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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Chromatographie-Anordnung für mehrdimensionale Chromatographie enthaltend
- (a) eine erste Trennsäule zur Trennung einer durch die Trennsäule geleiteten Probe in Komponenten;
- (b) eine zweite Trennsäule zur weiteren Trennung der in der ersten Trennsäule getrennten Komponenten, wobei die zweite Trennsäule andere Trenneigenschaften aufweist als die erste Trennsäule;
- (c) ein strömungsmäßig zwischen der ersten und der zweiten Trennsäule angeordnetes Anreicherungsvolumen zum Anreichern der Komponenten vor Eintritt in die zweite Trennsäule;
- (d) eine Schaltanordnung, mit der die Chromatographie-Anordnung von einem ersten Schaltzustand, bei welchem die aus der ersten Trennsäule austretenden Komponenten in dem Anreicherungsvolumen angereichert werden, in einen zweiten Schaltzustand umschaltbar ist, in dem die im Anreicherungsvolumen angereicherten Komponenten in die zweite Trennsäule überführt werden; und
- (e) einen Detektor zur Detektion der aus der zweiten Trennsäule austretenden Probenbestandteile.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Erzeugung eines mehrdimensionalen Chromatogramms mit den Schritten:
- (a) Trennen einer Probe in einer ersten Trennsäule in mehrere Komponenten;
- (b) Anreichern der Komponenten in einem Anreicherungsvolumen;
- (c) Trennen der angereicherten Komponenten in einer zweiten Trennsäule; und
- (d) Detektieren der in der zweiten Trennsäule getrennten Komponenten.
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Derartige Anordnungen werden auch als mehrdimensionale oder umfassende („comprehensive”) Chromatographie bezeichnet. Bei der Gaschromatographie wird die Anordnung und das Verfahren auch als „GC × GC” oder „GC – GC” bezeichnet und bei der HPLC mit LC × LC. Es sind auch gemischte Anordnungen bekannt, etwa GC × LC und LC × GC. Die Anordnungen zeichnen sich dadurch aus, dass eine Probe durch zwei verschiedene Säulen mit unterschiedlichen Trenneigenschaften geleitet wird. Nicht-aufgelöste Peaks aus der ersten Trennsäule können in der zweiten Trennsäule getrennt werden. Auf diese Weise wird eine besonders hohe Auflösung erreicht.
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Bekannte Anordnungen basieren auf einem von zwei unterschiedlichen Prinzipien: Eine Möglichkeit besteht darin, die in der ersten Trennsäule getrennten Komponenten mittels eines Kühlmittels, etwa Stickstoff, einzufrieren und nach der Anreicherung durch Beheizen wieder freizugeben. Die andere Möglichkeit besteht darin, die Fluidströmung durch die Säulen und ein Anreicherungsvolumen derart zu schalten, dass die Komponenten zyklisch in dem Anreicherungsvolumen angereichert und anschließend in die zweite Trennsäule überführt werden. Dadurch wird der Einsatz von teurem Kühlmittel vermieden. Die vorliegende Erfindung betrifft letztgenannte Anordnungen und Verfahren, bei welchen durch geeignete Strömungsführung zwischen den Zuständen umgeschaltet wird.
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Stand der Technik
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US 7,383,718 B2 (McCurrey) offenbart eine Anordnung mit einer ersten und einer zweiten Trennsäule, mit welcher zweidimensionale Gaschromatographie durchgeführt werden kann. Ein „Flow Modulator” mit einem Ventil und einer Drucksteuerung schaltet die Strömungsverhältnisse in gewünschter Weise. Eine solche Anordnung wird von Agilent Technologies Corp. unter der Bezeichnung „Agilent 7890A GC System” kommerziell vertrieben. In einem ersten Schritt werden die in der ersten Trennsäule getrennten Komponenten in einem Anreicherungsvolumen angereichert. In einem zweiten Schritt werden die angereicherten Komponenten sehr schnell in die zweite Trennsäule zur weiteren Trennung überführt. Im zweiten Schritt wird zu diesem Zweck eine Trägergasströmung durch das Anreicherungsvolumen geleitet. Während der Anreicherung wird diese Trägergasströmung an dem Anreicherungsvolumen vorbei geleitet.
