklung
ist es empfehlenswert, eine für die Zusammensetzung
charakteristische Kenngrösse der Probe(n) bevor dem Beginn
des On-line-Prozesses zu messen.
Bei der gleichfalls zur Lösung der gestellten
Aufgabe erarbeiteten Vorrichtung, die die eine Untersuchungs
platte, eine darauf angebrachte Sorbentschicht, eine
erste Einführungseinheit zur Eingabe eines Trägermittels
zur Sorbenschicht, eine zweite Einführungseinheit zur
Eingabe einer Probe, sowie eine Detektoreinheit zur Messung
der Zusammensetzung eines flüssigen Mediums aufweist,
die Neuheit besteht darin, dass die Detektoreinheit mit
einer das beim Rand der sorbentschicht zusammensammelnde,
das Trägermittel enthaltende flüssige Medium wegführenden
Ausführungseinheit zu On-line-Messungen verbunden ist,
weiters dass eine gegenüber der Oberfläche der Sorbent
schicht angeordnete Erfassungseinheit zu Off-line-Messungen
und die Erfassungseinheit zur Abtastung der Oberfläche
der sorbentschicht ausgebildet ist, z. B. die Erfassungs
einheit und die Untersuchungsplatte relativ zueinander
beweglich angeordnet sind.
Zur gleichzeitigen Durchführung chromatographischer
und elektrophoretischer Untersuchungen ist es vorgeschlagen,
die erfindungsgemässe Vorrichtung mit Elektroden zur
Erzeugung eines auf der Oberfläche der Sorbentschicht
einen Potentialunterschied hervorrufenden elektrischen
Feldes zu versehen, welche bei oder auf der Sorbentschicht
angeordnet sind.
Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung ist eine
einfache Lösung, wenn sich die Untersuchungsplatte auf
einem Basiskörper und unterhalb eines Deckkörpers ange
ordnet in eienr geschlossenen Kammer befindet und mit
dem Eingang der Detektoreinheit durch die Ausführungs
einheit verbunden ist.
In mehreren Fällen können die Detektoreinheit
und die Erfassungseinheit auf identischen Messdetektoren
basiert werden.
Eine weitere Erhöhung der Effektivität der Unter
suchungen kann erreicht werden, wenn mehrere übereinander
angeordnete Untersuchungsplatten vorgesehen sind.
Eine vorteilhafte Weitergestaltunt der vorge
schlagenen Vorrichtung ist darin zu sehen, dass sie einen
mit geraden Oberfläche ausgebildeten Basiskörper zur
Aufnahme der untersuchungsplatte sowie einen der Ober
fläche der Sorbentschicht zugedrückten Deckkörper enthält,
wobei der Deckkörper mit einer zur Bildung von Kanälen
der gezwungenen Strömung des Trägermittels geeigneten
Kraft der Sorbentschicht zugedrückt ist, wobei eine mit
Rädern oder Kugeln ausgebildete Führungseinheit zur Be
wegung der Untersuchungsplatte mit Messbereich der Er
fassungseinheit vorgesehen ist.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann vorteilhaft
auch auf solche Weise weitergestaltet werden, dass sie
einen walzförmigen Basiskörper zur Aufnahme einer ge
krümmten Untersuchungsplatte enthält, die Oberfläche
der die Untersuchungsplatte deckenden Sorbentschicht
mit einem als ein rohrförmiges Element aus Quarzt aus
gebildeten Deckkörper umgenommen ist, wobei die Unter
suchungsplatte und der Deckkörper zueinander gedrückt
sind und der Deckkörper im Messbereich der Erfassungs
einheit angeordnet ist.
In des vorgeschlagenen Vorrichtung ist es zweck
mässig, die Sorbentschicht zumindest von einer Seite
mit einem impregnierten Rand auf der Oberfläche der Unter
suchungsplatte abzugrenzen.
Für Entwicklung mehrerer Proben ist es vorteilhaft,
wenn die sorbentschicht aus mehreren Segmenten unter
schiedlicher Stoffe besteht, die z. B. eine Kreuzform
oder einen Kreis bestimmen.
Den praktischen Erfahrungen nach ist es insbesondere
vorteilhaft, wenn in der erfindungsgemässen Vorrichtung
zu On-line-Messungen und Off-line-Messungen die Detektor
einheit als eine mehrkanalige Durchfluss-Messanlage und
die Erfassungseinheit als ein mehrkanaliges optisches
Densitometer ausgebildet ist.
Die erfindungsgemässen Lösungen tragen bedeutend
der Verkürzung der Zeitdauer der Untersuchungen sowie
der Erhöhung des Wirkungsgrades, der Effektivität der
chromatographischen und/oder elektrophoretischen Analysen,
Entwicklungen bei.
