DE102019123373A1 - Verfahren und System für zweidimensionale Chromatografie - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Chromatografieverfahren. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen eines Stroms eines Startfluids durch eine erste Trennsäule und dadurch das Erzeugen eines ersten Nachtrennfluids und das Bereitstellen eines Stroms eines Vermischungsfluids, das Mischen eines Anteils des ersten Nachtrennfluids mit dem Vermischungsfluid und damit das Erzeugen eines Mischfluids. Weiterhin umfasst das Verfahren das Leiten des Mischfluids zu einer Trap-Säule, das Einfangen von Bestandteilen des Mischfluids in der Trap-Säule und das Bereitstellen eines Stroms eines Freisetzungsfluids zu der und durch die Trap-Säule, wobei das Freisetzungsfluid die eingefangenen Bestandteile mindestens teilweise freisetzt und dadurch ein Nach-Trap-Fluid erzeugt. Darüber hinaus umfasst das Verfahren das Leiten des Nach-Trap-Fluids durch eine zweite Trennsäule und damit das Erzeugen eines zweiten Nachtrennfluids. Bei dem Verfahren wird der Vermischungsfluidstrom durch eine erste Pumpe bereitgestellt und der Freisetzungsfluidstrom durch diese erste Pumpe bereitgestellt. In weiteren Aspekten betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Chromatografiesystem zum Durchführen eines solchen Verfahrens und eine Verwendung eines solchen Systems zur Durchführung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen das Gebiet der Chromatografie. In besonderen Ausführungsformen betrifft die vorliegende Erfindung die Gebiete der Flüssigkeitschromatografie (LC) und Hochleistungsflüssigkeits-Chromatografie (HPLC). Chromatografie bezeichnet im Allgemeinen ein Verfahren zur Trennung von Stoffgemischen (Proben) in ihre Bestandteile. Die Bestandteile können für die spätere Verwendung aufgetrennt werden und/oder ihre Anteile können quantifiziert werden. Insbesondere betreffen die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und System für zweidimensionale Chromatografie.
  • Ganz allgemein bezeichnet Chromatografie ein Verfahren, bei dem eine mobile Phase, die eine Probe und ein Elutionslösemittel umfasst, durch eine Trennsäule gepumpt wird, die eine stationäre Phase, z. B. ein festes poröses Material, umfasst. Die stationäre Phase interagiert mit den Bestandteilen der mobilen Phase, wobei jeder Bestandteil eine charakteristische Interaktionsstärke aufweisen kann. Daher können verschiedene Komponenten je nach deren Interaktionsstärken zu unterschiedlichen Zeiten aus der Trennsäule austreten. Mit anderen Worten kann jeder Bestandteil aus der Säule zu seiner charakteristischen Verweilzeit austreten, die typischerweise von den spezifischen Bedingungen des Aufbaus abhängt, z. B. Zusammensetzung der mobilen Phase und/oder Material der stationären Phase. Beim Passieren der Trennsäule können die Bestandteile detektiert oder zur späteren Verwendung getrennt werden. Dieses Verfahren kann auch als eindimensionale Chromatografie bezeichnet werden.
  • In der eindimensionalen Chromatografie kann es geschehen, dass zwei oder mehr Analyten der zu trennenden Substanzen mit ähnlicher Geschwindigkeit durch die Trennsäule wandern und somit eine ähnliche Verweilzeit aufweisen. Daher können bei der Detektion in einem entsprechenden Detektor unterschiedliche Peaks überlagert und schwierig zu bewerten sein, z. B. kann es schwierig sein, die Mengen der entsprechenden Komponenten genau zu bestimmen.
  • Um die Auflösungs- und Trennfähigkeiten zu erhöhen, kann die zweidimensionale (2D) Chromatografie eingesetzt werden. Im Allgemeinen bezeichnet sie ein Verfahren, bei dem Anteile (so genannte Fraktionen) des Eluats von der ersten Trennung (erste Dimension) über eine Schnittstelle in eine zweite Trennung (zweite Dimension) überführt werden. Die zweite Dimension umfasst einen zweiten Fluidweg, der auch eine Pumpe und eine Säule umfasst, die unter verschiedenen Bedingungen betrieben werden können (z. B. unterschiedliche Säule, mobile Phase, Detektion usw.). Die Schnittstelle umfasst in der Regel eine Kombination von Fluidventilen und eine Speicherschleife oder Trap-Säule.
  • Solche Aufbauten werden als „online-2D-LC“ bezeichnet, da die überführten Fraktionen das Fluidsystem nicht verlassen. Es gibt auch „offline-2D-LC“-Aufbauten, die Fraktionen aus der ersten Dimension extern in Gefäßen sammeln, um sie später wieder in die zweite Dimension zu injizieren. Wenn nur eine Fraktion überführt wird, wird die Technik typischerweise als „„Heartcut-2D-LC‟‟ bezeichnet, wenn mehrere Fraktionen überführt werden, als „Multi-Heartcut-2D-LC“, und wenn das gesamte Eluat aus der ersten Dimension in eine große Anzahl von Fraktionen überführt wird, wird sie als „umfassende 2D-LC“ bezeichnet. Diese Techniken sind nach dem Stand der Technik bekannt und werden beispielsweise in der Review „Two-dimensional Liquid Chromatography: A State of the Art Tutorial‟, D. R. Stoll and P. W. Carr, Anal. Chem., 2017, 89 (1), Seiten 519-531, erörtert.
  • Mit anderen Worten kann zur weiteren Trennung von überlagerten Peaks die zweidimensionale Chromatografie beispielsweise dadurch unterstützen, dass sie die zu untersuchende Fraktion in einem nachfolgenden Schritt genauer auftrennt und erneut chromatografisch untersucht, typischerweise unter Verwendung anderer Parameter wie Säule, Lösemittel, Durchflussrate usw. Das heißt, die mehrdimensionale Chromatografie kann im Allgemeinen ein effizientes Trennverfahren für komplexe organische Gemische darstellen.
  • Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Fraktion der ersten Dimension an eine Trap-Säule zu binden. Da die Elutionskraft des Lösemittels der ersten Dimension jedoch oft ziemlich hoch ist, können die Interaktionen der zu untersuchenden Analyten mit der Trap-Säule beeinträchtigt oder sogar inhibiert werden. Um dies zu vermeiden, kann bei der Verzweigung der Fraktion von der ersten Dimension zu der zweiten Dimension die Elutionskraft des Lösemittelstroms reduziert werden, indem er mit geeigneten schwächeren Lösemitteln verdünnt wird, um die Adsorption des Analyten am Säulenmaterial der Trap-Säule zu ermöglichen.
  • Ein weiteres Problem sind Lösemittelzusätze, die im weiteren Prozess unerwünscht sein können, z. B. nichtflüchtige Salze, die ein Massenspektrometer beschädigen können, wenn sie in dieses gesprüht werden.
    Wenn beispielsweise in der ersten Dimension ein Kochsalzlösemittel verwendet und in der zweiten Dimension in verdünnter Form eingefangen wurde, ist es vorteilhaft, die an die Trap-Säule gebundenen Analyten vom Kochsalzlösemittel zu befreien. Dieser Schritt kann auch als „Waschen“ bezeichnet werden und erfolgt in der Regel mit einem salzfreien, mit Massenspektrometer kompatiblen Lösemittel. Die Analyten werden dann von der Trap-Säule in die Analysesäule der zweiten Dimension transferiert und z. B. durch ein Massenspektrometer zur weiteren Detektion getrennt.
  • Solche Systeme und Verfahren sind nach dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise offenbart GB 2556542 B ein multidimensionales Chromatografiesystem unter Verwendung einer „At-Column-Dilution“ (Verdünnung unmittelbar am Säulenkopf). Insbesondere bezieht es sich auf ein mehrdimensionales Chromatografiesystem und - Verfahren unter Verwendung einer wählbaren At-Column-Dilution, um die Kompatibilität der Schnittstelle und den Transfer zwischen mehreren Dimensionen zu verbessern.
  • Systeme für die mehrdimensionale Chromatografie, die eine Trap-Säule umfassen, sind jedoch in der Regel relativ komplex und erfordern viele komplexe Teile, z. B. eine hohe Anzahl von Fluidpumpen. Eine derart hohe Anzahl an komplexen Teilen kann aus verschiedenen Gründen nachteilig sein. Erstens können die Systeme relativ komplex sein. Zweitens kann jedes der Teile Wartung erfordern. Drittens kann jedes dieser Teile ausfallen.
  • Angesichts der vorstehenden Ausführungen ist es ein Ziel, die Unzulänglichkeiten und Nachteile des früheren Standes der Technik zu überwinden oder mindestens zu mildern. Das heißt, es ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein weniger komplexes System und Verfahren für die zweidimensionale Chromatografie bereitzustellen.
  • Diese Aufgaben werden durch die vorliegende Erfindung erfüllt.
  • In einer ersten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren für Chromatografie. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen eines Stroms eines Startfluids durch eine erste Trennsäule und dadurch das Erzeugen eines ersten Nachtrennfluids und das Bereitstellen eines Stroms eines Vermischungsfluids, das Mischen eines Anteils des ersten Nachtrennfluids mit dem Vermischungsfluid und damit das Erzeugen eines Mischfluids. Weiterhin umfasst das Verfahren das Leiten des Mischfluids zu einer Trap-Säule, das Einfangen von Bestandteilen des Mischfluids in der Trap-Säule und das Bereitstellen eines Stroms eines Freisetzungsfluids zu der und durch die Trap-Säule, wobei das Freisetzungsfluid die eingefangenen Bestandteile mindestens teilweise freisetzt und dadurch ein Nach-Trap-Fluid erzeugt. Darüber hinaus umfasst das Verfahren das Leiten des Nach-Trap-Fluids durch eine zweite Trennsäule und damit das Erzeugen eines zweiten Nachtrennfluids. Bei dem Verfahren wird der Vermischungsfluidstrom durch eine erste Pumpe bereitgestellt und der Freisetzungsfluidstrom durch diese erste Pumpe bereitgestellt.
  • Das heißt, der Vermischungsfluidstrom und der Freisetzungsfluidstrom werden von derselben Pumpe bereitgestellt. Dies kann gegenüber dem Stand der Technik, der derzeit mindestens eine weitere Pumpe erfordert, vorteilhaft sein. Somit kann die vorliegende Erfindung die Komplexität des Gesamtsystems reduzieren. Mit anderen Worten können die Aufgaben dadurch erfüllt werden, dass die erste Pumpe mehrere Aufgaben übernimmt.
  • Darüber hinaus kann der Platzbedarf des Systems sinken, da weniger Pumpen erforderlich sind, als beim Stand der Technik verwendet werden. Es versteht sich, dass eine zusätzliche Pumpe (wie beim Stand der Technik) entweder zu einem hohen Systemturm führen (der aufgrund von Bedienbarkeit und Sicherheit durch die Höhe begrenzt ist) oder den Platzbedarf auf der Arbeitsfläche erhöhen kann.
  • Das Verfahren kann ferner das Detektieren von Bestandteilen eines Anteils des ersten Nachtrennfluids und das Detektieren von Bestandteilen des zweiten Nachtrennfluids umfassen. Das heißt, ein Anteil des ersten Nachtrennfluids und des zweiten Nachtrennfluids kann jeweils zu einem Detektor geleitet werden, der dafür konfiguriert ist, Bestandteile eines Fluids zu detektieren, zum Beispiel ein optischer Absorptionsdetektor, ein Detektor für aufgeladene Aerosole oder ein Massenspektrometer.
  • Vorstehend wird auf Anteile des Nachtrennfluids Bezug genommen. Es versteht sich, dass sich diese Anteile zu unterschiedlichen Zeiten auf das Nachtrennfluid beziehen können. So kann beispielsweise der Anteil des ersten Nachtrennfluids, für das Bestandteile erfasst werden, die erste Trennsäule zwischen einem ersten Zeitpunkt t1 und einem zweiten Zeitpunkt t2 eluieren, und der Anteil des ersten Nachtrennfluids, das mit dem Vermischungsfluid gemischt wird, kann von der ersten Trennsäule zwischen einem dritten Zeitpunkt t3 und einem vierten Zeitpunkt t4 eluieren, wobei t2 vor t3 liegt. Der Anteil des ersten Nachtrennfluids kann jedoch auch dem ersten Nachtrennfluid entsprechen. Das heißt, das erste Nachtrennfluid kann vollständig mit dem Vermischungsfluid vermischt sein.
  • Der Schritt zum Detektieren der Bestandteile eines Anteils des ersten Nachtrennfluids und der Schritt zum Detektieren der Bestandteile des zweiten Nachtrennfluids kann durch einen einzigen Detektor durchgeführt werden. Alternativ kann der Schritt des Detektierens der Bestandteile eines Anteils des ersten Nachtrennfluids und der Schritt des Detektierens der Bestandteile des zweiten Nachtrennfluids durch separate Detektoren durchgeführt werden.
  • Zusätzlich kann das Verfahren ferner das Detektieren von Bestandteilen des ersten Nachtrennfluids und das Bereitstellen eines Stroms eines zweiten Startfluids durch die zweite Trennsäule und damit das Erzeugen eines dritten Nachtrennfluids sowie das Detektieren von Bestandteilen des dritten Nachtrennfluids umfassen. Das heißt, das Verfahren kann die z. B. parallele Durchführung von zwei eindimensionalen Chromatografien umfassen.
  • Mindestens ein Detektor kann ein Massenspektrometer sein. So kann beispielsweise der zweite Detektor ein Massenspektrometer sein, das dafür konfiguriert ist, das Masse-/Ladungsverhältnis der in den Detektor eintretenden Bestandteile zu bestimmen.
  • Im Allgemeinen kann jedes Fluid eine Flüssigkeit sein. Das heißt, wenn eine Komponente zum Beispiel ein Fluid bereitstellt oder aufnimmt, kann sie eine Flüssigkeit bereitstellen oder aufnehmen.
  • Das Verfahren kann ferner das Bereitstellen eines Stromes von Waschfluid zu der und durch die Trap-Säule umfassen, wobei die Waschfluid die eingefangenen Bestandteile wäscht. Das heißt, es kann erforderlich sein, die eingefangenen Bestandteile beispielsweise von Kochsalzlösemittel zu befreien, das in dem ersten Nachtrennfluid enthalten ist, was andernfalls einen Detektor beschädigen könnte, der zum Detektieren von Bestandteilen des zweiten Nachtrennfluids verwendet wird. Der Strom des Waschfluids kann von der ersten Pumpe bereitgestellt werden. Dies kann für eine geringere Komplexität des Systems vorteilhaft sein, da die Gesamtzahl der erforderlichen Pumpen niedriger sein kann als nach dem Stand der Technik bekannt.
  • Das Verfahren kann ferner das Bereitstellen eines Stroms eines ersten Ausgleichsfluids durch die erste Trennsäule und das Bereitstellen eines Stroms eines zweiten Ausgleichsfluids durch die Trap-Säule und die zweite Trennsäule umfassen, wobei der Strom des ersten Ausgleichsfluids und der Strom des zweiten Ausgleichsfluids einen konstanten Strom und eine konstante Zusammensetzung umfassen. Das bedeutet, dass in den Strömungswegen konstante Bedingungen herrschen können.
  • Zusätzlich kann der Schritt des Bereitstellens eines Stroms eines ersten Ausgleichsfluids und der Schritt des Bereitstellens eines Stroms eines zweiten Ausgleichsfluids dem Schritt des Bereitstellens eines Stroms eines Startfluids vorausgehen. Mit anderen Worten kann das System vor der Einführung einer Probe äquilibriert werden.
  • Das Verfahren kann durch ein Chromatografiesystem durchgeführt werden, wobei das Verfahren das Einbringen einer Probe in das Chromatografiesystem und das Erhöhen eines Drucks eines die Probe enthaltenden Fluids umfassen kann, wobei diese Schritte dem Schritt des Bereitstellens eines Stroms eines Startfluids vorausgehen und wobei das Startfluid die Probe umfasst. Das heißt, die Probe kann vorkomprimiert werden, was beispielsweise für eine höhere Reproduzierbarkeit von Chromatografiedurchläufen vorteilhaft sein kann, indem eine Dispersion der Probe innerhalb des Startfluids vermieden wird.
