DE102018114150A1 - Multi-dimensionally operable sample separator with common fluid drive - Google Patents

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Abstract

Probentrenngerät (10), das zum mindestens zweidimensionalen Trennen einer fluidischen Probe betreibbar ist, wobei das Probentrenngerät (10) einen Fluidantrieb (20), der zum Antreiben der fluidischen Probe in einer ersten Trenndimension und zum Antreiben der getrennten fluidischen Probe in einer zweiten Trenndimension eingerichtet ist, eine erste Probentrenneinrichtung (30) zum Trennen der fluidischen Probe in der ersten Trenndimension, eine Einrichtung (32; 30, 70) zum Trennen der in der ersten Trenndimension getrennten fluidischen Probe in der zweiten Trenndimension und einen Detektor (50) zum Detektieren der getrennten Probe aufweist.A sample separation device (10) operable to separate at least two-dimensionally a fluidic sample, said sample separation device (10) establishing a fluid drive (20) for driving the fluidic sample in a first separation dimension and for driving the separated fluidic sample in a second separation dimension a first sample separator (30) for separating the fluid sample in the first separation dimension, means (32; 30, 70) for separating the fluid sample separated in the first separation dimension in the second separation dimension, and a detector (50) for detecting the having separate sample.

Description

TECHNISCHER HINTERGRUNDTECHNICAL BACKGROUND

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Probentrenngerät und ein Verfahren zum Trennen einer fluidischen Probe.The present invention relates to a sample separation apparatus and a method for separating a fluidic sample.

In einer HPLC wird typischerweise eine Flüssigkeit (mobile Phase) bei einer sehr genau kontrollierten Flussrate (zum Beispiel im Bereich von Mikrolitern bis Millilitern pro Minute) und bei einem hohen Druck (typischerweise 20 bis 1000 bar und darüber hinausgehend, derzeit bis zu 2000 bar), bei dem die Kompressibilität der Flüssigkeit spürbar sein kann, durch ein Adsorptionsmedium, eine sogenannte stationäre Phase (zum Beispiel in einer chromatografischen Säule), bewegt, um einzelne Komponenten einer in die mobile Phase eingebrachten Probenflüssigkeit voneinander zu trennen. Ein solches HPLC-System ist bekannt zum Beispiel aus der EP 0,309,596 B1 derselben Anmelderin, Agilent Technologies, Inc.In an HPLC, a liquid (mobile phase) is typically run at a very precisely controlled flow rate (for example in the range of microliters to milliliters per minute) and at a high pressure (typically 20 to 1000 bar and beyond, currently up to 2000 bar). , in which the compressibility of the liquid can be felt, through an adsorption medium, a so-called stationary phase (for example, in a chromatographic column), moved to separate individual components of a sample liquid introduced into the mobile phase from each other. Such an HPLC system is known, for example from the EP 0,309,596 B1 same Applicant, Agilent Technologies, Inc.

Bei einer eindimensionalen Chromatographie kann es vorkommen, dass von den zu trennenden Substanzen zwei oder mehrere verschiedene gleich oder annähernd gleich schnell vorankommen und somit an derselben oder an annähernd derselben Stelle in einem Chromatogramm zu finden sind. Zu ihrer weiteren Auftrennung kann zweidimensionale Chromatographie eingesetzt werden, bei der in einem zweiten Arbeitsgang eventuell andere Trennbedingungen wie eine andere stationäre Phase und/oder eine andere mobile Phase, oder auch nur ein anderer Zustand (zum Beispiel eine andere Temperatur der Trennsäule), zur erneuten Chromatographie von Fraktionen aus der ersten Trennung verwendet werden, so dass sich die nach dem ersten Arbeitsgang schwer unterscheidbaren Substanzen nun ebenfalls voneinander trennen lassen. Eine für eine zweidimensionale Trennung gewünschte Orthogonalität kann durch zwei Probentrenneinrichtungen oder durch die Verwendung unterschiedlicher mobiler Phasen bewerkstelligt werden. In letzterem Fall kann ein Spülen zwischen den beiden Trennungen durchgeführt werden.In the case of one-dimensional chromatography, it is possible for two or more different substances to be separated from the substances to be separated, moving at the same or approximately the same rate, and thus being found at the same or at approximately the same point in a chromatogram. For their further separation, two-dimensional chromatography can be used, in which in a second operation, other separation conditions such as another stationary phase and / or another mobile phase, or even just another state (for example, another temperature of the separation column), for renewed Chromatography of fractions from the first separation can be used, so that the difficult to distinguish after the first operation substances can now also be separated from each other. Orthogonality desired for two-dimensional separation can be accomplished by two sample separators or by using different mobile phases. In the latter case, a rinse between the two separations can be performed.

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

Zweidimensionale Probentrenngeräte weisen oft eine hohe Komplexität auf.Two-dimensional sample separation devices often have a high complexity.

OFFENBARUNGEPIPHANY

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein mehrdimensional betreibbares Probentrenngerät kompakt auszubilden. Die Aufgabe wird mittels der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen gezeigt.It is an object of the invention to make a multi-dimensionally operable sample separation device compact. 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 ein Probentrenngerät geschaffen, das zum mindestens zweidimensionalen Trennen einer fluidischen Probe betreibbar ist, wobei das Probentrenngerät einen Fluidantrieb, der zum Antreiben der fluidischen Probe in einer ersten Trenndimension und zum Antreiben der getrennten fluidischen Probe in einer zweiten Trenndimension eingerichtet ist, eine erste Probentrenneinrichtung zum Trennen der fluidischen Probe in der ersten Trenndimension, eine Einrichtung zum Trennen der in der ersten Trenndimension getrennten fluidischen Probe in der zweiten Trenndimension und einen Detektor zum Detektieren der getrennten Probe aufweist.In accordance with an exemplary embodiment of the present invention, there is provided a sample separation apparatus operable to separate at least two-dimensionally a fluidic sample, the sample separation apparatus comprising a fluid drive capable of driving the fluidic sample in a first separation dimension and driving the separated fluidic sample in a second separation dimension a first sample separator for separating the fluidic sample in the first separation dimension, means for separating the separated in the first separation dimension fluidic sample in the second separation dimension and a detector for detecting the separated sample.

Gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Trennen einer fluidischen Probe mittels eines Probentrenngeräts (insbesondere mit den oben beschriebenen Merkmalen) bereitgestellt, das zum Trennen der fluidischen Probe in einer ersten Trenndimension und zum Trennen der getrennten fluidischen Probe in einer zweiten Trenndimension betrieben wird, wobei das Verfahren ein Betreiben eines gemeinsamen Fluidantriebs zum Antreiben der in einer mobilen Phase befindlichen fluidischen Probe in der ersten Trenndimension und in der zweiten Trenndimension, ein Trennen der fluidischen Probe mittels einer ersten Probentrenneinrichtung in der ersten Trenndimension, ein Trennen der in der ersten Trenndimension getrennten fluidischen Probe (insbesondere mittels einer zweiten Probentrenneinrichtung) in der zweiten Trenndimension, und ein Detektieren der getrennten fluidischen Probe mittels eines Detektors aufweist.According to another exemplary embodiment of the present invention, a method for separating a fluidic sample by means of a sample separation device (in particular having the features described above) is provided for separating the fluidic sample in a first separation dimension and for separating the separated fluidic sample in a second separation dimension wherein the method comprises operating a common fluid drive to drive the mobile phase fluid sample into separating the fluidic sample by means of a first sample separator in the first separation dimension, separating the fluidic sample separated in the first separation dimension (in particular by means of a second sample separator) in the second separation dimension, and detecting the separated one fluidic sample by means of a detector.

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

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Probentrenngerät geschaffen, das ein zweidimensionales Trennen einer fluidischen Probe in Fraktionen und dann in Unterfraktionen unter Verwendung eines gemeinsamen Fluidantriebs zum Antreiben einer mobilen Phase und der darin befindlichen fluidischen Probe aufweist. Durch eine geschickte Schaltung fluidischer Ventile oder anderer Schaltelemente (zum Beispiel fluidische Restriktionen) kann die fluidische Probe zuerst in einer ersten Probentrenneinrichtung entsprechend einer ersten Trenndimension und nachfolgend in einer zweiten Einrichtung (zum Beispiel einer anderen zweiten Probentrenneinrichtung) entsprechend einer zweiten Trenndimension getrennt werden, wobei für beide Trenndimensionen derselbe Fluidantrieb zum Antreiben der fluidischen Probe und der mobilen Phase eingesetzt werden kann. Diese gemeinsame Verwendung nur eines Fluidantriebs für die Förderung mobiler Phasen und der fluidischen Probe in beiden (oder allen) Trenndimensionen führt zu einem kompakten Probentrenngerät mit zwei- oder mehrdimensionaler Trennfunktionalität. Herkömmliche zweidimensionale Probentrenngeräte implementieren üblicherweise einen separaten Fluidantrieb pro Trenndimension, d.h. insgesamt mehrere Fluidantriebe.According to an exemplary embodiment of the invention, there is provided a sample separation apparatus comprising two-dimensionally separating a fluidic sample into fractions and then into sub-fractions using a common fluid drive to drive a mobile phase and the fluidic sample therein. By skillful switching fluidic valves or other switching elements (for example, fluidic restrictions), the fluidic sample first in a first sample separator according to a first separation dimension and subsequently in a second device (for example, another second sample separator) are separated according to a second separation dimension, For both separation dimensions, the same fluid drive can be used to drive the fluidic sample and the mobile phase. This sharing of only one fluid drive for the promotion of mobile phases and the fluidic sample in both (or all) separation dimensions results in a compact sample separation device with two- or multi-dimensional separation functionality. Conventional two-dimensional sample separation devices typically implement a separate fluid drive per separation dimension, i. a total of several fluid drives.

