DE102012215547A1

DE102012215547A1 - Concentration device, particularly high-performance liquid chromatography system for concentrating sample, has adsorption medium which is arranged and configured along flow path of sample to absorb portion of sample flowing along flow path

Info

Publication number: DE102012215547A1
Application number: DE201210215547
Authority: DE
Inventors: Konstantin Choikhet
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 2012-08-31
Filing date: 2012-08-31
Publication date: 2014-03-06

Abstract

The concentration device has an adsorption medium which is arranged and configured along a flow path (110) of the sample to absorb a portion of the sample flowing along the flow path. A control unit (70) is so configured for local tempering of a portion of the sample by generating a temperature profile in the mobile phase or in the adsorption medium that a desorption of the portion of the sample is stimulated from the adsorption medium by the tempering. The temperature profile is spatially entrained for desorbing along the flow path, such that the desorption of the portion of the sample is stimulated in a concentrated volume region of a liquid mobile phase. Independent claims are included for the following: (1) a sample separation device for separating fractions of a sample in a mobile phase; and (2) a method for concentrating a sample entrained with a liquid mobile phase.

Description

TECHNISCHER HINTERGRUND TECHNICAL BACKGROUND

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Konzentrationsvorrichtung, ein Probentrenngerät und ein Verfahren. 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 sein kann, durch ein Adsorptionsmedium, 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 bekannt zum Beispiel aus der EP 0,309,596 B1 derselben Anmelderin, Agilent Technologies, Inc. The present invention relates to a concentration device, a sample separation device and a method. 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 can be felt, through an adsorption medium, 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 known, for example from the EP 0,309,596 B1 same Applicant, Agilent Technologies, Inc.

Allgemeiner Stand der Technik zu Flüssigchromatografiesystemen ist zum Beispiel aus US 8,104,330 , US 3,557,532 , WO 2010/057826 oder US 4,874,524 bekannt. The general state of the art for liquid chromatography systems is, for example US 8,104,330 . US 3,557,532 . WO 2010/057826 or US 4,874,524 known.

Das Adsorbieren einer Probe an sowie das nachfolgende Desorbieren der Probe von einer Trap-Säule oder -vorrichtung ist in der analytischen Chemie, und insbesondere in der Flüssigchromatografie, ein gängiges Verfahren zum Konzentrieren der Probe. Zum Adsorbieren wird ein großes Volumen einer stark verdünnten Probe durch eine Trap-Säule geführt, wobei die zu analysierenden Probekomponenten durch Wechselwirkung mit einem Adsorptionsmedium dort immobilisiert werden. Das Lösungsmittel dagegen passiert die Trap-Säule im Wesentlichen ohne Wechselwirkung. Dadurch ist ein Konzentrieren der Probe an der Trap-Säule möglich, wohingegen ein eigentliches Analysieren der Probe bzw. eine Auftrennung von deren einzelnen Komponenten oder Fraktionen an einer stromabwärts nachgeschalteten analytischen Trennsäule erfolgt. Adsorbing a sample as well as subsequently desorbing the sample from a trap column or apparatus is a common method of concentrating the sample in analytical chemistry, and particularly in liquid chromatography. For adsorption, a large volume of a highly diluted sample is passed through a trap column, wherein the sample components to be analyzed are immobilized there by interaction with an adsorption medium. The solvent, on the other hand, passes through the trap column essentially without interaction. This makes it possible to concentrate the sample on the trap column, whereas an actual analysis of the sample or a separation of its individual components or fractions takes place on a downstream downstream analytical separation column.

Ist die Probe an der Trap-Säule adsorbiert, kann eine Veränderung der Zusammensetzung des Lösungsmittels, auch mobile Phase genannt, verwendet werden, um eine nachfolgende Desorption der adsorbierten Probe zu bewerkstelligen. Wenn ein hochkonzentriertes, kleines Probenvolumen in Form eines Probenpfropfens gewünscht wird, kann die Desorption durch eine Lösungsmittelzusammensetzungsstufe (frontale Elution) oder durch einen kleinvolumigen Pfropfen von starkem Lösungsmittel ausgelöst werden. Alternativ ist die Elution auch durch eine graduelle Erhöhung der Lösungsmittelstärke möglich (Gradientelution). If the sample is adsorbed on the trap column, a change in the composition of the solvent, also called mobile phase, can be used to effect a subsequent desorption of the adsorbed sample. If a high concentration, small sample volume in the form of a sample plug is desired, desorption can be triggered by a solvent composition step (frontal elution) or by a small volume plug of strong solvent. Alternatively, elution is also possible by a gradual increase in solvent strength (gradient elution).

Eine neue Entwicklung in der HPLC-Technologie (siehe B. Binghe Gu, Hernan Cortes, Jim Luong, Matthias Pursch, Patric Eckerle, Robert Mustacich, Anal. Chem., Ausgabe 81, Nr. 4, Seiten 1488–1495, 2009 ) ist ein schnelles Aufheizen der Trap-Säule, mit dem Zweck, eine konzertierte Desorption der adsorbierten Probe zu erreichen. Dies impliziert bestimmte Begrenzungen hinsichtlich der Gestaltung der Trap-Säule, zum Beispiel hinsichtlich Wärmeübertragung auf die stationäre Phase innerhalb der Trap-Säule. Ferner bestimmt der Säulendurchmesser die Aufheizgeschwindigkeit oder die Dauer der Wärmepropagation bis zu den inneren Schichten des Sorptionsmittels, so dass das Verfahren auf relativ kleine Werte des Säulendurchmessers (zum Beispiel 1 mm oder weniger) beschränkt ist. Daher kann die Trap-Säule unter Umständen eine signifikante Länge haben, insbesondere wenn eine signifikante Menge von Probe adsorbiert werden soll oder wenn die adsorbierte Probe noch eine gewisse Mobilität in der Trap-Säule hat. Das Lösungsmittelsegment, welches die desorbierte Probe enthält, wird dann mindestens so groß sein wie die Probenzone an der Säule zum Zeitpunkt der Desorption. A new development in HPLC technology (see Binghe Gu, Hernan Cortes, Jim Luong, Matthias Pursch, Patric Eckerle, Robert Mustacich, Anal. Chem., Issue 81, No. 4, pages 1488-1495, 2009 ) is a rapid heating of the trap column, with the purpose of achieving concerted desorption of the adsorbed sample. This implies certain limitations on the design of the trap column, for example heat transfer to the stationary phase within the trap column. Further, the column diameter determines the heating rate or the duration of the heat propagation to the inner layers of the sorbent, so that the process is limited to relatively small values of the column diameter (for example, 1 mm or less). Therefore, the trap column may under certain circumstances have a significant length, especially if a significant amount of sample is to be adsorbed or if the adsorbed sample still has some mobility in the trap column. The solvent segment containing the desorbed sample will then be at least as large as the sample zone on the column at the time of desorption.

OFFENBARUNG EPIPHANY

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein effizientes Konzentrieren einer Probe zu ermöglichen. Die Aufgabe wird mittels der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen gezeigt. It is an object of the invention to enable efficient concentration of a sample. 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 Konzentrationsvorrichtung (insbesondere zur Verwendung zusammen mit Flüssigchromatografie) zum Konzentrieren einer mit einer flüssigen mobilen Phase (insbesondere einer Lösungsmittelflüssigkeit) mitgeführten Probe (insbesondere einer in einem flüssigen Lösungsmittel gelösten Probe, beispielsweise einer biologischen oder chemischen Probe) geschaffen, wobei die Konzentrationsvorrichtung ein Adsorptionsmedium (insbesondere ein flüssigchromatographisches Trennmedium), das entlang eines Flusspfads (insbesondere eines Kanals der Konzentrationsvorrichtung, in dem die Probe entlang einer zum Beispiel mittels einer Flüssigkeitsfördereinrichtung vorgegebenen Flussrichtung durch das Adsorptionsmedium hindurchgeleitet wird) der Probe angeordnet und konfiguriert ist, zumindest einen Teil der entlang des Flusspfads fließenden Probe zu adsorbieren (insbesondere die gesamte Probe zu adsorbieren), und eine Steuereinrichtung (insbesondere einen Prozessor, der zumindest einen Teil der Komponenten der Konzentrationsvorrichtung steuert oder regelt) aufweist, die zum lokalen Temperieren (d.h. Temperatureinstellen, insbesondere mittels aktiven Heizens oder aktiven Kühlens) eines in einem (insbesondere von der Steuereinrichtung) vorgebbaren (insbesondere in seiner Lage und/oder Position vorgebbaren und/oder veränderlichen) veränderlichen (insbesondere mittels der Steuereinrichtung variabel definierbaren) Raumsegment (d.h. ein Teilsegment des Raums, der den Flusspfad definiert) entlang des Flusspfads befindlichen Teils der Probe mittels Erzeugens eines Temperaturprofils (d.h. einer räumlichen und zeitlichen Temperaturverteilung, insbesondere eines lokal begrenzten Teilbereichs des Flusspfads auf gegenüber benachbarter Flusspfadbereiche erhöhter Temperatur) in der mobilen Phase und/oder in dem Adsorptionsmedium derart konfiguriert ist, dass mittels des Temperierens eine Desorption (oder Lösen) des Teils der Probe von dem Adsorptionsmedium gefördert wird (d.h. allein oder gemeinsam mit einer anderen Vorkehrung ausgelöst wird), wobei (insbesondere mittels entsprechenden Konfigurierens der Steuereinrichtung) das Temperaturprofil zum Desorbieren entlang des Flusspfads räumlich derart mitgeführt wird (insbesondere von einem Eingang bis zu einem Ausgang des mit dem Adsorptionsmedium ausgestatteten Flusspfads bewegt wird, wobei der Eingang stromaufwärts des Ausgangs angeordnet ist), dass die Desorption des Teils der Probe von dem Adsorptionsmedium in einen konzentrierten Volumenbereich (d.h. in einen Zielvolumenbereich flüssiger mobiler Phase nach dem Desorbieren, der gegenüber einem Ursprungsvolumenbereich flüssiger mobiler Phase vor dem Adsorbieren verringert ist, in welchen Volumenbereichen die Probe jeweils enthalten ist) der flüssigen mobilen Phase hinein gefördert wird. According to an exemplary embodiment of the present invention, a concentration device (in particular for use together with liquid chromatography) for concentrating a sample entrained with a liquid mobile phase (in particular a solvent liquid) (in particular a sample dissolved in a liquid solvent, for example a biological or chemical sample) and wherein the concentration device is an adsorption medium (in particular a liquid chromatographic separation medium) which is arranged and configured along a flow path (in particular of a channel of the concentration device in which the sample is passed through the adsorption medium along a flow direction predetermined by a fluid delivery device, for example) to adsorb at least a portion of the sample flowing along the flow path (in particular to adsorb the entire sample), and a Control device (in particular a processor which controls or regulates at least a part of the components of the concentration device), which for local temperature control (ie, temperature setting, in particular by means of active heating or active cooling) in one (in particular by the control device) predetermined (In particular in its position and / or position predeterminable and / or variable) variable (in particular by the controller variable definable) space segment (ie, a sub-segment of the space that defines the flow path) along the flow path located portion of the sample by generating a temperature profile (ie a spatial and temporal temperature distribution, in particular a locally limited portion of the flow path relative to adjacent flow path regions of elevated temperature) in the mobile phase and / or in the adsorption medium is configured such that by means of the tempering desorption (or dissolution) of the part of the sample of the Adsorption medium is promoted (ie, alone or together with another provision is triggered), wherein (in particular by means of appropriate configuration of the control device) the temperature profile for desorbing along the flow path is carried spatially (in particular of a Entrance to an exit of the adsorption medium-equipped flow path, with the inlet located upstream of the exit), desorption of the portion of the sample from the adsorption medium into a concentrated volume area (ie, a target volume area of liquid mobile phase after desorbing, which is reduced from an original volume range of liquid mobile phase before adsorbing, in which volume ranges the sample is respectively contained) of the liquid mobile phase is conveyed into it.

Gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Probentrenngerät zum Trennen von Fraktionen einer Probe in einer mobilen Phase bereitgestellt, wobei das Probentrenngerät einen Flüssigkeitsantrieb, insbesondere ein Pumpsystem, das zum Antreiben der mobilen Phase durch das Probentrenngerät konfiguriert ist, eine eine Trap-Säule aufweisende Konzentrationsvorrichtung mit den oben beschriebenen Merkmalen, der zum Konzentrieren der Probe in den konzentrierten Volumenbereich hinein von dem Flüssigkeitsantrieb die mit der flüssigen mobilen Phase mitgeführte Probe zugeführt wird, und eine stromabwärts der Konzentrationsvorrichtung angeordnete flüssigchromatografische Analysesäule zum Trennen der unterschiedlichen Fraktionen der konzentrierten Probe mittels Flüssigchromatografie aufweist. According to another exemplary embodiment of the present invention, a sample separator is provided for separating fractions of a sample in a mobile phase, the sample separator comprising a liquid actuator, in particular a pumping system configured to drive the mobile phase through the sample separator, a trap column comprising concentration device having the above-described features, which is supplied for concentrating the sample in the concentrated volume region of the liquid drive the sample entrained with the liquid mobile phase, and a downstream of the concentration device arranged liquid chromatographic analysis column for separating the different fractions of the concentrated sample by liquid chromatography having.