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Je nach Strömungsbedingungen, Ausgestaltung der Säulen und Anwendung gelangt zuviel der aus der ersten Säule austretenden mobilen Phase in das Anreicherungsvolumen. Das Anreicherungsvolumen ist quasi „voll”. Entsprechend wird ein Teil der Komponenten bereits vor dem Überführungsschritt in die zweite Trennsäule gelangen. Das ist unerwünscht. Ein größeres Anreicherungsvolumen ist jedoch im allgemeinen ebenfalls unerwünscht, da die Überführung in die zweite Trennsäule dann sehr lange dauert.
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Offenbarung der Erfindung
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art mit höherer Richtigkeit bei kurzer Analysenzeit zu schaffen.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Volumen des Anreicherungsvolumens veränderbar ist. Beispielsweise kann das Anreicherungsvolumen von einer austauschbaren, lösbar befestigten Röhre, Leitung oder Kapillare oder einem in eine Platte geätzten Kanal gebildet sein. Das Anreicherungsvolumen kann auch in einem eigenen Modul vorgesehen sein, welches als ganzes austauschbar ist. Mit einem veränderbaren Anreicherungsvolumen ist eine Anpassung an die Eigenschaften der Trennsäulen und der Anwendungsbedingungen möglich. Die Anpassung erfolgt im besten Fall derart, dass bei der Anreicherung immer auf etwa 50% des Anreicherungsvolumens, vorteilhafterweise im Bereich zwischen 40 und 60% erfolgt. Wenn also die erste Trennsäule derart ausgelegt ist, dass ein hoher Fluidfluss vorliegt, ist es vorteilhaft ein großes Anreicherungsvolumen zu verwenden. Auch bei hohen Temperaturen, welche eine höhere Diffusion bewirken, ist ein größeres Anreicherungsvolumen vorteilhaft. Umgekehrt kann die Überführungsdauer der Probe in die zweite Trennsäule und damit die Messdauer bei geringem Fluidfluss in der ersten Trennsäule verringert werden, wenn ein kleineres Anreicherungsvolumen ausgewählt wird. Die Anpassung des Anreicherungsvolumens erfolgt durch Auswahl eines zur Anwendung und zur ersten Trennsäule passenden Leitungsteils oder Kapillarteils, welches beispielsweise an zugehörige Anschlüsse in der Anordnung geschraubt wird. Dabei hat das Anreicherungsvolumen vorteilhafterweise immer einen größeren Innendurchmesser als die erste Trennsäule. Das Leitungs- oder Kapillarteil oder das austauschbare Modul ist bei der Gaschromatographie vorteilhafterweise aus Metall, bei der Flüssigchromatographie vorteilhafterweise aus einem inerten Polymer gerfertigt. Dadurch werden unerwünschte Adsorptionsprozesse und chemische Interferenzen vermieden.
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Die Anordnung eignet sich besonders mit Gaschromatographie-Trennsäulen oder Flüssigchromatographie-Trennsäulen oder deren Kombination.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Anreicherungsvolumen beheizbar ausgebildet. Die zweite Trennsäule hat vorzugsweise die gleiche Temperatur wie die erste Trennsäule. Alternativ werden die Trennsäulen separat isotherm gehalten.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Schaltanordnung eine Fluidquelle mit einer Fluss- oder Druckregelung zur Erzeugung einer Fluidströmung und ein Ventil, das im zweiten Schaltzustand die Fluidströmung durch das Anreicherungsvolumen leitet.