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

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Einrichtung eine zweite Probentrenneinrichtung (insbesondere eine zweite chromatographische Trennsäule, die von der ersten chromatographischen Trennsäule unterschiedlich sein kann, insbesondere eine andere stationäre Phase aufweisen kann) zum Trennen der getrennten fluidischen Probe in der zweiten Trenndimension aufweisen. In entsprechender Weise kann das Trennen der getrennten fluidischen Probe in der zweiten Trenndimension mittels einer zweiten Probentrenneinrichtung erfolgen. Der Ausfluss der getrennten fluidischen Probe aus der ersten Trenndimension kann dann in die zweite chromatographische Trennsäule oder dergleichen hineinfließen. Alternativ oder ergänzend kann das Probentrenngerät eine Steuereinrichtung aufweisen, die zum Trennen der getrennten fluidischen Probe in der ersten Probentrenneinrichtung mit einer anderen mobilen Phase und/oder bei einer anderen Temperatur als bei dem Trennen der fluidischen Probe in der ersten Trenndimension betrieben wird. Korrespondierend kann das Trennen in der zweiten Trenndimension mittels einer anderen mobilen Phase oder bei einer anderen Temperatur als bei dem Trennen der fluidischen Probe in der ersten Trenndimension erfolgen. Bei der zuletzt beschriebenen Ausgestaltung kann zum Beispiel die erste Probentrenneinrichtung (d.h. insbesondere eine erste chromatographische Trennsäule) auch zum Trennen der bereits getrennten fluidischen Probe ein zweites Mal verwendet werden, indem der Ausfluss aus der ersten Probentrenneinrichtung in einen Einlass der ersten Probentrenneinrichtung zurückgeleitet wird. Dann kann zum Beispiel unter Verwendung einer anderen mobilen Phase im Vergleich zu der ersten Trenndimension in der zweiten Trenndimension durch die unterschiedliche Lösungsmittelzusammensetzung der mobilen Phase eine fortgesetzte Trennung der bereits vorgetrennten fluidischen Probe erfolgen.According to one embodiment, the device may comprise a second sample separation device (in particular a second chromatographic separation column, which may be different from the first chromatographic separation column, in particular another stationary phase) for separating the separated fluidic sample in the second separation dimension. In a corresponding manner, the separation of the separated fluidic sample in the second separation dimension can be effected by means of a second sample separation device. The effluent of the separated fluidic sample from the first separation dimension may then flow into the second chromatographic separation column or the like. Alternatively or additionally, the sample separation device may comprise a control device which is operated to separate the separated fluidic sample in the first sample separation device with a different mobile phase and / or at a different temperature than in the separation of the fluidic sample in the first separation dimension. Correspondingly, the separation in the second separation dimension can take place by means of another mobile phase or at a different temperature than during the separation of the fluidic sample in the first separation dimension. For example, in the last described embodiment, the first sample separator (i.e., in particular a first chromatographic separation column) may also be used a second time to separate the already separated fluid sample by returning the effluent from the first sample separator to an inlet of the first sample separator. Then, for example, using a different mobile phase compared to the first separation dimension in the second separation dimension by the different solvent composition of the mobile phase, a continued separation of the already pre-separated fluidic sample can be carried out.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Probentrenngerät nur genau den einen Fluidantrieb aufweisen, insbesondere ausgebildet als einzige Hochdruckpumpe des Probentrenngeräts. Eine solche Hochdruckpumpe kann mobile Phase und fluidische Probe zum Beispiel mit einem Druck von mindestens 600 bar, insbesondere mindestens 1200 bar, weiter insbesondere mindestens 1800 bar, fördern. Ein solcher Fluidantrieb kann zum Beispiel aus einer oder mehreren Kolbenzylinderpaaren ausgebildet sein, die zum Beispiel fluidisch parallel und/oder fluidisch seriell geschaltet sein können und zum Fördern von Fluid mit möglichst konstanter Flussrate koordiniert angetrieben werden können.According to one embodiment, the sample separation device can only have exactly the one fluid drive, in particular designed as the only high-pressure pump of the sample separation device. Such a high-pressure pump can promote mobile phase and fluidic sample, for example, with a pressure of at least 600 bar, in particular at least 1200 bar, more particularly at least 1800 bar. Such a fluid drive can be formed, for example, from one or more piston-cylinder pairs, which can be connected in fluidic parallel and / or fluidic series, for example, and can be driven coordinated to convey fluid at the most constant flow rate possible.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Probentrenngerät nur genau den einen Detektor aufweisen, insbesondere ausgebildet als einziger Fluoreszenzdetektor des Probentrenngeräts oder als Detektor eines anderen Typs. Indem nur ein einziger Detektor verwendet wird, kann die Kompaktheit des Probentrenngeräts weiter verringert werden. Der Detektor kann zum Beispiel einen Ausfluss aus der zweiten Trenndimension detektieren. Es ist aber auch alternativ oder ergänzend möglich, den Detektor so zu schalten, dass er nach dem Ausfluss der fluidischen Probe aus der ersten Trenndimension das Ergebnis dieser ersten Trennung detektiert. Ein Fluoreszenzdetektor kann Fluoreszenzlicht von getrennten Fraktionen der fluidischen Probe detektieren, mit denen diese intrinsisch versehen oder speziell gelabelt sind.According to one embodiment, the sample separation device can only have exactly one detector, in particular designed as a single fluorescence detector of the sample separation device or as a detector of another type. By using only a single detector, the compactness of the sample separator can be further reduced. For example, the detector may detect outflow from the second separation dimension. However, it is also alternatively or additionally possible to switch the detector such that it detects the result of this first separation after the outflow of the fluidic sample from the first separation dimension. A fluorescence detector can detect fluorescent light from separate fractions of the fluidic sample with which they are intrinsically provided or specially labeled.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Detektor als destruktiver Detektor ausgebildet sein. Häufig werden Detektoren in destruktive und nichtdestruktive Geräte eingeteilt. Bei ersteren wird der Analyt zur Detektion (zum Beispiel in einer chemischen Reaktion) verbraucht. In diesem Zusammenhang kann unter einem destruktiven Detektor also insbesondere ein Detektor verstanden werden, der die getrennte und zu detektierende fluidische Probe beim Detektionsvorgang zerstört. Ein Beispiel hierfür ist ein Massenspektrometer.According to one embodiment, the detector may be designed as a destructive detector. Frequently, detectors are divided into destructive and non-destructive devices. In the former, the analyte is consumed for detection (for example, in a chemical reaction). In this context, a destructive detector can therefore be understood as meaning in particular a detector which destroys the separate and to be detected fluidic sample during the detection process. An example of this is a mass spectrometer.