Gemäß noch einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel ist ein Verfahren zum Konzentrieren einer mit einer flüssigen mobilen Phase mitgeführten Probe geschaffen, wobei bei dem Verfahren zumindest ein Teil der entlang eines Flusspfads fließenden Probe mittels eines Adsorptionsmediums, das entlang des Flusspfads angeordnet ist, adsorbiert wird, ein in einem vorgebbaren veränderlichen Raumsegment entlang des Flusspfads befindlicher Teils der Probe mittels Erzeugens eines Temperaturprofils in der mobilen Phase und/oder in dem Adsorptionsmedium derart lokal temperiert wird, dass mittels des Temperierens eine Desorption des Teils der Probe von dem Adsorptionsmedium gefördert wird, und das Temperaturprofil während der Desorption entlang des Flusspfads derart räumlich mitgeführt wird, dass die Desorption des Teils der Probe von dem Adsorptionsmedium in einen konzentrierten Volumenbereich der flüssigen mobilen Phase hinein gefördert wird. According to yet another exemplary embodiment, there is provided a method for concentrating a sample entrained with a liquid mobile phase, wherein in the method at least a portion of the sample flowing along a flow path is adsorbed by an adsorbent medium disposed along the flow path a predetermined variable space segment along the flow path befindlicher part of the sample by generating a temperature profile in the mobile phase and / or in the adsorption medium is controlled locally such that by means of tempering a desorption of the portion of the sample is promoted by the adsorption medium, and the temperature profile during the desorption along the flow path is carried spatially so that the desorption of the part of the sample is promoted by the adsorption medium in a concentrated volume range of the liquid mobile phase inside.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein auf ein bewegliches räumliches Teilsegment innerhalb des Adsorptionsmediums beschränktes Einwirken eines lokal begrenzten Temperaturprofils dazu verwendet, an einer zugehörigen Temperaturfront oder -flanke, die sich entlang der Flussrichtung der mobilen Phase bewegt, sukzessive die an den überstrichenen Abschnitten des Adsorptionsmediums befindliche, zuvor adsorbierte Probe thermisch induziert abzulösen. Anschaulich sammelt das bewegte Temperaturprofil an seiner thermischen Front, d.h. bei einem Übergang von einer die Desorption verhindernden Niedrigtemperatur zu einer die Desorption auslösenden Hochtemperatur, die einzelnen Komponenten der Probe aus den diversen Bereichen des Adsorptionsmediums in einem räumlich sehr eng begrenzten Volumenbereich an der thermischen Front ein. Wann immer diese Temperaturfront einen Teil des Adsorptionsmaterials mit dem darauf adsorbierten Teil der Probe überstreicht, wird dieser Teil der Probe zusätzlich abgelöst und schließt sich der bereits in dem Zielvolumenbereich enthaltenen restlichen Probenmenge, die bereits zuvor eingesammelt worden ist, an. Dadurch kann durch Überstreichen des Adsorptionsmaterials durch das Temperaturprofil die gesamte Probe in einem fokussierten Volumenbereich aufkonzentriert werden, wenn sich das Temperaturprofil entlang der Flussrichtung und entlang des Flusspfads bewegt. Auf diese Weise kann eine zum Beispiel zuvor in einem großen Volumen, zum Beispiel 10 Milliliter, befindliche zum Beispiel biologische Probe zunächst an dem Adsorptionsmaterial adsorbiert werden und nachfolgend in einem wesentlichen kleineren Volumenbereich, zum Beispiel 50 Mikroliter, aufkonzentriert werden. Thermische Verzögerungen oder großvolumige thermische Ausgleichsprozesse, welche die Konzentrierwirkung herabsetzen könnten, können durch das lokal begrenzte Einprägen eines thermischen Profils deutlich reduziert oder sogar eliminiert werden. According to an exemplary embodiment of the invention, an action of a locally limited temperature profile, which is restricted to a movable spatial subsegment within the adsorption medium, is used successively at an overflowed portions of the mobile phase at an associated temperature front or edge moving along the flow direction of the mobile phase Adsorption medium located, previously adsorbed sample to dissolve thermally induced. Illustratively, the moving temperature profile collects at its thermal front, i. in a transition from a desorption preventing low temperature to a desorption inducing high temperature, the individual components of the sample from the various areas of the adsorption medium in a spatially very narrow volume range at the thermal front. Whenever this temperature front sweeps over a portion of the adsorbent material with the portion of the sample adsorbed thereon, that portion of the sample is additionally peeled off and joins the remaining sample already contained in the target volume range which has been previously collected. Thus, by sweeping the adsorbent material through the temperature profile, the entire sample can be concentrated in a focused volume area as the temperature profile moves along the flow direction and along the flow path. In this way, for example, a biological sample, for example, previously in a large volume, for example 10 milliliters, may be first adsorbed to the adsorbent material and subsequently concentrated in a substantially smaller volume range, for example 50 microliters. Thermal delays or large volume thermal equalization processes, which could reduce the concentration effect, can be significantly reduced or even eliminated by the localized imprinting of a thermal profile.

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

Zunächst ist zu betonen, dass die Konzentrationsvorrichtung zwar besonders vorteilhaft als Trap-Säule eines flüssigchromatografischen Probentrenngeräts stromaufwärts einer eigentlichen analytischen Trennsäule ausgebildet und eingesetzt werden kann, dass Ausführungsbeispiele der Erfindung aber keineswegs auf eine solche Anwendung reduziert sind. Vielmehr können Ausführungsbeispiele der Erfindung überall dort zum Einsatz kommen, wo eine in einer mobilen Phase gelöste Probe konzentriert werden soll, d.h. zum Beispiel auch als Konzentrationsvorrichtung per se. First, it should be emphasized that although the concentration device is particularly advantageous than Trap column of a liquid chromatographic sample separator can be formed and used upstream of an actual analytical separation column, but that embodiments of the invention are by no means reduced to such an application. Rather, embodiments of the invention can be used wherever a sample dissolved in a mobile phase is to be concentrated, ie, for example, as a concentration device per se.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung zum lokalen Heizen des in dem vorgebbaren Raumsegment entlang des Flusspfads befindlichen Teils der Probe über eine vorgegebene oder vorbestimmte (zum Beispiel von Probe und Adsorptionsmaterial abhängige) Schwellwerttemperatur konfiguriert sein, die einen solchen Wert hat, dass beim Überschreiten der vorgegebenen Schwellwerttemperatur die Desorption des Teils der Probe von dem Adsorptionsmedium erfolgt (zum Beispiel ausgelöst wird). Das Temperaturprofil wird bei der beschriebenen Ausgestaltung daher so gewählt, dass beim Hinwegziehen des Temperaturprofils über das Adsorptionsmaterial als stationäre Phase die Temperatur des Adsorptionsmaterials sowie der lokal befindlichen Probe und der dort gerade befindlichen mobilen Phase vor dem Desorbieren unterhalb und nach Einwirken des Temperaturprofils oberhalb der Schwellwerttemperatur liegt. According to one exemplary embodiment, the control device for locally heating the portion of the sample located in the predeterminable space segment along the flow path may be configured over a predetermined or predetermined (for example, sample and adsorption material dependent) threshold temperature having a value that exceeds the predetermined one Threshold temperature, the desorption of the part of the sample from the adsorption medium is carried out (for example, triggered). The temperature profile is therefore chosen in the described embodiment so that when moving the temperature profile over the adsorbent as stationary phase, the temperature of the adsorbent and the locally located sample and there just mobile phase before desorbing below and after exposure to the temperature profile above the threshold temperature lies.

Das Temperieren ist also vorzugsweise ein Erhitzen oder eine Temperaturerhöhung, um die Desorption thermisch auszulösen. Unter dem Begriff „Temperieren“ fällt allerdings auch eine lokale Temperaturveränderung nach unten. Zum Beispiel ist es möglich, das Trennmedium nicht nur aktiv erhitzen, sondern auch (zum Beispiel im Vorfeld) aktiv (zum Beispiel lokal begrenzt) herunterkühlen (etwa um eine Desorption nur in den gekühlten Bereichen zu verhindern). Als Wirkelemente zum Temperieren mittels selektiven Heizens oder Kühlens können auch thermoelektrische Elemente (zum Beispiel Peltier-Elemente) eingesetzt werden. The tempering is thus preferably a heating or an increase in temperature in order to initiate the desorption thermally. However, the term "tempering" also means a local temperature change downwards. For example, it is possible not only to actively heat the separation medium but also to actively cool it down (for example, in advance) (eg, to prevent desorption only in the cooled areas). As active elements for tempering by means of selective heating or cooling, it is also possible to use thermoelectric elements (for example Peltier elements).

