DE102014115807A1

DE102014115807A1 - Haltevorrichtung für Probentrenneinrichtungen mit Abschnitten unterschiedlicher Festigkeit

Info

Publication number: DE102014115807A1
Application number: DE102014115807.5A
Authority: DE
Inventors: Ansgar Waldbaur; Daniela Loraing
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 2014-10-30
Filing date: 2014-10-30
Publication date: 2016-05-19
Also published as: CN105572277A; CN105572277B

Abstract

Haltevorrichtung (200) zum Halten von Probentrenneinrichtungen (30) in einer Temperierkammer (202) zum Trennen einer fluidischen Probe in einem Probentrenngerät (10), wobei die Haltevorrichtung (200) einen Befestigungsabschnitt (204), der zum Befestigen der Haltevorrichtung (200) an der Temperierkammer (202) ausgebildet ist, und einen mit dem Befestigungsabschnitt (204) verbundenen Halteabschnitt (206) aufweist, der zum Halten von Probentrenneinrichtungen (30) unterschiedlicher Dimensionen ausgebildet ist, wobei der Halteabschnitt (206) weicher ausgebildet ist als der Befestigungsabschnitt (204).

Description

TECHNISCHER HINTERGRUND
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung, eine Temperieranordnung, ein Probentrenngerät und ein Verfahren zum Herstellen einer Haltevorrichtung.
In einer HPLC wird typischerweise eine Flüssigkeit (mobile Phase) bei einer sehr genau kontrollierten Flussrate (zum Beispiel im Bereich von Mikrolitern bis Millilitern pro Minute) und bei einem hohen Druck (typischerweise 20 bis 1000 bar und darüber hinausgehend, derzeit bis zu 2000 bar), bei dem die Kompressibilität der Flüssigkeit spürbar ist, durch eine stationäre Phase (zum Beispiel eine chromatographische Säule) bewegt, um einzelne Komponenten einer in die mobile Phase eingebrachten Probenflüssigkeit voneinander zu trennen. Ein solches HPLC-System ist zum Beispiel aus der EP 0,309,596 B1 derselben Anmelderin, Agilent Technologies, Inc., bekannt.
Während eines Trennvorgangs kann es erforderlich oder wünschenswert sein, die Säule auf eine gewünschte Temperatur zu bringen. Hierfür wird die Säule in einem Säulenofen montiert und dort geheizt. Die Montage einer Säule in einem Säulenofen ist für einen Benutzer häufig unkomfortabel bzw. bewirkt oft eine den Trennprozess störende inhomogene Beheizung der Säule.
OFFENBARUNG
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Flexibilität beim Handhaben von Probentrenneinrichtungen für einen Benutzer zu erhöhen und ein präzises Trennergebnis zu erzielen. Die Aufgabe wird mittels der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen gezeigt.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Haltevorrichtung zum Halten von Probentrenneinrichtungen in einer Temperierkammer zum Trennen einer fluidischen Probe in einem Probentrenngerät geschaffen, wobei die Haltevorrichtung einen Befestigungsabschnitt, der zum Befestigen der Haltevorrichtung an der Temperierkammer ausgebildet ist, und einen mit dem Befestigungsabschnitt verbundenen Halteabschnitt aufweist, der zum Halten von Probentrenneinrichtungen unterschiedlicher Dimensionen ausgebildet ist, wobei der Halteabschnitt weicher ausgebildet ist als der Befestigungsabschnitt.
Gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel ist eine Temperieranordnung zum Temperieren einer Probentrenneinrichtung zum Trennen einer fluidischen Probe in einem Probentrenngerät bereitgestellt, wobei die Temperieranordnung eine Haltevorrichtung mit den oben beschriebenen Merkmalen zum Halten von Probentrenneinrichtungen, und eine Temperierkammer aufweist, in der eine von einer Umgebungstemperatur unterschiedliche Temperiertemperatur ausbildbar ist und die eine Montageeinrichtung zum Montieren des Befestigungsabschnitts der Haltevorrichtung aufweist.
Gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel ist ein Probentrenngerät zum Trennen einer in einer mobilen Phase befindlichen fluidischen Probe in Fraktionen geschaffen, wobei das Probentrenngerät eine Fluidfördereinrichtung zum Fördern der mobilen Phase und der fluidischen Probe, eine Probentrenneinrichtung zum Trennen der in der von der Fluidfördereinrichtung geförderten mobilen Phase befindlichen fluidischen Probe in Fraktionen, und eine Haltevorrichtung mit den oben beschriebenen Merkmalen zum Halten der Probentrenneinrichtung in einer Temperierkammer des Probentrenngeräts aufweist.
Gemäß noch einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel ist ein Verfahren zum Herstellen einer Haltevorrichtung zum Halten von Probentrenneinrichtungen in einer Temperierkammer zum Trennen einer fluidischen Probe in einem Probentrenngerät bereitgestellt, wobei bei dem Verfahren ein Befestigungsabschnitt zum Befestigen der Haltevorrichtung an der Temperierkammer ausgebildet wird, ein mit dem Befestigungsabschnitt verbundener Halteabschnitt derart ausgebildet wird, dass dieser zum Halten von Probentrenneinrichtungen unterschiedlicher Dimensionen ausgebildet ist, und der Halteabschnitt weicher als der Befestigungsabschnitt ausgebildet wird.
Im Rahmen dieser Anmeldung wird unter dem Begriff „weicher“ insbesondere verstanden, dass die mechanische Festigkeit des weicheren Halteabschnitts im Vergleich zu dem härteren Befestigungsabschnitt geringer ist, mithin der Halteabschnitt unter Krafteinwirkung nachgiebiger ausgebildet ist als der Befestigungsabschnitt. Insbesondere kann der Halteabschnitt unter Einwirkung von Kräften mit Werten im Bereich der Muskelkraft eines menschlichen Benutzers nachgeben bzw. während Aufrechterhaltung der Krafteinwirkung seine äußere Form verändern, wohingegen bei Einwirken derartiger Kräfte der Befestigungsabschnitt im Wesentlichen formstabil bleibt, d.h. seine äußere Form beibehält. Folglich kann der Halteabschnitt auch als Weichkomponente und der Befestigungsabschnitt auch als Hartkomponente bezeichnet werden. Der Begriff „weicher“ bezieht sich dabei insbesondere auf eine geringere Festigkeit des Halteabschnitts im Vergleich zu dem Befestigungsabschnitt. Die Festigkeit ist eine mechanische Werkstoffkenngröße, die das Widerstandsverhalten eines Werkstoffes gegen Verformung charakterisiert. Die Festigkeit ist jene Spannung, die errechnet wird aus der maximal erreichten Kraft bei einer definierten Dehnung bezogen auf die ursprüngliche (d.h. unbeanspruchte und unverformte) Querschnittsfläche des Werkstoffes.
Ein exemplarisches Ausführungsbeispiel der Erfindung hat den Vorteil, dass der Befestigungsabschnitt an der Temperierkammer rigide bzw. formstabil und somit unverlierbar befestigt werden kann, wohingegen der sich an den Befestigungsabschnitt anschließende Halteabschnitt bei Anbringen einer Probentrenneinrichtung daran seine Form auf jene der Probentrenneinrichtung anpasst und dennoch eine die Probentrenneinrichtung zuverlässig befestigende Haltekraft auf die Probentrenneinrichtung ausübt. Eine elastische Nachgiebigkeit bzw. flexible Formanpassbarkeit des Halteabschnitts erlaubt es, dass sich der Halteabschnitt selbsttätig auf unterschiedlich große Probentrenneinrichtungen anpasst und dadurch universell für ganz unterschiedliche Probentrennexperimente mit unterschiedlichen Anforderungen an die Größe einer jeweils verwendeten Probentrenneinrichtung einsetzbar ist. Indem die eingesetzte Probentrenneinrichtung mittels des Halteabschnitts und des Befestigungsabschnitt von einer temperierten Wand der Temperierkammer berührungsfrei beabstandet gehalten wird, kann sichergestellt werden, dass die Temperierung der Probentrenneinrichtung vollständig oder jedenfalls ganz überwiegend durch Wärmeaustausch zwischen der Probentrenneinrichtung und der umgebenden Gasatmosphäre erfolgt, statt durch direkte Wärmeleitung von einer beheizten Wand der Temperierkammer. Dadurch ist eine homogene Temperierung der Probentrenneinrichtung ohne größere Temperaturgradienten in deren Inneren sichergestellt, womit thermisch bedingte Messartefakte vermieden sind. Durch die resultierenden im Wesentlichen adiabatischen Bedingungen können (insbesondere mittels Flüssigchromatographie) präzise Trennergebnisse erreicht werden. Der Befestigungsabschnitt stabilisiert die Haltevorrichtung, macht sie bequem handhabbar und stellt eine Befestigungsfunktion an der Temperierkammer bereit. Der Halteabschnitt erlaubt eine flexible Anpassung auf unterschiedlich große Probentrenneinrichtungen und stellt, insbesondere mittels eines Reibschlusses und/oder einer Klemmfunktion, eine ausreichend hohe Reibungs- und/oder Klemmkraft zum gesicherten Halten der Probentrenneinrichtung zur Verfügung.
