DE102013212540A1

DE102013212540A1 - Conditioning a subsequent sample packet in a sample separation stage while processing a previous sample package in a sample processing stage

Info

Publication number: DE102013212540A1
Application number: DE201310212540
Authority: DE
Inventors: Herbert Anderer; Klaus Witt; Konstantin Choikhet
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 2013-06-27
Filing date: 2013-06-27
Publication date: 2014-12-31

Abstract

Probentrennvorrichtung (100) zum Trennen einer fluidischen Probe aus aufeinanderfolgenden Probenabschnitten (104a–104d) in Fraktionen (102) und zum nachfolgenden Trennen der Fraktionen (102) in Teilfraktionen (106), wobei die Probentrennvorrichtung (100) eine erste Trennstufe (112) zum Trennen der fluidischen Probe in die Fraktionen (102) in den aufeinanderfolgenden Probenabschnitten (104a–104d), eine zweite Trennstufe (114) zum Trennen der Fraktionen (102) in den einzelnen Probenabschnitten (104a–104d) in die Teilfraktionen (106), wobei die zweite Trennstufe (114) eine begrenzte Probenverarbeitungskapazität hat, einen Fluidschalter (108, 110), der zum selektiven fluidischen Koppeln oder Entkoppeln der ersten Trennstufe (112) und der zweiten Trennstufe (114) ausgebildet ist, und eine Steuereinrichtung (116) zum Steuern des Fluidschalters (108, 110) unter Berücksichtigung der begrenzten Probenverarbeitungskapazität aufweist.Sample separation device (100) for separating a fluidic sample from successive sample sections (104a-104d) into fractions (102) and for subsequently separating the fractions (102) into partial fractions (106), the sample separation device (100) having a first separation stage (112) for Separating the fluidic sample into the fractions (102) in the successive sample sections (104a-104d), a second separation stage (114) for separating the fractions (102) in the individual sample sections (104a-104d) into the partial fractions (106), whereby the second separation stage (114) has a limited sample processing capacity, a fluid switch (108, 110), which is designed for the selective fluidic coupling or decoupling of the first separation stage (112) and the second separation stage (114), and a control device (116) for controlling of the fluid switch (108, 110) taking into account the limited sample processing capacity.

Description

TECHNISCHER HINTERGRUNDTECHNICAL BACKGROUND

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Probentrennvorrichtung und ein Verfahren zum Trennen einer fluidischen Probe in Fraktionen bzw. in aufeinanderfolgende Probenabschnitte in einer ersten Trennstufe und zum nachfolgenden Prozessieren der Probenabschnitte, insbesondere Trennen der einzelnen Probenabschnitte in Teilfraktionen, in einer Prozessiereinrichtung, insbesondere in einer zweiten Trennstufe. The present invention relates to a sample separation device and a method for separating a fluidic sample into fractions or into successive sample sections in a first separation step and for subsequently processing the sample sections, in particular separating the individual sample sections into partial fractions, in a processing device, in particular in a second separation step.

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.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.

Bei einer eindimensionalen Chromatographie kann es vorkommen, dass von den zu trennenden Substanzen zwei oder mehrere verschiedene gleich oder annähernd gleich schnell vorankommen und somit an derselben oder an annähernd derselben Stelle in einem Chromatogramm zu finden sind. Zu ihrer weiteren Auftrennung kann zweidimensionale Chromatographie eingesetzt werden, bei der in einem zweiten Arbeitsgang eventuell andere Trennbedingungen wie andere stationäre Phase und/oder eine andere mobile Phase zur erneuten Chromatographie von Fraktionen aus der ersten Trennung verwendet werden, so dass sich die nach dem ersten Arbeitsgang schwer unterscheidbaren Substanzen ebenfalls voneinander trennen lassen. In the case of one-dimensional chromatography, it is possible for two or more different substances to be separated from the substances to be separated, moving at the same or approximately the same rate, and thus being found at the same or at approximately the same point in a chromatogram. For their further separation, two-dimensional chromatography can be used, in which, in a second operation, other separation conditions such as other stationary phase and / or another mobile phase for re-chromatography of fractions from the first separation can be used, so that after the first operation also distinguish difficult to distinguish substances from each other.

In der zweidimensionalen Flüssigkeitschromatographie kann ein Lauf in einer zweiten Dimension (entsprechend einer zweiten Trennstufe) gestartet werden, nachdem eine Fraktion der zu trennenden fluidischen Probe in der ersten Dimension (entsprechend einer ersten Trennstufe) detektiert oder im Ansatz erkannt worden ist. Falls eine andere Fraktion der zu trennenden fluidischen Probe in der ersten Trennstufe detektiert wird, während eine vorangehende Fraktion in der zweiten Trennstufe noch analysiert wird, kann diese weitere Fraktion zwischengespeichert werden. Ein herkömmlicher Ansatz besteht im Zwischenspeichern des Volumens der Fraktion in einem von mehreren Flüssigkeitsbehältern wie zum Beispiel Kapillaren zwischen Fluidanschlüssen eines fluidischen Ventils, wobei das zum Beispiel einer weiteren Fraktion zugehörige Probenvolumen mittels Schaltens des Flusspfads in eine andere Ventilposition in eine solche Kapillare zur Zwischenspeicherung geführt wird. Typischerweise werden zwei mit dem fluidischen Ventil verbundene Kapillaren zur Zwischenspeicherung verwendet, um ein Zwischenspeichern ununterbrochen, d.h. ohne Verlust der kontinuierlich geförderten Probenflüssigkeit, zu ermöglichen. Sobald die Analyse in der zweiten Dimension erfolgt ist, wird die Kapillare mit dem nächsten zwischengespeicherten Probenabschnitt(zum Beispiel mit einer nächsten Fraktion) in den Flusspfad der zweiten Dimension eingebracht, und eine neue Trennung in der zweiten Dimension gestartet. In two-dimensional liquid chromatography, a run in a second dimension (corresponding to a second separation step) can be started after a fraction of the fluidic sample to be separated has been detected in the first dimension (corresponding to a first separation step) or recognized in the approach. If another fraction of the fluidic sample to be separated is detected in the first separation stage, while a preceding fraction in the second separation stage is still being analyzed, this further fraction can be temporarily stored. A conventional approach is to buffer the volume of the fraction in one of several liquid containers, such as capillaries between fluid ports of a fluidic valve, passing the sample volume associated, for example, to another fraction by switching the flow path to another valve position in such a capillary for caching , Typically, two capillaries associated with the fluidic valve are used for caching to maintain caching uninterrupted, i. without loss of continuously pumped sample liquid to allow. Once the analysis has been made in the second dimension, the capillary with the next cached sample portion (eg, with a next fraction) is introduced into the second dimension flow path, and a new separation in the second dimension is started.

Weiterer Stand der Technik zu derartigen Flüssigchromatografiesystemen ist zum Beispiel aus US 6,858,435 , WO 03/087756 , GB 2,410,703 , US 7,189,370 oder US 2009/205409 bekannt. Weiterer Stand der Technik ist aus M. Davis, T. Lee, J Am Soc Mass Spectrom 1997, 8, Seiten 1059–1069 „Variable flow liquid chromatography-tandem mass spectrometry and the comprehensive analysis of complex protein digest mixtures“ bekannt.Further state of the art for such liquid chromatography systems is for example US 6,858,435 . WO 03/087756 . GB 2,410,703 . US 7,189,370 or US 2009/205409 known. Further prior art is out Davis, T. Lee, J Am Soc Mass Spectrom 1997, 8, pp. 1059-1069 "Variable Flow Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry and Comprehensive Analysis of Complex Protein Digestion Mixtures" known.

OFFENBARUNGEPIPHANY

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Probentrennen mit nachfolgender Nachbehandlung einer getrennten Probe mit geringem apparativen Aufwand 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 a sample separation with subsequent treatment of a separate sample with little equipment. 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 Probentrennvorrichtung zum Trennen einer fluidischen Probe in Fraktionen (insbesondere entsprechend Gruppen von Peaks in einem der fluidischen Probe zugeordneten Messsignal) in aufeinanderfolgenden Probenabschnitten (insbesondere aufeinanderfolgende Probenteilvolumina) und zum nachfolgenden Trennen einzelner Fraktionen in den Probenabschnitten in Teilfraktionen (insbesondere entsprechend Untergruppen zu den Gruppen von Peaks in einem der fluidischen Probe zugeordneten Messsignal), wobei die Probentrennvorrichtung eine erste Trennstufe zum Trennen der fluidischen Probe in die Fraktionen bzw. in die aufeinanderfolgenden Probenabschnitte, eine insbesondere stromabwärts (bezogen auf eine Flussrichtung der fluidischen Probe) der ersten Trennstufe angeordnete zweite Trennstufe zum Trennen der einzelnen Fraktionen der Probenabschnitte in die Teilfraktionen, wobei die zweite Trennstufe eine begrenzte (insbesondere vorgegebene, zum Beispiel vorbekannte, insbesondere durch einen Aufbau der zweiten Trennstufe und/oder Eigenschaften der fluidischen Probe und/oder ein Probentrennprotokoll in der zweiten Trennstufe definierte) Probenverarbeitungskapazität hat (welche insbesondere als Schnelligkeit der Probenanalyse in dieser Trennstufe verstanden werden kann), einen Fluidschalter, der zum selektiven fluidischen Koppeln (wobei als koppelnder Zustand insbesondere ein Zustand verstanden werden soll, in dem der Fluss aus der ersten Dimension oder Trennstufe in die Teile des Fluidpfades der zweiten Dimension oder Trennstufe gelangt) oder Entkoppeln (wobei als entkoppelnder Zustand insbesondere ein Zustand verstanden werden soll, in dem der Fluss aus der ersten Dimension oder Trennstufe nicht in die Teile des Fluidpfades der zweiten Dimension oder Trennstufe gelangen kann) der ersten Trennstufe und/oder der zweiten Trennstufe ausgebildet ist, und eine Steuereinrichtung (zum Beispiel einen Prozessor, der ein vorgegebenes oder adaptives Steuerprotokoll ausführen kann; dabei kann die Steuereinrichtung sowohl als separate Komponente, zum Beispiel als Computer, tragbares Kontrollmodul oder separates Steuergerät, als auch als ein implizites und nicht trennbares Teil eines der Systemmodule der Probentrennvorrichtung, wie z.B. einer Pumpe des ersten Trennpfads und/oder des zweiten Trennpfads, eines Autosamplers bzw. Injektors, eines Detektors des ersten Trennpfads und/oder des zweiten Trennpfads oder sogar als eine Funktionalität der internen Programme, sogenannter Firmware eines der Systemmodule der Probentrennvorrichtung ausgeführt werden) zum Steuern des Fluidschalters derart aufweist, dass in einem Betriebszustand des Fluidschalters nach zumindest einem Teil des Trennens der fluidischen Probe in der ersten Trennstufe (zum Beispiel jeweils nach Abtrennen einer Fraktion aus der Trennung der ersten Trennstufe in einen zugehörigen Probenabschnitt) ein jeweiliger der Probenabschnitte in die zweite Trennstufe überführbar ist, um diesen Probenabschnitt in seine Teilfraktionen zu trennen, und in einem anderen Betriebszustand des Fluidschalters nach dem Überführen dieses Probenabschnitts während des Trennens dieses überführten Probenabschnitts in seine Teilfraktionen in der zweiten Trennstufe ein diesem Probenabschnitt nachfolgender Probenabschnitt in der ersten Trennstufe (insbesondere stromaufwärts des Fluidschalters) derart behandelbar ist (zum Beispiel dessen Weitertransport durch den Fluidschalter verzögert bzw. vorübergehend verunmöglicht wird), dass eine Betriebsweise der Probentrennvorrichtung (insbesondere eine Art des Handhabens des nachfolgenden Probenabschnitts, eine Überführungsart dieses Probenabschnitts oder ein Prozessablauf) vor dem Überführen in die zweite Trennstufe dadurch auf die begrenzte Probenverarbeitungskapazität der zweiten Trennstufe angepasst wird (so dass insbesondere die Behandlung beendet wird, wenn die zweite Trennstufe aufgrund ihrer Probenverarbeitungskapazität wieder in der Lage ist, den nachfolgenden Probenabschnitt in die Teilfraktionen zu trennen).According to an exemplary embodiment of the present invention, a sample separation device for separating a fluidic sample into fractions (in particular corresponding to groups of peaks in a measurement signal associated with the fluidic sample) in successive sample sections (in particular successive sample sub-volumes) and for subsequently separating individual fractions in the sample sections into sub-fractions (In particular according to subgroups to the groups of peaks in a fluidic sample associated measurement signal), wherein the sample separation device, a first separation stage for separating the fluidic sample in the fractions or in the successive sample sections, in particular downstream (with respect to a flow direction of the fluidic sample ) of the first separation stage arranged second separation stage for separating the individual fractions of the sample sections in the sub-fractions, wherein the second separation stage a limited (esp Other predetermined, for example, previously known, in particular by a structure of the second separation stage and / or properties of fluid sample and / or a sample separation protocol defined in the second separation stage) (which can be understood in particular as rapidity of the sample analysis in this separation stage), a fluid switch, which is to be understood as a coupling state in particular a state, in which the flow from the first dimension or separation stage passes into the parts of the fluid path of the second dimension or separation stage) or decoupling (in particular a condition is to be understood as the decoupling state, in which the flow from the first dimension or separation stage is not in the parts the second stage fluid separation path or separation stage), and a control device (for example, a processor capable of executing a predetermined or adaptive control protocol), the control device being able to function both as a separate component a computer, portable control module or separate control device, as well as an implicit and non-separable part of one of the system modules of the sample separation device, such as a pump of the first separation path and / or the second separation path, an autosampler, a detector of the first separation path and / or the second separation path, or even as a functionality of the internal programs, so-called firmware of one of the system modules of the sample separation device) for controlling the fluid switch such that in an operating state of the fluid switch after at least a part of the separation of the fluidic sample in the first separation stage (for example, in each case after separating a fraction from the separation of the first separation stage into an associated sample section), a respective one of the sample sections can be transferred to the second separation step in order to separate this sample section into its partial fractions, and in another Be Operating state of the fluid switch after transferring this sample section during the separation of this transferred sample section into its sub-fractions in the second separation stage a sample section following this sample section in the first separation stage (in particular upstream of the fluid switch) is treatable (for example, its further transport through the fluid switch delayed or is temporarily made impossible) that an operation of the sample separation device (in particular a way of handling the subsequent sample section, a method of transferring this sample section or a process flow) before being transferred to the second separation stage is thereby adapted to the limited sample processing capacity of the second separation stage (so that in particular Treatment is terminated when the second separation stage is again able due to their sample processing capacity, t the subsequent sample section in the sub-fractions t run).

Gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Trennen einer fluidischen Probe aus aufeinanderfolgenden Probenabschnitten in Fraktionen in einer ersten Trennstufe und zum nachfolgenden Trennen der Fraktionen der einzelnen Probenabschnitte in Teilfraktionen in einer zweiten Trennstufe, die eine begrenzte Probenverarbeitungskapazität hat, geschaffen, wobei bei dem Verfahren die fluidische Probe in die Fraktionen in den aufeinanderfolgenden Probenabschnitten in der ersten Trennstufe getrennt wird, ein Fluidschalter in einem die Trennstufen fluidisch koppelnden Betriebszustand nach zumindest einem Teil des Trennens der fluidischen Probe in der ersten Trennstufe zum Überführen eines jeweiligen der Probenabschnitte in die zweite Trennstufe betrieben wird, der Fluidschalter in einem die Trennstufen fluidisch entkoppelnden Betriebszustand nach dem Überführen dieses Probenabschnitts in die zweite Trennstufe betrieben wird, der überführte Probenabschnitt in Teilfraktionen in der zweiten Trennstufe getrennt wird, und während des Trennens dieses überführten Probenabschnitts in die Teilfraktionen in der zweiten Trennstufe ein diesem Probenabschnitt nachfolgender Probenabschnitt in der ersten Trennstufe derart behandelt wird, dass das Trennverfahren vor dem Überführen des nachfolgenden Probenabschnitts in die zweite Trennstufe auf die begrenzte Probenverarbeitungskapazität der zweiten Trennstufe angepasst wird. According to another exemplary embodiment of the present invention, a method for separating a fluidic sample from successive sample sections into fractions in a first separation step and subsequently separating the fractions of the individual sample sections into sub-fractions in a second separation step having a limited sample processing capacity is provided wherein the method separates the fluidic sample into the fractions in the successive sample portions in the first separation stage, a fluid switch in an operating state fluidly coupling the separation stages after at least a portion of separating the fluidic sample in the first separation stage to transfer a respective one of the sample portions into the first separation stage second separation stage is operated, the fluid switch is operated in a fluidically decoupling the separation stages operating state after transferring this sample section in the second separation stage, the üb during the separation of this transferring sample section into the partial fractions in the second separation stage, a sample section following this sample section is treated in the first separation stage such that the separation method before transferring the subsequent sample section into the second Separation stage is adapted to the limited sample processing capacity of the second separation stage.

Gemäß noch einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel ist eine Probentrennvorrichtung zum Trennen einer fluidischen Probe aus aufeinanderfolgenden Probenabschnitten in Fraktionen und zum nachfolgenden Prozessieren der Fraktionen bereitgestellt, wobei die Probentrennvorrichtung eine Trennstufe zum Trennen der fluidischen Probe in die Fraktionen in den aufeinanderfolgenden Probenabschnitten, eine Prozessiereinrichtung zum Prozessieren der Fraktionen in den einzelnen Probenabschnitten, einen Fluidschalter, der zum selektiven fluidischen Koppeln oder Entkoppeln der Trennstufe und der Prozessiereinrichtung ausgebildet ist, und eine Steuereinrichtung zum Steuern des Fluidschalters derart aufweist, dass in einem die Trennstufe und der Prozessiereinrichtung fluidisch koppelnden Betriebszustand des Fluidschalters nach zumindest einem Teil des Trennens der fluidischen Probe in Fraktionen in der Trennstufe ein jeweiliger der Probenabschnitte in die Prozessiereinrichtung überführbar ist, um diesen Probenabschnitt zu prozessieren, und in einem die Trennstufe und der Prozessiereinrichtung fluidisch entkoppelnden Betriebszustand des Fluidschalters nach dem Überführen dieses Probenabschnitts in die Prozessiereinrichtung die Trennstufe von der Prozessiereinrichtung fluidisch entkoppelt ist und während des Prozessierens dieses überführten Probenabschnitts in der Prozessiereinrichtung ein diesem Probenabschnitt nachfolgender Probenabschnitt in der Trennstufe derart behandelbar ist, dass eine Betriebsweise der Probentrennvorrichtung vor dem Überführen des nachfolgenden Probenabschnitts in die Prozessiereinrichtung auf eine begrenzte Probenverarbeitungskapazität der Prozessiereinrichtung angepasst wird. Ferner wird ein entsprechendes Verfahren zum Trennen einer fluidischen Probe aus aufeinanderfolgenden Probenabschnitten in Fraktionen und zum nachfolgenden Prozessieren der Fraktionen offenbart.According to yet another exemplary embodiment, a sample separation device is provided for separating a fluidic sample from successive sample sections into fractions and subsequently processing the fractions, the sample separation device comprising a separation stage for separating the fluidic sample into the fractions in the successive sample sections, processing means for processing the Fractions in the individual sample sections, a fluid switch, which is designed for selective fluidic coupling or decoupling of the separation stage and the processing device, and a control device for controlling the fluid switch such that in a separation stage and the processing fluidly coupling operating state of the fluid switch to at least one Part of the separation of the fluidic sample in fractions in the separation stage, a respective one of the sample sections can be transferred into the processing device in order to process this sample section, and in an operating state of the fluidic switch fluidically decoupling the separation step and the processing device after transferring this sample section into the processing device, the separation step is fluidically decoupled from the processing device and during the processing of this transferred sample section in the processing device a subsequent this sample section Sample section in the separation stage is treatable such that an operation of the sample separation device is adapted to a limited sample processing capacity of the processing device before transferring the subsequent sample section in the processing device. Furthermore, a corresponding method for separating a fluidic sample from successive sample sections into fractions and for subsequently processing the fractions is disclosed.

Im Rahmen dieser Beschreibung wird unter dem Begriff „fluidische Probe“ insbesondere eine flüssige und/oder gasförmige Probe, optional mit Festkörperbestandteilen, verstanden. In the context of this description, the term "fluidic sample" is understood in particular to mean a liquid and / or gaseous sample, optionally with solid constituents.

Im Rahmen dieser Beschreibung wird unter dem Begriff „Fraktionen“ insbesondere verstanden, dass die fluidische Probe in einzelne Gruppen von Partikeln aufgetrennt wird, wobei jede einzelne und zusammengehörige Partikelgruppe als Fraktion bezeichnet werden kann. Die Unterteilung der fluidischen Probe in die Fraktionen kann in der ersten Trennstufe basierend auf einem ersten Trennkriterium erfolgen. Zum Beispiel können Probenpartikel einer gemeinsamen Fraktion hinsichtlich einer physikalischen und/oder chemischen Eigenschaft ähnlich oder identisch sein. Eine solche Eigenschaft kann die Masse, das Volumen, ein Masse-Ladung-Verhältnis, eine elektrische Ladung, etc. sein. In the context of this description, the term "fractions" is understood in particular to mean that the fluidic sample is separated into individual groups of particles, it being possible for each individual and associated particle group to be designated as a fraction. The subdivision of the fluidic sample into the fractions can be carried out in the first separation stage based on a first separation criterion. For example, sample particles of a common fraction may be similar or identical in physical and / or chemical property. Such a property may be mass, volume, mass-to-charge ratio, electrical charge, etc.

Im Rahmen dieser Beschreibung werden unter dem Begriff „Teilfraktionen“ insbesondere Untergruppen von Probenpartikeln einer gemeinsamen Fraktion verstanden. Mit anderen Worten kann die fluidische Probe in der ersten Trennstufe zunächst in die Fraktionen aufgeteilt werden, und dann in einer zweiten Trennstufe jede Fraktion in mehrere Teilfraktionen unterteilt werden. Die Unterteilung einer jeweiligen Fraktion in Teilfraktionen kann in der zweiten Trennstufe basierend auf einem zweiten Trennkriterium erfolgen, das zum Beispiel von dem ersten Trennkriterium unterschiedlich sein kann. Zum Beispiel können Probenpartikel einer gemeinsamen Teilfraktion hinsichtlich einer physikalischen und/oder chemischen Eigenschaft ähnlich oder identisch sein. Eine solche Eigenschaft kann die Masse, das Volumen, ein Masse-Ladung-Verhältnis, eine elektrische Ladung, etc. sein. In the context of this description, the term "partial fractions" is understood in particular to mean subgroups of sample particles of a common fraction. In other words, in the first separation stage, the fluidic sample can first be divided into the fractions, and then in a second separation stage, each fraction can be subdivided into a plurality of fractional fractions. The subdivision of a respective fraction into fractional fractions may be carried out in the second separation stage based on a second separation criterion, which may be different, for example, from the first separation criterion. For example, sample particles of a common fraction may be similar or identical in physical and / or chemical property. Such a property may be mass, volume, mass-to-charge ratio, electrical charge, etc.

Im Rahmen dieser Beschreibung wird unter dem Begriff „Probenabschnitt“ insbesondere ein räumlich zusammenhängender Abschnitt eines Gesamtvolumens der fluidischen Probe verstanden. Zum Beispiel kann die zu trennende fluidische Probe entlang einer Fluidleitung (wie zum Beispiel einer Kapillare) fließen und dabei in eine Abfolge aufeinanderfolgender Probenabschnitte aufgetrennt werden. Die einzelnen Probenabschnitte werden dann abschnittsweise oder paketweise durch den Fluidschalter in die zweite Trennstufe überführt, so dass zu jedem Zeitpunkt zum Beispiel jeweils nur ein einziger der Probenabschnitte in der zweiten Trennstufe zur zweiten Trennung befindlich ist, dagegen aber mehrere Probenabschnitte in der ersten Trennstufe befindlich sein können und dort aufgetrennt werden können bzw. auf die Weiterverarbeitung in der zweiten Trennstufe warten. In the context of this description, the term "sample section" is understood in particular to mean a spatially connected section of a total volume of the fluidic sample. For example, the fluidic sample to be separated may flow along a fluid conduit (such as a capillary) and thereby be separated into a succession of successive sample sections. The individual sample sections are then transferred in sections or in packets through the fluid switch into the second separation stage, so that at any time, for example, only one of the sample sections in the second separation stage is located for the second separation, but on the other hand, be located several sample sections in the first separation stage can and can be separated there or wait for further processing in the second separation stage.

