DE102017127316A1 - Sample separator with microfluidic structure as a heat exchanger - Google Patents

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Abstract

Probentrenneinrichtung (30) zum Trennen einer fluidischen Probe in einem Probentrenngerät (10), wobei die Probentrenneinrichtung (30) eine Wandung (100), die ein Lumen (102) zum Durchführen der fluidischen Probe zum Trennen der fluidischen Probe begrenzt, und eine als Wärmetauscher (104) ausgebildete mikrofluidische Struktur (106) in der Wandung (100) aufweist.A sample separator (30) for separating a fluid sample in a sample separator (10), the sample separator (30) defining a wall (100) defining a lumen (102) for passing the fluid sample to separate the fluid sample, and a heat exchanger (104) has a formed microfluidic structure (106) in the wall (100).

Description

TECHNISCHER HINTERGRUND TECHNICAL BACKGROUND

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Probentrenneinrichtung, ein Probentrenngerät, ein Verfahren zum Herstellen einer Probentrenneinrichtung und eine Verwendung.  The present invention relates to a sample separator, a sample separator, a method for producing a sample separator, and a use.

In einer HPLC wird typischerweise 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 ist, durch eine sogenannte stationäre Phase (zum Beispiel in einer chromatografischen Säule), bewegt, um einzelne Komponenten einer in die mobile Phase eingebrachten Probenflüssigkeit voneinander zu trennen. Ein solches HPLC-System ist zum Beispiel aus der EP 0,309,596 B1 derselben Anmelderin, Agilent Technologies, Inc. bekannt. In an HPLC, a liquid (mobile phase) is typically run at a very precisely controlled flow rate (for example in the range of microliters to milliliters per minute) and at a high pressure (typically 20 to 1000 bar and beyond, currently up to 2000 bar). , in which the compressibility of the liquid is felt, by a so-called stationary phase (for example in a chromatographic column), moved to separate individual components of a sample liquid introduced into the mobile phase from each other. Such an HPLC system is for example from EP 0,309,596 B1 by the same Applicant, Agilent Technologies, Inc.

In einem chromatographischen Probentrenngerät wird eine chromatographische Säule als Beispiel für eine Probentrenneinrichtung häufig in einem Säulenofen angeordnet, wo die Säule temperiert wird. Dennoch bleibt es herausfordernd, eine fluidische Probe bzw. eine mobile Phase während des Probentrennens auf eine vorgebbare und reproduzierbare Temperatur zu bringen. Die Herstellung einer solche Anforderungen erfüllenden Probentrenneinrichtung für ein Probentrenngerät ist allerdings immer noch aufwendig. Dies gilt insbesondere, wenn eine kompakte Probentrenneinrichtung gewünscht ist.  In a chromatographic sample separator, a chromatographic column as an example of a sample separator is often placed in a column oven where the column is heated. Nevertheless, it remains challenging to bring a fluidic sample or a mobile phase during the sample separation to a predeterminable and reproducible temperature. However, the production of such requirements fulfilling sample separation device for a sample separation device is still expensive. This is especially true if a compact sample separator is desired.

OFFENBARUNG EPIPHANY

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine leistungsfähige und kompakte Probentrenneinrichtung mit vertretbarem Aufwand herzustellen. Die Aufgabe wird mittels der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen gezeigt.  It is an object of the invention to produce a powerful and compact sample separation device with reasonable effort. The object is achieved by means of the independent claims. Further embodiments are shown in the dependent claims.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Probentrenneinrichtung zum Trennen einer fluidischen Probe in einem Probentrenngerät geschaffen, wobei die Probentrenneinrichtung eine Wandung, die ein Lumen zum Durchführen der fluidischen Probe zum Trennen der fluidischen Probe begrenzt, und eine als Wärmetauscher ausgebildete mikrofluidische Struktur in der Wandung aufweist.  According to an exemplary embodiment of the present invention, there is provided a sample separator for separating a fluidic sample in a sample separator, the sample separator comprising a wall defining a lumen for passing the fluid sample to separate the fluid sample and a microfluidic structure formed as a heat exchanger in the sample Wall has.

Gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel ist ein Probentrenngerät zum Trennen einer fluidischen Probe bereitgestellt, wobei das Probentrenngerät einen Fluidantrieb zum Antreiben einer mobilen Phase und der darin befindlichen fluidischen Probe, und eine Probentrenneinrichtung mit den oben beschriebenen Merkmalen zum Trennen der fluidischen Probe in der mobilen Phase aufweist.  According to another exemplary embodiment, a sample separator is provided for separating a fluidic sample, the sample separator having a fluid drive for driving a mobile phase and the fluidic sample therein, and a sample separator having the above-described features for separating the fluid sample in the mobile phase ,

Gemäß noch einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel ist ein Verfahren zum Herstellen einer Probentrenneinrichtung zum Trennen einer fluidischen Probe in einem Probentrenngerät bereitgestellt, wobei bei dem Verfahren eine Wandung ausgebildet wird, die ein Lumen zum Durchführen der fluidischen Probe zum Trennen der fluidischen Probe begrenzt, und eine als Wärmetauscher konfigurierte mikrofluidische Struktur in der Wandung ausgebildet wird.  According to yet another exemplary embodiment, there is provided a method of making a sample separator for separating a fluid sample in a sample separator, the method defining a wall defining a lumen for passing the fluid sample to separate the fluid sample, and one Heat exchanger configured microfluidic structure is formed in the wall.

Gemäß noch einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel wird eine Probentrenneinrichtung mit den oben beschriebenen Merkmalen in der Chromatographie, insbesondere in der Flüssigchromatographie (vorzugsweise in der Hochtemperatur-Flüssigchromatographie oder in der Subcritical Water Chromatography) verwendet.  According to yet another exemplary embodiment, a sample separator having the features described above is used in chromatography, particularly in liquid chromatography (preferably in high temperature liquid chromatography or in subcritical water chromatography).

Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird unter dem Begriff „mikrofluidische Struktur“ insbesondere ein verzweigter oder unverzweigter Kanal, eine Mehrzahl solcher Kanäle oder eine andere Struktur mit Dimensionen im Bereich von Mikrometern bis Millimetern verstanden, die von Fluid durchfließbar ist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann ein Innendurchmesser der mindestens eines mikrofluidischen Struktur in einem Bereich zwischen 0,05 mm und 1 mm, insbesondere in einem Bereich zwischen 0,1 mm und 0,5 mm, sein. Vorzugsweise ist die mikrofluidische Struktur nicht langgestreckt, sondern gekrümmt, um zum wirksamen Wärmetauschen eine möglichst lange fluidische Trajektorie bereitzustellen. Die mindestens eine mikrofluidische Struktur kann insbesondere mindestens einen vollumfänglich begrenzten mikrofluidischen Kanal aufweisen. Mit anderen Worten kann die mikrofluidische Struktur ein mikrofluidischer Hohlraum in der Wandung sein.  In the context of the present application, the term "microfluidic structure" is understood in particular to mean a branched or unbranched channel, a plurality of such channels or another structure with dimensions in the range from micrometers to millimeters, which can be flowed through by fluid. According to one embodiment, an inner diameter of the at least one microfluidic structure may be in a range between 0.05 mm and 1 mm, in particular in a range between 0.1 mm and 0.5 mm. Preferably, the microfluidic structure is not elongated, but curved to provide the longest possible fluidic trajectory for effective heat exchange. The at least one microfluidic structure may in particular have at least one completely limited microfluidic channel. In other words, the microfluidic structure may be a microfluidic cavity in the wall.

Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird unter dem Begriff „Lumen“ insbesondere ein vorzugsweise langgestreckter Kanal verstanden, der einen Innendurchmesser haben kann, der vorzugsweise größer als der Innendurchmesser der mikrofluidischen Struktur ist. Vorzugsweise ist das Lumen ganz oder teilweise mit Probentrennmaterial zum Durchführen einer Probentrennung, insbesondere einer chromatographischen Probentrennung, gefüllt.  In the context of the present application, the term "lumen" is understood to mean, in particular, a preferably elongated channel which may have an inner diameter which is preferably greater than the inner diameter of the microfluidic structure. Preferably, the lumen is completely or partially filled with sample separation material for performing a sample separation, in particular a chromatographic sample separation.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel ist eine Probentrenneinrichtung (zum Beispiel eine chromatographische Trennsäule) bereitgestellt, bei der in einer Wandung bzw. einem Säulenkörper ein Wärmetauscher integriert ist. Genauer gesagt ist eine mikrofluidische Struktur in der Wandung gebildet, durch die Fluid (insbesondere eine zu trennende fluidische Probe und/oder eine mobile Phase) durchgeleitet werden kann, um während dieses Durchleitens in thermische Wirkverbindung mit einem anderen Fluid (insbesondere ein anderer Teil der fluidischen Probe oder eine andere mobilen Phase) zu gelangen, die durch das von der Wandung begrenzte Lumen fließt. Mit anderen Worten kann zum Beispiel ein Fluid zunächst durch die mikrofluidische Struktur in der Wandung geführt werden, um währenddessen in thermischen Austausch mit Fluid im Inneren des Lumens zu gelangen. Danach kann das erstere Fluid in das Lumen eingeleitet werden. Auf diese Weise ist eine Probentrenneinrichtung mit integriertem Wärmetauscher geschaffen, die in kompakter Weise ausgebildet werden kann, um thermisch konditionierte Proben oder Lösungsmittel in das Lumen der Probentrenneinrichtung einzuführen. Dies erhöht die Reproduzierbarkeit und Richtigkeit einer Probentrennung in der Probentrenneinrichtung. Das Fluid, das durch die mikrofluidische Struktur und/oder das Lumen fließt, kann fluidische Probe und/oder ein anderes Fluid sein, zum Beispiel eine mobile Phase in Form eines Lösungsmittels oder einer Lösungsmittelzusammensetzung. Bei einem chromatographischen Trennverfahren kann die fluidische Probe auch in einer solchen mobilen Phase transportiert werden. According to an exemplary embodiment, a sample separation device (for example a chromatographic separation column) is provided, in which a heat exchanger is integrated in a wall or a column body. More specifically, a microfluidic structure is in the wall is formed, through which fluid (in particular a fluidic sample to be separated and / or a mobile phase) can be passed in order to get during this passage in thermal communication with another fluid (in particular another part of the fluidic sample or another mobile phase) which flows through the lumen bounded by the wall. In other words, for example, a fluid can first be guided through the microfluidic structure in the wall, in the meantime in thermal exchange with fluid in the interior of the lumen. Thereafter, the former fluid can be introduced into the lumen. In this way, a sample separator with integrated heat exchanger is provided which can be formed in a compact manner to introduce thermally conditioned samples or solvents into the lumen of the sample separator. This increases the reproducibility and accuracy of sample separation in the sample separator. The fluid flowing through the microfluidic structure and / or the lumen may be a fluidic sample and / or another fluid, for example a mobile phase in the form of a solvent or a solvent composition. In a chromatographic separation process, the fluidic sample can also be transported in such a mobile phase.

