CN110632241B - 用于薄层板的自动层析的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用展开室(1)进行用于薄层层析法的薄层板的自动层析的方法，薄层板(D)完全封装在所述展开室(1)中、被密封且与外部环境隔离。在展开室(1)中，包含内部气氛的前空间(31)位于薄层板(D)的分离层的前表面上。前空间(31)的深度d1约为2mm，最大为3mm。入口(14)设置在前空间(31)的一端部处，出口(15)设置在前空间(31)的另一端部处。在层析展开期间，在整个前空间(31)中产生由用户确定的特定成分的气体流，使得整个内部气氛运动而没有停滞或静止的气相。

Description

用于薄层板的自动层析的方法和设备

技术领域

本发明涉及在薄层层析领域中的薄层板自动层析的方法和用于实施该方法的设备。

背景技术

薄层层析是一种分析液体样品的成分的分离方法，所述方法包括两个基本步骤：

1)将样品施加到薄层板的分离层上，所述分离层通常是硅胶层(所谓的固定相)；

2)层析展开，其中通常使薄层板的下端部与洗脱液接触，该洗脱液通过毛细管力(所谓的流动相)以某一速度在分离层中向上迁移。

在层析展开期间，包含在样品中的分子由洗脱液携带通过分离层。由于它们的化学性质不同，样品的不同分子在分离层中具有不同的迁移速度。由于这个原因，因此不同的分子一定时间之后处于相对于薄层板上的施加位置的不同距离处，从而分离所述分子并且可以相互区分所述分子。因此，薄层层析很容易通过实验实现，并且不需要复杂的设备和基础设施。

因此，在大多数实验室中，通过将具有所施加的样品的薄层板置于有洗脱液的容器中以最简单的方式进行薄层层析。一旦薄层板的下端部浸入洗脱液中，层析展开阶段就开始。一段时间之后，从容器中取出薄层板并进行干燥，以结束层析展开阶段。

这种简单方法的主要缺点是所得的层析图的重现性差，从而使得对比不同板上和不同位置处的结果困难。其原因是缺乏对影响层析展开的参数的控制：除了根据活性和选择性以及溶剂成分的分离层的物理和化学性质之外，在展开室的内部气氛(室气氛)和薄层板之间也存在相互作用。

上述缺点是已知的，并且在现有技术中可以找到用于在层析展开之前和/或期间控制室气氛的若干解决方案。在US3,342,333A中解释了在整个层析展开阶段必须保持相同的大气条件。因此，在受控气氛下进行层析展开之前，建立了展开室以用于对薄层板进行受控的加湿和干燥。然而，在开始层析展开之前仔细调节内部气氛是不够的，因为它在层析展开过程中不断变化，尤其是在由于洗脱液蒸发而与薄层板相交的交界面处。因此，根据US3,342,333A，提供了一种搅拌螺旋桨，用于均匀化层析展开室中内部气氛。然而，这代表了一种复杂的基础设施，其具有相当大的体积，在其中生成混乱且难以控制的气流。此外，层析展开过程受时间控制且是被动的，即，各种过程步骤根据固定的预定时间表进行，并且不监测过程的实际进度。

DE 2412524 A1描述了一种用于通过施加热和压力来改善层析展开过程的性能和速度的室。提供入口开口和出口开口用于调节室的内部气氛，来自室内部的气体和蒸汽可以通过该入口开口和出口开口均匀地分布或移除，并且同时不存在强气流沟道作用，特别是在板表面的附近不存在强气流沟道作用。内部气氛起到入口开口和出口开口之间缓冲体积的作用，其旨在在层析展开过程中保持相对恒定的成分，并且其均质化基于化学物质的扩散。然而，扩散现象特别缓慢，这可能导致内部气氛的成分不均匀，特别是在板与体积的其余部分之间的交界面处内部气氛的成分不均匀。在此，层析展开过程也是受时间控制的和被动的。

发明内容

本发明的目的是改进用于薄层板自动层析的已知方法和设备，以便更好地控制影响层析展开的参数，特别是根据活性和选择性的分离层的物理和化学性质以及在层析展开期间展开室内部气氛的成分。