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In einer besonders bevorzugten, weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein weiteres Anreicherungsvolumen vorgesehen und die Fluidströmung wird im ersten Schaltzustand durch das erste Anreicherungsvolumen und im zweiten Schaltzustand durch das zweite Anreicherungsvolumen geleitet. Mit einer solchen Anordnung kann immer dann, wenn die angereicherten Komponenten aus dem einen Anreicherungsvolumen in die zweite Trennsäule überführt werden, bereits eine Anreicherung in dem anderen Anreicherungsvolumen erfolgen. Dadurch gehen keine Probenbestandteile für die Detektion verloren. Ein weiterer Vorteil der Verwendung von zwei Anreicherungsvolumina ist es, dass die Probenüberführung über einen längeren Zeitraum erfolgen kann, ohne, dass sich die Messdauer verlängert. Die Überführung in die zweite Trennsäule kann mit kleineren Volumengeschwindigkeiten erfolgen, als bei Verwendung nur eines Anreicherungsvolumens.
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Die erfindungsgemäße Erzeugung eines mehrdimensionalen Chromatogramms ist dadurch gekennzeichnet, dass das Anreicherungsvolumen an die Säuleneigenschaften und die Anwendungsbedingungen angepasst wird. Dabei sind vorzugsweise zur Anreicherung der Komponenten wenigstens zwei Anreicherungsvolumen vorgesehen und die Anreicherung erfolgt in einem Anreicherungsvolumen, während die in dem anderen Anreicherungsvolumen angereicherten Komponenten in die zweite Trennsäule überführt werden und umgekehrt.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann insbesondere eine Flüssigkeit als Träger verwendet werden und die Detektion mittels Massenspektroskopie erfolgen. Es versteht sich, dass die Erfindung neben der Flüssigchromatographie LC × LC auch mit Gaschromatographie oder anderen Verfahren und Detektionsverfahren, etwa UV, DAD, FID verwirklicht werden kann.
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Vorzugsweise wird zum Umschalten zwischen den Anreicherungsvolumen eine geregelte Fluidströmung jeweils alternierend durch die Anreicherungsvolumina geleitet und der Eingangsdruck der Fluidströmung ist einstellbar und zeitlich variabel. Die Fluidströmung kann dann in dem Anreicherungsvolumen, dessen Komponenten gerade in die zweite Trennsäule überführt werden, gering gehalten werden.
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Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Ausführungsbeispiele sind nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine schematische Darstellung einer mehrdimensionalen Chromatographieanordnung mit einem Anreicherungsvolumen im Anreicherungszustand.
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2 zeigt die Anordnung aus 1 während der Überführung der im Anreicherungsvolumen angereicherten Komponenten in eine zweite Trennsäule.
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3 ist eine schematische Dartstellung einer mehrdimensionalen Chromatographieanordnung mit zwei Anreicherungsvolumen in einem ersten Schaltzustand.
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4 zeigt die Anordnung aus 3 in einem zweiten Schaltzustand.
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5 illustriert die Auswirkungen eines veränderlichen Anreicherungsvolumens für eine erste Trennsäule mit einem Gasfluss von 1 ml/min
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6 illustriert die Auswirkungen eines veränderlichen Anreicherungsvolumens für eine erste Trennsäule mit einem Gasfluss von 2 ml/min.
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7 zeigt eine Anordnung für LC × LC mit zwei Anreicherungsvolumina und einem alternativen Schaltvenil.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt eine allgemein mit 10 bezeichnete Anordnung für mehrdimensionale Chromatographie. Die Anordnung 10 umfasst eine erste Trennsäule 12 und eine zweite Trennsäule 14. Je nach Anwendung sind die Trennsäulen 12 und 14 für die Gaschromatographie oder die Flüssigchromatographie ausgebildet. Die Trennsäulen 12 und 14 sind hintereinander geschaltet. Eine Probe, die von einem Probeneinlass 16 durch die erste Trennsäule 12 geleitet wird, wird anschließend vollständig auch durch die zweite Trennsäule 14 geleitet. Am Ausgang der zweiten Trennsäule 14 ist ein Detektor 18 vorgesehen. Als Detektor 18 eignet sich jeder Detektor, der auch sonst in bekannten Chromatographie-Anordnungen geeignet ist, beispielsweise UV, AED, MS, FID etc.