Im Weiteren werden zusätzliche Ausgestaltungen der Probentrenneinrichtung, des Probentrenngeräts, des Verfahrens und der Verwendung beschrieben. In addition, additional embodiments of the sample separation device, the sample separation device, the method and the use will be described.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Wandung einstückig und sogar einstoffig sein und die mikrofluidische Struktur dadurch ausbilden, dass in der Wandung eine bloße entsprechende Ausnehmung gebildet ist.  According to one embodiment, the wall can be integral and even single-material and form the microfluidic structure in that a mere corresponding recess is formed in the wall.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Wandung eine Mehrzahl von gebondeten, insbesondere metallischen, Schichten aufweisen, zwischen denen die mikrofluidische Struktur mittels einer strukturierten der Schichten ausgebildet ist. Gemäß einem solchen Ausführungsbeispiel kann die Wandung mit der mikrofluidischen Struktur ausgebildet werden, indem mehrere, insbesondere metallische, Schichten, von denen mindestens eine mikrostrukturiert ist, mittels Bondens, insbesondere mittels Diffusionsbondens, miteinander zu einem integralen Schichtstapel verbunden werden und der Schichtstapel zum Bilden des Lumens verformt wird. Es können also insbesondere mehrere metallische Schichten (zum Beispiel Edelstahlplättchen) vorgesehen werden, die miteinander integral verbunden werden können. Enthält eine oder beide der einander zugewandten metallischen Schichten eine mikrofluidische Struktur, so kann die mikrofluidische Struktur im Bereich zwischen den Schichten begrenzt werden. Zum Beispiel kann die Probentrenneinrichtung mittels Micro Metal Structures ausgebildet werden.  According to one embodiment, the wall may comprise a plurality of bonded, in particular metallic, layers, between which the microfluidic structure is formed by means of a structured one of the layers. According to such an embodiment, the wall may be formed with the microfluidic structure by connecting several, in particular metallic, layers, of which at least one is microstructured, by bonding, in particular by diffusion bonding, to form an integral layer stack and the layer stack to form the lumen is deformed. It is thus possible, in particular, to provide a plurality of metallic layers (for example stainless steel platelets) which can be integrally connected to one another. If one or both of the mutually facing metallic layers contains a microfluidic structure, the microfluidic structure in the area between the layers can be limited. For example, the sample separator may be formed by micro metal structures.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Wandung mit der mikrofluidischen Struktur mittels additiven Fertigens, insbesondere mittels dreidimensionalen Druckens, ausgebildet sein. Im Rahmen der vorliegenden Anwendung können unter dem Begriff „additive Fertigung“ oder generative Fertigung (englisch: Additive Manufacturing) Verfahren zur aufbauenden Fertigung von Körpern verstanden werden, die zum Beispiel direkt auf der Basis eines beispielsweise rechnerinternen Datenmodells aus formlosen Ausgangsstoffen (zum Beispiel einer Suspension, einer Emulsion, Flüssigkeiten, Gelen, Pasten, Pulver, etc.) oder formneutralem (zum Beispiel bandförmig, drahtförmig, blattförmig) Material mittels chemischer und/oder physikalischer Prozesse hergestellt werden können. Obwohl es sich oft um formende Verfahren handelt, sind für die additive Fertigung keine Werkzeuge erforderlich, die entsprechend der jeweiligen Geometrie des zu generierenden Körpers geformt sind (zum Beispiel Gussformen). Beispiele für additive Fertigungsverfahren sind Pulverbettverfahren, Freiraumverfahren, Flüssigmaterialverfahren und andere Schichtbauverfahren, dreidimensionales Drucken, etc.  According to one embodiment, the wall may be formed with the microfluidic structure by means of additive manufacturing, in particular by means of three-dimensional printing. In the context of the present application, the term "additive manufacturing" or additive manufacturing can be understood to mean processes for the constructive production of bodies which, for example, are based directly on, for example, a computer-internal data model of informal starting materials (for example a suspension , an emulsion, liquids, gels, pastes, powders, etc.) or form neutral (for example ribbon, wire, sheet) material can be made by chemical and / or physical processes. Although they are often forming processes, additive manufacturing does not require tools that are shaped according to the particular geometry of the body to be generated (eg, molds). Examples of additive manufacturing processes are powder bed processes, free space processes, liquid material processes and other layer construction processes, three-dimensional printing, etc.

Gemäß einem solchen Ausführungsbeispiel kann die Wandung mit der mikrofluidischen Struktur insbesondere mittels selektiven Verfestigens einer Suspension aus Keramikpartikeln und einem mittels elektromagnetischer Strahlung aushärtbaren Bindemittel ausgebildet werden. Durch dreidimensionales Drucken können ebenfalls mikrofluidische Strukturen auf der Basis einer Suspension oder eines Pulvers als Ausgangsstoff abgegrenzt werden. Ein Laser kann zum Beispiel Bereiche einer solchen Suspension oder eines solchen Pulvers selektiv verfestigen, um dadurch Bereiche der Wandung zu definieren. Nichtverfestigte Bereiche der Suspension bzw. des Pulvers können dann zum Beispiel durch Ausspülen oder mittels Druckluft aus den gebildeten mikrofluidischen Strukturen entfernt werden, so dass bloß noch die Wandung mit den mikrofluidischen Strukturen zurückbleibt.  According to such an embodiment, the wall may be formed with the microfluidic structure, in particular by means of selective solidification of a suspension of ceramic particles and a binder curable by means of electromagnetic radiation. Three-dimensional printing can also be used to delineate microfluidic structures based on a suspension or a powder as starting material. For example, a laser may selectively solidify regions of such a suspension or powder to thereby define regions of the wall. Non-solidified areas of the suspension or the powder can then be removed, for example, by rinsing or by means of compressed air from the microfluidic structures formed, so that only the wall with the microfluidic structures remains behind.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Wandung mittels mindestens zwei ineinandergeschobener und miteinander verbundener Rohre ausgebildet sein, von denen zumindest ein Rohr an einer Kontaktfläche zu einem jeweiligen anderen der Rohre zumindest einen Teil der mikrofluidischen Struktur bildet. Gemäß einem solchen Ausführungsbeispiel kann die Wandung mit der mikrofluidischen Struktur hergestellt werden, indem zwei Rohre ineinander geschoben und miteinander verbunden werden, wobei mindestens eines der Rohre an einer Kontaktfläche zu einem anderen der Rohre die mikrofluidische Struktur aufweist. Indem zwei zueinander korrespondierende Rohre aufeinander aufgesteckt werden und dann zum Beispiel aufeinander aufgeschrumpft werden, können zwischen den Rohren mikrofluidische Strukturen gebildet werden, wenn eine oder beide korrespondierenden Rohrflächen solche mikrofluidischen Strukturen aufweist. Beispielsweise kann ein Außengewinde eines inneren Rohrs gemeinsam mit einer glatten Innenfläche eines äußeren Rohrs eine helikale mikrofluidische Struktur im Bereich der miteinander verbundenen Kontaktflächen bilden. According to one embodiment, the wall may be formed by means of at least two telescoped and interconnected tubes, of which at least one tube forms at least one part of the microfluidic structure at a contact surface to a respective other of the tubes. According to such an embodiment, the wall may be made with the microfluidic structure by telescoping and interconnecting two tubes, wherein at least one of the tubes has the microfluidic structure at one contact surface to another of the tubes. By two to each other corresponding tubes are slipped on each other and then shrunk onto each other, for example, microfluidic structures can be formed between the tubes if one or both of the corresponding tube surfaces has such microfluidic structures. For example, an external thread of an inner tube together with a smooth inner surface of an outer tube can form a helical microfluidic structure in the area of the interconnected contact surfaces.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die als Wärmetauscher ausgebildete mikrofluidische Struktur ausgebildet sein, einen Wärmeaustausch zwischen einem durch das Lumen fließenden Fluid und einem durch die mikrofluidische Struktur fließenden Fluid zu bewerkstelligen. Der Wärmeaustausch wird durch das Material der Wandung vermittelt. Durch diesen Wärmeaustausch und einen damit verbundenen Temperaturausgleich kann eine Probentrennung unter genau definierten Bedingungen durchgeführt werden. Dies hat für die Richtigkeit und Reproduzierbarkeit einer chromatographischen Trennung Vorteile.  According to one embodiment, the microfluidic structure formed as a heat exchanger may be configured to effect a heat exchange between a fluid flowing through the lumen and a fluid flowing through the microfluidic structure. The heat exchange is mediated by the material of the wall. By means of this heat exchange and an associated temperature compensation, a sample separation can be carried out under precisely defined conditions. This has advantages for the accuracy and reproducibility of a chromatographic separation.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel können die mikrofluidische Struktur und das Lumen miteinander fluidisch verbunden sein. Insbesondere können sie miteinander derart seriell fluidisch verbunden sein, dass ein in die Probentrenneinrichtung fließendes Fluid zuerst die mikrofluidische Struktur zum Wärmetauschen und danach das Lumen zum Beispiel zum Probentrennen durchläuft. Eine fluidische Probe und/oder eine mobile Phase kann bzw. können dann zunächst beim Durchfließen der mikrofluidischen Struktur einem Wärmetausch mit fluidischer Probe und/oder mobiler Phase in dem Lumen ausgesetzt werden, und kann bzw. können nachfolgend vortemperiert in das Lumen fließen. Beim Fließen in das Lumen kann die fluidische Probe an dem Probentrennmaterial adsorbiert werden und kann dann, zum Beispiel mittels Einstellens einer entsprechenden Lösungsmittelzusammensetzung der mobilen Phase, fraktionsweise von dem Probentrennmaterial abgelöst werden.  According to one embodiment, the microfluidic structure and the lumen may be fluidly connected to one another. In particular, they may be serially fluidly connected to one another such that a fluid flowing into the sample separator first passes through the microfluidic structure for heat exchange and then through the lumen for sample separation, for example. A fluidic sample and / or a mobile phase can then be exposed to heat exchange with a fluidic sample and / or mobile phase in the lumen first during flow through the microfluidic structure, and can subsequently flow into the lumen in a pre-tempered manner. As it flows into the lumen, the fluidic sample may be adsorbed to the sample separation material and may then be fractionally detached from the sample separation material, for example, by adjusting a corresponding mobile phase solvent composition.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel können die mikrofluidische Struktur und das Lumen ausgebildet sein, ein an einem Eingang der Probentrenneinrichtung einströmendes Fluid durch die mikrofluidische Struktur bis zu einem Ausgang zu transportieren, von dem Ausgang durch die mikrofluidische Struktur zurück in umfänglicher Richtung zu dem Eingang zurückzuführen und von dem Eingang in das Lumen zum Durchfließen desselben einzuführen. Dadurch ist das Fluid (insbesondere fluidische Probe und/oder mobile Phase) einem definierten Flusspfad ausgesetzt, entlang welchem zunächst ein Wärmeaustausch und dann eine Probentrennung stattfinden kann.  According to an exemplary embodiment, the microfluidic structure and the lumen may be configured to transport a fluid flowing in at an inlet of the sample separator through the microfluidic structure to an exit, from the exit through the microfluidic structure back in the circumferential direction to the inlet and away from the inlet Entrance into the lumen to flow through it to introduce. As a result, the fluid (in particular fluidic sample and / or mobile phase) is exposed to a defined flow path, along which initially a heat exchange and then a sample separation can take place.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann zumindest ein Teil der mikrofluidischen Struktur als Mäanderstruktur und/oder helikale Struktur ausgebildet sein. Es ist auch möglich, dass die mikrofluidische Struktur abschnittsweise als Mäanderstruktur ausgebildet wird, wo ein Fluid eine zickzackförmige Trajektorie durchläuft, und abschnittsweise als helikale Struktur, wo ein Fluid eine umlaufende (zum Beispiel schraubenförmige) Trajektorie durchläuft. Sowohl eine Mäanderstruktur als auch eine helikale Struktur als auch eine Kombination daraus erlauben es, den von dem Fluid beim Durchlaufen der mikrofluidischen Struktur zurückzulegenden Weg gegenüber einem linearen Weg zu erhöhen, womit der Wärmeaustausch verbessert wird.  According to one exemplary embodiment, at least part of the microfluidic structure may be formed as a meander structure and / or a helical structure. It is also possible for the microfluidic structure to be formed in sections as a meandering structure, where a fluid traverses a zigzag-shaped trajectory, and in sections as a helical structure, where a fluid passes through a circumferential (for example helical) trajectory. Both a meander structure and a helical structure, as well as a combination thereof, make it possible to increase the path to be traveled by the fluid as it traverses the microfluidic structure, as opposed to a linear path, thus improving heat exchange.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Probentrenneinrichtung eine Heizeinrichtung aufweisen, die mit der Wandung thermisch gekoppelt ist. Auf diese Weise kann nicht nur ein Wärmeaustausch, sondern auch eine Vorheizung in die Probentrenneinrichtung integriert werden. Die Heizeinrichtung kann in der Wandung integriert sein oder separat davon vorgesehen sein.  According to one embodiment, the sample separator may include a heater that is thermally coupled to the wall. In this way, not only a heat exchange, but also a preheater can be integrated into the sample separator. The heater may be integrated in the wall or provided separately therefrom.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Heizeinrichtung eine Außenfläche der Wandung umgeben. Wenn die Heizeinrichtung die Außenfläche der Wandung umgibt, kann diese nach Herstellung der Wandung einfach aufgebracht werden, zum Beispiel aufgedruckt oder aufgedampft werden. Es ist auch möglich, die Heizeinrichtung um die Wandung herumzuwickeln, zum Beispiel in Form eines Heizdrahts oder einer Heizfolie. Die Heizung kann also eine ohmsche Widerstandsheizung sein. Andere Heizformen, wie das Vorsehen eines erhitzten Fluids, das entlang einer Kapillare um die Wandung herumgeführt wird, sind ebenfalls möglich.  According to an embodiment, the heater may surround an outer surface of the wall. If the heating device surrounds the outer surface of the wall, it can be easily applied, for example printed or vapor-deposited, after the wall has been produced. It is also possible to wind the heating device around the wall, for example in the form of a heating wire or a heating foil. The heater can therefore be an ohmic resistance heater. Other forms of heating, such as providing a heated fluid that passes around the wall along a capillary, are also possible.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Heizeinrichtung als zumindest eine aus einer Gruppe ausgebildet sein, die besteht aus einer auf der Wandung abgeschiedenen (insbesondere aufgesputterten) Heizstruktur und einer auf der Wandung aufgesetzten (insbesondere aufgewickelten) Heizstruktur. Sowohl Sputtern als auch Aufwickeln einer Heizstruktur sind mit geringem Aufwand möglich und erlauben einen zuverlässigen Wärmeübertrag von der Heizeinrichtung auf das durch die Probentrenneinrichtung fließenden Fluids.  According to one embodiment, the heating device may be formed as at least one of a group, which consists of a deposited on the wall (in particular sputtered) heating structure and placed on the wall (in particular wound) heating structure. Both sputtering and winding a heating structure are possible with little effort and allow reliable heat transfer from the heater to the fluid flowing through the sample separator.