这通过用于薄层板自动层析的方法以及用于实施该方法的设备来实现。本发明还描述了其他特征和示例性实施例。

附图说明

图1：是带有展开室和门的设备的整体视图；

图2a：是处于打开位置的设备的侧视图，其中，以截面示出了展开室；

图2b：是处于关闭位置的设备的侧视图，其中，以截面示出了展开室；

图3a：是处于打开位置的设备的示例性实施例的侧视图，其中插入薄层板，以截面示出了展开室；

图3b：是处于闭合位置的设备的示例性实施例的侧视图，其中插入薄层板，以截面示出了展开室；

图4：是沿着图3b的平面A的截面的展开室的示例性实施例的透视图；

图5a：是穿过根据图3b的平面B的截面的展开室的变体的前视图；

图5b：是层流区域的示例性实施例的前视图；

图6：是带有插入薄层板的展开室的细节图；

图7：是设备的示例性实施例的整体视图；

图8a：是具有两个半圆柱形杆的展开室打开的实施例；

图8b：是具有两个半圆柱形杆的展开室关闭的实施例；

附图代表了将在以下描述中解释的可能实施例。

具体实施方式

本发明的核心是用展开室1进行薄层板自动层析的方法和设备，其中薄层板D被密封并与外部环境隔离。为了良好地隔离和密封薄层板D，重要的是它被用整体分离层和载体材料完全封装在展开室1中。通过薄层板D在展开室1中的隔离，无论外部温度、湿度和/或压力如何，都可以在非常特定的、可调节的、有利的以及尤其是可精确再现的条件下进行层析展开。因此，实现了层析展开的更好的再现性，这允许进行跨板和跨位置地进行对比。

在以下描述中将描述本发明的用于薄层板自动层析的方法和相应设备并且解释它们的优点。

方法

三个主要措施有助于提高薄层板层析的质量和再现性：根据活性和选择性制备分离层，制备分别连续调节展开室1的内部气氛的成分，以及这些步骤在封闭且受控环境中的性能，其中薄层板D相对于环境被很好地隔离和密封。这些措施中的任何一种单独或这三种措施的任何组合都可以用于根据本发明的方法中。为了制备分离层并且制备分别连续调节内部气氛的成分，可以利用在整个展开室1中产生的并具有由使用者确定的特定成分的气流来实现期望的结果。

展开室1的内部气氛的成分可以在层析展开开始之前设定和/或在层析展开期间连续调节。为了实现这一点，进入展开室1的气流将已经处于展开室1中的内部气氛向前驱动离开展开室1而没有湍流并且不与内部气氛混合(或者尽可能少)。结果，内部气氛不是被简单地搅拌而是被完全替换。用具有受控成分的进入气体完全替换已经处于展开室1中的内部气氛是调节内部气氛的成分的简单方法。因此，可以根据期望设定内部气氛，并且根据应用，它可以在层析展开期间保持恒定或随时间变化。由于各种方法步骤在封闭和受控的环境中进行，因此离开展开室1的气流必须连续再生，并且在重新引入展开室之前其成分恢复到期望的成分。

重要的是，所形成的内部气氛在薄层板D的整个表面上尽可能均匀。为了实现这一点，必须使整个内部气氛运动而没有任何停滞或静止的气相。然而，内部气氛的运动必须不能是混乱的，以避免产生不受控制的湍流和局部不均匀性。因此，产生层流气流是有利的，原因在于这确保了内部气氛的规则运动。特别有利的是，在整个展开室1中和在分离层的整个表面上产生具有平行流线和均匀流速的单向层流气流。有利的是，设定气流的流速使得流动的内部气氛在展开室1中仅保留短时间，使得当其流过展开室1时其成分不会显著变化并且以这种方式不断更新。结果，内部气氛的成分在整个展开室1中和整个分离层上尽可能均匀并且基本上对应于进入气流的成分。但是，必须在气流过低和过高的流速之间找到折衷方案，因为过高的流速也会产生负面影响。严格地说，不是实现展开室内部气氛的成分的绝对均匀性，而是实现薄层板D的上游端和下游端之间的流动方向梯度。当薄层板D的要相互对比的区域垂直于气流的流动方向处于相同的高度时这尤为不利。薄层板D的这些区域垂直于洗脱液在分离层中的迁移方向处于相同高度处。在本发明的优选实施例中，气流的方向因此与洗脱液在分离层中的迁移方向成0°或180°的角度，即，气流优选在迁移方向上流动或在相反方向上流动。

分离层的制备在层析展开开始之前进行，以使分离层在展开开始时具有期望的性质。为了实现这一点，进入展开室1的气流强烈地作用在分离层上。为此，确保在内部气氛的任何给定点和分离层的表面的任何给定点处产生受控的气流。根据本发明，内部气氛不是干扰因素，其对分离层的影响(以及对在层析展开期间在其中发生的过程的影响)将被最小化，但是通过具有精确限定的成分的气流的直接和受控地作用在分离层的表面上是精确制备分离层和调节层析展开的有利手段。