Im Weiteren werden weitere Ausführungsbeispiele der Haltevorrichtung, der Temperieranordnung, des Probentrenngeräts und des Verfahrens beschrieben.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Halteabschnitt aus einem weicheren Material ausgebildet sein als der Befestigungsabschnitt. Gemäß dieser Ausgestaltung können Halteabschnitt und Befestigungsabschnitt somit aus unterschiedlichen Materialien bestehen, sodass beide Abschnitte auf ihre jeweilige Funktion hin materialtechnisch speziell angepasst werden können. Insbesondere können Materialien unterschiedlicher mechanischer Festigkeit für den Halteabschnitt einerseits und den Befestigungsabschnitt andererseits eingesetzt werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Halteabschnitt zumindest abschnittsweise aus demselben Material ausgebildet sein wie der Befestigungsabschnitt und eine zumindest stellenweise geringere Materialstärke haben als der Befestigungsabschnitt. Somit ist insbesondere auch eine einstoffige Ausgestaltung der Haltevorrichtung ermöglicht, wobei die unterschiedlichen mechanischen Festigkeiten von Befestigungsabschnitt und Halteabschnitt durch unterschiedliche Materialstärken (insbesondere Materialdicken und/oder Materialformen) erreicht werden können. Geringere Materialstärken führen zu einer weicheren Eigenschaft als größere Materialstärken und umgekehrt. Diese unterschiedlichen Materialstärken können über den gesamten Befestigungsabschnitt bzw. den gesamten Halteabschnitt hinweg vorgesehen werden oder auch nur abschnitts- oder stellenweise. Eine stellenweise geringere Materialstärke kann schon ausreichen, um Elastizität oder mechanische Verbiegbarkeit zu erzeugen (zum Beispiel eine Verdünnungsstelle, die insbesondere an dem Halteabschnitt als insbesondere reversible Sollknickstelle fungieren kann).
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Halteabschnitt aus einem elastischen Material ausgebildet sein und der Befestigungsabschnitt aus einem rigiden Material ausgebildet sein. Unter einem elastischen Material kann (insbesondere im Gegensatz zu einem plastisch verformbaren Material) ein Material verstanden werden, das bei Auslenkung eines jeweiligen Materialbereichs aus seiner kraftfreien Ruhelage eine zu der Größe der Auslenkung proportionale rückstellende Kraft generiert, mithin das Verhalten einer idealen Feder zeigt. Dagegen kann unter einem rigiden Material ein solches verstanden werden, das bei Ausüben von bei der Handhabung von Probentrenneinrichtungen auftretenden Muskelkräften eines Benutzers keine funktionell spürbare Formänderung vollführt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel können der Halteabschnitt und der Befestigungsabschnitt einstückig, insbesondere miteinander stoffschlüssig, ausgebildet sein. Gemäß dieser Ausgestaltung können Halteabschnitt und Befestigungsabschnitt integral als ein gemeinsamer und zerstörungsfrei untrennbarer Körper ausgebildet sein, zum Beispiel mittels Spritzgießen. Dies erlaubt eine einfache Handhabung der Haltevorrichtung und eine kostengünstige Fertigung.
Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel können der Halteabschnitt und der Befestigungsabschnitt als separate und miteinander verbundene, insbesondere formschlüssig und/oder reibschlüssig miteinander verbundene, Komponenten ausgebildet sein. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel können der Halteabschnitt und der Befestigungsabschnitt zunächst unabhängig voneinander in Bezug auf ihre jeweilige Funktion hin optimiert gefertigt und nachfolgend miteinander verbunden werden. Insbesondere erlaubt diese Ausgestaltung eine unterschiedliche Materialwahl für den Halteabschnitt und den Befestigungsabschnitt. Das Verbinden von Halteabschnitt und Befestigungsabschnitt kann zum Beispiel durch bloßes Aufeinanderstecken erfolgen, womit eine Rastverbindung ausgebildet werden kann.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Befestigungsabschnitt und/oder der Halteabschnitt Kunststoff aufweisen. Alternativ kann der Befestigungsabschnitt und/oder der Haltabschnitt aus einem anderen Material, zum Beispiel Keramik oder Metall, gefertigt sein.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Befestigungsabschnitt aus einem Material aus der Gruppe gebildet sein, die besteht aus Polyamid, glasgefülltem Polyamid, Acrylnitril-Butadien-Styrol, Polyethylen und Polytetrafluorethylen. Derartige Materialien weisen eine ausreichende Festigkeit auf, um die Befestigung der Haltevorrichtung an der Temperierkammer zuverlässig zu gewährleisten. Gleichzeitig haben derartige Materialien eine ausreichend niedrige thermische Leitfähigkeit, um einen nennenswerten Wärmetransfer zwischen der Temperierkammer und der Probentrenneinrichtung durch den Befestigungsabschnitt hindurch zu unterbinden. Auch sind solche Materialien geeignet, eine kostengünstige Herstellung des Befestigungsabschnitt zu ermöglichen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Halteabschnitt aus einem Material aus der Gruppe gebildet sein, die besteht aus einem thermoplastischen Elastomer, Gummi, Silikon, Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk und Polydimethylsiloxan. Derartige Materialien weisen eine ausreichende mechanische Nachgiebigkeit auf, um die Anpassung einer Form des Halteabschnitts an eine Probentrenneinrichtung einer gerade verwendeten Größe zuverlässig zu gewährleisten. Gleichzeitig haben derartige Materialien eine ausreichend niedrige thermische Leitfähigkeit, um einen nennenswerten Wärmetransfer zwischen der Temperierkammer und der Probentrenneinrichtung durch den Halteabschnitt hindurch zu unterbinden. Auch sind solche Materialien geeignet, eine kostengünstige Herstellung des Halteabschnitts zu ermöglichen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Befestigungsabschnitt zum werkzeuglosen, insbesondere händischen, Befestigen der Haltevorrichtung an der Temperierkammer ausgebildet sein. Indem ein Benutzer kein Werkzeug zum Montieren bzw. Demontieren des Befestigungsabschnitts an bzw. von der Temperierkammer benötigt, wird ein hoher Benutzerkomfort erreicht. Zum Beispiel kann ein bloßes Ansetzen des Befestigungsabschnitts an die Temperierkammer durch einen Benutzer und ein nachfolgendes Drehen des Befestigungsabschnitts ausreichen, um die Haltevorrichtung an der Temperierkammer stabil zu befestigen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Befestigungsabschnitt zum reversiblen Befestigen an der Temperierkammer ausgebildet sein. Mit anderen Worten kann der Befestigungsabschnitt mehrere Male an eine Temperierkammer (zum Beispiel an unterschiedlichen Positionen) angedockt werden und wieder von dieser abgenommen werden. Auch die Verwendung einer Haltevorrichtung für mehrere unterschiedliche Temperierkammern ist möglich. Die reversible Verwendbarkeit der Haltevorrichtung macht diese flexibel und universell einsetzbar.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Befestigungsabschnitt ausgebildet sein, mit abgeschlossenem Befestigen an der Temperierkammer, insbesondere mit Einrasten an der Temperierkammer, eine für das abgeschlossene Befestigen indikative haptische und/oder akustische Rückmeldung zu geben. Anders ausgedrückt kann bei erfolgreich vollendeter Befestigung der Haltevorrichtung an der Temperierkammer einem Benutzer eine spürbare haptische Rückmeldung gegeben werden, dass die Haltevorrichtung nun sicher an der Temperierkammer angebracht ist. Damit ist der Benutzerkomfort erhöht und gleichzeitig ein wirksamer Schutz vor der Aufbringung einer überstarken Befestigungskraft durch einen Benutzer geschaffen, bei deren Auftreten die Haltevorrichtung und/oder die Temperierkammer beschädigt werden könnte. Einem Benutzer kann die Vollendung des Befestigungsvorgangs auch hörbar angezeigt werden (zum Beispiel durch ein hörbares Klickgeräusch).