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung konfiguriert sein, Probe zu einem jeweiligen Zeitpunkt ausschließlich in einem jeweiligen ersten Teilbereich des Adsorptionsmediums zum Einsetzen der Desorption zu temperieren und einen jeweils verbleibenden zweiten Teilbereich des Adsorptionsmediums zu diesem jeweiligen Zeitpunkt von einem zum Einsetzen der Desorption führenden Temperieren (zum Beispiel von einem Überschreiten der Schwellwerttemperatur) frei zu halten. Anders ausgedrückt wird gemäß dieser Ausgestaltung zu jedem Zeitpunkt nur eine echte Teilmenge des Adsorptionsmaterials von dem Temperaturprofil erfasst, wohingegen das verbleibende Adsorptionsmaterial auf einer Umgebungstemperatur verbleibt. Dadurch kann der Wärmeeintrag auf das Adsorptionsmaterial und die Probe gering gehalten werden und können thermische Artefakte verringert werden. According to one exemplary embodiment, the control device may be configured to temper sample at a respective time exclusively in a respective first subregion of the adsorption medium for the onset of desorption and at a respective remaining second subregion of the adsorption medium at that particular time from a tempering leading to the onset of desorption (for Example of exceeding the threshold temperature) to keep free. In other words, according to this embodiment, only a true subset of the adsorption material is detected by the temperature profile at any one time, whereas the remaining adsorption material remains at an ambient temperature. As a result, the heat input to the adsorption material and the sample can be kept low and thermal artifacts can be reduced.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der erste Teilbereich höchstens ungefähr 30%, insbesondere höchstens ungefähr 20%, weiter insbesondere höchstens ungefähr 10%, einer Länge des Flusspfads innerhalb des Adsorptionsmediums umfassen. Der erste Teilbereich kann höchstens 30% (bzw. höchstens 20% oder höchstens 10%) der Länge des Flusspfads innerhalb des Adsorptionsmediums betragen, so dass der zweite Teilbereich den jeweiligen Rest der Länge des Flusspfads innerhalb des Adsorptionsmediums umfassen kann. Somit kann vorteilhaft zu jedem Zeitpunkt ein nur sehr geringer Anteil des Adsorptionsmaterials mit thermischer Energie beaufschlagt werden. In one embodiment, the first portion may comprise at most about 30%, more preferably at most about 20%, more preferably at most about 10%, of a length of the flow path within the adsorbent medium. The first portion may be at most 30% (or at most 20% or at most 10%) of the length of the flow path within the adsorbent so that the second portion may comprise the remainder of the length of the flow path within the adsorbent. Thus, advantageously, at any time, only a very small proportion of the adsorption material can be subjected to thermal energy.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung konfiguriert sein, das Temperaturprofil mit einem thermischen Frontübergang (d.h. mit einer in Flussrichtung vorderseitigen Temperaturschwelle oder -stufe) auszubilden, an dem das Temperaturprofil entgegen seiner Bewegungsrichtung über eine vorgegebene Schwellwerttemperatur ansteigt (bzw. entlang seiner Bewegungsrichtung unter die Schwellwerttemperatur absinkt). Die Schwellwerttemperatur ist derart bemessen, dass bei deren Überschreiten die Desorption von Probe von dem Adsorptionsmedium einsetzt oder erfolgt, so dass beim Bewegen des Temperaturprofils entlang des Flusspfads die Desorption einer jeweiligen Komponente der Probe jeweils beim Überstreichen der jeweiligen Komponente durch den thermischen Frontübergang erfolgt, womit nacheinander, oder überlappend alle zuvor adsorbierten Komponenten der Probe in den konzentrierten Volumenbereich hinein desorbiert werden. Auf diese Weise kommt es zu einem konzertierten Ablösen der einzelnen von der Temperaturfront überstrichenen Anteile der immobilisierten oder adsorbierten Probe. Somit erfolgt erfindungsgemäß nicht eine Auftrennung der unterschiedlichen Fraktionen der Probe an der Konzentrationsvorrichtung, sondern im Gegenteil eine räumliche Konzentration all dieser Probenkomponenten in einen engen und wohldefinierten Raumbereich hinein. According to one embodiment, the controller may be configured to form the temperature profile with a thermal front transition (ie, forward temperature threshold or level) at which the temperature profile increases above its direction of travel above a predetermined threshold temperature (or below its threshold below the threshold temperature drops). The threshold temperature is such that, when exceeded, the desorption of sample from the adsorbent medium commences or occurs, such that upon movement of the temperature profile along the flow path, desorption of a respective component of the sample occurs as the respective component passes over the thermal front transition, thus successively, or overlapping, all previously adsorbed components of the sample are desorbed into the concentrated volume range. In this way, there is a concerted detachment of the individual portions of the immobilized or adsorbed sample swept by the temperature front. Thus, according to the invention, no separation of the different fractions of the sample at the concentration device takes place, but, on the contrary, a spatial concentration of all these sample components into a narrow and well-defined spatial region.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung konfiguriert sein, das Temperaturprofil entlang des Flusspfads mit einer Temperaturprofilbewegungsgeschwindigkeit räumlich mitzuführen, die bezüglich einer Fördergeschwindigkeit angepasst ist, mit der die flüssige mobile Phase und/oder die mitgeführte Probe entlang des Flusspfads gefördert wird. Von der Steuereinrichtung steuerbare Parameter können Temperaturprofilbewegungsgeschwindigkeit (wenn eine thermische Energiequelle so gesteuert wird, dass diese entlang des Flusspfads eine bewegte Einprägung thermischer Energie mit vorgebbarer Geschwindigkeit bewirkt) und/oder Fördergeschwindigkeit (wenn eine Fluidfördereinheit, insbesondere eine Pumpe, so gesteuert wird, dass diese entlang des Flusspfads eine mobile Phase und/oder Probe enthaltende Flüssigkeit mit vorgebbarer Geschwindigkeit, insbesondere durch Flussrateneinstellung, bewegt) sein. Die Flüssigkeit stellt eine mobile Phase dar, die von einer Pumpe entlang des Flusspfads gepumpt wird, und Anteile der Probe enthalten kann, die anfangs an dem Adsorptionsmaterial adsorbiert ist, und nachfolgend sukzessive von dem Adsorptionsmaterial desorbiert oder abgelöst wird. Ein aufeinander abgestimmtes Anpassen der Geschwindigkeiten des Temperaturprofils sowie der Flüssigkeit hat den Vorteil, dass sichergestellt wird, dass tatsächlich die gesamte Probe in einem eng begrenzten Volumenbereich akkumuliert werden kann. Eine Steuereinrichtung, welche eine thermische Energiequelle steuert und die Pumpe zum Pumpen der Flüssigkeit steuert, kann somit eine gemeinsame Steueraufgabe für beide Geschwindigkeiten wahrnehmen. According to one embodiment, the controller may be configured to spatially advance the temperature profile along the flowpath at a temperature profile sweep speed that is adjusted with respect to a conveying speed at which the liquid mobile phase and / or the entrained sample is conveyed along the flowpath. Parameters controllable by the controller may include temperature profile movement velocity (when a thermal energy source is controlled to cause a moving thermal imprint along the flow path) Energy at a predeterminable speed) and / or conveying speed (when a fluid delivery unit, in particular a pump, is controlled such that it moves along the flow path containing a mobile phase and / or sample liquid at a predeterminable speed, in particular by flow rate adjustment). The liquid is a mobile phase which is pumped by a pump along the flow path and may contain portions of the sample which is initially adsorbed to the adsorbent material and subsequently desorbed or detached from the adsorbent material. Matching the temperature profile and fluid velocities together has the advantage of ensuring that, in effect, the entire sample can be accumulated within a narrow volume range. A control device which controls a thermal energy source and controls the pump for pumping the liquid can thus perform a common control task for both speeds.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung konfiguriert sein, die Temperaturprofilbewegungsgeschwindigkeit und/oder die Fördergeschwindigkeit so einzustellen, dass die Temperaturprofilbewegungsgeschwindigkeit kleiner oder gleich der Fördergeschwindigkeit ist. Sind Temperaturprofilbewegungsgeschwindigkeit und Fördergeschwindigkeit identisch, so erfolgt einerseits ein ausreichend langsames Verschieben des Temperaturprofils, um die Probe folgen lassen zu können, andererseits ein vorteilhaft schnelles Verschieben des Temperaturprofils, um den Konzentrationsprozess schnell durchführen zu können. Ist die Temperaturprofilbewegungsgeschwindigkeit kleiner als die durchschnittliche Fördergeschwindigkeit, so kann selbst bei Vorliegen eines Verteilung von Probengeschwindigkeiten um einen Mittelwert herum vermieden werden, dass langsamere Fraktionen der Probe der Bewegung des konzentrierten Ensembles nicht folgen können. According to an exemplary embodiment, the control device may be configured to set the temperature profile movement speed and / or the conveyor speed such that the temperature profile movement speed is less than or equal to the conveyor speed. If the temperature profile movement speed and the conveying speed are identical, the temperature profile is moved sufficiently slowly to allow the sample to follow, on the one hand, and an advantageous rapid shifting of the temperature profile in order to be able to carry out the concentration process quickly. If the temperature profile movement velocity is less than the average transport velocity, even if there is a distribution of sample velocities around an average, it can be avoided that slower fractions of the sample can not follow the movement of the concentrated ensemble.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung konfiguriert sein, das Temperaturprofil entlang des Flusspfads mit einer Temperaturprofilbewegungsgeschwindigkeit räumlich mitzuführen, die bezüglich einer Probengeschwindigkeit angepasst ist, mit der die Probe entlang des Flusspfads gefördert wird. Vorzugsweise sollte die Temperaturprofilbewegungsgeschwindigkeit kleiner oder gleich der möglichen Probengeschwindigkeit im bereits erhitzten Segment (d.h. wo die Temperatur bereits über die Desorptionsschwelle bzw. Schwellwerttemperatur angestiegen ist) sein. Ein Steuerparameter der Steuereinrichtung ist bei dieser Ausgestaltung die Geschwindigkeit der Probe, die sich von der Geschwindigkeit der gesamten Flüssigkeit (Probe in mobiler Phase) unterscheiden kann und zum Beispiel durch zwei Detektionsmessungen (zum Beispiel mittels Fluoreszenzdetektoren, die auf Fluoreszenzsignale einer vorbekannten Probe sensitiv sein können) erfasst werden kann. According to one embodiment, the controller may be configured to spatially advance the temperature profile along the flowpath at a temperature profile sweep rate that is adjusted with respect to a sample velocity at which the sample is being conveyed along the flowpath. Preferably, the temperature profile movement velocity should be less than or equal to the possible sample velocity in the already heated segment (i.e., where the temperature has already risen above the desorption threshold). In this embodiment, a control parameter of the control device is the speed of the sample, which may differ from the velocity of the entire liquid (sample in mobile phase) and for example by two detection measurements (for example by means of fluorescence detectors, which may be sensitive to fluorescence signals of a previously known sample ) can be detected.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung konfiguriert sein, das Temperaturprofil entlang des Flusspfads mit einer Temperaturprofilbewegungsgeschwindigkeit räumlich mitzuführen, die bezüglich einer Mobilphasengeschwindigkeit angepasst ist, mit der die mobile Phase entlang des Flusspfads gefördert wird. Vorzugsweise sollte die Temperaturprofilbewegungsgeschwindigkeit kleiner oder gleich der Mobilphasengeschwindigkeit sein. Ein Steuerparameter der Steuereinrichtung ist bei dieser Ausgestaltung die Geschwindigkeit der mobilen Phase, die sich von der Geschwindigkeit der gesamten Flüssigkeit (Probe in mobiler Phase) unterscheiden kann. Somit kann statt des Steuerns der Temperaturprofilgeschwindigkeit bezogen auf die Probengeschwindigkeit ein Relativsteuern zwischen Temperaturprofilgeschwindigkeit und Mobilphasengeschwindigkeit erfolgen. Dies hat den Vorteil, dass mittels Einstellens der Flussrate der mobilen Phase ein präziser und leichter einstellbarer Parameter justierbar ist. Es kann ausreichend sein, einfach die Förderrate einer Pumpe einzustellen, welche die mobile Phase fördert. According to one embodiment, the controller may be configured to spatially carry the temperature profile along the flowpath at a temperature profile sweep speed that is adjusted for a mobile phase velocity that will promote the mobile phase along the flowpath. Preferably, the temperature profile movement speed should be less than or equal to the mobile phase velocity. In this embodiment, a control parameter of the control device is the speed of the mobile phase, which may differ from the velocity of the entire liquid (sample in mobile phase). Thus, instead of controlling the temperature profile velocity with respect to the sample velocity, relative control between temperature profile velocity and mobile phase velocity may occur. This has the advantage that by setting the flow rate of the mobile phase a precise and easily adjustable parameter is adjustable. It may be sufficient to simply set the delivery rate of a pump which promotes the mobile phase.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung konfiguriert sein, als das räumlich mitzuführende Temperaturprofil eine sich entlang der Flussrichtung mitbewegende Temperaturverteilung mit einem Temperaturmaximum zwischen einer thermisch ansteigenden Rückfront und einer thermisch abfallenden Vorderfront auszubilden. Anders ausgedrückt kann das Temperaturprofil ein Temperaturpuls oder eine Temperaturverteilung, zum Beispiel mit einer Gaussform oder einer Lorentzform sein. Eine solche Wahl ermöglicht einen besonders geringen Eintrag thermischer Energie in den Flusspfad. According to one exemplary embodiment, the control device may be configured to form, as the spatially entrained temperature profile, a temperature distribution moving along the flow direction with a temperature maximum between a thermally rising rear front and a thermally sloping front front. In other words, the temperature profile may be a temperature pulse or a temperature distribution, for example with a Gaussian shape or a Lorentzian shape. Such a choice allows a particularly low entry of thermal energy into the flow path.

Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung konfiguriert sein, als das räumlich mitzuführende Temperaturprofil eine Temperaturverteilung mit einem räumlich sukzessive zunehmenden und thermisch im Wesentlichen konstanten Rückbereich sowie mit einer Vorderfront auszubilden. Anschaulich kann das Temperaturprofil gemäß dieser Ausgestaltung zum Beispiel ein Rechteckprofil mit einer rechtsseitig abgerundeten Vorderflanke sein, wobei die Breite des Rechteckprofils kontinuierlich zunimmt. According to another embodiment, the control device may be configured to form a temperature distribution with a spatially successively increasing and thermally substantially constant rear region as well as with a front face as the spatially entrained temperature profile. Illustratively, the temperature profile according to this embodiment, for example, a rectangular profile with a right side rounded leading edge, wherein the width of the rectangular profile increases continuously.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung zum Steuern einer zeitlichen Modifizierung einer Zusammensetzung der mobilen Phase eingerichtet sein, die durch das Adsorptionsmedium gefördert wird, um mittels der zeitlichen Modifizierung unterschiedliche Fraktionen der an dem Adsorptionsmedium adsorbierten Probe voneinander getrennt zu desorbieren. Insbesondere kann diese Modifizierung gemäß einem vorgegebenen flüssigchromatografischen Gradientenmodus erfolgen, d.h. mittels zeitlichen Variierens einer Lösungsmittelzusammensetzung der mobilen Phase. Gemäß dieser Ausführungsform kann die Desorption durch ein räumliches Abfahren des Temperaturprofils entlang des Adsorptionsmediums und durch ein gleichzeitiges Zuführen eines starken oder zunehmend starken Lösungsmittels derart erfolgt, dass dadurch auch eine chemisch induzierte Desorption stattfindet. Durch die Kombination der chemischen sowie der thermischen Elution kann eine besonders exakte, starke und schnelle Aufkonzentration erfolgen. According to one embodiment, the control means may be arranged to control a temporal modification of a composition of the mobile phase conveyed by the adsorption medium so as to obtain, by means of the temporal modification, different fractions of the one at the Adsorption medium adsorbed sample separated from each other to desorb. In particular, this modification can be carried out according to a predetermined liquid chromatographic gradient mode, ie by temporally varying a solvent composition of the mobile phase. According to this embodiment, the desorption can take place by a spatial lowering of the temperature profile along the adsorption medium and by a simultaneous supply of a strong or increasingly strong solvent in such a way that a chemically induced desorption thereby takes place as well. The combination of chemical and thermal elution can be a particularly accurate, strong and rapid concentration.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung konfiguriert sein, die zeitliche Modifizierung und das räumliche Mitführen des Temperaturprofils zum Beschleunigen der Desorption zu koordinieren. Die zeitliche Modifizierung der Zusammensetzung der mobilen Phase und das Mitführen des Temperaturprofils sind somit vorzugsweise aufeinander angepasst bzw. synchronisiert, damit beide Desorptionsstimuli zusammenwirken und zu einer Desorption in denselben Volumenbereich der mobilen Phase hinein führen. According to one embodiment, the controller may be configured to coordinate the time modification and spatial entrainment of the temperature profile to accelerate desorption. The temporal modification of the composition of the mobile phase and the carrying of the temperature profile are thus preferably matched or synchronized so that both desorption stimuli interact and lead to a desorption in the same volume range of the mobile phase.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung eine entlang des Flusspfads bewegliche thermische Energiequelle zum Beaufschlagen des Teils der Probe mit thermischer Energie steuern oder regeln, welche thermische Energiequelle während der Desorption entlang des Flusspfads räumlich mitgeführt wird, d.h. insbesondere relativ zu einem Adsorptionsmediumaufnahmebehälter zu bewegen, ist. Somit kann eine Wärmequelle entlang des Trennpfads bewegt werden, d.h. relativ zu einem Adsorptionsmaterialbehälter wie zum Beispiel einer Säule, bewegt werden. Alternativ ist es auch möglich, den Adsorptionsmediumaufnahmebehälter zu bewegen und die thermische Energiequelle im Laborsystem ortsfest zu halten. Beides kann zum Beispiel mittels einer mechanischen Antriebseinrichtung, beispielsweise eines Antriebsmotors, erfolgen, die den Adsorptionsmediumaufnahmebehälter und/oder die thermische Energiequelle bewegt. Es ist eine Bewegung der Energiequelle innerhalb oder außerhalb des Adsorptionsmediumaufnahmebehälters möglich. Ein Adsorptionsmediumaufnahmebehälter ist ein Behälter (zum Beispiel ein Säulenröhrchen), in dem das Adsorptionsmaterial enthalten ist. In one embodiment, the controller may control or regulate a thermal energy source movable along the flow path to apply thermal energy to the portion of the sample, which thermal energy source is spatially carried along the flowpath during desorption, i. in particular, to move relative to an adsorption medium receiver. Thus, a heat source can be moved along the separation path, i. relative to an adsorbent material container such as a column. Alternatively, it is also possible to move the Adsorptionsmediumaufnahmebehälter and keep the thermal energy source in the laboratory system stationary. Both can be done for example by means of a mechanical drive device, for example a drive motor, which moves the Adsorptionsmediumaufnahmebehälter and / or the thermal energy source. Movement of the energy source inside or outside the adsorbent medium receiver is possible. An adsorbent-medium accommodating container is a container (for example, a columnar tube) in which the adsorbent material is contained.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung eine, insbesondere ortsfeste und/oder schwenkbare, thermische Energiequelle zum Erzeugen eines entlang des Flusspfads beweglichen thermischen Energiespots zum Beaufschlagen des Teils des Adsorptionsmaterials mit der darauf adsorbierten Probe mit thermischer Energie steuern oder regeln. Zum Beispiel kann eine elektromagnetische Strahlungsquelle, wie zum Beispiel ein Laser, mit einem Drehmechanismus versehen sein, der durch Schwenken des Lasers oder dergleichen den Fokus der elektromagnetischen Strahlung, die als Wärmequelle dient, auf einen definierten räumlich veränderlichen Raumbereich des Adsorptionsmediums richten kann. Alternativ kann die elektromagnetische Strahlung mithilfe eines Spiegels, eines Diffraktionsgitters, einer Linse oder einem Prisma umgelenkt werden, damit der Energiespot wie gewünscht bewegt wird. According to one embodiment, the control device may control or regulate a, in particular stationary and / or pivotable, thermal energy source for generating a thermal energy spot movable along the flow path for imparting thermal energy to the portion of the adsorption material with the sample adsorbed thereon. For example, an electromagnetic radiation source, such as a laser, may be provided with a rotation mechanism that can direct the focus of the electromagnetic radiation serving as a heat source to a defined spatially varying space region of the adsorption medium by pivoting the laser or the like. Alternatively, the electromagnetic radiation may be redirected by means of a mirror, a diffraction grating, a lens, or a prism to move the energy spot as desired.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung eine, insbesondere stromaufwärts des Adsorptionsmediums angeordnete, thermische Energiequelle zum zeitweisen Erzeugen eines thermischen Energieeintrags zum Beaufschlagen eines Pakets der mobilen Phase mit thermischer Energie steuern oder regeln. Gemäß dieser Ausgestaltung wird über ein vorgebbares Zeitintervall die Energiequelle aktiviert, um einem vorbeiströmenden Paket mobiler Phase vor dem Erreichen des Adsorptionsmediums eine erhöhte Temperatur aufzuprägen, womit das Temperaturprofil erzeugt wird. Dies hat den Vorteil, dass der Energieeintrag ganz gezielt und ungestört von dem Adsorptionsmedium oder seinem Behälter durch Einwirken auf die mobile Phase erfolgen kann. According to one embodiment, the control device may control or regulate a thermal energy source, in particular upstream of the adsorption medium, for temporarily generating a thermal energy input for applying a thermal energy packet to the mobile phase. According to this embodiment, the energy source is activated over a predeterminable time interval in order to impart an elevated temperature to a passing mobile phase packet prior to reaching the adsorption medium, thus producing the temperature profile. This has the advantage that the energy input can be very targeted and undisturbed by the adsorption medium or its container by acting on the mobile phase.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung entlang des Flusspfads eine Mehrzahl, insbesondere ortsfester, thermischer Energiequellen zum Beaufschlagen des Teils des Adsorptionsmaterials mit der darauf adsorbierten Probe mit thermischer Energie steuern oder regeln, wobei die thermischen Energiequellen sequentiell aktiviert werden, um das Temperaturprofil während der Desorption entlang des Flusspfads räumlich mitzuführen. Somit können mehrere Energiequellen seriell angeordnet werden, wobei zu jedem Zeitpunkt nur eine Teilmenge dieser Energiequellen aktiviert wird und der Rest deaktiviert ist, so dass dadurch das Temperaturprofil ortsabhängig variiert werden kann. According to one embodiment, the controller may control, along the flow path, a plurality of, particularly stationary, thermal energy sources for imparting thermal energy to the portion of the adsorbent material having the sample adsorbed thereon, wherein the thermal energy sources are sequentially activated to advance the temperature profile during desorption the river path spatially carry. Thus, multiple energy sources can be arranged in series, wherein at any time only a subset of these energy sources is activated and the rest is disabled, so that thereby the temperature profile can be varied depending on location.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung mindestens eine thermische Energiequelle und eine Mehrzahl von entlang des Flusspfads angeordneter thermischer Blockierelemente zwischen der Energiequelle und der Probe steuern oder regeln, wobei jedes der thermischen Blockierelemente zum Blockieren des Einwirkens thermischer Energie der mindestens einen thermischen Energiequelle auf die Probe konfiguriert ist, und wobei die Steuereinrichtung konfiguriert ist, die einzelnen thermischen Blockierelemente, einzeln oder gruppenweise, nacheinander aus dem thermischen Pfad zwischen der thermischen Energiequelle und der Probe herauszuführen oder ihre blockierende Wirkung auszuschalten oder zu deaktivieren, um dadurch das Temperaturprofil während der Desorption entlang des Flusspfads räumlich mitzuführen. Zum Beispiel kann die thermische Energiequelle Wärmestrahlung emittieren, die von kleinen Reflektorspiegeln oder Absorberelementen als Blockierelemente reflektiert bzw. absorbiert werden. Somit verhindern diese Blockierelemente einen Wärmeeintrag auf das hinter dem jeweiligen Blockierelement angeordnete Adsorptionsmedium. Wenn nun einzelne solcher Blockierelemente aus dem Pfad zwischen der thermischen Energiequelle und dem Adsorptionsmedium herausgefahren, herausgeklappt oder sonst wie hinsichtlich ihrer reflektierenden oder absorbierenden Eigenschaft deaktiviert oder ausgeschaltet werden, kann an definierbaren Stellen lokal thermische Energie auf das Adsorptionsmaterial einwirken. In einem Ausführungsbeispiel kann jeweils genau ein Blockierelement zu einem bestimmten Zeitpunkt deaktiviert oder aus dem Strahlungspfad entfernt sein, in einem anderen Ausführungsbeispiel kann auch eine Mehrzahl von Blockierelementen gleichzeitig aktiviert und eine andere Mehrzahl deaktiviert sein. According to one embodiment, the controller may control or regulate at least one thermal energy source and a plurality of thermal blocking elements disposed along the flow path between the energy source and the sample, each of the thermal blocking elements configured to block the application of thermal energy of the at least one thermal energy source to the sample and wherein the control device is configured to lead the individual thermal blocking elements, individually or in groups, one after the other out of the thermal path between the thermal energy source and the sample or to switch off or deactivate their blocking effect thereby spatially carry the temperature profile during desorption along the flow path. For example, the thermal energy source may emit heat radiation that is reflected or absorbed by small reflector mirrors or absorber elements as blocking elements. Thus, these blocking elements prevent heat input to the adsorption medium arranged behind the respective blocking element. If individual such blocking elements are moved out of the path between the thermal energy source and the adsorption medium, folded out or otherwise deactivated or switched off in terms of their reflective or absorbing properties, local thermal energy can act on the adsorption material at definable points. In one embodiment, exactly one blocking element may be deactivated or removed from the radiation path at any given time, in another embodiment a plurality of blocking elements may also be activated simultaneously and another plurality deactivated.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung eine oder mehrere elektrische Heizquellen, insbesondere eine ohmsche Heizquelle, und/oder eine oder mehrere elektromagnetische Strahlungsquellen, insbesondere eine Infrarotstrahlungsquelle oder eine Mikrowellenstrahlungsquelle, steuern oder regeln. Eine elektrische Heizung kann zum Beispiel mittels ohmscher Verluste erreicht werden, die bei Fließen eines elektrischen Stroms durch einen Heizdraht oder dergleichen erzeugt werden. Auch induktive bzw. kapazitive Verluste können gezielt zum Heizen eingesetzt werden. Alternativ kann die Heizquelle Strahlung einer gewünschten Wellenlänge (Infrarot, Mikrowelle, sichtbares Licht, Ultraviolett, etc.) aussenden, so dass durch Absorption dieses Lichts bzw. dieser Strahlung an dem Adsorptionsmaterial die lokale Heizung erfolgt. According to one embodiment, the control device may control or regulate one or more electrical heating sources, in particular an ohmic heating source, and / or one or more electromagnetic radiation sources, in particular an infrared radiation source or a microwave radiation source. An electric heater can be achieved, for example, by means of ohmic losses, which are generated when an electric current flows through a heating wire or the like. Inductive or capacitive losses can also be used specifically for heating. Alternatively, the heating source can emit radiation of a desired wavelength (infrared, microwave, visible light, ultraviolet, etc.), so that the local heating takes place by absorption of this light or radiation on the adsorption material.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung konfiguriert sein, der mobilen Phase stromaufwärts des Adsorptionsmediums das Temperaturprofil aufzuprägen und die das Temperaturprofil bereits aufweisende mobile Phase erst nachfolgend dem Adsorptionsmedium zuzuführen. Somit kann vor bzw. stromaufwärts der eigentlichen Wechselwirkung zwischen Adsorptionsmaterial und Probe eine Heizeinrichtung die mobile Phase bereichsweise heizen, so dass durch Nachfördern von mobiler Phase ein Pfropfen bzw. eine Front heißen Lösungsmittels zu dem Adsorptionsmedium hin gefördert wird, in den die Probe dann hinein konzentriert werden kann. According to one embodiment, the control device may be configured to impose the temperature profile on the mobile phase upstream of the adsorption medium and to supply the mobile phase already having the temperature profile to the adsorption medium only subsequently. Thus, before or upstream of the actual interaction between adsorbent material and sample, a heater may partially heat the mobile phase so that by replenishing mobile phase a plug or front of hot solvent is delivered to the adsorption medium into which the sample then concentrates can be.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung konfiguriert sein, die mobile Phase als Sequenz aufeinanderfolgender Flüssigkeitspakete aus unterschiedlichen Behältern von Lösungsmittel unterschiedlicher Temperaturen zusammenzusetzen, so dass an der Grenze aufeinanderfolgender Flüssigkeitspakete ein erwünschtes Temperaturprofil, insbesondere ein Temperaturgradient oder, eine Temperaturstufe gebildet ist. Gemäß dieser alternativen Ausführungsform kann das Lösungsmittel bereits in Vorratsbehältern auf eine bestimmte Temperatur gebracht sein, wobei durch das Umschalten zwischen unterschiedlichen Behältern mit (zum Beispiel, aber nicht zwingend demselben) Lösungsmittel der unterschiedlichen Temperaturen das Temperaturprofil in der mobilen Phase erzeugt werden kann. According to one exemplary embodiment, the control device may be configured to assemble the mobile phase as a sequence of successive liquid packets from different containers of solvents of different temperatures so that a desired temperature profile, in particular a temperature gradient or a temperature level, is formed at the boundary of successive liquid packets. According to this alternative embodiment, the solvent may already be brought to a certain temperature in storage containers, whereby the temperature profile in the mobile phase can be generated by switching between different containers with (for example but not necessarily the same) solvents of the different temperatures.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Adsorptionsmedium Beads mit einer Größe in einem Bereich von ungefähr 1 m bis ungefähr 50 m aufweisen, die insbesondere Poren mit einer Größe in einem Bereich von ungefähr 0,01 m bis ungefähr 0,5 m aufweisen. Zum Beispiel können solche Beads aus Silikagel oder einem anderen porösen Material hergestellt werden. Derartige Beads können einen hohlzylindrischen Behälter der Konzentrationsvorrichtung vollständig ausfüllen und können dort dicht gepackt angeordnet sein. According to one embodiment, the adsorption medium may comprise beads having a size in a range of about 1 m to about 50 m, in particular pores having a size in a range of about 0.01 m to about 0.5 m. For example, such beads can be made from silica gel or other porous material. Such beads can completely fill a hollow cylindrical container of the concentration device and can be arranged tightly packed there.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Adsorptionsmedium konfiguriert sein, Fraktionen der Probe zurückzuhalten und es anderen Fraktionen der Probe und einer mobilen Phase, welche die Probe enthält, zu erlauben, das Adsorptionsmedium zu passieren. Somit kann das Adsorptionsmedium selektiv zum Adsorbieren von Probenkomponenten ausgebildet sein. According to one embodiment, the adsorption medium may be configured to retain fractions of the sample and allow other fractions of the sample and a mobile phase containing the sample to pass through the adsorption medium. Thus, the adsorption medium may be selectively formed for adsorbing sample components.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Konzentrationsvorrichtung eine Flüssigchromatografiesäule oder einen Flüssigchromatografiedünnschichtchip aufweisen. Die Konzentrationsvorrichtung kann auch eine Trap-Säule, eine Kapillarsäule und/oder einen mikro- oder nanofluidischen Kanal aufweisen. Eine Flüssigchromatografietrennsäule ist eine Trennsäule, die zum Beispiel ein hohlzylindrisches Röhrchen aufweist, in dass das Adsorptionsmaterial eingefüllt wird und durch Verschließen mit zwei eingangsseitig bzw. ausgangsseitig angeordneten Fritten verschlossen und dicht gepackt wird. Anstelle einer solchen Ausführung einer Flüssigchromatografiesäule kann alternativ die Konzentrationsvorrichtung auch als Flüssigkeitschromatografiechip ausgebildet sein, d.h. als Laminatstruktur aus einer Anzahl planarer Schichten, die strukturiert sind, so dass fluidische Kanäle in deren Innerem gebildet sind. Dann kann das Adsorptionsmaterial in einem solchen Kanal eines Fluidikchips aufgenommen sein, womit die Konzentrierung miniaturisiert durchgeführt werden kann. According to one embodiment, the concentration device may comprise a liquid chromatography column or a liquid chromatography thin-film chip. The concentration device can also have a trap column, a capillary column and / or a micro- or nanofluidic channel. A liquid chromatographic separation column is a separation column having, for example, a hollow cylindrical tube in which the adsorbent material is filled and closed and sealed by closing with two frits disposed on the entrance and exit sides. Alternatively, instead of such an embodiment of a liquid chromatography column, the concentration device may also be formed as a liquid chromatography chip, i. as a laminate structure of a number of planar layers, which are structured such that fluidic channels are formed in their interior. Then, the adsorption material can be accommodated in such a channel of a Fluidikchips, whereby the concentration can be carried out miniaturized.