为了根据活性和选择性制备分离层，薄层板D可以在层析展开之前经历两个重要的制备步骤。第一可选的制备步骤可以是活化薄层板D，从而调节分离层的湿度。优选地，活化应允许一定量的水分子被吸附在固定相上。在任何情况下，重要的是分离层在活化之后具有均匀的、由用户确定的湿度。第二制备步骤是预处理，其中用限定的气态组分使内部气氛饱和，并且用限定的物质以限定的方式加载分离层。所述气态组合物由溶剂的组合产生，所述溶剂的性质可根据应用而广泛变化，以实现期望的分离。分离层所加载的物质也很大程度上取决于待分离的分子，并且通常与流动相相同。分离层不一定是饱和的，而是以限定的方式加载，饱和度是特定的加载形式。

为了活化，产生的气流具有期望的湿度，并且对于预处理，用期望的溶剂组分使气流饱和。重要的是，制备的分离层的关于活性和选择性的性质在其整个表面上均匀或者在气流的流动方向上具有选择性梯度。为此目的，产生的气流必须均匀地作用在分离层的整个表面上。如上所述，层流气流是有利的，特别是在分离层的整个表面上具有均匀流速的单向层流气流。有利地是设定气流的流速使得流动的内部气氛在展开室1中仅保持短时间，使得当气流流过展开室1时其成分不会发生显著变化并且气流不断更新。这避免了分离层的性质在展开室的相对端部(靠近气体入口和靠近气体出口)上差异过大。优选地，活化和预处理不仅仅是经验性的和受时间控制的，而且可以测量和控制内部气氛的成分(湿度和/或溶剂含量等)。由于这些测量值对温度的依赖性，因此可以通过温度测量对这些测量值进行归一化，以获得更好的精度。通过这些测量，可以完成并且自动确定活化和预处理的确切时刻，并且可以在此后立即并且自动地开始该过程的下一步骤。

活化、预处理和层析展开是根据本发明的方法的决定性步骤。然而，在可能的实施例中，该方法还可以包括其他步骤。本发明的一个有利方面是该方法的完全自动化，使得自动执行整个方法而无需人工干预。此外，特别有利的是，通过传感器自动确定完成方法步骤的精确时刻或达到期望的预限定状态的精确时刻，使得此后可以自动地立即开始下一步骤。因此，步骤的顺序不是简单地受时间控制的。在纯受时间控制的进程中，根据固定的预定时间表执行各种步骤，而不检查每个步骤的实际进度。因此，为了确保在开始下一个方法步骤之前完成每个方法步骤，故意高估每个步骤的持续时间。这导致复杂的多步骤方法中有显著的、累积的时间损失。因此，利用传感器自动确定步骤的结束并立即自动触发下一步骤可以使得获得相当多的时间增益。

下文列出了可能的其他方法步骤(为了清楚各步骤的顺序，也提到了活化、预处理和层析展开)：

·将待层析的薄层板D自动引入展开室1中；

·在引入薄层板D之后自动关闭和密封展开室1；

·自动控制薄层板D的活化和湿度调节；

·自动控制内部气氛和分离层的预处理；

·在层析展开开始时将洗脱液自动引入展开室1；

·层析展开；

·在层析展开过程中自动调节洗脱液液位；

·在层析展开过程中自动控制洗脱液迁移通过分离层；

·在层析展开结束时自动从展开室1中移除洗脱液；

·自动干燥薄层板D；

·自动打开展开室1并取出展开的薄层板D；

·自动冲洗展开室1并随后进行干燥；

·在活化、预处理、层析展开、干燥和/或冲洗过程中自动控制展开室1中的温度和/或压力；

·使离开展开室1的气流连续再生，并在将气流重新引入展开室1之前将其组合物恢复到期望的成分。

在根据本发明的方法中，可以使用这些附加措施中的任何一种或这些措施的任何组合。在下文中，现在将解释上面列出的可选步骤。

展开室1的自动打开/关闭以及薄层板D的引入/移除使得能够将本展开方法和对应的设备集成在更大的自动处理中。例如，在第一处理步骤中，可以将样品施加到薄层板D上，然后可以将薄层板D带到根据本发明的设备中，并且在层析展开之后，最终传递到例如用于评估的另一个模块。

