DE102016125043A1

DE102016125043A1 - Pressure stable flow cell

Info

Publication number: DE102016125043A1
Application number: DE102016125043.0A
Authority: DE
Inventors: Armin Steinke
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 2016-12-20
Filing date: 2016-12-20
Publication date: 2017-04-13

Abstract

Flusszelle (100) zum Durchleiten einer fluidischen Probe zum Detektieren von Fraktionen der fluidischen Probe, wobei die Flusszelle (100) einen zumindest teilweise optisch transparenten Behälter (102) mit einem Lumen (110), durch das die fluidische Probe zum Detektieren der Fraktionen durchleitbar ist, und eine Vorspanneinrichtung (104) aufweist, die zum Beaufschlagen des Behälters (102) mit einer von außen einwirkenden mechanischen Vorspannkraft eingerichtet ist.A flow cell (100) for passing a fluidic sample to detect fractions of the fluidic sample, the flow cell (100) comprising an at least partially optically transparent container (102) having a lumen (110) through which the fluidic sample is capable of detecting the fractions , and a biasing means (104) adapted to act on the container (102) with an externally applied mechanical biasing force.

Description

TECHNISCHER HINTERGRUND TECHNICAL BACKGROUND

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flusszelle, einen Detektor, ein Probentrenngerät, ein Verfahren zum Herstellen einer Flusszelle und ein Verfahren zum Betreiben einer Flusszelle. The present invention relates to a flow cell, a detector, a sample separation apparatus, a method of manufacturing a flow cell, and a method of operating a flow cell.

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 bar 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 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 bar to 1000 bar and beyond, currently up to 2000 bar ), in which the compressibility of the liquid is perceptible, is moved by a stationary phase (for example a chromatographic column) in order to separate individual components of a sample liquid introduced into the mobile phase from one another. Such an HPLC system is known, for example from the EP 0,309,596 B1 same Applicant, Agilent Technologies, Inc.

Ein System zur Flüssigkeitschromatografie stellt insbesondere das LC-System der Agilent Serie 1200 der Anmelderin Agilent Technologies, Inc., dar. A liquid chromatography system, in particular, is the Agilent 1200 Series LC system of the assignee Agilent Technologies, Inc.

In solchen und anderen Probentrenngeräten kann eine Detektion der getrennten fluidischen Probe optisch erfolgen. Eine solche Detektion erfolgt insbesondere unter Verwendung einer Fluoreszenzlampe, deren emittiertes Primärlicht mit der getrennten fluidischen Probe in einer Flusszelle wechselwirkt. Resultierendes Sekundärlicht kann dann detektiert und ausgewertet werden. Da die fluidische Probe die Flusszelle, welche häufig als Glaskörper ausgebildet ist, mit einem erhöhten Druck durchläuft, ist die Flusszelle einer Schädigungsgefahr ausgesetzt und daher störanfällig. In such and other sample separation devices, detection of the separate fluidic sample can be done optically. Such a detection is carried out in particular by using a fluorescent lamp whose emitted primary light interacts with the separate fluidic sample in a flow cell. Resulting secondary light can then be detected and evaluated. Since the fluidic sample passes through the flow cell, which is often designed as a glass body, with an increased pressure, the flow cell is exposed to a risk of damage and therefore prone to failure.

OFFENBARUNG EPIPHANY

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen fehlerrobusten Betrieb einer Flusszelle 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 fault-robust operation of a flow cell. 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 Flusszelle zum Durchleiten einer fluidischen Probe (d.h. ein zu analysierendes Medium, das eine Flüssigkeit und/oder ein Gas aufweist, optional aufweisend Festkörperpartikel) zum Detektieren von Fraktionen (d.h. zu trennenden Bestandteilen) der fluidischen Probe geschaffen, wobei die Flusszelle einen zumindest teilweise optisch transparenten (insbesondere einen im Ultraviolettbereich und/oder im sichtbaren Bereich transparenten) Behälter mit einem Lumen (insbesondere einem Hohlraum im Inneren des Behälters zum zwischenzeitlichen Aufnehmen und Durchführen der fluidischen Probe), durch das die fluidische Probe zum Detektieren der Fraktionen durchleitbar ist, und eine Vorspanneinrichtung aufweist, die zum Beaufschlagen des Behälters mit einer von außen einwirkenden (und vorzugsweise in Richtung hin zum Inneren des Behälters gerichteten) mechanischen Vorspannkraft eingerichtet ist. According to an exemplary embodiment of the present invention, a flow cell is provided for passing a fluidic sample (ie, a medium to be analyzed comprising a liquid and / or a gas, optionally comprising solid particles) for detecting fractions (ie, constituents to be separated) of the fluidic sample wherein the flow cell has an at least partially optically transparent (in particular a transparent in the ultraviolet and / or visible) container with a lumen (in particular a cavity in the interior of the container for interim receiving and performing the fluidic sample), through which the fluidic sample Detecting the fractions is durchleitbar, and having a biasing means, which is adapted for acting on the container with an externally acting (and preferably directed towards the interior of the container) mechanical biasing force.

Gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel ist ein Detektor (zum Beispiel ein Fluoreszenzdetektor, alternativ ein Transmissionsdetektor) bereitgestellt, der eine Flusszelle mit den oben beschriebenen Merkmalen, eine elektromagnetische Strahlungsquelle zum Emittieren elektromagnetischer Primärstrahlung, die in die Flusszelle einzukoppeln ist, und eine elektromagnetische Erfasseinrichtung zum Erfassen von elektromagnetischer Sekundärstrahlung (die insbesondere bei einem Fluoreszenzdetektor eine Fluoreszenzstrahlung sein kann, die bei Wechselwirkung von Fraktionen der fluidischen Probe mit der Primärstrahlung generiert wird, oder die bei einem in Transmission betriebenen Detektor die Primärstrahlung nach Wechselwirkung mit Fraktionen der fluidischen Probe sein kann) aufweist, die bei Einstrahlen der elektromagnetischen Primärstrahlung (nach Wechselwirkung mit der fluidischen Probe) aus der Flusszelle austritt. According to another exemplary embodiment, there is provided a detector (eg, a fluorescence detector, alternatively a transmission detector) comprising a flow cell having the above-described features, an electromagnetic radiation source for emitting electromagnetic primary radiation to be coupled into the flow cell, and electromagnetic detection means for detecting of electromagnetic secondary radiation (which in particular in the case of a fluorescence detector can be fluorescent radiation which is generated upon interaction of fractions of the fluidic sample with the primary radiation or which, in the case of a detector operated in transmission, can be the primary radiation after interaction with fractions of the fluidic sample), which emerges from the flow cell upon irradiation of the primary electromagnetic radiation (after interaction with the fluidic sample).

Gemäß einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel ist ein Probentrenngerät (insbesondere ein chromatographisches Probentrenngerät) zum Trennen einer fluidischen Probe geschaffen, wobei das Probentrenngerät einen Fluidantrieb (zum Beispiel eine Hochdruckpumpe) zum Antreiben der in einer mobilen Phase (insbesondere ein Lösungsmittel oder eine Lösungsmittelzusammensetzung) befindlichen fluidischen Probe, eine Probentrenneinrichtung (insbesondere eine chromatographische Trennsäule) zum Trennen der mittels des Fluidantriebs angetriebenen fluidischen Probe, und einen Detektor mit den oben beschriebenen Merkmalen zum Detektieren der getrennten fluidischen Probe aufweist. According to another exemplary embodiment, a sample separation device (in particular a chromatographic sample separation device) is provided for separating a fluidic sample, wherein the sample separation device comprises a fluid drive (for example a high pressure pump) for driving the fluidic sample in a mobile phase (in particular a solvent or a solvent composition) , a sample separation device (in particular a chromatographic separation column) for separating the fluidic sample driven by the fluid drive, and a detector having the above-described features for detecting the separated fluidic sample.

Gemäß einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel ist ein Verfahren zum Herstellen einer Flusszelle zum Durchleiten einer fluidischen Probe zum Detektieren von Fraktionen der fluidischen Probe bereitgestellt, wobei bei dem Verfahren ein zumindest teilweise optisch transparenter Behälter mit einem Lumen bereitgestellt wird, durch das die fluidische Probe zum Detektieren der Fraktionen durchleitbar ist, und eine Vorspanneinrichtung mit den Behälter zum Beaufschlagen des Behälters mit einer von außen einwirkenden mechanischen Vorspannkraft gekoppelt wird. According to another exemplary embodiment, there is provided a method of fabricating a flow cell for passing a fluidic sample to detect fractions of the fluidic sample, the method providing an at least partially optically transparent container having a lumen through which the fluidic sample for detecting the fluid sample Fractions is durchleitbar, and a biasing means is coupled to the container for acting on the container with an externally applied mechanical biasing force.