Die Heizeinrichtung kann so vorgesehen werden, dass mittels der Heizeinrichtung das durch die mikrofluidische Struktur fließende Fluid temperiert wird.  The heating device can be provided in such a way that the fluid flowing through the microfluidic structure is tempered by means of the heating device.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Lumen zumindest teilweise durch ein Probentrennmaterial gefüllt sein. Solch ein Probentrennmaterial kann eine stationäre Phase in einer Probentrenneinrichtung (zum Breispiel eine chromatografische Säule) sein. Ein solches Probentrennmaterial kann Beads enthalten, an denen Fraktionen einer fluidischen Probe fraktionsweise adsorbiert und (zum Beispiel durch Ändern des chemischen Milieus durch Zuführen eines Lösungsmittels) wieder abgelöst werden können. Das Ablösen kann zum Beispiel im Rahmen eines chromatographischen Gradientenlaufs durch eine sukzessive Veränderung einer Lösungsmittelzusammensetzung einer mobilen Phase erfolgen, die durch die Probentrenneinrichtung hindurchgeführt wird, nachdem die einzelnen Fraktionen der fluidischen Probe an dem Probentrennmaterial aufgrund ihrer jeweiligen physikalischen und chemischen Eigenschaften absorbiert worden sind. According to one embodiment, the lumen may be at least partially filled by a sample separation material. Such a sample separating material may be a stationary phase in one Sample Separator (for example, a chromatographic column). Such a sample separation material may contain beads to which fractions of a fluidic sample may be fractionally adsorbed and redissolved (for example, by changing the chemical environment by supplying a solvent). For example, peeling may occur as part of a chromatographic gradient run by a successive change in a mobile phase solvent composition passed through the sample separator after the individual fractions of the fluidic sample have been absorbed on the sample separator due to their respective physical and chemical properties.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann an einem Eingang und/oder an einem Ausgang des Lumens eine Fritte angeordnet sein. Eine solche Fritte kann zum Beispiel ein Filter aus Glas oder Keramik sein, der zum Filtern auch feinster Partikel verwendet werden kann. Das Glas oder die Keramik sind vorzugsweise porös, so dass der zu filternde Stoff wie in einem sehr feinen Sieb in den Poren hängen bleibt. Eine Fritte kann also zum Beispiel ein Sinterkörper sein, durch den das Fluid am Einlass und am Auslass hindurchfließt. Eine solche Fritte kann ein Ausspülen von Probentrennmaterial aus der Probentrenneinrichtung verhindern und kann auch als Filter am Eingang der Probentrenneinrichtung dienen.  According to one embodiment, a frit may be arranged at an entrance and / or at an exit of the lumen. Such a frit can be, for example, a filter made of glass or ceramic, which can be used to filter even the finest particles. The glass or ceramic is preferably porous so that the material to be filtered will stick in the pores as in a very fine sieve. For example, a frit may be a sintered body through which fluid flows at the inlet and at the outlet. Such a frit can prevent rinsing of sample separation material from the sample separation device and can also serve as a filter at the entrance of the sample separation device.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Probentrenneinrichtung eine thermisch isolierende Außenhülle aufweisen. Wenn eine thermisch isolierende Außenhülle vorgesehen ist, können Wärmeverluste nach außen hin gering gehalten werden. Alternativ kann die Probentrenneinrichtung auch als Ganzes in einem Säulenofen oder dergleichen eines Probentrenngeräts angeordnet werden. Dann kann die thermisch isolierende Außenhülse auch weggelassen werden.  According to one embodiment, the sample separation device may comprise a thermally insulating outer shell. If a thermally insulating outer shell is provided, heat losses to the outside can be kept low. Alternatively, the sample separator may be arranged as a whole in a column oven or the like of a sample separator. Then the thermally insulating outer sleeve can also be omitted.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Wandung mindestens drei gebondete Metallschichten aufweisen. Zwei gegenüberliegende Außenflächen der Wandung bildende Metallschichten können von einer Strukturierung frei sein, d.h. können zum Beispiel als durchgehende Metallschichten ausgebildet sein. Mindestens eine dazwischen angeordnete Metallschicht kann hingegen zum Bilden der mikrofluidischen Struktur strukturiert sein, d.h. insbesondere mit einer nutenförmigen Vertiefung oder mit einem entsprechenden Durchgangsloch versehen sein. Auf diese Weise kann durch Strukturierung nur einer einzelnen Metallschicht eine im Prinzip beliebig komplex geformte mikrofluidische Struktur erzeugt werden, die von den beiden vollflächigen Metallschichten außenseitig begrenzt werden kann.  According to an embodiment, the wall may comprise at least three bonded metal layers. Two opposite outer surfaces of the wall-forming metal layers may be free of structuring, i. For example, they may be formed as continuous metal layers. On the other hand, at least one interposed metal layer may be patterned to form the microfluidic structure, i. in particular be provided with a groove-shaped recess or with a corresponding through hole. In this way, by structuring only a single metal layer, in principle, a microfluidic structure of arbitrarily complex shape can be produced, which can be bounded on the outside by the two full-area metal layers.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die mikrofluidische Struktur mittels eines Lithographie- und Ätzverfahrens, mittels eines Laserprozessierverfahrens oder mittels eines mechanischen Abtragverfahrens hergestellt werden. Insbesondere kann eine durchgehende Schicht (zum Beispiel aus einem Metall) mit einem Lithographie- und Ätzverfahren zum Bilden von Kanälen strukturiert werden. Nachfolgend kann diese Metallschicht an einer oder beiden gegenüberliegenden Seiten mit einer weiteren Metallschicht verbunden werden, insbesondere mittels Diffusionsbondens, um dadurch eine integrale Wandungsstruktur auszubilden. Ablation von Schichtmaterial zum Bilden der mikrofluidischen Struktur kann aber auch mittels eines Lasers oder mechanisch (zum Beispiel durch Fräsen, Bohren, etc.) erfolgen.  According to one exemplary embodiment, the microfluidic structure can be produced by means of a lithography and etching method, by means of a laser processing method or by means of a mechanical removal method. In particular, a continuous layer (for example of a metal) may be patterned with a lithography and etching process to form channels. Subsequently, this metal layer can be connected on one or both opposite sides with a further metal layer, in particular by means of diffusion bonding, to thereby form an integral wall structure. However, ablation of layer material to form the microfluidic structure can also be carried out by means of a laser or mechanically (for example by milling, drilling, etc.).

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Wandung zunächst als ebene Schicht oder als ebener Schichtstapel hergestellt werden, die oder der danach unter Bilden des Lumens aufgerollt wird. Das Prozessieren der Wandung in ebener Geometrie ist besonders einfach, um die mikrofluidischen Strukturen präzise auszubilden. Ein anschließendes Aufrollen erlaubt die Überführung der gebondeten Schichten mit integrierter mikrofluidischer Struktur in eine geschlossene hohlzylindrische Wandung, die zur umfänglichen fluidischen Begrenzung der Probentrenneinrichtung dienen kann.  According to one embodiment, the wall may first be produced as a planar layer or as a planar layer stack which is subsequently rolled up to form the lumen. Processing the wall in planar geometry is particularly easy to precisely form the microfluidic structures. Subsequent rolling allows the transfer of the bonded layers with integrated microfluidic structure into a closed hollow cylindrical wall which can serve for the circumferential fluidic confinement of the sample separator.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann nach dem Aufrollen die aufgerollte Schicht in einem Verbindungsbereich bzw. am Stoß verbunden werden, insbesondere mittels Schweißens, Klebens, Lötens, etc. Wird ein Schichtstapel aufgerollt, entsteht eine unverbundene Stelle im Bereich der beiden Enden. Wenn dort verschweißt oder in anderer Weise materialschlüssig verbunden wird, kann mit einfachen Mitteln zuverlässig die Probentrenneinrichtung fertiggestellt werden.  According to one embodiment, after rolling up, the rolled-up layer can be joined in a connection area or at the joint, in particular by means of welding, gluing, soldering, etc. If a layer stack is rolled up, an unconnected location is created in the region of the two ends. If welded there or otherwise materially connected, can be completed with simple means reliably the sample separator.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann beim Herstellen der Wandung ein rechteckförmiger Schichtstapel mit einem kreisförmigen Ansatz hergestellt werden, der rechteckförmige Schichtstapel zum Ausbilden der Wandung mit dem Lumen gerollt werden und der kreisförmige Ansatz zum zumindest teilweisen Verschließen eines Endes des gerollten Schichtstapels umgeklappt werden. Auf diese Weise kann auch ein endseitiger Verschluss der Probentrenneinrichtung integral mit dem Ausbilden von Micro Metal Structures hergestellt werden, indem ein entsprechend strukturierter Schichtstapel mit rechteckigem Hauptabschnitt und kreisförmigem Endabschnitt nach dem Aufrollen einem einfachen Biegen unterzogen wird. According to an embodiment, in forming the wall, a rectangular layer stack may be made with a circular projection, the rectangular layer stacks rolled to form the wall with the lumen, and the circular projection folded over to at least partially close one end of the rolled layer stack. In this way, also an end closure of the sample separator can be made integral with the formation of micro metal structures by subjecting a correspondingly structured layer stack having a rectangular main section and a circular end section to a simple bending after being rolled up.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Trenneinrichtung als chromatographische Trenneinrichtung, insbesondere als Chromatographietrennsäule, ausgebildet sein. Bei einer chromatographischen Trennung kann die Chromatographietrennsäule mit einem Adsorptionsmedium versehen sein. An diesem kann die fluidische Probe aufgehalten werden und erst nachfolgend mit hinreichend Laufmittel (isokratisch) oder bei Anwesenheit einer spezifischen Lösungsmittelzusammensetzung (Gradient) fraktionsweise wieder abgelöst werden, womit die Trennung der Probe in ihre Fraktionen bewerkstelligt wird. According to one embodiment, the separation device can be used as a chromatographic separation device, in particular as Chromatographietrennsäule be formed. In a chromatographic separation, the chromatographic separation column may be provided with an adsorption medium. At this, the fluidic sample can be stopped and only then with appropriate eluent (isocratic) or in the presence of a specific solvent composition (gradient) fractionally detached again, thus the separation of the sample is accomplished in their fractions.

