DE102016125043A1 - Pressure stable flow cell - Google Patents
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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
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.
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.
Der mit der Flusszelle
Eine Fluidzuführeinrichtung
Der optisch transparente (d.h. für das Licht bzw. die Primärstrahlung
Der in
Um dieser Problematik Herr zu werden, wird gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung der Behälter
In dem gemäß
Zum Aufbringen einer zugehörigen Klemmkraft ist ein gemäß
Ferner kann, wie in
In
Es sollte angemerkt werden, dass der Begriff „aufweisen“ nicht andere Elemente ausschließt und dass das „ein“ nicht eine Mehrzahl ausschließt. Auch können Elemente, die in Zusammenhang mit unterschiedlichen Ausführungsbeispielen beschrieben sind, kombiniert werden. Es sollte auch angemerkt werden, dass Bezugszeichen in den Ansprüchen nicht als den Schutzbereich der Ansprüche beschränkend ausgelegt werden sollen. It should be noted that the term "comprising" does not exclude other elements and that the "on" does not exclude a plurality. Also, elements described in connection with different embodiments may be combined. It should also be noted that reference signs in the claims should not be construed as limiting the scope of the claims.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 0309596 B1 [0002] EP 0309596 B1 [0002]
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11493441B2 (en) * | 2019-01-15 | 2022-11-08 | Wyatt Technology Corporation | Flow cell, read head, and skid attachment |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0309596B1 (en) | 1987-09-26 | 1993-03-31 | Hewlett-Packard GmbH | Pumping apparatus for delivering liquid at high pressure |
-
2016
- 2016-12-20 DE DE102016125043.0A patent/DE102016125043A1/en active Pending
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