  • In einigen Ausführungsformen können das Mischfluid und das Freisetzungsfluid in entgegengesetzten Strömungsrichtungen durch die Trap-Säule geleitet werden. Das heißt, die Trap-Säule wird in einer Konfiguration mit Rückspülung betrieben. Alternativ können das Mischfluid und das Freisetzungsfluid in gleicher Strömungsrichtung durch die Trap-Säule geleitet werden. Das heißt, die Trap-Säule wird in einer Konfiguration mit Vorwärtsspülung betrieben.
  • Das Verfahren kann das Druckbeaufschlagen von mindestens einem Anteil des Fluids bei Drücken über 50 bar, vorzugsweise über 100 bar, ferner vorzugsweise über 500 bar, umfassen.
  • Die erste Säule kann eine andere Kennlinie als die zweite Säule umfassen. Das heißt, dass z. B. die stationäre Phase oder das Volumen der Säule zwischen den beiden Trennsäulen verschieden sein können.
  • Das Startfluid und das Trennfluid können verschiedene Lösemittelzusammensetzungen umfassen. Das heißt, die beiden Fluide können sich beispielsweise in der Art der enthaltenen Lösemittel und/oder ihrer jeweiligen Konzentration unterscheiden.
  • In einigen Ausführungsformen kann der Strom des Startfluids mit einer anderen Durchflussrate als der Durchflussrate des Stroms des Trennfluids bereitgestellt werden.
  • Das Verfahren kann das dem Detektor nachgelagerte Fraktionieren des ersten und/oder zweiten Nachtrennfluids umfassen, wobei der Detektor zerstörungsfrei ist. Das heißt, während einer Messung kann der Detektor mit dem Fluid zerstörungsfrei interagieren, z. B. durch Messung der Absorption.
  • Das Verfahren kann ferner das Detektieren von Bestandteilen des ersten Nachtrennfluids und das Identifizieren eines Anteils des ersten Nachtrennfluids zur weiteren Analyse umfassen, wobei der Anteil durch seine Verweilzeit in der ersten Trennsäule identifiziert wird. Weiterhin kann das Verfahren umfassen, dass in einem zweiten Durchlauf ein Strom eines Startfluids durch die erste Trennsäule bereitgestellt wird und dadurch ein erstes Nachtrennfluid erzeugt wird, wobei der Strom des Startfluids im zweiten Durchlauf dem vorstehenden Strom des Startfluids und das erste Nachtrennfluid im zweiten Durchlauf dem vorstehenden ersten Nachtrennfluid entspricht, wobei der mit dem Vermischungsfluid im Mischschritt gemischte Anteil ein Anteil des im zweiten Durchlauf erzeugten ersten Nachtrennfluids ist und eine Verweilzeit aufweist, die der Verweilzeit des identifizierten Anteils entspricht.
  • Mit anderen Worten kann eine Fraktion von Interesse in einem ersten, eindimensionalen Chromatografiedurchlauf identifiziert werden, wie beispielsweise ein Bereich mit einem aufgrund ähnlicher Verweilzeiten von zwei Analyten verbreiterten Peak. In einem zweiten Durchlauf unter nahezu identischen Bedingungen kann die identifizierte Fraktion dann über eine Schnittstelle, z. B. eine Trap-Säule oder eine Probenschleife, in die zweite Dimension überführt werden. Dies kann vorteilhaft sein, da die zweite Dimension unter unterschiedlichen Bedingungen betrieben werden kann, z. B. mit unterschiedlichen Eluenten, unterschiedlichen Säulenmaterialien und/oder einem unterschiedlichen Detektor, sodass die Analyten weiter aufgetrennt werden können, um eine verbesserte Genauigkeit beim Bestimmen der in einer Probe enthaltenen Bestandteile zu gewährleisten.
  • Das Verfahren kann das Bereitstellen eines ersten Eluentenstroms und das Injizieren eines Fluid-Probenpfropfens in den ersten Eluentenstrom zum Bereitstellen des Startfluids umfassen. Zusätzlich oder alternativ kann das Verfahren das Bereitstellen eines zweiten Eluentenstroms umfassen, um den Strom von Vermischungsfluid und den Strom des Freisetzungsfluids bereitzustellen. In einigen Ausführungsformen kann der erste Eluentenstrom sich vom zweiten Eluentenstrom unterscheiden. Ferner kann der erste und/oder zweite Eluentenstrom eine Vielzahl von Lösemitteln umfassen. Darüber hinaus kann das Verfahren das Ändern der Lösemittelzusammensetzung im ersten Eluentenstrom und/oder im zweiten Eluentenstrom umfassen. Das heißt, es kann z. B. ein Gradient erzeugt werden.
  • Der Eluentenstrom kann verschiedene Lösemittelzusammensetzungen umfassen, um den Strom von Vermischungsfluid im Vergleich zum Strom des Freisetzungsfluids bereitzustellen. So kann beispielsweise das Vermischungsfluid eine niedrige Elutionskraft aufweisen, um das erste Nachtrennfluid so zu verdünnen, dass dessen Bestandteile zuverlässig an der Trap-Säule eingefangen werden können, während das Freisetzungsfluid eine vergleichsweise höhere Elutionskraft aufweisen kann, um die eingefangenen Bestandteile aus der Trap-Säule freizusetzen.
  • Der erste Eluentenstrom kann durch eine zweite Pumpe bereitgestellt werden.
  • Weiterhin kann der Fluid-Probenpfropfen durch einen Probennehmer injiziert werden.
  • Der zweite Eluentenstrom kann durch die erste Pumpe bereitgestellt werden. Weiterhin kann das Verfahren das Injizieren eines zweiten Fluid-Probenpfropfens in den zweiten Eluentenstrom zum Bereitstellen des zweiten Startfluids umfassen. Der zweite Fluid-Probenpfropfen kann durch einen zweiten Probennehmer injiziert werden. In anderen Ausführungsformen kann der zweite Fluid-Probenpfropfen auch durch den Probennehmer injiziert werden. Das heißt, das System kann dafür konfiguriert sein, auch zwei eindimensionale Chromatografien durchzuführen. Dies kann vorteilhaft sein, da es das System vielseitiger und flexibler machen kann und somit eine optimale Nutzung der Komponenten und des Laborraums ermöglicht.
  • Das Verfahren kann die Verwendung eines Mischers zum Erzeugen des Mischfluids umfassen. Zum Beispiel eines aktiven Mischers oder eines statischen Mischers, wie eines einfachen T-Verbinders.
  • Das heißt, in einigen Ausführungsformen stellt die vorliegende Erfindung ein chromatografisches Verfahren bereit, das Untersuchungen des Analyten in einer zweiten Dimension ermöglicht, wobei das Verfahren das Einfangen des Analyten, das Verdünnen des Lösemittelstroms und das Detektieren des Analyten umfassen kann. Darüber hinaus kann das Verfahren in einigen Ausführungsformen das Waschen des Analyten nach dem Einfangen umfassen. Insbesondere kann das Verfahren höchstens zwei Pumpsysteme (z. B. Doppelkolbenpumpen) mit maximal 3 Flüssigkeitsströmen erfordern. Das heißt, das Verfahren kann weniger Komponenten erfordern, als nach dem Stand der Technik bekannt ist. Dies kann vorteilhaft sein, da es das System weniger komplex, und effizienter in Bezug auf die Auslastung der einzelnen Komponenten machen kann.
  • In einer weiteren Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Chromatografiesystem. Wobei das Chromatografiesystem dafür konfiguriert ist, das Verfahren wie vorstehend beschrieben durchzuführen.
  • Das System kann mindestens eines von einem Flüssigkeitschromatografiesystem und einem Hochleistungsflüssigkeits-Chromatografiesystem sein.
  • Ferner kann das System eine erste Pumpe, ein Probennahmesystem mit einem Probennehmer, eine erste Trennsäule, ein erstes Mehrwegeventil, einen Mischer, eine zweite Pumpe, ein zweites Mehrwegeventil, eine Trap-Säule und eine zweite Trennsäule umfassen.
  • Die zweite Pumpe kann mit dem Probennahmesystem fluidisch verbunden sein und das Probennahmesystem kann mit einem vorgelagerten Ende der ersten Trennsäule fluidisch verbunden sein. Darüber hinaus kann die zweite Pumpe dafür konfiguriert sein, einen ersten Eluentenstrom bereitzustellen, das Probennahmesystem kann dafür konfiguriert sein, einen Fluid-Probenpfropfen in den ersten Eluentenstrom zu injizieren und dadurch ein Startfluid zu erzeugen, und die erste Trennsäule kann dafür konfiguriert sein, Bestandteile des Startfluids abzutrennen und dadurch ein erstes Nachtrennfluid zu erzeugen.
  • Das erste Mehrwegeventil kann mindestens 3 Anschlüsse und mindestens ein Verbindungselement umfassen, wobei ein Anschluss des ersten Mehrwegeventils mit der ersten Pumpe, ein Anschluss des ersten Mehrwegeventils mit dem Mischer und ein Anschluss des ersten Mehrwegeventils mit dem zweiten Mehrwegeventil direkt fluidisch verbunden sein kann. Weiterhin kann das erste Mehrwegeventil dafür konfiguriert sein, eine erste Konfiguration (I) und eine zweite Konfiguration (II) anzunehmen, wobei in der ersten Konfiguration (I) das erste Mehrwegeventil die Anschlüsse, die mit der ersten Pumpe und dem Mischer direkt fluidisch verbunden sind, fluidisch verbindet, und wobei in der zweiten Konfiguration (II) das erste Mehrwegeventil die Anschlüsse, die mit der ersten Pumpe und dem zweiten Mehrwegeventil direkt fluidisch verbunden sind, fluidisch verbindet.
  • Wenn ein Anschluss als mit einem Element direkt fluidisch verbunden bezeichnet wird, bedeutet dies, dass der jeweilige Anschluss in fluidischer Verbindung mit diesem Element steht, ohne dass ein Verbindungselement des Ventils zwischen dem Anschluss und dem Element angeordnet ist.
  • Zusätzlich kann ein Anschluss des ersten Mehrwegeventils mit einem ersten Abfallbehälter direkt fluidisch verbunden sein und in der zweiten Konfiguration (II) kann das erste Mehrwegeventil eine fluidische Verbindung zwischen den Anschlüssen, die mit dem Mischer direkt fluidisch verbunden sind, und dem ersten Abfallbehälter herstellen.
  • Alternativ kann in der ersten Konfiguration (I) des ersten Mehrwegeventils der mit dem zweiten Mehrwegeventil verbundene Anschluss verschlossen sein. Das heißt, es darf kein Fluid aus dem Anschluss austreten und die Verbindung zum zweiten Mehrwegeventil kann druckbeaufschlagt bleiben. Das bedeutet, dass der Anschluss mit einem Blindverschluss verbunden sein kann.
  • Zusätzlich kann das System ferner ein drittes Mehrwegeventil umfassen, wobei das dritte Mehrwegeventil mindestens drei Anschlüsse und mindestens ein Verbindungselement umfassen kann, wobei ein Anschluss des dritten Mehrwegeventils mit einem nachgelagerten Ende der ersten Trennsäule, ein Anschluss des dritten Mehrwegeventils mit dem Mischer und ein Anschluss des dritten Mehrwegeventils mit einem ersten Detektor und/oder dem ersten Abfallbehälter direkt fluidisch verbunden sein kann. Weiterhin kann das dritte Mehrwegeventil dafür konfiguriert sein, eine erste Konfiguration (I) und eine zweite Konfiguration (II) anzunehmen, wobei in der ersten Konfiguration (I) das dritte Mehrwegeventil die Anschlüsse, die mit der ersten Trennsäule und dem ersten Detektor und/oder ersten Abfallbehälter direkt fluidisch verbunden sind, fluidisch verbindet, und wobei in der zweiten Konfiguration (II) das dritte Mehrwegeventil die Anschlüsse, die mit der ersten Trennsäule und dem Mischer direkt fluidisch verbunden sind, fluidisch verbindet.
  • Das zweite Mehrwegeventil kann mindestens fünf Anschlüsse und eine Vielzahl von Verbindungselementen umfassen, wobei ein Anschluss des zweiten Mehrwegeventils mit dem Mischer, ein Anschluss des zweiten Mehrwegeventils mit einem vorgelagerten Ende der zweiten Trennsäule und ein Anschluss des zweiten Mehrwegeventils mit einem ersten Ende der Trap-Säule direkt fluidisch verbunden sein kann. Weiterhin kann das zweite Mehrwegeventil dafür konfiguriert sein, eine erste Konfiguration (I) und eine zweite Konfiguration (II) anzunehmen, wobei in der ersten Konfiguration (I) das zweite Mehrwegeventil die Anschlüsse des zweiten Mehrwegeventils, die mit dem ersten Ende der Trap-Säule und dem vorgelagerten Ende der zweiten Trennsäule direkt fluidisch verbunden sind, fluidisch verbindet, und wobei in der zweiten Konfiguration (II) das zweite Mehrwegeventil die Anschlüsse des zweiten Mehrwegeventils, die mit dem Mischer und dem ersten Ende der Trap-Säule direkt fluidisch verbunden sind, fluidisch verbindet.
  • Zusätzlich kann das zweite Mehrwegeventil mindestens sechs Anschlüsse umfassen, wobei ein Anschluss des zweiten Mehrwegeventils mit dem ersten Mehrwegeventil, ein Anschluss des zweiten Mehrwegeventils mit einem zweiten Abfallbehälter und ein Anschluss des zweiten Mehrwegeventils mit einem zweiten Ende der Trap-Säule direkt fluidisch verbunden sein kann. Ferner kann in der ersten Konfiguration (I) das zweite Mehrwegeventil die Anschlüsse des zweiten Mehrwegeventils, die mit dem ersten Mehrwegeventil fluidisch verbunden sind, mit dem zweiten Ende der Trap-Säule direkt fluidisch verbinden, und in der zweiten Konfiguration (II) kann das zweite Mehrwegeventil die Anschlüsse des zweiten Mehrwegeventils, die mit dem zweiten Ende der Trap-Säule fluidisch verbunden sind, mit dem zweiten Abfallbehälter direkt fluidisch verbinden.
  • Darüber hinaus kann in der ersten Konfiguration (I) das zweite Mehrwegeventil die Anschlüsse, die mit dem Mischer und dem zweiten Abfallbehälter direkt fluidisch verbunden sind, fluidisch verbinden.
  • In der zweiten Konfiguration (II) kann das zweite Mehrwegeventil ferner die Anschlüsse, die mit dem ersten Mehrwegeventil und dem vorgelagerten Ende der zweiten Trennsäule direkt fluidisch verbunden sind, fluidisch verbinden.
  • Alternativ kann in Ausführungsformen, in denen das zweite Mehrwegeventil mindestens fünf Anschlüsse umfasst, ein Anschluss des zweiten Mehrwegeventils mit einem nachgelagerten Ende der zweiten Trennsäule und ein Anschluss des zweiten Mehrwegeventils mit einem zweiten Detektor direkt fluidisch verbunden sein. Weiterhin kann in der ersten Konfiguration (I) das zweite Mehrwegeventil die Anschlüsse des zweiten Mehrwegeventils, die mit dem nachgelagerten Ende der zweiten Trennsäule und dem zweiten Detektor direkt verbunden sind, fluidisch verbinden.
  • In einigen Ausführungsformen kann die Fluidverbindung zwischen dem ersten und zweiten Ventil die Trap-Säule umfassen. Das heißt, das erste Ende der Trap-Säule kann mit dem zweiten Mehrwegeventil direkt fluidisch verbunden sein und das zweite Ende der Trap-Säule kann mit dem ersten Mehrwegeventil direkt fluidisch verbunden sein. Wenn das erste Mehrwegeventil die zweite Konfiguration (II) annimmt, kann somit ein von der ersten Pumpe erzeugter Strom zum zweiten Ende der Trap-Säule, durch die Trap-Säule und vom ersten Ende der Trap-Säule zum zweiten Mehrwegeventil geleitet werden.