Die Erfindung wird nachstehend aufgrund von beispiels
weise dargestellten Ausführungen und Verwirklichungen näher
erläutert. Dabei wird Bezug auf die beiliegende Zeichnung
genommen, worin
Fig. 1 die bei der Off-line-Messung und der
On-line-Messung erhaltenen Messdiagrammen
sowie ein Messdiagramm des erfindungsge
mässen Verfahrens,
Fig. 2 einen Querschnitt einer erfindungsgemässen
Dünnschicht-Überdruck-Chromatographie-
Vorrichtung
Fig. 3 den Querschnitt einer mehrkanaligen Vor
richtung zur Dünnsschicht-Überdruck-
Chromatographie,
Fig. 4 einen Querschnitt der in Fig. 3 dargestellten
Vorrichtung,
Fig. 5 einen weiteren Querschnitt der in Fig. 3
dargestellten Vorrichtung,
Fig. 6 das Schema der zweidimensionellen Ent
wicklung bei der Dünnschicht-Überdruck
chromatographie,
Fig. 7 eine schematische Obenansicht einer
Untersuchungsplatte bei gleichzeitiger
Durchführung der chromatographischen
und elektrophoretischen Entwicklung
Fig. 8 die Obenansicht einer bei linearisierter
zirkularer Entwicklung verwendbaren Unter
suchungsplatte,
Fig. 9 die Obenansicht einer bei zirkularer
Entwicklung verwendbaren Untersuchungsplatte,
Fig. 10 die Obenansicht eines Reinigungssystem
zur erfindungsgemässen Vorrichtung und
Fig. 11 das Schema der Durchführung des erfindungs
gemässen Verfahrens und Verwendung der
vorgeschlagenen Vorrichtung
zeigt.
Bevor der Durchführung des vorgeschlagenen Ver
fahrens ist es notwendig, mit Sorbentschicht bedeckte
planare Untersuchungsplatten herzustellen. Die Sorbent
schicht hat die Aufgabe, die Bedingungen der Wanderung
der Komponenten einer komplexen Mischung in einer Richtung
oder mehreren Richtungen zu gewährleisten, wobei im Allge
meinem die aus der komplexen Mischung genommene Probe
der sorbentschicht zugeführt wird, und die Komponenten
deren in einem flüssigen Trägermittel mitgebracht werden.
Das flüssige Trägermittel kann ein Eluent (zu chromatogra
phischen Untersuchungen) und/oder ein zu elektrophoretischen
Entwicklungen geeignetes Lösmittel sein, wobei es den
Anforderungen der Untersuchung nach zu wählen ist.
Bei der Erfindung kann es vorteilhaft sein, die
Elektrophoresis und die Chromatographie gleichzeitig
durchzuführen und in diesem Fall soll der Eluent ein
solches Lösmittel sein, das auch zum Transportieren zumindest
einiger Komponenten der Mischung unter der Wirkung eines
elektrischen Feldes sichern kann.
Die Untersuchungsplatte kann in verschiedenen
Gestalten hergestellt werden. Offensichtlich, die Unter
suchungsplatten nach der US-PS 44 69 601 auch verwendbar
sind. Die Untersuchungsplatte ist zumindest teilweise
mit einer Sorbentschicht bedeckt, deren Grundstoff Silicagel,
Aluminiumoxid, Magnesiumsilikat, Talk oder Zellulose,
Kunstharz in pulverisiert Form, Poliamid usw. ist.
Die obenangeführten Stoffe sind lediglich einige
Beispiel der verwendbaren organischen und inorganischen
Stoffe und der Fachmann kann mehrere andere Stoffe nach
den bekannten Prinzipien auswählen. Als insbesondere
vorteilhafter Grundstoff dient der chemisch verbundene
Invertphase enthaltende Sorbent. Die Alkilketten mit
Si-O-Si-C Verbindungen verschiedener Längen sind auch
sehr vorteilhaft. Die Sorbentschichten können mit ver
schiedenen spezifischen Oberflächen, unterschiedlichen
Grössen und Verteilungen der Poren etc. verwirklicht
werden. In der Praxis zeigte sich die Sorbentschicht
sehr günstig, die chemisch verbundene und zum Tragen
von funktionalen Diol-, Amino- und Nitrogruppen geeignete
Verbindungen normaler Phase enthalten. Die ionischen
Austauschschichten, die aus organischen und/oder inorganischen
Verbindungen bestehen, können auch als Sorbentschichten
mit erwünschten kationischen oder anionischen Eigenschaften
ausgebildet werden.
Die Untersuchungsplatte besteht z. B. aus oxidiertem
Aluminium oder entsprechendem organischem Stoff, und
kann z. B. durch einen Sinterprozess hergestellt werden.
Die Kunstharzen können auch vorteilhaft sein.
Die Sorbentschicht kann homogenisch sein, aus
gemischten Stoffen und/oder mehreren Segmenten bestehen.
Bei mehreren Segmenten ist es möglich, die verschiedenen
Segmente aus unterschiedlichen stoffen auszubilden, jedoch
können sie aus dem selben Stoff, nötigenfalls mit zweck
mässig ausgewählten Zugabestoffen modifiziert vorbereitet
werden. Die Segmente können letztendlich kreuzförmige
(Fig. 9), kreisförmige (Fig. 8), rechteckige (Fig. 7)
usw. Sorbentschichten ergeben.
Die Dicke der Sorbentschicht beträgt im Allgemeinen
0,5 bis 5,0 mm und kann den Anforderungen der gegebenen
Messung nach bestimmt werden.
Den ersten Schritt des erfindungsgemässen Verfahrens
bildet die Einführung einer Probe oder mehreren Proben
zu einem Punkt oder mehreren vorbestimmten Punkten der
Untersuchungsplatte, die mit einer einheitlichen oder
geteilten Sorbentschicht bedeckt ist. Die Sorbentschicht
kann sowohl trocken als auch feuchtig sein, wie es den
Anforderungen der Untersuchung folgt. Die Proben können
einzeln aufgebracht werden, jedoch wird bei den schnellen
Untersuchungen so verfahren, dass die Probe dem flüssigen
Trägermittel (dem chromatographischen Eluenten oder dem
Lösmittel) zugegeben wird und in seiner Strömung die
Oberfläche der Sorbentschicht erreicht. Die Proben können
sowohl fleckartig, als auch in Bändern auf der Sorbent
schicht angeordnet werden.