Es können auch mehrere Detektoren eingesetzt werden.It is also possible to use several detectors.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Probentrenngerät als modulare Anordnung aus einer Mehrzahl von Modulen ausgebildet sein, die als ein Stapel, insbesondere als genau ein Stapel, anordbar sind. Indem ein Benutzer die einzelnen Module des Probentrenngeräts (zum Beispiel Fluidantrieb, jeweilige Probentrenneinrichtung, Detektor, Injektor, Fraktionierer, Schalteinheit, etc.) frei zusammenstellen und kombinieren kann, ist die Flexibilität beim Betrieb des Probentrenngeräts hoch. Aufgrund der hohen Kompaktheit des dreidimensional betreibbaren Probentrenngeräts ist es möglich, die erforderlichen Module auf einem einzigen Stapel anzuordnen. Dies ermöglicht eine platzsparende Anordnung des Probentrenngeräts in einem Labor.According to one embodiment, the sample separation device may be formed as a modular arrangement of a plurality of modules, which can be arranged as a stack, in particular as exactly one stack. By allowing a user to freely assemble and combine the individual modules of the sample separation device (eg, fluid drive, respective sample separator, detector, injector, fractionator, switching unit, etc.), the flexibility in operating the sample separation device is high. Due to the high compactness of the three-dimensionally operable sample separation device, it is possible to arrange the required modules on a single stack. This allows a space-saving arrangement of the sample separation in a laboratory.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Probentrenngerät ausgebildet sein, dass nach Trennen eines ersten Abschnitts der fluidischen Probe in der ersten Trenndimension dieser in einem ersten Probenaufnahmevolumen zwischengespeichert wird, nach nachfolgendem Trennen eines zweiten Abschnitts der fluidischen Probe in der ersten Trenndimension dieser in einem zweiten Probenaufnahmevolumen zwischengespeichert wird, und danach der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt nacheinander aus dem jeweiligen ersten bzw. zweiten Probenaufnahmevolumen dem Trennen in der zweiten Trenndimension unterzogen werden. Dies ist zum Beispiel in 10 bis 13 gezeigt.According to one exemplary embodiment, the sample separating device may be configured such that, after separating a first section of the fluidic sample in the first separation dimension, it is temporarily stored in a first sample receiving volume, after a subsequent separation of a second section of the fluidic sample in the first separating dimension being temporarily stored in a second sample receiving volume and thereafter, the first portion and the second portion are successively subjected to the separation in the second separation dimension from the respective first and second sample receiving volumes, respectively. This is for example in 10 to 13 shown.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Probentrenngerät ausgebildet sein, das Trennen in der ersten Trenndimension und das Trennen in der zweiten Trenndimension abwechselnd, insbesondere nur abwechselnd, auszuführen. Es ist also möglich, das Probentrenngerät so zu betreiben, dass alternierend eine erstdimensionale oder eine zweitdimensionale Trennung durchgeführt wird. Ein alternierender statt paralleler Betrieb ermöglicht einen kompakten Aufbau des Probentrenngeräts.According to one embodiment, the sample separation device may be configured to perform the separation in the first separation dimension and the separation in the second separation dimension alternately, in particular only alternately. It is thus possible to operate the sample separation device in such a way that a first-dimensional or a second-dimensional separation is performed alternately. An alternating instead of parallel operation enables a compact construction of the sample separation device.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Probentrenngerät ein erstes Fluidventil mit Fluidanschlüssen aufweisen, von denen einer an den Fluidantrieb, ein anderer an die erste Probentrenneinrichtung, ein weiterer an die zweite Probentrenneinrichtung und noch ein anderer an den Detektor angeschlossen sind. Das erste Fluidventil kann zum Beispiel ein Rotorventil sein. Ein solches Rotorventil kann einen Stator und einen Rotor aufweisen, die relativ zueinander rotierbar sind. An dem Stator kann die Mehrzahl von Fluidanschlüssen (Ports) vorgesehen sein, an denen über eine Kapillarleitung oder dergleichen ein jeweiliges fluidisches Modul bzw. fluidisches Bauelement angeschlossen werden kann. An dem Rotor und/oder an dem Stator können zudem Fluidleitungen (zum Beispiel Nuten) gebildet sein, die durch Rotieren zwischen Rotor und Stator die einzelnen Fluidanschlüsse miteinander fluidisch koppeln können oder voneinander fluidisch entkoppeln können. Die unterschiedlichen Fluidanschlüsse können die erste Probentrenneinrichtung, die zweite Probentrenneinrichtung und den Detektor fluidisch miteinander koppeln oder fluidisch voneinander entkoppeln, um die beschriebenen unterschiedlichen Betriebsmodi durchführen zu können.According to one embodiment, the sample separation device may comprise a first fluid valve with fluid connections, one of which is connected to the fluid drive, another to the first sample separation device, another to the second sample separation device and yet another to the detector. The first fluid valve may be, for example, a rotor valve. Such a rotor valve may comprise a stator and a rotor, which are rotatable relative to each other. The plurality of fluid connections (ports) can be provided on the stator, to which a respective fluidic module or fluidic component can be connected via a capillary line or the like. In addition, fluid lines (for example grooves) can be formed on the rotor and / or on the stator, which can fluidically couple the individual fluid connections to one another or can fluidically decouple from one another by rotating between the rotor and the stator. The different fluid ports may fluidly couple or fluidly decouple the first sample separator, the second sample separator and the detector to perform the described different modes of operation.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Probentrenngerät einen Probeninjektor aufweisen, der an noch einen anderen der Fluidanschlüsse des ersten Fluidventils angeschlossen ist. Über den Probeninjektor kann eine fluidische Probe in das Probentrenngerät injiziert werden, insbesondere in einen Trennpfad zwischen dem Fluidantrieb und der jeweiligen Probentrenneinrichtung für die erste Trenndimension bzw. für die zweite Trenndimension. Der Injektor kann an einen weiteren Fluidanschluss des ersten Fluidventils angeschlossen sein. Dadurch kann das erste Fluidventil in kompakter Weise eine große Anzahl von fluidischen Bauelementen bedienen und miteinander in Wirkverbindung bringen.According to one embodiment, the sample separator may include a sample injector connected to still another of the fluid ports of the first fluid valve. A fluidic sample can be injected into the sample separation device via the sample injector, in particular into a separation path between the fluid drive and the respective sample separation device for the first separation dimension or for the second separation dimension. The injector may be connected to a further fluid port of the first fluid valve. As a result, the first fluid valve can operate a large number of fluidic components in a compact manner and bring them into operative connection with one another.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Probentrenngerät ein zweites Fluidventil aufweisen, das an einen oder an mehrere der Fluidanschlüsse des ersten Fluidventils angeschlossen ist. Das zweite Fluidventil kann insbesondere zwischen zwei Fluidanschlüssen des ersten Fluidventils angeschlossen sein.In one embodiment, the sample separation device may include a second fluid valve connected to one or more of the fluid ports of the first fluid valve. The second fluid valve may in particular be connected between two fluid ports of the first fluid valve.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Probentrenngerät mindestens ein Zwischenspeichervolumen aufweisen, das zum temporären Zwischenspeichern einer Fluidportion, insbesondere von fluidischer Probe, ausgebildet ist. Insbesondere kann das mindestens eine Zwischenspeichervolumen zwischen Fluidanschlüssen mindestens eines Zwischenspeicherventils, insbesondere von zwei Zwischenspeicherventilen, angeschlossen sein, wobei das mindestens eine Zwischenspeicherventil an das zweite Fluidventil angeschlossen sein kann. Die Zwischenspeichervolumina können zum Beispiel Probenschleifen sein, die zwischen Fluidanschlüssen des oder des jeweiligen Zwischenspeicherventils gebildet sind. In den Figuren ist eine anschaulich als Parkdeck zu bezeichnende Anordnung vieler Zwischenspeichervolumina, jeweils zwischen Fluidanschlüssen eines von zwei Zwischenspeicherventilen dargestellt (siehe zum Beispiel 1). Auf diese Weise können in der ersten (oder n-ten) Trenndimension getrennte Fluidportionen temporär zwischengespeichert werden und nachfolgend für eine Trennung in die zweite (oder (n+1)-ten) Trenndimension überführt werden.According to one embodiment, the sample separation device can have at least one intermediate storage volume, which is designed for the temporary buffering of a fluid portion, in particular of a fluidic sample. In particular, the at least one intermediate storage volume can be connected between fluid connections of at least one intermediate storage valve, in particular of two intermediate storage valves, wherein the at least one intermediate storage valve can be connected to the second fluid valve. The buffer volumes may, for example, be sample loops formed between fluid ports of or of the respective buffer valve. In the figures, a vividly described as a parking deck arrangement of many Buffer volumes, each shown between fluid ports of one of two intermediate storage valves (see for example 1 ). In this way, separate fluid portions may be temporarily stored in the first (or nth) separation dimension and subsequently transferred for separation into the second (or (n + 1) th) separation dimension.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann bei der zweidimensionalen Probentrennung in einem ersten Fluidventilschaltzustand die fluidische Probe durch ein erstes des mindestens einen Zwischenspeichervolumens führbar sein, und in einem anderen Fluidventilschaltzustand durch ein zweites des mindestens einen Zwischenspeichervolumens führbar sein. Im zweidimensionalen Probentrennbetrieb können die Zwischenspeichervolumina also zum Zwischenspeichern von Fluidportionen verwendet werden, die in der ersten Trenndimension getrennt wurden.In one embodiment, in the two-dimensional sample separation in a first fluid valve switching state, the fluidic sample may be feasible through a first of the at least one latch volume and in another fluid valve switching state be feasible through a second of the at least one latch volume. In the two-dimensional sample separation operation, the buffer volumes can thus be used for temporarily storing fluid portions which have been separated in the first separation dimension.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Verfahren nach dem Trennen in der zweiten Trenndimension ein Rückführen der in der zweiten Trenndimension getrennten fluidischen Probe (insbesondere ein Rückführen eines Ausflusses des Detektors) zu der ersten Probentrenneinrichtung zur Trennung der bereits zweimal getrennten Probe in einer dritten Trenndimension aufweisen. Wenn nach dem Trennen in der zweiten Trenndimension der Ausfluss der zweiten Trenndimension zu der ersten Probentrenneinrichtung rückgeführt wird, ist auch eine dreidimensionale Probentrennung möglich. Das Probentrenngerät gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel ist also sehr flexibel für alle ein- bzw. mehrdimensionalen Trennvorgänge einsetzbar und dennoch kompakt.According to one embodiment, after separation in the second separation dimension, the method may comprise returning the fluidic sample separated in the second separation dimension (in particular, returning an outflow of the detector) to the first sample separation device for separating the already twice separated sample in a third separation dimension. If, after separation in the second separation dimension, the outflow of the second separation dimension is returned to the first sample separation device, three-dimensional sample separation is also possible. The sample separation device according to an exemplary embodiment is thus very flexible for all single- or multi-dimensional separation processes can be used and yet compact.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Verfahren nach dem Trennen in der dritten Trenndimension ein Zuführen der bereits dreimal getrennten Probe zu der zweiten Probentrenneinrichtung zur Trennung der bereits dreimal getrennten Probe in einer vierten Trenndimension aufweisen. Es ist also auch eine Trennung in einer vierten Trenndimension möglich, wenn die aus der dritten Trenndimension ausfließende Probe in die zweite Probentrenneinrichtung rückgeführt wird. Dort wird die Trennung der vierten Trenndimension durchgeführt und ist bereits die Trennung in der zweiten Trenndimension durchgeführt worden.According to one embodiment, after separation in the third separation dimension, the method may comprise feeding the already three times separated sample to the second sample separation device to separate the already three times separated sample in a fourth separation dimension. Thus, a separation in a fourth separation dimension is also possible if the sample flowing out of the third separation dimension is returned to the second sample separation device. There, the separation of the fourth separation dimension is performed and has already been carried out the separation in the second separation dimension.

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

Das Probentrenngerät kann für alle Trennstufen gemeinsam nur eine Pumpe zum Bewegen der jeweiligen mobilen Phase aufweisen. Eine solche Pumpe kann zum Beispiel dazu eingerichtet sein, die mobile Phase mit einem hohen Druck, zum Beispiel einige 100 bar bis hin zu 1000 bar und mehr, durch das System hindurch zu befördern.The sample separation device may have in common for all separation stages only one pump for moving the respective mobile phase. Such a pump may, for example, be adapted to convey the mobile phase through the system at a high pressure, for example from a few hundred bars up to 1000 bars or more.

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

Vorzugsweise kann das Probentrenngerät in einer oder jeder der Trennstufen oder für alle Trennstufen gemeinsam 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 in one or each of the separation stages or for all separation stages together have a detector for the detection of 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.

Figurenlistelist of 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.

  • 1 bis 4 zeigen unterschiedliche Betriebsmodi eines Probentrenngeräts gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 5 zeigt einen einzigen Stapel aus Modulen, die ein Probentrenngerät gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung bilden.
  • 6 bis 9 zeigen unterschiedliche Betriebsmodi eines Probentrenngeräts gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 10 bis 13 zeigen unterschiedliche Betriebsmodi eines Probentrenngeräts gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung, das dem Prinzip gemäß 1 bis 4 entspricht.
  • 14 bis 17 zeigen unterschiedliche Betriebsmodi eines Probentrenngeräts gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung, das ähnlich dem Prinzip gemäß 6 bis 9 ist.
  • 18 und 19 zeigen unterschiedliche Betriebsmodi eines Probentrenngeräts gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung, das mit besonders geringem Aufwand ausgebildet werden kann.
  • 20 zeigt ein Probentrenngerät gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung als Alternative zu jenem gemäß 18 und 19.
  • 21 zeigt ein Probentrenngerät gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung, das mit geringem Aufwand ausgebildet werden kann.
  • 22 und 23 zeigen unterschiedliche Betriebsmodi eines Probentrenngeräts gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 24 und 25 zeigen unterschiedliche Betriebsmodi eines Probentrenngeräts gemäß noch einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer gemeinsamen Probentrenneinrichtung für beide Trenndimensionen.
  • 26 bis 32 zeigen unterschiedliche Betriebsmodi von Probentrenngeräten gemäß exemplarischen Ausführungsbeispielen der Erfindung, die auch ein Fluidventil in Pump-Purge-Position zeigen.
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 to 4 show different modes of operation of a sample separator according to an exemplary embodiment of the invention.
  • 5 shows a single stack of modules forming a sample separation apparatus according to an exemplary embodiment of the invention.
  • 6 to 9 show different operating modes of a sample separation device according to another exemplary embodiment of the invention.
  • 10 to 13 show different operating modes of a sample separation device according to another exemplary embodiment of the invention, which according to the principle 1 to 4 equivalent.
  • 14 to 17 show different operating modes of a sample separator according to another exemplary embodiment of the invention, which is similar to the principle according to FIG 6 to 9 is.
  • 18 and 19 show different modes of operation of a sample separation device according to another exemplary embodiment of the invention, which can be formed with very little effort.
  • 20 shows a sample separation device according to another exemplary embodiment of the invention as an alternative to that according to FIG 18 and 19 ,
  • 21 shows a sample separation device according to another exemplary embodiment of the invention, which can be formed with little effort.
  • 22 and 23 show different operating modes of a sample separation device according to another exemplary embodiment of the invention.
  • 24 and 25 show different modes of operation of a sample separation apparatus according to yet another exemplary embodiment of the invention with a common sample separation device for both separation dimensions.
  • 26 to 32 show different operating modes of sample separation devices according to exemplary embodiments of the invention, which also show a fluid valve in pump purge position.