将洗脱液自动引入展开室1中和从展开室1中移除使得可能在适当的时刻(层析展开之前和之后)自动引入和移除洗脱液。

在层析展开期间，洗脱液的一部分被薄层板D吸收，另一部分在展开室1中蒸发。为了更换该洗脱液并确保在整个层析展开期间保持恒定的洗脱液液位，必须在开发室1中不断重新填充洗脱液。洗脱液液位的自动调节缩短了展开时间，并确保层析展开在尽可能可重复的条件下进行。

控制洗脱液的迁移特别重要，因为当达到规定的迁移高度时，必须及时停止大部分层析展开。一旦洗脱液前沿达到用户在分离层中限定的高度，就可以向使用者发出信号和/或可以从展开室1中自动移除洗脱液和/或可以自动干燥薄层板D。

为了在层析展开之后干燥薄层板D，可以在展开室1中产生强烈的、可能温暖的气流。在薄层板D的干燥过程中，剩余的洗脱液蒸发并且从展开室1完全移除剩余的洗脱液。如果洗脱液是有害的，使得使用者尽可能少地暴露于洗脱液中尤为有利。为了加速洗脱液的干燥和蒸发，也可以在展开室1中产生部分真空。干燥之后，可以将薄层板D从展开室1中取出并进行分析。

为了避免携带，特别有利地是在每个层析展开过程的最初和/或最后自动冲洗和清洁展开室1。这通过将漂洗液引入展开室中来实现，所述漂洗液在其被移除之前在展开室中保留一定时间(例如，用于残余物的溶解)。为了加速这一过程，可以用气流将漂洗液驱动出展开室1，然后也可以用气流立即干燥展开室1。

特别有利的是，在活化、预处理、层析展开、干燥和/或漂洗过程中自动控制和调节展开室1的内部温度和/或内部压力。例如，升高的温度可以加速或减慢诸如洗脱液在分离层中的迁移、洗脱液的蒸发、漂洗过程中残留物的溶解等过程。为了人为地再现展开室1中先前层析展开的压力和温度条件，温度和压力的调节也是有利的，例如用于跨板和跨位置进行对比。

设备

根据本发明的设备包括具有门2的展开室1，该门2可在打开位置和关闭位置之间移动(图1和2a﹣2b)。在关闭位置，内部气氛封闭在展开室1的腔3中并被完全密封且与环境隔离开(图2b)。腔3的彻底密封对于在活化、预处理和层析展开期间尽可能地将腔与外部影响隔离并且尽可能在展开室1中产生可再现条件至关重要。若在腔3中使用有害物质，则使得使用者尽可能少地暴露于这些物质中是特别有利的。为了良好地密封腔3，门2和/或展开室1设置有密封件21，该密封件21例如由诸如橡胶的弹性体制成。

展开室1和腔3被优化用于插入薄层板D。在本发明的优选实施例中，腔3基本上竖直定向，并且在腔3的下端部处设置有洗脱槽11(图2a﹣2b和3a﹣3b)。薄层板D放置在洗脱槽11中，例如放置在保持部111上，使得它靠在腔3的壁上，并且其下端部在层析展开期间浸入洗脱液中(图3a﹣3b)。

根据本发明，其中隔离薄层板D的腔3尽可能小并且具有尽可能嘴小的内部空气体积：较之大体积，可以更容易地调节小体积的气体，更快速地变化，因此保持更均匀。因此，特别有利的是，腔3的高度和宽度大致对应于待展开的薄层板D的高度和宽度(图3a﹣3b)。

为了进一步减小内部气氛的体积，薄层板D的前侧(分离层所位于的前侧)与薄层板D的后侧隔离。由于仅在薄层板D的前侧的分离层中进行层析展开，因此内部气氛可以被限制在位于分离层之前和紧邻分离层的前空间31。前空间31通过腔3的后壁13的凸起的U形支撑表面12隔离，薄层板D的前侧靠在该支撑表面上(图1)。因此，封闭在前空间31中的空间是位于薄层板D的前侧和腔3的后壁13之间的空间，并且该空间被支撑表面12横向围绕。在本发明的优选实施例中，支撑表面12包括上部部分121和两个侧部部分122、122'(图3a﹣3b和4)。支撑表面12的上部部分121沿后壁13的上端部的整个长度延伸，并且两个侧部部分122、122'沿后壁13的两个侧端的整个长度延伸，使得前空间31至少部分地在至少3个侧面上被支撑表面12包围(图4)。在层析展开期间浸渍薄层板D的下端部的洗脱液确保了前空间31在第四下侧面上被隔离。因此，至少部分地在所有侧面上界定前空间31和包含在前空间中的内部气氛。在本说明书中，对“分离层的整个表面”的任何提及(例如在内部气氛的背景下，内部气氛其必须在分离层的表面上均匀并且均匀地作用在分离层的整个表面上的气流必须均匀)应理解参照对分离层表面的中心区域(也称为“关注区域”(ROI))，其与位于前空间31中的内部气氛接触，这是因为在薄层板D的边缘周围的分离层表面的某些区域与支撑表面12接触或浸没在洗脱液中。