  • Das System kann ferner ein viertes Mehrwegeventil umfassen, das mindestens 2 Anschlüsse und mindestens ein Verbindungselement umfasst, wobei ein Anschluss des vierten Mehrwegeventils mit einem nachgelagerten Ende der zweiten Trennsäule direkt fluidisch verbunden sein kann, und ein Anschluss des vierten Mehrwegeventils mit einer weiteren Komponente direkt fluidisch verbunden sein kann. Weiterhin kann das vierte Mehrwegeventil dafür konfiguriert sein, eine erste Konfiguration (I) und eine zweite Konfiguration (II) anzunehmen, wobei in der ersten Konfiguration (I) das vierte Mehrwegeventil die Anschlüsse, die mit dem nachgelagerten Ende der zweiten Trennsäule und mit der weiteren Komponente direkt fluidisch verbunden sind, fluidisch verbindet, wobei in der zweiten Konfiguration (II) der Anschluss des vierten Mehrwegeventils, der mit dem vorgelagerten Ende der zweiten Trennsäule direkt fluidisch verbunden ist, verschlossen ist.
  • Die weitere Komponente kann der zweite Detektor oder das dritte Mehrwegeventil sein. Die weitere Komponente könnte aber auch ein weiteres Element wie z. B. ein zusätzlicher Abfallbehälter sein.
  • In Ausführungsformen, bei denen die weitere Komponente das dritte Mehrwegeventil ist, kann ein Anschluss des dritten Mehrwegeventils mit dem vierten Mehrwegeventil direkt fluidisch verbunden sein, und in der zweiten Konfiguration (II) des dritten Mehrwegeventils kann das dritte Mehrwegeventil die Anschlüsse, die mit dem vierten Mehrwegeventil direkt fluidisch verbunden sind, mit dem Detektor und/oder dem ersten Abfallbehälter direkt fluidisch verbinden.
  • Zusätzlich kann ein Anschluss des dritten Mehrwegeventils mit einem dritten Abfallbehälter direkt fluidisch verbunden sein und in der ersten Konfiguration (I) des dritten Mehrwegeventils kann das dritte Mehrwegeventil die mit dem vierten Mehrwegeventil direkt fluidisch verbundenen Anschlüsse und den dritten Abfallbehälter fluidisch verbinden.
  • Das vierte Mehrwegeventil kann ferner einen Anschluss umfassen, der mit einem Abfallbehälter direkt fluidisch verbunden ist.
  • Das Probennahmesystem kann mit der ersten Pumpe und dem ersten Mehrwegeventil fluidisch verbunden sein, wobei die erste Pumpe dafür konfiguriert ist, einen zweiten Eluentenstrom bereitzustellen, und das Probennahmesystem kann dafür konfiguriert sein, einen zweiten flüssigen Probenpfropfen in den zweiten Eluentenstrom zu injizieren und dadurch ein Startfluid zu erzeugen. Das heißt, das Probennahmesystem kann in der Fluidverbindung zwischen der ersten Pumpe und dem ersten Mehrwegeventil enthalten sein.
  • Das Probennahmesystem kann einen zweiten Probennehmer umfassen und die zweite Pumpe kann mit dem Probennehmer fluidisch verbunden sein, der Probennehmer kann mit dem vorgelagerten Ende der ersten Trennsäule fluidisch verbunden sein, und der Probennehmer kann dafür konfiguriert sein, den Fluid-Probenpropfen in den ersten Eluentenstrom zu injizieren und dadurch ein Startfluid zu erzeugen. Ferner kann der zweite Probennehmer mit der ersten Pumpe und dem ersten Mehrwegeventil fluidisch verbunden sein, und der zweite Probennehmer kann dafür konfiguriert sein, den zweiten flüssigen Probenpropfen in den zweiten Eluentenstrom zu injizieren und dadurch ein Startfluid zu erzeugen. Das heißt, in einigen Ausführungsformen umfasst das Probennahmesystem einen Probennehmer für jede Pumpe.
  • Darüber hinaus können der Probennehmer und der zweite Probennehmer in einem einzigen Probennehmergehäuse enthalten sein.
  • Die Probennahmeeinheit kann auch ein Probennahme-Trägerventil umfassen. In derartigen Ausführungsformen umfasst das Probennahmesystem ferner kein Probennahme-Trägerventil. Das heißt, es kann nur ein einziger Probennehmer dazu verwendet werden, Proben sowohl in den Strömungsweg mit der ersten Pumpe als auch in den Strömungsweg mit der zweiten Pumpe einzuführen.
  • Die zweite und erste Pumpe können in einem einzigen Pumpengehäuse enthalten sein.
  • Die erste Trennsäule und die zweite Trennsäule können in einem einzigen Säulenofen enthalten sein.
  • Das Verfahren kann die Verwendung des Systems wie vorstehend beschrieben umfassen.
  • In einer weiteren Ausführungsform bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Verwendung des Systems wie vorstehend beschrieben, wobei die Verwendung zur Durchführung des Verfahrens wie vorstehend beschrieben dient.
  • Das heißt, in einigen Ausführungsformen stellt die vorliegende Erfindung ein chromatografisches System für die zweidimensionale Chromatografie bereit, wobei das erste Nachtrennfluid verdünnt, eingefangen und optional gewaschen werden kann, bevor es in die zweite Trennsäule eingeführt wird. Insbesondere erfordert das System eventuell nur zwei Pumpensysteme (z. B. Doppelkolbenpumpen), um alle erforderlichen Ströme bereitzustellen. Das heißt, das System kann weniger Komponenten benötigen, als nach dem Stand der Technik bekannt sind. Dies kann vorteilhaft sein, da es das System weniger komplex, und effizienter in Bezug auf die Auslastung der einzelnen Komponenten machen kann.
  • Nachstehend wird auf „Verfahrensausführungsformen“ Bezug genommen. Diese Ausführungsformen werden durch den Buchstaben „M“ mit nachfolgender Nummer abgekürzt. Wann immer in diesem Schriftstück auf „Verfahrensausführungsformen“ Bezug genommen wird, sind diese Ausführungsformen gemeint.
    • M1.
    Verfahren für Chromatografie, wobei das Verfahren umfasst Bereitstellen eines Stroms eines Startfluids durch eine erste Trennsäule und dadurch Erzeugen eines ersten Nachtrennfluids, und Bereitstellen eines Stroms eines Vermischungsfluids, Mischen eines Anteils des ersten Nachtrennfluids mit dem Vermischungsfluid und dadurch Erzeugen eines Mischfluids, Leiten des Mischfluids zu einer Trap-Säule, Einfangen von Bestandteilen des Mischfluids in der Trap-Säule, Bereitstellen eines Stroms eines Freisetzungsfluids zu der und durch die Trap-Säule, wobei das Freisetzungsfluid die eingefangenen Bestandteile mindestens teilweise freisetzt und dadurch ein Nach-Trap-Fluid erzeugt, und Leiten des Nach-Trap-Fluids durch eine zweite Trennsäule und dadurch Erzeugen eines zweiten Nachtrennfluids, wobei der Strom des Vermischungsfluids von einer ersten Pumpe bereitgestellt wird und der Strom des Freisetzungsfluids von dieser ersten Pumpe bereitgestellt wird.
    M2.
    Verfahren gemäß der vorstehenden Ausführungsform, wobei das Verfahren weiterhin umfasst Detektieren von Bestandteilen eines Anteils des ersten Nachtrennfluids und Detektieren von Bestandteilen des zweiten Nachtrennfluids.
    M3.
    Verfahren gemäß der vorstehenden Verfahrensausführungsform, wobei der Schritt des Detektierens der Bestandteile eines Anteils des ersten Nachtrennfluids und der Schritt des Detektierens der Bestandteile des zweiten Nachtrennfluids durch einen einzigen Detektor durchgeführt werden.
    M4.
    Verfahren gemäß der vorletzten Ausführungsform, wobei der Schritt des Detektierens der Bestandteile eines Anteils des ersten Nachtrennfluids und der Schritt des Detektierens der Bestandteile des zweiten Nachtrennfluids durch separate Detektoren durchgeführt werden.
    M5.
    Verfahren gemäß der vorstehenden Ausführungsform, wobei das Verfahren ferner umfasst Detektieren von Bestandteilen des ersten Nachtrennfluids, und Bereitstellen eines Stroms eines zweiten Startfluids durch die zweite Trennsäule und dadurch Erzeugen eines dritten Nachtrennfluids und Detektieren von Bestandteilen des dritten Nachtrennfluids.
    M6.
    Verfahren gemäß einer der 3 vorstehenden Ausführungsformen, wobei mindestens ein Detektor ein Massenspektrometer ist.
    M7.
    Verfahren gemäß einer der vorstehenden Verfahrensausführungsformen, wobei jedes Fluid eine Flüssigkeit ist.
    M8.
    Verfahren gemäß einer der vorstehenden Ausführungsformen, wobei das Verfahren ferner umfasst Bereitstellen eines Stroms von Waschfluid zu der und durch die Trap-Säule, wobei das Waschfluid die eingefangenen Bestandteile wäscht.
    M9.
    Verfahren gemäß der vorstehenden Verfahrensausführungsform, wobei der Strom des Waschfluids durch die erste Pumpe bereitgestellt wird.
    M10.
    Verfahren gemäß einer der vorstehenden Verfahrensausführungsformen, wobei das Verfahren ferner umfasst Bereitstellen eines Stroms eines ersten Ausgleichsfluids durch die erste Trennsäule, und Bereitstellen eines Stroms eines zweiten Ausgleichsfluids durch die Trap-Säule und die zweite Trennsäule, wobei der Strom des ersten Ausgleichsfluids und der Strom des zweiten Ausgleichsfluids einen konstanten Strom und eine konstante Zusammensetzung umfassen.
    M11.
    Verfahren gemäß der vorstehenden Ausführungsform, wobei der Schritt des Bereitstellens eines Stroms eines ersten Ausgleichsfluids und der Schritt des Bereitstellens eines Stroms eines zweiten Ausgleichsfluids dem Schritt des Bereitstellens eines Stroms eines Startfluids vorausgeht.
    M12.
    Verfahren gemäß einer der vorstehenden Verfahrensausführungsformen, wobei das Verfahren durch ein Chromatografiesystem durchgeführt wird, wobei das Verfahren umfasst Einbringen einer Probe in das Chromatografiesystem und Erhöhen eines Drucks eines die Probe enthaltenden Fluids, wobei diese Schritte dem Schritt des Bereitstellens eines Stroms eines Startfluids vorausgehen, wobei das Startfluid die Probe umfasst.
    M13.
    Verfahren gemäß einer der vorstehenden Verfahrensausführungsformen, wobei das Mischfluid und das Freisetzungsfluid in entgegengesetzten Strömungsrichtungen durch die Trap-Säule geleitet werden.
    M14.
    Verfahren gemäß einer der vorstehenden Verfahrensausführungsformen mit Ausnahme der vorstehenden Ausführungsform, wobei das Mischfluid und das Freisetzungsfluid in derselben Strömungsrichtung durch die Trap-Säule geleitet werden.
    M15.
    Verfahren gemäß einer der vorstehenden Verfahrensausführungsformen, wobei das Verfahren das Druckbeaufschlagen mindestens eines Anteils der Fluide auf Drücke über 50 bar, vorzugsweise über 100 bar, weiter vorzugsweise über 500 bar, umfasst.
    M16.
    Verfahren gemäß einer der vorstehenden Verfahrensausführungsformen, wobei die erste Säule eine von der zweiten Säule verschiedene Kennlinie umfasst.
    M17.
    Verfahren gemäß einer der vorstehenden Verfahrensausführungsformen, wobei das Startfluid und das Freisetzungsfluid verschiedene Lösemittelzusammensetzungen umfassen.
    M18.
    Verfahren gemäß einer der vorstehenden Verfahrensausführungsformen, wobei der Strom des Startfluids mit einer Durchflussrate bereitgestellt wird, die sich von der Durchflussrate des Stroms des Freisetzungsfluids unterscheidet.
    M19.
    Verfahren gemäß einer der vorstehenden Verfahrensausführungsformen mit den Merkmalen von M3 oder M4, wobei das Verfahren das Fraktionieren des ersten und/oder zweiten Nachtrennfluids dem Detektor nachgelagert umfasst, wobei der Detektor zerstörungsfrei ist.
    M20.
    Verfahren gemäß einer der vorstehenden Verfahrensausführungsformen, wobei das Verfahren ferner umfasst Detektieren von Bestandteilen des ersten Nachtrennfluids, Identifizieren eines Anteils des ersten Nachtrennfluids zur weiteren Analyse, wobei der Anteil durch seine Verweilzeit in der ersten Trennsäule identifiziert wird, und Bereitstellen eines Stroms eines Startfluids durch die erste Trennsäule in einem zweiten Durchlauf und dadurch Erzeugen eines ersten Nachtrennfluids, wobei der Strom des Startfluids im zweiten Durchlauf dem vorstehenden Strom des Startfluids entspricht und das erste Nachtrennfluid im zweiten Durchlauf dem vorstehenden ersten Nachtrennfluid entspricht, wobei der Anteil, der im Schritt des Mischens mit dem Vermischungsfluid vermischt wird, ein Anteil des ersten Nachtrennfluids ist, das im zweiten Durchlauf erzeugt wird und eine Verweilzeit aufweist, die der Verweilzeit des identifizierten Anteils entspricht.
    M21.
    Verfahren gemäß einer der vorstehenden Verfahrensausführungsformen, wobei das Verfahren das Bereitstellen eines ersten Eluentenstroms und das Injizieren eines Fluid-Probenpfropfens in den ersten Eluentenstrom zum Bereitstellen des Startfluids umfasst.
    M22.
    Verfahren gemäß einer der vorstehenden Verfahrensausführungsformen, wobei das Verfahren das Bereitstellen eines zweiten Eluentenstroms umfasst, um den Strom des Vermischungsfluids und den Strom des Freisetzungsfluids bereitzustellen.
    M23.
    Verfahren gemäß einer der 2 vorstehenden Verfahrensausführungsformen, wobei sich der erste Eluentenstrom vom zweiten Eluentenstrom unterscheidet.
    M24.
    Verfahren gemäß einer der 3 vorstehenden Verfahrensausführungsformen, wobei der erste Eluentenstrom und/oder zweite Eluentenstrom eine Vielzahl von Lösemitteln umfasst.
    M25.
    Verfahren gemäß der vorstehenden Verfahrensausführungsform, wobei das Verfahren das Ändern der Lösemittelzusammensetzung in dem ersten Eluentenstrom und/oder dem zweiten Eluentenstrom umfasst.
    M26.
    Verfahren gemäß der vorletzten Verfahrensausführungsform mit den Merkmalen von M22, wobei der Eluentenstrom verschiedene Lösemittelzusammensetzungen umfasst, um den Strom von Vermischungsfluid im Vergleich zum Strom des Freisetzungsfluids bereitzustellen.
    M27.
    Verfahren gemäß einer der vorstehenden Verfahrensausführungsformen mit den Merkmalen von M21, wobei der erste Eluentenstrom von einer zweiten Pumpe bereitgestellt wird.
    M28.
    Verfahren gemäß der vorstehenden Verfahrensausführungsform, wobei der Fluid-Probenpfropfen durch einen Probennehmer injiziert wird.
    M29.
    Verfahren gemäß einer der vorstehenden Verfahrensausführungsformen mit den Merkmalen von M22, wobei der zweite Eluentenstrom von der ersten Pumpe bereitgestellt wird.
    M30.
    Verfahren gemäß der vorstehenden Verfahrensausführungsform mit den Merkmalen von M5, wobei das Verfahren das Injizieren eines zweiten Fluid-Probenpfropfens in den zweiten Eluentenstrom umfasst, um das zweite Startfluid bereitzustellen.