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Befestigungsabschnitt eine Drehverschlusseinrichtung zum Drehbefestigen an einer Drehverschlussgegeneinrichtung der Temperierkammer aufweisen. Ein Befestigungsvorgang, der durch ein Aufsetzen der Haltevorrichtung auf die Temperierkammer und ein nachfolgendes Eindrehen der Haltevorrichtung in eine Befestigungsposition gekennzeichnet ist, ist für einen Benutzer leicht ausführbar und intuitiv. Gleichzeitig verhindert eine solche Drehbefestigung ein unerwünschtes Abnehmen der Haltevorrichtung durch bloßes Abziehen und verbessert damit die Zuverlässigkeit der Befestigung. Alternativ oder ergänzend ist auch ein Festschrauben oder Festklemmen des Befestigungsabschnitts an der Montageinrichtung der Temperierkammer möglich.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Drehverschlusseinrichtung einen Überstand mit in Umfangsrichtung variierender Radialausdehnung aufweisen, der bei Drehbetätigung an einer Nut der Drehverschlussgegeneinrichtung der Temperierkammer formschlüssig und/oder reibschlüssig befestigbar ist. Wenn an einer Befestigungsfläche des Befestigungsabschnitts ein zum Beispiel ringförmiger Überstand gebildet ist, der in Umfangsrichtung einen variierenden Außenradius hat, dann kann die Befestigung der Haltevorrichtung an der Temperierkammer durch Ansetzen eines Umfangsabschnitts mit geringem Radius an die Nut und ein nachfolgendes Eindrehen eines anderen Umfangsabschnitts mit höherem Radius an die Nut erfolgen. Mit mechanisch einfachen Mitteln ist dadurch ein einfacher Befestigungsvorgang mit einer hohen Zuverlässigkeit der Befestigung kombiniert.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Halteabschnitt zum Halten von Probentrenneinrichtungen mit Durchmessern zumindest in einem Bereich zwischen 3 mm und 12 mm ausgebildet sein. Insbesondere für chromatografische Trennexperimente sind Trennsäulen mit den genannten Dimensionen üblich und können gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel mit ein- und derselben universell einsetzbaren Haltevorrichtung nacheinander gehalten werden. Infolge einer ausreichend weichen, nachgiebigen und elastischen Ausgestaltung des Halteabschnitts schmiegt sich das Material des Halteabschnitts an Probentrenneinrichtungen unterschiedlicher Größen an und hält diese durch eine Kombination aus einer elastischen Rückstellkraft und einer Reibkraft zwischen Halteabschnitt und Probentrenneinrichtung fest, die insbesondere durch einen gummiartigen Halteabschnitt besonders wirksam aufgebracht werden kann.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Befestigungsabschnitt einen Sockelabschnitt und einen Trägerabschnitt aufweisen, wobei der Sockelabschnitt zum Befestigen an der Temperierkammer ausgebildet ist und der Halteabschnitt an dem Trägerabschnitt angeordnet ist. Der Sockelabschnitt und der Trägerabschnitt können einander gegenüber liegen und eine Beabstandung zwischen Probentrenneinrichtung und Temperierkammer sicherstellen. Dies fördert eine gleichmäßige Temperaturverteilung über die gesamte Erstreckung der Probentrenneinrichtung hinweg.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Halteabschnitt winklig, bevorzugt in einem Winkel zwischen 30° und 150°, weiter bevorzugt in einem Winkel zwischen 60° und 120°, an dem Trägerabschnitt angeordnet sein. Zum Beispiel kann sich der Halteabschnitt senkrecht von einer den Halteabschnitt tragenden Tragfläche des Trägerabschnitts aus erstrecken. Insbesondere kann ein äußerer Endbereich des Halteabschnitts, welcher der Temperierkammer abgewandt ist, winkelig zu dem Trägerabschnitt verlaufen. Dadurch kann zum Beispiel ein schnabelförmiger und sich zu dem Trägerabschnitt hin verjüngender Hohlraum vor dem Halteabschnitt gebildet werden, der ein intuitives und kraftarmes Einsetzen von Probentrenneinrichtungen unterschiedlicher Durchmesser in den Halteabschnitt fördert.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Halteabschnitt eine Mehrzahl von elastischen Haltestrukturen zum Halten von Probentrenneinrichtungen aufweisen. Zum Beispiel können solche Haltestrukturen Lamellen (insbesondere Lamellen unterschiedlicher Längserstreckung und/oder Dicke), Bürsten (insbesondere Bürsten unterschiedlicher Längserstreckung und/oder Dicke), Noppen (insbesondere Noppen unterschiedlicher Längserstreckung und/oder Dicke), Zähne (insbesondere Zähne unterschiedlicher Längserstreckung und/oder Dicke) und/oder mindestens eine Porenstruktur (insbesondere mindestens einem Schwamm) aufweisen. Indem viele solche Haltestrukturen mit Hohlräumen dazwischen vorgesehen sind, wird die Anpassungsfähigkeit des Halteabschnitts auf Probentrenneinrichtungen unterschiedlicher Dimensionen weiter verbessert.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel können die Haltestrukturen sich winklig, bevorzugt in einem Winkel zwischen 30° und 150°, weiter bevorzugt in einem Winkel zwischen 60° und 120°, von dem Trägerabschnitt erstrecken. Zum Beispiel können die Haltestrukturen senkrecht von dem Trägerabschnitt herauswachsen. Bei einer schrägen Anordnung der Haltestrukturen ausgehend von dem Trägerabschnitt kann ein für einen Benutzer auch optisch intuitiver Einführkanal zum Einführen einer jeweiligen Probentrenneinrichtung gebildet werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Halteabschnitt zum klemmenden und/oder reibkraftbasierten Halten von Probentrenneinrichtungen unterschiedlicher Dimensionen ausgebildet sein. Klemm- und Reibkräfte ermöglichen ein reversibles Montieren und Demontieren von Probentrenneinrichtungen unterschiedlicher Dimensionen und simultan ein zuverlässiges Halten.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann oder können der Halteabschnitt und/oder der Befestigungsabschnitt aus einem thermisch schlecht leitfähigen Material oder einem thermisch isolierenden Material, insbesondere mit einer Wärmeleitfähigkeit von unter 1 W/mK, ausgebildet sein. Insbesondere können die Haltevorrichtung und die Temperierkammer derart ausgebildet sein, dass, wenn eine Probentrenneinrichtung von dem Halteabschnitt gehalten ist und die Haltevorrichtung an der Temperierkammer befestigt ist, eine Berührung und/oder eine thermisch leitfähige Direktverbindung zwischen der Probentrenneinrichtung und der Temperierkammer verunmöglicht ist. Gemäß diesen besonders bevorzugten Ausführungsformen kann eine an der Haltevorrichtung gehaltene Probentrenneinrichtung von einer beheizten Wand der Temperierkammer mittels der zumindest abschnittsweise thermisch isolierenden bzw. thermisch schlecht leitenden Haltevorrichtung hinsichtlich Wärmeleitfähigkeit im Wesentlichen thermisch entkoppelt werden. Eine Temperierung der Probentrenneinrichtung durch die Temperierkammer (die zum Beispiel eine beheizte Wand aufweisen kann) kann dann ganz überwiegend durch die gasförmige Atmosphäre in der Temperierkammer erfolgen, die ihrerseits durch die Temperierkammer temperiert (insbesondere geheizt) werden kann. Dadurch ist eine homogene bzw. räumlich gleichmäßige Temperierung der Probentrenneinrichtung sichergestellt, was die Genauigkeit des Trennergebnisses erhöht.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel können die Halteeinrichtung und die Befestigungseinrichtung aus einem Material ausgebildet sein, das temperaturstabil bis mindestens 110 °C, insbesondere bis mindestens 130 °C, ist. Somit kann die Haltevorrichtung Temperaturen standhalten, die in Säulenöfen moderner Flüssigchromatographie-Geräte herrschen können.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Temperieranordnung zumindest eine zusätzliche Haltevorrichtung mit den oben genannten Merkmalen aufweisen, wobei eine Probentrenneinrichtung an unterschiedlichen Positionen mittels der Haltevorrichtung und der zumindest einen zusätzlichen Haltevorrichtung (insbesondere mittels genau zwei baugleicher Haltevorrichtungen) gehalten ist. Insbesondere kann eine im Wesentlichen röhrenförmige bzw. zylindrische Probentrenneinrichtung im Bereich ihrer zwei einander gegenüberliegenden Endabschnitte mittels einer jeweiligen Haltevorrichtung gehalten werden, sodass die auf die Haltevorrichtung und die Probentrenneinrichtung einwirkenden Kräfte ausreichend niedrig sind und räumlich gut verteilt werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Temperierkammer eine temperierbare Temperierwand aufweisen, an der die Montageeinrichtung, insbesondere ausgebildet als Nut, weiter insbesondere als V-förmige Nut, T-förmige Nut oder halbkreisförmige Nut, noch weiter insbesondere mit außenseitigem Schwalbenschwanz, zum Montieren des Befestigungsabschnitts ausgebildet ist. Besonders vorteilhaft kann mindestens eine schienenartig ausgebildete Aufnahmenut an der Temperierwand vorgesehen werden, die universell und an beliebiger Stelle zum Montieren von einer oder mehreren Haltevorrichtungen (und/oder anderer Komponenten, zum Beispiel Vorheizeinrichtungen zum Vorheizen eines Fluids stromaufwärts einer Probentrenneinrichtung) ausgebildet bzw. geeignet sind. Zum Beispiel können zwei voneinander in einer Längserstreckungsrichtung der Aufnahmenut beabstandete Haltevorrichtungen zum Aufnehmen von zwei unterschiedlichen Bereichen (zum Beispiel Endbereichen) einer Probentrenneinrichtung konfiguriert werden, zum Aufnehmen von zwei unterschiedlichen Probentrenneinrichtungen (die auch unterschiedlich groß sein können) konfiguriert werden und/oder zum Aufnehmen einer Probentrenneinrichtung und eines anderen fluidischen Bauteils (zum Beispiel einer Vorheizeinrichtung zum Vorheizen eines Fluids stromaufwärts einer Probentrenneinrichtung) konfiguriert werden. Dadurch kann, insbesondere bei Vorsehen mehrerer solcher Aufnahmenuten in einer Temperierkammer, ein modulares System zum benutzerdefinierten Aufnehmen mehrerer gleichartiger und/oder unterschiedlicher Fluidbauteile geschaffen werden.