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Die Trennsäule 12 hat eine andere stationäre Phase als die Trennsäule 14. Auf diese Weise werden nicht-aufgelöste Peaks unterschiedlicher Komponenten, welche aus der Trennsäule 12 in die Trennsäule 14 gelangen, aufgelöst.
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Zwischen der ersten Trennsäule 12 und der zweiten Trennsäule 14 ist ein Anreicherungsvolumen 20 vorgesehen. Das Anreicherungsvolumen 20 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Kapillare, welche über eine Mehrwege-Schraubanordnung mit den Enden der beiden Trennsäulen 12 und 14 lösbar verschraubt ist. Zusammen mit der Schraubanordnung bildet die Kapillare ein austauschbares Modul. Bei der Gaschromatographie ist das Modul aus hochtemperaturfestem, inertem Edelstahl gefertigt. Bei der Flüssigkeitschromatographie ist das Modul aus einem inerten Polymer gefertigt.
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Zur Beeinflussung der Strömung in dem Anreicherungsvolumen 20 ist eine Trägerfluidquelle 22 vorgesehen. Bei der Gaschromatographie ist das Trägergas aus der Trägergasfluidquelle 22, beispielsweise molekularer Wasserstoff. Die Trägergasfluidquelle 22 ist über ein Ventil 24 einerseits mit dem Eingang des Anreicherungsvolumens 20 an dem Modul verbunden. Andererseits ist die Trägergasquelle 22 über das Ventil 24 mit dem Ausgang des Anreicherungsvolumens 20 und somit mit dem Eingang der zweiten Trennsäule 14 verbunden. Je nach Ventilstellung des Ventils 24 wird der Trägerfluidstrom also entweder durch das Anreicherungsvolumen 20 oder daran vorbei geleitet. 1 zeigt die Anordnung, bei welcher der Trägerfluidstrom aus der Trägergasfluidquelle 22 durch das Ventil 24 an dem Anreicherungsvolumen 20 vorbei zur zweiten Trennsäule 14 geleitet wird. 2 zeigt die Anordnung, bei welcher der Trägerfluidstrom aus der Trägergasfluidquelle 22 durch das Ventil 24 und durch das Anreicherungsvolumen 20 hindurch zur zweiten Trennsäule 14 geleitet wird.
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Die Anordnung arbeitet wie folgt: Eine Probe mit mehreren Komponenten wird über den Probeneinlass 16 auf die erste Trennsäule 12 gegeben. Dort werden die Komponenten der Probe so weit wie möglich getrennt. Von dort gelangen die Komponenten in das Anreicherungsvolumen 20.
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In einem ersten Zyklusschritt, der in 1 dargestellt ist, wird das Trägerfluid, wie in 1 dargestellt, an dem Anreicherungsvolumen vorbei zur zweiten Trennsäule 14 geleitet. In dem Anreicherungsvolumen 20 sammelt sich die Probe, die mit einer geringen Volumengeschwindigkeit bewegt wird. Die Volumengeschwindigkeit entspricht dem vergleichsweise geringen Gasfluss in der ersten Trennsäule 12, der zu einer geringen Volumengeschwindigkeit führt, wenn das Anreicherungsvolumen 20 wesentlich größer ist, als das Volumen der ersten Trennsäule. Das ist der Anreicherungsschritt.
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In einem zweiten Zyklussschritt, der in 2 dargestellt ist, wird das Trägerfluid wie in 2 dargestellt durch das Anreicherungsvolumen hindurch zur zweiten Trennsäule 14 geleitet. Die in dem Anreicherungsvolumen 20 angesammelte Probe wird nun mit vergleichsweise hoher Volumengeschwindigkeit zur zweiten Trennsäule überführt. Die Volumengeschwindigkeit entspricht dem Gasfluss, der sich aus der Summe des Gasflusses aus der ersten Trennsäule 12 und des Gasflusses aus der Trägerfluidquelle ergibt.