Das Probentrenngerät kann ein mikrofluidisches Messgerät, ein Life Science-Gerät, ein Flüssigchromatographiegerät, eine HPLC (High Performance Liquid Chromatography), eine UHPLC-Anlage, ein SFC-(superkritische Flüssigchromatographie)Gerät, ein Gaschromatographiegerät, ein Elektrochromatographiegerät und/oder ein Gelelektrophoresegerät sein. Allerdings sind viele andere Anwendungen möglich.  The sample separation device may be a microfluidic measuring device, a life science device, a liquid chromatography device, a high performance liquid chromatography (HPLC), a UHPLC system, an SFC (Supercritical Liquid Chromatography) device, a gas chromatography device, an electrochromatography device, and / or a gel electrophoresis device , However, many other applications are possible.

Die Fluidpumpe kann zum Beispiel dazu eingerichtet sein, die mobile Phase mit einem hohen Druck, zum Beispiel einige 100 bar bis hin zu 1000 bar und mehr, durch das System hindurch zu befördern.  For example, the fluid pump may be configured to convey the mobile phase through the system at a high pressure, for example, from a few hundred bars up to 1000 bars or more.

Das Probentrenngerät kann einen Probeninjektor zum Einbringen der Probe in den fluidischen Trennpfad aufweisen. Ein solcher Probeninjektor kann eine mit einem Sitz koppelbare Injektionsnadel in einem entsprechenden Flüssigkeitspfad aufweisen, wobei die Nadel aus diesem Sitz herausgefahren werden kann, um Probe aufzunehmen, wobei nach dem Wiedereinführen der Nadel in den Sitz die Probe sich in einem Fluidpfad befindet, der, zum Beispiel durch das Schalten eines Ventils, in den Trennpfad des Systems hineingeschaltet werden kann, was zum Einbringen der Probe in den fluidischen Trennpfad führt.  The sample separator may include a sample injector for introducing the sample into the fluidic separation path. Such a sample injector may comprise a syringe-dockable injection needle in a corresponding fluid path, which needle may be withdrawn from that seat to receive sample, wherein upon reintroduction of the needle into the seat, the sample is in a fluid path which, for Example, by switching a valve, can be switched into the separation path of the system, which leads to the introduction of the sample in the fluidic separation path.

Das Probentrenngerät kann einen Fraktionssammler zum Sammeln der getrennten Komponenten aufweisen. Ein solcher Fraktionssammler kann die verschiedenen Komponenten zum Beispiel in verschiedene Flüssigkeitsbehälter führen. Die analysierte Probe kann aber auch einem Abflussbehälter zugeführt werden.  The sample separator may include a fraction collector for collecting the separated components. Such a fraction collector may carry the various components, for example, into different liquid containers. The analyzed sample can also be fed to a drain tank.

Vorzugsweise kann das Probentrenngerät 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.  Preferably, the sample separation device may comprise a detector for detecting the separated components. Such a detector may generate a signal which can be observed and / or recorded and which is indicative of the presence and amount of sample components in the fluid flowing through the system.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

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.  Other objects and many of the attendant advantages of embodiments of the present invention will be readily appreciated and become better understood by reference to the following more particular description of embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. Features that are substantially or functionally the same or similar are given the same reference numerals.

1 zeigt ein HPLC-System als Probentrenngerät gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. 1 shows an HPLC system as a sample separation device according to an exemplary embodiment of the invention.

2 zeigt eine Probentrenneinrichtung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. 2 shows a sample separator according to an exemplary embodiment of the invention.

3 zeigt eine Querschnittsansicht der Probentrenneinrichtung gemäß 2. 3 shows a cross-sectional view of the sample separator according to 2 ,

4 zeigt eine Vorform der Probentrenneinrichtung gemäß 2. 4 shows a preform of the sample separator according to 2 ,

5 zeigt einen Schichtstapel der Probentrenneinrichtung gemäß 2. 5 shows a layer stack of the sample separator according to 2 ,

6 zeigt eine Vorform einer Probentrenneinrichtung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. 6 shows a preform of a sample separator according to an exemplary embodiment of the invention.

7 zeigt eine Vorform einer Probentrenneinrichtung gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. 7 shows a preform of a sample separator according to another exemplary embodiment of the invention.

8 bis 10 zeigen eine mittels additiver Fertigung hergestellte Probentrenneinrichtung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. 8th to 10 show a produced by additive manufacturing sample separation device according to an exemplary embodiment of the invention.

11 zeigt eine Apparatur zum Herstellen eine Probentrenneinrichtung mittels additiver Fertigung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. 11 shows an apparatus for manufacturing a sample separator by means of additive manufacturing according to an exemplary embodiment of the invention.

12 zeigt ein Herstellen einer Probentrenneinrichtung mittels Verbindens zweier Rohre gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. 12 shows a manufacturing of a sample separator by connecting two tubes according to an exemplary embodiment of the invention.

Die Darstellung in den Zeichnungen ist schematisch.  The illustration in the drawings is schematic.

Bevor bezugnehmend auf die Figuren exemplarische Ausführungsbeispiele beschrieben werden, sollen einige grundlegende Überlegungen zusammengefasst werden, basierend auf denen exemplarische Ausführungsbeispiele der Erfindung abgeleitet worden sind. Before describing exemplary embodiments with reference to the figures, some basic considerations will be summarized based on those exemplary embodiments of the invention have been derived.

In einer (zum Beispiel chromatographischen) Probentrenneinrichtung ist es vorteilhaft, ein Lösungsmittel (auch als mobile Phase bezeichnet) und/oder eine fluidische Probe (das heißt die eigentlich zu trennende Probe) stromaufwärts und/oder stromabwärts einer Probentrenneinrichtung zu temperieren, um einerseits die Probentrennung bei einer definierten Temperatur durchführen zu können und um andererseits das Fluid auf eine Detektortemperatur stromabwärts der Probentrenneinrichtung vorzubereiten. Dies erlaubt ein wirksames Unterdrücken adiabatischer Störungen während der Probentrennung. In a (for example chromatographic) sample separation device, it is advantageous to temper a solvent (also referred to as mobile phase) and / or a fluidic sample (that is to say the sample actually to be separated) upstream and / or downstream of a sample separation device, on the one hand the sample separation to be able to perform at a defined temperature and, on the other hand, to prepare the fluid to a detector temperature downstream of the sample separator. This allows effective suppression of adiabatic disturbances during sample separation.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine Micro-Metal-Struktur in einer Wandung einer Probentrenneinrichtung erzeugt, um dort einen Wärmeaustausch zwischen durch die mikrofluidische Struktur fließendem Fluid und durch das Lumen der Probentrenneinrichtung fließendem Fluid zu ermöglichen. Hierfür kann aus einem Schichtstapel ein Röllchen gedreht werden, dessen Wandung die mikrofluidische Struktur enthält und dessen Lumen mit Probentrennmaterial gefüllt sein kann. Mit anderen Worten kann gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel eine Probentrenneinrichtung, insbesondere in Form einer chromatographischen Trennsäule, mit einer mikrofluidischen Struktur geschaffen werden, die als Wärmetauscher in der Säulenwandung fungiert.  According to an exemplary embodiment of the invention, a micro-metal structure is created in a wall of a sample separator to allow for heat exchange between fluid flowing through the microfluidic structure and fluid flowing through the lumen of the sample separator. For this purpose, a roller can be rotated from a layer stack whose wall contains the microfluidic structure and the lumen can be filled with sample separation material. In other words, according to an exemplary embodiment, a sample separation device, in particular in the form of a chromatographic separation column, can be provided with a microfluidic structure which functions as a heat exchanger in the column wall.

Das Herstellen einer solchen Probentrenneinrichtung kann, wie bereits angesprochen, mittels Micro Metal Structures erfolgen. Alternativ kann eine solche Säulenwandung mit integrierter mikrofluidischer Struktur aber auch durch dreidimensionales Drucken oder eine andere Ausführungsform additiver Fertigung hergestellt werden. Ferner ist es möglich, eine solche Wandung aus zwei oder mehr Rohren herzustellen, wobei ein äußeres Rohr auf ein inneres Rohr aufgeschrumpft wird und dabei eine Kanalstruktur zwischen dem äußeren und dem inneren Rohr (beispielsweise durch ein Gewinde an einer Außenfläche des inneren Rohrs und/oder an einer Innenfläche des äußeren Rohrs) erzeugt wird.  The production of such a sample separator can, as already mentioned, be effected by means of micro metal structures. Alternatively, such a column wall with integrated microfluidic structure can also be produced by three-dimensional printing or another form of additive manufacturing. Furthermore, it is possible to make such a wall from two or more tubes, wherein an outer tube is shrunk onto an inner tube and thereby a channel structure between the outer and the inner tube (for example by a thread on an outer surface of the inner tube and / or on an inner surface of the outer tube) is generated.

In der HPLC werden herkömmlich Säulen aus einem Festkörperrohr hergestellt. Die Wand der Säule ist so dick, dass sie den im Betrieb anfallenden Drücken standhalten kann, ohne beschädigt oder zerstört zu werden. Um eine Säule zu heizen, ist eine Konvektion mit erwärmter Luft, ein Vorheizen des Lösungsmittels vor dem Einströmen in die Säule und/oder eine direkte Kopplung der Säule mit Heizelementen möglich. Solche herkömmlichen Heizprinzipien erlauben es häufig nicht, ausreichend schnell einen gewünschten Temperaturgradienten zu erzeugen, ohne dissipative Effekte einzukoppeln. Auch ist das Zuführen einer entsprechend hohen Heizenergie herkömmlich schwierig.  In HPLC, columns are conventionally made from a solid-state tube. The wall of the column is so thick that it can withstand the pressures generated during operation without being damaged or destroyed. To heat a column, convection with heated air, preheating of the solvent prior to flowing into the column and / or direct coupling of the column to heating elements is possible. Such conventional heating principles often fail to produce a desired temperature gradient sufficiently quickly without coupling dissipative effects. Also, supplying a correspondingly high heating energy is conventionally difficult.

Daher können gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel ein Wärmetauscher zum Vorheizen des Lösungsmittels und ein Säulenkörper zum Führen eines Fluids in einem axialen Lumen innerhalb des Wärmetauschers einstückig ausgebildet werden. Auch kann eine entsprechende Probentrenneinrichtung mit einem Heizelement versehen werden. Unter Verwendung von Micro-Metal-Fluidic-Technologie ist es möglich, ein strukturiertes Metallblech zu einem Röhrchen zu rollen, in das eine Vorheizfunktionalität integriert sein kann. Auf diese Weise kann eine weniger aufwendige Lösung erhalten werden als ein herkömmlicher Säulenofen. Ferner ist es möglich, eine Kombination aus einem Vorheizen eines Lösungsmittels und einem Heizen der Säule zu implementieren, um einen direkten Temperaturausgleich der Säule zu erreichen. Insbesondere ist es gemäß exemplarischen Ausführungsbeispielen auch möglich, schneller und/oder auf höhere Temperaturen zu heizen und damit schnelle Temperaturgradienten einzustellen. Da die Temperatur der Säule und der mobilen Phase die chromatografische Retention beeinflussen, kann auch ein Temperaturgradient zum Eluieren von Fraktionen einer Probe von der Säule verwendet werden. Dann kann ein Temperaturgradient zum Beispiel einen Lösungsmittelgradienten ersetzen oder ergänzen. Bevorzugte Anwendungsgebiete von exemplarischen Ausführungsbeispielen sind HTLC (High Temperature Liquid Chromatography) oder SBWC (Subcritical Water Chromatography).  Therefore, according to an exemplary embodiment, a heat exchanger for preheating the solvent and a column body for guiding a fluid in an axial lumen may be integrally formed within the heat exchanger. Also, a corresponding sample separator can be provided with a heating element. Using micro metal fluidic technology, it is possible to roll a patterned metal sheet into a tube into which preheat functionality can be integrated. In this way, a less expensive solution can be obtained than a conventional column oven. Further, it is possible to implement a combination of preheating a solvent and heating the column to achieve direct temperature balance of the column. In particular, according to exemplary embodiments, it is also possible to heat faster and / or to higher temperatures and thus to set fast temperature gradients. Since the temperature of the column and mobile phase affect chromatographic retention, a temperature gradient can also be used to elute fractions of a sample from the column. For example, a temperature gradient may replace or supplement a solvent gradient. Preferred application areas of exemplary embodiments are HTLC (High Temperature Liquid Chromatography) or SBWC (Subcritical Water Chromatography).