Als besonders vorteilhaft hat sich die Kombination aus einer V-förmigen Aufnahmenut mit einem außenseitigen Schwalbenschwanz herausgestellt. Eine solche Konfiguration, die zum Beispiel in 14 dargestellt ist, erlaubt die Aufnahme eines ersten Fluidbauteils (zum Beispiel einer Vorheizeinrichtung) in der V-förmigen Aufnahmenut mit einer direkten (insbesondere wärmeleitfähigen) thermischen Ankopplung an eine beheizte Oberfläche der Temperierwand, und erlaubt gleichzeitig die Aufnahme eines zweiten Fluidbauteils (zum Beispiel einer Probentrenneinrichtung) an dem außenseitigen Schwalbenschwanz mit einer vorteilhaft nur indirekten (vermittelt durch Gas in der Temperierkammer) thermischen Ankopplung an die beheizte Oberfläche der Temperierwand. Dies ermöglicht eine platzsparende Anordnung der Fluidbauteile mit kurzen fluidischen Verbindungspfaden zwischen solchen Fluidbauteilen in der Temperierkammer. Das Bereitstellen einer V-förmigen Aufnahmenut hat den weiteren Vorteil, dass bei einem unerwünschten direkten Einlegen einer Probentrenneinrichtung in die V-förmige Aufnahmenut durch einen Benutzer (was unerwünscht zu einer direkten und somit inhomogenen Beheizung der Probentrenneinrichtung an einer Berührstelle mit der Temperierkammer führen würde) die Probentrenneinrichtung unter dem Einfluss der Gravitationskraft aus der V-förmigen Aufnahmenut herausrutschen würde und somit einen Benutzer davor schützen würde, die Probentrenneinrichtung in ungeeigneter Weise zu betreiben. Eine parasitäre Direktheizung kann dadurch verunmöglicht werden.
Alternativ ist auch eine (reversible oder irreversible) Klebebefestigung der Haltevorrichtung an der Temperierkammer möglich.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Halteabschnitt mittels Umgießens, insbesondere Spritzumgießens, von zumindest einem Teil des Befestigungsabschnitts ausgebildet werden. Zum Beispiel kann zunächst der Befestigungsabschnitt in einer ersten Spritzgussprozedur hergestellt werden. Nachfolgend kann der so hergestellte Befestigungsabschnitt in eine andere Spritzgusskammer eingeführt werden und mit Material zum Ausbilden des Halteabschnitts umspritzt werden. Dies stellt eine innige Verbindung zwischen Halteabschnitt und Befestigungsabschnitt sicher und ermöglicht dennoch deren individuelle Materialanpassung an die unterschiedlichen Aufgaben von Halteabschnitt und Befestigungsabschnitt.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel können der Halteabschnitt und der Befestigungsabschnitt getrennt voneinander hergestellt werden, insbesondere jeweils mittels Spritzgießens, und nachfolgend miteinander verbunden werden, insbesondere reibschlüssig und/oder formschlüssig. Zum Beispiel kann der Halteabschnitt in einer ersten Spritzgusskammer hergestellt werden. Unabhängig davon kann der Befestigungsabschnitt in einer zweiten Spritzgusskammer hergestellt werden. Die so hergestellten Abschnitte können danach zu der Haltevorrichtung zusammengefügt werden. Dies kann rein mechanisch erfolgen, zum Beispiel durch Ausbilden einer mechanischen Klick- oder Rastverbindung, oder auch unter Verwendung von Klebstoff oder mittels eines Fügeverfahrens (wie zum Beispiel Schweißen).
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Probentrenngerät als mikrofluidisches Messgerät, Flüssigkeitschromatographiegerät oder HPLC eingerichtet sein. Das Probentrenngerät kann also insbesondere als ein HPLC-Gerät (High Performance Liquid Chromatography oder Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie), ein Life Science-Gerät oder ein SFC-Gerät (Supercritical Fluid Chromatography) ausgebildet sein. Allerdings sind andere Anwendungen möglich.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Probentrenngerät druckfest eingerichtet sein zum Betrieb bei einem Druck von bis zu ungefähr 100 bar, insbesondere zum Betrieb bei einem Druck von bis zu ungefähr 500 bar, weiter insbesondere zum Betrieb bei einem Druck von bis zu ungefähr 1000 bar.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Probentrenngerät als Probentrenneinrichtung eine Trennsäule zum Trennen unterschiedlicher Fraktionen der injizierten Fluid-Probe aufweisen. Eine solche Trennsäule kann mit einem Adsorptionsmedium gefüllt sein, zum Beispiel poröse Beads aus Silikagel oder Aktivkohle. Durch chemische Wechselwirkung mit diesen porösen Beads kann dann die fluidische Probe an der Trennsäule zeitweilig immobilisiert oder adsorbiert werden. Zum Beispiel durch Einstellung eines Gradienten einer Lösungsmittelzusammensetzung können dann die einzelnen Fraktionen von dem Adsorptionsmedium einzeln abgelöst bzw. desorbiert und nachfolgend detektiert werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die analytische Pumpe zum Befördern der injizierten Fluid-Probe gemeinsam mit einer mobilen Phase ausgebildet sein. Die mobile Phase kann eine Lösungsmittelzusammensetzung sein, die zeitlich konstant sein kann oder sich einstellbar ändern kann und die nach dem Einführen der Fluid-Probe durch das Injektionsventil in den Probentrennpfad mit der Fluid-Probe gemischt wird. Das Gemisch aus mobiler Phase und Fluid-Probe kann dann durch eine als Hochdruckpumpe ausgebildete analytische Pumpe durch den chromatographischen Trennpfad gepumpt werden. Das Probentrenngerät kann also eine oder mehrere Pumpen zum Befördern der injizierten Fluid-Probe gemeinsam mit einer mobilen Phase durch zumindest einen Teil des Probentrenngeräts 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 pumpen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Probentrenngerät einen Probendetektor zur Detektieren von getrennten Probenkomponenten der Fluid-Probe aufweisen. Ein solcher Probendetektor kann auf einem Detektionsprinzip basieren, das elektromagnetische Strahlung (zum Beispiel im UV-Bereich oder im sichtbaren Bereich) detektiert, die von bestimmten Probenkomponenten der Fluid-Probe stammt.