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Der erste und zweite Zyklusschritt werden wiederholt, bis die gesamte Probe durch die Anordnung geleitet wurde. Die Zyklusdauer richtet sich dabei nach der Anwendung und den Messbedingungen. Eine Fluss- und/oder Druckregelung an der Fluidquelle ermöglicht die Beeinflussung der Volumengeschwindigkeiten durch das Anreicherungsvolumen 20. Das in Modulform ausgebildete Anreicherungsvolumen 20 weist eine Kapillare mit fester Länge auf. Der Innendurchmesser der Kapillare wurde jedoch so gewählt, dass bei den vorgegebenen Abmessungen der ersten Trennsäule und der ausgewählten Zyklusdauer eine Anreicherung der Probe zu etwa 50% des Anreicherungsvolumens erfolgt. Dadurch wird für jede Proben- und Säulenart ein vorzeitiges Austreten der Probe während der Anreicherungsphase vermieden und dennoch eine kurze Messdauer erreicht. Wenn die Anordnung mit einer anderen Säule versehen wird, wird das Modul ausgetauscht. Hierzu werden die Anschlüsse zur Fluidquelle und zu den Trennsäulen gelöst und ein anderes Modul eingesetzt.
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Beispielhaft sind in 1 und 2 Zahlenwerte für typische Gasflüsse und Volumengeschwindigkeiten für eine Gaschromatographie-Anwendung angegeben. Die Probe wird zusammen mit einem Trägergas mit einem Gasfluss von 1 ml/min, entsprechend 15 μl/s durch die erste Trennsäule 12 geleitet. Die Trennsäule hat Abmessungen von 30 m × 0,25 mm × 0,25 μm. Die mobile Phase hat dabei eine Volumengeschwindigkeit von 30 cm/s. Das Anreicherungsvolumen hat Abmessungen von 2,25 mm × 50 mm. Entsprechend dem größeren Querschnitt und dem Gasfluss von 1 ml/min in der Anreicherungsphase ergibt sich eine geringe Volumengeschwindigkeit von 0,4 cm/s. Die zweite, nachgeschaltete Trennsäule 18 hat widerum einen geringen Querschnitt bei Abmessungen von 2 m × 0,25 mm × 0,25 μm. Die Gasflüsse aus dem Anreicherungsvolumen und aus der Trägergasquelle 22, im vorliegenden Beispiel 19 ml/min, addieren sich. Entsprechend wird während der Anreicherungsphase ein Gasfluss von 20 ml/min in der zweiten Trennsäule 14 erzeugt. Die resultierende Volumengeschwindigkeit ist mit 500 cm/s hoch.
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In der Überführungsphase (2) wird die Trägergasströmung aus der Trägergasquelle 22 durch das Anreicherungsvolumen geleitet. Auch hier addieren sich die Gasflüsse zu 20 ml/min. Das entspricht einer höheren Volumengeschwindigkeit von 8,5 cm/s. Man erkennt, dass die höhere Volumengeschwindigkeit zu einer schnellen Überführung der angereicherten Probe in die zweite Trennsäule führt. Wenn sich die Abmessungen oder Gasflüsse in der ersten Säule ändern, führt dies zu einer Veränderung der Zeit, in der das Anreicherungsvolumen 20 „voll” ist. Dies ist aus den Werten in 5 erkennbar. Die genannten Abmessungen und Werte in 1 führen dazu, dass das Anreicherungsvolumen von 200 μl in ca. 6 Sekunden zur Hälfte gefüllt ist. Ein kleineres Anreicherungsvolumen von 62 μl mit den Abmessungen 1,25 mm × 50 mm führt zu einem Befüllungszeitraum von lediglich ca. 2 Sekunden. Je nach Anwendung, d. h. Peakbreiten, Probeneigenschaften, Auflösungsvermögen der Säulen etc. kann also das kleinere oder größere Anreicherungsvolumen günstiger sein.