Das flüssige Trägermittel soll der Oberfläche
des Sorbentschicht (der Untersuchungsplatte) so zugeführt
werden, dass ein Kontakt mit der Probe entsteht. Das
kann entweder auf die obenbeschriebene Weise erfolgen,
oder soll das flüssige Trägermittel auf der Sorbent
schicht fliessen und die Komponenten in der Strömung
mitnehmen.
Die Strömung des flüssigen Trägermittels soll
gezwungen werden. Das erfolgt nach der Einführung der
Proben auf die Sorbetschicht. Zur Erzwingung der Strömung
kann Überdruck, Elektroosmosis, Zentrifugalkraft (durch
Drehen der Untersuchungplatte herum einer ausserhalb
der Platte liegenden Achse) oder Vakuum dienen. In der
Praxis können andere Lösungen auch verwendet werden.
Das flüssige Trägermittel nimmt in der gezwungener
Strömung die Komponenten der Probe in einer Reihenfolge
mit, die sich aus dem gegebenen Mechanismus der Retention
ergibt.
Wie es offensichtlich ist, durch Messung ausge
wählter Parameter und insbesondere der optischen Dichte
können einige charakteristische optische Daten der mit
dem flüssigen Trägermittel mitgenommenen Komponenten
gewonnen werden. Durch Messung der auf der Untersuchungs
platte (in der Sorbentschicht) verbleibenden Komponenten
ergibt sich ein Diagramm, das dem Diagram A ähnlich ist
(Fig. 1). Hier sind die optischen Dichten einzelner
Komponenten zu sehen. Die Kurven 1 bis 7 gewährleisten
Messwerte (Spitzwerte) für einige Komponente, die in
einem Off-line-Messung, gut bestimmbar sind. Den in den
weiteren Bändern erhaltenen Kurven 8 bis 14 entsprechen
schlecht oder gar nicht akzeptierbare Pegeln, woraus
genaue Messergebnisse nicht zu gewinnen sind. Wenn das
den Rand der Untersuchungsplatte (der Sorbentschicht)
verlassende Trägermittel zusammengesammelt und in einer
On-line-Messung gemessen wird, bei den selben Proben
Diagramme B feststellbar sind, worin Kurven 1 bis 7 nicht
oder schlecht akzeptierbare Pegel geben, und die Kurven
8 bis 14 Spitzwerte gewährleisten,die zur Messung als
sicherer Grund dienen können. Das bedeutet, dass bei
den durch die Diagrammen A und B gekennzeichneten Messungen
der Bereich a des Diagramms A und b′ des Diagramms B
die zur Messung am besten dienenden Werte leisten. Die
verbleibenden Bereiche b und a′ sind bei kurzen Entwicklungen
schlecht oder nicht auswertbar.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass nach
der Gewährleistung der erforderlichen Bedingungen die
den die Kurven 1 bis 7 enthaltenden Bändern entsprechenden
Komponenten auf der Untersuchungsplatte (der Sorbentschicht)
in einer Off-line-Messung (durch abtastung) und die weiteren
Komponenten, die den die Kurven 8 bis 14 enthaltenden
Bändern entsprechen, in einer On-line-Messung, aufgrund
des die Untersuchungsplatte verlassenden Trägermittels
noch bevor der Off-line-Messung gemessen werden. Das
bedeutet, dass zwei Messungen nacheinander durchgeführt
werden, welchen die nach der elektrophoretischen und/oder
chromatographischen entwicklung auf der Sorbentschicht
verbleibenden sowie der Sorbentschicht entnommenen Komponenten
untergebracht werden. Derart kann ein Diagramm C (Fig. 1)
aufgenommen werden, das gut unterscheidbare Spitzwerte
(in Bereichen a und b′) beinhaltet.
Die Auswahl, wo die Grenze zwischen den Bereichen
a und b′ zu ziehen ist, d. h. wie breit diese Bereiche
sein sollen, oder wie viel Spitzwerte jedem dieser Bereiche
gehören, hängt von den Bedingungen ab, und in extremen
Fällen ist es auch möglich, lediglich entweder On-line
oder Off-line-Messungen zu verwenden. Die ausschliesslich
Off-line-Messung bedeutet keine Aufnahme eines Diagramms
B und die ausschliesslich On-line-Messung bedarf lediglich
der Auswertung des Diagramms A.
Bei der Verwirklichung des erfindungsgemässen
Verfahren können die folgende ergänzenden Möglichkeiten
in Betracht gezogen werden.
- 1. Die Regelung der Temperatur. Die Temperatur der Oberfläche der Sorbentschicht soll den Bedingungen der Messung entsprechend geregelt werden. Die Regelung kann sowohl in räumlicher, als auch zeitlicher Verteilung gesichert werden, d. h. die verschiedene Bereiche der Sorbentschicht in verschiedenen Zeitpunkten unterschied liche Temperaturen aufweisen dürfen. Die Temperaturver teilung hängt sowohl zeitlich, als auch räumlich von den Bedingungen der Untersuchungen ab. Die erhöhte Temperatur kann zur Erhöhung der Empfindlichkeit und der Effektivität der Messung dienen. Die Temperatur ist ein Faktor, wodurch die Geschwindigkeit der Strömung des Trägermittels erhöht und derart die Zeitdauer der Untersuchung vermindert werden kann. Bei einigen Stoffen ist jedoch die Temperatur empfindlichkeit in Betracht zu ziehen.
- 2. Durchführung einer vorläufigen Messung der sich auf der Oberfläche der Sorbentschicht befindenden Komponenten. Derart können die vorgewählten Messbedingungen noch bevor der Zusammensammlung des den Rand der Sorbent schicht erreichenden Trägermittels geprüft und nötigen falls verbessert werden.