    M31.
    Verfahren gemäß der vorstehenden Verfahrensausführungsform, wobei der zweite Fluid-Probenpropfen durch einen zweiten Probennehmer injiziert wird.
    M32.
    Verfahren gemäß einer der vorstehenden Ausführungsformen ohne die Merkmale der vorstehenden Ausführungsform, wobei der zweite Fluid-Probenpropfen durch den Probennehmer injiziert wird.
    M33.
    Verfahren gemäß einer der vorstehenden Verfahrensausführungsformen, wobei das Verfahren das Verwenden eines Mischers zum Erzeugen des Vermischungsfluids umfasst. Nachstehend wird auf „Systemausführungsformen“ Bezug genommen. Diese Ausführungsformen werden durch den Buchstaben „S“ mit nachfolgender Nummer abgekürzt. Wann immer in diesem Schriftstück auf „Systemausführungsformen“ Bezug genommen wird, sind diese Ausführungsformen gemeint.
    S1.
    Chromatografiesystem, das dafür konfiguriert ist, das Verfahren gemäß einer der vorstehenden Ausführungsformen durchzuführen.
    S2.
    System gemäß der vorstehenden Systemausführungsform, wobei das System ein Flüssigkeitschromatografiesystem ist.
    S3.
    System gemäß einer der vorstehenden Systemausführungsformen, wobei das System ein Hochleistungsflüssigkeits-Chromatografiesystem ist.
    S4.
    System gemäß einer der vorstehenden Systemausführungsformen, wobei das System umfasst: eine erste Pumpe; ein Probennahmesystem, das einen Probennehmer umfasst; eine erste Trennsäule; ein erstes Mehrwegeventil; einen Mischer; eine zweite Pumpe; ein zweites Mehrwegeventil; eine Trap-Säule; und eine zweite Trennsäule.
    S5.
    System gemäß der vorstehenden Systemausführungsform, wobei die zweite Pumpe mit dem Probennahmesystem fluidisch verbunden ist; und das Probennahmesystem mit einem vorgelagerten Ende der ersten Trennsäule fluidisch verbunden ist; und wobei die zweite Pumpe dafür konfiguriert ist, einen ersten Eluentenstrom bereitzustellen; das Probennahmesystem dafür konfiguriert ist, einen Fluid-Probenpropfen in den ersten Eluentenstrom zu injizieren und dadurch ein Startfluid zu erzeugen; und die erste Trennsäule dafür konfiguriert ist, Bestandteile des Startfluids abzutrennen und dadurch ein erstes Nachtrennfluid zu erzeugen.
    S6.
    System gemäß einer der vorstehenden Systemausführungsformen mit den Merkmalen von S4, wobei das erste Mehrwegeventil mindestens 3 Anschlüsse und mindestens ein Verbindungselement umfasst, wobei ein Anschluss des ersten Mehrwegeventils mit der ersten Pumpe direkt fluidisch verbunden ist; ein Anschluss des ersten Mehrwegeventils mit dem Mischer direkt fluidisch verbunden ist; und ein Anschluss des ersten Mehrwegeventils mit dem zweiten Mehrwegeventil direkt fluidisch verbunden ist; und wobei das erste Mehrwegeventil dafür konfiguriert ist, eine erste Konfiguration (I) und eine zweite Konfiguration (II) anzunehmen, wobei in der ersten Konfiguration (I) das erste Mehrwegeventil die mit der ersten Pumpe direkt fluidisch verbundenen Anschlüsse mit dem Mischer fluidisch verbindet, und wobei in der zweiten Konfiguration (II) das erste Mehrwegeventil die mit der ersten Pumpe direkt fluidisch verbundenen Anschlüsse mit dem zweiten Mehrwegeventil fluidisch verbindet.
    S7.
    System gemäß der vorstehenden Ausführungsform, wobei ein Anschluss des ersten Mehrwegeventils mit einem ersten Abfallbehälter direkt fluidisch verbunden ist und wobei in der zweiten Konfiguration (II) das erste Mehrwegeventil zwischen den mit dem Mischer direkt fluidisch verbundenen Anschlüssen und dem ersten Abfallbehälter eine Fluidverbindung herstellt.
    S8.
    System gemäß der vorletzten Systemausführungsform, wobei in der ersten Konfiguration (I) des ersten Mehrwegeventils der mit dem zweiten Mehrwegeventil verbundene Anschluss verschlossen ist.
    S9.
    System gemäß einer der vorstehenden Systemausführungsformen mit den Merkmalen von S4 und ausschließlich der vorletzten Ausführungsform, wobei das System ferner ein drittes Mehrwegeventil umfasst und wobei das dritte Mehrwegeventil mindestens drei Anschlüsse und mindestens ein Verbindungselement umfasst, wobei ein Anschluss des dritten Mehrwegeventils mit einem nachgelagerten Ende der ersten Trennsäule direkt fluidisch verbunden ist, ein Anschluss des zweiten Mehrwegeventils mit dem Mischer direkt fluidisch verbunden ist; und ein Anschluss des dritten Mehrwegeventils mit einem ersten Detektor und/oder dem ersten Abfallbehälter direkt fluidisch verbunden ist; und wobei das dritte Mehrwegeventil dafür konfiguriert ist, eine erste Konfiguration (I) und eine zweite Konfiguration (II) anzunehmen, wobei in der ersten Konfiguration (I) das dritte Mehrwegeventil die mit der ersten Trennsäule direkt fluidisch verbundenen Anschlüsse mit dem ersten Detektor und/oder ersten Abfallbehälter fluidisch verbindet, und wobei in der zweiten Konfiguration (II) das dritte Mehrwegeventil die mit der ersten Trennsäule direkt fluidisch verbundenen Anschlüsse mit dem Mischer fluidisch verbindet.
    S10.
    System gemäß einer der vorstehenden Systemausführungsformen mit den Merkmalen von S4, wobei das zweite Mehrwegeventil mindestens fünf Anschlüsse und mindestens drei Verbindungselemente umfasst, wobei ein Anschluss des zweiten Mehrwegeventils mit dem Mischer direkt fluidisch verbunden ist; ein Anschluss des zweiten Mehrwegeventils mit einem vorgelagerten Ende der zweiten Trennsäule direkt fluidisch verbunden ist; und ein Anschluss des zweiten Mehrwegeventils mit einem ersten Ende der Trap-Säule direkt fluidisch verbunden ist; und wobei das zweite Mehrwegeventil dafür konfiguriert ist, eine erste Konfiguration (I) und eine zweite Konfiguration (II) anzunehmen, wobei in der ersten Konfiguration (I) das zweite Mehrwegeventil die Anschlüsse des zweiten Mehrwegeventils, die mit dem ersten Ende der Trap-Säule direkt fluidisch verbunden sind, mit dem vorgelagerten Ende der zweiten Trennsäule fluidisch verbindet, und wobei in der zweiten Konfiguration (II) das zweite Mehrwegeventil die Anschlüsse des zweiten Mehrwegeventils, die mit dem Mischer direkt fluidisch verbunden sind, mit dem ersten Ende der Trap-Säule fluidisch verbindet.
    S11.
    System gemäß der vorstehenden Systemausführungsform, wobei das zweite Mehrwegeventil mindestens sechs Anschlüsse umfasst, wobei ein Anschluss des zweiten Mehrwegeventils mit dem ersten Mehrwegeventil direkt fluidisch verbunden ist; ein Anschluss des zweiten Mehrwegeventils mit einem zweiten Abfallbehälter direkt fluidisch verbunden ist; und ein Anschluss des zweiten Mehrwegeventils mit einem zweiten Ende der Trap-Säule direkt fluidisch verbunden ist; und wobei in der ersten Konfiguration (I) das zweite Mehrwegeventil ferner die Anschlüsse des zweiten Mehrwegeventils, die mit dem ersten Mehrwegeventil direkt fluidisch verbunden sind, mit dem zweiten Ende der Trap-Säule fluidisch verbindet, und wobei in der zweiten Konfiguration (II) das zweite Mehrwegeventil die Anschlüsse des zweiten Mehrwegeventils, die mit dem zweiten Ende der Trap-Säule direkt fluidisch verbunden sind, mit dem zweiten Abfallbehälter fluidisch verbindet.
    S12.
    System gemäß der vorstehenden Ausführungsform, wobei in der ersten Konfiguration (I) das zweite Mehrwegeventil ferner die Anschlüsse, die mit dem Mischer direkt fluidisch verbunden sind, mit dem zweiten Abfallbehälter fluidisch verbindet.
    S13.
    System gemäß einer der 2 vorstehenden Ausführungsformen, wobei in der zweiten Konfiguration (II) das zweite Mehrwegeventil ferner die Anschlüsse, die mit dem ersten Mehrwegeventil direkt fluidisch verbunden sind, mit dem vorgelagerten Ende der zweiten Trennsäule fluidisch verbindet.
    S14.
    System gemäß der Ausführungsform S9, wobei ein Anschluss des zweiten Mehrwegeventils mit einem nachgelagerten Ende der zweiten Trennsäule direkt fluidisch verbunden ist; und ein Anschluss des zweiten Mehrwegeventils mit einem zweiten Detektor direkt fluidisch verbunden ist; und wobei in der ersten Konfiguration (I) das zweite Mehrwegeventil ferner die Anschlüsse des zweiten Mehrwegeventils, die mit dem nachgelagerten Ende der zweiten Trennsäule direkt verbunden sind, mit dem zweiten Detektor fluidisch verbindet.
    S15.
    System gemäß einer der vorstehenden Systemausführungsformen mit den Merkmalen von S6, wobei die Fluidverbindung zwischen dem ersten und zweiten Ventil die Trap-Säule umfasst.
    S16.
    System gemäß einer der vorstehenden Systemausführungsformen, wobei das System ferner ein viertes Mehrwegeventil umfasst, das mindestens 2 Anschlüsse und mindestens ein Verbindungselement umfasst, wobei ein Anschluss des vierten Mehrwegeventils mit einem nachgelagerten Ende der zweiten Trennsäule direkt fluidisch verbunden ist; ein Anschluss des vierten Mehrwegeventils mit einer weiteren Komponente direkt fluidisch verbunden ist; und wobei das vierte Mehrwegeventil dafür konfiguriert ist, eine erste Konfiguration (I) und eine zweite Konfiguration (II) anzunehmen, wobei in der ersten Konfiguration (I) das vierte Mehrwegeventil die Anschlüsse, die mit dem nachgelagerten Ende der zweiten Trennsäule und mit der weiteren Komponente direkt fluidisch verbunden sind, fluidisch verbindet, wobei in der zweiten Konfiguration (II) der Anschluss des vierten Mehrwegeventils, der mit dem vorgelagerten Ende der zweiten Trennsäule direkt fluidisch verbunden sind, verschlossen ist.
    S17.
    System gemäß der vorstehenden Ausführungsform, wobei die weitere Komponente der zweite Detektor ist.
    S18.
    System gemäß der vorletzten Ausführungsform, wobei die weitere Komponente das dritte Mehrwegeventil ist.
    S19.
    System gemäß der vorstehenden Ausführungsform mit den Merkmalen von S9, wobei ein Anschluss des dritten Mehrwegeventils mit dem vierten Mehrwegeventil direkt fluidisch verbunden ist und wobei in der zweiten Konfiguration (II) des dritten Mehrwegeventils das dritte Mehrwegeventil die mit dem vierten Mehrwegeventil direkt fluidisch verbundenen Anschlüsse mit dem Detektor und/oder dem ersten Abfallbehälter direkt fluidisch verbindet.
    S20.
    System gemäß der vorstehenden Ausführungsform, wobei ein Anschluss des dritten Mehrwegeventils mit einem dritten Abfallbehälter direkt fluidisch verbunden ist und wobei in der ersten Konfiguration (I) des dritten Mehrwegeventils das dritte Mehrwegeventil die mit dem vierten Mehrwegeventil direkt fluidisch verbundenen Anschlüsse mit dem dritten Abfallbehälter fluidisch verbindet.
    S21.
    System gemäß einer der vorstehenden Systemausführungsformen mit den Merkmalen von S16, wobei das vierte Mehrwegeventil ferner einen Anschluss umfasst, der mit einem Abfallbehälter direkt fluidisch verbunden ist.
    S22.
    System gemäß einer der vorstehenden Ausführungsformen, wobei das Probennahmesystem mit der ersten Pumpe und dem ersten Mehrwegeventil fluidisch verbunden ist, wobei die erste Pumpe dafür konfiguriert ist, einen zweiten Eluentenstrom bereitzustellen; und das Probennahmesystem dafür konfiguriert ist, einen zweiten flüssigen Probenpropfen in den zweiten Eluentenstrom zu injizieren und dadurch eine Startflüssigkeit zu erzeugen.
    S23.
    System nach der vorstehenden Ausführungsform und mit den Merkmalen der Ausführungsform S5, wobei das Probennahmesystem einen zweiten Probennehmer umfasst, und wobei die zweite Pumpe mit dem Probennehmer fluidisch verbunden ist, der Probennehmer mit dem vorgelagerten Ende der ersten Trennsäule fluidisch verbunden ist, und der Probennehmer dafür konfiguriert ist, den Fluid-Probenpropfen in den ersten Eluentenstrom zu injizieren und dadurch ein Startfluid zu erzeugen; und ferner wobei der zweite Probennehmer mit der ersten Pumpe und dem ersten Mehrwegeventil fluidisch verbunden ist, und der zweite Probennehmer dafür konfiguriert ist, den zweiten flüssigen Probenpropfen in den zweiten Eluentenstrom zu injizieren und dadurch eine Startflüssigkeit zu erzeugen.
    S24.
    System gemäß der vorstehenden Ausführungsform, wobei der Probennehmer und der zweite Probennehmer in einem einzigen Probennehmergehäuse enthalten sind.
    S25.
    System gemäß einer der vorstehenden Ausführungsformen mit den Merkmalen der Ausführungsformen S4 und ohne die Merkmale der Ausführungsformen S23, wobei das Probennahmesystem ein Probennahme-Trägerventil umfasst.
    S26.
    System gemäß der vorletzten Ausführungsform, wobei das Probennahmesystem keinen zweiten Probennehmer umfasst.
    S27.
    System gemäß einer der vorstehenden Systemausführungsformen mit den Merkmalen der Ausführungsform S4, wobei die zweite und erste Pumpe in einem einzigen Pumpengehäuse enthalten sind.
    S28.
    System gemäß einer der vorstehenden Systemausführungsformen mit den Merkmalen der Ausführungsform S4, wobei die erste Trennsäule und die zweite Trennsäule in einem einzigen Säulenofen enthalten sind.
    M34.
    Verfahren gemäß einer der vorstehenden Verfahrensausführungsformen, wobei das Verfahren das Verwenden des Systems nach einer der vorstehenden Systemausführungsformen umfasst. Nachstehend wird auf „Verwendungsausführungsformen“ Bezug genommen. Diese Ausführungsformen werden durch den Buchstaben „U“ mit nachfolgender Nummer abgekürzt. Wann immer in diesem Schriftstück auf „Verwendungsausführungsformen“ Bezug genommen wird, sind diese Ausführungsformen gemeint.
    U1.
    Verwendung des Systems nach einer der vorstehenden Systemausführungsformen zur Ausführung des Verfahrens nach einer der vorstehenden Verfahrensausführungsformen. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen beschrieben. Diese Ausführungsformen sollten nur Beispiele für die vorliegende Erfindung geben, diese aber nicht einschränken.