Das Probenkonzentrationsgerät kann zum Konzentrieren der Probe ausgebildet sein, bevor dann in der analytischen Trennsäule eine eigentliche flüssigchromatografische Trennung erfolgt. Zum Beispiel kann eine biologische Probe in mehrere Fraktionen aufgetrennt werden. The sample concentration device can be designed to concentrate the sample, before an actual liquid-chromatographic separation then takes place in the analytical separation column. To the For example, a biological sample can be separated into several fractions.

Das Probentrenngerät kann ein mikrofluidisches Messgerät, ein Flüssigchromatografiegerät bzw. eine HPLC- bzw. UHPLC-Anlage sein. Allerdings sind andere Anwendungen möglich. The sample separation device can be a microfluidic measuring device, a liquid chromatography device or an HPLC or UHPLC system. However, other applications are possible.

Das Probentrenngerät kann eine Pumpe zum Bewegen der mobilen Phase aufweisen. Eine solche Pumpe 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. The sample separator may include a pump for moving the mobile phase. Such a pump may, for example, be adapted 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.

Alternativ oder ergänzend kann das Probentrenngerät einen Probeninjektor zur Injektion der Probe in die mobile Phase aufweisen. Alternatively or additionally, the sample separation device can have a sample injector for injecting the sample into the mobile phase.

Alternativ oder ergänzend kann das Probentrenngerät einen Probenfraktionierer zum Fraktionieren der getrennten Komponenten aufweisen. Ein solcher Fraktionierer kann die verschiedenen Komponenten zum Beispiel in verschiedene Flüssigkeitsbehälter führen. Die analysierte Fluidprobe kann aber auch verworfen werden. Alternatively or additionally, the sample separation apparatus may include a sample fractionator for fractionating the separated components. Such a fractionator may carry the various components, for example, into different liquid containers. The analyzed fluid sample can also be discarded.

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 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. 1 shows an HPLC system according to an exemplary embodiment of the invention.

2 zeigt ein HPLC-System gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. 2 shows an HPLC system according to another exemplary embodiment of the invention.

3 bis 6 zeigen Probenkonzentrationsvorrichtungen gemäß exemplarischen Ausführungsbeispielen der Erfindung. 3 to 6 show sample concentration devices according to exemplary embodiments of the invention.

Die Darstellung in der Zeichnung ist schematisch. The illustration in the drawing is schematic.

Um mit einer Konzentrationsvorrichtung höhere Konzentrationen einer zunächst adsorbierten und nachfolgend desorbierten Probe zu erreichen, d.h. um die Probe in ein kleineres Volumen von Lösungsmittel hinein zu desorbieren, wird gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgeschlagen, die Desorption nicht simultan über die gesamte Länge einer Trap-Vorrichtung (zum Beispiel einer Trap-Säule) hinweg durchzuführen, sondern stattdessen nacheinander, d.h. auf kumulative Art und Weise. In order to achieve higher concentrations of a first adsorbed and subsequently desorbed sample with a concentration device, i. In order to desorb the sample into a smaller volume of solvent, according to one embodiment of the invention, it is proposed not to carry out the desorption simultaneously over the entire length of a trap device (for example a trap column), but instead successively, i. in a cumulative way.

Dies bedeutet, dass die Front einer geheizten Zone entlang der Trap-Vorrichtung bewegt wird, und zwar in derselben Richtung und vorzugsweise mit derselben linearen Geschwindigkeit wie das Lösungsmittel. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass nacheinander in jedem Abschnitt der Trap-Vorrichtung eine Desorption der Probe in denselben Volumenbereich von Lösungsmittel hinein stattfindet, wobei die Position des Abschnitts, wo die Desorption passiert, sich entlang der Trap-Vorrichtung gemeinsam mit dem Lösungsmittel bewegt. Dies bewirkt eine höhere Konzentration in der desorbierten Probe in dem besagten Volumenbereich als im Falle eines simultanen Aufheizens der gesamten Trap-Vorrichtung über ihre gesamte Länge hinweg. Alternativ kann, wenn sich die Probe (zum Beispiel selbst bei der Desorptionstemperatur) mit einer niedrigeren Geschwindigkeit als das Lösungsmittel bewegt (dies kann zum Beispiel aufgrund Sorption an dem Trap-Material erfolgen), die Geschwindigkeit der Temperaturfront an die Geschwindigkeit der Probe angepasst werden. Eine solche Vorgehensweise erlaubt es, die maximale Kapazität einer Trap-Vorrichtung zu erhöhen, indem diese verlängert wird, ohne dass das Desorptionsvolumen dadurch vergrößert wird. This means that the front of a heated zone is moved along the trap device in the same direction and preferably at the same linear velocity as the solvent. Hereby it can be ensured that in each section of the trap device a desorption of the sample into the same volume range of solvent takes place in succession, the position of the section where the desorption occurs moving along the trap device together with the solvent. This causes a higher concentration in the desorbed sample in said volume range than in the case of simultaneous heating of the entire trap device over its entire length. Alternatively, if the sample is moving (for example, even at the desorption temperature) at a lower rate than the solvent (for example due to sorption on the trap material), the temperature frontal velocity may be adjusted to the velocity of the sample. Such a procedure makes it possible to increase the maximum capacity of a trap device by lengthening it without increasing the desorption volume thereby.

Unterschiedliche Implementierungen sind möglich, um die mobile Temperaturfront zu erzeugen. Eine Möglichkeit ist es, ein Heizelement entlang der Konzentrationsvorrichtung bzw. des Trap-Geräts zu bewegen. Eine andere Möglichkeit ist es, einen Strahlungsspot (zum Beispiel Infrarot oder Mikrowelle) entlang des Trap-Geräts zu bewegen. Noch eine andere Möglichkeit ist es, eine wärmereflektierende oder isolierende Abschirmung entlang des Trap-Geräts graduell zu entfernen oder auszuschalten, um einen variablen oder einen graduell zunehmenden Teil des Trap-Geräts der Strahlung auszusetzen (zum Beispiel Infrarot). Noch eine andere Möglichkeit ist es, eine Heizanordnung vorzusehen, die aus einer Mehrzahl von Heizelementen besteht, die entlang des Trap-Geräts angeordnet sind, wobei diese Heizelemente sequentiell geschaltet werden können, so dass die bewegliche Temperaturfront erzeugt wird. Different implementations are possible to generate the mobile temperature front. One possibility is to move a heating element along the concentration device or the trap device. Another possibility is to move a radiation spot (for example infrared or microwave) along the trap device. Yet another possibility is to gradually remove or switch off a heat-reflecting or insulating shield along the trap device to expose a variable or gradually increasing part of the trap device to radiation (for example, infrared). Yet another possibility is to provide a heating arrangement consisting of a plurality of heating elements arranged along the trap device, wherein these heating elements can be switched sequentially so that the movable temperature front is generated.

1 zeigt den Aufbau eines HPLC-Systems 10, wie es zur Flüssigkeitschromatografie verwendet werden kann. Eine Pumpe 20 treibt eine mobile Phase (Lösungsmittelgemisch) durch ein Separationsgerät 32 (wie zum Beispiel eine chromatografische Säule), das eine stationäre Phase zum Beispiel in Form von Beads beinhaltet. Eine Probenaufgabeeinheit 40 ist zwischen der Pumpe 20 und dem Separationsgerät 32 angeordnet, um eine Probenflüssigkeit in die mobile Phase einzubringen. Die stationäre Phase des Separationsgerätes 32 ist dazu vorgesehen, Komponenten der Probenflüssigkeit zu separieren. Ein Detektor 50 detektiert separierte Komponenten der Probe (zum Beispiel mittels Fluoreszenzdetektierens), und ein Fraktionierungsgerät 60 kann dazu vorgesehen werden, separierte Komponenten der Probenflüssigkeit auszugeben, zum Beispiel in dafür vorgesehene Behälter oder an einen Abfluss. 1 shows the structure of an HPLC system 10 as it can be used for liquid chromatography. A pump 20 drives a mobile phase (solvent mixture) through separation unit 32 (such as a chromatographic column) containing a stationary phase, for example in the form of beads. A sample application unit 40 is between the pump 20 and the separation device 32 arranged to introduce a sample liquid in the mobile phase. The stationary phase of the separation device 32 is intended to separate components of the sample fluid. A detector 50 Detects separated components of the sample (for example by fluorescence detection), and a fractionator 60 may be provided to dispense separated components of the sample fluid, for example in dedicated containers or to a drain.

1 zeigt ferner, dass die der Pumpe 20 bereitgestellte Lösungsmittelzusammensetzung aus einem ersten Lösungsmittel A aus einem ersten Lösungsmittelbehälter 74 und aus einem zweiten Lösungsmittel B aus einem zweiten Lösungsmittelbehälter 76 zusammengemischt wird (vgl. Lösungsmittelzuführsystem 25). Die einzelnen Lösungsmittel A, B können einem jeweiligen Entgaser 27 zugeführt werden, bevor diese der Pumpe 20 bereitgestellt werden. Ein Injektorventil 90 stromabwärts der Pumpe 20 erlaubt es, eine zu konzentrierende und nachfolgend zu trennende Probe in den Injektorpfad einzuführen und anschließend aus dem Injektorpfad 40 in den Trennpfad, d.h. in Richtung der Trennsäule 32, zu befördern. Eine Steuereinheit 70, wie zum Beispiel ein Rechner, kann die einzelnen Komponenten des Probentrennsystems 10 gemäß 1 steuern. 1 further shows that the pump 20 provided solvent composition of a first solvent A from a first solvent container 74 and a second solvent B from a second solvent container 76 is mixed together (see 25 ). The individual solvents A, B can a respective degasser 27 be fed before that of the pump 20 to be provided. An injector valve 90 downstream of the pump 20 allows a sample to be concentrated and subsequently separated to be introduced into the injector path and then out of the injector path 40 in the separation path, ie in the direction of the separation column 32 , to transport. A control unit 70 , such as a calculator, can be the individual components of the sample separation system 10 according to 1 Taxes.

Das Flüssigchromatografiegerät 10 ist stromabwärts des Fluidventils 90 mit zwei Säulen ausgestattet, nämlich einer im Weiteren detaillierter beschriebenen Trap-Säule 30 zum Konzentrieren der Probe und der stromabwärts davon angeordneten und fluidisch seriell geschalteten flüssigchromatografischen Trennsäule 32. Es kann vorzugsweise ein zusätzliches Ventil oder ein weiterer Pfad vorgesehen werden, der es der mobilen Phase erlauben kann, an der Trennsäule 32 vorbei zu fließen, zum Beispiel während die Probe erst in der Trap-Vorrichtung abgefangen (adsorbiert) wird, Die Probe, die mittels des Flüssigchromatografiegeräts 10 in ihre Fraktionen getrennt werden soll, wird diese beiden Säulen 30, 32 passieren, bevor die Detektion der einzelnen Fraktionen der Probe im Detektor 50 stattfindet. The liquid chromatography device 10 is downstream of the fluid valve 90 equipped with two columns, namely a trap column described in more detail below 30 for concentrating the sample and the liquid chromatographic separation column arranged downstream thereof and connected in fluidic series 32 , It may be preferable to provide an additional valve or path that may allow the mobile phase to be at the separation column 32 For example, while the sample is first being captured (adsorbed) in the trap device, the sample is flown by means of the liquid chromatography instrument 10 into their fractions, these two pillars become 30 . 32 happen before the detection of each fractions of the sample in the detector 50 takes place.