Alternativ oder ergänzend kann das Messgerät einen Probenfraktionierer zum Fraktionieren der getrennten Probenkomponenten aufweisen. Ein solcher Fraktionierer kann die verschiedenen Probenkomponenten zum Beispiel in verschiedene Flüssigkeitsbehälter führen. Die analysierte Fluid-Probe kann aber auch einen Waste-Container zugeführt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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.
1 zeigt ein HPLC-Messgerät gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
2 und 3 zeigen zwei räumliche Ansichten einer Haltevorrichtung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
4 zeigt einen Befestigungsabschnitt einer Haltevorrichtung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
5 und 6 zeigen Temperieranordnungen gemäß exemplarischen Ausführungsbeispielen der Erfindung.
7 bis 12 zeigen Haltevorrichtungen gemäß exemplarischen Ausführungsbeispielen der Erfindung.
13 zeigt eine Seitenansicht einer Temperieranordnung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung mit daran montierten Probentrenneinrichtungen.
14 zeigt eine Temperierwand mit Montageeinrichtung einer Temperieranordnung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
15 zeigt eine Detailansicht eines Teils der Temperierkammer gemäß 14.
16 und 17 zeigen Temperieranordnungen gemäß exemplarischen Ausführungsbeispielen der Erfindung.
Die Darstellung in der Zeichnung ist schematisch.
Bevor bezugnehmend auf die Zeichnungen exemplarische Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben werden, werden nachfolgend einige Überlegungen dargestellt, basierend auf denen exemplarische Ausführungsbeispiele der Erfindung entwickelt worden sind.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel ist ein Säulenhalter bereitgestellt, der als Klemm- bzw. Greifgerät im Inneren eines chromatographischen Säulenofens angebracht werden kann, um Säulen unterschiedlicher Durchmesser sicher halten zu können. Nach dem Montieren verbleibt die Haltevorrichtung an einer benutzerdefinierbaren Stelle des Säulenofens und hält eine daran montierte Chromatographie-Säule an Ort und Stelle. Sowohl die Haltevorrichtung als auch die Säule sind vor einer unerwünschten Bewegung nach der Montage durch den Benutzer geschützt. Die Installation der Haltevorrichtung im Inneren des Säulenofens ist sehr einfach und erfordert kein Werkzeug. Die Haltevorrichtung kann beispielsweise in Schwalbenschwanznuten des Säulenofens montiert werden, entlang dieser Nuten verschoben werden und dadurch gemeinsam mit einer weiteren Haltevorrichtung auf Säulen unterschiedlicher Längen angepasst werden. Aufgrund der flexiblen Konfiguration der Haltevorrichtung passt sich diese selbsttätig auf unterschiedliche Säulendurchmesser an. Aufgrund eines monolithischen Designs einer Haltevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel ist ein Benutzer sicher davor geschützt, kleine Teile einer komplexen mehrkomponentigen Vorrichtung zu verlieren. Alternativ zu einer Schwalbenschwanznut kann auch ein im Querschnitt-T-förmiger oder dreieckförmiger oder (halb-)kreisförmig ausgebildeter Hinterschnitt in der Temperierkammer zum Aufnehmen der Haltevorrichtung eingesetzt werden. Auch ein erhaben überstehendes Aufsetzen einer Montageeinrichtung auf eine Wand (zum Beispiel eine ebene Wand) der Temperierkammer ist möglich. Die Haltevorrichtung kann mit einem Twistlock-Mechanismus versehen werden, um eine Drehbefestigung zu ermöglichen. Wenn eine solche Haltevorrichtung in der Nut angeordnet und gedreht wird, wird die Haltevorrichtung in der Nut fixiert. Dies erlaubt ein freies Positionieren der Haltevorrichtung entlang der Nut. Wenn die Haltevorrichtung allerdings in der Nut montiert ist, ist sie verschiebe- und verrutschfest in der Nut fixiert, bis ein Benutzer die Drehverriegelung bzw. sonstige Fixierung löst und die Haltevorrichtung entlang der Aufnahmenut neu positioniert. Dies kann mehrere Male durchgeführt werden, ohne dass Werkzeuge erforderlich sind. Nach der Montage der Haltevorrichtung an der Aufnahmenut werden die Säulen einfach in einen Aufnahmespalt oder einen sonst wie konfigurierten Halteabschnitt an der nach außen hin zugänglichen Seite der Haltevorrichtung eingeschoben, wobei auch diese Prozedur werkzeugfrei durchgeführt werden kann. Die Demontage der Säule erfolgt, indem die Säule einfach aus dem Halteabschnitt herausgenommen wird. Aufgrund der flexiblen Natur der Vorderseite der Haltevorrichtung können Säulen unterschiedlicher Durchmesser alle sicher an Ort und Stelle gehalten werden, sodass es kein Erfordernis für unterschiedliche Versionen von Haltevorrichtungen für Chromatographiezwecke gibt. Eine Haltevorrichtung eines Designs kann unterschiedliche Säulen aufnehmen. Eine gewünschte Flexibilität bzw. Elastizität des Halteabschnitts kann durch Verwendung eines flexiblen Metallfedermaterials erreicht werden, durch die Verwendung von gummiartigem Material, etc. Eine Flexibilität eines Materials für den Halteabschnitts (geeignet sind zum Beispiel Polymere) kann auch durch eine geeignete Formgebung unterstützt werden, wie zum Beispiel durch eine Ausgestaltung von Haltestrukturen als Lamellen, Finnen, Bürsten, Halme, Ballone, etc. Derartige Haltestrukturen können reversibel gebogen und/oder geknickt werden und sich so auf unterschiedliche Säulendurchmesser anpassen, wobei die Säulen simultan vor einer unerwünschten Bewegung im befestigten Zustand geschützt werden. Die Haltevorrichtung ist vorzugsweise aus einem wärmeisolierenden Material gebildet, um nicht eine adiabatische Temperatursteuerung der Säule zu konterkarieren.
1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines HPLC-Systems als Beispiel für ein Probentrenngerät 10, wie es zum Beispiel zur Flüssigkeitschromatografie verwendet werden kann. Eine analytische Pumpe 20 treibt eine mobile Phase, die von einem Lösungsmittelbehälter 25 bereitgestellt und mittels eines Entgasers 27 entgast werden kann, durch ein Separationsgerät als Probentrenneinrichtung 30 (wie zum Beispiel eine chromatographische Säule), die eine stationäre Phase beinhaltet. Eine Probenaufgabeeinheit, die auch Probeninjektor oder nur Injektor 40 genannt wird, ist zwischen der Pumpe 20 und der Probentrenneinrichtung 30 angeordnet, um mittels eines Fluidschalters (der zum Injektor 40 gerechnet werden kann) gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung eine fluidische Probe in die mobile Phase einzubringen. Die stationäre Phase der Probentrenneinrichtung 30 ist dazu vorgesehen, Probenkomponenten der Probenflüssigkeit zu separieren. Ein Detektor 50 detektiert separierte Probenkomponenten der Probe, und ein Fraktionierungsgerät 60 kann dazu vorgesehen werden, separierte Probenkomponenten der Probenflüssigkeit auszugeben, zum Beispiel in dafür vorgesehene Behälter oder einen Abfluss. Eine Steuereinrichtung 70 steuert die Komponenten des Probentrenngeräts 10.
Während ein Flüssigkeitspfad zwischen der Pumpe 20 und der Probentrenneinrichtung 30 typischerweise unter Hochdruck steht, wird die Probenflüssigkeit unter Normaldruck zunächst in einen vom Flüssigkeitspfad getrennten Bereich, eine so genannten Probenschleife (als Probenaufnahmevolumen), des Injektors 40 eingegeben, die dann wiederum die Probenflüssigkeit in den unter Hochdruck stehenden Flüssigkeitspfad einbringt. Beim Zuschalten der zunächst unter Normaldruck stehenden Probenflüssigkeit in der Probenschleife in den unter Hochdruck stehenden Flüssigkeitspfad wird der Inhalt der Probenschleife schlagartig (typischerweise im Bereich von Millisekunden) auf den Systemdruck des Probentrenngeräts 10 gebracht.