Im Rahmen dieser Beschreibung wird unter dem Begriff „Probenverarbeitungskapazität“ insbesondere eine maximale Probenmenge, ein maximales Probenvolumen oder eine maximale Probenmasse verstanden, das bzw. die zwischen zwei Schaltzyklen des Fluidschalters in der zweiten Trennstufe verarbeitet werden kann. Eine vorgegebene Probenverarbeitungskapazität der zweiten Trennstufe kann eine Begrenzung der Kapazität der zu verarbeitenden Probe dahingehend umfassen, dass eine Trennung eines nachfolgenden Probenabschnitts (zum Beispiel mit einem Teil einer Fraktion, mit einer gesamten nachfolgenden Fraktion oder mit mehreren Fraktionen von Probenpartikeln) in deren Teilfraktionen erst dann ermöglicht wird, wenn der vorangehende Probenabschnitt (zum Beispiel mit einem Teil einer Fraktion, mit einer gesamten vorangehenden Fraktion oder mit mehreren Fraktionen von Probenpartikeln) in der zweiten Trennstufe in deren Teilfraktionen aufgetrennt worden ist bzw. bereits analysiert worden ist. Eine begrenzte Probenverarbeitungskapazität der zweiten Trennstufe führt dazu, dass das Nachliefern von einem neuen Probenabschnitt aus der ersten Trennstufe zur Verarbeitung in der zweiten Trennstufe unter der Prämisse steht, dass (bzw. nur möglich ist, wenn) der vorangehende Probenabschnitt in der zweiten Trennstufe bereits vollständig oder in ausreichendem Maße verarbeitet worden ist. Insbesondere wenn die Probenverarbeitungskapazität der ersten Trennstufe größer als die Probenverarbeitungskapazität der zweiten Trennstufe ist, kann gemäß einen exemplarischen Ausführungsbeispiel eine Steuermaßnahme vorgenommen werden, welche eine Anpassung des Trennzyklus an die begrenzte Probenverarbeitungskapazität der zweiten Trennstufe vornimmt. Es ist allerdings nicht immer erwünscht, die maximale Probenmenge in die zweite Dimension zu laden, durchaus kann eine Trennung von einem erwünscht kleinen Probenabschnitt vorteilhaft oder notwendig sein. In the context of this description, the term "sample processing capacity" is understood in particular to mean a maximum sample quantity, a maximum sample volume or a maximum sample mass which can be processed between two switching cycles of the fluid switch in the second separation stage. A predetermined sample processing capacity of the second separation stage may include a limitation of the capacity of the sample to be processed such that a separation of a subsequent sample section (for example with a part of a fraction, with an entire subsequent fraction or with multiple fractions of sample particles) in their fractional fractions only then is made possible when the preceding sample section (for example with a part of a fraction, with a whole preceding fraction or with several fractions of sample particles) has been separated in the second separation stage in its partial fractions or has already been analyzed. A limited sample processing capacity of the second separation stage results in the subsequent delivery of a new sample portion from the first separation stage for processing in the second separation stage on the premise that (or only if possible) the preceding sample portion in the second separation stage is already complete or has been sufficiently processed. In particular, if the sample processing capacity of the first separation stage is greater than the sample processing capacity of the second separation stage, according to an exemplary embodiment, a control action may be taken which adapts the separation cycle to the limited sample processing capacity of the second separation stage. However, it is not always desirable to load the maximum amount of sample into the second dimension, but separation from a desirably small portion of the sample may be advantageous or necessary.

Im Rahmen dieser Beschreibung wird unter dem Begriff „Anpassen einer Betriebsweise der Probentrennvorrichtung oder des Trennverfahrens bzw. der Probenverarbeitungskapazität“ insbesondere verstanden, dass ein zur nachfolgenden Verarbeitung in der zweiten Trennstufe anstehender und noch in der ersten Trennstufe befindlicher Probenabschnitt derart behandelt wird, dass er nach dem Einführen in die zweite Trennstufe dort in Einklang mit der beschränkten Probenverarbeitungskapazität der zweiten Trennstufe verarbeitbar ist. Eine Probenverarbeitungskapazität der zweiten Trennstufe kann kleiner (oder auch größer) als eine Probenverarbeitungskapazität der ersten Trennstufe sein, so dass gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel zum Beispiel ein unterschiedlicher Geometriefaktor (zum Beispiel betreffend ein jeweils zu verarbeitendes Volumen von Proben-Lösungsmittel-Gemisch) zwischen zweiter Trennstufe und erster Trennstufe angepasst werden kann. Das Kapazitätsproblem kann zum Beispiel dadurch entstehen, dass das Gesamtflüssigkeitsvolumen nach der ersten Dimension viel größer ist als das ursprüngliche Probenvolumen, das auf die erste Trennsäule aufgegeben wurde, da zum ursprünglichen Probenvolumen noch das Volumen der mobilen Phase dazukommt, das in die erste Dimension gepumpt wurde, und dieses kann ein Vielfaches des Probenvolumens sein. Dann kann die zweite Dimension ein Vielfaches an Fluidvolumen als Probe zu verarbeiten haben, und die resultierenden Kapazitätsprobleme können gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kompensiert werden. Das Behandeln eines nachgeordneten Probenabschnitts vor dessen Überführen in die zweite Trennstufe kann ein vorübergehendes Stoppen oder Verzögern des damit verbundenen Flusses beinhalten oder kann eine Volumenverkleinerung des Probenabschnitts der Gestalt beinhalten, dass dessen verkleinertes Volumen mit der Probenverarbeitungskapazität der zweiten Trennstufe kompatibel ist. In diesem Zusammenhang kann das Überführen zum Beispiel direkt erfolgen oder Zwischenstufen beinhalten (wie zum Beispiel Zwischenspeichern, an einer Trap-Säule adsorbieren, etc.).In the context of this description, the term "adjusting an operating mode of the sample separation device or the separation process or the sample processing capacity" means, in particular, that a sample section present for subsequent processing in the second separation step and still located in the first separation step is treated in such a way that it is after the introduction into the second separation stage there in accordance with the limited sample processing capacity of second separation stage is processable. A sample processing capacity of the second separation stage may be smaller (or greater) than a sample processing capacity of the first separation stage, so that according to an exemplary embodiment, for example, a different geometry factor (for example, regarding a respective volume of sample-solvent mixture to be processed) between second separation stage and first separation stage can be adjusted. The capacity problem may arise, for example, in that the total volume of liquid after the first dimension is much larger than the original sample volume applied to the first separation column since the volume of the mobile phase pumped into the first dimension adds to the original sample volume , and this can be a multiple of the sample volume. Then, the second dimension may have to process a multiple of fluid volume as a sample, and the resulting capacity problems may be compensated according to an exemplary embodiment. Treating a downstream sample section prior to transferring it to the second separation stage may include temporarily stopping or delaying the flow associated therewith, or may include reducing the volume of the sample portion such that its reduced volume is compatible with the sample processing capacity of the second separation stage. In this context, the transfer may, for example, be direct or involve intermediates (such as caching, adsorbing to a trap column, etc.).

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann ein zweidimensionales Probentrennsystem derart betrieben werden, dass ohne das Erfordernis von Hardwarekomponenten (wie separaten Probenschleifen an einem Fluidschalter zum Zwischenspeichern von nachgeliefertem Probenvolumen zwischen den beiden Trennstufen) unterschiedliche Probenverarbeitungskapazitäten der Trennstufen dadurch aufeinander angepasst werden, dass ein nachzuliefernder Probenabschnitt in der ersten Trennstufe so vorbehandelt bzw. konditioniert (zum Beispiel dessen Weiterfluss vorübergehend gestoppt wird) wird, dass er in einer Weise der zweiten Trennstufe zugeführt wird, die mit deren begrenzten Probenverarbeitungskapazität in Einklang steht. According to one exemplary embodiment, a two-dimensional sample separation system may be operated such that different sample processing capacities of the separation stages are matched to each other without requiring hardware components (such as separate sample loops on a fluid switch to buffer replenished sample volume between the two separation stages) The first separation stage is pretreated (for example, its flow is temporarily stopped) so as to be supplied in a second separation stage in a manner consistent with its limited sample processing capacity.

Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel wird allgemeiner ein auf eine Trennstufe folgender Teil des Systems durch die Sperrung des Flusses nach der ersten Trennstufe (insbesondere nach einer zugeordneten Säule) selektiv entkoppelt. In dieser Ausgestaltung muss dieser flussabwärts folgende Teil nicht zwingend eine zweite Trennstufe sein, sondern kann eine beliebige Prozessiereinrichtung zum Weiterprozessieren der Probenabschnitte sein (zum Beispiel ein Spektrometer wie etwa ein NMR-Spektrometer, ein fraktionssammelndes Gerät (Fraktionssammler), ein Detektor und ein chemischer Reaktor, etc.). Bei einer solchen Kopplung einer Trennstufe mit einer Prozessiereinrichtung zum fluidischen Prozessieren einer fluidischen Probe kann unter bestimmten Bedingungen ein Stop-Flow ohne Veränderung des Trennergebnisses in der Trennstufe vorteilhaft sein. According to another embodiment, more generally, a part of the system following a separation step is selectively decoupled by blocking the flow after the first separation step (in particular, after an associated column). In this embodiment, this downstream portion need not necessarily be a second separation stage, but may be any processing means for further processing the sample sections (eg, a spectrometer such as an NMR spectrometer, a fraction collector (fraction collector), a detector, and a chemical reactor , Etc.). In such a coupling of a separation stage with a processing device for the fluidic processing of a fluidic sample, a stop-flow without changing the separation result in the separation stage may be advantageous under certain conditions.