    • 1 stellt schematisch ein Verfahren gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar;
    • Die 2A und 2B stellen schematisch weitere Verfahrensschritte gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;
    • 3 stellt schematisch einen zusätzlichen Verfahrensschritt nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;
    • 4 stellt schematisch einen Verfahrensschritt gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;
    • 5 stellt ein exemplarische System gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Äquilibrierungsposition dar;
    • 6 stellt ein Ausführungsbeispiel für einen Probennehmer dar;
    • 7 stellt das exemplarische System in einer Verdünnungs- und Einfangkonfiguration dar;
    • 8 stellt das exemplarische System in einer Waschkonfiguration dar;
    • 9 stellt das exemplarische System in einer Konfiguration zum Freisetzen und Analysieren eingefangener Bestandteile dar;
    • 10 stellt das exemplarische System in einer Konfiguration für die duale eindimensionale Chromatografie dar;
    • 11 stellt das exemplarische System in einer anderen Konfiguration zum Freisetzen und Analysieren eingefangener Bestandteile dar;
    • 12 stellt eine Ausführungsform des exemplarischen Systems zum Fraktionieren der Bestandteile;
    • 13 stellt ein exemplarisches System gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar, wobei die Probennahmeeinheit einen einzelnen Probennehmer umfasst;
    • 14 stellt ein zweites exemplarisches System gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Konfiguration für die eindimensionale Chromatografie dar;
    • 15 stellt das zweite exemplarische System in einer Verdünnungs- und Einfangkonfiguration dar; und
    • 16 stellt das zweite exemplarische System in einer Konfiguration zum Freisetzen und Analysieren eingefangener Bestandteile oder zum Äquilibrieren des Systems dar.
  • Es ist anzumerken, dass nicht alle Zeichnungen mit allen Bezugszeichen versehen sind. Stattdessen wurden in einigen Zeichnungen einige der Bezugszeichen aus Platzgründen und der Einfachheit der Darstellung halber weggelassen. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen besch rieben.
  • Unter Bezugnahme auf 1 wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Ganz allgemein betrifft sie ein Verfahren für Chromatografie, insbesondere ein Verfahren für zweidimensionale Chromatografie.
  • In einem ersten Schritt 11 umfasst das Verfahren 1 das Erzeugen eines ersten Nachtrennfluids. Das erste Nachtrennfluid kann erzeugt werden, indem ein Strom eines Startfluids durch eine erste Trennsäule bereitgestellt wird. Der Strom des Startfluids kann eine Probe und mindestens ein Elutionslösemittel umfassen. Mit anderen Worten kann der erste Schritt 11 einer ersten eindimensionalen Chromatografie entsprechen, wobei eine mobile Phase, die eine Probe und mindestens ein Elutionslösemittel umfasst, durch die erste Trennsäule geleitet wird, um das erste Nachtrennfluid zu erzeugen, das getrennte Bestandteile der Probe umfasst.
  • In einem zweiten Schritt 12 umfasst das Verfahren 1 das Bereitstellen eines Stroms von Vermischungsfluid. Das Vermischungsfluid kann mindestens ein Lösemittel umfassen: Anschließend wird das Vermischungsfluid mit einem Anteil des ersten Nachtrennfluids vermischt, um ein Mischfluid zu erzeugen (Schritt 13), wobei der Anteil des ersten Nachtrennfluids auch das gesamte Nachtrennfluid, d. h. das gesamte erste Nachtrennfluid, bezeichnen kann. Das heißt, das Vermischungsfluid kann mit einem Anteil des ersten Nachtrennfluids, z. B. in einem statischen Mischer oder einfach einem T-Stück, zur Bildung des Mischfluids kombiniert werden. Dies kann beispielsweise das Verdünnen des Anteils der ersten Nachtrennfluids ermöglichen.
  • In einem nächsten Schritt 14 wird das Mischfluid zu einer Trap-Säule geleitet, und danach können Bestandteile des Mischfluids in der Trap-Säule (Schritt 15) eingefangen werden, indem das Mischfluid durch die Trap-Säule geleitet wird. Das heißt, das Mischfluid, das einen Anteil des ersten Nachtrennfluids umfasst, kann zu der und durch die Trap-Säule geleitet werden, wodurch Bestandteile des Mischfluids in der Trap-Säule eingefangen werden können. Dies kann beispielsweise zum Konzentrieren oder Waschen von Bestandteilen des Mischfluids vorteilhaft sein.
  • Ferner umfasst das Verfahren das Bereitstellen eines Stroms eines Freisetzungsfluids (Schritt 16) zu der und durch die Trap-Säule. Der Strom des Freisetzungsfluids kann in einigen Ausführungsformen in derselben Richtung wie das Mischfluid durch die Trap-Säule fließen (dies kann auch als „Vorwärtsspülung“ bezeichnet werden), während er in anderen Ausführungsformen in die entgegengesetzte Richtung fließen kann (dies kann auch als „Rückwärtsspülung“ bezeichnet werden). Darüber hinaus wird der Strom des Freisetzungsfluids von einer ersten Pumpe bereitgestellt, die auch den Strom des Vermischungsfluids bereitstellt, d. h. beide Ströme werden von der ersten Pumpe bereitgestellt.
  • Der nächste Schritt 17 umfasst das Erzeugen eines Nach-Trap-Fluids durch das Freisetzungsfluid, indem die eingefangenen Bestandteile aus der Trap-Säule mindestens teilweise freigesetzt werden. Das heißt, das Freisetzungsfluid kann die Trap-Säule spülen und mindestens einen Anteil der eingefangenen Bestandteile freisetzen. In einem weiteren Schritt 18 wird das Nach-Trap-Fluid durch eine zweite Trennsäule geleitet und erzeugt ein zweites Nachtrennfluid. Das heißt, die im Nach-Trap-Fluid enthaltenen Bestandteile können beim Passieren der zweiten Trennsäule getrennt werden, was zum zweiten Nachtrennfluid führt.
  • Mit anderen Worten umfasst das Verfahren das Trennen von Bestandteilen des Startfluids, indem es durch die erste Trennsäule geleitet wird und somit das erste Nachtrennfluid bildet, das Mischen mindestens eines Anteils des Nachtrennfluids mit dem Vermischungsfluid, um das Mischfluid zu erzeugen, das Leiten des Mischfluids zu der und durch die Trap-Säule und damit das Einfangen von Bestandteilen des Mischfluids in der Trap-Säule, Ferner umfasst das Verfahren das mindestens teilweise Freisetzen der eingefangenen Bestandteile aus der Trap-Säule durch Bereitstellen des Freisetzungsfluids zu der und durch die Trap-Säule und damit Erzeugen des Nach-Trap-Fluids, wobei das Freisetzungsfluid von derselben Pumpe wie das Vermischungsfluid bereitgestellt wird. Darüber hinaus umfasst das Verfahren das Leiten des Nach-Trap-Fluids durch die zweite Trennsäule, um das zweite Nachtrennfluid zu erzeugen.
  • Unter Bezugnahme auf 2A können Bestandteile mindestens eines Anteils des ersten Nachtrennfluids in einem ersten Detektor (Schritt 19A) detektiert werden. Das heißt, nach der Erzeugung des ersten Nachtrennfluids können die Bestandteile mindestens eines Anteils des ersten Nachtrennfluids durch den ersten Detektor detektiert werden. Dieses Verfahren kann einer eindimensionalen Chromatografie entsprechen, einschließlich der Detektion von Bestandteilen des Nachtrennfluids. In einigen Ausführungsformen können auf den Schritt des Detektierens der Bestandteile von mindestens einem Anteil des ersten Nachtrennfluids 19A der Schritt 12 und die anschließenden Schritte folgen. Das heißt, die Detektion von Bestandteilen des ersten Nachtrennfluids kann zerstörungsfrei erfolgen und das Verfahren kann alle vorstehend beschriebenen Schritte umfassen. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann die Detektion der Bestandteile des ersten Nachtrennfluids (Schritt 19A) zerstörend sein oder das Fluid kann in einen Abfallbehälter geleitet oder nach dem Detektieren fraktioniert werden. In diesen Ausführungsformen darf mindestens der Anteil des ersten Nachtrennfluids, der zum ersten Detektor geleitet wird, in anderen Verfahrensschritten nicht weiter verwendet werden, z. B. darf er nicht mit dem Vermischungsfluid vermischt werden (Schritt 13). In diesem Fall kann ein Anteil des ersten Nachtrennfluids, der sich von dem Anteil unterscheidet, der zum ersten Detektor geleitet wird, für den Schritt 13 des Erzeugens eines Mischfluids verwendet werden.
  • Zusätzlich oder alternativ können Bestandteile des zweiten Nachtrennfluids detektiert werden (Schritt 19B), wie in 2B schematisch dargestellt. Das heißt, nach der Erzeugung des zweiten Nachtrennfluids kann es zu einem Detektor geleitet werden. Der Detektor kann der erste Detektor sein, der auch zum Detektieren von Bestandteilen des ersten Nachtrennfluids (Schritt 19A) verwendet werden kann, oder alternativ kann das zweite Nachtrennfluid zu einem zweiten Detektor geleitet werden, der sich vom ersten Detektor unterscheiden kann. Das Detektieren der Bestandteile der zweiten Nachtrennsäule 19B kann je nach Detektor zerstörend oder zerstörungsfrei sein. So kann beispielsweise ein Absorptionsdetektor im Allgemeinen Bestandteile eines Fluids zerstörungsfrei detektieren, während ein Massenspektrometer im Allgemeinen Bestandteile eines Fluids zerstörend detektiert. Falls die Bestandteile des zweiten Nachtrennfluids zerstörungsfrei detektiert werden, können die Bestandteile zur weiteren Verwendung und/oder Analyse fraktioniert werden.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Verfahren das Detektieren von Bestandteilen des ersten Nachtrennfluids 19A und das anschließende Identifizieren eines Anteils des ersten Nachtrennfluids zur weiteren Analyse umfassen. Zum Beispiel eines Anteils, der Bestandteile umfasst, die möglicherweise nicht ausreichend aufgetrennt sind, um die einzelnen Bestandteile aufgrund ähnlicher (oder identischer) Verweilzeiten in der ersten Trennsäule genau aufzulösen. Der Anteil kann durch seine Verweilzeit in der ersten Trennsäule identifiziert werden. Ferner kann die Verwendung das Durchführen eines zweiten Chromatografiedurchlaufs umfassen. Es versteht sich, dass dem zweiten Chromatografiedurchlauf in der Regel ein erster Chromatografiedurchlauf vorausgeht. Der zweite Durchlauf umfasst das Erzeugen eines ersten Nachtrennfluids 11, wobei der Strom des Startfluids für den zweiten Durchlauf dem Strom des Startfluids des ersten Durchlaufs entspricht und somit das erste Nachtrennfluid im zweiten Durchlauf dem ersten Nachtrennfluid des vorangegangenen ersten Durchlaufs entspricht. Weiterhin wird das Mischfluid durch Mischen des Vermischungsfluids mit dem Anteil des ersten Nachtrennfluids erzeugt 13, das im zweiten Durchlauf erzeugt wird und dem Anteil entspricht, der nach dem Detektieren der Bestandteile des ersten Durchlaufs identifiziert wurde. Der nachfolgende Schritt kann wie oben beschrieben durchgeführt werden.
  • Mit anderen Worten kann ein Anteil des ersten Nachtrennanalyten für die weitere Analyse in einem ersten, eindimensionalen Chromatografiedurchlauf identifiziert werden. Anschließend wird ein zweiter Chromatografiedurchlauf unter ähnlichen, d. h. nahezu identischen Bedingungen durchgeführt, wobei der identifizierte Anteil des ersten Nachtrennfluids verdünnt, eingefangen und möglicherweise gewaschen wird, bevor er in der zweiten Trennsäule getrennt wird, um das zweite Nachtrennfluid zu erzeugen. Das heißt, es kann eine zweidimensionale Heartcut-Chromatografie durchgeführt werden, wobei der Anteil, d. h. der Heartcut, in einem ersten eindimensionalen Chromatografiedurchlauf identifiziert werden kann.
  • Alternativ kann, wenn der erste Detektor die Bestandteile des ersten Nachtrennfluids zerstörungsfrei erfasst, der identifizierte Anteil direkt zum Mischer geleitet werden, um das Mischfluid 13 zu erzeugen. Das heißt, ein Auslass des ersten Detektors kann mit dem Mischer fluidisch verbunden sein, sodass der identifizierte Anteil zum Mischer geleitet werden kann, wo er mit dem Vermischungsfluid vermischt werden kann, um das Mischfluid zu erzeugen.
  • Unter Bezugnahme auf 3 kann das Verfahren ferner einen Schritt zum Bereitstellen von Ausgleichsfluiden 10 umfassen. Dieser Schritt kann direkt vor dem Schritt des Bereitstellens eines Startfluids und damit dem Schritt des Erzeugens des ersten Nachtrennfluids 11 erfolgen. Der Schritt des Bereitstellens von Ausgleichsfluiden kann das Bereitstellen eines Stroms eines ersten Ausgleichsfluids durch die erste Trennsäule und das Bereitstellen eines zweiten Stroms von Ausgleichsfluid durch die Trap-Säule und die zweite Trennsäule umfassen, wobei beide Ströme einen konstanten Strom und eine konstante Zusammensetzung umfassen. Das heißt, die Bereitstellung von Ausgleichsfluiden 10 kann das System und insbesondere die erste und zweite Trennsäule und die Trap-Säule mit Druck beaufschlagen, bevor die weiteren Verfahrensschritte (gekennzeichnet durch die Punkte) durchgeführt werden, d. h. das System kann äquilibriert werden.
  • Wie in 4 dargestellt, kann das Verfahren auch das Bereitstellen eines Stroms von Waschfluid 155 zu der und durch die Trap-Säule umfassen, wobei das Waschfluid die in der Trap-Säule eingefangenen Bestandteile waschen kann. Das heißt, nach dem Schritt des Einfangens von Bestandteilen des Mischfluids 15 können die eingefangenen Bestandteile vor dem Schritt des Bereitstellens eines Stroms von Freisetzungsfluid 16 einem Strom von Waschfluid ausgesetzt werden. So kann beispielsweise das Startfluid Bestandteile umfassen, die den Detektor beschädigen können, der zum Detektieren von Bestandteilen des zweiten Nachtrennfluids verwendet wird. Insbesondere können eingefangene Bestandteile von Kochsalzlösemitteln befreit werden, die beispielsweise ein Massenspektrometer beschädigen können, das zum Detektieren von Bestandteilen des zweiten Nachtrennfluids verwendet werden kann.
  • In der gesamten Beschreibung können die Begriffe nachgelagert und vorgelagert verwendet werden. Es versteht sich, dass „nachgelagert“ „weiter unten in Strömungsrichtung“ bezeichnet, d. h. wenn ein Flüssigkeitsstrom von einer Pumpe bereitgestellt und durch einen Probennehmer und zu einer Analysesäule geleitet wird, ist der Probennehmer der Pumpe nachgelagert. Weiterhin ist der Probennehmer der Säule vorgelagert, d. h. der Probennehmer befindet sich weiter oben in Strömungsrichtung. Mit anderen Worten gilt für zwei Komponenten X und Y, die fluidisch verbunden sind und wobei der Fluidstrom von X nach Y fließt, dass X Y vorgelagert und Y X nachgelagert ist.
  • Unter Bezugnahme auf 5 bezieht sich eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auch auf ein System 2 für die zweidimensionale Chromatografie, wobei das System 2 dafür konfiguriert ist, das vorstehend beschriebene Verfahren durchzuführen.
  • Im Allgemeinen kann das System 2 zwei Pumpen 211, 212 umfassen. In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird ein Vermischungsfluid bereitgestellt und ein Mischfluid erzeugt, wobei das Mischfluid das Vermischungsfluid umfasst. Das Mischfluid wird zu einer Trap-Säule 25 geleitet. Weiterhin wird der Trap-Säule 25 später ein Freisetzungsfluid bereitgestellt. Sowohl der Strom des Vermischungsfluids als auch der Strom des Freisetzungsfluids kann von einer Pumpe 211 bereitgestellt werden, die als erste Pumpe 211 des Systems bezeichnet wird.