In 1 ist auch zu erkennen, dass die Probentrenneinrichtung 30 gemeinsam mit einer Vorheizeinrichtung 90 in einer Temperierkammer 202 angeordnet ist und dort mittels einer Heizquelle 80 geheizt werden kann. Genauer gesagt heizt die Heizquelle 80 eine Wand der Temperierkammer 202. Die Vorheizeinrichtung 90, durch die das Fluid vor Einströmen in die Probentrenneinrichtung 30 strömt, ist direkt an der Wand der Temperierkammer 202 angebracht und somit direkt thermisch mit der Wand gekoppelt. Dagegen ist die Probentrenneinrichtung 30 thermisch isolierend an der Wand der Temperierkammer 202 angebracht und wird indirekt, mithin adiabatisch, durch mittels der beheizten Wand erhitzte Luft in der Temperierkammer 202 geheizt.
2 und 3 zeigen unterschiedliche Ansichten einer Haltevorrichtung 200 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung, mit welcher Haltevorrichtung 200 die Probentrenneinrichtung 30 in der Temperierkammer 202 montiert werden kann.
Die Haltevorrichtung 200 dient zum Halten der Probentrenneinrichtung 30 in der Temperierkammer 202 des Probentrenngeräts 10 gemäß 1. Die Temperierkammer 202 weist einen Luftraum 270 und eine temperierbare Temperierwand 210 auf, an der eine Montageeinrichtung 208 in Form einer V-förmigen Nut mit außenseitigem Schwalbenschwanz zum Montieren eines Befestigungsabschnitts 204 der Haltevorrichtung 200 ausgebildet ist.
Die Haltevorrichtung 200 ist also aus dem Befestigungsabschnitt 204, der zum Befestigen der Haltevorrichtung 200 an der Temperierkammer 202 ausgebildet ist, und einem mit dem Befestigungsabschnitt 204 verbundenen Halteabschnitt 206 gebildet, der zum Halten von Probentrenneinrichtungen 30 unterschiedlicher Dimensionen (insbesondere unterschiedlicher Durchmesser) ausgebildet ist, wobei zu jedem Zeitpunkt nur eine bestimmte Probentrenneinrichtung 30 gehalten wird. Der Halteabschnitt 206 ist weicher (d.h. mit geringerer Festigkeit) ausgebildet als der Befestigungsabschnitt 204. Dadurch erhält der elastische Halteabschnitt 206 zum Aufnehmen von Probentrenneinrichtungen 30 unterschiedlicher Größe eine anpassungsfähige Gestalt, ohne die Fähigkeit zu verlieren, solche Probentrenneinrichtungen 30 mittels einer Klemmkraft und/oder einer Reibkraft zuverlässig zu fixieren. Der rigidere (d.h. eine höhere Festigkeit aufweisende) Befestigungsabschnitt 204 dagegen ist so ausgebildet, dass er auch bei Einwirken von Befestigungskräften formstabil verbleibt und somit ein unerwünschtes Herausfallen der Haltevorrichtung 200 aus der Montageeinrichtung 208 an und/oder in der Temperierkammer 202 unterbunden ist.
Der Halteabschnitt 206, der auch als Weichkomponente bezeichnet werden kann, ist zum Beispiel aus Silikon und somit aus einem weicheren Material ausgebildet als der zum Beispiel aus Polyamid hergestellte Befestigungsabschnitt 204, der auch als Hartkomponente bezeichnet werden kann. Die genannte Materialwahl bewirkt auch eine gute thermische Isolation zwischen einer in dem Halteabschnitt 206 gehaltenen Probentrenneinrichtung 30 und der Temperierkammer 202, an der die Haltevorrichtung 200 mittels des Befestigungsabschnitts 204 angebracht ist. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Probentrenneinrichtung 30 vorteilhaft lediglich durch die homogen aufgeheizte Umgebungsluft geheizt wird, so dass die Probentrenneinrichtung 30 unter adiabatischen und somit wohldefinierten Bedingungen betreibbar ist. Darüber hinaus sind diese Materialien geeignet, den Heiztemperaturen (von zum Beispiel bis zu 110 °C) standzuhalten, die für chromatographische Trennexperimente in der Temperierkammer 202 herrschen. Zudem ist, wie in 3 erkennbar, der Halteabschnitt 206 abschnittsweise mit einer geringeren Materialstärke ausgebildet als der Befestigungsabschnitt 204. Der Halteabschnitt 206 und der Befestigungsabschnitt 204 sind zudem als separate und miteinander fest verbundene Komponenten ausgebildet.
Wie in 2 und 3 erkennbar ist, weist der Halteabschnitt 206 einen durchgehenden Schlitz 234 auf, der in einem an der Temperierkammer 202 montierten Zustand der Haltevorrichtung 200 sich entlang einer zugehörigen Aufnahmenut 236 der Montageeinrichtung 208 erstreckt, entlang welcher sich im montierten Zustand auch die Probentrenneinrichtung 30 erstreckt. Der Schlitz 234 weitet sich bei Einführen einer Probentrenneinrichtung 30 in den Halteabschnitt 206 auf, erlaubt dadurch die Aufnahme der Probentrenneinrichtung 30. Das elastische Material des Halteanschnitts 206 übt zudem beidseitig des Schlitzes 234 eine die Probentrenneinrichtung 30 klemmbefestigende und reibbefestigende Kraft aus. Der Halteabschnitt 206 weist eine Mehrzahl von elastischen Haltestrukturen 300 zum Halten von Probentrenneinrichtungen 30 auf, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als beidseitig des Schlitzes 234 symmetrisch angeordnete Lamellen mit freien Enden ausgebildet sind. Diese Haltestrukturen 300, die einseitig an breiteren Verbindungsabschnitten 302 gruppenweise miteinander verbunden sind, können abhängig von der Größe einer jeweils aufzunehmenden Probentrenneinrichtung 30 stärker oder schwächer aufgefaltet bzw. elastisch verbogen werden. Durch die beschriebene Ausgestaltung des Halteabschnitts 206 ist der Halteabschnitt 206 zum Halten von Probentrenneinrichtungen 30 mit Durchmessern in einem Bereich zwischen 3 mm und 12 mm geeignet. Je nach Größe der zu haltenden Probentrenneinrichtung 30 weitet sich der Schlitz 234 stärker oder schwächer auf. Eine jeweilige Probentrenneinrichtung 30 kann in den Halteabschnitt 206 händisch und werkzeugfrei eingesetzt werden und später händisch und werkzeugfrei wieder aus dem Halteabschnitt 206 herausgenommen werden.
Der Befestigungsabschnitt 204 ist, vorzugsweise vor dem Einsetzen einer Probentrenneinrichtung 30 in den Halteabschnitt 206, zum werkzeuglosen, händischen und reversiblen (das heißt wieder lösbaren und neu befestigbaren) Befestigen der Haltevorrichtung 200 an der Montageeinrichtung 208 der Temperierkammer 202 ausgebildet. Dies erfolgt mittels eines Drehverschlussmechanismus, der bezugnehmend auf 4 näher beschrieben wird. Der Befestigungsabschnitt 204 hat einen temperierkammerseitigen Sockelabschnitt 220 und einen probentrenneinrichtungsseitigen Trägerabschnitt 222. Der Sockelabschnitt 220 ist zum Befestigen an der Montageeinrichtung 208 der Temperierkammer 202 ausgebildet. Der Halteabschnitt 206 ist an dem Trägerabschnitt 222 angeordnet bzw. darin angestückt. Vorteilhaft ist der Befestigungsabschnitt 204 ausgebildet, bei abgeschlossenem Befestigen an der Temperierkammer 202, d.h. bei Einrasten an der Temperierkammer 202, eine für das abgeschlossene Befestigen indikative haptische (d.h. spürbares Anschlagen in einer Endstellung) bzw. akustische (d.h. hörbares Anschlagen) Rückmeldung zu geben. Der Halteabschnitt 206 erstreckt sich senkrecht von dem Trägerabschnitt 222 aus. Auch die Haltestrukturen 300 erstrecken sich senkrecht von dem Trägerabschnitt 222 aus.