Im Weiteren werden zusätzliche Ausgestaltungen der Probentrennvorrichtungen (mit zwei Trennstufen bzw. mit Trennstufe und Prozessionseinrichtung) und der Verfahren (mit zwei Trennstufen bzw. mit Trennstufe und Prozessionseinrichtung) beschrieben. In addition, additional embodiments of the sample separation devices (with two separation stages or with separation stage and processing device) and the method (with two separation stages or with separation stage and processing device) will be described.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung ausgebildet sein, die erste Trennstufe zum chromatographischen Trennen der fluidischen Probe mittels einer volumenbasierten Steuerung, insbesondere druckgesteuert mit variabler Flussrate, zu steuern. Beim chromatographischen Trennen wird eine fluidische Probe (zum Beispiel eine zu analysierende biologische Probe) in einem Lösungsmittel, der so genannten mobilen Phase, durch den Trennpfad transportiert. Bei einer traditionellen chromatographischen Trennung erfolgt eine zeitbasierte Steuerung des Trennvorgangs, bei der ein Lösungsmittelfluss (bzw. genauer gesagt die Lösungsmittelzusammensetzung, insbesondere ein Verhältnis von Wasser und einem organischen Lösungsmittel als Lösungsmittelkomponenten) zeitabhängig kontrolliert wird. Eine solche traditionelle Chromatographie setzt eine zeitlich äußerst konstante Flussrate der mobilen Phase samt Probe voraus, um eine präzise und artefaktfreie Durchführung des Trennvorgangs zu ermöglichen. Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel hingegen soll in der ersten Trennstufe Einfluss auf die darin befindlichen Probenabschnitte genommen werden können (zum Beispiel kann eine freie Steuerbarkeit der Zeitintervalle zwischen der Zuführung zweier aufeinanderfolgender Probenabschnitte an die nachgeschaltete Trennstufe ermöglicht sein), um Beförderungszeitpunkte und -volumina der Probenabschnitte auf die Probenverarbeitungskapazität der zweiten Trennstufe hin einstellen bzw. anpassen zu können. Dies ist zum Beispiel durch die Ermöglichung einer freien Flussvariierung in der ersten Dimension erreichbar. Eine solche frei einstellbare Flussrate wird im Wesentlichen durch eine volumenbasierte Steuerung des Chromatographietrennprozesses ermöglicht, da bei dieser die gesamte Prozesssteuerung und insbesondere die geförderte Lösungsmittelzusammensetzung nicht auf Zeit, sondern auf dem geförderten Volumen basiert. Bei einer volumenbasierten Steuerung, bei welcher der Fluss variabel sein kann, erscheinen Peaks in einem Chromatogramm zwar nicht zu bestimmten Zeiten, aber bei bestimmten geförderten Volumina. Die Bedürfnisse der Probenverarbeitungskapazitätseinstellung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel können durch eine volumenbasierte Steuerung somit wesentlich besser berücksichtigt werden als bei einer zeitbasierten Steuerung. Um einem Benutzer, der häufig mit zeitbasierten Chromatogrammen vertraut ist, einen Umgang mit einem vertrauten Chromatogramm zu ermöglichen, kann auch bei der volumenbasierten Steuerung das Chromatogramm von der Volumenachse auf die Zeitachse umgerechnet und dargestellt werden.According to one embodiment, the control device may be configured to control the first separation stage for the chromatographic separation of the fluidic sample by means of a volume-based control, in particular pressure-controlled with variable flow rate. In chromatographic separation, a fluidic sample (for example, a biological sample to be analyzed) is transported through the separation path in a solvent, the so-called mobile phase. In a traditional chromatographic separation, a time-based control of the separation process takes place in which a solvent flow (or more precisely, the solvent composition, in particular a ratio of water and an organic solvent as solvent components) is controlled in a time-dependent manner. Such a traditional chromatography requires an extremely constant flow rate of the mobile phase and sample in order to enable a precise and artifact-free performance of the separation process. In contrast, according to an exemplary embodiment, in the first separation stage, it should be possible to influence the sample sections located therein (for example, a free controllability of the time intervals between the delivery of two successive sample sections to the downstream separation step), to transport times and volumes of the sample sections to be able to adjust or adjust the sample processing capacity of the second separation stage. This can be achieved, for example, by allowing free flow variation in the first dimension. Such a freely adjustable flow rate is essentially made possible by a volume-based control of the chromatographic separation process, since the total process control and, in particular, the delivered solvent composition is not based on time but on the delivered volume. In a volume-based controller, where the flow can be variable, peaks in a chromatogram do not appear at specific times, but at certain volumes delivered. The needs of Sample processing capacity adjustment according to an exemplary embodiment can thus be considered much better by a volume-based control than with time-based control. In order to enable a user who is frequently familiar with time-based chromatograms to deal with a familiar chromatogram, the volume-based control can also convert and display the chromatogram from the volume axis to the time axis.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung ausgebildet sein, die erste Trennstufe zum chromatographischen Trennen der fluidischen Probe gemäß einem Gradienten-Modus zu steuern. Gemäß einem solchen Gradientenmodus werden nach dem Überbringen von Probenpartikeln an eine chromatografische Trennsäule die Probenpartikel durch Veränderung der Lösungsmittelzusammensetzung (zum Beispiel durch zeitliche Veränderung der Relativbeiträge von Wasser und Alkohol zu dem fließenden Lösungsmittel) fraktionsweise wieder von der Trennsäule abgelöst. Die Veränderung der Lösungsmittelzusammensetzung erfolgt bei einer volumenbasierten Steuerung in Abhängigkeit von dem transportierten Lösungsmittelvolumen, bei einer zeitbasierten Steuerung in Abhängigkeit von der Zeit. According to one embodiment, the control device may be configured to control the first separation stage for chromatographic separation of the fluidic sample according to a gradient mode. According to such a gradient mode, after the transfer of sample particles to a chromatographic separation column, the sample particles are fractionally detached from the separation column by changing the solvent composition (for example by temporally changing the relative contributions of water and alcohol to the flowing solvent). The change in the solvent composition occurs in a volume-based control as a function of the transported solvent volume, with a time-based control as a function of time.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung ausgebildet sein, zum Anpassen des nachfolgenden Probenabschnitts an die vorgegebene Probenverarbeitungskapazität der zweiten Trennstufe die Flussrate in der ersten Trennstufe vorübergehend zu reduzieren, insbesondere auf Null zu reduzieren (d.h. den Fluss von der ersten Trennstufe in die zweite Trennstufe zeitweise vollständig zu blockieren). Somit kann anschaulich die Trennung in der ersten Dimension verlangsamt (bei Reduktion des Flusses auf einen kleineren, von Null verschiedenen Wert) bzw. angehalten (bei Reduktion des Flusses auf Null) werden, solange die Verarbeitung eines unmittelbar zuvor in die zweite Trennstufe überführten Probenabschnitts andauert. Dadurch bleibt die volle Materie oder zumindest ein erheblicher Teil der Materie der fluidischen Probe für die Trennung in der zweiten Dimension nutzbar, wodurch die Nachweisgenauigkeit der Teilfraktionen erhöht werden kann. Eine Alternative für die Konfiguration des in der ersten Trennstufe befindlichen Probenvolumens zur Anpassung an die Probenverarbeitungskapazität der zweiten Trennstufe besteht darin, während des Verarbeitens eines vorangehenden Probenabschnitts in der zweiten Trennstufe einen Teil des nachfolgenden Probenmaterials der ersten Trennstufe gegen Waste abfließen zu lassen und somit der Trennung von Fraktionen in Teilfraktionen in der zweiten Trennstufe zu entziehen. According to one embodiment, the controller may be configured to temporarily reduce the flow rate in the first separation stage, in particular to reduce it to zero (ie, temporarily temporarily transfer the flow from the first separation stage to the second separation stage to adapt the subsequent sample section to the predetermined sample processing capacity of the second separation stage to block). Thus, clearly, the separation in the first dimension can be slowed down (when the flow is reduced to a smaller value other than zero) or stopped (when the flow is reduced to zero), as long as the processing of a sample section transferred immediately before to the second separation stage continues , As a result, the full matter, or at least a significant portion of the fluid sample matter, remains available for separation in the second dimension, thereby increasing the detection accuracy of the fraction fractions. An alternative to configuring the sample volume located in the first separation stage to accommodate the sample processing capacity of the second separation stage is to allow part of the subsequent sample material of the first separation stage to flow off waste during processing of a preceding sample portion in the second separation stage and thus separation of fractions in fractional fractions in the second separation stage.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung ausgebildet sein, die zweite Trennstufe zum chromatographischen Trennen der fluidischen Probe mittels einer volumenbasierten Steuerung, insbesondere druckgesteuert mit variabler Flussrate, oder mittels einer zeitbasierten Steuerung mit konstanter Flussrate zu steuern. Während bei der ersten Trennstufe, wie oben beschrieben, die volumenbasierte Steuerung in Hinblick auf die Anpassung der Probenverarbeitungskapazität der zweiten Trennstufe signifikante Vorteile hat, besteht hinsichtlich der zweiten Trennstufe eine große Flexibilität, so dass bedarfsweise eine volumenbasierte oder eine zeitbasierte Steuerung vorgenommen werden kann. Dies erhöht die Designfreiheit beim Ausgestalten des Probentrenngeräts. According to one embodiment, the control device may be configured to control the second separation stage for chromatographic separation of the fluidic sample by means of volume-based control, in particular pressure-controlled with variable flow rate, or by means of a time-based control with constant flow rate. While in the first separation stage, as described above, the volume-based control has significant advantages in terms of adjusting the sample processing capacity of the second separation stage, there is great flexibility with respect to the second separation stage, so that volume-based or time-based control may be required. This increases the freedom of design when designing the sample separation device.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung ausgebildet sein, die zweite Trennstufe zum chromatographischen Trennen der fluidischen Probe gemäß einem Gradienten-Modus oder mittels eines isokratischen Modus zu steuern. Bei einem Gradientenmodus erfolgt eine Veränderung der Lösungsmittelzusammensetzung abhängig von Volumen bzw. Zeit. Dagegen ist bei einem isokratischen Modus die Lösungsmittelzusammensetzung zeitlich konstant. In der zweiten Trennstufe besteht wiederum eine freie Gestaltungsmöglichkeit hinsichtlich der Auswahl des Trennmodus.According to one embodiment, the control device may be configured to control the second separation stage for chromatographic separation of the fluidic sample according to a gradient mode or by means of an isocratic mode. In a gradient mode, the solvent composition changes depending on volume or time. In contrast, in an isocratic mode, the solvent composition is constant over time. In the second separation stage in turn there is a free design option with regard to the selection of the separation mode.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung ausgebildet sein, das Trennen der fluidischen Probe in der ersten Trennstufe und das Trennen der fluidischen Probe in der zweiten Trennstufe voneinander unabhängig zu steuern. Allgemeiner ausgedrückt kann die Steuerung der zweiten Trennstufe vollkommen unabhängig von der Steuerung der ersten Trennstufe erfolgen und kann somit frei an die Bedürfnisse einer Applikation angepasst werden. Komponenten der ersten Trennstufe und/oder Komponenten der zweiten Trennstufe und/oder das Schaltventil können gemeinsam oder separat voneinander gesteuert werden. Es ist auch möglich, dass zum Beispiel die erste Trennstufe von einer Pumpensteuerung vollkommen frei ist. Stattdessen kann diese auch in einem floatenden Betriebszustand betrieben werden, bei dem keine aktive Pumpensteuerung durchgeführt wird, sondern sich der Fluss automatisch als Ergebnis der Steuerung anderer Komponenten des Probentrenngeräts ergibt. According to one embodiment, the control device may be configured to independently control the separation of the fluidic sample in the first separation stage and the separation of the fluidic sample in the second separation stage. More generally, the control of the second separation stage can be completely independent of the control of the first separation stage and can thus be adapted freely to the needs of an application. Components of the first separation stage and / or components of the second separation stage and / or the switching valve can be controlled jointly or separately from each other. It is also possible that, for example, the first separation stage is completely free of pump control. Instead, it may also be operated in a floating mode in which no active pump control is performed, but the flow automatically results as a result of the control of other components of the sample separator.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung ausgebildet sein, die Prozesse des fluidischen Koppelns von beiden Trennstufen miteinander und des fluidischen Entkoppelns der beiden Trennstufen voneinander alternierend zu wiederholen. Anders ausgedrückt kann portionsweise ein jeweils als nächster zu verarbeitender Probenabschnitt in die zweite Trennstufe eingeführt werden. Durch das mehrfache Wiederholen der Schaltzyklen des Schaltventils werden sukzessive die in einer Warteschleife befindlichen Probenabschnitte zunächst auf die Kapazität der zweiten Trennstufe angepasst und nachfolgend zur Trennung der Fraktionen in die Teilfraktionen in die zweite Trennstufe überführt, ohne dass es zu der Gefahr einer zeitweisen Überladung oder Überlastung in der zweiten Trennstufe kommt.According to one embodiment, the control device may be configured to repeat the processes of fluidic coupling of both separation stages with one another and the fluidic decoupling of the two separation stages from one another alternately. In other words, a portion of the sample to be processed next in each case can be introduced in portions into the second separation stage. By repeatedly repeating the switching cycles of the switching valve, the sample sections in a waiting loop are successively opened up adapted the capacity of the second separation stage and then transferred to the separation of the fractions in the fractional fractions in the second separation stage, without causing the risk of temporary overloading or overloading in the second separation stage.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der fluidische Schalter ein schaltbares Ventil aufweisen. Das Ventil kann selektiv geöffnet werden, um eine Fluidverbindung durch das Ventil hindurch zu ermöglichen. Das Ventil kann selektiv geschlossen werden, um eine Fluidverbindung durch das Ventil hindurch zu verunmöglichen.According to one embodiment, the fluidic switch may comprise a switchable valve. The valve may be selectively opened to allow fluid communication through the valve. The valve may be selectively closed to prevent fluid communication through the valve.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Ventil von Probenschleifen zwischen Fluidleitungsanschlüssen des Ventils frei sein. Derartige Probenschleifen werden herkömmlich zwischen unterschiedlichen Ports eines fluidischen Ventils angeschlossen, um als Puffervolumen oder Zwischenspeichervolumen zum vorübergehenden Aufnehmen von Probenabschnitten vor deren nachfolgendem Verarbeiten in der zweiten Trennstufe zu fungieren. Der mit solchen Probenschleifen verbundene apparative Aufwand kann erfindungsgemäß dadurch vermieden werden, dass schon stromaufwärts des Ventils die Konditionierung der Probenabschnitte auf die Kapazität der zweiten Trennstufe hin vorgenommen wird. Dies kann durch einfache steuerungstechnische Maßnahmen, wie die zeitliche Veränderung der Flussrate in der ersten Trennstufe, erfolgen, ohne dass hierfür zusätzliche Hardwarekomponenten erforderlich sind. According to one embodiment, the valve may be free of sample loops between fluid line ports of the valve. Such sample loops are conventionally connected between different ports of a fluidic valve to act as a buffer volume or buffer volume for temporarily receiving sample portions prior to their subsequent processing in the second separation stage. The apparatus complexity associated with such sample loops can be avoided according to the invention by conditioning the sample sections to the capacity of the second separation step already upstream of the valve. This can be done by simple control engineering measures, such as the temporal change of the flow rate in the first separation stage, without the need for additional hardware components are required.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Ventil ausgewählt sein aus einer Gruppe, die besteht aus einem Ein-Aus-Ventil, einem in eine Fluidleitung selektiv einführbaren Schieber, und einem Ventil aus einem Stator mit Fluidleitungsanschlüssen und einem relativ zu dem Stator drehbaren Rotor mit Fluidleitungsnuten zum selektiven Koppeln von einzelnen der Fluidleitungsanschlüsse. Ein Ein-Aus-Ventil ist zwischen nur zwei unterschiedlichen Schaltstellungen (offen-geschlossen) schaltbar. Beim Öffnen des Ein-Aus-Ventils fließen Probenabschnitte von der ersten Trennstufe in die zweite Trennstufe, wohingegen beim Schließen des Ein-Aus Ventils ein solcher Fluss unterbunden ist. Wenn ein Schieber in eine Fluidleitung (insbesondere zwischen der ersten Trennstufe und der zweiten Trennstufe) eingeschoben ist, ist der Fluidfluss durch diese Fluidleitung unterbrochen. Wenn der Schieber dagegen aus der Fluidleitung herausgefahren ist, ist der Fluidfluss durch diese Fluidleitung ermöglicht. Ein Ventil aus Stator und Rotor kann komplexere Schaltvorgänge durchführen, indem selektiv Fluidleitungsnuten mit einzelnen der Fluidleitungsanschlüssen gekoppelt oder davon entkoppelt werden. In one embodiment, the valve may be selected from a group consisting of an on-off valve, a spool selectively insertable into a fluid line, and a valve of a stator having fluid line connections and a rotor having fluid line grooves rotatable relative to the stator for selective Coupling individual ones of the fluid line connections. An on-off valve can be switched between only two different switch positions (open-close). Upon opening the on-off valve, sample portions flow from the first separation stage to the second separation stage, whereas such flow is inhibited when closing the on-off valve. When a slide is inserted into a fluid line (in particular between the first separation stage and the second separation stage), the fluid flow through this fluid conduit is interrupted. In contrast, when the slide has moved out of the fluid line, the fluid flow through this fluid line is made possible. A stator-rotor valve may perform more complex shifts by selectively coupling or de-coupling fluid line grooves to individual ones of the fluid line ports.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die erste Trennstufe einen ersten Fluidantrieb, insbesondere ein erstes Pumpsystem, zum Antreiben der fluidischen Probe in einer mobilen Phase aufweisen. Eine solche mobile Phase kann als Lösungsmittel oder Lösungsmittelzusammensetzung durch den Trennpfad gepumpt und mit der fluidischen Probe vermischt werden. Ihre Zusammensetzung kann während eines Trennvorgangs gezielt verändert werden. Ein solcher erster Fluidantrieb kann zum Fördern der mobilen Phase mit einem hohen Druck, zum Beispiel in einem Bereich zwischen 10 bar und 1200 bar, ausgebildet sein. According to one embodiment, the first separation stage may comprise a first fluid drive, in particular a first pumping system, for driving the fluidic sample in a mobile phase. Such a mobile phase can be pumped as a solvent or solvent composition through the separation path and mixed with the fluidic sample. Their composition can be selectively changed during a separation process. Such a first fluid drive can be designed to convey the mobile phase at a high pressure, for example in a range between 10 bar and 1200 bar.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die erste Trennstufe ein erstes Trennelement, insbesondere eine erste Trennsäule, zum Trennen der fluidischen Probe in die Fraktionen aufweisen. Das erste Trennelement kann stromabwärts des ersten Fluidantriebs angeordnet werden. Das erste Trennelement kann ein chromatographisches Trennelement sein. According to one embodiment, the first separation stage may comprise a first separation element, in particular a first separation column, for separating the fluidic sample into the fractions. The first separator may be located downstream of the first fluid actuator. The first separation element may be a chromatographic separation element.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die erste Trennstufe einen Probeninjektor zum Einführen der fluidischen Probe in eine mobile Phase aufweisen. Der Probeninjektor kann stromabwärts des ersten Fluidantriebs und stromaufwärts des ersten Trennelements angeordnet werden. Bei einem solchen Probeninjektor kann mittels Schaltens eines Schaltventils eine in einer Probenschleife des Probeninjektors aufgenommene Probe in den Hochdruckpfad zwischen den ersten Fluidantrieb und das erste Trennelement eingeführt werden. In one embodiment, the first separation stage may include a sample injector for introducing the fluidic sample into a mobile phase. The sample injector may be located downstream of the first fluid drive and upstream of the first separator. In such a sample injector, by switching a switching valve, a sample taken in a sample loop of the sample injector may be introduced into the high pressure path between the first fluid drive and the first separator.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die erste Trennstufe einen ersten Probendetektor zum Detektieren der Fraktionen aufweisen. Ein solcher erster Probendetektor kann zum Beispiel mittels einer Fluoreszenzmessung die unterschiedlichen Fraktionen optisch erfassen. Es ist möglich, dass der erste Probendetektor direkt zwischen einem Blockierventil und einem Modulatorventil der Fluidschalter-Anordnung angeordnet ist. Vorteilhaft ist, möglichst wenige Ventile einzusetzen. Die Funktionen werden möglichst in einem Ventil untergebracht. Der Detektor kann zum Beispiel unmittelbar nach der Säule angeschlossen werden. According to an embodiment, the first separation stage may include a first sample detector for detecting the fractions. Such a first sample detector can optically detect the different fractions, for example, by means of a fluorescence measurement. It is possible that the first sample detector is disposed directly between a blocking valve and a modulator valve of the fluid switch assembly. It is advantageous to use as few valves as possible. The functions are accommodated in a valve if possible. For example, the detector can be connected immediately after the column.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die zweite Trennstufe einen zweiten Fluidantrieb, insbesondere ein zweites Pumpsystem, zum Antreiben der fluidischen Probe in einer mobilen Phase aufweisen. Eine solche mobile Phase kann als Lösungsmittel oder Lösungsmittelzusammensetzung durch den Trennpfad gepumpt und mit der vorgetrennten fluidischen Probe, das heißt mit dem jeweils zu verarbeitenden Probenabschnitt, vermischt werden. Ihre Zusammensetzung kann während eines Trennvorgangs in die Teilfraktionen gezielt verändert werden. Ein solcher zweiter Fluidantrieb kann zum Fördern der mobilen Phase mit einem hohen Druck, zum Beispiel in einem Bereich zwischen 100 bar und 1200 bar, ausgebildet sein.According to one embodiment, the second separation stage may comprise a second fluid drive, in particular a second pumping system, for driving the fluidic sample in a mobile phase. Such a mobile phase can be pumped as a solvent or solvent composition through the separation path and mixed with the pre-separated fluidic sample, that is, with the respective sample section to be processed. Their composition can be selectively changed during a separation process in the sub-fractions. One such second fluid drive can be designed to convey the mobile phase at a high pressure, for example in a range between 100 bar and 1200 bar.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die zweite Trennstufe ein zweites Trennelement, insbesondere eine zweite Trennsäule, zum Trennen der fluidischen Probe in die Teilfraktionen aufweisen. Das zweite Trennelement kann stromabwärts des zweiten Fluidantriebs angeordnet werden. Das zweite Trennelement kann ein chromatographisches Trennelement sein. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das zweite Trennelement kleiner (insbesondere kürzer) als das erste Trennelement und kann eine geringere Probenmengenverarbeitungskapazität aufweisen als das erste Trennelement. Umgekehrt kann allerdings auch das zweite Trennelement größer (insbesondere länger) als das erste Trennelement ausgebildet sein und kann eine größere Probenmengenverarbeitungskapazität aufweisen als das erste Trennelement. Es ist auch möglich, dass Diskrepanzen zwischen Probenmengenverarbeitungskapazitäten der beiden Trennstufen daher rühren, dass zum Beispiel aufgrund des Einflusses eines zugesetzten Lösungsmittels die zu verarbeitenden Probenvolumina in den beiden Trennstufen unterschiedlich sind. Eine Anpassung der beiden Trennelemente aufeinander kann durch die oben beschriebene erfindungsgemäße Vorkonditionierung der Probenabschnitte vor dem Überführen in die zweite Trennstufe erfolgen. Zu beachten ist, dass die Probenmengenverarbeitungskapazität einer langen Säule in der Regel geringer ist als jene einer kürzeren Säule, da eine lange Säule einen kleineren Fluss bei gleichem Druck zulässt. Eine dickere Säule (mit größerem Querschnitt) hat hingegen in der Regel eine größere Probenmengenverarbeitungskapazität als eine dünnere Säule (mit kleinerem Querschnitt). According to one embodiment, the second separation stage may comprise a second separation element, in particular a second separation column, for separating the fluidic sample into the fractional fractions. The second separator may be disposed downstream of the second fluid drive. The second separation element may be a chromatographic separation element. According to an exemplary embodiment, the second separating element is smaller (in particular shorter) than the first separating element and may have a lower sample-quantity processing capacity than the first separating element. Conversely, however, the second separating element may also be larger (in particular longer) than the first separating element and may have a larger sample-quantity processing capacity than the first separating element. It is also possible that discrepancies between sample quantity processing capacities of the two separation stages are due to the fact that, for example, due to the influence of an added solvent, the sample volumes to be processed in the two separation stages are different. An adaptation of the two separating elements to one another can be effected by the above-described preconditioning of the sample sections according to the invention before the transfer to the second separating step. It should be noted that the sample processing capacity of a long column is usually lower than that of a shorter column because a long column allows a smaller flow at the same pressure. On the other hand, a thicker column (with a larger cross-section) usually has a larger sample-quantity processing capacity than a thinner column (with a smaller cross-section).