Gemäß einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel ist ein Verfahren zum Durchleiten einer fluidischen Probe durch eine Flusszelle zum Detektieren von Fraktionen der fluidischen Probe bereitgestellt, wobei bei dem Verfahren die fluidische Probe durch ein Lumen eines zumindest teilweise optisch transparenten Behälters der Flusszelle zum Detektieren der Fraktionen durchgeleitet wird, und der Behälter mit einer von außen einwirkenden mechanischen Vorspannkraft beaufschlagt wird, die einer nach außen wirkenden Kraft der mit Druck beaufschlagten fluidischen Probe in dem Lumen entgegenwirkt, insbesondere diese kompensiert. According to a further exemplary embodiment, a method is provided for passing a fluidic sample through a flow cell for detecting fractions of the fluidic sample, wherein in the method the fluidic sample is passed through a lumen of an at least partially optically transparent container of the flow cell for detecting the fractions, and the container is subjected to an externally applied mechanical biasing force which counteracts, in particular compensates, an outward force of the pressurized fluidic sample in the lumen.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird auf einen Behälter einer Flusszelle, der für elektromagnetische Detektionsstrahlung durchlässig sein kann, eine in Richtung des Lumens wirkende Vorspannung ausgeübt, die einer nach außen gerichteten Kraft entgegenwirkt bzw. diese abschwächt oder vollständig kompensiert, welche Kraft von der beim Passieren des Lumens unter Überdruck stehenden fluidischen Probe generiert wird. Dadurch kann vermieden werden, dass auf die zum Beispiel aus mehreren Glasplättchen zusammengesetzte Behälterwandung während des Betriebs der Flusszelle eine diese schädigende übermäßige Expansionskraft einwirkt. Auf diese Weise kann der Behälter vor einer Schädigung zuverlässig geschützt werden und kann sowohl die Lebensdauer als auch die Zuverlässigkeit der Flusszelle verbessert werden. According to one embodiment of the invention, a container of a flow cell, which may be permeable to electromagnetic detection radiation, exerts a biasing force acting in the direction of the lumen which counteracts or completely compensates for an outward force, which force is less than that upon passage the lumen is generated under overpressure fluidic sample. As a result, it is possible to prevent the container wall, which is composed for example of a plurality of glass platelets, from exerting a damaging excessive expansion force during operation of the flow cell. In this way, the container can be reliably protected from damage and both the life and the reliability of the flow cell can be improved.

Im Weiteren werden zusätzliche Ausgestaltungen der Verfahren, der Flusszelle, des Detektors und des Probentrenngeräts beschrieben. In the following, additional embodiments of the methods, the flow cell, the detector and the sample separation device will be described.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann der zumindest teilweise optisch transparente Behälter ein Glasbehälter sein. Glas eignet sich aufgrund seiner Transparenz über einen breiten Wellenlängenbereich besonders gut als Material für den Behälter der Flusszelle. Allerdings ist Glas, insbesondere wenn mehrere Glasplättchen zum Bilden der Flusszelle zusammengesetzt und aneinander befestigt werden, auch anfällig gegen Beschädigung in der Anwesenheit übermäßiger mechanischer Spannungen, insbesondere Zugspannungen. Ein Beaufschlagen eines Glasbehälters einer Flusszelle mit einer Vorspannung zum Abschwächen von während des Betriebs einwirkenden Expansionskräften ist somit eine besonders vorteilhafte Maßnahme. According to an exemplary embodiment, the at least partially optically transparent container may be a glass container. Due to its transparency over a wide wavelength range, glass is particularly well suited as material for the container of the flow cell. However, especially when multiple glass slides are assembled and secured together to form the flow cell, glass is also susceptible to damage in the presence of excessive mechanical stresses, particularly tensile stresses. Applying a glass container of a flow cell with a bias to attenuate expansion forces acting during operation is thus a particularly advantageous measure.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann der zumindest teilweise optisch transparente Behälter aus miteinander verbundenen planaren Behälterwänden gebildet sein. Solche Plättchen können miteinander – insbesondere durch Diffusionsschweißen – verbunden werden, um aus Gründen der Führbarkeit der elektromagnetischen Strahlung allseits das Lumen durch ebene Flächen zu begrenzen. Die Fügestellen zwischen den Plättchen stellen eine mechanische Schwachstelle dar, der mittels Beaufschlagens des Behälters mit einer Vorspannung zusätzliche Stabilität verliehen werden kann. According to an exemplary embodiment, the at least partially optically transparent container can be formed from interconnected planar container walls. Such platelets can be connected to one another-in particular by diffusion bonding-in order to limit the lumen by planar surfaces on all sides for reasons of the ability to guide the electromagnetic radiation. The joints between the platelets constitute a mechanical weak point, which can be given additional stability by subjecting the container to a bias.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Vorspanneinrichtung eine Mehrzahl von Vorspannbacken, insbesondere genau vier Vorspannbacken, aufweisen, von denen jede auf eine Fläche, insbesondere auf eine planare Fläche, des Behälters eine von außen in Richtung des Behälterinneren oder des Lumens wirkende Vorspannkraft ausübt. Dadurch können die Vorspannbacken eine Mantelfläche des Behälters vollflächig-käfigartig in Eingriff nehmen. Zum Beispiel können vier solche Vorspannbacken, die aus Metall (zum Bespiel Stahl) hergestellt sein können, vorteilhaft jeweils vollflächig auf eine jeweilige von vier umfänglichen Grenzflächen eines quaderförmigen Behälters einwirken. Jede der Vorspannbacken kann somit eine nach innen (d.h. in Richtung hin zu dem Lumen) gerichtete Vorspannung ausüben. Anschaulich kann der Behälter durch Vorspannbacken vollumfänglich mit nach innen gerichteten Vorspannkräften beaufschlagt werden. According to an exemplary embodiment, the biasing means may comprise a plurality of biasing jaws, in particular exactly four biasing jaws, each of which exerts on a surface, in particular on a planar surface, the container a biasing force acting from the outside in the direction of the container interior or the lumen. This allows the biasing jaws take a lateral surface of the container full-surface cage-like manner. For example, four such biasing jaws, which may be made of metal (for example, steel), advantageously each have a full area effect on a respective one of four circumferential boundary surfaces of a parallelepipedic container. Each of the biasing jaws may thus exert a bias directed inwardly (i.e., toward the lumen). Clearly, the container can be fully loaded by biasing jaws with inwardly directed biasing forces.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann jede der Vorspannbacken ausgebildet sein, auf die jeweilige Fläche eine Vorspannkraft gleichen Betrags auszuüben. Dadurch kann der vorzugsweise symmetrisch, insbesondere quaderförmig, aufgebaute Behälter einer räumlich homogenen Krafteinwirkung ausgesetzt werden. According to an exemplary embodiment, each of the biasing jaws may be configured to apply to the respective surface a biasing force of equal magnitude. As a result, the container, which is preferably symmetrical, in particular cuboid, constructed, can be subjected to a spatially homogeneous application of force.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel können die Vorspannbacken ausgebildet sein, sich kerbspannungsfrei an den Behälter anzulegen. Wenn diese Bedingung durch eine entsprechende Ausgestaltung der Vorspanneinrichtung erfüllt ist, können Kerbspannungen ganz (oder alternativ teilweise) vermieden werden und kann eine besonders lange Lebensdauer des Behälters und der Flusszelle erreicht werden. According to an exemplary embodiment, the biasing jaws may be configured to apply to the container without being subjected to a stress cracking. If this condition is met by a corresponding configuration of the biasing device, notch stresses can be completely (or alternatively partially) avoided and a particularly long life of the container and the flow cell can be achieved.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel können die Vorspannbacken ausgebildet sein, eine Kantenpressung des Behälters zu bewirken. Wird mittels der Vorspanneinrichtung eine externe Presskraft auf die Kanten des Behälters ausgeübt, kann eine Schädigung des Behälters und insbesondere von dessen Nahtstellen durch die unter Druck durch das Lumen fließende fluidische Probe (und mobile Phase als deren Trägermedium) wirksam unterdrückt werden. According to an exemplary embodiment, the biasing jaws may be configured to cause edge pressure of the container. If an external pressing force is exerted on the edges of the container by means of the pretensioning device, damage to the container and in particular of its interfaces can be effectively suppressed by the fluidic sample (and mobile phase as its carrier medium) flowing under pressure through the lumen.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel können die Vorspannbacken ausgebildet sein, geometrische Toleranzen des Behälters, insbesondere der einzelnen Flächen des Behälters, aufzufangen bzw. auszugleichen. Weichen also einzelne Plättchen des Behälters von Soll-Dimensionen ab, kann die Anordnung der umfänglich einwirkenden Vorspannbacken entsprechende Ungleichmäßigkeiten ganz oder teilweise ausgleichen. According to an exemplary embodiment, the biasing jaws may be configured to accommodate geometric tolerances of the container, in particular of the individual surfaces of the container. So you dodge individual plates of the container of nominal dimensions, the arrangement of the circumferentially acting biasing jaws can compensate for corresponding irregularities in whole or in part.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann eine jeweilige der Vorspannbacken ausgebildet sein, auf die ihr zugeordnete Fläche des Behälters eine über diese gesamte Fläche hinweg hinsichtlich Betrag und/oder Richtung konstante Vorspannkraft auszuüben. Dies kann für jede der Vorspannbacken gelten. Wenn diese Bedingung erfüllt ist, ist die Flusszelle besonders druckstabil, fluiddicht und robust. According to an exemplary embodiment, a respective one of the biasing jaws may be adapted to exert on the surface of the container associated therewith a biasing force constant over the entire area in terms of magnitude and / or direction. This can apply to any of the preload jaws. If this condition is fulfilled, the flow cell is particularly pressure-stable, fluid-tight and robust.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Flusszelle ein Flusszellengehäuse aufweisen, das die Vorspannbacken nach innen klemmend umgibt. Dieses Flusszellengehäuse kann die eigentliche Quelle für die Vorspannkraft sein, welche dieses von außen auf die Vorspannbacken ausübt. Die starren Vorspannbacken können dann ihrerseits diese Kraft in den Behälter einleiten. Durch Justage der Klemmstärke kann dann in einfacher und präziser Weise auch die Vorspannkraft eingestellt werden. According to an exemplary embodiment, the flow cell may include a flow cell housing that clampingly surrounds the biasing jaws inwardly. This flow cell housing may be the actual source of the biasing force that exerts this on the biasing jaws from the outside. The rigid biasing jaws can then in turn introduce this force into the container. By adjusting the clamping strength can then be adjusted in a simple and precise manner, the biasing force.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann das Flusszellengehäuse einen ersten Gehäusehalbkörper und einen zweiten Gehäusehalbkörper aufweisen, zwischen denen die Vorspannbacken klemmend aufnehmbar sind. Durch bloßes Einstellen einer Verbindungskraft zwischen zwei Gehäusehalbkörpern (die identisch oder ähnlich sein können, aber nicht zwingend vollständig identisch sein müssen) kann auch die Vorspanneinrichtung bequem und präzise konditioniert werden. Der erste Gehäusehalbkörper und der zweite Gehäusehalbkörper können zum Beispiel miteinander verschraubt oder (beispielsweise durch Umlegen eines Spannhebels) verspannt werden. According to an exemplary embodiment, the flow cell housing may have a first housing half body and a second housing half body, between which the biasing jaws are clampingly receivable. By merely setting a connection force between two housing half-bodies (which may be identical or similar, but need not necessarily be completely identical), the pretensioner can also be conveniently and precisely conditioned. The first housing half body and the second housing half body can be screwed together, for example, or clamped (for example, by moving a clamping lever).