Die in Flussrichtung erste Säule ist eine Trap-Säule 30, die Teil einer Konzentrationsvorrichtung 100 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist. Diese Konzentrationsvorrichtung 100 wird im Weiteren näher beschrieben werden. In der Trap-Säule 30 wird die Probe, die von stromaufwärts her kommt und in der mobilen Phase (d.h. der Mischung aus den Lösungsmitteln A und B) enthalten ist, vorzugsweise vollständig an darin enthaltenem flüssigchromatografischen Adsorptionsmaterial adsorbiert. Auf diese Weise kann eine in einem großen Volumen, zum Beispiel ein Volumen zwischen 100 µl und 100 ml, enthaltene und wenig konzentrierte Probe an der Trap-Säule 30 vollständig abgefangen werden, wohingegen das Lösungsmittel im Wesentlichen wechselwirkungsfrei durch die Trap-Säule 30 hindurchläuft. The first column in the flow direction is a trap column 30 that part of a concentration device 100 according to an exemplary embodiment of the invention. This concentration device 100 will be described in more detail below. In the trap column 30 For example, the sample coming from upstream and contained in the mobile phase (ie, the mixture of solvents A and B) is preferably completely adsorbed to liquid chromatographic adsorbent material contained therein. In this way, a sample in a large volume, for example, a volume between 100 .mu.l and 100 ml, and little concentrated sample on the trap column 30 are completely trapped, whereas the solvent is essentially interaction-free through the trap column 30 passes.

Nach dem Adsorbieren wird, wie unten näher beschrieben wird, durch thermisch ausgelöstes Ablösen der getrappten Probe von dem Adsorptionsmaterial der Trap-Säule 30 die Probe in einen stark verringerten Volumenbereich von mobiler Phase konzentriert, wobei diese verringerte Volumenbereich in einem Bereich zwischen 0,1 ml und 10 ml liegen kann. After adsorption, as will be described in more detail below, the thermally induced peel-off of the trapped sample from the adsorbent material of the trap column 30 the sample is concentrated in a greatly reduced volume range of mobile phase, which reduced volume range may range between 0.1 ml and 10 ml.

Diese in einem kleinen Lösungsmittelvolumen konzentrierte Probe kann dann an der stromabwärts der Trap-Säule 30 angeordnete flüssigchromatografische Analysesäule 32 in die verschiedenen Probenfraktionen aufgetrennt werden, indem die Probe zunächst an dem Adsorptionsmaterial der Analysesäule 32 adsorbiert und durch nachfolgendes Durchführen einer chromatografischen Trennung fraktionsweise von der analytischen Trennsäule 32 abgelöst wird. This sample concentrated in a small volume of solvent may then be at the downstream of the trap column 30 arranged liquid chromatographic analysis column 32 are separated into the different sample fractions by the sample first on the adsorption material of the analysis column 32 adsorbed and fractionally from the analytical separation column by subsequently performing a chromatographic separation 32 is replaced.

Die Konzentrationsvorrichtung 100 ist zum Konzentrieren der in der flüssigen mobilen Phase mitgeführten Probe ausgebildet und weist in der Trap-Säule 30 ein chromatografisches Adsorptionsmedium, insbesondere Beads aus Silikagel oder einem anderen passenden Material, auf. Dieses ist in einem Gehäuse der Trap-Säule 30 dicht gepackt angeordnet. Das Adsorptionsmedium ist entlang des Flusspfads 110 innerhalb der Trap-Säule 30 angeordnet, d.h. entlang eines fluidischen Pfads, entlang dem die mobile Phase die Trap-Säule 30 zwischen einem Einlass und einem Auslass in Förderrichtung 170 durchströmt. Das Adsorptionsmedium ist konfiguriert, die entlang des Flusspfads 110 fließende Probe selektiv zu adsorbieren, d.h. daran zu immobilisieren. The concentration device 100 is designed to concentrate the sample entrained in the liquid mobile phase and has in the trap column 30 a chromatographic adsorption medium, in particular beads of silica gel or another suitable material on. This is in a housing of the trap column 30 arranged tightly packed. The adsorption medium is along the flow path 110 inside the trap column 30 arranged, ie along a fluidic path, along which the mobile phase the trap column 30 between an inlet and an outlet in the conveying direction 170 flows through. The adsorption medium is configured along the flow path 110 selectively adsorb, ie immobilize, the flowing sample.

Die Steuereinrichtung 70 ist nun ausgebildet, zu jedem Zeitpunkt nur einen jeweiligen, in einem vorgegebenen veränderlichen Raumsegment entlang des Flusspfads 110 befindlichen Teil des Flusspfads durch Erzeugen eines räumlich begrenzten Temperaturprofils in der mobilen Phase und dem Adsorptionsmaterial lokal zu temperieren, d.h. lokal dessen Temperatur einzustellen. Dieses Temperieren wird derart gesteuert, dass jeweils nur in dem lokal erhitzten Bereich der Teil der Probe, die an dem Adsorptionsmedium 300 adsorbiert ist, durch die thermische Energie, die mit dem Temperaturprofil einhergeht, von dem Adsorptionsmedium abgelöst werden kann, wohingegen im verbleibenden Teil des Adsorptionsmedium ein thermisches Desorbieren nicht erfolgen kann. The control device 70 is now formed, at any time only a respective, in a predetermined variable space segment along the flow path 110 to locally localize the part of the flow path located by generating a spatially limited temperature profile in the mobile phase and the adsorption, ie locally adjust its temperature. This tempering is controlled such that in each case only in the locally heated area of the part of the sample, which on the adsorption medium 300 adsorbed by the thermal energy associated with the temperature profile can be detached from the adsorption medium, whereas in the remaining part of the adsorption medium, a thermal desorption can not be done.

In einem Ausführungsbeispiel kann allein das lokale Temperieren die Desorption der Probe von dem Adsorptionsmaterial auslösen. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann dieses lokale Temperieren zum Desorbieren der Probe durch eine angepasste Veränderung der Zusammensetzung des Lösungsmittels, welches durch die Pumpe 20 in die Trap-Säule 30 gepumpt wird, unterstützt oder verstärkt werden. In one embodiment, only the local tempering can trigger the desorption of the sample from the adsorbent material. In another embodiment, this local tempering may be used to desorb the sample by an adapted change in the composition of the solvent passing through the pump 20 into the trap column 30 be pumped, supported or reinforced.

Gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Steuereinrichtung 70 nun derart konfiguriert, dass sie das räumliche Temperaturprofil zum Desorbieren entlang des Flusspfads 110 räumlich mitführt, d.h. sukzessive von der gemäß 1 linken Zufuhrseite der Trap-Säule 30 zu der gemäß 1 rechten Abführseite der Trap-Säule 30 räumlich mitführt. Dieses Mitführen des räumlichen Temperaturprofils erfolgt nun derart, dass die Desorption der Probe von dem jeweils lokal erhitzten Teil des Adsorptionsmediums in einen konzentrierten Volumenbereich der mobilen Phase hinein erfolgt. Die Fließrichtung der mobilen Phase sowie die Bewegungsrichtung des Temperaturprofils sind in 1 mit Bezugszeichen 170 gekennzeichnet. In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine bewegliche und thermisch kontrollierbare Heizquelle 120 vorgesehen, die von der in 1 linksseitigen Zufuhrseite der Trap-Säule 30 bis zu der gemäß 1 rechtsseitigen Auslassseite der Trap-Säule 30 bewegbar ist. Die Temperatur, welche die bewegliche lokale Heizquelle 120 in dem jeweiligen Abschnitt der Trap-Säule 30, d.h. in dem zugehörigen Adsorptionsmaterial sowie in dem zugehörigen Proben- und Mobilphasenmaterial erzeugen kann, wird so eingestellt, dass sie oberhalb einer Schwellwerttemperatur (oder Desorptionsauslösetemperatur) liegt, oberhalb derer ein rein thermisches Desorbieren der an dem Adsorptionsmaterial der Trap-Säule 30 adsorbierten Probe erfolgt. Auf diese Weise erfolgt durch das Bewegen der lokalen Heizquelle 120 anschaulich ein Abstreifen der Probe von der Trap-Säule 30 durch die Temperaturfront, so dass ein hochkonzentrierter Pfropfen von Probe in Lösungsmittel auf die analytische Trennsäule 32 gelangt. 1 zeigt, dass die Steuereinrichtung 70 die Heizquelle 120 steuert. According to the described embodiment, the control device 70 now configured to derive the spatial temperature profile for desorbing along the flowpath 110 entails spatially, ie successively from the according 1 left feed side of the trap column 30 to the according 1 right discharge side of the trap column 30 physically. This entrainment of the spatial temperature profile now takes place in such a way that the desorption of the sample from the respectively locally heated part of the adsorption medium into a concentrated volume region of the mobile phase takes place. The flow direction of the mobile phase and the direction of movement of the temperature profile are in 1 with reference number 170 characterized. In the in 1 embodiment shown is a movable and thermally controllable heat source 120 provided by the in 1 Left side feed side of the trap column 30 up to the according to 1 right side outlet side of the trap column 30 is movable. The temperature which the mobile local heat source 120 in the respective section of the trap column 30 , ie, in the associated adsorbent material and in the associated sample and mobile phase material, is set to be above a threshold (or desorption) temperature above which a purely thermal desorbing is applied to the adsorbent material of the trap column 30 adsorbed sample takes place. In this way, by moving the local heat source 120 clearly a stripping of the sample from the trap column 30 through the temperature front, allowing a highly concentrated grafting of sample in solvent onto the analytical separation column 32 arrives. 1 shows that the control device 70 the heat source 120 controls.

Vorzugsweise kann ein Wärmetauscher zwischen der Trap-Vorrichtung oder Konzentrationsvorrichtung 100 einerseits und der Trennsäule 30 andererseits angeordnet werden, in dem die mobile Phase vor dem Eintritt in die Trennsäule 30 abgekühlt wird.Die bewegliche lokale Heizquelle 120 kann zum Beispiel als ohmsche Heizquelle ausgebildet sein, d.h. als stromdurchflossener Heizdraht, der thermisch an das Innere der Trap-Säule 30 angekoppelt wird. Alternativ kann die bewegliche lokale Heizquelle 120 auch eine Strahlungsquelle, zum Beispiel mit einer Emission im Mikrowellen- oder Infrarotbereich sein, wobei die erzeugte Strahlung die Trap-Säule 30 lokal erhitzt. Preferably, a heat exchanger between the trap device or concentration device 100 on the one hand and the separation column 30 on the other hand, in which the mobile phase before entering the separation column 30 is cooled.The mobile local heat source 120 For example, it can be designed as an ohmic heating source, ie as a current-carrying heating wire which thermally contacts the interior of the trap column 30 is coupled. Alternatively, the movable local heat source 120 also be a radiation source, for example with an emission in the microwave or infrared range, wherein the generated radiation is the trap column 30 heated locally.

2 zeigt ein Flüssigchromatografiegerät 10 gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. 2 shows a liquid chromatography 10 according to another exemplary embodiment of the invention.

2 unterscheidet sich von 1 dahingehend, dass das lokale Temperieren nun nicht durch eine Heizquelle zum direkten Erhitzen des Adsorptionsmediums am Ort der Trap-Säule 30 erfolgt, sondern stattdessen stromaufwärts des Eingangs der Trap-Säule 30. Gemäß 2 ist nämlich eine Mobilphasenheizeinheit 200 direkt stromaufwärts des Einlasses der Trap-Säule 30 vorgesehen, welche die von der Pumpe 20 gepumpte mobile Phase vor dem Einströmen in die Trap-Säule 30 abschnittsweise erhitzen kann, um dadurch das Temperaturprofil zu erzeugen. Entsprechende Steuersignale können der Mobilphasenheizeinheit 200 von der Steuereinheit 70 zugeführt werden. Dadurch kann ein strömendes Flüssigkeitssegment von mobiler Phase definiert werden, welches nachfolgend die Trap-Säule 30 durchläuft und damit ein räumlich begrenztes Temperaturprofil bildet, welches nach und nach kumulativ Probenmaterial von dem Adsorptionsmaterial der Trap-Säule 30 desorbiert und in einem engen Flüssigkeitsvolumen ansammelt oder akkumuliert. Anschaulich erfolgt gemäß 2 das Erhitzen der adsorbierten Probe und des Adsorptionsmediums indirekt durch entsprechend erhitzte mobile Phase, die hier selbst Träger des desorptionsauslösenden Temperaturprofils ist. In diesem Fall erfolgt die Fortbewegung der Temperaturfront mit langsamerer Geschwindigkeit als die Geschwindigkeit der mobilen Phase, was immer noch zur Aufkonzentrierung der desorbierten Probenkomponenten im Bereich der thermischen Front (des räumlichen Temperaturanstiegs) führt. 2 differs from 1 to the effect that the local tempering now not by a heat source for direct heating of the adsorption medium at the location of the trap column 30 instead, upstream of the entrance of the trap column 30 , According to 2 is namely a mobile phase heating unit 200 directly upstream of the inlet of the trap column 30 provided by the pump 20 pumped mobile phase before flowing into the trap column 30 can heat in sections, thereby producing the temperature profile. Corresponding control signals may be provided to the mobile phase heating unit 200 from the control unit 70 be supplied. Thereby, a mobile phase fluid segment can be defined, which subsequently is the trap column 30 passes through and thus forms a spatially limited temperature profile, which gradually cumulative sample material from the adsorption material of the trap column 30 desorbed and accumulated or accumulated in a narrow volume of liquid. Illustratively according to 2 the heating of the adsorbed sample and the adsorption medium indirectly by appropriately heated mobile phase, which itself is the carrier of the desorptionsauslösenden temperature profile. In this case, the movement of the temperature front occurs at a slower rate than the rate of the mobile phase, which still leads to the concentration of the desorbed sample components in the area of the thermal front (the spatial temperature rise).