4 zeigt eine Halteeinrichtung 204 einer Haltevorrichtung 200 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung und zeigt insbesondere eine Ausgestaltung des Sockelabschnitts 220. Gemäß 4 weist der Befestigungsabschnitt 204 eine Drehverschlusseinrichtung 400 zum Drehbefestigen an einer in 2 erkennbaren, eine Schwalbenschwanznut bildende Drehverschlussgegeneinrichtung der Montageeinrichtung 208 der Temperierkammer 202 auf. Die Drehverschlusseinrichtung 400 weist einen Überstand mit in Umfangsrichtung variierender Radialausdehnung r, R (wobei r < R) auf, der bei Drehbetätigung an einer Nut der Drehverschlussgegeneinrichtung der Temperierkammer 202 formschlüssig und/oder reibschlüssig befestigbar ist. Die Haltevorrichtung 200 wird zunächst so in die die Schwalbenschwanznut bildende Drehverschlussgegeneinrichtung der Montageeinreichung 208 eingesetzt, dass der Bereich mit dem kleineren Radius r mit ausreichend Spiel und somit bequem verschiebbar an der Schwalbenschwanznut angeordnet ist. Nach Auswahl einer gewünschten Montageposition der Haltevorrichtung 200 entlang der Schwalbenschwanznut kann die Haltevorrichtung 200 dann entlang einer in 4 mit Bezugszeichen 402 gekennzeichneten Drehrichtung verdreht werden, bis der Bereich mit dem größeren Radius R in Eingriff mit der Schwalbenschwanznut gerät und dadurch eine klemmkraft- und reibkraftbasierte Befestigung der Haltevorrichtung 200 an der Temperierkammer 202 bewirkt wird.
5 und 6 zeigen Temperieranordnungen 500 gemäß exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die gezeigten Temperieranordnungen 500 dienen zum Temperieren von Probentrenneinrichtungen 30 zum Trennen von fluidischen Proben in einem Probentrenngerät 10. Die Temperieranordnungen 500 enthalten jeweils mehrere Haltevorrichtungen 200 zum Halten von mehreren, unterschiedlich dimensionierten Probentrenneinrichtungen 30, die in einer Temperierkammer 202 montiert sind. In der Temperierkammer 202 ist eine mittels einer in 5 und 6 nicht gezeigten Heizeinrichtung gegenüber einer Umgebungstemperatur erhöhte Temperiertemperatur ausbildbar. Die jeweilige Temperierkammer 202 weist eine jeweilige Montageeinrichtung 208 zum Montieren der Befestigungsabschnitte 204 der Haltevorrichtungen 200 auf.
Die in 5 gezeigten Probentrenneinrichtungen 30 unterschiedlicher Größen sind an jeweils zwei unterschiedlichen Positionen mittels zwei jeweils zugeordneten der Haltevorrichtungen 200 gehalten.
6 zeigt unterschiedliche Haltevorrichtungen 200 mit unterschiedlichen Haltestrukturen 300, nämlich eine mit Lamellen, eine mit Zähnen, eine mit zwei einander gegenüberliegenden und zusammenwirkenden Klemmbacken und eine mit einer Blattfederstruktur.
7 bis 12 zeigen Haltevorrichtungen 200 gemäß exemplarischen Ausführungsbeispielen der Erfindung. In 7 ist eine Haltevorrichtung 200 gezeigt, deren Befestigungsabschnitt 204 rigide und in Draufsicht im Wesentlichen rechteckförmig ist und deren Halteabschnitt 206 zwei einander gegenüberliegende Klemmbacken aufweist. Die Haltevorrichtung 200 gemäß 8 hat einen ähnlichen Halteabschnitt 206 wie die Haltevorrichtung 200 gemäß 7, hat jedoch als Befestigungsabschnitt 204 zwei einander gegenüberliegende Befestigungsstreben mit aufgeweiteten freien Endabschnitten 800. Die in 9 gezeigte Haltevorrichtung 200 unterscheidet sich von der in 3 gezeigten Haltevorrichtung 200 dadurch, dass die lamellenförmigen Haltestrukturen 300, die gemäß 3 freie Enden haben, gemäß 9 nicht nur an den außenseitigen Verbindungabschnitten 302 gruppenweise verbunden sind, sondern zudem im Probentrenneinrichtungs-Aufnahmebereich ringförmig geschlossen sind. Die Haltevorrichtung 200 gemäß 10 entspricht im Wesentlichen jener gemäß 3. Die Haltevorrichtung 200 gemäß 11 hat zusätzlich Einkerbungen 1100 an einer den Probentrenneinrichtungen 30 zugeordneten Seite der Haltevorrichtung 200. Während die Haltevorrichtungen 200 gemäß 9 bis 11 nach außen hin konvexe Lamellen als Haltestrukturen 300 aufweisen, sind die lamellenartigen Haltestrukturen 300 bei der Haltevorrichtung 200 gemäß 12 nach außen hin konkav.
13 zeigt eine Seitenansicht einer Temperieranordnung 500 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung mit daran montierten Probentrenneinrichtungen 30. Die Aufnahmenut 236 weist einen im Wesentlichen V-förmigen Aufnahmeraum 1300 zum Aufnehmen der Vorheizeinrichtung 90 und einen außenseitigen Aufnahmeraum 1302 mit den seitlichen Schwalbenschwanznuten auf, an denen die Haltevorrichtung 200 aufnehmbar ist. 13 zeigt auch, dass die Aufnahmenut 236 so ausgestaltet ist, dass an dieser gleichzeitig im V-förmigen Aufnahmeraum 1300 eine Vorheizeinrichtung 90 und in dem außenseitigen Aufnahmeraum 1302 die Haltevorrichtung 200 aufgenommen werden kann.
14 zeigt eine Temperierkammer 202 einer Temperieranordnung 500 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei der Temperierkammer 202 sind mehrere schienenförmige Aufnahmenuten 236 parallel zueinander vorgesehen, so dass dort eine Vielzahl von Fluidbauteilen montiert werden können. 15 zeigt eine Detailansicht eines Teils der Temperierkammer 202 gemäß 14.
16 und 17 zeigen Temperieranordnungen 500 gemäß anderen exemplarischen Ausführungsbeispielen der Erfindung.
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.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0309596 B1 [0002]

Claims

Haltevorrichtung (200) zum Halten von Probentrenneinrichtungen (30) in einer Temperierkammer (202) zum Trennen einer fluidischen Probe in einem Probentrenngerät (10), wobei die Haltevorrichtung (200) aufweist: einen Befestigungsabschnitt (204), der zum Befestigen der Haltevorrichtung (200) an der Temperierkammer (202) ausgebildet ist; einen mit dem Befestigungsabschnitt (204) verbundenen Halteabschnitt (206), der zum Halten von Probentrenneinrichtungen (30) unterschiedlicher Dimensionen ausgebildet ist; wobei der Halteabschnitt (206) weicher ausgebildet ist als der Befestigungsabschnitt (204).
Haltevorrichtung (200) gemäß Anspruch 1, aufweisend eines der folgenden Merkmale: wobei der Halteabschnitt (206) aus einem weicheren Material ausgebildet ist als der Befestigungsabschnitt (204); wobei der Halteabschnitt (206) aus demselben Material ausgebildet ist wie der Befestigungsabschnitt (204) und eine zumindest stellenweise geringere Materialstärke hat als der Befestigungsabschnitt (204).
Haltevorrichtung (200) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Halteabschnitt (206) aus einem elastischen Material ausgebildet ist und der Befestigungsabschnitt (204) aus einem rigiden Material ausgebildet ist.
Haltevorrichtung (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, aufweisend eines der folgenden Merkmale: wobei der Halteabschnitt (206) und der Befestigungsabschnitt (204) einstückig, insbesondere miteinander stoffschlüssig, ausgebildet sind; wobei der Halteabschnitt (206) und der Befestigungsabschnitt (204) als separate und miteinander verbundene, insbesondere formschlüssig und/oder reibschlüssig miteinander verbundene, Komponenten ausgebildet sind.
Haltevorrichtung (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Befestigungsabschnitt (204) aus einem Material aus der Gruppe gebildet ist, die besteht aus Polyamid, glasgefülltem Polyamid, Acrylnitril-Butadien-Styrol, Polyethylen und Polytetrafluorethylen.
Haltevorrichtung (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Halteabschnitt (206) aus einem Material aus der Gruppe gebildet ist, die besteht aus einem thermoplastischen Elastomer, Gummi, Silikon, Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk und Polydimethylsiloxan.
Haltevorrichtung (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Befestigungsabschnitt (204) eine Drehverschlusseinrichtung (400) zum Drehbefestigen an einer Drehverschlussgegeneinrichtung (208) der Temperierkammer (202) aufweist.
Haltevorrichtung (200) gemäß Anspruch 7, wobei die Drehverschlusseinrichtung (400) einen Überstand mit in Umfangsrichtung variierender Radialausdehnung (r, R) aufweist, der bei Drehbetätigung an einer Nut der Drehverschlussgegeneinrichtung (208) der Temperierkammer (202) formschlüssig und/oder reibschlüssig befestigbar ist.