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die zweite Trennstufe einen zweiten Probendetektor zum Detektieren der Teilfraktionen aufweisen. Ein solcher zweiter Probendetektor kann zum Beispiel mittels einer Fluoreszenzmessung die unterschiedlichen Teilfraktionen optisch erfassen. Es ist auch möglich, ein Massenspektrometer oder Spektralphotometer als Probendetektor zu verwenden. According to an embodiment, the second separation stage may include a second sample detector for detecting the fractional fractions. Such a second sample detector can optically detect, for example by means of a fluorescence measurement, the different partial fractions. It is also possible to use a mass spectrometer or spectrophotometer as a sample detector.

Anstelle eines Probeninjektors oder als Probenabschnittsinjektor kann zum Einbringen der Fluidprobe in die zweite Trennstufe ein an das Schaltventil angekoppelter fluidischer Schaltkreis verwendet werden, der den jeweils in der zweiten Trennstufe zu verarbeitenden Probenabschnitt zwischen den zweiten Fluidantrieb und das zweite Trennelement einführen kann. Instead of a sample injector or as a sample section injector, a fluidic circuit coupled to the switching valve can be used to introduce the fluid sample into the second separation stage, which can introduce the sample section to be processed in the second separation stage between the second fluid drive and the second separation element.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Probentrennvorrichtung als zweidimensionale Flüssigkeitschromatographieprobentrennvorrichtung ausgebildet sein. Es ist auch möglich, exemplarische Ausführungsbeispiele im Rahmen von drei-, vier- oder mehrdimensionalen Probentrennvorrichtungen zu implementieren. According to one embodiment, the sample separation device may be formed as a two-dimensional liquid chromatography sample separation device. It is also possible to implement exemplary embodiments in the context of three-, four- or more-dimensional sample separation devices.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der nachfolgend in die zweite Trennstufe einzubringende Probenabschnitt während des Verarbeitens eines zuvor bereits in die zweite Trennstufe eingebrachten vorangehenden Probenabschnitts stromaufwärts des Fluidschalters verbleiben. Somit kann der Fluidschalter die erste Trennstufe von der zweiten Trennstufe fluidisch trennen, ohne dass dazwischen weitere fluidische Komponenten vorgesehen sein müssen. According to one exemplary embodiment, the sample section to be subsequently introduced into the second separation stage can remain upstream of the fluid switch during the processing of a preceding sample section previously introduced into the second separation stage. Thus, the fluid switch can fluidically separate the first separation stage from the second separation stage without the need for further fluidic components therebetween.

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 in jeder Trennstufe eine Pumpe zum Bewegen der jeweiligen 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 separation device may have in each separation stage a pump for moving the respective 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 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 in einer oder jeder der Trennstufen 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 have in one or each of the separation stages 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 FIGURENBRIEF 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 zweidimensionales Flüssigkeitschromatographie-System gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. 1 shows a two-dimensional liquid chromatography system according to an exemplary embodiment of the invention.

2 zeigt ein zweidimensionales Flüssigkeitschromatographie-System gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. 2 shows a two-dimensional liquid chromatography system according to another exemplary embodiment of the invention.

3 und 4 zeigen mit Probentrennvorrichtungen gemäß exemplarischen Ausführungsbeispielen der Erfindung generierbare Chromatogramme. 3 and 4 show chromatographic patterns that can be generated with sample separators according to exemplary embodiments of the invention.