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann der erste Gehäusehalbkörper stationär und kann der zweite Gehäusehalbkörper beweglich sein, oder umgekehrt. Auf diese Weise ist es ausreichend, während der Montage nur einen der Gehäusehalbkörper zu verfahren. Zum Beispiel kann nach Montage der Vorspanneinrichtung an dem Behälter die erhaltene Anordnung in einen der Gehäusehalbkörper eingesetzt werden und letzterer dann mit dem anderen Gehäusehalbkörper gekoppelt werden. According to an exemplary embodiment, the first housing half body may be stationary and the second housing half body may be movable, or vice versa. In this way, it is sufficient to move only one of the housing half body during assembly. For example, after assembly of the biasing means on the container, the resulting assembly may be inserted into one of the housing half bodies and the latter then coupled to the other housing half body.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Flusszelle eine Federeinrichtung (zum Beispiel ein Tellerfederpaket) aufweisen, mittels welcher der bewegliche zweite Gehäusehalbkörper und/oder der stationäre erste Gehäusehalbkörper gegen die Vorspannbacken drückbar ist oder sind. Dadurch kann eine präzise und zuverlässige Krafteinleitung von dem Flusszellengehäuse auf die Vorspanneinrichtung und von dieser auf den Behälter sichergestellt werden. According to an exemplary embodiment, the flow cell may comprise a spring device (for example a cup spring package) by means of which the movable second housing half body and / or the stationary first housing half body can be pressed against the biasing jaws. This can ensure a precise and reliable introduction of force from the flow cell housing to the pretensioner and from there to the container.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Flusszelle eine Fluidzuführeinrichtung zum Zuführen der fluidischen Probe zu dem Lumen des Behälters und eine Fluidabführeinrichtung zum Abführen der fluidischen Probe von dem Lumen des Behälters aufweisen. Die Fluidzuführeinrichtung und/oder die Fluidabführeinrichtung kann als Scheibe mit integriertem Fluidkanal ausgebildet werden, der einerseits mit dem Lumen fluidisch koppelbar ist und andererseits an ein weiteres fluidisches Bauteil fluidisch angeschlossen werden kann. Die Fluidzuführeinrichtung kann stromabwärts einer Probentrenneinrichtung angeordnet und mit dieser fluidisch gekoppelt sein, wohingegen die Fluidabführeinrichtung stromaufwärts eines Fraktionierers oder eines Wastebehälters angeordnet und damit fluidisch gekoppelt sein kann. According to an exemplary embodiment, the flow cell may include fluid delivery means for delivering the fluidic sample to the lumen of the container and fluid discharge means for discharging the fluidic sample from the lumen of the container. The fluid supply device and / or the fluid discharge device can be formed as a disk with an integrated fluid channel which can be coupled fluidically with the lumen on the one hand and can be fluidly connected to another fluidic component on the other hand. The fluid supply means may be disposed downstream of and fluidly coupled to a sample separator, whereas the fluid discharge means may be upstream of a fractionator or a waste container and fluidly coupled thereto.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel können die Fluidzuführeinrichtung und die Fluidabführeinrichtung von dem Flusszellengehäuse nach innen klemmend umgeben sein. Die Fluidzuführeinrichtung und/oder die Fluidabführeinrichtung kann oder können also effizient, kompakt und einfach handhabbar durch dasselbe Flusszellengehäuse in Eingriff genommen werden wie die den Behälter lateral umschließende Vorspanneinrichtung. Wenn die Fluidzuführeinrichtung und die Fluidabführeinrichtung jeweils im Wesentlichen als Kreisscheibe ausgebildet ist, können die Vorspannbacken und der davon in Eingriff genommene Behälter im Wesentlichen als Kreiszylinder ähnlichen oder gleichen Durchmessers ausgebildet sein, so dass eine im Wesentlichen kreiszylindrische Ausnehmung in dem Flusszellengehäuse zum einfachen und intuitiven Aufnehmen aller genannten Komponenten dienen kann. According to an exemplary embodiment, the fluid supply device and the fluid discharge device may be surrounded by the flow cell housing inwardly clamping. The fluid supply device and / or the fluid discharge device can thus be engaged in an efficient, compact and easy to handle manner by the same flow cell housing as the pretensioning device enclosing the container laterally. When the fluid supply device and the fluid discharge device are each designed substantially as a circular disk, the biasing jaws and the container engaged therewith may be formed substantially as a circular cylinder similar or the same diameter, so that a substantially circular cylindrical recess in the flow cell housing for easy and intuitive recording all mentioned components can serve.

Bei dem Detektor kann die elektromagnetische Strahlungsquelle oder Lampe (insbesondere eine Fluoreszenzlampe) die Flusszelle mit elektromagnetischer Strahlung versorgen. Als Lampe wird häufig eine Hochdruck-Quecksilberlampe verwendet. Ein Detektieren einer getrennten fluidischen Probe kann in der Flusszelle (insbesondere einer kapillaren Detektionszelle mit optisch transparenten Wänden) vorgenommen werden, indem die aus einer Trenneinrichtung (insbesondere einer chromatografischen Säule) kommende fluidische Probe in einer mobilen Phase beim Durchlaufen der Detektionszelle optisch erkannt wird. In the detector, the electromagnetic radiation source or lamp (in particular a fluorescent lamp) can supply the flow cell with electromagnetic radiation. As a lamp, a high-pressure mercury lamp is often used. A separate fluidic sample can be detected in the flow cell (in particular a capillary detection cell with optically transparent walls) by optically recognizing the fluid sample coming from a separation device (in particular a chromatographic column) in a mobile phase as it passes through the detection cell.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Trenneinrichtung als chromatographische Trenneinrichtung, insbesondere als Chromatographietrennsäule, ausgebildet sein. Bei einer chromatographischen Trennung kann die Chromatographietrennsäule mit einem Adsorptionsmedium, versehen sein. An diesem kann die fluidische Probe aufgehalten werden und erst nachfolgend bei Anwesenheit einer spezifischen Lösungsmittelzusammensetzung fraktionsweise wieder abgelöst werden, womit die Trennung der Probe in ihre Fraktionen bewerkstelligt wird. According to one embodiment, the separation device can be designed as a chromatographic separation device, in particular as a chromatography separation column. In a chromatographic separation, the Chromatographietrennsäule with an adsorption, be provided. At this, the fluidic sample can be stopped and only then fractionally dissolved again in the presence of a specific solvent composition, whereby the separation of the sample is accomplished in their fractions.