Alternativ oder ergänzend zum Vorsehen der Mobilphasenheizeinheit 200 kann bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel die Steuereinrichtung 70 auch zwischen zwei Lösungsmittelbehältern 74 und 76 umschalten, die im gezeigten Ausführungsbeispiel beide dasselbe Lösungsmittel A enthalten. Allerdings befindet sich das Lösungsmittel in einer der beiden Lösungsmittelbehälter 74 auf einer Temperatur T₁ = 20°C (d.h. unterhalb der Desorptionsauslösetemperatur), wohingegen der andere Lösungsmittelbehälter 76 auf einer Temperatur T₂ = 80°C (d.h. oberhalb der Desorptionsauslösetemperatur) befindlich ist. Durch Hin- und Herschalten (oder Mischen) zwischen den beiden Lösungsmittelbehältern 74, 76 zum Zuführen von mobiler Phase an die Säulen 30, 32 kann somit ein lokal erhitzter Lösungsmittelbereich aus Lösungsmittelbehälter 76 (zwischen vor- und nachgelagerten kühleren Lösungsmittelbereichen aus Lösungsmittelbehälter 74) zugeführt werden, welcher als Temperaturprofil zum Einsammeln der Probenmoleküle von dem Adsorptionsmaterial der Trap-Säule 30 dient. Alternatively or in addition to providing the mobile phase heating unit 200 can at the in 2 embodiment shown, the control device 70 also between two solvent containers 74 and 76 switch over, both of which contain the same solvent A in the embodiment shown. However, the solvent is in one of the two solvent containers 74 at a temperature T ₁ = 20 ° C (ie below the Desorptionsauslösetemperatur), whereas the other solvent container 76 at a temperature T ₂ = 80 ° C (ie above the Desorptionsauslösetemperatur) is located. By toggling (or mixing) between the two solvent containers 74 . 76 for supplying mobile phase to the columns 30 . 32 Thus, a locally heated solvent region from solvent container 76 (Between upstream and downstream cooler solvent areas from solvent tank 74 ) are supplied, which as a temperature profile for collecting the sample molecules from the adsorption material of the trap column 30 serves.

3 zeigt eine Konzentrationsvorrichtung 100 gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. 3 shows a concentration device 100 according to another exemplary embodiment of the invention.

Die Konzentrationsvorrichtung 100 aus 3 kann ebenfalls in einem Flüssigchromatografiegerät 10, wie in 1 und 2 gezeigt, implementiert werden. Alternativ dazu kann die Konzentrationsvorrichtung 100 gemäß 3 (wie jedes andere Ausführungsbeispiel einer Konzentrationsvorrichtung 100 dieser Beschreibung) für eine andere Anwendung vorgesehen sein als in Kombination mit einer analytischen Trennsäule 32. Die Konzentrationsvorrichtung 100 gemäß 3 kann nämlich ganz allgemein zum Aufkonzentrieren von Probe in einen reduzierten Volumenbereich eingesetzt werden. The concentration device 100 out 3 can also be used in a liquid chromatography 10 , as in 1 and 2 shown to be implemented. Alternatively, the concentration device 100 according to 3 (Like any other embodiment of a concentration device 100 this description) for a different application than in combination with an analytical separation column 32 , The concentration device 100 according to 3 Namely, it can generally be used to concentrate sample in a reduced volume range.

3 zeigt, dass in einem hohlzylindrischen Röhrchen 380 Adsorptionsmaterial 300 in Form einer Vielzahl von kleinen Beads 322 eines chromatografischen Adsorptionsmedium dicht gepackt angeordnet ist. Das Adsorptionsmaterial 300 füllt den gesamten Hohlraum in dem hohlzylindrischen Röhrchen 380 zwischen einer einlassseitigen Fritte 360 und einer auslassseitigen Fritte 362 aus. 3 shows that in a hollow cylindrical tube 380 adsorption 300 in the form of a variety of small beads 322 a chromatographic adsorption medium is arranged densely packed. The adsorption material 300 fills the entire cavity in the hollow cylindrical tube 380 between an inlet-side frit 360 and an outlet frit 362 out.

Optional können ein erster Detektor 326 stromaufwärts der Fritte 360 und ein zweiter Detektor 324 in dem fluidischen Pfad vorgesehen sein. Mittels der Detektoren 326, 324 kann Probe mit bekannten Detektionseigenschaften an zwei bekannten Stellen in einem bekannten Abstand voneinander beobachtet und die Konzentration der Probenkomponenten mitgezeichnet werden. Optionally, a first detector 326 upstream of the frit 360 and a second detector 324 be provided in the fluidic path. By means of the detectors 326 . 324 sample with known detection properties can be observed at two known locations at a known distance from one another and the concentration of the sample components can be recorded.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel bewegt die Steuereinheit 70 die bewegliche Infrarotlichtquelle 120 entlang des Flusspfads 110, so dass die emittierte Infrarotstrahlung zu jedem Zeitpunkt nur ein kleines Raumsegment 270 und damit das darin befindliche Adsorptionsmaterial, Probenmaterial und Mobilphasenmaterial erwärmt. Dadurch erfolgt, wenn die Erwärmung eine Grenztemperatur T_S übersteigt, oberhalb welcher eine Adsorption der Probe an dem Adsorptionsmaterial 300 nicht mehr stattfindet und sich die Probe von dem Adsorptionsmaterial 300 löst, ein sukzessives Desorbieren der Probe, so dass diese in einem kleinen Volumenbereich mobiler Phase von dem Temperaturprofil 302 eingesammelt werden kann. In the embodiment shown, the control unit moves 70 the mobile infrared light source 120 along the river path 110 so that the emitted infrared radiation at any one time only a small space segment 270 and thereby heating the adsorbent material, sample material and mobile phase material therein. As a result, when the heating exceeds a threshold temperature T _S , above which there is an adsorption of the sample on the adsorption material 300 no longer takes place and the sample of the adsorption material 300 triggers a successive desorbing of the sample so that these are in a small volume range of mobile phase from the temperature profile 302 can be collected.

3 zeigt in drei Diagrammen (entsprechend Zeitpunkten t₁, t₂, t₃), die jeweils entlang einer Abszisse 330 eine Ortskoordinate x und entlang einer Ordinate 332 die lokale Temperatur T zeigen, wie das peakartige Temperaturprofil 302 mit einem Maximalwert 308 (zwischen einer Rückfront 304 und einer Vorderfront 306) sich über das Adsorptionsmedium 300 entlang bewegt. Ist also die Probe zunächst auf dem Adsorptionsmaterial 300 vollständig adsorbiert worden, so führt ein Überstreichen des Temperaturprofils 302 mit der Temperaturprofilgeschwindigkeit v_T zu einem zuverlässigen Einsammeln des gesamten Probenmaterials in einem kleinen Pfropfen. 3 shows in three diagrams (corresponding to times t ₁ , t ₂ , t ₃ ), each along an abscissa 330 a location coordinate x and along an ordinate 332 the local temperature T show how the peak-like temperature profile 302 with a maximum value 308 (between a back front 304 and a frontage 306 ) via the adsorption medium 300 moved along. So is the sample first on the adsorption material 300 completely adsorbed, so performs a sweeping of the temperature profile 302 with the temperature profile velocity v _T for reliable collection of all the sample material in a small plug.

4 zeigt eine Konzentrationsvorrichtung 100 gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. 4 shows a concentration device 100 according to another exemplary embodiment of the invention.

Der erste Unterschied der Konzentrationsvorrichtung 100 gemäß 4 zu der zuvor beschriebenen Konzentrationsvorrichtung 100 gemäß 3 besteht darin, dass die gezeigte Trap-Vorrichtung nicht als zylindrische Säule, sondern als planarer fluidischer Chip ausgebildet ist. Dieser fluidische Chip wird gebildet durch eine Vielzahl von Schichten 420, die laminatartig zu einer planaren Anordnung gebondet werden. In dieser Anordnung sind Hohlräume in die Schichten 420 gebildet, so dass dadurch ein fluidischer Kanal 110, der mit Adsorptionsmaterial 300 gefüllt ist, gebildet ist. The first difference of the concentration device 100 according to 4 to the concentration device described above 100 according to 3 is that the trap device shown is not formed as a cylindrical column, but as a planar fluidic chip. This fluidic chip is formed by a plurality of layers 420 which are laminated in a laminar arrangement to a planar arrangement. In this arrangement are cavities in the layers 420 formed, so that thereby a fluidic channel 110 that with adsorption material 300 filled, is formed.

Statt einer räumlich bewegten Strahlungsquelle gemäß 3 ist nun gemäß 4 vorgesehen, dass eine Vielzahl von Strahlungsquellen 120 statisch entlang des Flusspfads 110 angeordnet sind. Durch Schließen von einzelnen Schaltelementen 450 kann, gesteuert durch die Steuereinrichtung 70, ein Stromfluss von Stromquellen 440 (angeschlossen zwischen den Schaltelementen 450 und einem Masseanschluss 430) durch einzelne ausgewählte Strahlungsquellen 120 hindurch erfolgen, die dadurch Strahlung erzeugen, welche lokal eine Temperaturerhöhung des Adsorptionsmaterials 300 und der daran immobilisierten Probe generieren. Instead of a spatially moved radiation source according to 3 is now according to 4 provided that a variety of radiation sources 120 static along the river path 110 are arranged. By closing individual switching elements 450 can, controlled by the controller 70 , a current flow of power sources 440 (connected between the switching elements 450 and a ground connection 430 ) by individual selected radiation sources 120 take place, which thereby generate radiation, which locally increase the temperature of the adsorption material 300 and generate the sample immobilized thereon.

Diagramme in 4 zeigen, dass wie gemäß 3 peakartige Temperaturprofile 302 erzeugt werden können (siehe die drei linksseitigen Diagramme) oder alternativ im Wesentlichen rechteckförmige Temperaturprofile 402 mit steilen vorderseitigen Flanken 406. Überstreichen die Temperaturprofile 302 oder 402 das Adsorptionsmaterial 300, so wird die Probe wiederum sukzessive in ein kleines Flüssigkeitsvolumen desorbiert. Die drei peakartigen Temperaturprofile 302 gemäß linksseitigen Diagramme in 4 entstehen, wenn jeweils eine oder einige zusammenhängende der Strahlungsquellen 120 aktiviert wird oder werden und sich die Aktivierungsrichtung von links nach rechts bewegt. Alternativ können ausgehend von zuerst aktivierten, linksseitigen Strahlungsquellen 120 sukzessive weitere zunehmend rechtsseitige Strahlungsquelle 120 hinzugeschaltet werden, womit dann die annähernd rechteckförmigen Temperaturprofile 406 gemäß den drei rechtsseitigen Diagrammen in 4 entstehen, wobei die Länge des Plateaus 404 kontinuierlich zunimmt. Diagrams in 4 show that as per 3 peak-like temperature profiles 302 can be generated (see the three left-hand diagrams) or alternatively substantially rectangular temperature profiles 402 with steep front flanks 406 , Sweep the temperature profiles 302 or 402 the adsorption material 300 , the sample is again successively desorbed into a small volume of liquid. The three peak-like temperature profiles 302 according to left-hand diagrams in 4 arise when one or several contiguous of the radiation sources 120 is activated or becomes and the activation direction moves from left to right. Alternatively, starting from first activated, left-side radiation sources 120 successively more increasingly right-sided radiation source 120 be connected, which then the approximately rectangular temperature profiles 406 according to the three right-hand diagrams in 4 arise being the length of the plateau 404 continuously increases.

In 5 ist eine Konzentrationsvorrichtung 100 gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel gezeigt. In 5 is a concentration device 100 shown in accordance with another exemplary embodiment.

Anstelle von Strahlungsquellen 120 ist hier eine Anordnung von Heizdrähten 500 gezeigt, die wiederum mittels Schließens von Schaltelementen 450 von Stromquellen 440 einzeln mit elektrischer Energie versorgt werden. Im gezeigten Schaltzustand ist nur ein Heizdraht 500 stromdurchflossen, so dass ein peakartiges Temperaturprofil 302 erzeugt wird. Instead of radiation sources 120 Here is an arrangement of heating wires 500 shown, in turn, by means of closing of switching elements 450 from power sources 440 be supplied individually with electrical energy. In the switching state shown is only a heating wire 500 current flowing through, giving a peak-like temperature profile 302 is produced.

In 6 ist eine Konzentrationsvorrichtung 100 gemäß noch einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel gezeigt. In 6 is a concentration device 100 shown according to yet another exemplary embodiment.