  • Das System 2 kann eine zweite Pumpe 212 zum Bereitstellen eines ersten Eluentenstroms für eine Probennahmeeinheit 221 umfassen, die dafür konfiguriert ist, einen Fluid-Probenpropfen in den ersten Eluentenstrom zu injizieren, um das Startfluid für die erste Trennsäule 231 bereitzustellen. Der erste Eluentenstrom kann mindestens ein Lösemittel umfassen. In einigen Ausführungsformen kann die zweite Pumpe 212 einen ersten Eluentenstrom bereitstellen, der eine Vielzahl von Elutionslösemitteln, z. B. A und B, umfasst, wobei die Zusammensetzung des Eluentenstroms geändert werden kann. So kann beispielsweise ein Lösemittelgradient realisiert werden. Die Probennahmeeinheit 221 kann ebenfalls als Probennehmer 221 bezeichnet werden.
  • Sehr allgemein kann eine Probennahmeeinheit 221 dafür konfiguriert sein, einen Probenpropfen in einen Eluentenstrom zu injizieren. Ein exemplarischer Probennehmer 221 ist in 6 dargestellt, wobei der Probennehmer 221 ein Ventil 2211 umfasst, das 5 Anschlüsse und 3 Verbindungselemente umfasst (wobei die genaue Anzahl der Anschlüsse und Verbindungselemente auch davon verschieden sein kann). Das Ventil 2211 kann dafür konfiguriert sein, eine Vielzahl von Konfigurationen anzunehmen. Weiterhin kann der Probennehmer 221 eine Dosiervorrichtung 2212 und eine Probenschleife 2213 umfassen, wobei die Dosiervorrichtung 2212 dafür konfiguriert sein kann, die Probe in die Probenschleife 2213 zu ziehen, wo sie vor der Injektion gelagert werden kann. Die Probe kann beispielsweise aus einem Probengefäß 2216 mittels einer beweglichen Nadel 2215 gezogen werden, die in einen Nadelsitz 2214 eingesetzt sein kann, nachdem sich die Probe in der Probenschleife 2213 befindet, um die Probe nachgelagerten Komponenten zuzuführen. Die Nadel 2215 und der Nadelsitz 2214 können eine leckagefreie Verbindung herstellen. Das bedeutet, dass der Probennehmer 221 für den Split-Loop-Betrieb konfiguriert sein kann. Ferner kann der Probennehmer auch einen Abfallbehälter 2217 sowie eine Fluidverbindung zur zweiten Pumpe 212 und zur ersten Trennsäule 231 umfassen.
  • Der Probennehmer 221 kann dafür konfiguriert sein, eine Vorverdichtung der Probe in der Probenschleife 2213 vom Injizieren von dieser in den Eluentenstrom zu ermöglichen, um große Druckunterschiede beim Injizieren der Probe in die Trennsäule 231 zu vermeiden. Dies kann vorteilhaft sein, um eine Dispersion der Probe zu vermeiden und somit eine höhere Reproduzierbarkeit zu ermöglichen. Je nach der Stellung des Ventils 2211 kann der von der ersten Pumpe 212 bereitgestellte Eluentenstrom direkt zur ersten Trennsäule 231 fließen, oder er kann alternativ durch die Probenschleife 2213 geleitet werden, bevor er zur ersten Trennsäule 231 geleitet wird, wodurch der gelagerte Probepfropfen aufgenommen wird.
  • Der Fachmann versteht, dass der abgebildete und beschriebene Probennehmer 221 nur ein Beispiel ist und dass andere Ausführungsformen eines Probennehmers 221 im Chromatografiesystem 2 verwendet werden können.
  • Auch hier kann das System, bezogen auf 5, im Allgemeinen vier Mehrwegeventile 261, 262, 263, 264 umfassen. Das erste Nachtrennfluid kann von der ersten Trennsäule 231 zu einem dritten Mehrwegeventil 263 geleitet werden. Das dritte Mehrwegeventil 263 kann mindestens drei Anschlüsse und mindestens ein Verbindungselement umfassen und kann ferner dafür konfiguriert sein, eine Vielzahl von Konfigurationen anzunehmen, die verschiedene Anschlüsse verbinden. Ein Verbindungselement kann sich beispielsweise auf eine Nut in einem Stator oder Rotor eines Drehventils beziehen. Das dritte Mehrwegeventil 263 kann ebenfalls als das dritte Ventil 263 bezeichnet werden.
  • Das heißt, ein erster Anschluss 2631 des dritten Ventils 263 kann mit einem nachgelagerten Ende der ersten Trennsäule 231 direkt fluidisch verbunden sein. Zusätzlich kann ein zweiter Anschluss 2632 des dritten Ventils 263 mit einem ersten Detektor 241 und/oder einem ersten Abfallbehälter 281 direkt fluidisch verbunden sein und ein dritter Anschluss 2633 des dritten Ventils 263 kann mit einem Mischer 27 direkt fluidisch verbunden sein. Ferner kann das dritte Ventil 263 dafür konfiguriert sein, eine erste Konfiguration (I) und eine zweite Konfiguration (II) anzunehmen, wobei das dritte Ventil 263 die erste Trennsäule 231 und den ersten Detektor 241 in der ersten Konfiguration (I) und das dritte Ventil 263 die erste Trennsäule 231 und den Mischer 27 in der zweiten Konfiguration (II) fluidisch verbindet. Zum besseren Verständnis sind die jeweiligen Konfigurationen (I, II), die von den Ventilen angenommen werden, auch in den Zeichnungen angegeben.
  • Das heißt, in der ersten Konfiguration (I) verbindet das dritte Mehrwegeventil 263 den ersten und zweiten Anschluss 2631, 2632, die mit der ersten Trennsäule 231 direkt fluidisch verbunden sind, fluidisch mit dem ersten Detektor 241 und/oder dem ersten Abfallbehälter 281. Wenn also das dritte Ventil 263 die erste Konfiguration (I) annimmt, ist der zweite Anschluss 2632 mit dem ersten Detektor 241 direkt fluidisch verbunden und das System 2 kann eine eindimensionale Chromatografie durchführen.
  • Das heißt, der Probennehmer 221 kann einen Probenpropfen in den ersten von der zweiten Pumpe 212 bereitgestellten Eluentenstrom injizieren, der zu der und durch die erste Trennsäule 231 geleitet wird, um ein erstes Nachtrennfluid zu erzeugen. Das erste Nachtrennfluid kann dann zum ersten Detektor 241 geleitet werden, wo Bestandteile des ersten Nachtrennfluids detektiert werden können. Im Allgemeinen kann der Detektor ein zerstörungsfreier oder zerstörender Detektor sein, wobei im ersten Fall das Fluid zur weiteren Verwendung beim Durchlaufen des ersten Detektors 241 gesammelt werden kann. Ein zerstörungsfreier Detektor kann beispielsweise ein optischer Absorptionsdetektor sein, während ein zerstörender Detektor beispielsweise ein Massenspektrometer sein kann.
  • In der zweiten Konfiguration (II) verbindet das dritte Mehrwegeventil 263 fluidisch den ersten und dritten Anschluss 2631, 2633, die mit der ersten Trennsäule 231 bzw. dem Mischer 27 direkt fluidisch verbunden sind. Das heißt, durch Umschalten des dritten Ventils 263 von der ersten (I) auf die zweite (II) Konfiguration kann ein Anteil des ersten Nachsäulenfluids zum Mischer 27 geleitet werden.
  • Der Mischer 27 kann beispielsweise ein aktiver oder passiver Mischer sein. Ein sehr rudimentärer Mischer kann einfach ein T-Verbinder (auch als „T-Stück“ bezeichnet) sein, der zwei Eingänge in einem Auslass kombiniert. Ein Mischer 27 kann jedoch auch komplexe fluidische Strukturen umfassen, die zur Verbesserung des Mischprozesses ausgelegt sein können. Ein aktiver Mischer kann eine externe Kraft bereitstellen, um die Mischeigenschaften des Mischers 27 zu verbessern, beispielsweise durch akustische oder Ultraschallwellen oder ein rotierendes Laufrad.
  • Im Allgemeinen bedeutet überall in diesem Dokument die Formulierung, dass ein Anschluss mit einem Element „direkt fluidisch“ ist, dass der Anschluss in fluidischer Verbindung mit diesem Element steht, ohne dass ein Verbindungselement des Ventils zu der Verbindung zwischen dem Anschluss und dem Element gehört. Das heißt, ein Fluid, das von dem Anschluss zum Element oder umgekehrt strömt, passiert nicht ein Anschlusselement des Ventils.
  • Die erste Pumpe 211 kann einen zweiten Eluentenstrom an ein erstes Mehrwegeventil 261, auch als erstes Ventil 261 bezeichnet, bereitstellen, wobei das erste Mehrwegeventil 261 mindestens drei Anschlüsse und mindestens ein Verbindungselement umfasst. Ein erster Anschluss 2611 des ersten Ventils 261 ist mit der ersten Pumpe 211 direkt fluidisch verbunden, ein zweiter Anschluss 2612 ist mit dem Mischer 27 direkt fluidisch verbunden und ein dritter Anschluss 2613 ist mit einem zweiten Mehrwegeventil 262 direkt fluidisch verbunden. Auch hier kann das Ventil dafür konfiguriert sein, eine erste Konfiguration (I) und eine zweite Konfiguration (II) anzunehmen, wobei in der ersten Konfiguration (I) der erste und zweite Anschluss 2611, 2612 fluidisch verbunden sind (siehe hierzu z. B. 7), während in der zweiten Konfiguration (II) der erste und dritte Anschluss 2611, 2613 fluidisch verbunden sind (siehe z. B. 5).
  • In der ersten Konfiguration (I) des ersten Ventils 261 kann der dritte Anschluss 2613 verschlossen sein. Das heißt, die Verbindung zwischen dem dritten Anschluss 2613 des ersten Ventils 261 und dem zweiten Ventil 262 kann druckbeaufschlagt bleiben. So steht beispielsweise der dritte Anschluss 2613 eventuell nicht mit einem Anschlusselement des ersten Ventils 261 in Fluidverbindung, sondern ist dicht verschlossen oder kann über ein Anschlusselement des ersten Ventils 261 mit einem Blindanschluss fluidisch verbunden sein (siehe wieder 7).
  • Das heißt, in der ersten Konfiguration (I) verbindet das erste Ventil 261 den ersten Anschluss 2611, der mit der ersten Pumpe 211 direkt fluidisch verbunden ist, mit dem zweiten Anschluss 2612, der mit dem Mischer 27 direkt fluidisch verbunden ist. Somit kann die erste Pumpe 211 dem Mischer 27 ein Vermischungsfluid bereitstellen, das dann mit einem Anteil des ersten Nachtrennfluids vermischt werden kann, um das Mischfluid zu bilden. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn der erste Eluentenstrom ein starkes Elutionslösemittel enthält, das gegebenenfalls verdünnt werden muss.
  • Ein Auslass des Mischers 27 kann mit dem zweiten Mehrwegeventil 262, auch als zweites Ventil 262 bezeichnet, direkt fluidisch verbunden sein. Das zweite Ventil 262 kann beispielsweise sechs Anschlüsse und drei Verbindungselemente umfassen. Insbesondere kann ein erster Anschluss 2621 mit dem dritten Anschluss 2613 des ersten Ventils 261 direkt fluidisch verbunden sein und ein zweiter Anschluss 2622 des zweiten Ventils 262 kann mit dem Auslass des Mischers 27 direkt fluidisch verbunden sein. Darüber hinaus kann ein dritter Anschluss 2623 mit einem vorgelagerten Ende einer zweiten Trennsäule 232 direkt fluidisch verbunden sein, ein vierter Anschluss 2624 kann mit einem zweiten Abfallbehälter 282 direkt fluidisch verbunden sein, ein fünfter Anschluss 2625 kann mit einem ersten Ende der Trap-Säule 25 direkt fluidisch verbunden sein und ein sechster Anschluss 2626 kann mit einem zweiten Ende der Trap-Säule 25 direkt fluidisch verbunden sein.
  • Das zweite Ventil 262 kann dafür konfiguriert sein, eine erste Konfiguration (I) und eine zweite Konfiguration (II) anzunehmen, wobei in der ersten Konfiguration (I) der dritte Anschluss 2623 mit dem fünften Anschluss 2625 fluidisch verbunden sein kann und in dem in 5 dargestellten exemplarischen System kann der erste Anschluss 2621 mit dem sechsten Anschluss 2626 fluidisch verbunden sein (siehe z. B. 5).
  • Das heißt, in der ersten Konfiguration (I) des zweiten Ventils 262 kann der dritte Anschluss 2613 des ersten Ventils 261 mit dem zweiten Ende der Trap-Säule 25 fluidisch verbunden sein, während das erste Ende der Trap-Säule 25 mit dem vorgelagerten Ende der zweiten Trennsäule 232 fluidisch verbunden sein kann (siehe z. B. 5). Alternativ kann der dritte Anschluss 2613 des ersten Ventils 261 mit dem ersten Ende der Trap-Säule 25 fluidisch verbunden sein und das zweite Ende der Trap-Säule 25 mit dem vorgelagerten Ende der zweiten Trennsäule 232 fluidisch verbunden sein. Das heißt, alternativ kann in der ersten Konfiguration (I) der erste Anschluss 2621 des zweiten Ventils 262 mit dem fünften Anschluss 2625 fluidisch verbunden sein und der dritte Anschluss 2623 des zweiten Ventils 262 kann mit dem fünften Anschluss 2625 fluidisch verbunden sein. Mit anderen Worten kann die Strömungsrichtung durch die Trap-Säule zwischen den beiden Alternativen für die erste Konfiguration (I) des zweiten Ventils 262 unterschiedlich sein.
  • In der zweiten Konfiguration (II) des zweiten Ventils 262 kann der zweite Anschluss 2622 mit dem fünften Anschluss 2625 und der sechste Anschluss 2626 mit dem vierten Anschluss 2624 fluidisch verbunden sein. Das heißt, in der zweiten Konfiguration (II) kann der Auslass des Mischers 27 mit dem ersten Ende der Trap-Säule 25 fluidisch verbunden sein und das zweite Ende der Trap-Säule 25 kann mit dem zweiten Abfallbehälter 282 fluidisch verbunden sein (siehe z. B. 7).
  • Alternativ kann der Auslass des Mischers 27 mit dem zweiten Ende der Trap-Säule 25 fluidisch verbunden sein und das erste Ende der Trap-Säule 25 kann mit dem Abfallbehälter 282 fluidisch verbunden sein. Das heißt, der zweite Anschluss 2622 des zweiten Ventils 262 kann mit dem sechsten Anschluss 2626 fluidisch verbunden sein und der fünfte Anschluss 2625 kann mit dem vierten Anschluss fluidisch verbunden sein.
  • Weiterhin kann in der ersten Konfiguration (I) des zweiten Ventils 262 der zweite Anschluss 2622 mit dem vierten Anschluss 2624 fluidisch verbunden sein, d. h. der Auslass des Mischers 27 kann mit dem zweiten Abfallbehälter 282 fluidisch verbunden sein. In der zweiten Konfiguration (II) des zweiten Ventils 262 kann der erste Anschluss 2621 mit dem dritten Anschluss 2623 fluidisch verbunden sein, d. h. der dritte Anschluss 2613 des ersten Ventils 261 kann mit dem vorgelagerten Ende der zweiten Trennsäule 232 fluidisch verbunden sein. Das heißt, die erste Pumpe 211 kann einen Strom zur zweiten Trennsäule 232 bereitstellen, wobei der Strom die Trap-Säule 25 nicht passieren darf.
  • In einigen Ausführungsformen kann ein nachgelagertes Ende der zweiten Trennsäule 232 mit einem zweiten Detektor 242 direkt fluidisch verbunden sein. In weiteren Ausführungsformen kann das nachgelagerte Ende der zweiten Trennsäule 232 mit einem vierten Mehrwegeventil 264, auch als viertes Ventil 264 bezeichnet, fluidisch verbunden sein.