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

Bevor die Figuren eingehend beschrieben werden, werden einige allgemeinere Überlegungen der vorliegenden Erfinder zu exemplarischen Ausführungsbeispielen der Erfindung dargestellt.Before the figures are described in detail, some more general considerations of the present inventors of exemplary embodiments of the invention are presented.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel wird eine erste Trennung einer fluidischen Probe in einer ersten Dimension eines zweidimensionalen Flüssigkeitschromatographiesystems in volumenbasierter Form durchgeführt, insbesondere in einem druckgesteuerten Modus. Der Fluss in dem Flusspfad der ersten Dimension kann durch eine steuerungstechnische Maßnahme (insbesondere mittels eines Blockier-Ventils) blockiert werden, insbesondere stromabwärts der Trennsäule, nachdem ein neuer Peak (entsprechend einer neuen, getrennten Fraktion der Probe) detektiert worden ist, während der vorherige Peak (entsprechend einer zuvor getrennten Fraktion der Probe) noch in der zweiten Dimension analysiert wird. Daher können das Volumen dieses Peaks und aller weiterer Peaks immer noch in der Säule und den fluidischen Leitungen bis zu der Injektionsschleife verbleiben. Der druckgesteuerte Betrieb ermöglicht es, die Trennsäule automatisch unter Druck zu halten, während die volumenbasierte Gradientensteuerung es erlaubt, die Trennung (als Abfolge der Fraktionen oder Peaks bezogen auf das geförderte Volumen) unverändert zu erhalten, trotz der Flussgeschwindigkeitsänderung oder gar des Anhaltens des Flusses. Zudem kann in diesem Fall das Chromatogramm bedarfsweise zurück in ein vergleichbares zeitbasiertes Chromatogramm umgerechnet werden. Zusätzlich kann der Druck mittels der Pumpe durch Rückwärtsbetrieb reduziert werden, um einen Flussstoß zu verhindern oder zumindest zu reduzieren, wenn das Blockier-Ventil geöffnet wird. Ein Konzept gemäß einem derartigen Ausführungsbeispiel der Erfindung hat gegenüber herkömmlichen Ansätzen den Vorteil, dass aufgrund der Entbehrlichkeit von separaten Zwischenspeicher-Probenschleifen zwischen Fluidanschlüssen eines Schaltventils der apparative Aufwand signifikant reduziert werden kann. Auch sind die Synchronisation der einzelnen Komponenten der beiden Trennstufen und die Steuerung dieser Komponenten robust und einfach. Hinsichtlich der Anzahl von Peaks (bzw. Fraktionen und Teilfraktionen) gibt es keine hardwareseitige Begrenzung, was einen hohen Benutzerkomfort zur Folge hat. According to one exemplary embodiment, a first separation of a fluidic sample in a first dimension of a two-dimensional liquid chromatography system is performed in volume-based form, in particular in a pressure-controlled mode. The flow in the flow path of the first dimension may be blocked by a control measure (in particular by means of a blocking valve), in particular downstream of the separation column, after a new peak (corresponding to a new, separate fraction of the sample) has been detected, while the previous one Peak (corresponding to a previously separated fraction of the sample) is still analyzed in the second dimension. Therefore, the volume of this peak and all other peaks can still remain in the column and fluidic lines up to the injection loop. The pressure-controlled operation allows the separation column to be automatically pressurized, while the volume-based gradient control allows the separation (as a sequence of fractions or peaks relative to the volume delivered) to be kept unchanged, despite the flow rate change or even the flow stopping. In addition, in this case, the chromatogram can be converted back into a comparable time-based chromatogram as needed. In addition, the pressure can be reduced by the pump by reverse operation to prevent or at least reduce a surge, when the blocking valve is opened. A concept according to such an exemplary embodiment of the invention has the advantage over conventional approaches that due to the dispensability of separate buffer sample loops between fluid connections of a switching valve, the outlay on equipment can be significantly reduced. Also, the synchronization of the individual components of the two separation stages and the control of these components are robust and simple. With regard to the number of peaks (or fractions and sub-fractions), there is no hardware limitation, resulting in a high user comfort.

1 zeigt ein zweidimensionales (2D) High-Performance-Liquid-Chromatography (HPLC) System als Probentrennvorrichtung 100 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. 1 shows a two-dimensional (2D) high-performance liquid chromatography (HPLC) system as a sample separation device 100 according to an exemplary embodiment of the invention.

Die Probentrennvorrichtung 100 dient dem Trennen einer flüssigen Probe in Fraktionen 102 (entsprechend zugeordneten Peakzonen in einem Chromatogramm), von denen in der gezeigten Darstellung jeweils eine in einer zugehörigen von mehreren aufeinanderfolgenden Probenabschnitten 104 befindlich ist. Allerdings müssen die Grenzen der Probenabschnitte 104 nicht zwingend mit den Grenzen der Fraktionen 102 übereinstimmen, es kann durchaus vorkommen, dass eine Fraktion 102 mit der Grenze der Probenabschnitte 104 zweigeteilt wird und somit in entsprechenden Teilen in zwei oder mehr Probenabschnitten 104 vorliegt. Dies ist in einem ersten Detail 150 in 1 gezeigt, das einzelne serielle Probenabschnitte 104 (die zur Vereinfachung der Unterscheidung auch als 104a, 104b, 104c, 104d bezeichnet sind) im Inneren eines Fluidpfades 154 entlang einer Fließrichtung 152 in einer ersten Trennstufe 112 veranschaulicht. Die Trennung der flüssigen Probe in die Fraktionen 102 erfolgt in der ersten Trennstufe 112. The sample separator 100 serves to separate a liquid sample into fractions 102 (corresponding to associated peak zones in a chromatogram), of which in the illustration shown one in each of an associated one of several successive sample sections 104 is located. However, the boundaries of the sample sections must be 104 not necessarily with the boundaries of the fractions 102 agree, it may well happen that a faction 102 with the boundary of the sample sections 104 is divided into two parts and thus in corresponding parts in two or more sample sections 104 is present. This is in a first detail 150 in 1 shown the single serial sample sections 104 (which are also used to simplify the distinction) 104a . 104b . 104c . 104d are designated) in the interior of a fluid path 154 along a flow direction 152 in a first separation stage 112 illustrated. The separation of the liquid sample into the fractions 102 takes place in the first separation stage 112 ,

Die Probentrennvorrichtung 100 dient ferner dem Trennen von jeder der Fraktionen 102 (bzw. von jedem der Probenabschnitte 104) in mehrere einzelne Teilfraktionen 106. Dies ist in einem zweiten Detail 160 in 1 gezeigt, welches die einzelnen seriellen Teilfraktionen 106 im Inneren eines Fluidpfades 164 entlang einer Fließrichtung 162 in einer zweiten Trennstufe 114 veranschaulicht. Die Trennung der Fraktionen 102 in die Teilfraktionen 106 erfolgt somit in der zweiten Trennstufe 114. Die erste Trennstufe 112 hat eine erste Probemengenverarbeitungskapazität, das heißt eine intrinsische Charakteristik hinsichtlich einer in einem Trennzyklus bzw. in einem Trennzeitintervall verarbeitbaren Probe. Die zweite Trennstufe 114 hat eine zweite Probemengenverarbeitungskapazität, das heißt eine intrinsische Charakteristik hinsichtlich einer in einem Trennzyklus bzw. in einem Trennzeitintervall verarbeitbare Probe. Die erste Trennstufe 112 liefert einen Fluidfluss, der die Fraktionen 102 neben bzw. zwischen probefreien Lösungsmittelbereichen enthält. Die zweite Trennstufe 114 muss mit den Vorgaben der ersten Trennstufe 112 zurechtkommen, ohne dass dadurch der Trennprozess gestört wird. Für die zweite Trennstufe 114 kann in diesem Zusammenhang von der Probenverarbeitungskapazität dahingehend gesprochen werden, indem diese als das pro Zeit (oder pro Trennvorgang mit Berücksichtigung seiner Dauer) verarbeitbares Probenflüssigkeitsvolumen definiert wird (falls alle Flüssigkeit nach dem Verlassen der ersten Trennstufe 112 wieder getrennt werden muss). Falls nur bestimmte der Fraktionen 102 respektive der Probenabschnitte 104 wieder getrennt werden müssen, dann geht es um das Verhältnis zwischen der Trenndauer (bzw. Besetztsein) in der zweiten Trennstufe 114 und dem Zeitintervall zwischen den benachbarten zu trennenden Probenabschnitten 104, welche die erste Trennstufe 112 verlassen. Die erste Probenverarbeitungskapazität ist im beschriebenen Ausführungsbeispiel anders als die zweite Probenverarbeitungskapazität. Unterschiedliche Probenverarbeitungskapazitäten können aus unterschiedlichen geometrischen Eigenschaften von Trennsäulen in den beiden Trennstufen 112, 114 resultieren. Dies resultiert zum Beispiel daraus, dass eine erste Chromatographie-Trennsäule 120 der ersten Trennstufe 112 einen anderen Querschnitt als eine zweite Chromatographie-Trennsäule 128 der zweiten Trennstufe 114 haben kann. Die Länge der zweiten Chromatographie-Trennsäule 128 kann kürzer gewählt werden als jene der ersten Chromatographie Trennsäule 120, damit der Druckabfall kleiner wird, damit der Fluss größer angesetzt werden kann, gerade damit die zweite Trennstufe 114 mit mehr oder weniger Fluss umgehen kann (insbesondere mit dem aus der ersten Trennstufe 112 kommenden Fluss und zusätzlich einem Vielfachen davon in Form der mobilen Phase der zweiten Trennstufe 114). Wenn die zweite Trennstufe 114 mit diesem Gesamtfluss nicht zurechtkommt, weil zum Beispiel die Trennung darin zu lange dauert oder der maximal von der zweiten Trennstufe 114 verarbeitete Fluss nicht ausreichend hoch ist, dann greift die Kompensationswirkung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.The sample separator 100 also serves to separate each of the fractions 102 (or from each of the sample sections 104 ) into several individual sub-fractions 106 , This is in a second detail 160 in 1 shown the individual partial serial fractions 106 inside a fluid path 164 along a flow direction 162 in a second separation stage 114 illustrated. The separation of the fractions 102 into the sub-fractions 106 thus takes place in the second separation stage 114 , The first separation stage 112 has a first sample amount processing capacity, that is, an intrinsic characteristic of a sample processable in a separation cycle and in a separation time interval, respectively. The second separation stage 114 has a second sample amount processing capacity, that is, an intrinsic characteristic of a sample processable in a separation cycle and in a separation time interval, respectively. The first separation stage 112 provides a fluid flow that divides the fractions 102 contains next to or between sample-free solvent areas. The second separation stage 114 must comply with the requirements of the first separation stage 112 cope without interfering with the separation process. For the second separation stage 114 can in this context from the Sample Processing Capacity may be said to be defined as the volume of sample liquid that can be processed per time (or per separation, considering its duration) (if all of the liquid is after leaving the first separation stage 112 must be separated again). If only certain of the fractions 102 respectively the sample sections 104 must be separated again, then it is about the ratio between the separation duration (or busy) in the second separation stage 114 and the time interval between the adjacent sample sections to be separated 104 which is the first separation stage 112 leave. The first sample processing capacity is different than the second sample processing capacity in the described embodiment. Different sample processing capacities may result from different geometric properties of separation columns in the two separation stages 112 . 114 result. This results, for example, from the fact that a first chromatography separation column 120 the first separation stage 112 a different cross-section than a second chromatography separation column 128 the second separation stage 114 may have. The length of the second chromatography separation column 128 can be chosen shorter than those of the first chromatography separation column 120 in order to reduce the pressure drop so that the flow can be increased, especially the second separation stage 114 can handle more or less flow (especially with the one from the first separation stage 112 coming river and in addition a multiple of it in the form of the mobile phase of the second separation stage 114 ). If the second separation stage 114 can not cope with this total flow because, for example, the separation takes too long or the maximum of the second separation step 114 processed flow is not sufficiently high, then takes the compensation effect according to an exemplary embodiment of the invention.

Eine fluidische Schaltanordnung ist gemäß 1 durch ein Blockierventil 108 und durch ein Modulatorventil 110 (zum Beispiel ein Dualschleifenventil) gebildet. Mittels entsprechenden Steuerns des Blockierventils 108 bzw. des Modulatorventils 110 ist es möglich, entweder die erste Trennstufe 112 mit der zweiten Trennstufe 114 zu koppeln (das heißt einen Fluidfluss und somit ein Überführen von Probenabschnitten 104 von der ersten Trennstufe 112 in die zweite Trennstufe 114 hinein zu ermöglichen) oder alternativ die erste Trennstufe 112 von der zweiten Trennstufe 114 fluidisch zu entkoppeln (das heißt einen Fluidfluss und somit ein Überführen von Probenabschnitten 104 von der ersten Trennstufe 112 in die zweite Trennstufe 114 zu verunmöglichen). Eine entsprechende Steuerung erfolgt durch eine Steuereinrichtung 116, die das Zusammenwirken der einzelnen Komponenten der Probentrennvorrichtung 100 gemäß 1, insbesondere auch des Blockierventils 108 und des Modulatorventils 110, steuert. Für Fachleute auf dem Gebiet der Flüssigchromatographie ist offensichtlich, dass es wünschenswert ist, dass die Funktionen der beiden Ventile 108, 110 vorzugsweise in einem gemeinsamen Ventil kombiniert werden.A fluidic switching arrangement is according to 1 through a blocking valve 108 and by a modulator valve 110 (For example, a dual-loop valve) is formed. By means of appropriate control of the blocking valve 108 or the modulator valve 110 It is possible either the first separation step 112 with the second separation stage 114 to couple (that is, a fluid flow and thus a transfer of sample sections 104 from the first separation stage 112 in the second separation stage 114 to allow in) or alternatively the first separation stage 112 from the second separation stage 114 fluidically decoupling (that is, a fluid flow and thus a transfer of sample sections 104 from the first separation stage 112 in the second separation stage 114 to make impossible). A corresponding control is carried out by a control device 116 indicating the interaction of the individual components of the sample separation device 100 according to 1 , in particular also the blocking valve 108 and the modulator valve 110 , controls. It will be apparent to one skilled in the art of liquid chromatography that it is desirable to have the functions of the two valves 108 . 110 preferably combined in a common valve.