Haltevorrichtung (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Befestigungsabschnitt (204) einen Sockelabschnitt (220) und einen Trägerabschnitt (222) aufweist, wobei der Sockelabschnitt (220) zum Befestigen an der Temperierkammer (202) ausgebildet ist und der Halteabschnitt (206) im Wesentlichen an dem Trägerabschnitt (222) angeordnet ist.
Haltevorrichtung (200) gemäß Anspruch 9, wobei der Halteabschnitt (206) winklig, bevorzugt in einem Winkel zwischen 30° und 150°, weiter bevorzugt in einem Winkel zwischen 60° und 120°, an dem Trägerabschnitt (222) angeordnet ist.
Haltevorrichtung (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Halteabschnitt (206) eine Mehrzahl von elastischen Haltestrukturen (300) zum Halten von Probentrenneinrichtungen (30) aufweist.
Haltevorrichtung (200) gemäß Anspruch 11, wobei die Haltestrukturen (300) aus einer Gruppe ausgewählt sind, die besteht aus Lamellen, insbesondere Lamellen unterschiedlicher Längserstreckung und/oder Dicke, Bürsten, Noppen, Zähnen und mindestens einer Porenstruktur, insbesondere mindestens einem Schwamm.
Haltevorrichtung (200) gemäß Anspruch 12, wobei die Haltestrukturen (300) sich winklig, bevorzugt in einem Winkel zwischen 30° und 150°, weiter bevorzugt in einem Winkel zwischen 60° und 120°, von dem Trägerabschnitt (222) erstrecken.
Haltevorrichtung (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, aufweisend zumindest eines der folgenden Merkmale: wobei der Befestigungsabschnitt (204) zum werkzeuglosen, insbesondere händischen, Befestigen der Haltevorrichtung (200) an der Temperierkammer (202) ausgebildet ist; wobei der Befestigungsabschnitt (204) zum reversiblen Befestigen an der Temperierkammer (202) ausgebildet ist; wobei der Befestigungsabschnitt (204) ausgebildet ist, mit abgeschlossenem Befestigen an der Temperierkammer (202), insbesondere mit Einrasten an der Temperierkammer (202), eine für das abgeschlossene Befestigen indikative haptische und/oder akustische Rückmeldung zu geben; wobei der Halteabschnitt (206) zum Halten von Probentrenneinrichtungen (30) mit Durchmessern zumindest in einem Bereich zwischen 3 mm und 12 mm ausgebildet ist; wobei der Halteabschnitt (206) zum klemmenden und/oder reibkraftbasierten Halten von Probentrenneinrichtungen (30) unterschiedlicher Dimensionen ausgebildet ist; wobei der Halteabschnitt (206), insbesondere der Halteabschnitt (206) und der Befestigungsabschnitt (204), aus einem thermisch isolierenden Material, insbesondere mit einer Wärmeleitfähigkeit von unter 1 W/mK, ausgebildet ist oder sind; wobei die Halteeinrichtung (206) und die Befestigungseinrichtung (204) aus einem Material ausgebildet sind, das temperaturstabil bis mindestens 110 °C, insbesondere bis mindestens 130 °C, ist.
Temperieranordnung (500) zum Temperieren einer Probentrenneinrichtung (30) zum Trennen einer fluidischen Probe in einem Probentrenngerät (10), wobei die Temperieranordnung (500) aufweist: eine Haltevorrichtung (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 zum Halten von Probentrenneinrichtungen (30); eine Temperierkammer (202), in der eine von einer Umgebungstemperatur unterschiedliche Temperiertemperatur ausbildbar ist und die eine Montageeinrichtung (208) zum Montieren des Befestigungsabschnitts (204) der Haltevorrichtung (200) aufweist.
Temperieranordnung (500) gemäß Anspruch 15, aufweisend zumindest eines der folgenden Merkmale: aufweisend zumindest eine zusätzliche Haltevorrichtung (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei eine Probentrenneinrichtung (30) an unterschiedlichen Positionen mittels der Haltevorrichtung (200) und der zumindest einen zusätzlichen Haltevorrichtung (200) gehalten ist; wobei die Halteeinrichtung (206) und die Temperierkammer (202) derart ausgebildet sind, dass, wenn eine Probentrenneinrichtung (30) von der Halteeinrichtung (206) gehalten ist und die Haltevorrichtung (200) an der Temperierkammer (202) befestigt ist, eine Berührung und/oder eine thermisch leitfähige Direktverbindung zwischen der Probentrenneinrichtung (30) und der Temperierkammer (202) verunmöglicht ist; wobei die Temperierkammer (202) eine temperierbare Temperierwand (210) aufweist, an der die Montageeinrichtung (208), insbesondere ausgebildet als Nut, weiter insbesondere als V-förmige Nut, T-förmige Nut oder halbkreisförmige Nut, noch weiter insbesondere mit außenseitigem Schwalbenschwanz, zum Montieren des Befestigungsabschnitts (204) ausgebildet ist;
Probentrenngerät (10) zum Trennen einer in einer mobilen Phase befindlichen fluidischen Probe in Fraktionen, wobei das Probentrenngerät (10) aufweist: eine Fluidfördereinrichtung (20) zum Fördern der mobilen Phase und der fluidischen Probe; eine Probentrenneinrichtung (30) zum Trennen der in der von der Fluidfördereinrichtung (20) geförderten mobilen Phase befindlichen fluidischen Probe in Fraktionen; eine Haltevorrichtung (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 zum Halten der Probentrenneinrichtung (30) in einer Temperierkammer (202) des Probentrenngeräts (10).
Probentrenngerät (10) gemäß Anspruch 17, ferner aufweisend zumindest eines der folgenden Merkmale: die Probentrenneinrichtung (30) ist als chromatographische Trenneinrichtung, insbesondere als Chromatographietrennsäule, ausgebildet; das Probentrenngerät (10) ist zum Analysieren von zumindest einem physikalischen, chemischen und/oder biologischen Parameter von zumindest einer Fraktion der fluidischen Probe konfiguriert; das Probentrenngerät (10) weist zumindest eines aus der Gruppe auf, die besteht aus einem Gerät zur chemischen, biologischen und/oder pharmazeutischen Analyse, einem Flüssigchromatografiegerät und einem HPLC-Gerät; die Fluidfördereinrichtung (20) ist zum Antreiben der mobilen Phase mit einem hohen Druck eingerichtet; die Fluidfördereinrichtung (20) ist zum Antreiben der mobilen Phase mit einem Druck von mindestens 100 bar, insbesondere von mindestens 500 bar, weiter insbesondere von mindestens 1000 bar, eingerichtet; das Probentrenngerät (10) ist als mikrofluidisches Gerät konfiguriert; das Probentrenngerät (10) ist als nanofluidisches Gerät konfiguriert; das Probentrenngerät (10) weist einen Detektor (50) zum Detektieren der getrennten Fraktionen auf; das Probentrenngerät (10) weist einen Injektor (40) zum Injizieren der fluidischen Probe in die mobile Phase auf; das Probentrenngerät (10) weist einen Probenfraktionierer zum Fraktionieren der getrennten Fraktionen auf.
Verfahren zum Herstellen einer Haltevorrichtung (200) zum Halten von Probentrenneinrichtungen (30) in einer Temperierkammer (202) zum Trennen einer fluidischen Probe in einem Probentrenngerät (10), wobei das Verfahren aufweist: Ausbilden eines Befestigungsabschnitts (204) zum Befestigen der Haltevorrichtung (200) an der Temperierkammer (202); Ausbilden eines mit dem Befestigungsabschnitt (204) verbundenen Halteabschnitts (206) derart, dass dieser zum Halten von Probentrenneinrichtungen (30) unterschiedlicher Dimensionen ausgebildet ist; Ausbilden des Halteabschnitts (206) weicher als der Befestigungsabschnitt (204).
Verfahren gemäß Anspruch 19, aufweisend eines der folgenden Merkmale: wobei der Halteabschnitt (206) mittels Umgießens, insbesondere Spritzumgießens, von zumindest einem Teil des Befestigungsabschnitts (204) ausgebildet wird; wobei der Halteabschnitt (206) und der Befestigungsabschnitt (204) getrennt voneinander hergestellt werden, insbesondere jeweils mittels Spritzgießens, und nachfolgend miteinander verbunden werden, insbesondere reibschlüssig und/oder formschlüssig.