Das Probenseparationsgerät kann ein mikrofluidisches Messgerät, ein Life Science-Gerät, ein Flüssigchromatographiegerät, eine HPLC (High Performance Liquid Chromatography), eine UHPLC-Anlage, ein SFC-(superkritische Flüssigchromatographie)Gerät, ein Gaschromatographiegerät, ein Elektrophoresegerät und/oder ein Gelelektrophoresegerät sein. Allerdings sind viele andere Anwendungen möglich. The sample separation device may be a microfluidic measuring device, a life science device, a liquid chromatography device, a high performance liquid chromatography (HPLC), an UHPLC system, an SFC (Supercritical Liquid Chromatography) device, a gas chromatography device, an electrophoresis device, and / or a gel electrophoresis device , However, many other applications are possible.

Die Fluidpumpe 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. For example, the fluid pump may be configured 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.

Das Probentrenngerät kann einen Probeninjektor zum Einbringen der Probe in den fluidischen Trennpfad aufweisen. Ein solcher Probeninjektor kann eine mit einem Sitz koppelbare Injektionsnadel in einem entsprechenden Flüssigkeitspfad aufweisen, wobei die Nadel aus diesem Sitz herausgefahren werden kann, um Probe aufzunehmen, wobei nach dem Wiedereinführen der Nadel in den Sitz die Probe sich in einem Fluidpfad befindet, der, zum Beispiel durch das Schalten eines Ventils, in den Trennpfad des Systems hineingeschaltet werden kann, was zum Einbringen der Probe in den fluidischen Trennpfad führt. The sample separator may include a sample injector for introducing the sample into the fluidic separation path. Such a sample injector may comprise a syringe-dockable injection needle in a corresponding fluid path, which needle may be withdrawn from that seat to receive sample, wherein upon reintroduction of the needle into the seat, the sample is in a fluid path which, for Example, by switching a valve, can be switched into the separation path of the system, which leads to the introduction of the sample in the fluidic separation path.

Das Probentrenngerät kann einen Fraktionssammler zum Sammeln der getrennten Komponenten aufweisen. Ein solcher Fraktionssammler kann die verschiedenen Komponenten zum Beispiel in verschiedene Flüssigkeitsbehälter führen. Die analysierte Probe kann aber auch einem Abflussbehälter zugeführt werden. The sample separator may include a fraction collector for collecting the separated components. Such a fraction collector may carry the various components, for example, into different liquid containers. The analyzed sample can also be fed to a drain tank.

Vorzugsweise kann das Probentrenngerät einen Detektor zur Detektion der getrennten Komponenten aufweisen. Ein solcher Detektor kann ein Signal erzeugen, welches beobachtet und/oder aufgezeichnet werden kann, und welches für die Anwesenheit und Menge der Probenkomponenten in dem durch das System fließenden Fluid indikativ ist. Preferably, the sample separation device may comprise a detector for detecting the separated components. Such a detector may generate a signal which can be observed and / or recorded and which is indicative of the presence and amount of sample components in the fluid flowing through the system.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Andere Ziele und viele der begleitenden Vorteile von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung werden leicht wahrnehmbar werden und besser verständlich werden unter Bezugnahme auf die folgende detailliertere Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen. Merkmale, die im Wesentlichen oder funktionell gleich oder ähnlich sind, werden mit denselben Bezugszeichen versehen. Other objects and many of the attendant advantages of embodiments of the present invention will be readily appreciated and become better understood by reference to the following more particular description of embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. Features that are substantially or functionally the same or similar are given the same reference numerals.

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

2 zeigt einen in Durchlichtgeometrie ausgebildeten Detektor mit einer Flusszelle gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. 2 shows a trained in transmitted light geometry detector with a flow cell according to an exemplary embodiment of the invention.

3 bis 7 zeigen unterschiedliche Ansichten von Komponenten einer Flusszelle eines Fluoreszenzdetektors eines Probentrenngeräts gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. 3 to 7 show different views of components of a flow cell of a fluorescence detector of a sample separation device according to another exemplary embodiment of the invention.

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

Bevor bezugnehmend auf die Figuren exemplarische Ausführungsbeispiele beschrieben werden, sollen einige grundlegende Überlegungen zusammengefasst werden, basierend auf denen exemplarische Ausführungsbeispiele der Erfindung abgeleitet worden sind. Before describing exemplary embodiments with reference to the figures, some basic considerations will be summarized based on which exemplary embodiments of the invention have been derived.

Exemplarische Ausführungsbeispiele der Erfindung stellen eine Hochdruckflusszelle bereit, d.h. eine Flusszelle (insbesondere für ein Probentrenngerät), die von einer fluidischen Probe mit einem hohen Druck durchflossen werden kann und diesem zerstörungsfrei standhalten kann. Exemplary embodiments of the invention provide a high pressure flow cell, i. a flow cell (especially for a sample separation device), which can be flowed through by a fluidic sample with a high pressure and can withstand this non-destructive.

Herkömmliche Flusszellen für Fluoreszenzdetektoren werden aus mehreren planaren Glasteilen zusammengebondet und sind durch die Biegespannungen, die bei Druckbeaufschlagung im Innenbereich entstehen können, sehr bruchempfindlich. Conventional flow cells for fluorescence detectors are bonded together from a plurality of planar glass parts and are very susceptible to breakage due to the bending stresses that can arise when pressurized indoors.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Flusszelle geschaffen, bei der eine Erhöhung der Druckstabilität durch ein Vorspannen des Flusszellenkörpers von außen erreicht werden kann. Durch den häufig besonders biegespannungsempfindlichen Behälter (zum Beispiel ein Glaskörper) der Flusszelle ist es gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung vorteilhaft, eine Einwirkung von Kerbspannung über zum Beispiel eine Kantenpressung zuverlässig zu vermeiden. According to an exemplary embodiment of the invention, a flow cell is provided in which an increase in the pressure stability can be achieved by biasing the flow cell body from the outside. By virtue of the container, which is often particularly sensitive to bending stress (for example a glass body) of the flow cell, it is advantageous according to exemplary embodiments of the invention to reliably avoid the effect of notch stress over, for example, an edge pressure.

1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines HPLC-Systems als Beispiel für ein Probentrenngerät 10, wie es zum Beispiel zur Flüssigkeitschromatographie verwendet werden kann. Eine Fluidpumpe 20 als Fluidantriebseinrichtung, die mit Lösungsmitteln aus einer Versorgungseinheit 25 versorgt wird, treibt eine mobile Phase durch eine Trenneinrichtung 30 (wie zum Beispiel eine chromatographische Säule), die eine stationäre Phase beinhaltet. Ein Entgaser 27 kann die Lösungsmittel entgasen, bevor diese der Fluidpumpe 20 zugeführt werden. Eine Probenaufgabeeinheit 40 mit einem Fluidventil 95 ist zwischen der Fluidpumpe 20 und der Trenneinrichtung 30 angeordnet, um eine Probenflüssigkeit in den fluidischen Trennpfad einzubringen. Die stationäre Phase der Trenneinrichtung 30 ist dazu vorgesehen, Komponenten der Probe zu separieren. Ein zum Beispiel in 2 näher dargestellter Detektor 50 mit einer zum Beispiel in 3 bis 7 dargestellten Flusszelle 100 detektiert separierte Komponenten der Probe, und ein Fraktionierungsgerät kann dazu vorgesehen werden, separierte Komponenten der Probe in dafür vorgesehene Behälter auszugeben. In dem Detektor 50 kann eine als Quecksilberhochdrucklampe ausgebildete Lampe vorgesehen sein, die hervorragende Emissionseigenschaften aufweist. Nicht mehr benötigte Flüssigkeiten können in einen Abflussbehälter 60 ausgegeben werden. Eine Steuereinheit 70 steuert die einzelnen Komponenten 20, 25, 27, 30, 40, 50, 60, 95 des Probentrenngeräts 10. 1 shows the basic structure of an HPLC system as an example of a sample separator 10 , as it can be used for example for liquid chromatography. A fluid pump 20 as a fluid drive device with solvents from a supply unit 25 supplied drives a mobile phase through a separator 30 (such as a chromatographic column) containing a stationary phase. A degasser 27 can degas the solvents before these the fluid pump 20 be supplied. A sample application unit 40 with a fluid valve 95 is between the fluid pump 20 and the separator 30 arranged to introduce a sample liquid in the fluidic separation path. The stationary phase of the separator 30 is intended to separate components of the sample. An example in 2 closer illustrated detector 50 with an example in 3 to 7 illustrated flow cell 100 Detects separated components of the sample, and a fractionator may be provided to dispense separated components of the sample into dedicated containers. In the detector 50 For example, a lamp designed as a high pressure mercury lamp may be provided which has excellent emission characteristics. Liquids no longer needed can drain into a drain 60 be issued. A control unit 70 controls the individual components 20 . 25 . 27 . 30 . 40 . 50 . 60 . 95 of the sample separator 10 ,

2 zeigt einen Detektor 50 mit einer Flusszelle 100 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. 2 shows a detector 50 with a flow cell 100 according to an exemplary embodiment of the invention.