- 3. Die Sorbentschichten können sowohl zum einmaligen als auch zu mehrmaligen Verbrauch vorbereitet werden.
- 4. Es werden aus mehreren Segmenten unterschied licher und/oder gleicher Stoffe bestehende Sorbentschichten zur Analyse verschiedener Proben verwendet.
- 5. Separieren in zwei oder mehreren Dimensionen und richtungen, z. B. mit gleichzeitiger Verwendung eines elektrischen Feldes oder Temperaturregelung.
- 6. Analyse einer höheren Anzahl von Proben, und dabei die Temperaturregelung. Derart können die Effektivität und die Fleckkapazität erhöht werden.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist zur Durchführung
der obigen Verfahrensvariante auch geeignet, und stellt
sie ein kombiniertes Entwicklungssystem dar.
Das System kann derart aufgebaut werden, dass
bei den zur Zeit gewöhnlichen Dimensionen die zu
chromatographischen und/oder elektrophoretischen Unter
suchungen verwendeten Platten eine höhere als zur Zeit
notiert Effektivität ermöglichen. Das Planarsystem kann
sowohl zur analitischen, als auch preparativen Entwicklungen
eingesetzt werden, wobei die Anzahl der sogar mit niedrigem
Kapazitätsfaktor gekennzeichneten Komponenten hoch sein
kann.
Der stoff der Sorbentschicht, wie erwähnt, ist
ein sehr wichtiger Faktor, wodurch die Reihendordnung
des Separierens beeinflusst werden kann und das trägt
auch der Erhöhung der Effektivität der Messung bei. Dabei
ist auch die Auswahl der Temperaturbedingungen von grosser
Bedeutung.
Die vorgeschlagene mit gezwungener Strömung arbeitende
Vorrichtung beinhaltet (Fig. 2) eine Separationskammer
D, eine nachgeschaltete Detektoreinheit F mit zumindest
einer Durchflusskammer und eine Erfassungseinheit F,
wobei die Detektoreinheit E und die Erfassungseinheit
F an der selben Stelle angeordnet werden kann und die
letztere z. B. ein mehrkanaliges optisches Densitometer
ist, das aufgrund der Messung der rückspiegelten Strahlung
arbeitet.
Die Separationskammer D ist mit einer geschlossener
Kammer 15 ausgebildet (Fig. 2), wobei ein Raum 16 mit
einem Mittel, z. B. Wasser zur Übergabe des Überdrucks
ausgefüllt und mit der Quelle des Überdrucks verbunden
ist. Von einer Seite ist der Raum 16 mit einer Basisplatte
17 geschlossen, worauf zumindest eine Untersuchungsplatte
18 angeordnet ist. Die obere Oberfläche der Untersuchungs
platte 18 ist mit einer Sorbentschicht - gemäss den oben
analysierten Möglichkeiten, den Anforderungen der Messung -
bedeckt. Die Sorbentschicht 19 ist durch einen oberen
Deckkörper 20 bedeckt, werden zumindest zwei Untersuchungs
platten 18 verwendet, so dient sie jede von ihnen (mit
Ausnahme der unteren als obere Körper für die unterliegende
Untersuchungsplatte 18. der obere Deckkörper 20 ist der
Sorbentschicht 19 auf die Weise zugedrückt, welche die
Übertragung des Überdrucks sichert. Durch den Überdruck
werden Kanäle in der Sorbentschicht 19 geschafft. Der
obere Deckkörper 20, nötigenfalls auch zusammen mit einigen
Untersuchungsplatten 18 ist mit einer ersten Einführungs
einheit 21 versehen, womit der Eluent und/oder das Lös
mittel jeder Sorbentschicht 18 zugeführt wird. Eine zweite
Einführungseinheit 22, separat angeordnet, oder mit ihrem
Ausgang einem Eingang der ersten Einführungseinheit 21
zugeschaltet, sichert die Zugabe zumindest einer Probe
einer komplexen Mischung zur Sorbentschicht 18. Die Rand
bereiche jeder Untersuchungsplatte 18 sind auf vorbestimmte
Weise mit einer Ausführungseinheit 23 verbunden, die
zur Transportieren des Eluenten (Lösmittels) zur Detektor
einheit dient, und derart die Möglichkeiten der On-line-
Messung entstehen. Die Erfassungseinheit enthält eine
Lichtquelle 25 und einen Detektor 24 zur Aufnahme des
von der Oberfläche der Untersuchungsplatte 18 rückge
worfenen Lichtes. Die Erfassungseinheit F kann zur mehr
kanaligen Messung eine höhere, nicht unbedingt identische
Anzahl der Lichtquellen 25 und der Detektoren 24 enthalten,
wobei die Detektoren 24 auch bei der On-line-Messung
verwendet werden können.
In Fig. 2 zeigen eine Strichlinie und ein Pfeil
den Weg der Untersuchungsplatte 18 bei verspäteten Messungen
(Off-line-Messung). Im Messbereich kann die Separations
kammer D mittels eines Deckelements 27 (durch Strichlinie
gezeigt) geöffnet werden.
Eine andere Möglichkeit der Realisierung der
erfindungsgemässen, mit Überdruck arbeitenden Vorrichtung
besteht darin, dass der obere Deckkörper 20 ein walz
förmiges Element mit Ringquerschnitt ist, der eine walz
förmig gekrümmte Sorbentschicht 19 und eine die letztere
tragende auch walzförmige Untersuchungsplatte 18 umnimmt.