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

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

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Probentrenngerät geschaffen, das zum Beispiel als einziger Stapel aus Modulen ausgebildet sein kann und eine mehrdimensionale Probentrennung mit einem gemeinsamen Fluidantrieb ermöglicht.According to an exemplary embodiment of the invention, a sample separation device is provided which, for example, can be designed as a single stack of modules and permits a multi-dimensional sample separation with a common fluid drive.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel ist es also möglich, eine einzige Pumpe und einen Detektor (ggf. einen einzigen Detektor) zu verwenden und dennoch zweidimensionale Flüssigchromatographie (2D-LC) durchzuführen. Der Detektor kann hierbei zum Beispiel ein destruktiver Detektor für die Detektion nach der ersten Trenndimension und ohne Verwendung eines Splitters sein. Indem ein einziger Stapel anstelle von zwei Stapeln für die Ausgestaltung des zweidimensional betreibbaren Probentrenngeräts möglich ist, ist eine kompakte Konfiguration geschaffen. Die flexible Betriebsweise des Probentrenngeräts in kompakter Weise mit nur einem Fluidantrieb (und ggf. nur einem Detektor) kann durch die Kombination von zum Beispiel vier Fluidventilen (nämlich den oben beschriebenen ersten und zweiten Fluidventilen sowie vorzugsweise zwei weiteren Zwischenspeicherventilen) erreicht werden. Der Detektor kann alternierend für beide Trenndimensionen verwendet werden und kann ein destruktiver Detektor sein. Ein solches Probentrenngerät kann auch für einen Heart-Cutting-Betriebszustand vorteilhaft eingesetzt werden. Es ist möglich, einen separaten Detektor mit einem Splitter zuzuschalten.Thus, according to an exemplary embodiment, it is possible to use a single pump and a detector (possibly a single detector) while still performing two-dimensional liquid chromatography (2D-LC). For example, the detector may be a destructive detector for detection after the first separation dimension and without using a splitter. By allowing a single stack instead of two stacks for the design of the two-dimensionally operable sample separator, a compact configuration is provided. The flexible operation of the sample separation device in a compact manner with only one fluid drive (and possibly only one detector) can be achieved by the combination of, for example, four fluid valves (namely, the first and second fluid valves described above, and preferably two further intermediate storage valves). The detector may be used alternately for both separation dimensions and may be a destructive detector. Such a sample separation device can also be advantageously used for a heart-cutting operating state. It is possible to connect a separate detector with a splitter.

Die beschriebene Ausgestaltung erlaubt es, eine beliebig oft zu wiederholende weitere Analyse in einer jeweils neuen Trenndimension mit dem Ausfluss aus einer vorangehenden Trenndimension durchführen zu können. Dadurch ist eine unbegrenzte Anzahl von Flüssigchromatographie-Trenndimensionen implementierbar.The embodiment described makes it possible to carry out a further analysis, which can be repeated as often as desired, in a respective new separation dimension with the outflow from a preceding separation dimension. As a result, an unlimited number of liquid chromatography separation dimensions can be implemented.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann ein eindimensionales Probentrenngerät aus Pumpe, Probeninjektor, Probentrenneinrichtung und Detektor für einen sequenziellen zweidimensionalen Probentrennbetrieb konfiguriert bzw. nachgerüstet werden, zum Beispiel durch bloßes Hinzufügen von Fluidventilen und einer Anpassung einer Steuerung des Probentrenngeräts. Anschaulich kann in einer ersten Trenndimension eine Fraktionierung einer fluidischen Probe erfolgen und das Fraktionierungsergebnis einer zweiten Trenndimension zugeführt werden, um die Probe weiter zu trennen. Insbesondere erfolgt bei einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Trennung in der ersten Dimension und in der zweiten Dimension nicht gleichzeitig, sondern nacheinander. Die vorzugsweise einzige Pumpe fördert daher zu jedem Zeitpunkt anschaulich entweder in einer ersten Dimension oder in einer zweiten Dimension.According to an exemplary embodiment, a one-dimensional sample separator of pump, sample injector, sample separator, and sequential two-dimensional sample separation detector may be configured, for example merely by adding fluid valves and adjusting a control of the sample separator. Clearly, in a first separation dimension, a fractionation of a fluidic sample can take place and the fractionation result can be fed to a second separation dimension in order to further separate the sample. In particular, in an exemplary embodiment of the invention, separation in the first dimension and in the second dimension is not simultaneous, but sequentially. The preferably single pump therefore promotes clearly at any time either in a first dimension or in a second dimension.

Zum Beispiel kann gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung zunächst eine Trennung in der ersten Dimension erfolgen, bis alle Probenaufnahmevolumina eines zugehörigen Probeaufnahmeventils mit Probenabschnitten gefüllt sind. Nun kann der Betrieb angehalten bzw. unterbrochen werden, sodass kein Fluss aus der ersten Dimension heraus mehr möglich ist. Es kann nun eine Abarbeitung der bereits getrennten fluidischen Probe in der zweiten Trenndimension erfolgen, wodurch die Probenaufnahmevolumina des zugehörigen Probeaufnahmeventils entleert werden. Sobald eine entsprechende Abarbeitung vollendet ist, kann ein Ausfluss aus der ersten Probentrenndimension wieder reaktiviert werden.For example, according to one exemplary embodiment of the invention, first-dimension separation may occur until all of the sample receiving volumes of an associated sample receiving valve are filled with sample portions. Now the operation can be stopped or interrupted, so that no flow from the first dimension out is more possible. It is now possible to carry out a processing of the already separated fluidic sample in the second separation dimension, whereby the sample receiving volumes of the associated sample receiving valve are emptied. As soon as a corresponding execution is completed, an outflow from the first sample separation dimension can be reactivated.

1 bis 4 zeigen unterschiedliche Betriebsmodi eines als HPLC-Gerät ausgebildeten Probentrenngeräts 10 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. In 1 ist das Probentrenngerät 10 in einer ersten Position von unten näher beschriebenen fluidischen Ventilen gezeigt, zugehörig einer ersten Trenndimension einer zweidimensionalen Probentrennung. In 2 ist das Probentrenngerät 10 gemäß 1 in einer zweiten Position der Ventile gezeigt, ebenfalls zugehörig der ersten Trenndimension der zweidimensionalen Probentrennung. 3 zeigt einen ersten Schaltzustand der Fluidventile zugehörig einer zweiten Trenndimension der zweidimensionalen Probentrennung. In 4 ist eine zweite Position der Ventile im Rahmen der zweiten Trenndimension der zweidimensionalen Probentrennung dargestellt. Die jeweils ermöglichten Flusspfade sind 1 bis 4 zu entnehmen. 1 to 4 show different operating modes of a designed as a HPLC device sample separator 10 according to an exemplary embodiment of the invention. In 1 is the sample separator 10 in a first position of shown below in more detail fluidic valves belonging to a first separation dimension of a two-dimensional sample separation. In 2 is the sample separator 10 according to 1 shown in a second position of the valves, also belonging to the first separation dimension of the two-dimensional sample separation. 3 shows a first switching state of the fluid valves associated with a second separation dimension of the two-dimensional sample separation. In 4 a second position of the valves is shown in the context of the second separation dimension of the two-dimensional sample separation. The respective allowed river paths are 1 to 4 refer to.

Das in 1 gezeigte Probentrenngerät 10 ist zum zweidimensionalen Trennen einer fluidischen Probe betreibbar. Das Probentrenngerät 10 ist ausgebildet, den Betriebsmodus mit der Trennung in der ersten Dimension (1, 2) und den anderen Betriebsmodus mit der Trennung in der zweiten Dimension (3, 4) abwechselnd auszuführen.This in 1 Sample separator shown 10 is operable to two-dimensionally separate a fluidic sample. The sample separator 10 is formed, the operating mode with the separation in the first dimension ( 1 . 2 ) and the other operating mode with the separation in the second dimension ( 3 . 4 ) alternately.

Zu diesem Zweck weist das Probentrenngerät 10 genau einen als Hochdruckpumpe ausgebildeten Fluidantrieb 20 auf, der zum Antreiben der fluidischen Probe in einer ersten Trenndimension und zum Antreiben der getrennten fluidischen Probe in einer zweiten Trenndimension eingerichtet ist. Das Probentrenngerät 10 weist nur genau den einen Fluidantrieb 20 auf, der daher als einzige Hochdruckpumpe des Probentrenngeräts 10 fungiert. Zum Beispiel kann der Fluidantrieb 20 als Kolbenpumpe oder serielle und/oder parallele Anordnung von Kolbenpumpen ausgebildet sein und bedient beide Trenndimensionen.For this purpose, the sample separation device 10 exactly one designed as a high-pressure pump fluid drive 20 configured to drive the fluidic sample in a first separation dimension and to drive the separated fluidic sample in a second separation dimension. The sample separator 10 only has exactly the one fluid drive 20 on, therefore, as the only high pressure pump of the sample separator 10 acts. For example, the fluid drive 20 be designed as a piston pump or serial and / or parallel arrangement of piston pumps and serves both separation dimensions.

Darüber hinaus weist das Probentrenngerät 10 eine erste Probentrenneinrichtung 30 in Form einer ersten chromatographischen Trennsäule zum Trennen der fluidischen Probe in der ersten Trenndimension auf. Ferner enthält das Probentrenngerät 10 eine zweite Probentrenneinrichtung 32 zum Trennen der getrennten fluidischen Probe in der zweiten Trenndimension.In addition, the sample separator shows 10 a first sample separation device 30 in the form of a first chromatographic separation column for separating the fluidic sample in the first separation dimension. Furthermore, the sample separator contains 10 a second sample separator 32 for separating the separated fluidic sample in the second separation dimension.

Darüber hinaus ist ein Detektor 50 (zum Beispiel ein Quadrupole Time-of-Flight (Q-TOF)-Detektor bzw. ein Fluoreszenzdetektor mit einer Flusszeile) zum Detektieren der getrennten Probe gebildet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel des Probentrenngeräts 10 ist nur genau der eine Detektor 50 vorgesehen. In anderen Ausführungsbeispielen kann ein ergänzender Detektor vorgesehen sein.In addition, a detector 50 (For example, a quadrupole time-of-flight (Q-TOF) detector or a fluorescence detector with a flux line) for detecting the separated sample. In the illustrated embodiment of the sample separation device 10 is just the one detector 50 intended. In other embodiments, a supplemental detector may be provided.

Ferner weist das Probentrenngerät 10 ein erstes Fluidventil 84 mit Fluidanschlüssen 86 auf, von denen einer an den Fluidantrieb 20, ein anderer an die erste Probentrenneinrichtung 30, ein weiterer an die zweite Probentrenneinrichtung 32 und noch ein anderer an den Detektor 50 angeschlossen sind.Furthermore, the sample separator 10 a first fluid valve 84 with fluid connections 86 one of which is attached to the fluid drive 20 , another to the first sample separator 30 , another to the second sample separation device 32 and another to the detector 50 are connected.

Darüber hinaus ist bei dem Probentrenngerät 10 ein Probeninjektor 40 oder Autosampler zum Injizieren einer zu trennenden fluidischen Probe vorgesehen, der an noch einen anderen der Fluidanschlüsse des ersten Fluidventils 84 angeschlossen ist. Ein zweites Fluidventil 88 ist an zwei der Fluidanschlüsse des ersten Fluidventils 84 angeschlossen.In addition, in the sample separator 10 a sample injector 40 or autosampler for injecting a fluidic sample to be separated provided to yet another of the fluid ports of the first fluid valve 84 connected. A second fluid valve 88 is at two of the fluid ports of the first fluid valve 84 connected.

Ferner kann das Probentrenngerät 10 einen Probenfraktionierer (nicht gezeigt in 1 bis 4) zum Fraktionieren der getrennten Fraktionen aufweisen.Furthermore, the sample separation device 10 a sample fractionator (not shown in U.S. Pat 1 to 4 ) for fractionating the separated fractions.