  • Das vierte Mehrwegeventil 264 kann vorzugsweise mindestens zwei Anschlüsse und mindestens ein Verbindungselement umfassen. Ein erster Anschluss 2641 kann mit einem nachgelagerten Ende der zweiten Probennahmeeinheit 232 direkt fluidisch verbunden sein und ein zweiter Anschluss 2642 kann mit einer weiteren Komponente direkt fluidisch verbunden sein. In einigen Ausführungsformen kann die weitere Komponente der zweite Detektor 242 sein, während in anderen Ausführungsformen die weitere Komponente beispielsweise das dritte Ventil 263 sein kann. Das vierte Ventil 264 kann dafür konfiguriert sein, eine erste Konfiguration (I) anzunehmen, wobei die beiden Anschlüsse 2641 und 2642 fluidisch verbunden sein können, und eine zweite Konfiguration (II), wobei der erste Anschluss 2641 verschlossen ist.
  • Das vierte Ventil kann einen dritten Anschluss 2643 umfassen, wobei der dritte Anschluss 2643 mit einer anderen Komponente fluidisch verbunden ist. Das heißt, der zweite Anschluss 2462 kann beispielsweise mit dem zweiten Detektor 242 verbunden sein und der dritte Anschluss 2463 kann mit dem dritten Ventil 263 fluidisch verbunden sein. Alternativ kann beispielsweise ein Anschluss mit einem Auslass zum Fraktionieren des zweiten Nachtrennfluids verbunden sein. Somit kann das vierte Ventil 264 eine dritte Konfiguration (III) annehmen, wobei der erste Anschluss 2641 des vierten Ventils 264 mit dem dritten Anschluss 2643 des vierten Ventils 264 fluidisch verbunden ist.
  • In Ausführungsformen, in denen das vierte Ventil 264 mit dem dritten Ventil 263 fluidisch verbunden ist, kann ein vierter Anschluss 2634 des dritten Ventils 263 mit dem vierten Ventil 264 fluidisch verbunden sein und ein fünfter Anschluss 2635 kann mit einem dritten Abfallbehälter 283 fluidisch verbunden sein. Der vierte 2634 und der fünfte Anschluss 2635 des dritten Ventils 263 können in der ersten Konfiguration (I) des dritten Ventils 263 fluidisch verbunden sein. Das heißt, das vierte Ventil 264 kann mit dem dritten Abfallbehälter 283 fluidisch verbunden sein. In der zweiten Konfiguration (II) des dritten Ventils 263 kann jedoch der vierte Anschluss 2634 mit dem zweiten Anschluss 2632 fluidisch verbunden sein. Das heißt, das vierte Ventil 264 kann mit dem ersten Detektor 241 fluidisch verbunden sein. Mit anderen Worten kann diese Konfiguration es ermöglichen, das zweite Nachtrennfluid von der zweiten Trennsäule 232 zum ersten Detektor 241 zu leiten.
  • In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann das System 2 eine zweite Probennahmeeinheit 222, auch als zweiter Probennehmer 222 bezeichnet, umfassen, die der ersten Pumpe 211 nachgelagert und dem ersten Ventil 261 vorgelagert sein kann. Der Probennehmer 222 kann dafür konfiguriert sein, einen flüssigen Probenpropfen in den von der ersten Pumpe 211 bereitgestellten Eluentenstrom zu injizieren. Dies kann vorteilhaft sein, da es die Verwendung der zweiten Trennsäule 232 für die eindimensionale Chromatografie ermöglichen kann, insbesondere wenn das System 2 den zweiten Detektor 242 umfasst. Darüber hinaus kann ein solches System 2 die Möglichkeit bieten, zwei unabhängige eindimensionale Chromatografien oder alternativ eine zweidimensionale Chromatografie durchzuführen, wobei es möglich sein kann, zwischen eindimensionalen Chromatografien und der zweidimensionalen Chromatografie umzuschalten, ohne das System 2 physisch zu verändern, z. B. ist eventuell kein Umverdrahten oder Austauschen von Systemkomponenten erforderlich.
  • Im Folgenden werden die Verfahrensschritte in Bezug auf die in den 5 und 7 bis 12 dargestellte exemplarische Ausführungsform des Systems 2 beschrieben.
  • Unter Bezugnahme auf 5 kann ein erster Schritt 10 das Äquilibrieren beider Dimensionen des Systems 2 umfassen, d. h. es können konstante Bedingungen in den Strömungswegen geschaffen werden. Dies kann erreicht werden, indem ein konstanter Strom mit konstanter Lösemittelbedingung an die Analysesäulen, d. h. die erste und zweite Trennsäule 231, 232 und die Trap-Säule 25, bereitgestellt wird, sodass ein stabiler Systemdruck erreicht wird.
  • Während dieses Schrittes kann sich das erste Ventil 261 in der zweiten Konfiguration (II), das zweite Ventil 262 in der ersten Konfiguration (I) und das dritte Ventil 263 in der ersten Konfiguration (I) befinden. Falls das System 2 ein viertes Ventil 264 umfasst, kann sich das Ventil 264 beispielsweise in der dritten Konfiguration (III) befinden.
  • Das heißt, der von der zweiten Pumpe 212 bereitgestellte erste Eluentenstrom kann durch den Probennehmer 221 und die erste Trennsäule 231 geleitet werden, bevor er den ersten Anschluss 2631 des dritten Ventils 263 erreicht, das das Fluid zum zweiten Anschluss 2632 leitet, von wo aus es zum ersten Detektor 241 geleitet werden kann. Der erste Strom kann in Bezug auf Druck und Lösemittelzusammensetzung konstant gehalten werden. Mit anderen Worten kann der erste Strom, der von der zweiten Pumpe 212 bereitgestellt wird, die erste Dimension des Systems 2 äquilibrieren.
  • Ein zweiter Strom kann durch die erste Pumpe 211 bereitgestellt werden, der durch den zweiten Probennehmer 222 (wenn er im System 2 enthalten ist) und zum ersten Anschluss 2611 des ersten Ventils 261 geleitet werden kann, der das Fluid zum dritten Anschluss 2613 leiten kann, von wo aus es zum ersten Anschluss 2621 des zweiten Ventils 262 geleitet werden kann. Das zweite Ventil 262 kann das Fluid vom ersten Anschluss 2621 zum sechsten Anschluss 2626 leiten, der mit der Trap-Säule 25 direkt fluidisch verbunden ist. Beim Passieren der Trap-Säule 25 kann das Fluid zum fünften Anschluss 2625 des zweiten Ventils 262 geleitet werden, von wo es zum dritten Anschluss 2623 und weiter zur zweiten Trennsäule 232 geleitet werden kann. Nach dem Passieren der zweiten Trennsäule 232 kann das Fluid beispielsweise zum ersten Anschluss 2641 des vierten Ventils 264 geleitet werden, wobei es dann zum dritten Anschluss 2643 des vierten Ventils 264 geleitet werden kann, das mit dem vierten Anschluss 2634 des dritten Ventils 263 direkt fluidisch verbunden sein kann. Das dritte Ventil 263 kann das Fluid zum fünften Anschluss 2635 leiten, von wo es zum dritten Abfallbehälter 283 geleitet werden kann.
  • Es versteht sich, dass dies lediglich ein Beispiel entsprechend dem in 5 dargestellten System 2 beschreibt und dass auch andere Konfigurationen und Strömungswege möglich sind. In diesem Schritt können jedoch mindestens die Anteile des Systems 2, die die erste Trennsäule 231, die zweite Trennsäule 232 und die Trap-Säule 25 umfassen, durch Aufbringen eines konstanten Eluentenstroms mit einer konstanten Lösemittelzusammensetzung äquilibriert werden.
  • In dieser Konfiguration kann ein Strom eines Startfluids durch die erste Trennsäule bereitgestellt werden, wodurch ein erstes Nachtrennfluid erzeugt wird (Schritt 11). Folglich kann das erste Nachtrennfluid im ersten Detektor 241 detektiert werden. Der Strom des Startfluids kann eine Probe und mindestens ein Elutionslösemittel umfassen. Mit anderen Worten kann eine Probe in den Lösemittelweg der ersten Dimension injiziert werden, die Probe kann dann in der ersten Analysesäule 231, d. h. der ersten Trennsäule 231, getrennt werden und kann in dem nachgelagerten fluidisch verbundenen ersten Detektor 241 analysiert werden. Das heißt, es kann eine eindimensionale Chromatografie durchgeführt werden.
  • Während des eindimensionalen Chromatografiedurchlaufs werden einige Bestandteile des Startfluids möglicherweise nicht ausreichend getrennt, d. h. sie können ähnliche Verweilzeiten aufweisen, und somit sind die entsprechenden Peaks im Chromatogramm eventuell nicht vollständig aufgelöst.
  • So kann in einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein zweiter Chromatografiedurchlauf durchgeführt werden. Die Bedingungen des zweiten Chromatografiedurchlaufs können mindestens annähernd den Bedingungen des ersten Chromatografiedurchlaufs entsprechen. Im zweiten Chromatografiedurchlauf kann ein Anteil des ersten Nachtrennfluids zum Mischer 27 geleitet werden. Dieser Anteil kann dem Anteil entsprechen, der im ersten Chromatografiedurchlauf nicht ausreichend getrennt wurde, d. h. der Anteil weist entsprechende Verweilzeiten auf. Dieser Anteil (im zweiten Durchlauf) kann zum Mischer 27 geleitet werden.
  • Mit anderen Worten kann, wenn im ersten eindimensionalen Chromatografiedurchlauf festgestellt wird, dass die Auflösung eines Peaks unzureichend war und/oder weitere Klärung erforderlich ist, dieses Fragment in einem weiteren Probendurchlauf aus dem Lösemittelstrom ausgeschnitten werden.
  • Für diesen Schritt kann das erste Ventil 261 die erste Konfiguration (I) annehmen, während das zweite Ventil 262 und das dritte Ventil 263 die entsprechende zweite Konfiguration (II) annehmen können, wie in 7 dargestellt. Darüber hinaus kann das nachgelagerte Ende der zweiten Trennsäule 232 verschlossen werden, um sicherzustellen, dass die zweite Trennsäule 232 druckbeaufschlagt bleibt. So kann beispielsweise das vierte Ventil 264 den ersten Anschluss 2641 mit einem Blindverschluss verbinden, d. h. das vierte Ventil 264 kann eine Blindverschlussposition einnehmen, um den Systemdruck aufrechtzuerhalten.
  • Dies kann vorteilhaft sein, da das Halten der zweiten Trennsäule 232 unter Druck positive oder negative Druckstöße während der Injektion vermeidet, da keine Komponenten mit sehr unterschiedlichen Drücken angeschlossen sind (Systemdruck bis zu 1.500 bar gegenüber Atmosphärendruck). Andernfalls können Druckstöße zu einer Dispersion der Probe und damit zu einer schlechten Reproduzierbarkeit der Verweilzeit führen.
  • In dieser Systemkonfiguration kann die erste Pumpe 211 den Strom des Vermischungsfluids (Schritt 12) bereitstellen, das zum Mischer 27 geleitet werden kann. Im Mischer 27 kann der Anteil des ersten Nachtrennfluids und des Vermischungsfluids kombiniert und gemischt werden, um das Mischfluid zu erzeugen (Schritt 13). Das heißt, der Anteil des Nachtrennfluids kann durch Mischen mit dem Vermischungsfluid verdünnt werden. Dies kann vorteilhaft sein, da der Anteil des ersten Nachtrennfluids starke Elutionslösemittel umfassen kann, die für weitere Schritte nachteilig sein können, z. B. das Einfangen von Bestandteilen des ersten Nachtrennfluids in der Trap-Säule 25.
  • Das Mischfluid kann vom Auslass des Mischers 27 zum zweiten Ventil 262 geleitet werden, das das Mischfluid weiter zur Trap-Säule 25 (Schritt 14) und mindestens einen Teil des Mischfluids zum zweiten Abfallbehälter 282 leiten kann. Beim Passieren der Trap-Säule 25 können Bestandteile des Mischfluids in der Trap-Säule 25 (Schritt 15) eingefangen werden.
  • Mit anderen Worten kann die Fraktion mit den zu untersuchenden Analyten, d. h. der Anteil des ersten Nachtrennfluids, auf die Trap-Säule 25 überführt werden und gleichzeitig am Mischer 27, z. B. einem T-Stück, mit dem Lösemittel der zweiten Dimension verdünnt werden, sodass der Analyt an die Trap-Säule 25 gebunden werden kann. Die Verdünnung kann vorteilhaft sein, da die Elutionskraft des Lösemittels nach der Trennung der Analyten in der ersten Dimension so hoch sein kann, dass die Analyten eventuell nicht an die Trap-Säule 25 gebunden sind und daher ohne Rückhaltung durchgespült werden würden.
  • Unter Bezugnahme auf 8 kann das dritte Ventil 263, nachdem der Anteil des ersten Trennfluids zum Mischer 27 geleitet, verdünnt und in der Trap-Säule 25 eingefangen ist, wieder die erste Konfiguration (I) annehmen. Mit anderen Worten kann, nachdem die ausgeschnittene Fraktion (Heartcut) eingefangen ist, das dritte Ventil 263 wieder zurückgeschaltet werden und die Analyse kann in der ersten Dimension fortgesetzt werden.
  • Darüber hinaus kann die erste Pumpe 211 weiterhin der Trap-Säule 25 einen Lösemittelstrom bereitstellen, der zum Waschen der in der Trap-Säule 25 eingefangenen Bestandteile dienen kann. Das heißt, die erste Pumpe 211 kann einen Strom von Waschfluid bereitstellen (Schritt 155). Dies kann vorteilhaft sein, da die in der Trap-Säule 25 eingefangenen Bestandteile für den weiteren Prozess unerwünschte Stoffe enthalten können. So kann beispielsweise das Einsprühen von Kochsalzlösemitteln in ein Massenspektrometer zu Schäden und Fehlfunktionen führen. Daher ist es vorteilhaft, z. B. freie Analyten auf der Trap-Säule aus Kochsalzlösemitteln der ersten Dimension zu erhalten, wenn ein Massenspektrometer zur Analyse in der zweiten Dimension verwendet wird.
  • Mit anderen Worten können nach dem Zurückschalten des dritten Ventils 263 die eingefangenen Analyten entweder mit dem zum Äquilibrieren verwendeten Lösemittel oder mit einem anderen Lösemittel derselben Pumpe, d. h. der ersten Pumpe 211, gewaschen werden. Die Lösemittelzufuhr zur ersten Pumpe 211 kann zu diesem Zweck gesteuert werden.
  • Unter Bezugnahme auf 9 können die eingefangenen Bestandteile auf die zweite Trennsäule 232 überführt werden. Für diesen Schritt kann das erste Ventil 261 die zweite Konfiguration (II) und das zweite Ventil 262 die erste Konfiguration (I) annehmen, während das vierte Ventil 264 das nachgelagerte Ende der zweiten Trennsäule 232 mit dem zweiten Detektor 242 verbinden kann.
  • In dieser Systemkonfiguration (9) kann die erste Pumpe 211 einen Strom von Freisetzungsfluid (Schritt 16) zu der und durch die Trap-Säule 25 bereitstellen, der die eingefangenen Bestandteile mindestens teilweise aus der Trap-Säule 25 freisetzen und dadurch das Nach-Trap-Fluid erzeugen kann (Schritt 17). Das Nach-Trap-Fluid kann dann durch die zweite Trennsäule 232 geleitet werden, wobei es das zweite Nachtrennfluid erzeugt (Schritt 18). Das zweite Nachtrennfluid kann dann beispielsweise durch den zweiten Detektor 242 (Schritt 19B) detektiert werden.
  • Mit anderen Worten werden bei der Übertragung in die zweite Dimension das erste Ventil 261 und das zweite Ventil 262 so geschaltet, dass das Freisetzungsfluid durch die Trap-Säule 25 in eine Richtung strömt, die entgegengesetzt zu der Richtung ist, in der das Mischfluid in die Trap-Säule 25 eingeleitet wurde. Alternativ kann jedoch auch eine Konfiguration realisiert werden, in der das Freisetzungsfluid durch die Trap-Säule 25 in dieselbe Richtung wie das Mischfluid strömt. Die Analyten können dann auf die vorkomprimierte zweite Trennsäule 232 überführt, getrennt und zur Analyse in einen Detektor, z. B. ein Massenspektrometer, geleitet werden.