Der obere Deckkörper bildet in diesem Fall eine durchsicht
bares Element, das z. B. aus Quartzglas besteht und ein
inneres elastisches Glied kann zur Erzeugung des Überdrucks
dienen. Die gezwungene Strömung des Eluenten oder Lösmittels
kann auch derart erfolgen, das die ganze Einheit entlang
ihrer Längsachse verdreht wierd, wodurch auf die Sorbent
schicht 19 eine Zentrifugalkraft wirkt. Bei dieser Anordnung
können die Messungen so organisiert werden, dass die
Untersuchungsplatte 18 dabei gar nicht bewegt werden
muss, sondern ist die Erfassungseinheit F entweder beweglich,
oder aus mehreren Detektoren 24 und Lichtquellen 25 aufgebaut.
Im letzten Falle können die Detektoren in einer Matrix
angeordnet werden.
Während der chromatographischen Entwicklung wird
der die Sorbentschicht 19 verlassende Eluent in einer
Durchfluss-Messanlage gemessen, worin mehrere Messelemente
auch verwendbar sind (On-line-Messung). Die in Fig.
2 sichtbare Anordnung ist insbesondere dann vorteilhaft,
wenn die Untersuchungsplatte 18 bevor der durch die Erfassungs
einheit F vorzunehmenden Messung auf irgendwelche Weise,
z. B. durch Sprühen, Trocknen, Kühlen, Heizen usw. vorbereitet
werden soll. Zu diesen Vorbereitungsoperationen ist die
Untersuchungsplatte 18 aus der geschlossener Kammer 15
zu entfernen. Ist eine solche Vorbereitung nicht erforder
lich, so kann die obendargestellte zylindrische Anordnung
sehr vorteilhaft sein.
Die schematische Querschnitte der Fig. 3,
4 und 5 stellen Fragmente einer Vorrichtung dar, die
zu mehrkanaligen On-line- und Off-line-Messungen bei
der Methode der Überdruck-Dünnschicht-Chromatographie
geeignet ist. Diese Vorrichtung ist in einem Gehäuse
28 geschlossen, dessen Linksseite mit einem Eingang 26
zur Weiterleitung eines Trocknengases und einem Deck
element 27 versehen ist. In dieser Linksseite ist die
Entfernung des Eluenten und/oder des Lösmittels aus der
Sorbentschicht 19 nach der On-line-Messung möglich. Die
Rechtsseite der Vorrichtung enthält. wie die in Fig. 2
gezeigte Vorrichtung, einen Raum 16, eine Untersuchungs
platte 18 und einen oberen Deckkörper 20, wobei die Unter
suchungsplatte 18 mit Rädern 52 oder Kugeln versehen
ist, und die letzteren einen Führungseinheit zugepasst
sind, wodurch die Untersuchungsplatte 18 in die Links
seite transportiert werden kann. Hier ist auch die erste
Einführungseinheit 21 zur Eingabe des Eluenten oder des
Lösmittels zu finden, und der zweite Einführungseinheit
22 besteht aus Eingängen 30 zur Einführung der Probe(n).
Die Vorrichtung ist auch mit einem Ausführungseinheit
23 ausgestattet, wodurch der Eluent (das Lösmittel) mit
den mitgenommenen Komponenten der Probe(n) zusammengesammelt
werden kann. Ein Ausgang 31 dient zur Entfernung des
Trocknengases. Im oberen Deckkörper 20 sind Kontakteinheiten
für Erfassungselemente 29 und Detektoren 24 vorgesehen.
Bei dieser Vorrichtung werden die Proben auf
die trockene oder befeuchtigte Sorbentschicht gegeben
und dann wird die Sorbentschicht (in Richtung des senkrechten
Pfeils) dem oberen Deckkörper 20 zugedrückt. Das Lösmittel
(der Eluent) fliesst nach der Erreichung des Randes der
Sorbentschicht 19 vor dem Detektor 24 und verlässt das
System durch die Ausführungseinheit 23. In dieser Etappe
erfolgt die On-line-Messung. Die auf der Oberfläche der
Sorbentschicht 19 verbleibenden Komponenten sind in Form
von Flecken (Bändern) vorhanden und sie können auf ver
schiedene Weisen ausgewertet werden. Eine der Möglichkeit
besteht darin, dass die Untersuchungsplatte 18 mittels
der Räder 52 oder Kugeln in den Empfindlichkeitsbereich
des Detektors 24, in Richtung des waagrechten Pfeils,
in die Linksseite der Vorrichtung geleitet wird, und
dort ein Gas zum Trocknen verwendet wird. Die getrocknete
Sorbentschicht 18 bewegt sich bevor dem(n) Detektor(en)
24 und das ist die Off-line-Messung. Offensichtlich können
in dieser Vorrichtung mehrere Untersuchungsplatten 18
aufeinander angeordnet werden, die später einzeln zur
Off-line-Messung geführt werden.
Die Technik der Dünnschicht-Überdruck-Chromatographie
kann in zweidimensionellem Verfahren mit On-line-Messungen
und Off-line-Messungen aufgrund der Vorrichtung realisiert
werden, welche Untersuchungsplatten 18 mit einer Sorbent
schicht 19 nach Fig. 6 beinhaltet. Das Separieren erfolgt
in einem On-line-Schritt und in einem nachfolgenden Off-
line-Schritt. Nach der Entwicklung in einer Dimension
ist die Untersuchungsplatte 18 mit der Sorbentschicht
19 aus der Vorrichtung wegzunehmen, dann muss sie getrocknet
und zurück angeordnet werden - zwischen den zwei Entwicklungen
kann die Untersuchungsplatte 18 in der Vorrichtung auch
getrocknet, sie muss nicht immer ausgenommen werden.