Der mit der Flusszelle 100 ausgestattete Detektor 50 enthält eine Lampe als elektromagnetische Strahlungsquelle 126 zum Emittieren von elektromagnetischer Primärstrahlung 149 in Form von Licht (insbesondere sichtbares Licht, UV-Licht, Infrarotlicht, etc.), die auf die getrennten Fraktionen der fluidischen Probe in der Flusszelle 100 gerichtet wird. Die Fraktionen fließen also nacheinander durch die Flusszelle 100 und geraten dabei in Wechselwirkung mit der elektromagnetischen Primärstrahlung 149. Ein fotosensitiver Sensor als elektromagnetische Erfasseinrichtung 128 kann dann transmittierte Sekundärstrahlung 151 der einzelnen Fraktionen der fluidischen Probe erfassen. Der Detektor 50 implementiert somit eine optisch transparente und von der getrennten fluidischen Probe im Betrieb durchströmte Flusszelle 100, die von der elektromagnetischen Strahlungsquelle 126 mit elektromagnetischer Primärstrahlung 149 in Form des Lichts bestrahlt wird. The one with the flow cell 100 equipped detector 50 contains a lamp as an electromagnetic radiation source 126 for emitting electromagnetic primary radiation 149 in the form of light (in particular visible light, ultraviolet light, infrared light, etc.), which refers to the separate fractions of the fluidic sample in the flow cell 100 is directed. The fractions thus flow successively through the flow cell 100 and get in interaction with the electromagnetic primary radiation 149 , A photosensitive sensor as an electromagnetic detection device 128 can then transmit secondary radiation 151 of the individual fractions of the fluidic sample. The detector 50 thus implements an optically transparent flow cell through which the separate fluidic sample flows during operation 100 from the electromagnetic radiation source 126 with electromagnetic primary radiation 149 is irradiated in the form of light.

2 ist ferner zu entnehmen, dass ein aus einer Mehrzahl von ebenen gebondeten Glasplättchen gebildeter quaderförmiger Behälter 102 der Flusszelle 100 eine radial nach außen wirkende Expansionskraft (siehe Pfeile 133) erfährt, wenn die unter Druck stehende fluidische Probe durch ein Lumen 110 im Inneren des Behälters 102 der Flusszelle 100 fließt und dabei gegen die begrenzenden Wände des Behälters 102 nach außen drückt. Um einen Bruch des Behälters 102 infolge der Expansionskraft zu verhindern, ist eine Vorspanneinrichtung 104 vorgesehen, die den Behälter 102 außenseitig umschließt bzw. klemmend umgibt und ausgebildet ist, eine allseitige nach innen gerichtete Druckkraft (siehe Pfeile 135) auf den Behälter 102 bzw. dessen gebondete Glasplättchen auszuüben. Auf diese Weise kann der radial nach außen gerichteten Expansionskraft der fluidischen Probe eine nach innen gerichtete Gegenkraft der Vorspanneinrichtung 104 entgegengesetzt werden, welche den Behälter 102 stabilisiert. 2 It can also be seen that a parallelepiped container formed from a plurality of flat bonded glass platelets 102 the flow cell 100 a radially outward expansion force (see arrows 133 ) when the pressurized fluidic sample passes through a lumen 110 inside the container 102 the flow cell 100 flows while pushing against the bounding walls of the container 102 pushes outward. To break the container 102 due to the expansion force is a biasing device 104 provided the container 102 on the outside surrounds or is clamped and formed, an all-round inward pressure force (see arrows 135 ) on the container 102 or exercise its bonded glass slides. In this way, the radially outward expansion force of the fluidic sample may provide an inward counterforce of the biasing means 104 be opposed to which the container 102 stabilized.

Eine Fluidzuführeinrichtung 122 zum Zuführen der fluidischen Probe in einer mobilen Phase als Trägerflüssigkeit in das Lumen 110 der Flusszelle 100 sowie eine Fluidabführeinrichtung 124 zum Abführen der fluidischen Probe aus dem Lumen 110 der Flusszelle 100 nach der Detektion sind in der schematischen Darstellung gemäß 2 ebenso gezeigt. A fluid supply device 122 for delivering the fluidic sample in a mobile phase as a carrier liquid into the lumen 110 the flow cell 100 and a fluid drainage device 124 for discharging the fluidic sample from the lumen 110 the flow cell 100 after the detection are in the schematic representation according to 2 also shown.

3 bis 7 zeigen unterschiedliche Ansichten von Komponenten einer Flusszelle 100 eines Detektors 50 eines Probentrenngeräts 10 (wie dem in 1 gezeigten) gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Anders als der für eine Transmissionsmessung ausgebildete Detektor 50 gemäß 2 ist der Detektor 50 gemäß 3 bis 7 als Fluoreszenzdetektor ausgebildet. 3 to 7 show different views of components of a flow cell 100 a detector 50 a sample separator 10 (like the one in 1 shown) according to an exemplary embodiment of the invention. Unlike the trained for a transmission measurement detector 50 according to 2 is the detector 50 according to 3 to 7 designed as a fluorescence detector.

3 zeigt eine dreidimensionale Explosionsdarstellung des quaderförmigen, aus einzelnen Glasplättchen zusammengesetzten Behälters 102, der von vier metallischen Vorspannbacken 106 der Vorspanneinrichtung 104 umgeben ist. 4 zeigt eine Draufsicht der Darstellung gemäß 3. 5 zeigt eine dreidimensionale Explosionsdarstellung der nun zusammengesetzten bzw. aneinander montierten Komponenten gemäß 3 und 4, die gemäß 5 von zwei Gehäusehalbkörpern 116, 118 eines Flusszellengehäuses 114 umgeben sind. 6 zeigt nochmals eine dreidimensionale Explosionsdarstellung gemäß 5, wobei nun zusätzlich zwei jeweils mit einem Kapillaranschluss dargestellte scheibenförmige Körper als Fluidzuführeinrichtung 122 zum Zuführen der fluidischen Probe bzw. als Fluidabführeinrichtung 124 zum Abführen der fluidischen Probe vorgesehen sind. 7 zeigt eine dreidimensionale Schnittansicht der fertig montierten Flusszelle 100. 3 shows a three-dimensional exploded view of the cuboid, composed of individual glass plate container 102 made of four metallic preloading jaws 106 the pretensioner 104 is surrounded. 4 shows a plan view of the illustration according to 3 , 5 shows a three-dimensional exploded view of the now assembled or mounted components according to 3 and 4 according to 5 of two housing half bodies 116 . 118 a flow cell housing 114 are surrounded. 6 again shows a three-dimensional exploded view according to 5 , wherein now additionally two each with a capillary port shown disk-shaped body as fluid supply 122 for supplying the fluidic sample or as a fluid removal device 124 are provided for discharging the fluidic sample. 7 shows a three-dimensional sectional view of the assembled flow cell 100 ,

3 bis 7 zeigen somit die Flusszelle 100 zum Durchleiten einer fluidischen (insbesondere flüssigen) Probe (zum Beispiel eine biologische Probe, die mehrere Arten von Proteinen oder DNA Sequenzen aufweist) zum Detektieren von Fraktionen (zum Beispiel die einzelnen Arten von Proteinen oder DNA Sequenzen) der fluidischen Probe. Die Flusszelle 100 weist den quaderförmigen optisch transparenten Behälter 102 mit dem darin gebildeten bzw. davon begrenzten Lumen 110 auf, durch das die fluidische Probe zum Detektieren der Fraktionen durchleitbar ist. Ferner bildet die Vorspanneinrichtung 104 einen Teil der Flusszelle 100 und dient zum Beaufschlagen des Behälters 102 mit einer von außen einwirkenden und nach innen gerichteten mechanischen Vorspannkraft (siehe F in 3). 3 to 7 thus show the flow cell 100 for passing a fluidic (in particular liquid) sample (for example a biological sample comprising several types of proteins or DNA sequences) for detecting fractions (for example the individual types of proteins or DNA sequences) of the fluidic sample. The flow cell 100 has the cuboid optically transparent container 102 with the lumen formed therein or limited thereto 110 through which the fluidic sample for detecting the fractions is passed. Further, the biasing means forms 104 a part of the flow cell 100 and serves to pressurize the container 102 with an externally acting and inwardly directed mechanical preload force (see F in 3 ).