Darüber hinaus sind gemäß 1 bis 4 Zwischenspeichervolumina 96 implementiert, die zum temporären Zwischenspeichern einer Fluidportion von fluidischer Probe ausgebildet sind. Die Zwischenspeichervolumina 96 sind zwischen Fluidanschlüssen 86 eines jeweiligen von zwei Zwischenspeicherventilen 94 angeschlossen. Darüber hinaus sind die beiden Zwischenspeicherventile 94 an das zweite Fluidventil 88 angeschlossen. Die beiden Zwischenspeicherventile 94, die an das zweite Fluidventil 88 angeschlossen sind, haben eine Mehrzahl von Zwischenspeichervolumina 96 in Form von Kapillarabschnitten zwischen zwei jeweiligen Fluidanschlüssen 86 der Zwischenspeicherventile 94. Sie dienen als Parkdecks, das heißt zum Zwischenspeichern von Probenabschnitten, die in der ersten Trenndimension getrennt worden sind. Bei der zweidimensionalen Probentrennung in einem ersten Fluidventilschaltzustand ist die fluidische Probe durch ein erstes der Zwischenspeichervolumina 96 führbar. In einem anderen Fluidventilschaltzustand ist die fluidische Probe durch ein zweites der Zwischenspeichervolumina 96 führbar.In addition, according to 1 to 4 Between storage volumes 96 implemented for temporary caching a fluid portion of fluidic sample. The buffer volumes 96 are between fluid connections 86 a respective one of two intermediate storage valves 94 connected. In addition, the two intermediate storage valves 94 to the second fluid valve 88 connected. The two intermediate storage valves 94 connected to the second fluid valve 88 are connected, have a plurality of buffer volumes 96 in the form of capillary sections between two respective fluid ports 86 the intermediate storage valves 94 , They serve as parking decks, that is to say for the temporary storage of sample sections which have been separated in the first separation dimension. In two-dimensional sample separation in a first fluid valve switching state, the fluidic sample is through a first of the buffer volumes 96 feasible. In another fluid valve switching state, the fluidic sample is through a second of the buffer volumes 96 feasible.

Nach dem Trennen in der zweiten Trenndimension kann ein Rückführen der bereits zweimal getrennten fluidischen Probe zu der ersten Probentrenneinrichtung 30 zur Trennung der bereits zweimal getrennten Probe in einer dritten Trenndimension erfolgen. Nach dem Trennen in der dritten Trenndimension kann wiederum ein Zuführen der bereits dreimal getrennten Probe zu der zweiten Probentrenneinrichtung 32 zur Trennung der bereits dreimal getrennten Probe in einer vierten Trenndimension durchgeführt werden. Auf diese Weise kann mit dem Probentrenngerät 10 auch eine dreidimensionale, vierdimensionale, etc. (allgemein n-dimensionale) Probentrennung durchgeführt werden.After separation in the second separation dimension can be a return of the already twice separated fluidic sample to the first sample separation device 30 to separate the already twice separated sample in a third separation dimension. After separation in the third separation dimension, it is again possible to feed the sample, which has already been separated three times, to the second sample separation device 32 be carried out to separate the already three times separated sample in a fourth separation dimension. In this way, with the sample separator 10 also a three-dimensional, four-dimensional, etc. (generally n-dimensional) sample separation can be performed.

Bezugnehmend auf 1 bis 4 ist also ein Probentrenngerät 10 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, das nur einen einzigen Fluidantrieb 20 benötigt. Damit können Multiple Heart Cutting und hochauflösende zweidimensionale Flüssigchromatographie-Trennanalysen durchgeführt werden. Außerdem ist lediglich ein einziger Detektor 50 implementiert, der sowohl für die Analyse in der ersten Trenndimension als auch für die Analyse in der zweiten Trenndimension eingesetzt werden kann. Angesichts der Implementierung nur einer einzigen Hochdruckpumpe als Fluidantrieb 20 wird die erstdimensionale Analyse (1, 2) und die zweitdimensionale Analyse (3, 4) nicht parallel durchgeführt, sondern nacheinander. Dies kann vorteilhaft dadurch unterstützt werden, dass zwei zusätzliche Basispositionen des Ventilsetups bereitgestellt werden, neben den Setups zum vorübergehenden Zwischenspeichern oder Parken von Probenabschnitten (jeweils entsprechend einem chromatographischen Peak) in den Zwischenspeichervolumina 96 der Zwischenspeicherventile 94. Es ist also mit einem einzigen Detektor 50 (insbesondere ein destruktiver Detektor) eine Analyse möglich, ohne dass ein zusätzlicher Split implementiert wird. In den Zeiträumen, in denen die Peaks aus der erstdimensionalen Analyse ausgeschnitten werden, werden keine erstdimensionalen Trenndaten ermittelt. Allerdings ist hohe Sensitivität und volle Flussrate in beiden Trenndimensionen sichergestellt.Referring to 1 to 4 So it's a sample separator 10 according to an exemplary embodiment of the invention, the only a single fluid drive 20 needed. This allows multiple heart cutting and High-resolution two-dimensional liquid chromatography separation analyzes are performed. In addition, there is only one detector 50 which can be used both for the analysis in the first separation dimension and for the analysis in the second separation dimension. Given the implementation of only a single high-pressure pump as a fluid drive 20 becomes the first-dimensional analysis ( 1 . 2 ) and the second-dimensional analysis ( 3 . 4 ) are not performed in parallel, but successively. This may be advantageously assisted by providing two additional base positions of the valve setup, besides the setups for temporarily caching or parking sample sections (each corresponding to a chromatographic peak) in the buffer volumes 96 the intermediate storage valves 94 , So it's with a single detector 50 (In particular, a destructive detector) an analysis possible without an additional split is implemented. In the periods in which the peaks are cut out of the first-dimensional analysis, no first-dimensional separation data are determined. However, high sensitivity and full flow rate are ensured in both separation dimensions.

1 bis 4 zeigen auch eine Steuereinrichtung 70 zum Steuern des Fluidantriebs 20 oder sogar des gesamten Probentrenngeräts 10. Die Steuereinrichtung 70 kann zum Trennen der in der ersten Trenndimension getrennten fluidischen Probe in der zweiten Trenndimension mittels der ersten Probentrenneinrichtung 30 mit einer anderen mobilen Phase als bei dem Trennen der fluidischen Probe in der ersten Trenndimension ausgebildet sein. Eine wünschenswerte Orthogonalität zwischen den beiden Trenndimensionen wird dann nicht durch zwei unterschiedliche Probentrenneinrichtungen 30, 32, sondern durch unterschiedliche Lösungsmittelzusammensetzungen bewerkstelligt, die mittels der ersten Probentrenneinrichtung 30 die Trennungen durchführen. Die Probentrenneinrichtung 32 kann bei einer solchen Ausführungsform weggelassen werden. 1 to 4 also show a control device 70 for controlling the fluid drive 20 or even the entire sample separation device 10 , The control device 70 may be used to separate the fluidic sample separated in the first separation dimension in the second separation dimension by means of the first sample separation device 30 be formed with a different mobile phase than in the separation of the fluidic sample in the first separation dimension. A desirable orthogonality between the two separation dimensions is then not achieved by two different sample separators 30 . 32 but accomplished by different solvent compositions, which by means of the first sample separation device 30 perform the separations. The sample separator 32 can be omitted in such an embodiment.

5 zeigt einen einzigen Stapel 82 aus Modulen 80, die ein Probentrenngerät 10 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung bilden. 5 zeigt die hohe Kompaktheit und Einfachheit des modular aufgebauten Probentrenngeräts 10, das für zweidimensionale Probentrennung eingesetzt werden kann. Das Probentrenngerät 10 gemäß 1 bis 4 kann zum Beispiel als modulare Anordnung aus einer Mehrzahl von Modulen 80 (entsprechend Bezugszeichen 20, 30, 40, 50, 70, etc.) ausgebildet werden, die als vorzugsweise genau ein Stapel 82 anordbar sind (siehe 5), genauer gesagt aufeinander stapelbar sind. 5 shows a single stack 82 from modules 80 containing a sample separator 10 form according to an exemplary embodiment of the invention. 5 shows the high compactness and simplicity of the modular sample separation device 10 , which can be used for two-dimensional sample separation. The sample separator 10 according to 1 to 4 For example, as a modular arrangement of a plurality of modules 80 (according to reference numerals 20 . 30 . 40 . 50 . 70 , etc.), which are preferably exactly one stack 82 can be arranged (see 5 ), more precisely stackable on each other.

6 bis 9 zeigen unterschiedliche Betriebsmodi eines Probentrenngeräts 10 gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. In 6 ist das Probentrenngerät 10 in einer ersten Position der fluidischen Ventile gezeigt, zugehörig einer ersten Trenndimension einer zweidimensionalen Probentrennung. In 7 ist das Probentrenngerät 10 gemäß 6 in einer zweiten Position der Ventile gezeigt, ebenfalls zugehörig der ersten Trenndimension der zweidimensionalen Probentrennung. 8 zeigt einen ersten Schaltzustand der Fluidventile zugehörig einer zweiten Trenndimension der zweidimensionalen Probentrennung. In 9 ist eine zweite Position der Ventile im Rahmen der zweiten Trenndimension der zweidimensionalen Probentrennung dargestellt. Die jeweils ermöglichten Flusspfade sind 6 bis 9 zu entnehmen. 6 to 9 show different operating modes of a sample separator 10 according to another exemplary embodiment of the invention. In 6 is the sample separator 10 shown in a first position of the fluidic valves, associated with a first separation dimension of a two-dimensional sample separation. In 7 is the sample separator 10 according to 6 shown in a second position of the valves, also belonging to the first separation dimension of the two-dimensional sample separation. 8th shows a first switching state of the fluid valves associated with a second separation dimension of the two-dimensional sample separation. In 9 a second position of the valves is shown in the context of the second separation dimension of the two-dimensional sample separation. The respective allowed river paths are 6 to 9 refer to.