Die Entwicklung in der zweiten Dimension wird nach der
in einer On-line-Messung vorgenommenen Erfassung der
die Sorbentschicht 18 verlassenden Mischung durchgeführt.
Danach folgt die Auswertung der auf der sorbentschicht
19 verbleibenden Flecken, wenn die Untersuchungsplatte
18 bevor den Detektoren 24, wie in vorigen Figuren gezeigt,
bewegt wird.
Das flüssige Trägermittel (der Eluent und/oder
der solvent) wird durch die erste Einführungseinheit
21 der Sorbentschicht 19 zugeführt. Unter der Einwirkung
der auf geeignete Weise hergestellten Kräften erfolgt
die gezwungene Strömung des Trägermittels entlang der
in der Sorbentschicht 19 realisierten Kanäle 33. Die
Probe(n) werden in den Ecken 34 eingeführt. Der Durchfluss
des Trägermittels wird durch einen impregnierten Rand
35 gestoppt, wovon das Trägermittel die Sorbentschicht
19 (und die Untersuchungsplatte 18) nicht verlassen kann.
Die so erhaltenen Diagrammen wurden mit 36 gezeigt.
In Fig. 7 ist ein Diagram zu sehen, welchem
die Möglichkeit der gleichzeitigen zweidimensionellen
On-line- und Off-line-Untersuchungen zu entnehmen ist.
Die Sorbentschicht 19 trägt zumindest eine Probe und
wird sie mit Elektroden 37 versehen. Der Eluent, der
als Lösmittel dient, wird durch die erste Einführungs
einheit 21 eingeführt und wandert in einem geraden Front
entlang Kanäle 33 bis zum impregnierten Rand 35. Die
Elektroden 37 ermöglichen die mit der Chromatographie
gleichzeitige Elektrophoresis, weil sie ein elektrisches
Feld erzeugen, das in einer vorgewählten Richtung wirkt.
Die Praxis zeigt die Zweckmässigkeit der Verwendung eines
elektrischen Feldes, das senkrecht zur Richtung der chromato
graphischen Entwicklung wirkt. Wie es der Fig. 3 zu
entnehmen ist, die Detektoren 24 können zur Identifizierung
der auf der Sorbentschicht 19 verlbeibenden Komponenten
verwendet werden, und der Eluent und/oder das Lösmittel
wird durch eine Öffnung 39 von der Untersuchungsplatte
18 weggenommen. Die Öffnung 39 ist mit einem Sammelkanal
38 verbunden. Nach dem Ende des Separierens können die
Detektoren 24 auch zur Auswertung der auf der Sorbentschicht
verbleibenden Komponenten verwendet werden. Hier Pfeile
40 und 41 zeigen die vorteilhaft ausgewählten Richtungen
der während der Entwicklung wirkenden Kräften.
Die Sorbentschicht 19 kann aus mehreren Segmenten
ausgebildet werden (Fig. 8 und 9), die letzendlich eine
regulare Form ausgeben können. Hier werden die Kreutzform
(Fig. 8) und die Kreisform (Fig. 9) erwähnt. Der Eluent
und/oder das Lösmittel tritt durch die erste Einführungs
einheit 21 und die Einführungspunkte 34 herein und nimmt
die Probenkomponenten mit. Bei dem Rand der Sorbentschicht
19 sind Ausführungseinheiten 23 angeordnet, die zum Zusammen
sammeln und Wegführen des die Sorbentschicht 19 verlassenden
eluenten (Lösmittels) dienen.
Die Sorbentschicht 19 der Fig. 8 ermöglicht
die linearisierte zirkulare Entwicklung eines Chromatogramms,
wobei Überdruck als vorteilhaftes Mittel der Erzwingung
des Durchflusses des Trägermittels verwendet wird. In
einer Segmentanordnung nach Fig. 9 ist die zirkulare
Entwicklung mehrerer Proben gewährleistet. Die dargestellten
und anderen Gestalten der Sorbentschicht sind sowohl
bei On-line-Messungen, als auch bei Off-line-Erfassungen
einsetzbar.
Die Proben, die mit ziemlich hohem Gehalt an
Ballaststoffen gekennzeichnet sind, bedürfen einer vorläufigen
Reinigung. Dazu wird erfindungsgemäss eine weitere Sorbent
schicht 19 vorgeschlagen, wobei die erste Einführungsein
heit 21 mit einem Schalter K versehen ist, der freien
Weg den Eluenten aus Behältern I, lI und III sichert
(Fig. 10). Die Untersuchungsplatte 18 ist in diesem
Falle mit einer sorbentschicht 19 bedeckt, die in erster
Linie zum Aufhalten der nicht erwünschten Stoffe geeignet
ist.
Die vorgeschlagene Vorrichtung sowie das Verfahren
bilden ein System nach Fig. 11. Wie erwähnt schon, eine
zu analysierende Probe wird in eine Sorbentschicht 19
mit entsprechender Einführungseinheit 22 eingeleitet.
Während der Entwicklung verbleibt die Sorbentschicht
19 unter Einwirkung einer Einheit 43 zur Gewährleistung
der gezwungenen Strömung des Trägermittels. Eine Austausch
einheit 49 sichert die Einführung der zu untersuchenden
Sorbentschichten 19 auf die erwünschte Stelle, wenn eine
höhere Anzahl von Untersuchungsplatten 18 verwendet wird.