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Die Trennsäulen 12 und 14, sowie die Anreicherungsvolumina 20 und 21 sind in einem bis 300°C steuerbaren Ofen 40 angeordnet. In einem nicht-dargestellten, alternativen Ausführungsbeispiel, ist die zweite Trennsäule 14 in einem separaten Ofen angeordnet.
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3 und 4 zeigen ein alternatives Ausführungsbeispiel. Wie im oben erläuterten Ausführungsbeispiel sind ein Probeneinlass 116, eine erste Trennsäule 112, eine zweite Trennsäule 114 und ein Detektor 118 vorgesehen. Zwischen den Trennsäulen 112 und 114 sind bei diesem Ausführungsbeispiel zwei Anreicherungsvolumina 120 und 121 vorgesehen. Die Anreicherungsvolumina 120 und 121 sind als Kapillaren in einem gemeinsamen, lösbaren Modul angeordnet. Jedes Anreicherungsvolumen ist mit einem Eingang am Ausgang der ersten Trennsäule 112 angeschlossen. An den Eingängen der Anreicherungsvolumina liegt ferner ein Anschluss zu einer Fluidquelle 122 mit einer Fluss- und/oder Druckregelung an. Über ein Schaltventil 124 kann die Fluidströmung aus der Fluidquelle 122 zu einem der Eingänge geleitet werden. Die Ausgänge der Anreicherungsvolumina 120 und 121 sind mit der zweiten Trennsäule 114 verbunden.
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Die Anordnung arbeitet wie folgt: In einem ersten Schritt wird die Fluidströmung 134 zum Eingang des Anreicherungsvolumens 120 geleitet. Gleichzeitig wird die getrennte Probe aus der ersten Trennsäule 112 zum Eingang des anderen Anreicherungsvolumens 121 geleitet. In dem Anreicherungsvolumen 121 reichert sich während dieses Schritts die Probe an. Der Inhalt des Anreicherungsvolumens 120 wird mit der Fluidströmung in die zweite Trennsäule überführt. Diese Situation ist in 3 dargestellt. Durch Umschalten des Schaltventils 124 wird die Fluidströmung zum Eingang des Anreicherungsvolumens 121 geleitet. Die aus der ersten Trennsäule 112 austretende Probe wird zum Eingang des Anreicherungsvolumen 120 geleitet. Dort kann sich die Probe nun sammeln. Dieser Zustand ist in 4 dargestellt. Es ist gut erkennbar, dass die Probe sich bei einer solchen Anordnung immer entweder in dem einen oder in dem anderen Anreicherungsvolumen sammelt, während der Inhalt des jeweils anderen Anreicherungsvolumens in die zweite Trennsäule überführt wird. Auf diese Weise erfolgt eine kontinuierliche Anreicherung und der Prozess wird nicht durch das Überführen in die zweite Trennsäule unterbrochen. Entsprechend darf die Überführung mehr Zeit in Anspruch nehmen.
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Damit die aus der ersten Trennsäule 112 austretende Probe in das gewünschte Anreicherungsvolumen gelangt, wird ein kleiner Teilstrom 130 des Fluidstroms vor dem jeweiligen Eingang des Anreicherungsvolumens abgetrennt und zusammen mit dem Probenstrom 132 zum anderen Eingang geleitet. Beispielsweise wird in 4 ein Teilstrom 130 des Fluidstroms abgetrennt und zusammen mit der Probe 132 zum Eingang 134 des Anreicherungsvolumens 120 geleitet. In 3 ist die Situation genau andersherum. Der Querschnitt der Zuleitung, durch welche der Teilstrom 130 geleitet wird, ist wesentlich kleiner, als der Querschnitt der Zuleitung des übrigen Fluidstroms, so dass sich die entsprechende Aufteilung ohne weitere Steuerungsmittel ergibt. Diese Zuleitung stellt eine Restriktion dar, damit das Anreicherungsvolumen 120 bzw. 121 mit den Komponenten aus der ersten Trennsäule 112 vollständig überführt werden können. Die Trennsäulen 112 und 114, sowie die Anreicherungsvolumina 120 und 121 sind in einem bis 300°C steuerbaren Ofen angeordnet. In einem nicht-dargestellten, alternativen Ausführungsbeispiel, ist die zweite Trennsäule 114 in einem separaten Ofen angeordnet.