Der optisch transparente (d.h. für das Licht bzw. die Primärstrahlung 149 durchlässige) Behälter 102 kann ein Glasbehälter sein, der aus miteinander verbundenen oder gebondeten planaren Behälterwänden 108 gebildet ist. Die Behälterwände 108 können somit einzelne Glasplättchen sein, die miteinander gebondet, verklebt, etc. sein können. Bevorzugt ist allerdings, dass die einzelnen Glasplättchen miteinander mittels Diffusionsschweißens verbunden sind. Dies bedeutet, dass die Glasplättchen aneinander gerieben werden, bis diese aneinanderhaften. Nachfolgend können die so provisorisch miteinander verbundenen Glasplättchen in einen Ofen eingeführt werden und bei hoher Temperatur zu einem einstückigen Behälter 102 diffusionsverschweißt werden. The optically transparent (ie for the light or the primary radiation 149 permeable) containers 102 may be a glass container made of interconnected or bonded planar container walls 108 is formed. The container walls 108 can thus be individual glass plates, which can be bonded together, glued, etc. However, it is preferred that the individual glass plates are joined together by means of diffusion welding. This means that the glass slides are rubbed together until they stick together. Subsequently, the so temporarily bonded glass plates can be introduced into an oven and at high temperature to a one-piece container 102 be diffusion welded.

Der in 3 gezeigte Behälter 102 aus Glas soll bei Implementierung in der Flusszelle 100 hohen Fluiddrücken (von zum Beispiel 20 bar bis 50 bar) standhalten. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass Glas zwar einer relativ hohen Druckspannung standhalten kann, hingegen bei bereits relativ geringen Zugspannungen beschädigt oder zumindest undicht werden kann. Insbesondere die Eckbereiche des Glaskörpers, der den Behälter 102 bildet, sind anfällig für eine Undichtigkeit oder Zerstörung, wenn diese von Fluid mit einem hohen Druck durchflossen werden. Das unter hohem Druck stehende Fluid, das durch das Lumen 110 des Behälters 102 hindurchfließt, kann somit unerwünscht eine erhöhte Kerb- oder Biegespannung generieren. The in 3 shown container 102 made of glass when implemented in the flow cell 100 withstand high fluid pressures (from, for example, 20 bar to 50 bar). It should be noted that although glass can withstand a relatively high compressive stress, it can be damaged or at least leak at already relatively low tensile stresses. In particular, the corner regions of the glass body, the container 102 form, are susceptible to leakage or destruction when they are flowed through by fluid at a high pressure. The high pressure fluid passing through the lumen 110 of the container 102 flows through it, thus can undesirably generate an increased notch or bending stress.

Um dieser Problematik Herr zu werden, wird gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung der Behälter 102 allseitig mit einer mechanischen Vorspannung beaufschlagt, die von mehreren Vorspannbacken 106 auf die jeweiligen Behälterflächen ausgeübt wird. Hierbei ist von Vorteil, dass bei der Ausgestaltung der Vorspannbacken 106 in der in 3 bis 7 dargestellten Weise ein homogener Druck mit einem über die gesamten Flächen hinweg parallelen Kraftvektor auf den quaderförmigen Behälter 102 ausgeübt wird. Anschaulich wird durch die Vorspannbacken 106 umfänglich auf die davon berührten Oberflächen des Behälters 102 eine gleichmäßige Druckbeanspruchung ausgeübt. Diese bewerkstelligt (in gewisser Weise ähnlich wie in einem Schraubstock oder bei einem Kardangelenk) eine schwimmende Lagerung der Behälterwände 108. Mit diesen Maßnahmen kann eine Flusszelle 100 mit hoher Lebensdauer und hoher Zuverlässigkeit erhalten werden. In order to master this problem, according to the illustrated embodiment of the invention, the container 102 On all sides subjected to a mechanical bias, by several preload jaws 106 is exerted on the respective container surfaces. It is advantageous that in the embodiment of the biasing jaws 106 in the in 3 to 7 shown, a homogeneous pressure with a force across the entire surface away force vector on the cuboid container 102 is exercised. Illustrated by the biasing jaws 106 circumferentially on the touched surfaces of the container 102 exerted a uniform compressive stress. This accomplishes (in a manner similar to a vise or universal joint) a floating support of the container walls 108 , With these measures, a flow cell 100 with high durability and high reliability.

In dem gemäß 3 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Vorspanneinrichtung 104 durch vier separate und hier metallische (zum Beispiel aus Stahl gebildete) Vorspannbacken 106 gebildet, von denen jede auf eine zugeordnete planare Außenfläche einer jeweiligen Behälterwand 108 des Behälters 102 die von außen in Richtung des Lumens 110 wirkende Vorspannkraft F ausübt. Mit Vorteil ist jede der Vorspannbacken 106 ausgebildet, auf die jeweilige Fläche einer jeweiligen Behälterwand 108 eine Vorspannkraft gleichen Betrags auszuüben. Dadurch wird eine homogene Krafteinleitung in den Behälter 102 begünstigt und werden Spannungsspitzen vermieden. Bevorzugt werden die Vorspannbacken 106 ausgebildet, sich im Wesentlichen kerbspannungsfrei an den Behälter 102 anzulegen. Anschaulich können die Vorspannbacken 106 konfiguriert werden, um eine Kantenpressung des Behälters 102 zu bewirken. Mittels der Vorspannbacken 106 können etwaige geometrische Toleranzen der einzelnen Flächen bzw. Behälterwände 108 des Behälters 102 aufgefangen bzw. ausgeglichen werden. Wie vor allem 3 und 4 gut zu entnehmen ist, hat jede der Vorspannbacken 106 eine ebene Kontaktfläche, die sich vollflächig an eine entsprechende Kontaktfläche einer zugeordneten Behälterwand 108 anlegt und damit vollflächig und gleichmäßig hinsichtlich Richtung und Betrag die Vorspannkraft F auf die jeweilige Behälterwand 108 ausübt. In the according to 3 to 7 illustrated embodiment is the biasing device 104 by four separate and here metallic (formed for example of steel) prestressing jaws 106 each formed on an associated planar outer surface of a respective container wall 108 of the container 102 the outside in the direction of the lumen 110 acting biasing force F exerts. Advantageously, each of the preload jaws 106 formed on the respective surface of a respective container wall 108 to exercise a biasing force of the same amount. This results in a homogeneous introduction of force into the container 102 favors and spikes are avoided. The prestressing jaws are preferred 106 designed to be substantially free of stress on the container 102 to apply. The preloading jaws can be clearly illustrated 106 be configured to edge pressure the container 102 to effect. By means of preload jaws 106 can any geometrical tolerances of the individual surfaces or container walls 108 of the container 102 be caught or compensated. As especially 3 and 4 good to see, has each of the preload jaws 106 a flat contact surface, the entire surface of a corresponding contact surface of an associated container wall 108 applies and thus over the entire surface and evenly with respect to direction and magnitude of the biasing force F on the respective container wall 108 exercises.