Der Injektor 40 kann wiederum als Autosampler ausgestaltet sein. Ein erster Detektor 50 kann ein Q-TOF-Detektor sein, wohingegen ein zweiter Detektor 51 ein DAD (diode array detector)-Detektor sein kann. Wiederum sind die Zwischenspeicherventile 94 als Parkdecks ausgebildet. Das Ausführungsbeispiel gemäß 6 bis 9 verwendet ebenfalls nur eine gemeinsame Hochdruckpumpe als einzigen Fluidantrieb 20 zum Antreiben von fluidischer Probe und mobiler Phase. Die erstdimensionale Analyse (6, 7) und die zweitdimensionale Analyse (8, 9) werden nacheinander durchgeführt. Dies entspricht zwei zusätzlichen Basispositionen des Ventilsetups, abgesehen von den weiteren Setups zum Ausparken der den einzelnen Peaks entsprechenden Probenabschnitten aus der ersten Trenndimension in den Zwischenspeichervolumina 96 der Zwischenspeicherventile 94 (anschaulich als Parkdecks bezeichnet).The injector 40 in turn can be configured as an autosampler. A first detector 50 may be a Q-TOF detector, whereas a second detector 51 may be a DAD (diode array detector) detector. Again, the intermediate storage valves 94 designed as parking decks. The embodiment according to 6 to 9 also uses only a common high-pressure pump as a single fluid drive 20 for driving fluidic sample and mobile phase. The first-dimensional analysis ( 6 . 7 ) and the second-dimensional analysis ( 8th . 9 ) are performed one after the other. This corresponds to two additional base positions of the valve setup, apart from the further setups for parking out the sample sections corresponding to the individual peaks from the first separation dimension in the intermediate storage volumes 96 the intermediate storage valves 94 (clearly referred to as parking decks).

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann ein nicht-destruktiver eindimensionaler Detektor 51 implementiert werden, wobei die Parkdecks hinter dem Detektor 51 angeordnet werden können. Die erstdimensionalen Daten werden kontinuierlich aufgenommen, ohne dass Daten verloren gehen. Ein zusätzlicher destruktiver Detektor 50, wie zum Beispiel ein Massenspektrometer, kann vor dem Detektor 51 über einen Split angeschlossen werden. Mehrere Parkpositionen können nacheinander mehrere Male verwendet werden, und es kann eine im Prinzip unbegrenzte Anzahl von Trenndimensionen der Flüssigchromatographie implementiert werden.In the illustrated embodiment, a non-destructive one-dimensional detector 51 be implemented, with the parking decks behind the detector 51 can be arranged. The first-dimensional data is continuously recorded without losing data. An additional destructive detector 50 , such as a mass spectrometer, can be placed in front of the detector 51 be connected via a split. Multiple parking positions can be used multiple times in succession, and a virtually unlimited number of liquid chromatography separation dimensions can be implemented.

10 bis 13 zeigen unterschiedliche Betriebsmodi eines Probentrenngeräts 10 gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung, das dem Prinzip gemäß 1 bis 4 entspricht. 10 to 13 show different operating modes of a sample separator 10 according to another exemplary embodiment of the invention, which according to the principle 1 to 4 equivalent.

Zusätzlich bzw. alternativ zu den oben beschriebenen Komponenten weist das Probentrenngerät 10 gemäß 10 bis 13 eine erste Probenschleife 71 zum Aufnehmen eines bestimmten Volumens fluidischer Probe und eine zweite Probenschleife 73 zum Aufnehmen eines bestimmten Volumens fluidische Probe sowie einen ersten Fraktionierer 75 zum Fraktionieren der getrennten fluidischen Probe und einen zweiten Fraktionierer 77 zum Fraktionieren der getrennten fluidischen Probe auf. Eine jeweilige Probeschleife 71, 73 kann auch durch ein Zwischenspeicherventil 94 mit Zwischenspeichervolumina 96 ersetzt oder dadurch implementiert werden. In den Fraktionierern 75, 77 können Fraktionen der fluidischen Probe zum Beispiel in getrennten Probenbehältern aufgenommen werden, Trennsäulen zugeführt werden, etc.In addition or alternatively to the components described above has the Sample separation device 10 according to 10 to 13 a first sample loop 71 for receiving a given volume of fluidic sample and a second sample loop 73 to receive a given volume fluidic sample and a first fractionator 75 for fractionating the separated fluidic sample and a second fractionator 77 for fractionating the separated fluidic sample. A respective trial loop 71 . 73 can also be through a buffer valve 94 with buffer volumes 96 replaced or implemented. In the fractionators 75 . 77 For example, fractions of the fluidic sample can be taken up in separate sample containers, fed to separation columns, etc.

Der Betriebsmodus gemäß 10 entspricht einer Trennung in der ersten Trenndimension. Das Ergebnis dieser ersten Trennung kann in der ersten Probenschleife 71 zwischengespeichert bzw. geparkt werden.The operating mode according to 10 corresponds to a separation in the first separation dimension. The result of this first separation may be in the first sample loop 71 be cached or parked.

Der Betriebsmodus gemäß 11 entspricht ebenfalls einer Trennung in der ersten Trenndimension. Das Ergebnis dieser ersten Trennung kann in der zweiten Probenschleife 73 zwischengespeichert bzw. geparkt werden.The operating mode according to 11 also corresponds to a separation in the first separation dimension. The result of this first separation may be in the second sample loop 73 be cached or parked.

Nach Durchlaufen der Betriebsmodi gemäß 10 und 11 sind beide Probenschleifen 71, 73 mit in der ersten Trenndimension getrennter fluidischer Probe gefüllt.After going through the operating modes according to 10 and 11 are both sample loops 71 . 73 filled with separated in the first separation dimension fluidic sample.

Gemäß 12 wird die in der ersten Probenschleife 71 zwischengespeicherte fluidische Probe in die zweite Probentrenneinrichtung 32 und von dort in den Detektor 50 gefördert, wodurch die Trennung in der zweiten Trenndimension bewerkstelligt wird.According to 12 will be the one in the first sample loop 71 cached fluidic sample in the second sample separation device 32 and from there into the detector 50 promoted, whereby the separation in the second separation dimension is accomplished.

Gemäß 13 wird die in der zweiten Probenschleife 73 zwischengespeicherte fluidische Probe in die zweite Probentrenneinrichtung 32 und von dort in den Detektor 50 gefördert, wodurch die Trennung in der zweiten Trenndimension bewerkstelligt wird.According to 13 will be in the second sample loop 73 cached fluidic sample in the second sample separation device 32 and from there into the detector 50 promoted, whereby the separation in the second separation dimension is accomplished.

14 bis 17 zeigen unterschiedliche Betriebsmodi eines Probentrenngeräts 10 gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung, das dem Prinzip gemäß 6 bis 9 ähnelt. 14 to 17 show different operating modes of a sample separator 10 according to another exemplary embodiment of the invention, which according to the principle 6 to 9 similar.

Im Unterschied zu 10 bis 13 ist gemäß 14 bis 17 der Detektor 50 stromaufwärts der (auch als Fraktionierer dienenden bzw. mit Fraktionierern 75, 77 zusammenwirkenden) Probenschleifen 71 bzw. 73 angeordnet. Anders ausgedrückt fließt die fluidische Probe zuerst in den Detektor 50 und erst danach in die jeweilige Probenschleife 71 bzw. 73. Dadurch kann im Detektor 50 erkannt werden, was später in die jeweilige Probeschleife 71 bzw. 73 eingefüllt wird. Diese möglichst eine verbesserte Kontrolle. Der Ausfluss der zweiten Trenndimension kann fraktioniert werden.In contrast to 10 to 13 is according to 14 to 17 the detector 50 upstream of the (also serving as fractionators or with fractionators 75 . 77 cooperating) sample loops 71 respectively. 73 arranged. In other words, the fluidic sample first flows into the detector 50 and only then into the respective sample loop 71 respectively. 73 , This can be done in the detector 50 be recognized, what later in the respective test loop 71 respectively. 73 is filled. This possibly an improved control. The effluent of the second separation dimension can be fractionated.

Der Betriebsmodus gemäß 14 entspricht jenem gemäß 10, und der Betriebsmodus gemäß 15 entspricht jenem gemäß 11. Allerdings wird gemäß 16 die zweite Probenschleife 73 mit dem Ergebnis der zweiten Probentrennung der fluidischen Probe aus der ersten Probenschleife 71 gefüllt. Gemäß 17 wird dann die fluidische Probe, welche bereits zweimal getrennt worden ist und in der zweiten Probenschleife 73 enthalten ist, in einer dritten Trenndimension von der zweiten Probentrenneinrichtung 32 weiter getrennt. Durch Wiederholung dieser Prozedur ist eine n-dimensionale Trennung (n = 3, 4, 5, ...) möglich.The operating mode according to 14 corresponds to that according to 10 , and the operating mode according to 15 corresponds to that according to 11 , However, according to 16 the second sample loop 73 with the result of the second sample separation of the fluidic sample from the first sample loop 71 filled. According to 17 then becomes the fluidic sample, which has already been separated twice and in the second sample loop 73 contained in a third separation dimension of the second sample separator 32 further separately. By repeating this procedure, n-dimensional separation (n = 3, 4, 5, ...) is possible.

18 und 19 zeigen unterschiedliche Betriebsmodi eines Probentrenngeräts 10 gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung, das mit besonders geringem Aufwand ausgebildet werden kann. 18 and 19 show different operating modes of a sample separator 10 according to another exemplary embodiment of the invention, which can be formed with very little effort.

Gemäß 18 und 19 ist nur eine einzige Probentrenneinrichtung 30 implementiert. Allerdings ist es bei diesem Ausführungsbeispiel möglich, eine zweidimensionale Orthogonalität durch Verwendung unterschiedlicher mobiler Phasen für eine erste Trennung und für eine zweite Trennung zu erreichen.According to 18 and 19 only a single sample separator 30 is implemented. However, in this embodiment, it is possible to achieve two-dimensional orthogonality by using different mobile phases for a first separation and for a second separation.

18 zeigt die Trennung in der ersten Dimension. Nach Abschluss dieser Trennung wird die getrennte fluidische Probe in einem Probenaufnahmevolumen 96 des Probeaufnahmeventils 94 aufgenommen und dort zwischengespeichert. 19 zeigt die Trennung in der zweiten Dimension. Hierfür wird die getrennte fluidische Probe aus dem Probenaufnahmevolumen 96 des Probeaufnahmeventils 94 wieder durch die einzige Probentrenneinrichtung 30 geführt und dabei zum zweiten Mal getrennt. 18 shows the separation in the first dimension. Upon completion of this separation, the separate fluidic sample becomes in a sample receiving volume 96 of the sample receiving valve 94 recorded and cached there. 19 shows the separation in the second dimension. For this purpose, the separate fluidic sample from the sample receiving volume 96 of the sample receiving valve 94 again through the single sample separator 30 led and separated for the second time.

Die Probentrenneinrichtung 30 kann auch durch eine Anordnung paralleler und auswählbarer Trennsäulen ersetzt werden. Der Sampler bzw. Probeninjektor 40 kann dem Fluidantrieb 20 gleich nachgeschaltet sein.The sample separator 30 can also be replaced by an array of parallel and selectable separation columns. The sampler or sample injector 40 can the fluid drive 20 be immediately downstream.

20 zeigt ein Probentrenngerät 10 gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung als Alternative zu jenem gemäß 18 und 19. 20 shows a sample separator 10 according to another exemplary embodiment of the invention as an alternative to that according to FIG 18 and 19 ,

Im Unterschied zu 18 und 19 ist gemäß 20 der Probeninjektor 40 stromaufwärts des ersten Fluidventils 84 angeordnet. Ferner ist gemäß 20 eine Brücke 81 zwischen zwei Fluidanschlüssen des Fluidventils 84 vorgesehen, die als zusätzlicher Parkplatz zum Zwischenspeichern von fluidischer Probe dienen kann.In contrast to 18 and 19 is according to 20 the sample injector 40 upstream of the first fluid valve 84 arranged. Furthermore, according to 20 a bridge 81 between two fluid ports of the fluid valve 84 provided as additional parking space for temporary storage of fluidic sample can serve.