为了实现前空间31与薄层板D后侧的良好隔离，支撑表面12可以由具有密封效果的材料制成或者涂覆有具有密封效果的材料。然而，测试表明，当支撑表面由与展开室1相同的材料制成并且具有约1﹣2cm的宽度时实现了充分的隔离。通过将薄层板D压靠在支撑表面12上也可以实现更好的隔离，例如通过板式压紧器22将薄层板压靠在支撑表面上可以实现更好的隔离，所述板式压紧器22设置在门2的内侧(图3a﹣3b和图7)。

薄层板D的后侧由载体材料(通常为玻璃)构成，在载体材料上施加分离层。因此，位于薄层板D后侧的后空间32的气氛在活化、预处理和层析展开期间不起重要作用并且不必需要进行调节或控制。因此，在下文中，术语“内部气氛”是指位于薄层板D的分离层前面的前空间31中的气相。

为了调节内部气氛，展开室1设置有至少一个入口14和至少一个出口15，通过吹入和/或抽出可以将气体或液体输送到前空间31和从前空间31输出(图2a﹣2b)。至少一个入口14包括至少一个入口进入开口141、至少一条入口通道142和至少一个入口离开开口143，所述入口离开开口143通到前空间31中。同样地，至少一个出口15由开口到前空间31中的至少一个出口进入开口151、至少一条出口通道152和至少一个出口离开开口153组成。对这些各种开口的布置和几何形状以及入口通道142和出口通道152的内部结构进行优化，以用于在整个前空间31中产生强烈的连续气流。为了允许在层析展开期间也产生气流，当洗脱液槽充满洗脱液时，入口离开开口143和出口进入开口151必须布置在洗脱液槽11的外部且位于洗脱液液位上方。

有利的是，气流的流动方向与洗脱液在分离层中的迁移方向成0°或180°的角度。洗脱槽11通常布置在前空间31的下端部处，并且洗脱液在分离层中垂直于洗脱槽中的洗脱液液位向上移动。这样，入口离开开口143可以布置在前空间31的上端部附近，出口进入开口151位于前空间31的下端部处，或者反之亦然，所述两个开口均位于洗脱槽11的外部。

在本发明的优选实施例中，至少一个入口离开开口143位于后壁13的上端部附近，并且至少一个出口进入开口151位于后壁13的下端部处。入口离开开口143和出口进入开口151分布在后壁13的整个宽度上。可替代地，也可能提供单个宽的入口离开开口143和/或出口进入开口151。例如，在图4的实施例中，只有一个宽的入口离开开口143和四个均匀间隔的出口进入开口151。这些措施使得可以在整个前空间31中产生具有直且平行流线的气流，而不存在内部气氛的静止区域和停滞不前或不良更新(图4)。

在本发明的一个可行实施例中，入口通道142的内部结构也使得进入前空间31的气流以层流方式分布在入口离开开口143的整个宽度上。为此目的，入口通道142由两部分组成：入口进入开口141通向的层流区域1421和通向前部室31的倾斜段1422(图5a﹣5b和图6)。层流区域1421具有与入口离开开口143相同的宽度并且设置有多个翅片16。在本发明的简单实施例中，翅片16都具有相同的尺寸，并且它们彼此平行并且等距间隔开地布置(图5a)。翅片16将入口进入开口141的进入气流分布在层流区域1421的整个宽度上，并通过在直且平行的通道161中在翅片16之间引导进入气流来产生层流气流。为了更好地分配气流，在其他实施例中，也可以设想倾斜地(不平行，例如相对于入口进入开口141在径向方向上)布置翅片16。在图5b的实施例中，进入层流区域1421的气流被引导通过两条通道162并且被引导至具有不同长度的窄平行通道161。为了使气流均匀地分布在各条通道161中，它们离层流区域1421的入口(离入口进入开口141)越远，通道161越短。在层流区域1421之后，层流气流经由倾斜段1422被引入前空间31中。倾斜段1422具有与入口离开开口143相同的宽度，并且相对于层流区域1421中的气流方向具有一定的倾斜角度(图2a﹣2b和3a﹣3b)。该倾斜角度必须尽可能小，以使流动方向的变化不会引起湍流，并且尽可能地保持层流气流。特别有利地是，倾斜段1422的倾斜角度最多为45°。