Zum Aufbringen einer zugehörigen Klemmkraft ist ein gemäß 5 bis 7 zweiteilig ausgebildetes Flusszellengehäuse 114 vorgesehen, das die Vorspannbacken 106 nach innen klemmend umgibt, womit die Vorspannkraft F aufgebracht und auf die Vorspannbacken 106 übertragen wird (siehe F in 5). Die starren Vorspannbacken 106 geben ihrerseits die Vorspannkraft F in umfänglich homogener Weise an die Behälterwände 108 des Behälters 102 weiter. Wie in 5 bis 7 zu erkennen ist, weist das Flusszellengehäuse 114 einen ersten Gehäusehalbkörper 116 und einen zweiten Gehäusehalbkörper 118 auf, zwischen denen die Vorspannbacken 106 klemmend aufnehmbar sind. Genauer gesagt ist zwischen den beiden Gehäusehalbkörpern 116, 118 ein im gezeigten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen zylindrischer Hohlraum abgegrenzt, der geformt und dimensioniert ist, den Behälter 102 mit daran montierter Vorspanneinrichtung 104 (siehe 5) unter Aufbringung einer umfänglichen Klemmkraft in Eingriff zu nehmen (siehe 7). Indem sowohl der zylindrische Hohlraum von einer vollständigen Kreiszylindergeometrie durch Abflachung an einer Seite als auch der aus Behälter 102 samt Vorspanneinrichtung 104 gebildete Körper in entsprechender Weise von einer Kreiszylindergeometrie abweicht, ist eine Verdrehsicherung geschaffen (siehe 5). Zum Beispiel kann einer den beiden Gehäusehalbkörper 116, 118 stationär und der andere Gehäusehalbkörper 118, 116 beweglich vorgesehen sein. Eine in 6 dargestellte Federeinrichtung 199 kann an einem oder beiden Gehäusehalbkörpern 116, 118 angebracht sein oder damit in Wirkverbindung gebracht werden, um einen jeweiligen der Gehäusehalbkörper 116, 118 gegen die Vorspannbacken 106 zu drücken. For applying an associated clamping force is a according to 5 to 7 Two-part designed flow cell housing 114 provided that the biasing jaws 106 clamped inwardly surrounding it, whereby the biasing force F is applied and on the biasing jaws 106 is transferred (see F in 5 ). The rigid preload jaws 106 in turn give the biasing force F in circumferentially homogeneous manner to the container walls 108 of the container 102 further. As in 5 to 7 can be seen, the flow cell housing 114 a first housing half body 116 and a second housing half body 118 on, between which the preload jaws 106 are clamped receivable. More precisely, between the two housing half bodies 116 . 118 in the embodiment shown, a substantially cylindrical cavity delimited, which is shaped and dimensioned, the container 102 with pretensioner mounted thereon 104 (please refer 5 ) with the application of a circumferential clamping force (see 7 ). By both the cylindrical cavity of a complete circular cylinder geometry by flattening on one side and the container 102 including pretensioning device 104 formed body deviates in a corresponding manner from a circular cylinder geometry, an anti-rotation is created (see 5 ). For example, one of the two housing half body 116 . 118 stationary and the other housing half body 118 . 116 be provided movably. An in 6 illustrated spring device 199 can on one or both housing half bodies 116 . 118 be attached or be brought into operative connection to a respective one of the housing half body 116 . 118 against the preload jaws 106 to press.

Ferner kann, wie in 6 und 7 dargestellt ist, die Flusszelle 100 eine scheibenförmige Fluidzuführeinrichtung 122 zum Zuführen der fluidischen Probe zu dem Lumen 110 des Behälters 102 und eine scheibenförmige Fluidabführeinrichtung 124 zum Abführen der fluidischen Probe aus dem Lumen 110 des Behälters 102 aufweisen. Sowohl die Fluidzuführeinrichtung 122 als auch die Fluidabführeinrichtung 124 ist mit einer Fluidschnittstelle 111 (oder mit einem Fitting) versehen, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Kapillaranschluss ausgebildet sein kann. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Fluidzuführeinrichtung 122 und die Fluidabführeinrichtung 124 jeweils als scheibenförmiger Körper ausgebildet, der in den hohlzylindrischen Hohlraum zwischen den Gehäusehalbkörpern 116, 118 eingepasst ist, um dort klemmend und somit unverlierbar sowie verdrehsicher aufgenommen zu werden. Im betriebsbereit montierten Zustand gemäß 7 ist die Fluidzuführeinrichtung 122 und die Fluidabführeinrichtung 124 von dem Flusszellengehäuse 114 nach innen klemmend umgeben. Eine zusätzliche, gemäß 6 vertikal wirkende Klemmkraft, ist dort mit F bezeichnet. Die Fluidzuführeinrichtung 122 und die Fluidabführeinrichtung 124 kann jeweils in der in 6 und 7 dargestellten Weise von einer oder mehreren integrierten Fluidleitungen durchsetzt sein, um die fluidische Probe samt mobiler Phase in homogener Weise über den Querschnitt des Lumens 110 zu verteilen. Das zugeführte Fluid ist in 6 und 7 schematisch mit Bezugszeichen 171 dargestellt, wohingegen das abgeführte Fluid in 6 und 7 schematisch mit Bezugszeichen 173 dargestellt ist. Furthermore, as in 6 and 7 is shown, the flow cell 100 a disk-shaped fluid supply device 122 for delivering the fluidic sample to the lumen 110 of the container 102 and a disk-shaped fluid discharge device 124 for discharging the fluidic sample from the lumen 110 of the container 102 exhibit. Both the fluid supply 122 as well as the Fluidabführeinrichtung 124 is with a fluid interface 111 Provided (or with a fitting), which may be formed in the embodiment shown as a capillary. In the illustrated embodiment, the fluid supply device 122 and the fluid removal device 124 each formed as a disc-shaped body, which in the hollow cylindrical cavity between the housing half bodies 116 . 118 is fitted in order to be clamped and thus captured captive and against rotation. In the ready-mounted state according to 7 is the fluid supply device 122 and the fluid removal device 124 from the flow cell housing 114 Surrounded clamping inside. An additional, according to 6 vertically acting clamping force, is denoted by F. The fluid supply device 122 and the fluid removal device 124 can each be in the in 6 and 7 represented manner by one or more integrated fluid lines to be interspersed to the fluidic sample including the mobile phase in a homogeneous manner over the cross section of the lumen 110 to distribute. The supplied fluid is in 6 and 7 schematically with reference numerals 171 whereas the discharged fluid is shown in FIG 6 and 7 schematically with reference numerals 173 is shown.

3 zeigt den als Flusszellen-Glaskörper ausgebildeten Behälter 102 mit vier Metallbacken oder Vorspannbacken 106 als Vorspanneinrichtung 104, welche von außen mit einer identischen Kraft F beaufschlagt werden. Die Vorspannbacken 106 sind so ausgeführt, dass geometrische Toleranzen des als Glaskörper ausgebildeten Behälters 102 (insbesondere Winkelfehler und Parallelitätsfehler der Außenflächen zueinander) zuverlässig aufgefangen werden und sich die Vorspannbacken 106 kerbspannungsfrei an den Behälter 102 anlegen. 3 zeigt ferner einen ersten Durchgang 195, der als Durchgangsloch in einer der metallischen Vorspannbacken 106 gebildet ist, und der zum Zuführen von elektromagnetischer Primärstrahlung 149 zu dem Fluid in dem Lumen 110 des Behälters 102 im Rahmen einer Fluoreszenzdetektion der getrennten Fraktionen des fluidischen Probe ausgebildet ist. Die zugeführte elektromagnetische Primärstrahlung 149 wechselwirkt mit Fraktionen der fluidischen Probe und generiert dabei Fluoreszenzlicht. Dieses Fluoreszenzlicht kann durch einen zweiten Durchgang 197, der als Durchgangsloch in einer anderen der Vorspannbacken 106 gebildet ist, zu einer in 3 nicht dargestellten Erfasseinrichtung (siehe Bezugszeichen 128 in 2) propagieren. Wie in 3 dargestellt, stehen die optischen Pfade der elektromagnetischen Primärstrahlung 149 bzw. des zu detektieren Fluoreszenzlichts (entsprechend Bezugszeichen 151 in 2) senkrecht aufeinander. Anders ausgedrückt weisen die Durchgänge 195, 197 zueinander orthogonale Achsen auf. Somit ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 bis 7 die Flusszelle 100 für eine Fluoreszenzdetektion ausgebildet. Gemäß anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung kann die Detektion aber auch mit einer Durchlichtzelle, mithin in Transmission, erfolgen. 3 shows the designed as a flow cell glass body container 102 with four metal jaws or preload jaws 106 as a pretensioner 104 , which are acted upon from the outside with an identical force F. The preload jaws 106 are designed so that geometric tolerances of the container formed as a glass body 102 (Especially angle error and parallelism error of the outer surfaces to each other) are reliably collected and the biasing jaws 106 not free of stress on the container 102 invest. 3 further shows a first passage 195 acting as a through hole in one of the metallic biasing jaws 106 is formed, and for supplying electromagnetic primary radiation 149 to the fluid in the lumen 110 of the container 102 is formed in the context of a fluorescence detection of the separated fractions of the fluidic sample. The supplied electromagnetic primary radiation 149 interacts with fractions of the fluidic sample and thereby generates fluorescent light. This fluorescent light can pass through a second passage 197 acting as a through hole in another of the preload jaws 106 is formed, to one in 3 Detection device, not shown (see reference numeral 128 in 2 ) propagate. As in 3 shown, are the optical paths of the electromagnetic primary radiation 149 or of the fluorescent light to be detected (corresponding to reference symbol 151 in 2 ) perpendicular to each other. In other words, the passages have 195 . 197 mutually orthogonal axes. Thus, in the embodiment according to 3 to 7 the flow cell 100 designed for fluorescence detection. According to other embodiments of the invention, the detection but also with a transmitted light cell, thus in transmission, take place.