Die Austauscheinheit 49 kann den bekannten Massnahmen
des Vorrichtungsbaus aufgebaut werden und sichert, dass
die Untersuchungsplatte 18 nach erfolgter On-line-Messung
zu den weiteren Vorbereitungsoperationen und den Off-
line-Messsungen weitergeführt wird. Die gezwungene
Strömung des Eluenten oder des Lösmittels wird durch
Überdruck, Zentrifugalkraft usw. gewährleistet, wobei
gleichzeitig elektrisches Feld (Elektrophoresis) auch
einsetzbar ist. Die Untersuchungen werden durch ein
Chromatogramm und/oder Elektrophoretogramm 44 dokumentiert,
die aufgrund der durch die Detektoreinheit E und die
Erfassungseinheit F durchgeführte Messungen aufstehen.
Die Detektoren 24 leiten Signale einer Datenverarbeitungs
einheit 45 weiter, welche eine konventionelle programmier
bare Mikroprozessoreinheit darstellen kann und über die
Ausgabe eines gedrückten Messdokumentes 47 sorgt. Die
wichtigsten Elementen des Systems sind durch eine Regel
einheit 46 kontrolliert, die zur Bestimmung und Regelung
der Temperatur, die Bedingungen der gezwungenen Strömung
geeignet ist. Eine Trockenanlage 48 kann auch bei mehr
dimensionellen Entwicklungen verwendet werden.
Die Temperaturregelung erfolgt auf eine Weise,
die von den Bedingungen der chromatogramischen/elektro
phoretischen Entwicklung ab hängig zeitlich und räumlich
verwirklichbar ist. Am zweckmässigsten ist diese Regelung
nach einem vorbestimmten Program vorzunehmen, wonach
die verschiedene Oberflächenbereiche der Sorbentschicht
zeitlich unterschiedliche Temperaturwerte aufweisen dürfen.
Die die Strömung des Trägermittels und das Behalten der
Komponenten beeinflussende Temperatur kann ein sehr wichtiger
Faktor der Untersuchungen sein und die eigentliche Heiz-
und Kühlelemente z. B. in der Basisplatte 17, im oberen
Deckkörper 20, oder sogar in der Untersuchungsplatte
20 selbst angeordnet werden können.
Die im System verwendete Detektoren können sowohl
die ultraviolette, fluorszenze Strahlung messen, als
auch auf dem nichtoptischen Prinzipien basiert werden.
Die zur elektrophoretischen Entwicklung notwendige
Gleichstrom wird durch in die Zeichnung nicht dargestellte
elektrische Elemente zur Untersuchungsplatte 18 auf bekannte
Weise weitergeleitet. Die elektrischen Kontakte können
z. B. im Gehäuse 28 angeordnet werden.
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren und in der
entsprechenden Vorrichtung können die chromatographischen
und der elektrophoretischer Entwicklungen separat oder
gleichzeitig in der selben Richtung oder in verschiedenen,
z. B. senkrechten Richtungen vorgenommen werden. Die prak
tischen Prüfungen bewiesen, dass die senkrechten Richtungen
bei der gleichzeitigen Entwicklung eine wirklich hoch
effektive Kombination der On-line-Messungen mit den Off-
line-Messungen bei hoher Auflösung der Proben erlauben.
Die Datenverarbeitung soll einerseits die Inter
pretation der gemessenen Werte, andererseits die Ausgabe
der Messprotokolle sichern.
Die Regeleinheiten sind an sich gut bekannten
programmierbare Anlagen.
Durch die vorgeschlagenen erfindungsgemässen
Lösungen ist es möglich, die Effektivität der chromatog
raphischen und elektrophoretischen Untersuchungen unter
dem Gesichtspunkt sowohl der Auflösung als auch der Zeit
dauer bedeutend erhöht werden kann.
Claims (28)
1. Verfahren zu chromatographischen und/oder
elektrophoretischen Untersuchungen der Zusammensetzung
einer Stoffprobe in einem Planarsystem mit insbesondere
durch Überdruck erzwungener Strömung eines Trägermittels,
wobei zumindest eine Probe zumindest eines zu untersuchenden
Stoffes einer Sorbentschicht eingeführt wird, ein flüssiges
Trägermittel durch die Probe(n) der Sorbentschicht zugespeist
wird, die Strömung des Trägermittels in der Sorbentschicht
in Richtung zumindest eines Randes einer die Sorbentschicht
tragenden Untersuchungsplatte hervorgerufen wird, wodurch
die Komponenten der Probe(n) in einer von ihrer Retention
abhängigen Ordnung im Trägermittel transportiert und
separiert werden, das den Rand der Sorbentschicht erreichende
Trägermittel mit mitgenommenen Komponenten einer Probe
zusammengesammelt und einer Messung zumindest einer
charakteristischen Kenngrösse der Komponenten untergebracht
wird, dadurch gekennzeichnet, dass die zusammenge
sammelte Mischung der Messung in einem On-line-Prozess
bis zur Feststellung eines vorgegebenen, von der Retention
abhängigen Wert unterworfen wird und dann die Sorbent
schicht und eine Messanlage zur Messung zumindest einer
charakteristischen Kenngrösse der auf ihrer Oberfläche
verbleibenden Komponenten relativ bewegt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass als Trägermittel ein chromatog
raphischer Eluent und/oder ein bei den elektrophoretischen
Untersuchungen übliches Lösmittel verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass der On-line-Prozess gleich
zeitig bei mehreren, insbesondere auf mehreren Unter
suchungsplatten angeordneten Sorbentschichten durchge
führt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Probe ins flüssige
Trägermittel vor der Einführung des Trägermittels in
die Sorbentschicht eingespeist wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der On-line-Prozess
mit einem Durchflussdetektor, und die Messung der auf
der Oberfläche verbleibenden Komponenten mit einem Densio
meter durchgeführt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da
durch gekennzeichnet, daß die Temperatur
der Sorbentschicht (19) auf geregelte Weise verändert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, dass die Temperatur der Sorbent
schicht in unterschiedlichen Oberflächenbereichen auf
unterschiedliche Weise verändert wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die erzwungene Strömung
des Trägermittels durch Überdruck hervorgerufen wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, dass der Überdruck vor der
Messung der auf der Oberfläche verbleibenden Komponenten
eingestellt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis
9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sorbentschicht
einer Zentrifugalkraft zur Hervorrufung der gezwungenen
Strömung des Trägermittels unterworfen wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis
9, dadurch gekennzeichnet, dass die erzwungene
Strömung des Trägermittels durch Elektroosmose hervor
gerufen wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis
11, dadurch gekennzeichnet, dass während der
erzwungenen Strömung des Trägermittels ein elektrisches
Feld um die Sorbentschicht erzeugt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis
12, dadurch gekennzeichnet, dass eine für die
Zusammensetzung charakteristische Kenngrösse der Probe(n)
vor dem Beginn des On-line-Prozess gemessen wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis
13, dadurch gekennzeichnet, dass die Probe vor
ihrer Zuführung der Sorbentschicht durch eine weitere
Sorbentschicht durchgeführt und derart gereinigt wird.