Exemplarische Ausführungsbeispiele haben den Vorteil, dass ein erhöhter Temperaturbereich von bis zu 400°C und mehr erreicht werden kann, ohne dass für die Heizung ein hoher Energiebedarf anfällt. Letzteres kann durch die oben beschriebene thermische Isolation erreicht werden. Indem ein Temperaturgradient programmiert wird, kann die Menge von organischem Lösungsmittel in der mobilen Phase reduziert werden, um eine Retention einzustellen. Exemplarische Ausführungsbeispiele ermöglichen es auch, lediglich Wasser bei erhöhter Temperatur zum Trennen zu verwenden. Ein organisches Lösungsmittel kann dann ganz oder teilweise entbehrlich sein. Gemäß exemplarischen Ausführungsbeispielen ist es darüber hinaus möglich, einen thermischen Gleichgewichtszustand schneller zu erreichen und dadurch die Zeit für eine Analyse zu reduzieren als dies herkömmlich der Fall ist. Es ist auch möglich, in der Probentrenneinrichtung anstelle adiabatischer Verhältnisse isotherme Verhältnisse einzustellen.  Exemplary embodiments have the advantage that an elevated temperature range of up to 400 ° C and more can be achieved without a high energy requirement for the heating. The latter can be achieved by the thermal insulation described above. By programming a temperature gradient, the amount of organic solvent in the mobile phase can be reduced to adjust retention. Exemplary embodiments also make it possible to use only water at elevated temperature for separation. An organic solvent can then be completely or partially dispensable. Moreover, according to exemplary embodiments, it is possible to more quickly achieve a thermal equilibrium state and thereby reduce the time for analysis than is conventionally the case. It is also possible to set isothermal conditions in the sample separation device instead of adiabatic conditions.

1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines HPLC-Systems als Beispiel für ein Probentrenngerät 10, wie es zum Beispiel zur Flüssigkeitschromatographie verwendet werden kann. Eine Fluidpumpe als Fluidantrieb 20, der mit Lösungsmitteln aus einer Versorgungseinheit 25 versorgt wird, treibt eine mobile Phase durch eine Probentrenneinrichtung 30 (wie zum Beispiel eine chromatographische Säule), die eine stationäre Phase beinhaltet. Ein Entgaser 27 kann die Lösungsmittel entgasen, bevor diese dem Fluidantrieb 20 zugeführt werden. Eine Probenaufgabeeinheit 40 mit einem Schaltventil oder Fluidventil 95 ist zwischen dem Fluidantrieb 20 und der Probentrenneinrichtung 30 angeordnet, um eine Probenflüssigkeit in den fluidischen Trennpfad einzubringen. Die stationäre Phase der Probentrenneinrichtung 30 ist dazu vorgesehen, Komponenten der Probe zu separieren. Ein Detektor 50, zum Beispiel aufweisend eine Flusszelle, detektiert separierte Komponenten der Probe. Ein Fraktionierer 60 kann dazu vorgesehen werden, separierte Komponenten der Probe in dafür vorgesehene Behälter auszugeben. Nicht mehr benötigte Flüssigkeiten können in einen Abflussbehälter ausgegeben werden. 1 shows the basic structure of an HPLC system as an example of a sample separator 10 as it is for example Liquid chromatography can be used. A fluid pump as a fluid drive 20 containing solvents from a supply unit 25 supplied drives a mobile phase through a sample separator 30 (such as a chromatographic column) containing a stationary phase. A degasser 27 can degas the solvents before they drive the fluid 20 be supplied. A sample application unit 40 with a switching valve or fluid valve 95 is between the fluid drive 20 and the sample separator 30 arranged to introduce a sample liquid in the fluidic separation path. The stationary phase of the sample separator 30 is intended to separate components of the sample. A detector 50 , for example comprising a flow cell, detects separated components of the sample. A fractionator 60 may be provided to dispense separated components of the sample in dedicated containers. Liquids no longer needed can be dispensed into a drain tank.

Eine Steuereinheit 70 steuert die einzelnen Komponenten 20, 25, 27, 30, 40, 50, 60, 95 des Probentrenngeräts 10. A control unit 70 controls the individual components 20 . 25 . 27 . 30 . 40 . 50 . 60 . 95 of the sample separator 10 ,

Bei der Probentrenneinrichtung 30 sind mikrofluidische Kanäle oder Strukturen 106 in einer im Wesentlichen hohlzylindrischen Wandung 100 integrierte Fluidleitungen, durch die eine mobile Phase bzw. eine fluidische Probe fließen kann. Dies ist in 1 in einem Detail 179 schematisch dargestellt. Zum Bewerkstelligen eines Wärmeausgleichs eines durch die Probentrenneinrichtung 30 fließenden Fluids fließt dieses zunächst von einem Eingang 116 der Probentrenneinrichtung 30 in Richtung hin zu einem Ausgang 118 der Probentrenneinrichtung 30, von dort (zum Beispiel entlang eines in 1 nicht im Detail dargestellten helikalen oder mäandrischen Flusspfads) zurück Richtung Eingang 116, um dann von dort durch chromatographisches Probentrennmaterial 122 geradlinig in einem von der Wandung 100 umfänglich begrenzten zentralen Lumen 102 radial innerhalb der mikrofluidischen Struktur 106 wieder zurück zum Ausgang 118 zu fließen, wo das Fluid die Probentrenneinrichtung 30 verlässt (siehe die in dem Detail 179 schematisch angezeigte Trajektorie, bei der Pfeile die Fließrichtung anzeigen). At the sample separator 30 are microfluidic channels or structures 106 in a substantially hollow cylindrical wall 100 integrated fluid lines through which a mobile phase or a fluidic sample can flow. This is in 1 in a detail 179 shown schematically. To effect a heat balance of one through the sample separator 30 flowing fluid first flows from an input 116 the sample separator 30 towards an exit 118 the sample separator 30 , from there (for example, along an in 1 not shown in detail helical or meandering river paths) back towards the entrance 116 and then from there through chromatographic sample separation material 122 straight in one of the wall 100 circumferentially limited central lumen 102 radially within the microfluidic structure 106 back to the exit 118 to flow where the fluid is the sample separator 30 leaves (see the in the detail 179 schematically indicated trajectory in which arrows indicate the direction of flow).

Die in 1 schematisch gezeigte Probentrenneinrichtung 30 zum Trennen einer fluidischen Probe in dem Probentrenngerät 10 weist also die Wandung 100 auf, die das Lumen 102 zum Durchführen der fluidischen Probe zum Trennen der fluidischen Probe begrenzt. Die als Wärmetauscher 104 ausgebildete mikrofluidische Struktur 106 ist in der Wandung 100 integriert. In the 1 schematically shown sample separation device 30 for separating a fluidic sample in the sample separator 10 has the wall 100 on that the lumen 102 limited to performing the fluidic sample for separating the fluidic sample. The as a heat exchanger 104 formed microfluidic structure 106 is in the wall 100 integrated.

Ein Fluid (zum Beispiel die mobile Phase und/oder die fluidische Probe) fließt (was der schematischen Darstellung gemäß 1 nicht im Detail zu entnehmen ist) beim Durchlaufen der Probentrenneinrichtung 30 vorzugsweise zunächst helikal innerhalb der Wandung 100 der Probentrenneinrichtung 30 um und fließt erst dann durch das Lumen 102 innerhalb der Wandung 100 der Probentrenneinrichtung 30 geradlinig hindurch. Während der helikalen Bewegung entlang einer verlängerten Trajektorie erfolgt ein Wärmeaustausch zwischen dem helikal umlaufenden Fluid in der mikrofluidischen Struktur 106 und dem längsströmenden Fluid in dem Lumen 102 durch gut wärmeleitfähiges Material der Wandung 100. Während des Längsströmens entlang des Lumens 102 durchfließt dann das Fluid die Probentrenneinrichtung 30. Auf diese Weise ist in die Probentrenneinrichtung 30 eine Wärmetauschfunktion integriert. A fluid (for example, the mobile phase and / or the fluidic sample) flows (as shown in the schematic illustration) 1 can not be seen in detail) when passing through the sample separator 30 preferably initially helical within the wall 100 the sample separator 30 and then flows through the lumen 102 inside the wall 100 the sample separator 30 straight through. During helical movement along an elongated trajectory, heat exchange occurs between the helically circulating fluid in the microfluidic structure 106 and the longitudinal fluid in the lumen 102 by good heat conductive material of the wall 100 , During the longitudinal flow along the lumen 102 then the fluid flows through the sample separator 30 , In this way is in the sample separator 30 integrated a heat exchange function.

2 zeigt eine Probentrenneinrichtung 30 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. 3 zeigt eine Querschnittsansicht der Probentrenneinrichtung 30 gemäß 2. 4 zeigt eine Vorform der Probentrenneinrichtung 30 gemäß 2, wie sie während eines Herstellungsverfahrens erhalten wird. 5 zeigt einen Schichtstapel der Probentrenneinrichtung 30 gemäß 2, wie er während eines Herstellungsverfahrens erhalten wird. 2 shows a sample separator 30 according to an exemplary embodiment of the invention. 3 shows a cross-sectional view of the sample separator 30 according to 2 , 4 shows a preform of the sample separator 30 according to 2 as obtained during a manufacturing process. 5 shows a layer stack of sample separation device 30 according to 2 as obtained during a manufacturing process.

Bei der in 2 bis 5 dargestellten Probentrenneinrichtung 30 ist die Wandung 100 durch drei gebondete metallische Schichten 108 gebildet (siehe 3), zwischen denen ein Hohlraum als mikrofluidische Struktur 106 mittels Strukturierens einer zentralen der drei Schichten 108 ausgebildet ist. Die als Wärmetauscher 104 ausgebildete mikrofluidische Struktur 106 in der Wandung 100 ist darüber hinaus ausgebildet, einen Wärmeaustausch zwischen einem durch das Lumen 102 fließenden Fluid und einem durch die mikrofluidische Struktur 106 fließenden Fluid zu bewerkstelligen, wobei ein Wärmefluss durch die wärmeleitfähige Wandung 100 vermittelt werden kann. At the in 2 to 5 Sample separator shown 30 is the wall 100 through three bonded metallic layers 108 formed (see 3 ), between which a cavity as a microfluidic structure 106 by structuring a central one of the three layers 108 is trained. The as a heat exchanger 104 formed microfluidic structure 106 in the wall 100 is also designed to heat exchange between one through the lumen 102 flowing fluid and through the microfluidic structure 106 flowing fluid to accomplish, with a heat flow through the thermally conductive wall 100 can be taught.

Zu diesem Zweck ist die mikrofluidische Struktur 106 ausgebildet, ein an dem Eingang 116 der Probentrenneinrichtung 30 einströmendes Fluid durch die mikrofluidische Struktur 106 bis zu dem Ausgang 118 zu transportieren, von dem Ausgang 118 durch die mikrofluidische Struktur 106 zurück in umfänglicher Richtung zu dem Eingang 116 zurückzuführen und im Bereich des Eingangs 116 in das Lumen 102 einzuführen. Genauer gesagt wird, siehe 4, das Fluid von dem Eingang 116 zunächst geradlinig in Richtung zum Ausgang 118 gefördert und danach umlaufend durch die mikrofluidische Struktur 106 zu einem Lumeneingang 116‘ nahe des Eingangs 116 zurückgeführt. Während dieses Umlaufens erfolgt der Wärmetausch. Am Lumeneingang 116‘ fließt das Fluid dann in das Lumen 102 ein und verlässt nach Durchfließen des Lumens 102 dieses und die Probentrenneinrichtung 30 als Ganzes am Ausgang 118. For this purpose, the microfluidic structure 106 trained, one at the entrance 116 the sample separator 30 inflowing fluid through the microfluidic structure 106 to the exit 118 to transport from the exit 118 through the microfluidic structure 106 back in the circumferential direction to the entrance 116 attributed and in the area of the entrance 116 into the lumen 102 introduce. More specifically, see 4 , the fluid from the entrance 116 straight ahead towards the exit 118 promoted and then circulating through the microfluidic structure 106 to a lumen entrance 116 ' near the entrance 116 recycled. During this circulation, the heat exchange takes place. At the lumen entrance 116 ' the fluid then flows into the lumen 102 and leaves after flowing through the lumen 102 this and the sample separator 30 as a whole at the exit 118 ,

Mit Vorteil kann die mikrofluidische Struktur 106 als Mischung aus einer Mäanderstruktur und einer helikalen Struktur ausgebildet sein. Eine solche Mischstruktur wird erhalten, wenn der in 4 gezeigte Schichtstapel zu einer hohlkreiszylindrischen Struktur umgebogen (zum Beispiel aufgerollt) wird. Advantageously, the microfluidic structure 106 be formed as a mixture of a meander structure and a helical structure. Such a mixed structure is obtained when the in 4 shown layer stack to a hollow circular cylindrical structure bent (for example, rolled up) is.