在本发明的优选实施例中，出口通道152的内部结构使得气流均匀地通过各个出口进入开口151并在前空间31的整个宽度上离开展开室1。例如，每个出口进入开口151通过其自己的出口通道152连接到出口离开出口153，每条出口通道152具有相同的长度。为了实现这一点，某些出口进入开口151的出口通道152可以例如弯曲几次或成Z字形(图5)。

上述入口通道142和出口通道152和相关开口的布置和几何形状使得可能在前空间31的一端部处引入层流气流并且可能在另一端部处从前空间31吸出内部气氛，以在整个前空间31中产生均匀的层流气流。为了在分离层的整个表面上保持进入气流的层流性质，前空间31的深度d1，即，薄层板D的前表面和腔3的后壁13之间的距离必须相对小。前空间31的深度d1对应于后壁13上方的支撑表面12的高度，所述高度优选地介于1mm至3mm之间，最优选地约2mm(除了在前空间31的下端部的流体槽11的区域中)。实验表明，当深度d1大于3mm时，在前空间31中出现不希望的湍流，并且在深度d1小于1mm时，毛细管力引起不希望的失真。此外，有利的是前空间31的深度d1小于倾斜段1422的直径d2，从而进入到前空间31中的进入构成变窄的气流(图6)。这确保了进入气流立即驱动已经处于展开室1中的内部气氛从前部离开展开室1，而没有湍流并且没有与内部气氛混合。这也就是如何实现期望的气流速率和气流在分离层表面上的强力作用。随着普遍存在的单向、层流气流，内部气氛不仅简单地循环，而且不断地且完全地更新。

腔3的后壁13优选地是平坦的并且平行于支撑表面12，使得后壁13也平行于分离层的表面，并且前空间31具有一致的深度d1。然而，根据实施例，支撑表面12和后壁13也可以具有其他几何形状。例如，后壁13也可以具有平行于气流方向定向的凹槽。

在展开室1中提供至少一条洗脱液供应管线和一条洗脱液排出管线，通过该洗脱液供应管线和洗脱液排出管线可以在层析展开之前用洗脱液填充洗脱液槽11并随后清空。在最低约为5mm的薄层板D浸入洗脱液中时，是层析展开的最佳选择。为了使得能够完全排空洗脱液槽11，洗脱液排出管线有利地布置在洗脱液槽11的最低点。为了自动控制洗脱液槽11的填充和排空，传感器(特别是光学传感器)也可以安装在展开室1中。这种传感器还可以用于在层析展开期间连续调节洗脱液液位。还可以用这些传感器自动确定洗脱槽11完全排空或填充的确切时刻，并且可以在此后立即自动开始下一个方法步骤。

为了在层析展开期间控制洗脱液在分离层中的迁移，可以在展开室1的后壁13中或在门2中设置一个或多个开口，例如用于光学传感器。如果使用具有诸如玻璃的透明载体材料的薄层板D，则开口23和传感器可以布置在门2中并且通过载体材料跟踪洗脱液在分离层中的迁移(图7)。利用这些传感器，可以自动确定洗脱液前沿达到期望的迁移距离的精确时刻，并且可以在此后立即自动开始下一个方法步骤。

所提出的用于薄层板D自动层析的设备不仅适用于层析展开本身，而且适用于进行上面列出的其他方法步骤，如下所述。

为了将薄层板D自动插入展开室1/从展开室1移除，可以提供用于板输送(例如传送带)和板定位的装置。例如，利用倾斜机构可以将平置的薄层板D倾斜到竖直方向并且靠在腔3的后壁13上。

入口14和出口15也非常适合于产生活化所需的气流。利用入口通道142和出口通道152以及相关开口的上述布置和几何形状，通过前空间31产生的气流是层流。气流的层流性质确保了分离层的均匀润湿。由于气流在分离层表面上的强烈作用，使用根据本发明的设备在约5分钟内实现期望的湿度，而这采用常规措施通常需要10分钟。为了控制气流的湿度和/或温度，根据本发明的设备可以额外包括湿度和/或温度传感器。利用这些传感器，可以自动确定水在分离层上达到期望量的精确时刻，并且可以在此后立即自动开始下一个方法步骤。一旦用水分子加载固定相与气流的相对湿度平衡，分离层就不再吸收水分子。