Gemäß 6 ist eine einzige langgestreckte Infrarotlichtquelle 610 vorgesehen, die Infrarotlicht entlang des gesamten Flusspfads 110 auf das Adsorptionsmaterial 300 einstrahlt. Allerdings ist zwischen der Infrarotlichtquelle 610 und dem Adsorptionsmaterial 300 eine Vielzahl von Spiegelelementen 600 als Blockiereinrichtungen zwischengeordnet, die das eingestrahlte Infrarotlicht reflektieren. Nun können einzelne der Spiegelelemente 600 aus dem Pfad zwischen der Infrarotlichtquelle 610 und dem Adsorptionsmaterial 300 herausgefahren oder herausgeklappt werden, was gemäß 6 nur bezüglich des fünften Spiegelelements 600 von rechts der Fall ist, an dessen Position das Adsorptionsmaterial 300 mittels der Infrarotstrahlung lokal erhitzt wird. Dadurch kann wiederum ein lokal erhitztes Raumsegment 270 definiert werden und das Einsammeln des Probenmaterials durch räumliches Durchsteuern des jeweils herausgeklappten Spiegelelements 600 gemäß 6 von links nach rechts realisiert werden. Dies führt wiederum zu einem peakartigen Temperaturprofil 302, wie in 4 links gezeigt. According to 6 is a single elongated infrared light source 610 provided the infrared light along the entire river path 110 on the adsorption material 300 irradiates. However, between the infrared light source 610 and the adsorbent material 300 a variety of mirror elements 600 Interposed as blocking devices that reflect the incident infrared light. Now, individual of the mirror elements 600 from the path between the infrared light source 610 and the adsorbent material 300 be moved out or folded out, according to 6 only with respect to the fifth mirror element 600 from the right is the case, at whose position the adsorption material 300 is locally heated by the infrared radiation. This can turn a locally heated space segment 270 be defined and the collection of the sample material by spatial Durchsteuern the respectively folded out mirror element 600 according to 6 be realized from left to right. This in turn leads to a peak-like temperature profile 302 , as in 4 shown on the left.

Wie ein Detail 630 in 6 zeigt, kann anstelle des Deaktivierens jeweils eines einzelnen Blockierelements 600 auch eine Gruppe von Blockierelementen 600 deaktiviert werden. In der Detailansicht 630 sind dies die neun Blockierelemente von links. Dies führt wiederum zu einem rechteckigen Temperaturprofil 402, wie in 4 rechts gezeigt. Like a detail 630 in 6 may instead of deactivating a single blocking element 600 also a group of blocking elements 600 be deactivated. In the detail view 630 these are the nine blocking elements from the left. This in turn leads to a rectangular temperature profile 402 , as in 4 shown on the right.

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 "on" 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 [0001]
US 8104330 [0002]
US 3557532 [0002]
WO 2010/057826 [0002]
US 4874524 [0002]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

Binghe Gu, Hernan Cortes, Jim Luong, Matthias Pursch, Patric Eckerle, Robert Mustacich, Anal. Chem., Issue 81, No. 4, pp. 1488-1495, 2009 [0005]

Claims

Concentrating device ( 100 ) for concentrating a sample entrained with a liquid mobile phase, the concentration device ( 100 ): an adsorption medium ( 300 ) along a river path ( 110 ) of the sample is arranged and configured, at least part of the along the flow path ( 110 ) to adsorb flowing sample; a control device ( 70 ) for local temperature control of a variable in a predetermined space segment ( 270 ) along the river path ( 110 ) portion of the sample by generating a temperature profile ( 302 ) in the mobile phase and / or in the adsorption medium ( 300 ) is configured such that by means of tempering a desorption of the part of the sample from the adsorption medium ( 300 ), the temperature profile ( 302 ) to desorb along the river path ( 110 ) is carried in such a way that the desorption of the part of the sample from the adsorption medium ( 300 ) is conveyed into a concentrated volume region of the liquid mobile phase.

Concentrating device ( 100 ) according to claim 1, wherein the control device ( 70 ) for locally heating the in the predeterminable space segment ( 270 ) along the river path ( 110 ) is configured above a predetermined threshold temperature (T _s ), which is dimensioned such that when the predetermined threshold temperature (T _s ) is exceeded, the desorption of the portion of the sample from the adsorption medium ( 300 ) he follows.

Concentrating device ( 100 ) according to claim 1 or 2, wherein the control device ( 70 ) is configured to sample at a particular time only in a respective contiguous first portion of the adsorption medium ( 300 ) to bring to desorbing by the tempering and a respective remaining second portion of the adsorption medium ( 300 ) at this particular time of a leading to the onset of desorption tempering free.

Concentrating device ( 100 ) according to one of claims 1 to 3, wherein the control device ( 70 ), the temperature profile ( 302 . 402 ) with a thermal front transition ( 306 . 406 Form) to which the temperature profile over a predetermined threshold temperature (T _s) increases, which is dimensioned such that (when exceeding the predetermined threshold T _s) the desorption of the sample (from the adsorption medium 300 ), so that when moving the temperature profile ( 302 ) along the river path ( 110 ) the desorption of at least one component of the sample in each case when passing over the respective adsorption zone of this component by the thermal front transition ( 306 . 406 ), whereby successively several components are desorbed into the concentrated volume range.

Concentrating device ( 100 ) according to one of claims 1 to 4, wherein the control device ( 70 ), the temperature profile ( 302 ) along the river path ( 110 ) with a temperature profile movement speed (v _T ), which is adapted with respect to a conveying speed (v _P , v _M ), with which the liquid mobile phase and / or the entrained sample along the flow path ( 110 ).

Concentrating device ( 100 ) according to claim 5, wherein the control device ( 70 ) is configured to set the temperature profile moving speed (v _T ) and / or the conveying speed (v _P , v _M ) so that the temperature profile moving speed (v _T ) is less than or equal to the conveying speed (v _P , v _M ).

Concentrating device ( 100 ) according to one of claims 1 to 4, wherein the control device ( 70 ), the temperature profile ( 302 ) along the river path ( 110 ) with a temperature profile movement velocity (v _T ), which is adapted with respect to a sample velocity (v _P ), with which the sample along the flow path ( 110 ).

Concentrating device ( 100 ) according to claim 7, wherein the control device ( 70 ) is configured to set the temperature profile movement velocity (v _T ) and / or the sample velocity (v _P ) such that the temperature profile movement velocity (v _T ) is less than or equal to the sample velocity ( _T ) at a temperature controlled to a predetermined threshold temperature (T _s ) ( v _P ), wherein the predetermined threshold temperature (T _s ) is dimensioned such that when exceeding the predetermined threshold temperature (T _s ), the desorption of the part of the sample from the adsorption medium ( 300 ) he follows.

Concentrating device ( 100 ) according to one of claims 1 to 4, wherein the control device ( 70 ), the temperature profile ( 302 ) along the river path ( 110 ) with a temperature profile movement velocity (v _T ), which is adapted to a mobile phase velocity (v _M ) of the mobile phase, with which the mobile phase along the flow path ( 110 ), in which the sample along the river path ( 110 ).

Concentrating device ( 100 ) according to claim 9, wherein the control device ( 70 ), the temperature profile movement speed (v _T ) and / or the mobile phase speed (v _M ) so that the temperature profile movement speed (v _T ) is less than or equal to the mobile phase speed (v _M ).

Concentrating device ( 100 ) according to one of claims 1 to 10, comprising at least one of the following features: the control device ( 70 ) is configured as the temperature profile ( 302 ) a moving along the direction of flow temperature distribution with a temperature maximum ( 308 ) between a back ( 304 ) and a front ( 306 ) to train; the control device ( 70 ) is configured as the temperature profile ( 402 ) a temperature distribution with a spatially increasing and thermally substantially constant rear region ( 404 ) as well as with a front ( 406 ) to train; the control device ( 70 ) is configured to control a temporal modification of a composition of the mobile phase, in particular according to a predetermined gradient program, which is passed through the adsorption medium ( 300 ) by means of the temporal modification of different fractions of the adsorption medium ( 300 ) desorb adsorbed sample separately from each other; the control device ( 70 ) is configured to control a temporal modification of a composition of the mobile phase, in particular according to a predetermined gradient program, which is passed through the adsorption medium ( 300 ) by means of the temporal modification of different fractions of the adsorption medium ( 300 desorb adsorbed sample separately from each other, the control device ( 70 ), the temporal modification and the spatial carrying of the temperature profile ( 302 ) to coordinate concerted desorbing; the control device ( 70 ) controls or regulates one along the flow path ( 110 ) movable thermal energy source ( 120 ) for applying the part of the sample with thermal energy, which thermal energy source ( 120 ) during desorption along the flow path ( 110 ) is physically carried; the control device ( 70 ) controls or regulates a, in particular stationary and / or pivotable, thermal energy source ( 120 ) for generating one along the flow path ( 110 ) movable thermal energy spots ( 270 ) for applying the part of the sample with thermal energy; the control device ( 70 ) controls or regulates one, in particular upstream of the adsorption medium ( 300 ), thermal energy source ( 200 ) for temporarily generating a thermal energy input for applying a thermal energy packet to the mobile phase packet; the control device ( 70 ) controls or regulates along the flow path ( 110 ) a plurality, in particular fixed, thermal energy sources ( 120 ) for applying the part of the sample to thermal energy, wherein the thermal energy sources ( 120 ) can be sequentially activated to determine the temperature profile ( 302 ) during desorption along the flow path ( 110 ) physically; the control device ( 70 ) controls or regulates at least one thermal energy source ( 120 ) and a plurality of along the flow path ( 110 ) arranged thermal blocking elements ( 600 ) between the energy source ( 120 ) and the sample, each of the thermal blocking elements ( 600 ) for blocking the application of thermal energy of the at least one thermal energy source ( 120 ) is configured to the sample, and wherein the control device ( 70 ) is configured, the individual thermal blocking elements ( 600 ), individually or in groups, successively from the thermal path between the thermal energy source ( 120 ) or to remove the sample or to deactivate or deactivate its blocking effect in order thereby to determine the temperature profile ( 302 ) during desorption along the flow path ( 110 ) physically; the control device ( 70 ) controls or regulates at least one energy source ( 120 ) from the group consisting of an electric heating source, in particular an ohmic heating source, and an electromagnetic radiation source, in particular an infrared radiation source or a microwave radiation source; the control device ( 70 ) is configured to block the mobile phase upstream of the adsorption medium ( 300 ) the temperature profile ( 302 ) and the temperature profile ( 302 ) mobile phase then the adsorption medium ( 300 ); the control device ( 70 ) is configured to block the mobile phase upstream of the adsorption medium ( 300 ) the temperature profile ( 302 ) and the temperature profile ( 302 ) mobile phase then the adsorption medium ( 300 ), the control device ( 70 ) is configured to sequence the mobile phase as a sequence of successive liquid packets from different containers ( 74 . 76 ) of the same solvent of different temperatures (T ₁ , T ₂ ), so that at the boundary of successive liquid packets a temperature gradient, in particular a temperature level, of the temperature profile ( 302 ) is formed; the adsorption medium ( 300 ) has beads ( 322 ) having a size in a range of 1 m to 50 m, in particular pores having a size in the range of 0.01 m to 0.5 m; the adsorption medium ( 300 ) is configured to retain fractions of the sample and allow other fractions of the sample and the mobile phase to separate the adsorption medium ( 300 ) to happen; the concentration device ( 100 ) has a liquid chromatography column ( 30 ), a trap column, a capillary column, a micro- or nanofluidic channel and / or a liquid chromatography chip ( 30 ) on.

Sample Separator ( 10 ) for separating fractions of a sample in a mobile phase, wherein the sample separation device ( 10 ) comprises: a fluid drive ( 20 ), in particular a pumping system configured to drive the mobile phase through the sample separation device ( 10 ); one a trap column ( 30 ) having concentration device ( 100 ) according to one of claims 1 to 11, for concentrating the sample into the concentrated volume region of the liquid drive ( 20 ) is supplied with the liquid mobile phase entrained sample; a downstream of the concentration device ( 100 ) arranged liquid chromatographic analysis column ( 32 ) for separating the different fractions of the concentrated sample by liquid chromatography.

Sample Separator ( 10 ) according to claim 12, comprising at least one of the following features: the sample separation device ( 10 ) is configured to analyze at least one physical, chemical and / or biological parameter of at least a fraction of the sample; the sample separator ( 10 ) comprises at least one of the group consisting of a detector device, a chemical, biological and / or pharmaceutical analysis device, a liquid chromatography device and an HPLC device; the fluid drive ( 20 ) is configured to drive the sample at a high pressure; the fluid drive ( 20 ) is configured to drive the sample 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 injector ( 40 ) for injecting the sample into the mobile phase between fluid drive ( 20 ) and concentration device ( 100 ) on; the sample separator ( 10 ) has a detector ( 50 ) for detecting the separated fractions; the sample separator ( 10 ) has a sample fractionator ( 60 ) to fractionate the separated fractions.

A method for concentrating a sample entrained with a liquid mobile phase, the method comprising: adsorbing at least a portion of the along a flow path (US Pat. 110 ) transported sample by means of an adsorption medium ( 300 ), along the river path ( 110 ) is arranged; local tempering of a variable space segment ( 270 ) along the river path ( 110 ) portion of the sample by generating a temperature profile ( 302 ) in the mobile phase and / or in the adsorption medium ( 300 ) such that by means of tempering a desorption of the part of the sample from the adsorption medium ( 300 ) is promoted; spatial entrainment of the temperature profile ( 302 ) to desorb along the river path ( 110 ) such that the desorption of the part of the sample from the adsorption medium ( 300 ) is conveyed into a concentrated volume region of the liquid mobile phase.