21 zeigt ein Probentrenngerät 10 gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung, das mit geringem Aufwand ausgebildet werden kann. 21 shows a sample separator 10 according to another exemplary embodiment of the invention, which can be formed with little effort.

Gemäß 21 sind zwei fluidische Kurzschlüsse 83, 85 implementiert. Dadurch kann ein Vorschaltventil eingespart werden.According to 21 are two fluidic shorts 83 . 85 implemented. As a result, a Vorschaltventil can be saved.

Jedes Probeaufnahmeventil 94 hat einen fluidischen Kurzschluss 83, 85. Bei dem gemäß 21 oberen Probeaufnahmeventil 94 ist dies ist die StartPosition, beim gemäß 21 unteren Probeaufnahmeventil 94 die End-Position. Die Pumpe pumpt über den fluidischen Kurzschluss 83 in die Säule, das gemäß 21 untere Probeaufnahmeventil 94 injiziert, bis der fluidische Kurzschluss 83 voll ist. Ist die letzte Position das gemäß 21 unteren Probeaufnahmeventils 94 (fluidischer Kurzschluss 85) erreicht, schaltet das Fluidventil 84 um, und das gemäß 21 obere Probeaufnahmeventil 94 kann weitere Probenabschnitte aufnehmen.Each sample receiving valve 94 has a fluidic short circuit 83 . 85 , In accordance with 21 upper sample receiving valve 94 this is the starting position, according to 21 lower sample intake valve 94 the end position. The pump pumps over the fluidic short circuit 83 into the column, according to 21 lower sample intake valve 94 injected until the fluidic short circuit 83 is full. Is the last position according to 21 lower sample intake valve 94 (fluidic short circuit 85 ), the fluid valve switches 84 around, and according to 21 upper sample receiving valve 94 can record further sample sections.

Dritte und weitere Trenndimensionen sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel möglich, wenn dafür Parkplätze bereitgestellt werden (anschaulich erfolgt kein Umschalten des Fluidventils 84 während eines Laufs, sodass die Kapazität der Probenaufnahmevolumina 96 eines Probeaufnahmeventils 94 abzüglich eines jeweiligen Probeaufnahmevolumens 96 pro Dimension nutzbar ist).Third and further separation dimensions are possible according to this embodiment, if parking is provided for this purpose (clearly, no switching of the fluid valve takes place 84 during a run, reducing the capacity of the sample volumes 96 a sample receiving valve 94 minus a respective sample receiving volume 96 per dimension is usable).

Die Probentrenneinrichtung 30 kann auch durch eine Anordnung paralleler und auswählbarer Trennsäulen ersetzt werden. Der Sampler bzw. Probeninjektor 40 ist von der Pumpe bzw. dem Fluidantrieb 20 durch das Fluidventil 84 getrennt. Alternativ kann der Sampler der Pumpe gleich nachgeschaltet sein.The sample separator 30 can also be replaced by an array of parallel and selectable separation columns. The sampler or sample injector 40 is from the pump or the fluid drive 20 separated by the fluid valve 84. Alternatively, the sampler of the pump can be immediately downstream.

22 und 23 zeigen unterschiedliche Betriebsmodi eines Probentrenngeräts 10 gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. 22 and 23 show different operating modes of a sample separator 10 according to another exemplary embodiment of the invention.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist ein zusätzliches fluidisches Steuerventil oder erstes Fluidventil 84 implementiert, das anschaulich zwischen einer Konfiguration gemäß einer Trennung in einer ersten Trenndimension (vergleiche 22) und einer anderen Konfiguration entsprechend einer Trennung in einer zweiten Trenndimension (vergleiche 23) schaltet. Das Fluidventil 84 hingegen schaltet, um ein jeweiliges Fluidaufnahmevolumen 96 eines jeweiligen der beiden Fluidaufnahmeventile 94 zum Zwischenspeichern eines jeweiligen Pakets von getrennter fluidischer Probe auszuwählen. Mit der dargestellten Konfiguration ist ein sequenzielles Abarbeiten der Trennung in der ersten Trenndimension und in der zweiten Trenndimension ermöglicht.According to this embodiment, there is an additional fluid control valve or first fluid valve 84 which graphically illustrates a configuration according to a separation in a first separation dimension (cf. 22 ) and another configuration corresponding to a separation in a second separation dimension (cf. 23 ) switches. The fluid valve 84 on the other hand, switches to a respective fluid receiving volume 96 a respective one of the two fluid receiving valves 94 for caching a respective packet of separate fluidic sample. With the illustrated configuration, sequential execution of the separation in the first separation dimension and in the second separation dimension is enabled.

Mit Vorteil kann das in 22 und 23 dargestellte Ausführungsbeispiel auch mit nur einem Zwischenspeicherventil 94 ausgebildet werden. Insbesondere ist auch ein Betrieb mit drei oder mehr Trenndimensionen möglich. Ferner kann solches Ausführungsbeispiel unter Rückgriff auf an sich bekannte Module 80 ausgebildet werden, indem solche Module 80 entsprechend kombiniert werden. Darüber hinaus ist die dargestellte Konfiguration ausgehend von einem eindimensionalen Probentrenngerät her auf- bzw. nachrüstbar ausbildbar.With advantage this can be done in 22 and 23 illustrated embodiment with only one intermediate storage valve 94 be formed. In particular, an operation with three or more separation dimensions is possible. Furthermore, such an embodiment can be made using modules known per se 80 be formed by such modules 80 be combined accordingly. In addition, the configuration shown, starting from a one-dimensional sample separation device ago up or retrofitted formable.

24 und 25 zeigen unterschiedliche Betriebsmodi eines Probentrenngeräts 10 gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer gemeinsamen Probentrenneinrichtung 30 für beide Trenndimensionen. 24 and 25 show different operating modes of a sample separator 10 according to another exemplary embodiment of the invention with a common sample separator 30 for both separation dimensions.

Das Ausführungsbeispiel gemäß 24 und 25 bietet ähnliche Vorteile wie das Ausführungsbeispiel gemäß 22 und 23, weist jedoch nur eine einzige Probentrenneinrichtung 30 auf. 24 zeigt eine Trennung in der ersten Trenndimension, wohingegen 25 eine Trennung in der zweiten Trenndimension zeigt.The embodiment according to 24 and 25 offers similar advantages as the embodiment according to 22 and 23 but has only a single sample separator 30 on. 24 shows a separation in the first separation dimension, whereas 25 shows a separation in the second separation dimension.

Ein als 6-Positionen-7-Port Ventil ausgebildete Steuerventil oder erstes Fluidventil 84 löst auch mögliche Probleme im Zusammenhang mit dem Auftreten von zwei Shortcuts (vergleiche Bezugszeichen 83, 85).A control valve or first fluid valve designed as a 6-position 7-port valve 84 also solves potential problems associated with the occurrence of two shortcuts (compare reference numbers) 83 . 85 ).

26 bis 32 zeigen unterschiedliche Betriebsmodi von Probentrenngeräten 10 gemäß exemplarischen Ausführungsbeispielen der Erfindung, die auch das erste Fluidventil 84 in Pump-Purge-Position zeigen. Diese Figuren zeigen auch einen Waste-Anschluss 60 sowie einen Steuerblock 91 zum Steuern eines Betriebs mit einer Trennung in einer ersten Trenndimension bzw. einer Trennung in einer zweiten Trenndimension. Dieser Steuerblock 91 kann insbesondere die Komponenten gemäß Bezugszeichen 88, 94 enthalten. 26 to 32 show different operating modes of sample separation equipment 10 according to exemplary embodiments of the invention, which also includes the first fluid valve 84 in pump-purge position. These figures also show a waste connection 60 as well as a control block 91 for controlling an operation with a separation in a first separation dimension and a separation in a second separation dimension, respectively. This control block 91 in particular, the components according to reference numerals 88 . 94 contain.

Für ein als 6-Positionen-7-Port Ventil ausgebildetes Steuerventil oder erstes Fluidventil 84 zeigt 26 eine Trennung in einer ersten Trenndimension, 27 eine Trennung in einer zweiten Trenndimension und 28 einen Pump-Purge-Betrieb.For a control valve or first fluid valve designed as a 6-position 7-port valve 84 shows 26 a separation in a first separation dimension, 27 a separation in a second separation dimension and 28 a pump-purge operation.

Für ein als 8-Positionen-9-Port Ventil ausgebildetes Steuerventil oder erstes Fluidventil 84 zeigt 29 eine Trennung in einer ersten Trenndimension, 30 eine Trennung in einer zweiten Trenndimension, 31 einen Detektor- und-Probenschleifen-Spül-Betrieb und 32 einen Wastebetrieb.For a control valve or first fluid valve designed as an 8-position 9-port valve 84 shows 29 a separation in a first separation dimension, 30 a separation in a second Separation dimension 31 a detector and sample loop rinse operation and 32 a waste operation.

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]

Claims (20)