这同样适用于预处理。同样，本发明允许显著地节省时间：由于内部气氛的非常有限的体积和单向的、层流的进入气流，其立刻驱动内部气氛向前离开前空间31而没有湍流并且不与内部气氛混合，因此分离层和内部气氛的期望加载非常快速地完成。

对于干燥，可以通过入口14和出口15，或通过另外的气体入口和气体出口产生强烈的、可能温暖的气流。实验表明，薄层板D的下边缘和放置薄层板D的保持部111之间的接触点难以干燥。捕获在它们之间的洗脱液可能会导致在色谱图中出现伪影。在本发明的优选实施例中，在封闭的展开室1中，薄层板D和保持部111之间没有接触。这可以在关闭门2时或之后通过例如移动保持部111远离薄层板D的下边缘来实现。以这种方式，薄层板D保持其被夹持在门2和支撑表面12之间时的位置。在一个可行实施例中，保持部111由至少两个半圆柱形杆111'、111”组成，在关闭门2时所述两个半圆柱形杆111'、111”旋转(图8a﹣8b)。图8a示出了如何将薄层板D放置在开放的展开室1中的半圆柱形杆111'、111”的圆形侧面上，而图8b示出了半圆柱形杆如何在关闭门2时被转向，使得它们的平坦侧面不再与薄层板D接触。

为了冲洗腔3、入口14、出口15和/或洗脱槽11，可以设想通过入口14和出口15或通过展开室1中的单独的附加开口引入和移除冲洗液体。为了在冲洗之后干燥展开室1，也可以设置气体入口和气体出口。

离开展开室1的气流通过注入连接到出口15并容纳制备的缓冲溶剂混合物的瓶而连续再生。因此，在气流被重新引入展开室1之前，气流的成分恢复到期望的成分。为了使气相循环并产生气流，循环泵可以例如安装在出口15处。

根据本发明的设备有利地由易于加工、耐机械、耐腐蚀和化学惰性的材料制成，以适用于潮湿环境和热气体。此外，材料表面必须光滑，以便残留物容易被冲走。还有利的是材料不透明的，使得本发明的设备也适用于处理光敏物质并且为了避免光化学失真。塑料是优选的，例如PEEK(聚醚醚酮)或聚芳醚酮或特氟隆的其它塑料。

实验表明，可用压缩空气充气的可膨胀密封件21确保了腔3的特别好的密封。这种密封还具有以下优点：在门框和展开室1中的对应开口之间进行径向密封，因此门2不必以很大的力轴向压靠在展开室1上。

根据图1、2a﹣2b、3a﹣3b和7的实施例，门2布置在展开室1的前侧并且可在打开位置和关闭位置之间旋转，但是在其他可行实施例中，它可以布置在展开室的另一侧上和/或可以在打开位置和关闭位置之间滑动。在其他实施例中，腔可以是倾斜的或甚至是水平的，其中薄层板D随后放置在腔3中。

本公开教导了用于薄层板自动层析的方法和设备，其中四种基本措施一起允许在可再现条件下进行薄层板D层析展开：

a)展开室1的良好密封和薄层板D与环境的完全分离；

b)薄层板D的分离层前面的内部气氛的体积有限；

c)通过用传感器监测各种过程，在活化、预处理和/或层析展开和调节适应期间自动调节内部气氛的成分。利用这些传感器，可以自动确定达到期望的预定状态的精确时刻，并且可以在此后立即自动地开始下一个方法步骤；

d)在活化、预处理和/或层析展开期间，内部气氛的更新和对薄层板表面上的气流的精确控制。

这确保了在活化、预处理和层析展开期间展开室1的内部气氛的成分的更高精度和均匀性，并因此所获得的层析质量更高和具有再现性。

Claims (15)

1.一种用展开室(1)进行用于薄层层析法的薄层板的自动层析的方法，所述展开室具有腔(3)，薄层板(D)被完全封装在所述腔(3)中、被密封并与外部环境隔离，其中包含内部气氛的前空间(31)位于所述腔(3)中、在所述薄层板(D)的分离层的前面上，