4 stellt eine Draufsicht auf die Flusszelle 100 mit den vier als Druckkörper ausgebildeten Vorspannbacken 106 dar. 4 represents a plan view of the flow cell 100 with the four formed as a pressure body biasing jaws 106 represents.

5 zeigt die Ausführung des zweiteiligen Flusszellengehäuses 114 mit einer feststehenden halbkreisförmigen Aussparung in einem der beiden Blöcke und mit einem frei beweglichen Spannblock mit ebenfalls halbkreisförmiger Aussparung, der zum Beispiel über ein Tellerfederpaket als Federeinrichtung 199 (siehe 6) eine Druckkraft auf den als Glaskörper ausgebildeten Behälter 102 überträgt. Die Abflachung an der Innenkontur kann als Nullposition angesehen werden und stellt eine genaue Ausrichtung des als Glaskörper ausgebildeten Behälters 102 sicher. Die beschriebene Abflachung dient anschaulich als Verdrehsicherung. 5 shows the embodiment of the two-part flow cell housing 114 with a fixed semi-circular recess in one of the two blocks and with a freely movable clamping block with also semicircular recess, for example via a plate spring package as a spring device 199 (please refer 6 ) a pressure force on the container formed as a glass body 102 transfers. The flattening on the inner contour can be regarded as a zero position and provides a precise alignment of the container formed as a glass body 102 for sure. The described flattening clearly serves as an anti-twist device.

In 6 ist zusätzlich die Zu- und Abflusskonstruktion in Form der Fluidzuführeinrichtung 122 und der Fluidabführeinrichtung 124 dargestellt, die mit einer Kraft F auf den als Glaskörper ausgebildeten Behälter 102 gepresst werden. Das in 6 mit Bezugszeichen 199 gekennzeichnete Tellerfederpaket bildet eine mechanische Feder, um die daran anschließende Anordnung von Komponenten unter mechanische Spannung zu setzen. Anschaulich übt das Tellerfederpaket eine Kraft aus, gibt aber keine Richtung vor. In 6 is additionally the inflow and outflow structure in the form of fluid supply 122 and the fluid drainage device 124 represented with a force F on the formed as a glass body container 102 be pressed. This in 6 with reference number 199 characterized disc spring assembly forms a mechanical spring to put the adjoining arrangement of components under tension. Clearly, the plate spring package exerts a force, but gives no direction.

7 zeigt eine schematische Darstellung des Aufbaus der Flusszelle 100 im zusammengesetzten Zustand. 7 shows a schematic representation of the structure of the flow cell 100 in the assembled state.

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.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 0309596 B1 [0002]

Claims

Flow cell ( 100 ) for passing a fluidic sample for detecting fractions of the fluidic sample, wherein the flow cell ( 100 ): an at least partially optically transparent container ( 102 ) with a lumen ( 110 ) through which the fluidic sample is passed to detect the fractions; a pretensioner ( 104 ) used to pressurize the container ( 102 ) is arranged with an externally acting mechanical biasing force.

Flow cell ( 100 ) according to claim 1, wherein the at least partially optically transparent container ( 102 ) is a glass container.

Flow cell ( 100 ) according to claim 1 or 2, wherein the at least partially optically transparent container ( 102 ) from each other, in particular by means of diffusion welding, connected planar container walls ( 108 ) is formed, in particular cuboid.

Flow cell ( 100 ) according to one of claims 1 to 3, wherein the pretensioning device ( 104 ) a plurality of biasing jaws ( 106 ), in particular four prestressing jaws ( 106 ), each of which onto a surface, in particular a planar surface, of the container ( 102 ) exerts a biasing force acting from the outside in the direction of the container interior.

Flow cell ( 100 ) according to claim 4, wherein each of the pretensioning jaws ( 106 ) is adapted to exert on the respective surface a biasing force of the same amount.

Flow cell ( 100 ) according to claim 4 or 5, wherein the biasing jaws ( 106 ) are formed, not kerbspannungsfrei to the container ( 102 ).

Flow cell ( 100 ) according to one of claims 4 to 6, wherein the biasing jaws ( 106 ), an edge pressure of the container ( 102 ) to effect.

Flow cell ( 100 ) according to one of claims 4 to 7, wherein the biasing jaws ( 106 ) are formed, geometric tolerances of the container ( 102 ), in particular the individual surfaces of the container ( 102 ) to catch.

Flow cell ( 100 ) according to one of claims 4 to 8, wherein a respective one of the prestressing jaws ( 106 ) is formed on its associated surface of the container ( 102 ) exert over this entire area away in terms of magnitude and / or direction constant biasing force.

Flow cell ( 100 ) according to one of claims 4 to 9, comprising a flow cell housing ( 114 ), which the biasing jaws ( 106 ) clamping inwards.

Flow cell ( 100 ) according to claim 10, wherein the flow cell housing ( 114 ) a first housing half body ( 116 ) and a second housing half body ( 118 ) between which the biasing jaws ( 106 ) are accommodated in a clamping manner.

Flow cell ( 100 ) according to claim 11, wherein the first housing half body ( 116 ) stationary and the second housing half body ( 118 ) is movable.

Flow cell ( 100 ) according to claim 11 or 12, comprising a spring device ( 199 ), by means of which the first housing half body ( 116 ) and / or the second housing half body ( 118 ) against the biasing jaws ( 106 ) is or is depressible.

Flow cell ( 100 ) according to one of claims 1 to 13, comprising a particular disc-shaped fluid supply device ( 122 ) for delivering the fluidic sample to the lumen ( 110 ) of the container ( 102 ) and a particular disc-shaped fluid removal device ( 124 ) for discharging the fluidic sample from the lumen ( 110 ) of the container ( 102 ).

Flow cell ( 100 ) according to claims 10 and 14, wherein the fluid supply device ( 122 ) and the fluid removal device ( 124 ) from the flow cell housing ( 114 ) are clamped inwardly.

Detector ( 50 ), in particular fluorescence detector, comprising: a flow cell ( 100 ) according to any one of claims 1 to 15; an electromagnetic radiation source ( 126 ) for emitting electromagnetic primary radiation ( 149 ), which enter the flow cell ( 100 ) is to be coupled; an electromagnetic detection device ( 128 ) for detecting electromagnetic secondary radiation ( 151 ) when the primary electromagnetic radiation ( 149 ) from the flow cell ( 100 ) exit.

Sample Separator ( 10 ) for separating a fluidic sample into fractions, wherein the sample separation device ( 10 ) comprises: a fluid drive ( 20 ) for driving the mobile phase fluidic sample; a sample separator ( 30 ) for separating by means of the fluid drive ( 20 ) driven fluidic sample; a detector ( 50 ) according to claim 16 for detecting the separated fractions of the fluidic sample.

Sample Separator ( 10 ) according to claim 17, further comprising at least one of the following features: the sample separation device ( 30 ) is designed as a chromatographic separation device, in particular as a chromatography separation column; the sample separator ( 10 ) is configured to analyze at least one physical, chemical and / or biological parameter of at least one fraction of the fluidic sample; the sample separator ( 10 ) comprises at least one of the group consisting of a detector device, a chemical, biological and / or pharmaceutical analysis device, a liquid chromatography device and an HPLC device; the fluid drive ( 20 ) is configured to drive the mobile phase at a high pressure; the fluid drive ( 20 ) is configured to drive the mobile phase at a pressure of at least 100 bar, in particular at least 500 bar, more particularly at least 1000 bar; the sample separator ( 10 ) is configured as a microfluidic device; the sample separator ( 10 ) has an injector device ( 40 ) for introducing the fluidic sample into a fluidic path between the fluid drive ( 20 ) and the sample separation device ( 30 ) on; the sample separator ( 10 ) has a sample fractionator ( 60 ) for fractionating the separated fluidic sample.

Method for producing a flow cell ( 100 ) for passing a fluidic sample for detecting fractions of the fluidic sample, the method comprising: providing an at least partially optically transparent container ( 102 ) with a lumen ( 110 ) through which the fluidic sample is passed to detect the fractions; Coupling a pretensioner ( 104 ) with the containers ( 102 ) for charging the container ( 102 ) with an externally applied mechanical biasing force.

Method for passing a fluidic sample through a flow cell ( 100 ) for detecting fractions of the fluidic sample, the method comprising: passing the fluidic sample through a lumen ( 110 ) of an at least partially optically transparent container ( 102 ) of the flow cell ( 100 ) for detecting the fractions; Applying the container ( 102 with an externally applied mechanical biasing force, which is an outward force of the pressurized fluidic sample in the lumen (FIG. 110 ) counteracts, in particular compensated for this.