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Anhand eines Zahlenbeispiels sollen auch hier typische Strömungsverhältnisse dargestellt werden. Es versteht sich, dass dies lediglich zur Illustrierung der Funktionsweise dient und die Erfindung keinesfalls auf derartige Zahlenwerte beschränkt ist.
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Die Trägergasquelle ist wie bei oben beschriebenen Ausführungsbeispiel auf einen Gasfluss von 20 ml/min geregelt und der Gasfluss durch die erste Trennsäule beträgt 1 ml/min. In dem in 3 dargestellten Schritt wird die Probe in das Anreicherungsvolumen 121 geleitet. Entsprechend werden 19 ml/min von insgesamt 20 ml/min des Trägergases durch das Anreicherungsvolumen 120 geleitet. 1 ml/min des Trägergases wird zusammen mit der Probe in das Anreicherungsvolumen 121 geleitet. Dort ist der Gasfluss 2 ml/min entsprechend einer langsamen Volumengeschwindigkeit von 0,8 cm/s. In dem Anreicherungsvolumen 120, dessen Inhalt in die zweite Trennsäule überführt wird, beträgt die Volumengeschwindigkeit hingegen 8,5 cm/s. In der Situation in 4 sind die Strömungsverhältnisse gerade umgekehrt.
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Die Auswirkungen eines Wechsels des Anreicherungsvolumens sind in 6 beispielhaft illustriert: Eine Verringerung des Anreicherungsvolumens führt zu einer höheren Volumengesschwindigkeit und somit zu einer schnelleren Befüllung.
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Wenn die Überführung in die zweite Trennsäule 114 langsam erfolgen soll, wird der Trägergasstrom durch das entsprechende Anreicherungsvolumen abgesenkt. Dies kann durch zeitlich veränderliche Fluss- oder Druckregelung oder durch einen Bypass erfolgen.
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7 zeigt eine HPLC-Anordnung, welche andere Volumengeschwindigkeiten als die oben aufgeführten Beispiele für die Gaschromatographie aufweist. Die Eingänge der Anreicherungsvolumina 220 und 221 werden mit der Probe aus dem Probeneinlass 216 über ein gemeinsames Schaltventil 224 beaufschlagt. Das Schaltventil 224 leitet die mobile Phase alternativ jeweils in eines der Anreicherungsvolumina – hier mit 221 bezeichnet. Das andere Anreicherungsvolumen 220 wird wie bei dem Beispiel aus 3 und 4 ausschließlich von Laufmittel aus der HPLC-Pumpe 222 durchströmt. Das Schaltventil 224 ermöglicht eine besonders einfache Handhabung in der HPLC, weil hier anders als in der Gaschromatographie isotherm gearbeitet wird. Hierzu ist ein Ofen 240 vorgesehen, mit welchem die Trennsäulen 212 und 214 und die Anreicherungsvolumina 221 und 220 im Bereich von 30°C konstant gehalten werden.
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Die aus der ersten Trennsäule 212 mit einer Volumengeschwindigkeit von ca. 4,81 mm/s wird über das Schaltventil 224 zum Anreicherungsvolumen 221 geleitet. Dort wird die Volumengeschwindigkeit aufgrund des größeren Querschnitts auf 0,57 mm/s reduziert. Die Probe in dem Anreicherungsvolumen 220 wird mit einer Volumengeschwindigkeit von 3,2 mm/s in die Trennsäule 214 überführt. Eine solche Anordnung ist insbesondere auch für MS-Detektoren geeignet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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