Die erste Trennstufe 112 enthält eine erste Flüssigkeitspumpe 118, die eine mobile Phase in Form einer zeitlich veränderlichen Lösungsmittelzusammensetzung zu einem Injektor 122 pumpt. An dem Injektor 122 wird die zu trennende flüssige Probe in die mobile Phase eingeführt. Nachfolgend wird die Mischung aus mobiler Phase und flüssiger Probe durch die erste chromatographische Trennsäule 120 durchgeleitet, wo die flüssige Probe in die einzelnen Fraktionen 102 getrennt wird. Es ist möglich, dass in einem oder mehreren der Probenabschnitte 104 keine einzige Fraktion 102, genau eine Fraktion 102 oder mehrere Fraktionen 102 enthalten ist oder sind. Es ist ebenfalls möglich, dass eine Fraktion 102 zwischen zwei oder mehr Probenabschnitten 104 verteilt ist, zum Beispiel teilweise in einem vorangehenden Probenabschnitt 104a und zu einem anderen Teil in einem nachfolgenden Probenabschnitt 104b enthalten ist. Es ist möglich, dass eine Fraktion 102 (bzw. eine Peakzone) über mehrere Probenabschnitte 104 verteilt ist. Hierbei werden die erste Flüssigkeitspumpe 118 und der Injektor 122 durch die zentrale Steuereinheit 116 gesteuert. Ein erster Detektor 124 erlaubt die Detektion der einzelnen Fraktionen 102.The first separation stage 112 contains a first fluid pump 118 , which is a mobile phase in the form of a time-varying solvent composition to an injector 122 inflated. At the injector 122 the liquid sample to be separated is introduced into the mobile phase. Subsequently, the mixture of mobile phase and liquid sample through the first chromatographic separation column 120 passed where the liquid sample into the individual fractions 102 is disconnected. It is possible that in one or more of the sample sections 104 not a single faction 102 , exactly one faction 102 or several fractions 102 is or is included. It is also possible that a fraction 102 between two or more sample sections 104 distributed, for example, partially in a preceding sample section 104a and to another part in a subsequent sample section 104b is included. It is possible that a fraction 102 (or a peak zone) over several sample sections 104 is distributed. This will be the first liquid pump 118 and the injector 122 through the central control unit 116 controlled. A first detector 124 allows the detection of the individual fractions 102 ,

Die zweite Trennstufe 114 enthält eine zweite Flüssigkeitspumpe 126, welche eine weitere mobile Phase (d.h. eine andere, zeitlich konstante oder variable Lösungsmittelzusammensetzung) pumpt und die von der ersten Trennstufe 112 kommenden Flüssigkeitsabschnitten 104 zur zweiten Trennsäule 128 transportiert. An der zweiten Chromatographie-Trennsäule 128 der zweiten Trennstufe 114 wird in dem gezeigten Beispiel eine jeweilige Fraktion 102 eines jeweiligen Probenabschnitts 104 in die jeweiligen Teilfraktionen 106 chromatographisch aufgetrennt. Die Teilfraktionen 106 können in einem zweiten Fluoreszenzdetektor 130 (oder in einem anderen Detektor) nachgewiesen werden. 1 zeigt darüber hinaus, dass die zentrale Steuereinheit 116 auch die zweite Flüssigkeitspumpe 126 steuert.The second separation stage 114 contains a second fluid pump 126 which pumps another mobile phase (ie, another, time constant or variable solvent composition) and that from the first separation stage 112 coming liquid sections 104 to the second separation column 128 transported. At the second chromatography separation column 128 the second separation stage 114 becomes a respective fraction in the example shown 102 a respective sample section 104 into the respective sub-fractions 106 separated by chromatography. The sub-fractions 106 can in a second fluorescence detector 130 (or in another detector). 1 moreover shows that the central control unit 116 also the second fluid pump 126 controls.

Gemäß dem beschriebenen exemplarischen Ausführungsbeispiel erfolgt die Steuerung der zweidimensionalen Flüssigkeitschromatographietrennung durch die Steuereinheit 116 folgendermaßen: Zunächst wird in der ersten Trennstufe 112 eine chromatographische Trennung der flüssigen Probe in die Fraktionen 102 durchgeführt bzw. zumindest begonnen. Indem die fluidische Schaltanordnung 108, 110 geöffnet ist bzw. geöffnet wird, kann ein in Flussrichtung vorderseitiger Probenabschnitt 104a, der in dem gezeigten Beispiel genau eine Fraktion 102 enthält, von der ersten Trennstufe 112 in die zweite Trennstufe 114 übergeführt werden. Dort wird der Probenbestandteil entsprechend der Fraktion 102 in diesem Probenabschnitt 104a in seine Teilfraktionen 106 aufgetrennt. Nachdem der genannte vorderseitige Probenabschnitt 104a in die zweite Trennstufe 114 überführt worden ist, wird die fluidische Schalteranordnung 108, 110 geschlossen. Dadurch wird die zweite Trennstufe 114 von der ersten Trennstufe 112 vorübergehend fluidisch entkoppelt. Während des Trennens des in die zweite Trennstufe 114 überführten Probenabschnitts 104a in seine Teilfraktionen 106 wird ein diesem vorderseitigen Probenabschnitt 104a unmittelbar nachfolgender Probenabschnitt 104b in der ersten Trennstufe 112 für die nachfolgende zweite Trennung in der zweiten Trennstufe 114 vorverarbeitet, vorbehandelt, vorkonditioniert bzw. vorbereitet. Dies erfolgt derart, dass der so behandelte nachfolgende Probenabschnitt 104b – bzw. die Prozessführung / die Betriebsweise des Probentrenngeräts 100 betreffend den nachfolgenden Probenabschnitt 104b – bei seinem Einbringen in die zweite Trennstufe 114 die Anforderungen der zweiten Probenverarbeitungskapazität der zweiten Trennstufe 114 erfüllt. Um die Kapazität der zweiten Trennstufe 114 nicht zu überfordern, wird bei dem geschlossenen Zustand der fluidischen Schalteranordnung 108, 110 der Flüssigkeitsfluss in der ersten Trennstufe 112 auf Null reduziert. Anders ausgedrückt wird der Lösungsmittelfluss in der ersten Trennstufe 112 in diesem Zeitraum zum Erliegen gebracht. Ist in der zweiten Trennstufe 114 die Trennung des zuvor in die zweite Trennstufe 114 überführten Probenabschnitts 104a abgeschlossen und ist die zweite Trennstufe 114 für neues vorgetrenntes Probenmaterial zwecks Weitertrennens wieder empfänglich, so kann die fluidische Schalteranordnung 108, 110 wieder geöffnet werden und der nachfolgende Probenabschnitt 104b in die zweite Trennstufe 114 überführt werden. According to the described exemplary embodiment, the control of the two-dimensional liquid chromatography separation is performed by the control unit 116 the following: First, in the first separation stage 112 a chromatographic separation of the liquid sample into the fractions 102 carried out or at least started. By the fluidic switching arrangement 108 . 110 is opened or can be opened, a flow in the front sample section 104a which in the example shown is exactly one fraction 102 contains, from the first separation stage 112 in the second separation stage 114 converted become. There, the sample component corresponding to the fraction 102 in this sample section 104a into its sub-fractions 106 separated. After said front side sample section 104a in the second separation stage 114 has been transferred, the fluidic switch assembly 108 . 110 closed. This will be the second separation stage 114 from the first separation stage 112 temporarily fluidly decoupled. During the separation of the second stage 114 transferred sample section 104a into its sub-fractions 106 becomes a front sample section 104a immediately following sample section 104b in the first separation stage 112 for the subsequent second separation in the second separation step 114 preprocessed, pretreated, preconditioned or prepared. This is done in such a way that the subsequent sample section treated in this way 104b - or the process control / the operation of the sample separation device 100 concerning the following sample section 104b - When introduced into the second separation stage 114 the requirements of the second sample processing capacity of the second separation stage 114 Fulfills. To the capacity of the second separation stage 114 not overstressing is in the closed state of the fluidic switch assembly 108 . 110 the liquid flow in the first separation stage 112 reduced to zero. In other words, the solvent flow in the first separation stage 112 stalled during this period. Is in the second separation stage 114 the separation of the previously in the second separation stage 114 transferred sample section 104a completed and is the second separation stage 114 For new pre-separated sample material for the purpose of further separation receptive again, so can the fluidic switch assembly 108 . 110 be reopened and the subsequent sample section 104b in the second separation stage 114 be transferred.

Dieses Prozedere kann beliebig oft wiederholt werden, so dass nach und nach die vorgetrennten Probenabschnitte 104 in die zweite Trennstufe 114 eingeführt werden und dabei niemals die aktuelle Probenaufnahmekapazität der zweiten Trennstufe überfordert wird. Anschaulich können durch die beschriebene Steuerlogik nachfolgende Probenabschnitte 104b (und folglich zugehörige Peaks in einem Chromatogramm) in der ersten Trennstufe 112 und stromaufwärts des fluidischen Schalteranordnung 108, 110 geparkt werden, während vorangehende Probenabschnitte 104a noch in der zweiten Trennstufe 114 verarbeitet werden.This procedure can be repeated as often as desired, so that gradually the pre-separated sample sections 104 in the second separation stage 114 while never overtaxing the current sample collection capacity of the second separation stage. Illustratively, by the described control logic subsequent sample sections 104b (and consequently associated peaks in a chromatogram) in the first separation step 112 and upstream of the fluidic switch assembly 108 . 110 be parked while previous sample sections 104a still in the second separation stage 114 are processed.

Da die beschriebene Anpassung der Probenabschnitte 104 auf die zweite Probenverarbeitungskapazität der zweiten Trennstufe 114 mit einer variablen Flussrate in der ersten Trennstufe 112 verbunden sein kann, erfolgt vorzugsweise die chromatographische Trennung in der ersten Trennstufe 112 mit einer volumenbasierten Steuerung, das heißt mit einer nicht fest vorgegebenen bzw. variierenden Flussrate. In entsprechender Weise wird gemäß einem Gradientenmodus die Trennung in der ersten Trennstufe 112 vollzogen.Since the described adaptation of the sample sections 104 to the second sample processing capacity of the second separation stage 114 with a variable flow rate in the first separation stage 112 may be connected, preferably carried out the chromatographic separation in the first separation stage 112 with a volume-based control, that is, with a non-fixed or varying flow rate. Similarly, according to a gradient mode, the separation in the first separation stage 112 completed.

In der zweiten Trennstufe 114 kann ebenfalls ein Gradientenmodus angewendet werden, der von dem Gradientenmodus der ersten Trennstufe 112 aber unabhängig gesteuert werden kann. Die zweite Trennstufe 114 kann wahlweise zeitbasiert oder volumenbasiert gesteuert werden. In the second separation stage 114 It is also possible to apply a gradient mode which is of the gradient mode of the first separation stage 112 but can be controlled independently. The second separation stage 114 can be controlled either time-based or volume-based.

2 zeigt ein 2D-HPLC-System mit einer Probentrennvorrichtung 100 gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. 2 shows a 2D HPLC system with a sample separator 100 according to another exemplary embodiment of the invention.

Gemäß 2 ist mit einer Strichelung gezeigt, dass der erste Detektor 124 optional ist und nur eingesetzt werden braucht, wenn bereits eine Detektion der einzelnen Fraktionen 102 gewünscht wird. Ferner ist mit einer Strichelung gezeigt, dass Pufferschleifen 200, wie sie herkömmlich an einem fluidischen Schaltventil eingesetzt werden, um Probenabschnitte zwischenzuspeichern, erfindungsgemäß entbehrlich sind. Dennoch können solche Pufferschleifen 200 in bestimmten Ausführungsbeispielen optional eingesetzt werden, um Spezialaufgaben zu erfüllen.According to 2 is shown with a dashes that the first detector 124 is optional and only needs to be used if already a detection of the individual fractions 102 it is asked for. Furthermore, it is shown with a dashed line that buffer loops 200 , as conventionally used on a fluidic switching valve to temporarily store sample sections, are dispensable according to the invention. Nevertheless, such buffer loops can 200 be used optionally in certain embodiments to fulfill special tasks.