Eine Heizeinrichtung 120 der Probentrenneinrichtung 30 kann mit der Wandung 100 thermisch gekoppelt sein. Vorzugsweise umgibt die Heizeinrichtung 120 eine Außenfläche der Wandung 100. Zum Beispiel kann die Heizeinrichtung 120 eine aufgesputterte Heizstruktur oder eine aufgewickelte Heizstruktur sein, die jeweils eine ohmsche Heizung ermöglicht. A heating device 120 the sample separator 30 can with the wall 100 be thermally coupled. Preferably, the heater surrounds 120 an outer surface of the wall 100 , For example, the heater 120 be a sputtered heating structure or a wound heating structure, each of which allows ohmic heating.

Um eine fluidische Probe beim Durchströmen des Lumens 102 trennen zu können, ist das Lumen 102 mit einem chromatographischen Probentrennmaterial 122 gefüllt. An dem Eingang 116 und an dem Ausgang 118 des Lumens 102 ist jeweils eine zum Beispiel als Sinterkörper ausgebildete Fritte 124 angeordnet. To a fluidic sample as it flows through the lumen 102 to be able to separate is the lumen 102 with a chromatographic sample separation material 122 filled. At the entrance 116 and at the exit 118 of the lumen 102 is in each case a frit formed, for example, as a sintered body 124 arranged.

Ferner weist die Probentrenneinrichtung 30 gemäß 2 bis 5 eine thermisch isolierende Außenhülle 126 auf, siehe 3. Dies kann zum Beispiel aus einer Keramik hergestellt werden. Furthermore, the sample separator 30 according to 2 to 5 a thermally insulating outer shell 126 up, see 3 , This can be made, for example, from a ceramic.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist, wie am besten in 5 und 4 zu erkennen ist, die Wandung 100 durch drei gebondete Metallschichten 108 ausgebildet, von denen die beiden äußeren von einer Strukturierung frei sind und die dazwischen angeordnete mittlere Metallschicht 108 zum Bilden der mikrofluidischen Struktur 106 strukturiert ist. Genauer gesagt wird in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel die Wandung 100 mit der mikrofluidischen Struktur 106 hergestellt, indem die drei genannten metallischen Schichten 108, von denen die mittlere mikrostrukturiert ist, mittels Diffusionsbondens miteinander zu einem integralen Schichtstapel 130 verbunden werden und der Schichtstapel 130 zum Bilden des Lumens 102 zu einem Hohlzylinder gerollt wird. Daher kann die Wandung 100 zunächst als ebene Schicht hergestellt werden, die danach unter Bilden des Lumens 102 aufgerollt wird. Nach dem Aufrollen kann die aufgerollte Schicht an einer Verbindungsstelle verschweißt werden. Die mikrofluidische Struktur 106 kann in der zentralen Metallschicht 108 zum Beispiel mittels eines Lithographie- und Ätzverfahrens oder mittels eines Laserprozessierverfahrens hergestellt werden. In the illustrated embodiment, as best shown in FIG 5 and 4 you can see the wall 100 through three bonded metal layers 108 formed, of which the two outer of a structuring are free and arranged therebetween middle metal layer 108 for forming the microfluidic structure 106 is structured. More specifically, in the described embodiment, the wall 100 with the microfluidic structure 106 made by the three mentioned metallic layers 108 of which the middle is microstructured by means of diffusion bonding together to form an integral layer stack 130 be connected and the layer stack 130 to make the lumen 102 is rolled to a hollow cylinder. Therefore, the wall can 100 are first prepared as a flat layer, then forming the lumen 102 being rolled up. After rolling, the rolled up layer can be welded at a joint. The microfluidic structure 106 can be in the central metal layer 108 For example, be prepared by means of a lithography and etching process or by means of a Laserprozessierverfahrens.

Mit Vorteil kann beim Herstellen der Wandung 100 zunächst ein am besten in 4 zu erkennender rechteckförmiger Schichtstapel 130 mit einem kreisförmigen Ansatz 136 hergestellt werden. Nachfolgend kann der rechteckförmige Schichtstapel 130 zum Ausbilden der hohlzylindrischen Wandung 100 mit dem Lumen 102 gerollt werden und der kreisförmige Ansatz 136 zum Verschließen eines Endes des gerollten Schichtstapels 130 umgeklappt werden. Advantageously, when making the wall 100 First, a best in 4 to be recognized rectangular stack of layers 130 with a circular approach 136 getting produced. Subsequently, the rectangular layer stack 130 for forming the hollow cylindrical wall 100 with the lumen 102 to be rolled and the circular approach 136 for closing one end of the rolled layer stack 130 be folded.

2 zeigt eine Seitenansicht der gesamten Probentrenneinrichtung 30 mit integriertem Wärmetauscher 104, integrierter Vorheizung (siehe Bezugszeichen 120) und integrierter thermischer Isolationshülle (siehe Bezugszeichen 126). 3 zeigt eine Querschnittsansicht durch die einzelnen Schichten der Probentrenneinrichtung 30. 4 zeigt, wie die integralen Metallschichten 108 der Wandung 100 mittels Strukturierens und Bondens ausgebildet werden können, um die mikrofluidische Struktur 106 zu bilden. Die im Wesentlichen rechteckige Konfiguration gemäß 4 kann dann aufgerollt werden, um die fertige Probentrenneinrichtung 30 gemäß 2 und 3 zu erhalten. Nach dem Aufrollen und Verschweißen entlang einer Verbindungsnaht kann dann der kreisförmige Fortsatz 136 umgeklappt werden, um ein Ende der Probentrenneinrichtung 30 zu verschließen. 2 shows a side view of the entire sample separator 30 with integrated heat exchanger 104 , integrated preheating (see reference number 120 ) and integrated thermal insulation sheath (see reference numeral 126 ). 3 shows a cross-sectional view through the individual layers of the sample separator 30 , 4 shows how the integral metal layers 108 the wall 100 can be formed by structuring and bonding to the microfluidic structure 106 to build. The substantially rectangular configuration according to 4 can then be rolled up to the finished sample separator 30 according to 2 and 3 to obtain. After rolling up and welding along a joint then the circular extension 136 be folded down to one end of the sample separator 30 to close.

5 zeigt mittels Diffusionsbondens gebondete Micro Metal Structures in Form der aus Edelstahl hergestellten Metallschichten 108, die integral miteinander verbunden werden. 5 shows by means of diffusion bonding bonded micro metal structures in the form of the metal layers made of stainless steel 108 which are integrally connected with each other.

Das Ausführungsbeispiel gemäß 2 bis 5 erlaubt es, die Probentrenneinrichtung 30 sowie darin verarbeitetes Fluid (insbesondere Lösungsmittel und fluidische Probe) zügig in einen stabilen thermischen Soll-Zustand zu überführen. Dies erlaubt insbesondere das Fahren schneller Temperaturgradienten (zum Beispiel für eine chromatographische Trennung ohne organisches Lösungsmittel). Eine entsprechende Probentrenneinrichtung 30 kann auch mit geringem Herstellungsaufwand gefertigt werden. The embodiment according to 2 to 5 allows the sample separator 30 as well as processed therein fluid (in particular solvent and fluidic sample) quickly to convert into a stable thermal target state. In particular, this allows driving fast temperature gradients (for example, for a chromatographic separation without organic solvent). A corresponding sample separator 30 can also be manufactured with low production costs.

6 zeigt eine Vorform einer Probentrenneinrichtung 30 gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. 7 zeigt eine Vorform einer Probentrenneinrichtung 30 gemäß einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. 6 shows a preform of a sample separator 30 according to another exemplary embodiment of the invention. 7 shows a preform of a sample separator 30 according to another exemplary embodiment of the invention.

6 und 7 zeigen, dass andere Kanalgeometrien als die gemäß 4 dargestellte möglich sind. Gemäß 6 vollführt das Fluid beim Durchlaufen der mikrofluidischen Struktur 106 nach dem Aufrollen des dort gezeigten Schichtstapels eine umlaufende Bewegung zwischen Eingang 116 und Ausgang 118. Bei der Konfiguration gemäß 7 legt das Fluid beim Durchlaufen der dort gezeigten mikrofluidischen Struktur 106 mehrmals den Weg zwischen Säulenanfang und Säulenende zurück und fließt im Wesentlichen parallel bzw. antiparallel zu dem durch das Lumen 102 fließenden Fluid. Durch die Konfigurationen gemäß 6 und 7 kann eine insbesondere geringe Wärmekapazität aufgrund der Tatsache erreicht werden, dass eine zusätzliche Schicht zur Druckstabilität entbehrlich sein kann. Es ist auch kein zusätzlicher thermischer Widerstand (zum Beispiel zum Beispiel infolge von Luftspalten) zwischen dem Flusspfad und dem Heizelement zu befürchten. 6 and 7 show that channel geometries other than those according to 4 shown are possible. According to 6 performs the fluid as it passes through the microfluidic structure 106 after rolling up the layer stack shown there, a circumferential movement between the input 116 and exit 118 , In the configuration according to 7 places the fluid when passing through the microfluidic structure shown there 106 several times the way back between the beginning of the column and the end of the column and flows in Substantially parallel or antiparallel to that through the lumen 102 flowing fluid. Due to the configurations according to 6 and 7 In particular, a low heat capacity can be achieved due to the fact that an additional layer for pressure stability can be dispensable. Also, there is no fear of additional thermal resistance (for example, due, for example, to air gaps) between the flow path and the heating element.

Die gezeigten Ausführungsbeispiele können einen Wärmetauscher 104 in eine Probentrenneinrichtung 30 implementieren, die mit ganz unterschiedlichen Micro-Metal-Fluidic-Strukturen gebildet werden kann. Eine speziell einstellbare Konfiguration der Geometrie der mikrofluidischen Struktur 106 erlaubt es, die Probentrenneinrichtung 30 mit bestimmten thermischen Effekten zu beaufschlagen. Es ist ebenfalls möglich, gemäß exemplarischen Ausführungsbeispielen die gesamte Probentrenneinrichtung 30 mit einer relativ niedrigen Energiemenge stabil zu halten. The embodiments shown may be a heat exchanger 104 in a sample separator 30 implement, which can be formed with very different micro metal fluidic structures. A specially configurable configuration of the geometry of the microfluidic structure 106 allows the sample separator 30 to apply certain thermal effects. It is also possible, according to exemplary embodiments, the entire sample separator 30 stable with a relatively low amount of energy.

8 bis 10 zeigen eine mittels additiver Fertigung hergestellte Probentrenneinrichtung 30 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. 8th to 10 show a prepared by additive manufacturing sample separation device 30 according to an exemplary embodiment of the invention.