Probentrenngerät (10), das zum mindestens zweidimensionalen Trennen einer fluidischen Probe betreibbar ist, wobei das Probentrenngerät (10) aufweist: einen Fluidantrieb (20), der zum Antreiben der fluidischen Probe in einer ersten Trenndimension und zum Antreiben der getrennten fluidischen Probe in einer zweiten Trenndimension eingerichtet ist; eine erste Probentrenneinrichtung (30) zum Trennen der fluidischen Probe in der ersten Trenndimension; eine Einrichtung (32; 30, 70) zum Trennen der in der ersten Trenndimension getrennten fluidischen Probe in der zweiten Trenndimension; einen Detektor (50) zum Detektieren der getrennten Probe.A sample separation device (10) operable to separate at least two-dimensionally a fluidic sample, the sample separation device (10) comprising: a fluid actuator (20) adapted to drive the fluidic sample in a first separation dimension and to drive the separated fluidic sample in a second separation dimension; a first sample separator (30) for separating the fluid sample in the first separation dimension; means (32, 30, 70) for separating the fluidic sample separated in the first separation dimension in the second separation dimension; a detector (50) for detecting the separated sample. Probentrenngerät (10) gemäß Anspruch 1, aufweisend nur genau den einen Fluidantrieb (20), der insbesondere als einzige Hochdruckpumpe des Probentrenngeräts (10) ausgebildet ist.Sample separating device (10) according to Claim 1 , having only exactly one fluid drive (20), which is designed in particular as the only high-pressure pump of the sample separation device (10). Probentrenngerät (10) gemäß Anspruch 1 oder 2, aufweisend nur genau den einen Detektor (50), insbesondere ausgebildet als einziger Fluoreszenzdetektor (50) des Probentrenngeräts (10).Sample separating device (10) according to Claim 1 or 2 comprising only one detector (50), especially designed as a single fluorescence detector (50) of the sample separation device (10). Probentrenngerät (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Detektor (50) als destruktiver Detektor (50) ausgebildet ist.Sample separating device (10) according to one of Claims 1 to 3 , wherein the detector (50) is designed as a destructive detector (50). Probentrenngerät (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, ausgebildet als modulare Anordnung aus einer Mehrzahl von Modulen (80), die als ein Stapel (82), insbesondere als genau ein Stapel (82), anordbar sind.Sample separating device (10) according to one of Claims 1 to 4 formed as a modular arrangement of a plurality of modules (80), which can be arranged as a stack (82), in particular as exactly one stack (82). Probentrenngerät (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Probentrenngerät (10) ausgebildet ist, nach dem Trennen in der zweiten Trenndimension ein Rückführen der in der zweiten Trenndimension getrennten fluidischen Probe zu der ersten Probentrenneinrichtung (30) zur Trennung der bereits zweimal getrennten Probe in einer dritten Trenndimension durchzuführen.Sample separating device (10) according to one of Claims 1 to 5 wherein the sample separation device (10) is designed, after separation in the second separation dimension, to carry out a return of the fluid sample separated in the second separation dimension to the first sample separation device (30) in order to separate the already twice separated sample in a third separation dimension. Probentrenngerät (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, das ausgebildet ist, das Trennen in der ersten Trenndimension und das Trennen in der zweiten Trenndimension abwechselnd, insbesondere nur abwechselnd, auszuführen.Sample separating device (10) according to one of Claims 1 to 6 , which is designed to perform the separation in the first separation dimension and the separation in the second separation dimension alternately, in particular only alternately. Probentrenngerät (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Probentrenngerät (10) so ausgebildet ist, dass nach Trennen eines ersten Abschnitts der fluidischen Probe in der ersten Trenndimension dieser in einem ersten Probenaufnahmevolumen (71) zwischengespeichert wird, nach nachfolgendem Trennen eines zweiten Abschnitts der fluidischen Probe in der ersten Trenndimension dieser in einem zweiten Probenaufnahmevolumen (73) zwischengespeichert wird, und danach der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt nacheinander aus dem jeweiligen Probenaufnahmevolumen (71, 73) dem Trennen in der zweiten Trenndimension unterzogen werden.Sample separating device (10) according to one of Claims 1 to 7 wherein the sample separation device (10) is configured such that, after separating a first portion of the fluidic sample in the first separation dimension, it is intermediately stored in a first sample receiving volume (71), after subsequently separating a second portion of the fluidic sample in the first separation dimension thereof a second sample receiving volume (73) is temporarily stored, and thereafter the first portion and the second portion are sequentially subjected to the separation in the second separation dimension from the respective sample receiving volume (71, 73). Probentrenngerät (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Einrichtung (32; 30, 70) aufweist: eine zweite Probentrenneinrichtung (32) zum Trennen der in der ersten Trenndimension getrennten fluidischen Probe in der zweiten Trenndimension; und/oder eine Steuereinrichtung (70), die zum Trennen der in der ersten Trenndimension getrennten fluidischen Probe in der zweiten Trenndimension mittels der ersten Probentrenneinrichtung (30) mit einer anderen mobilen Phase als bei dem Trennen der fluidischen Probe in der ersten Trenndimension ausgebildet ist.Sample separating device (10) according to one of Claims 1 to 8th wherein said means (32; 30, 70) comprises: second sample separation means (32) for separating said fluidic sample separated in said first separation dimension in said second separation dimension; and / or a control device (70) which is designed to separate the fluidic sample separated in the first separation dimension in the second separation dimension by the first sample separation device (30) with a different mobile phase than in the separation of the fluidic sample in the first separation dimension. Probentrenngerät (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, aufweisend ein erstes Fluidventil (84) mit Fluidanschlüssen (86), von denen einer an den Fluidantrieb (20), ein anderer an die erste Probentrenneinrichtung (30), noch ein anderer an den Detektor (50), und insbesondere ein weiterer an die zweite Probentrenneinrichtung (32), angeschlossen ist.Sample separating device (10) according to one of Claims 1 to 9 comprising a first fluid valve (84) having fluid ports (86), one to the fluid drive (20), another to the first sample separator (30), yet another to the detector (50), and more particularly to the second sample separator (32) is connected. Probentrenngerät (10) gemäß Anspruch 10, aufweisend einen Probeninjektor (40) zum Injizieren der fluidischen Probe, der an noch einen anderen der Fluidanschlüsse (86) des ersten Fluidventils (84) angeschlossen ist.Sample separating device (10) according to Claim 10 comprising a sample injector (40) for injecting the fluidic sample connected to yet another of the fluid ports (86) of the first fluid valve (84). Probentrenngerät (10) gemäß Anspruch 10 oder 11, aufweisend ein zweites Fluidventil (88), das an mehrere der Fluidanschlüsse (86) des ersten Fluidventils (84) angeschlossen ist.Sample separating device (10) according to Claim 10 or 11 comprising a second fluid valve (88) connected to a plurality of the fluid ports (86) of the first fluid valve (84). Probentrenngerät (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, aufweisend mindestens ein Zwischenspeichervolumen (96), das zum temporären Zwischenspeichern einer Fluidportion, insbesondere von fluidischer Probe, ausgebildet ist.Sample separating device (10) according to one of Claims 1 to 12 , comprising at least one intermediate storage volume (96), which is designed for the temporary buffering of a fluid portion, in particular of a fluidic sample. Probentrenngerät (10) gemäß Anspruch 12 und 13, wobei das mindestens eine Zwischenspeichervolumen (96) zwischen Fluidanschlüssen mindestens eines Zwischenspeicherventils (94), insbesondere von zwei Zwischenspeicherventilen (94), angeschlossen ist, wobei das mindestens eine Zwischenspeicherventil (94) mit dem zweiten Fluidventil (88) fluidisch gekoppelt ist.Sample separating device (10) according to Claim 12 and 13 wherein the at least one intermediate storage volume (96) is connected between fluid connections of at least one intermediate storage valve (94), in particular two intermediate storage valves (94), wherein the at least one intermediate storage valve (94) is fluidically coupled to the second fluidic valve (88). Probentrenngerät (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, aufweisend einen Probenfraktionierer (75, 77) zum Fraktionieren von getrennten Fraktionen der fluidischen Probe. Sample separating device (10) according to one of Claims 1 to 14 comprising a sample fractionator (75, 77) for fractionating separate fractions of the fluidic sample. Probentrenngerät (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, ferner aufweisend zumindest eines der folgenden Merkmale: zumindest eine der ersten Probentrenneinrichtung (30) und der zweiten Probentrenneinrichtung (32) ist als chromatographische Trenneinrichtung, insbesondere als Chromatographietrennsäule, ausgebildet; das Probentrenngerät (10) ist zum Analysieren von zumindest einem physikalischen, chemischen und/oder biologischen Parameter von zumindest einer Fraktion der fluidischen Probe konfiguriert; das Probentrenngerät (10) weist zumindest eines aus der Gruppe auf, die besteht aus einem Gerät zur chemischen, biologischen und/oder pharmazeutischen Analyse und einem HPLC-Gerät; das Probentrenngerät (10) ist als mikrofluidisches Gerät konfiguriert; das Probentrenngerät (10) ist als nanofluidisches Gerät konfiguriert.Sample separating device (10) according to one of Claims 1 to 15 further comprising at least one of the following features: at least one of the first sample separation device (30) and the second sample separation device (32) is designed as a chromatographic separation device, in particular as a chromatography separation column; the sample separation apparatus (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 separation device (10) comprises at least one of the group consisting of a device for chemical, biological and / or pharmaceutical analysis and an HPLC device; the sample separation device (10) is configured as a microfluidic device; the sample separation device (10) is configured as a nanofluidic device. Verfahren zum Trennen einer fluidischen Probe mittels eines Probentrenngeräts (10), insbesondere gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei das Probentrenngerät (10) zum Trennen der fluidischen Probe in einer ersten Trenndimension und zum Trennen der getrennten fluidischen Probe in einer zweiten Trenndimension betrieben wird, wobei das Verfahren aufweist: Betreiben eines gemeinsamen Fluidantriebs (20) zum Antreiben der in einer mobilen Phase befindlichen fluidischen Probe in der ersten Trenndimension und in der zweiten Trenndimension; Trennen der fluidischen Probe mittels einer ersten Probentrenneinrichtung (30) in der ersten Trenndimension; Trennen der in der ersten Trenndimension getrennten fluidischen Probe in der zweiten Trenndimension; Detektieren der getrennten fluidischen Probe mittels eines Detektors (50).Method for separating a fluidic sample by means of a sample separating device (10), in particular according to one of the Claims 1 to 16 wherein the sample separation device (10) is operated to separate the fluidic sample in a first separation dimension and to separate the separated fluidic sample in a second separation dimension, the method comprising: operating a common fluid drive (20) to drive the mobile phase fluidic sample in the first separation dimension and in the second separation dimension; Separating the fluidic sample by means of a first sample separation device (30) in the first separation dimension; Separating the fluidic sample separated in the first separation dimension in the second separation dimension; Detecting the separated fluidic sample by means of a detector (50). Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei das Trennen der in der ersten Trenndimension getrennten fluidischen Probe in der zweiten Trenndimension erfolgt: mittels einer zweiten Probentrenneinrichtung (32); und/oder mittels einer anderen mobilen Phase als bei dem Trennen der fluidischen Probe in der ersten Trenndimension.Method according to Claim 17 wherein the separation of the fluidic sample separated in the first separation dimension occurs in the second separation dimension: by means of a second sample separation device (32); and / or by means of a different mobile phase than in the separation of the fluidic sample in the first separation dimension. Verfahren gemäß Anspruch 17 oder 18, wobei das Verfahren nach dem Trennen in der zweiten Trenndimension ein Rückführen der in der zweiten Trenndimension getrennten fluidischen Probe, insbesondere ein Rückführen eines Ausflusses des Detektors (50), zu der ersten Probentrenneinrichtung (30) zur Trennung der bereits zweimal getrennten Probe in einer dritten Trenndimension aufweist.Method according to Claim 17 or 18 wherein the method after separation in the second separation dimension comprises returning the fluidic sample separated in the second separation dimension, in particular recirculating an outflow of the detector (50) to the first sample separation device (30) for separating the already twice separated sample in a third one Has separation dimension. Verfahren gemäß Anspruch 19, wobei das Verfahren nach dem Trennen in der dritten Trenndimension ein Zuführen der bereits dreimal getrennten Probe zu der zweiten Probentrenneinrichtung (32) zur Trennung der bereits dreimal getrennten Probe in einer vierten Trenndimension aufweist.Method according to Claim 19 wherein the method after separation in the third separation dimension comprises feeding the already three times separated sample to the second sample separation device (32) for separating the already three times separated sample in a fourth separation dimension.
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