15. Vorrichtung zu chromatographischen und/oder
elektrophoretischen Untersuchungen der Zusammensetzung
einer Stoffprobe in einem Planarsystem mit insbesondere
durch Überdruck erzwungener Strömung eines Trägermittels,
die eine Untersuchungsplatte, eine darauf angebrachte
Sorbentschicht, eine erste Einführungseinheit zur Eingabe
eines Trägermittels zur Sorbentschicht, eine zweite Ein
führungseinheit zur Eingabe einer Probe, sowie eine Detek
toreinheit zur Messung der Zusammensetzung eines flüssigen
Mediums aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die
Detektoreinheit (E) mit einer das beim Rand der Sorbent
schicht (19) zusammensammelnde, das Trägermittel enthaltende
flüssige Medium zu On-line-Messungen wegführenden Ausführungs
einheit (23) verbunden ist, weiter dass eine gegenüber
der Oberfläche der Sorbentschicht (19) angeordnete Erfassungs
einheit (F) enthält.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch
gekennzeichnet, daß sie mit Elektroden (37) zur
Erzeugung eines auf der Oberfläche der Sorbentschicht
(19) einen Potentialunterschied hervorrufenden elektrischen
Feldes versehen ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch
gekennzeichnet, dass sich die Untersuchungsplatte
(18) auf einem Basiskörper (17) und unterhalb eines Deck
körpers (20) angeordnet in einer geschlossenen Kammer
(15) befindet und mit dem Eingang der Detektoreinheit
(E) durch die Ausführungseinheit (23) verbunden ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis
17, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinheit
(E) und die Erfassungseinheit (F) identische Detektoren
(24) enthalten.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis
18, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere übereinander
angeordnete Untersuchungsplatten (18) vorgesehen sind.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis
19, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen mit gerader
Oberfläche ausgebildeten Basiskörper (17) zur Aufnahme
der Untersuchungsplatte sowie einen der Oberfläche der
Sorbentschicht (19) zugedrückten Deckkörper (20) enthält,
wobei der Deckkörper (20) mit einer zur Bildung von Kanälen
der erzwungenen Strömung des Trägermittels geeigneten
Kraft der Sorbentschicht (19) zugedrückt ist.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis
20, dadurch gekennzeichnet, dass eine Führungs
einheit zur Bewegung der Untersuchungsplatte (18) im
Messbereich der Erfassungseinheit (F) vorgesehen ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch
gekennzeichnet, dass die Führungseinheit mit
Rädern (52) oder Kugeln ausgebildet ist, die zur Unter
stützung der Untersuchungsplatte (18) vorgesehen sind.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis
20, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen walzenförmigen
Basiskörper (17) zur Aufnahme einer gekrümmten Untersuchungs
platte (18) enthält, die Oberfläche der die Untersuchungs
platte (18) deckenden Sorbentschicht (19) mit einem
als ein rohrförmiges Element ausgebildeten Deckkörper
(20) vorgenommen ist, wobei die Untersuchungsplatte (18)
und der Deckkörper (20) zueinander gedrückt sind und
der Deckkörper (20) im Messbereich der Erfassungseinheit
(F) aus Quartz ausgebildet angeordnet ist.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis
23, dadurch gekennzeichnet, dass die Sorbentschicht
(19) zumindest von einer Seite mit einem imprägnierten
Rand (35) auf der Oberfläche der Untersuchungsplatte
(18) ausgebildet ist.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis
24, dadurch gekennzeichnet, dass die Sorbentschicht
(19) aus mehreren Segmenten unterschiedlicher Stoffe
besteht.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis
25, dadurch gekennzeichnet, dass die Sorbentschicht
(18) aus mehreren, eine Kreuzform ergebenden Segmenten
besteht.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis
25, dadurch gekennzeichnet, dass die Sorbentschicht
(18) aus Kreissegmenten bestehend kreisförmig ausgebildet
ist.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis
27, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinheit
(E) als eine mehrkanalige Durchfluss-Messanlage und die
Erfassungseinheit (F) als ein mehrkanaliges optisches
Densiometer ausgebildet ist.
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