8 zeigt einen helikalen Wärmetauscher 104, der zum Beispiel mittels dreidimensionalen Druckens in der Wandung 100 der Probentrenneinrichtung 30 erzeugt werden kann. Gemäß 9 ist diese mikrofluidische Struktur 106 im Inneren eines dreidimensional gefertigten (zum Beispiel dreidimensional gedruckten) Körpers in Form der Wandung 100 dargestellt. 10 zeigt eine Übersicht von Konstituenten gemäß 9 und 8. 8th shows a helical heat exchanger 104 , for example, by means of three-dimensional printing in the wall 100 the sample separator 30 can be generated. According to 9 is this microfluidic structure 106 inside a three-dimensionally produced (for example, three-dimensionally printed) body in the form of the wall 100 shown. 10 shows an overview of constituents according to 9 and 8th ,

11 zeigt eine Apparatur 177 zum Herstellen einer Probentrenneinrichtung 30 mittels additiver Fertigung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Mit anderen Worten ist in 11 dargestellt, wie die Wandung 100 mit der mikrofluidischen Struktur 106 mittels additiven Fertigens hergestellt werden kann. Genauer gesagt wird gemäß 11 die Wandung 100 mit der mikrofluidischen Struktur 106 mittels selektiven Verfestigens einer Suspension 181 aus Keramikpartikeln 132 mit einem mittels elektromagnetischer Strahlung aushärtbaren Bindemittel 134 ausgebildet (siehe Detail 230). 11 shows an apparatus 177 for producing a sample separator 30 by additive manufacturing according to an exemplary embodiment of the invention. In other words, in 11 represented as the wall 100 with the microfluidic structure 106 can be prepared by additive manufacturing. More specifically, according to 11 the wall 100 with the microfluidic structure 106 by means of selective solidification of a suspension 181 made of ceramic particles 132 with a curable by electromagnetic radiation binder 134 trained (see detail 230 ).

11 zeigt einen Behälter 200 mit der Suspension 181 aus den Keramikpartikeln 132 (zum Beispiel Aluminiumoxid)) und dem Bindemittel 134. Ein Trägertisch 204 ist verfahrbar (siehe Doppelpfeil 206) in dem Behälter 200 angeordnet. Ein Laser 128 (oder eine andere elektromagnetische Strahlungsquelle) kann einen verfahrbaren (siehe Bezugszeichen 299) Laserstrahl 208 auf auswählbare Abschnitte der Suspension 181 richten, um diese gezielt bzw. selektiv zu verfestigen. Wenn der Träger 204 im Bereich einer Oberfläche 199 der Suspension 181 angeordnet ist, kann eine unterste Schicht 210 der Wandung 100 mittels des Lasers 128 verfestigt und damit hergestellt werden. In denjenigen Bereichen, in denen der Laser 128 keine Suspension 181 verfestigt, entstehen bzw. verbleiben die mikrofluidischen Strukturen 106. Nach dem Herstellen der ersten Schicht 210 wird der Träger 204 nach unten abgesenkt, mittels des Lasers 128 eine zweite Schicht 214 der Wandung 100 prozessiert, danach eine dritte Schicht 216, usw. 11 zeigt einen Betriebszustand der Apparatur 177 zum Herstellen der Probentrenneinrichtung 30, bei der gerade die dritte Schicht 216 der Wandung 100 ausgebildet bzw. definiert wird. 11 shows a container 200 with the suspension 181 from the ceramic particles 132 (For example, alumina)) and the binder 134 , A carrier table 204 is movable (see double arrow 206 ) in the container 200 arranged. A laser 128 (or other electromagnetic radiation source) may be a traveling one (see reference numeral 299 ) Laser beam 208 on selectable sections of the suspension 181 in order to solidify these selectively or selectively. If the carrier 204 in the area of a surface 199 the suspension 181 can be arranged, a lowest layer 210 the wall 100 by means of the laser 128 solidified and thus produced. In those areas where the laser 128 no suspension 181 solidified, arise or remain the microfluidic structures 106 , After making the first layer 210 becomes the carrier 204 lowered down, by means of the laser 128 a second layer 214 the wall 100 processed, then a third shift 216 , etc. 11 shows an operating condition of the apparatus 177 for producing the sample separator 30 , at the moment the third shift 216 the wall 100 is trained or defined.

Obgleich dies in der Figur nicht gezeigt ist, kann die Wandung 100 nach Bilden aller seiner Schichten 210, 214, 216, etc. aus dem Behälter 200 entnommen werden, gereinigt werden und ggf. einem Brennverfahren unterzogen werden, um die Herstellung der Probentrenneinrichtung zu vollenden. Although not shown in the figure, the wall can 100 after making all his layers 210 . 214 . 216 , etc. from the container 200 are removed, cleaned and optionally subjected to a combustion process to complete the preparation of the sample separator.

12 zeigt ein Herstellen einer Probentrenneinrichtung 30 mittels Verbindens zweier Rohre 110, 112 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. 12 shows a manufacturing a sample separator 30 by connecting two pipes 110 . 112 according to an exemplary embodiment of the invention.

Gemäß 12 wird die Wandung 100 mittels zwei ineinandergeschobener und miteinander verbundener Rohre 110, 112 ausgebildet, von denen ein Rohr 110 an einer Kontaktfläche 114 zu einem anderen Rohr 112 die mikrofluidische Struktur 106 bildet. Zu diesem Zweck weist das Rohr 112 an einer Kontaktfläche 114 zu dem anderen Rohr 110 die mikrofluidische Struktur 106 auf. Die einstückige Wandung 100 mit der mikrofluidischen Struktur 106 wird gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel somit hergestellt, indem die zwei Rohre 110, 112 ineinander geschoben und miteinander verbunden werden. According to 12 becomes the wall 100 by means of two telescoped and interconnected pipes 110 . 112 formed, of which a pipe 110 at a contact surface 114 to another pipe 112 the microfluidic structure 106 forms. For this purpose, the tube points 112 at a contact surface 114 to the other tube 110 the microfluidic structure 106 on. The one-piece wall 100 with the microfluidic structure 106 is thus prepared according to the described embodiment, by the two tubes 110 . 112 pushed into each other and connected to each other.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 12 sind also die zwei Rohre 110, 112 vorgesehen, wobei, wie mit Bezugszeichen 260 dargestellt, der Innendurchmesser des Rohrs 110 in etwa dem Außendurchmesser des Rohrs 112 entspricht. Wie mit Pfeil 275 dargestellt, wird das Rohr 112 in das Innere des Rohrs 110 geschoben und dann darauf aufgeschrumpft (zum Beispiel thermisch). Da die Außenfläche des Rohrs 112 mit einem Außengewinde 280 versehen ist, die Innenfläche des Rohrs 110 hingegen glatt ist, führt ein Verbinden der Rohre 110, 112 in der beschriebenen Weise dazu, dass das Außengewinde 280 gemeinsam mit der gegenüberliegenden glatten Oberfläche des Rohrs 110 die mikrofluidische Struktur 106 in der Wandung 100 der hergestellten Probentrenneinrichtung 30 bildet. In the embodiment according to 12 So these are the two pipes 110 . 112 provided, wherein, as with reference numerals 260 shown, the inner diameter of the tube 110 approximately the outer diameter of the tube 112 equivalent. As with arrow 275 shown, the pipe becomes 112 in the interior of the pipe 110 pushed and then shrunk on (for example, thermally). Because the outer surface of the pipe 112 with an external thread 280 is provided, the inner surface of the tube 110 however, is smooth, leads a connecting the pipes 110 . 112 in the manner described, that the external thread 280 together with the opposite smooth surface of the pipe 110 the microfluidic structure 106 in the wall 100 the prepared sample separation device 30 forms.

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. It should be noted that the term "comprising" does not exclude other elements and that the "one" does not exclude a plurality. Also, elements described in connection with different embodiments may be combined. It should also be noted that reference signs in the claims should not be construed as limiting the scope of the claims.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 0309596 B1 [0002] EP 0309596 B1 [0002]

Claims (20)