Gemäß 2 ist ferner gezeigt, dass alternativ zum vollständigen Anhalten des Flusses in der ersten Trennstufe 112 zur Konditionierung auch ein Teil des Flusses mit zum Beispiel reduzierter Flussrate über einen Restriktor 202 in einen Waste-Behälter 204 geleitet werden kann. Ferner ist eine optionale Zusatzpumpe 206 gezeigt, die einen negativen Fluss beisteuern kann („–F“), um die Flussverhältnisse im System (und insbesondere in den Pufferschleifen 200, falls vorhanden) zu definieren.According to 2 It is further shown that, alternatively to the complete stopping of the flow in the first separation stage 112 for conditioning also a part of the river with for example reduced flow rate over a restrictor 202 in a waste container 204 can be directed. Further, an optional booster pump 206 which can contribute a negative flow ("-F") to the flow conditions in the system (and in particular in the buffer loops 200 if available).

3 zeigt Chromatogramme 310, bei denen eine Zeitverschiebung 300 entlang einer Zeitachse 302 aufgetragen ist. Während Intervallen 320 ist der Fluidschalter (Ventil) zwischen den beiden Trennstufen geschlossen. Während das Ventil geschlossen ist, werden Peaks 330 geparkt oder in der ersten Trennstufe zwischengespeichert (effektiv wird das Chromatogramm 310 gestoppt). Weitere Peaks 330 fahren mit der Elution fort, wenn das Ventil wieder geöffnet wird. 3 shows chromatograms 310 in which a time shift 300 along a timeline 302 is applied. During intervals 320 the fluid switch (valve) is closed between the two separation stages. While the valve is closed, peaks become 330 parked or cached in the first separation stage (the chromatogram becomes effective 310 stopped). More peaks 330 proceed with elution when the valve is reopened.

Entsprechend zeigt auch 4, dass die Peaks 330 geparkt werden bzw. in der ersten Trennstufe zwischengespeichert werden (effektiv wird das Chromatogramm 310 gestoppt), wenn das Ventil geschlossen ist. Um die Systemkapazität zu berücksichtigen (so dass der Fluss gesteuert wird, wenn das Ventil wieder geöffnet wird), kann eine Pumpe den Druck während der Blockage reduzieren. Weitere Peaks 330 fahren mit der Elution fort, während das Ventil wieder geöffnet wird, und der Fluss wird wieder hochgefahren.According also shows 4 that the peaks 330 be parked or cached in the first separation stage (the chromatogram becomes effective 310 stopped) when the valve closed is. To take into account the system capacity (so that the flow is controlled when the valve is reopened), a pump can reduce the pressure during blockage. More peaks 330 continue to elute while the valve is reopened, and the flow will start up again.

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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GB 2410703 [0005]
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

M. Davis, T. Lee, J Am Soc Mass Spectrom 1997, 8, pp. 1059-1069 "Variable flow liquid chromatography-tandem mass spectrometry and the comprehensive analysis of complex protein digest mixtures" [0005]

Claims

Sample separation device ( 100 ) for separating a fluidic sample into fractions ( 102 ) containing sample sections ( 104a - 104d ) and the subsequent separation of the fractions ( 102 ) in sub-fractions ( 106 ), wherein the sample separation device ( 100 ): a first separation stage ( 112 ) for separating the fluidic sample into the fractions ( 102 ) in the successive sample sections ( 104a - 104d ); a second separation stage ( 114 ) for separating the fractions ( 102 ) from the individual sample sections ( 104a - 104d ) into the sub-fractions ( 106 ), the second separation stage ( 114 ) has a limited sample processing capacity; a fluid switch ( 108 . 110 ) for selective fluidic coupling or decoupling of the first separation stage ( 112 ) and the second separation stage ( 114 ) is trained; a control device ( 116 ) for controlling the fluid switch ( 108 . 110 ) such that in one of the separation stages ( 112 . 114 ) fluidically coupling operating state of the fluid switch ( 108 . 110 ) after at least part of the separation of the fluidic sample into fractions ( 102 ) in the first separation stage ( 112 ) a respective one of the sample sections ( 104a ) in the second separation stage ( 114 ) is convertible to this sample section ( 104a ) in sub-fractions ( 106 ) to separate; in one the separation stages ( 112 . 114 ) fluidically decoupling operating state of the fluid switch ( 108 . 110 ) after transferring this sample section ( 104a ) in the second separation stage ( 114 ) the first separation stage ( 112 ) from the second separation stage ( 114 ) is fluidically decoupled and during the separation of this transferred sample section ( 104a ) into the sub-fractions ( 106 ) in the second separation stage ( 114 ) this sample section ( 104a ) Subsequent Sample Section ( 104b ) in the first separation stage ( 112 ) is treatable such that an operation of the sample separation device ( 100 ) before transferring the subsequent sample section ( 104b ) in the second separation stage ( 114 ) to the limited sample processing capacity of the second separation stage ( 114 ) is adjusted.

Sample separation device ( 100 ) according to claim 1, wherein the control device ( 116 ), the first separation stage ( 112 ) for the chromatographic separation of the fluidic sample by means of a volume-based control, in particular pressure-controlled with variable flow rate.

Sample separation device ( 100 ) according to claim 1 or 2, wherein the control device ( 116 ), the first separation stage ( 112 ) for chromatographically separating the fluidic sample according to a gradient mode.

Sample separation device ( 100 ) according to one of claims 1 to 3, wherein the control device ( 116 ) is adapted to adapt the subsequent sample section ( 104b ) to the limited sample processing capacity of the second separation stage ( 114 ) the flow rate in the first separation stage ( 112 ) In the fluidically decoupling operating state at least temporarily reduce, in particular to reduce to zero.

Sample separation device ( 100 ) according to one of claims 1 to 4, wherein the control device ( 116 ), the second separation stage ( 114 ) for the chromatographic separation of the fluidic sample by means of a volume-based control, in particular pressure-controlled with variable flow rate, or by means of a time-based control with constant flow rate to control.

Sample separation device ( 100 ) according to one of claims 1 to 5, wherein the control device ( 116 ), the second separation stage ( 114 ) for chromatographic separation of the fluidic sample according to a gradient mode or according to an isocratic mode.

Sample separation device ( 100 ) according to one of claims 1 to 6, wherein the control device ( 116 ), the separation of the fluidic sample in the first separation stage ( 112 ) and separating the fluidic sample in the second separation stage ( 114 ) according to independent sample separation protocols.

Sample separation device ( 100 ) according to one of claims 1 to 7, wherein the control device ( 116 ) is adapted to repeat the processes of fluidic coupling and fluidic decoupling alternately.

Sample separation device ( 100 ) according to one of claims 1 to 8, wherein the fluid switch ( 108 . 110 ) has at least one switchable valve.

Sample separation device ( 100 ) according to claim 9, wherein the at least one valve of sample loops ( 200 ) for temporarily storing sample sections ( 104 ) is free between fluid line connections of the at least one valve.

Sample separation device ( 100 ) according to claim 9 or 10, wherein the at least one valve is selected from a group consisting of an on-off valve, a slide selectively insertable into a fluid line, and a valve of a stator with fluid line connections and a relative to the stator rotatable rotor having fluid conduit grooves for selectively coupling individual ones of the fluid conduit ports.

Sample separation device ( 100 ) according to one of claims 1 to 11, wherein the first separation stage ( 112 ) a first fluid drive ( 118 ), in particular a first pumping system, for driving the fluidic sample in a mobile phase.

Sample separation device ( 100 ) according to one of claims 1 to 12, wherein the first separation stage ( 112 ) a first separating element ( 120 ), in particular a first separation column, for separating the fluidic sample into the fractions ( 102 ) having.

Sample separation device ( 100 ) according to one of claims 1 to 13, wherein the first separation stage ( 112 ) a sample injector ( 122 ) for injecting the fluidic sample into a mobile phase.

Sample separation device ( 100 ) according to one of claims 1 to 14, wherein the first separation stage ( 112 ) a first sample detector ( 124 ) for detecting the fractions ( 102 ) having.

Sample separation device ( 100 ) according to one of claims 1 to 15, wherein the second separation stage ( 114 ) a second fluid drive ( 126 ), in particular a second pumping system, for driving the fluidic sample in a mobile phase.

Sample separation device ( 100 ) according to one of claims 1 to 16, wherein the second separation stage ( 114 ) a second separating element ( 128 ), in particular a second separation column, for separating the fluidic sample into the partial fractions ( 106 ) having.

Sample separation device ( 100 ) according to one of claims 1 to 17, wherein the second separation stage ( 114 ) a second sample detector ( 130 ) for detecting the fraction fractions ( 106 ) having.

Sample separation device ( 100 ) according to one of claims 1 to 18, designed as a sample separation device ( 100 ) for two-dimensional liquid chromatography.

Sample separation device ( 100 ) according to one of claims 1 to 19, comprising at least one of the following features: the sample separation device ( 100 ) is configured to analyze at least one physical, chemical and / or biological parameter of at least a fraction or fraction of the fluidic sample; the sample separation device ( 100 ) comprises at least one of the group consisting of a detector device ( 124 . 130 ), a chemical, biological and / or pharmaceutical analysis apparatus, a liquid chromatography apparatus and an HPLC apparatus; the sample separation device ( 100 ) is configured to drive the fluidic sample at a pressure of at least 10 bar, in particular at least 500 bar, more particularly at least 1000 bar; the sample separation device ( 100 ) is configured as a microfluidic device; the sample separation device ( 100 ) is configured as a nanofluidic device.

Method for separating a fluidic sample into fractions ( 102 ) containing sample sections ( 104a - 104d ) in a first separation stage ( 112 ) and the subsequent separation of the fractions ( 102 ) of the individual sample sections ( 104a - 104d ) in sub-fractions ( 106 ) in a second separation stage ( 114 ) having a limited sample processing capacity, the method comprising: separating the fluidic sample into the fractions ( 102 ) in the successive sample sections ( 104a - 104d ) in the first separation stage ( 112 ); Operating a fluid switch ( 108 . 110 ) in a separation stage ( 112 . 114 ) fluidly coupling operating state after at least a part of the separation of the fluidic sample in the first separation stage ( 112 ) for transferring a respective one of the sample sections ( 104a ) in the second separation stage ( 114 ); Operating the fluid switch ( 108 . 110 ) in one of the separation stages ( 112 . 114 ) fluidically decoupling operating state after the transfer of this sample section ( 104a ) in the second separation stage ( 114 ); Separating the transferred sample section ( 104a ) in sub-fractions ( 106 ) in the second separation stage ( 114 ); during the separation of this transferred sample ( 104a ) into the sub-fractions ( 106 ) in the second separation stage ( 114 ), Treating this sample section ( 104a ) following sample section ( 104b ) in the first separation stage ( 112 ) such that the separation process before the transfer of the subsequent sample section ( 104b ) in the second separation stage ( 114 ) to the limited sample processing capacity of the second separation stage ( 114 ) is adjusted.

The method according to claim 21, wherein the subsequent sample section ( 104b ) during the treatment upstream of the fluid switch ( 108 . 110 ) remains.

Sample separation device ( 100 ) for separating a fluidic sample into fractions ( 102 ) containing sample sections ( 104a - 104d ) and the subsequent processing of the fractions ( 102 ), wherein the sample separation device ( 100 ): a separation stage ( 112 ) for separating the fluidic sample into the fractions ( 102 ) in the successive sample sections ( 104a - 104d ); a processing device ( 114 ) for processing the fractions ( 102 ) in the individual sample sections ( 104a - 104d ); a fluid switch ( 108 . 110 ), which is used for selective fluidic coupling or decoupling of the separation stage ( 112 ) and the processing device ( 114 ) is trained; a control device ( 116 ) for controlling the fluid switch ( 108 . 110 ) such that in one the separation stage ( 112 ) and the processing device ( 114 ) fluidically coupling operating state of the fluid switch ( 108 . 110 ) after at least part of the separation of the fluidic sample into fractions ( 102 ) in the separation stage ( 112 ) a respective one of the sample sections ( 104a ) into the processing device ( 114 ) is convertible to this sample section ( 104a ) to process; in one the separation stage ( 112 ) and the processing device ( 114 ) fluidically decoupling operating state of the fluid switch ( 108 . 110 ) after transferring this sample section ( 104a ) into the processing device ( 114 ) the separation stage ( 112 ) from the processing device ( 114 ) is fluidically decoupled and during the processing of this transferred sample section ( 104a ) in the processing device ( 114 ) this sample section ( 104a ) Subsequent Sample Section ( 104b ) in the separation stage ( 112 ) is treatable such that an operation of the sample separation device ( 100 ) before transferring the subsequent sample section ( 104b ) into the processing device ( 114 ) to a limited sample processing capacity of the processing device ( 114 ) is adjusted.

Sample separation device ( 100 ) according to claim 23, wherein the processing device ( 114 ) is selected from a group consisting of a further separation step ( 114 ) for separating the fractions ( 102 ) in sub-fractions ( 106 ), a spectrometer, in particular an NMR spectrometer, a fraction collecting device, a detector ( 130 ), and a chemical reactor.