所述方法包括以下步骤：

a)活化：在所述腔(3)中调节所述薄层板(D)的所述分离层的湿度；

b)预处理：在所述腔(3)中，用特定的气相成分使所述内部气氛饱和，并且用一些物质有限定地加载所述薄层板(D)的所述分离层；

c)在所述腔(3)中层析展开所述薄层板(D)；

其中，在所述步骤a)至c)中的至少一个步骤中，在整个所述前空间(31)中产生具有由使用者确定的特定成分的气流，并且使得整个所述内部气氛运动而没有停滞或静止的气相。

2.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于

所述气流向前驱动已经处于所述前空间(31)中的内部气氛离开所述展开室(1)而没有湍流并且没有与内部气氛混合，使得用所述气流完全更新所述内部气氛。

3.根据前述权利要求之一所述的方法，

其特征在于

设定所述气流的流速，使得流动的内部气氛在前空间(31)中仅保留短时间，使得内部气氛的成分在流过所述展开室(1)的过程中不会显著变化并且不断更新。

4.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于

所述分离层所在的所述薄层板(D)的前侧与所述薄层板(D)的后侧隔离开。

5.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于

所述气流直接、强烈且均匀地作用在所述分离层的表面上。

6.根权利要求1所述的方法，

所述方法包括以下额外步骤：

在步骤b)之后且在步骤c)之前包括引入洗脱液；

在步骤c)之后包括移除所述洗脱液和干燥所述薄层板(D)；

其中，在步骤c)中，进行连续调节所述洗脱液液位并检测所述洗脱液的前沿。

7.根据前述权利要求1所述的方法，

其特征在于

步骤a)至c)自动地相互跟随，使得整个方法自动进行而无需人工干预。

8.一种用展开室(1)进行用于薄层层析法的薄层板的自动层析的设备，所述展开室(1)具有腔(3)，薄层板(D)被完全封装在所述腔(3)中、被密封并与外部环境隔离，其中前空间(31)位于所述腔(3)中、在所述薄层板(D)的分离层的前面与所述腔的后壁(13)之间；洗脱槽(11)位于所述前空间(31)的下端部处，

其特征在于

至少一个入口(14)设置在所述前空间(31)的一个端部处，并且至少一个出口(15)设置在所述前空间(31)的另一端部处，

所述至少一个出口(15)在所述洗脱槽(11)外部且在所述前空间(31)中具有出口进入开口(151)；并且

所述前空间(31)的深度(d1)为所述薄层板(D)的前面与所述腔的后壁(13)之间的距离，所述深度为1mm至3mm之间。

9.根据权利要求8所述的设备，

其特征在于

所述至少一个入口包括至少一个入口离开开口(143)，

所述至少一个出口包括至少一个出口进入开口(151)，

所述入口离开开口(143)和所述出口进入开口(151)分布在所述展开室(1)的腔(3)的后壁(13)的整个宽度上。

10.根据权利要求8所述的设备，

其特征在于

所述展开室(1)的所述腔(3)的所述后壁(13)具有凸起的U形支撑表面(12)，所述薄层板(D)的前侧能够靠在所述U形支撑表面(12)上，使得所述前空间(31)在至少三个侧面被所述U形支撑表面(12)包围。

11.根据权利要求8所述的设备，

其特征在于

所述至少一个入口(14)具有带有通道(161)的层流区域(1421)，所述通道(161)离所述层流区域(1421)的进口越远，所述通道越短。

12.根据权利要求8所述的设备，

其特征在于

所述至少一个入口(14)具有层流区域(1421)，

所述层流区域(1421)设置有平行且规则的间隔开的翅片(16)。

13.根据权利要求8所述的设备，

其特征在于

所述至少一个入口(14)具有倾斜段(1422)，

其中，所述倾斜段(1422)通向所述前空间(31)，并且相对于所述展开室的腔(3)的后壁(13)以至多45°的倾斜角定向。

14.根据权利要求8所述的设备，

其特征在于

所述至少一个出口(15)包括至少一个通向所述前空间(31)的出口进入开口(151)、至少一条出口通道(152)和至少一个出口离开开口(153)，每个所述出口进入开口(151)均由其自身的出口通道(152)连接至所述出口离开开口(153)，每条所述出口通道(152)均具有相同的长度，并且某些所述出口通道(152)是弯曲的或为Z字形。

15.根据权利要求8所述的设备，

其特征在于

所述展开室具有门(2)，所述门(2)能够在关闭位置和打开位置之间旋转或滑动，

为了良好地密封所述展开室的腔(3)，所述门(2)和/或所述展开室(1)设置有可膨胀的密封件(21)。

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