Probentrenneinrichtung (30) zum Trennen einer fluidischen Probe in einem Probentrenngerät (10), wobei die Probentrenneinrichtung (30) aufweist: eine Wandung (100), die ein Lumen (102) zum Durchführen der fluidischen Probe zum Trennen der fluidischen Probe begrenzt; eine als Wärmetauscher (104) ausgebildete mikrofluidische Struktur (106) in der Wandung (100). Sample separation device ( 30 ) for separating a fluidic sample in a sample separation device ( 10 ), the sample separation device ( 30 ): a wall ( 100 ), which is a lumen ( 102 ) for conducting the fluidic sample to separate the fluidic sample; as a heat exchanger ( 104 ) formed microfluidic structure ( 106 ) in the wall ( 100 ). Probentrenneinrichtung (30) gemäß Anspruch 1, wobei die Wandung (100) eine Mehrzahl von gebondeten, insbesondere metallischen, Schichten (108) aufweist, zwischen denen die mikrofluidische Struktur (106) mittels mindestens einer strukturierten der Schichten (108) ausgebildet ist. Sample separation device ( 30 ) according to claim 1, wherein the wall ( 100 ) a plurality of bonded, in particular metallic, layers ( 108 ) between which the microfluidic structure ( 106 ) by means of at least one structured layer ( 108 ) is trained. Probentrenneinrichtung (30) gemäß Anspruch 1, wobei die Wandung (100) mit der mikrofluidischen Struktur (106) mittels additiven Fertigens, insbesondere mittels dreidimensionalen Druckens, ausgebildet ist. Sample separation device ( 30 ) according to claim 1, wherein the wall ( 100 ) with the microfluidic structure ( 106 ) is formed by additive finished, in particular by means of three-dimensional printing. Probentrenneinrichtung (30) gemäß Anspruch 1, wobei die Wandung (100) mittels mindestens zwei ineinandergeschobener und miteinander verbundener Rohre (110, 112) ausgebildet ist, von denen zumindest ein Rohr (110) an einer Kontaktfläche (114) zu einem jeweiligen anderen der Rohre (112) zumindest einen Teil der mikrofluidischen Struktur (106) bildet. Sample separation device ( 30 ) according to claim 1, wherein the wall ( 100 ) by means of at least two telescoped and interconnected tubes ( 110 . 112 ) is formed, of which at least one tube ( 110 ) at a contact surface ( 114 ) to a respective other of the tubes ( 112 ) at least part of the microfluidic structure ( 106 ). Probentrenneinrichtung (30) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die als Wärmetauscher (104) ausgebildete mikrofluidische Struktur (106) ausgebildet ist, einen Wärmeaustausch zwischen einem durch das Lumen (102) fließenden Fluid und einem durch die mikrofluidische Struktur (106) fließenden Fluid zu bewerkstelligen. Sample separation device ( 30 ) according to one of claims 1 to 4, wherein the heat exchangers ( 104 ) formed microfluidic structure ( 106 ), a heat exchange between a through the lumen ( 102 ) flowing fluid and through the microfluidic structure ( 106 ) fluid to accomplish. Probentrenneinrichtung (30) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die mikrofluidische Struktur (106) und das Lumen (102) miteinander fluidisch verbunden sind, insbesondere miteinander derart seriell fluidisch verbunden sind, dass ein in die Probentrenneinrichtung (30) fließendes Fluid zuerst die mikrofluidische Struktur (106) zum Wärmetauschen und danach das Lumen (102) durchläuft. Sample separation device ( 30 ) according to one of claims 1 to 5, wherein the microfluidic structure ( 106 ) and the lumen ( 102 ) are fluidly connected to each other, in particular, are serially fluidly connected to one another such that a in the sample separation device ( 30 ) flowing fluid first the microfluidic structure ( 106 ) to the heat exchange and then the lumen ( 102 ) goes through. Probentrenneinrichtung (30) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die mikrofluidische Struktur (106) und das Lumen (102) ausgebildet sind, ein an einem Eingang (116) der Probentrenneinrichtung (30) einströmendes Fluid durch die mikrofluidische Struktur (106) in Richtung zu einem Ausgang (118) zu transportieren, von dort aus durch die mikrofluidische Struktur (106) zurück in umfänglicher Richtung hin zu dem Eingang (116) zurückzuführen und dann von dort aus in das Lumen (102) einzuführen. Sample separation device ( 30 ) according to one of claims 1 to 6, wherein the microfluidic structure ( 106 ) and the lumen ( 102 ), one at an entrance ( 116 ) of the sample separation device ( 30 ) inflowing fluid through the microfluidic structure ( 106 ) towards an exit ( 118 ), from there through the microfluidic structure ( 106 ) back in the circumferential direction towards the entrance ( 116 ) and then from there into the lumen ( 102 ) introduce. Probentrenneinrichtung (30) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei zumindest ein Teil der mikrofluidischen Struktur (106) als Mäanderstruktur und/oder helikale Struktur ausgebildet ist. Sample separation device ( 30 ) according to one of claims 1 to 7, wherein at least part of the microfluidic structure ( 106 ) is designed as a meander structure and / or helical structure. Probentrenneinrichtung (30) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, aufweisend eine Heizeinrichtung (120), die mit der Wandung (100) thermisch gekoppelt ist. Sample separation device ( 30 ) according to one of claims 1 to 8, comprising a heating device ( 120 ), with the wall ( 100 ) is thermally coupled. Probentrenneinrichtung (30) gemäß Anspruch 9, wobei die Heizeinrichtung (120) eine Außenfläche der Wandung (100) umgibt. Sample separation device ( 30 ) according to claim 9, wherein the heating device ( 120 ) an outer surface of the wall ( 100 ) surrounds. Probentrenneinrichtung (30) gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei die Heizeinrichtung (120) als zumindest eine aus einer Gruppe ausgebildet ist, die besteht aus einer auf der Wandung (100) abgeschiedenen, insbesondere aufgesputterten, Heizstruktur und einer auf die Wandung (100) aufgesetzten, insbesondere aufgewickelten, Heizstruktur. Sample separation device ( 30 ) according to claim 9 or 10, wherein the heating device ( 120 ) is formed as at least one of a group consisting of one on the wall ( 100 ) deposited, in particular sputtered, heating structure and one on the wall ( 100 ) fitted, in particular wound, heating structure. Probentrenneinrichtung (30) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, aufweisend ein Probentrennmaterial (122), mit dem zumindest ein Teil des Lumens (102) befüllt ist. Sample separation device ( 30 ) according to one of claims 1 to 11, comprising a sample separation material ( 122 ), with which at least a part of the lumen ( 102 ) is filled. Probentrenneinrichtung (30) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, aufweisend mindestens eine Fritte (124), die an einem Eingang (116) und/oder an einem Ausgang (118) des Lumens (102) angeordnet ist. Sample separation device ( 30 ) according to one of claims 1 to 12, comprising at least one frit ( 124 ) at an entrance ( 116 ) and / or at an output ( 118 ) of the lumen ( 102 ) is arranged. Probentrenneinrichtung (30) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, aufweisend zumindest eines der folgenden Merkmale: aufweisend eine thermisch isolierende Außenhülle (126); wobei die Wandung (100) mindestens drei gebondete Metallschichten (108) aufweist, von denen Außenflächen der Wandung (100) bildende Metallschichten (108) von einer Strukturierung frei sind und mindestens eine dazwischen angeordnete Metallschicht (108) zum Bilden der mikrofluidischen Struktur (106) strukturiert ist. Sample separation device ( 30 ) according to one of claims 1 to 13, comprising at least one of the following features: comprising a thermally insulating outer shell ( 126 ); where the wall ( 100 ) at least three bonded metal layers ( 108 ), of which outer surfaces of the wall ( 100 ) forming metal layers ( 108 ) are free of structuring and at least one interposed metal layer ( 108 ) for forming the microfluidic structure ( 106 ) is structured. Probentrenngerät (10) zum Trennen einer fluidischen Probe, wobei das Probentrenngerät (10) aufweist: einen Fluidantrieb (20) zum Antreiben einer mobilen Phase und der darin befindlichen fluidischen Probe; eine Probentrenneinrichtung (30) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 zum Trennen der fluidischen Probe in der mobilen Phase. Sample Separator ( 10 ) for separating a fluidic sample, wherein the sample separation device ( 10 ) comprises: a fluid drive ( 20 ) for driving a mobile phase and the fluidic sample therein; a sample separator ( 30 ) according to one of claims 1 to 14 for separating the fluidic sample in the mobile phase. Probentrenngerät (10) gemäß Anspruch 15, ferner aufweisend zumindest eines der folgenden Merkmale: die Probentrenneinrichtung (30) ist als chromatographische Trenneinrichtung, insbesondere als Chromatographietrennsäule, ausgebildet; das Probentrenngerät (10) ist zum Analysieren von zumindest einem physikalischen, chemischen und/oder biologischen Parameter von zumindest einer Fraktion der fluidischen Probe konfiguriert; das Probentrenngerät (10) weist zumindest eines aus der Gruppe auf, die besteht aus einem Gerät zur chemischen, biologischen und/oder pharmazeutischen Analyse und einem Chromatografiegerät, insbesondere einem Flüssigchromatografiegerät, einem Gaschromatografiegerät, einem Gerät für superkritische Flüssigchromatografie, einem HPLC-Gerät und einem UHPLC-Gerät; der Fluidantrieb (20) ist zum Antreiben der mobilen Phase mit einem hohen Druck konfiguriert; der Fluidantrieb (20) ist zum Antreiben der mobilen Phase mit einem Druck von mindestens 100 bar, insbesondere von mindestens 500 bar, weiter insbesondere von mindestens 1000 bar, konfiguriert; das Probentrenngerät (10) ist als mikrofluidisches Gerät konfiguriert; das Probentrenngerät (10) ist als nanofluidisches Gerät konfiguriert; das Probentrenngerät (10) weist eine Probenaufgabeeinheit (40) zum Einleiten der fluidischen Probe in einen fluidischen Pfad zwischen dem Fluidantrieb (20) und der Probentrenneinrichtung (30) auf; das Probentrenngerät (10) weist einen Detektor (50), insbesondere einen Fluoreszenzdetektor oder UV-Absorptionsdetektor, zum Detektieren der getrennten fluidischen Probe auf; das Probentrenngerät (10) weist einen Probenfraktionierer (60) zum Fraktionieren der getrennten fluidischen Probe auf. Sample Separator ( 10 ) according to claim 15, further comprising at least one of the following features: the sample separator ( 30 ) is designed as a chromatographic separation device, in particular as a chromatography separation column; the sample separator ( 10 ) is configured to analyze at least one physical, chemical and / or biological parameter of at least one fraction of the fluidic sample; the sample separator ( 10 ) comprises at least one of the group consisting of a chemical, biological and / or pharmaceutical analysis apparatus and a chromatographic apparatus, in particular a liquid chromatography apparatus, a gas chromatography apparatus, a supercritical liquid chromatography apparatus, an HPLC apparatus and a UHPLC apparatus; the fluid drive ( 20 ) is configured to drive the mobile phase at a high pressure; the fluid drive ( 20 ) is configured to drive the mobile phase at a pressure of at least 100 bar, in particular at least 500 bar, more particularly at least 1000 bar; the sample separator ( 10 ) is configured as a microfluidic device; the sample separator ( 10 ) is configured as a nanofluidic device; the sample separator ( 10 ) has a sample application unit ( 40 ) for introducing the fluidic sample into a fluidic path between the fluid drive ( 20 ) and the sample separation device ( 30 ) on; the sample separator ( 10 ) has a detector ( 50 ), in particular a fluorescence detector or UV absorption detector, for detecting the separated fluidic sample; the sample separator ( 10 ) has a sample fractionator ( 60 ) for fractionating the separated fluidic sample. Verfahren zum Herstellen einer Probentrenneinrichtung (30) zum Trennen einer fluidischen Probe in einem Probentrenngerät (10), wobei das Verfahren aufweist: Ausbilden einer Wandung (100), die ein Lumen (102) zum Durchführen der fluidischen Probe zum Trennen der fluidischen Probe begrenzt; Ausbilden einer als Wärmetauscher (104) konfigurierten mikrofluidischen Struktur (106) in der Wandung (100). Method for producing a sample separator ( 30 ) for separating a fluidic sample in a sample separation device ( 10 ), the method comprising: forming a wall ( 100 ), which is a lumen ( 102 ) for conducting the fluidic sample to separate the fluidic sample; Forming a heat exchanger ( 104 ) configured microfluidic structure ( 106 ) in the wall ( 100 ). Verfahren gemäß Anspruch 17, aufweisend eines der folgenden Merkmale: wobei die Wandung (100) mit der mikrofluidischen Struktur (106) ausgebildet wird, indem mehrere, insbesondere metallische, Schichten (108), von denen mindestens eine mikrostrukturiert ist, mittels Bondens, insbesondere mittels Diffusionsbondens, miteinander zu einem integralen Schichtstapel (130) verbunden werden und der Schichtstapel (130) zum Bilden des Lumens (102) verformt wird; wobei die Wandung (100) mit der mikrofluidischen Struktur (106) mittels additiven Fertigens, insbesondere mittels selektiven Verfestigens einer Suspension aus Keramikpartikeln (132) mit einem mittels elektromagnetischer Strahlung aushärtbaren Bindemittel (134) ausgebildet wird; wobei die Wandung (100) mit der mikrofluidischen Struktur (106) hergestellt wird, indem Rohre (110, 112) ineinander geschoben und miteinander verbunden werden, wobei mindestens eines der Rohre (110) an einer Kontaktfläche (114) zu einem anderen der Rohre (112) zumindest einen Teil der mikrofluidischen Struktur (106) aufweist. Method according to claim 17, comprising one of the following features: wherein the wall ( 100 ) with the microfluidic structure ( 106 ) is formed by several, in particular metallic, layers ( 108 ), of which at least one is microstructured, by bonding, in particular by means of diffusion bonding, together to form an integral layer stack ( 130 ) and the layer stack ( 130 ) for forming the lumen ( 102 ) is deformed; where the wall ( 100 ) with the microfluidic structure ( 106 ) by means of additive finishing, in particular by means of selective solidification of a suspension of ceramic particles ( 132 ) with a by means of electromagnetic radiation curable binder ( 134 ) is formed; where the wall ( 100 ) with the microfluidic structure ( 106 ) is made by pipes ( 110 . 112 ) are pushed together and connected to each other, wherein at least one of the tubes ( 110 ) at a contact surface ( 114 ) to another of the pipes ( 112 ) at least part of the microfluidic structure ( 106 ) having. Verfahren gemäß Anspruch 17 oder 18, aufweisend zumindest eines der folgenden Merkmale: wobei die mikrofluidische Struktur (106) mittels eines Lithographie- und Ätzverfahrens, mittels eines Laserprozessierverfahrens oder mittels eines mechanischen Abtragverfahrens hergestellt wird; wobei zum Ausbilden der Wandung (100) zunächst ein ebener Schichtstapel (130) hergestellt wird, der danach unter Bilden des Lumens (102) aufgerollt wird, wobei insbesondere nach dem Aufrollen der aufgerollte Schichtstapel (130) in einem Verbindungsbereich verbunden wird, insbesondere mittels Schweißens; wobei beim Herstellen der Wandung (100) ein rechteckförmiger Schichtstapel (130) mit einem kreisförmigen Ansatz (136) hergestellt wird, der rechteckförmige Schichtstapel (130) zum Ausbilden der Wandung (100) mit dem Lumen (102) gerollt wird und der kreisförmige Ansatz (136) zum zumindest teilweisen Verschließen eines Endes des gerollten Schichtstapels (130) umgeklappt wird. A method according to claim 17 or 18, comprising at least one of the following features: wherein the microfluidic structure ( 106 ) is produced by a lithography and etching process, by a laser processing method, or by a mechanical abrasion method; wherein for forming the wall ( 100 ) first a flat layer stack ( 130 ), which is then formed to form the lumen ( 102 ) is rolled up, wherein in particular after rolling up the rolled-up layer stack ( 130 ) is connected in a connection region, in particular by means of welding; wherein during the manufacture of the wall ( 100 ) a rectangular layer stack ( 130 ) with a circular approach ( 136 ), the rectangular layer stack ( 130 ) for forming the wall ( 100 ) with the lumen ( 102 ) and the circular approach ( 136 ) for at least partially closing one end of the rolled layer stack ( 130 ) is folded. Verwendung einer Probentrenneinrichtung (30) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 in der Chromatographie, insbesondere in der Flüssigchromatographie, weiter insbesondere in der Hochtemperatur-Flüssigchromatographie oder in der Subcritical Water Chromatography. Use of a sample separator ( 30 ) according to one of claims 1 to 14 in chromatography, in particular in liquid chromatography, more particularly in high temperature liquid chromatography or in subcritical water chromatography.
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