  • Diese zweidimensionale Analyse kann vorteilhaft sein, da in der zweiten Dimension die Lösemittelzusammensetzung, der Gradient, der Säulentyp, die Säulenofentemperatur, die Durchflussrate usw. gegenüber der ersten Dimension geändert werden können, um eine genauere Analyse der zu untersuchenden Analyten zu erhalten.
  • Darüber hinaus kann in Ausführungsformen, die den zweiten Probennehmer 222 und zwei Detektoren 241, 242 umfassen, jede Dimension, d. h. jede Trennsäule, separat für eine eindimensionale Chromatografie verwendet werden, wie in 10 dargestellt. Insbesondere ermöglicht das dargestellte System 2 die Durchführung von zwei separaten eindimensionalen Chromatografien oder einer einzelnen zweidimensionalen Chromatografie einfach durch Verändern der Ventilstellungen. Das heißt, das System 2 erfordert kein Umverdrahten, Austauschen oder Neuanordnen von Komponenten. Dies kann vorteilhaft sein, da es die Flexibilität und Variabilität des Systems 2 erhöhen kann.
  • Mit anderen Worten können in einem solchen System auch zwei Chromatografiesysteme in der ersten Dimension einzeln betrieben werden. Das heißt, bei Dualbetrieb können beide Dimensionen separat betrieben werden. Ein zweidimensionales Verfahren kann dann durch einfaches Umschalten durchgeführt werden, ohne dass Änderungen an der Hardware vorgenommen werden müssen.
  • Das zweite Nachtrennfluid kann alternativ zum ersten Detektor 241 zur Detektion geleitet werden, wie in 10 dargestellt. Das heißt, das zweite Nachtrennfluid kann zum dritten Ventil 263 und von dort zum ersten Detektor 241 geleitet werden. Mit anderen Worten kann das System 2 mit nur einem Detektor arbeiten, was die Komplexität des Systems 2 noch weiter verringern kann. Darüber hinaus kann es den Platzbedarf des Chromatografiesystems 2 reduzieren, was vorteilhaft sein kann, da die Laborfläche oft begrenzt ist.
  • So kann beispielsweise der Detektor der ersten Dimension 241 für die Analyse der zweiten Dimension verwendet werden, d. h. eventuell ist kein weiterer Detektor erforderlich. Insbesondere in Kombination mit der Verwendung einer Doppelgradientenpumpe (zwei unabhängige Pumpensysteme in einem Gehäuse), eines Doppelprobennehmers (zwei Probennehmer in einem Gehäuse) und von zwei Säulenöfen kann ein sehr flexibles, kompaktes und platzsparendes Chromatografiesystem 2 erreicht werden.
  • Unter Bezugnahme auf 12 kann eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Fraktionieren des zweiten Nachtrennfluids nach zerstörungsfreier Analyse in einem Detektor, z. B. dem zweiten Detektor 242, umfassen. Das heißt, nach dem Passieren des Detektors können Anteile des zweiten Nachtrennfluids in einzelnen Probengefäßen 29 gesammelt werden. Dies kann beispielsweise das Trennen des zweiten Nachtrennfluids in eine Anzahl von Anteilen zur weiteren Verwendung und/oder Analyse der in den Anteilen enthaltenen Bestandteile ermöglichen. Mit anderen Worten können die Analyten auch nach der zweiten Trennsäule 232 einzeln fraktioniert werden, nachdem sie von einem Detektor zerstörungsfrei analysiert wurden.
  • Es ist zu beachten, dass verschiedene Abfallbehälter des Systems 2, z. B. 281, 282, 283, ein einzelner Abfallbehälter mit mehreren Fluidverbindungen sein können.
  • Vorstehend wurden Ausführungsformen beschrieben, die zwei Probennahmeeinheiten 221, 222 umfassen. Es versteht sich jedoch, dass dies nicht erforderlich ist. Anstelle von zwei Probennahmeeinheiten 221, 222 können z. B. eine einzige Probennahmeeinheit 223 und ein Probennahme-Trägerventil 224 verwendet werden, wie in 13 dargestellt (im Allgemeinen wird die Kombination aus Probennahmeeinheit(en) und Probennahme-Trägerventil 224 als Probennahmesystem bezeichnet). Das Probennahme-Trägerventil 224 kann 6 Anschlüsse A bis F und 3 Verbindungselemente umfassen, wobei jedes Verbindungselement dazu konfiguriert ist, zwei der Anschlüsse A bis F zu verbinden. In einer ersten Konfiguration, die in 13 dargestellt ist, ist Anschluss A mit Anschluss F verbunden, Anschluss B ist mit Anschluss C verbunden, und Anschluss D ist mit Anschluss E verbunden. In einer anderen zweiten Konfiguration (nicht dargestellt) ist Anschluss A mit Anschluss B verbunden, Anschluss C ist mit Anschluss D verbunden, und Anschluss E ist mit Anschluss F verbunden.
  • Die Probennahmeeinheit 223 kann realisiert werden wie in 6 dargestellt, und sie kann direkt fluidisch mit den Anschlüssen D und A verbunden sein. Insbesondere kann sie Anschluss D nachgelagert und Anschluss A vorgelagert sein. Die erste Pumpe 211 kann mit Anschluss E direkt fluidisch verbunden sein, und die zweite Pumpe 212 kann mit Anschluss C direkt fluidisch verbunden sein. Weiterhin kann die Trennsäule 231 mit Anschluss F direkt fluidisch verbunden sein und das erste Ventil kann mit Anschluss B direkt fluidisch verbunden sein.
  • Es versteht sich, dass es mit diesem Probennahmesystem möglich ist, Proben in beide Strömungswege einzubringen, während nur eine einzige Probennahmeeinheit 223 verwendet wird. In der ersten Konfiguration (dargestellt in 13) kann eine Probe in den Strömungsweg einschließlich der zweiten Pumpe 212 eingeführt werden, und in der zweiten Konfiguration (nicht dargestellt) kann eine Probe in den Strömungsweg einschließlich der ersten Pumpe 211 eingeführt werden. Somit ist mit diesem Probennahmesystem eine weitere Vereinfachung des Systems möglich, da nur eine Probennahmeeinheit 223 verwendet werden kann.
  • Es versteht sich, dass die anderen Details des Systems und der Betrieb des Systems wie vorstehend in Bezug auf die anderen Figuren beschrieben sein können.
  • Unter Bezugnahme auf die 14 bis 16 wird eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. In dieser exemplarischen Ausführungsform kann das System 2 die erste Pumpe 211, die zweite Pumpe 212 (wobei die Pumpen 211, 212 Hochdruckgradientenpumpen sein können), den Probennehmer 221, die erste Trennsäule 231, die zweite Trennsäule 232, die Trap-Säule 25, den ersten Detektor 241 (z. B. einen optischen Detektor), den zweiten Detektor 242 (z. B. ein Massenspektrometer), den Mischer 27, das erste Mehrwegeventil 261, das zweite Mehrwegeventil 262 und den ersten Abfallbehälter 281 umfassen.
  • Ganz allgemein kann die zweite Pumpe 212 unter Bezugnahme auf 14 mit der ersten Trennsäule 231 fluidisch verbunden sein, wobei diese Fluidverbindung den Probennehmer 221 umfasst, sodass ein Probenpropfen in den ersten Eluentenstrom der zweiten Pumpe 212 eingebracht werden kann. Weiterhin ist die erste Trennsäule 231 mit dem ersten Detektor 241 fluidisch verbunden.
  • Weiterhin kann die erste Pumpe 211 mit dem ersten Anschluss 2611 des ersten Mehrwegeventils 261 direkt fluidisch verbunden sein und der Mischer 27 kann mit dem zweiten Anschluss 2612 des ersten Ventils 261 direkt fluidisch verbunden sein. Der dritte Anschluss 2613 des ersten Mehrwegeventils 261 kann mit dem zweiten Mehrwegeventil 262 direkt fluidisch verbunden sein, wobei diese Fluidverbindung die Trap-Säule 25 umfassen kann, und der vierte Anschluss 2614 des ersten Mehrwegeventils 261 kann mit dem ersten Abfallbehälter 281 direkt fluidisch verbunden sein.
  • Das Ventil 261 kann dazu konfiguriert sein, eine erste (I) und zweite (II) Konfiguration anzunehmen. In der ersten Konfiguration (I) (siehe 15) kann das erste Mehrwegeventil 261 den ersten Anschluss 2611 und den zweiten Anschluss 2612 sowie den dritten Anschluss 2613 und den vierten Anschluss 2614 fluidisch verbinden. Das heißt, in der ersten Konfiguration (I) des ersten Ventils 261 kann die erste Pumpe 211 mit dem Mischer 27 fluidisch verbunden sein und das zweite Mehrwegeventil 262 mit dem ersten Abfallbehälter 281 fluidisch verbunden sein.
  • In der zweiten Konfiguration (II) (siehe z. B. 14) des ersten Ventils 261 kann der erste Anschluss 2611 mit dem dritten Anschluss 2613 verbunden sein und der zweite Anschluss 2612 kann mit dem vierten Anschluss 2614 fluidisch verbunden sein. Das heißt, die erste Pumpe 211 kann mit dem zweiten Mehrwegeventil 262 und darüber hinaus mit der Trap-Säule 25, die in der Fluidverbindung zwischen dem ersten Ventil 261 und dem zweiten Ventil 262 enthalten ist, fluidisch verbunden sein, und der Mischer 27 kann mit dem ersten Abfallbehälter 281 fluidisch verbunden sein.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass in der dargestellten Ausführungsform die Verbindung vom zweiten Anschluss 2612 des ersten Ventils 261 zum vierten Anschluss 2614 des ersten Ventils 261 über zwei weitere Anschlüsse des ersten Ventils 261 und eine Fluidverbindung dazwischen hergestellt wird. Es können jedoch auch andere Ventile verwendet werden, die nur 4 Anschlüsse mit derselben Funktionalität umfassen.
  • Das zweite Mehrwegeventil 262 dieses Ausführungsbeispiels umfasst 5 Anschlüsse und 3 Verbindungselemente, wobei der erste Anschluss 2621 des zweiten Ventils 262 mit dem zweiten Detektor 242 direkt fluidisch verbunden ist und der zweite Anschluss 2622 des zweiten Ventils 262 mit dem Mischer 27 direkt fluidisch verbunden ist. Darüber hinaus ist der dritte Anschluss 2623 mit dem vorgelagerten Ende der zweiten Trennsäule 232 direkt fluidisch verbunden und der vierte Anschluss 2624 des zweiten Ventils 262 ist mit dem nachgelagerten Ende der zweiten Trennsäule 232 direkt fluidisch verbunden. Der fünfte Anschluss 2625 des zweiten Ventils 262 ist mit der Trap-Säule 25 direkt fluidisch verbunden.
  • Das heißt, im Gegensatz zu der in Bezug auf die 5 und 7 bis 12 beschriebenen Ausführungsform weist das zweite Mehrwegeventil 262 nur einen Anschluss auf, der mit der Trap-Säule 25 direkt fluidisch verbunden ist. Weiterhin ist es mit dem nachgelagerten Ende der zweiten Trennsäule 232 und dem zweiten Detektor 242 direkt fluidisch verbunden. Darüber hinaus ist der mit der Trap-Säule 25 direkt fluidisch verbundene Anschluss auch mit dem ersten Mehrwegeventil 261 direkt fluidisch verbunden. Das heißt, die Fluidverbindung zwischen dem dritten Anschluss 2613 des ersten Ventils 261 und dem fünften Anschluss 2625 des zweiten Ventils 262 umfasst die Trap-Säule 25, sodass das erste Ende der Trap-Säule mit dem fünften Anschluss 2625 des zweiten Ventils 262 und das zweite Ende der Trap-Säule 25 mit dem dritten Anschluss 2613 des ersten Ventils 261 verbunden ist.
  • Während des Betriebs kann ein solches System 2 die Durchführung einer eindimensionalen Chromatografie unter Verwendung der zweiten Pumpe 212, des Probennehmers 221, der ersten Trennsäule 231 und des ersten Detektors 241 ermöglichen. Alternativ kann eine zweidimensionale Chromatografie durchgeführt werden, wobei die erste Dimension der eindimensionalen Chromatografie entspricht und wobei das erste Nachtrennfluid aus der ersten Trennsäule 231 verdünnt, d. h. mit einem Vermischungsfluid gemischt und in der Trap-Säule 25 eingefangen werden kann. Optional können die eingefangenen Bestandteile gewaschen werden. Anschließend können die eingefangenen Bestandteile mindestens teilweise aus der Trap-Säule 25 freigesetzt werden, zu der und durch die zweite Trennsäule 232 geleitet werden, wodurch ein zweites Nachtrennfluid erzeugt wird, das im zweiten Detektor 241 detektiert werden kann.
    Im Folgenden werden verschiedene Verfahrensschritte in Bezug auf die 14 bis 16 beschrieben. Zur Durchführung einer eindimensionalen Chromatografie kann das System 2 eine Konfiguration annehmen, bei der das erste Ventil 261 die zweite Konfiguration (II) und das zweite Ventil 262 die erste Konfiguration (I), wie in 14 dargestellt, annimmt.
  • In einer solchen Konfiguration kann eine eindimensionale Chromatografie durchgeführt werden, indem ein erster Eluentenstrom mit der zweiten Pumpe 212 bereitgestellt und eine Probe in den ersten Eluentenstrom mit dem Probennehmer 221 eingebracht wird, wodurch ein Startfluid bereitgestellt wird. Das Startfluid kann durch die erste Trennsäule 231 geleitet werden und dadurch kann ein erstes Nachtrennfluid erzeugt werden (Schritt 11). Anschließend können Bestandteile des ersten Nachtrennfluids im ersten Detektor 241 (Schritt 19A) detektiert werden, der in der dargestellten Ausführungsform ein zerstörungsfreier Detektor ist.
  • Nach dem Passieren des ersten Detektors 241 kann das erste Nachtrennfluid zum ersten Abfallbehälter 281 geleitet oder alternativ in Gefäßen für eine spätere Verwendung und/oder weitere Analysen fraktioniert werden. Das heißt, das erste Nachtrennfluid kann vom ersten Detektor 241 zum und durch den Mischer 27 geleitet werden, wobei das erste Nachtrennfluid zum zweiten Anschluss 2612 des ersten Ventils 261 geleitet werden kann, das mit dem vierten Anschluss 2614 des ersten Ventils 261 fluidisch verbunden ist, das mit dem ersten Abfallbehälter 281 oder alternativ mit Probengefäßen direkt fluidisch verbunden sein kann, wo sie für eine spätere Verwendung und/oder weitere Analyse gelagert werden können. Es wird darauf hingewiesen, dass der zweite Anschluss 2622 des zweiten Ventils 262 verschlossen ist und somit das erste Nachtrennfluid vom Mischer 27 zum ersten Ventil 261 geleitet werden kann.
  • Es wird nun auf 15 verwiesen, die eine Konfiguration des Systems darstellt, bei der das erste Nachtrennfluid verdünnt und in der Trap-Säule 25 für eine anschließende Injektion in die zweite Dimension eingefangen werden kann.
  • Das heißt, analog zur eindimensionalen Chromatografie kann ein erstes Nachtrennfluid erzeugt und zum Mischer 27 geleitet werden. Hier nimmt das erste Ventil 261 jedoch die erste Konfiguration (I) an, sodass die erste Pumpe 211 mit dem zweiten Anschluss 2612 des ersten Ventils 261, das mit dem Mischer 27 direkt fluidisch verbunden ist, fluidisch verbunden ist. Somit kann die erste Pumpe 211 einen Strom von Vermischungsfluid bereitstellen (Schritt 12) und durch Kombinieren des Vermischungsfluids und des ersten Nachtrennfluids im Mischer 27 kann ein Mischfluid erzeugt werden (Schritt 13). Auch hier kann das Erzeugen des Mischfluids vorteilhaft sein, z. B. um das erste Nachtrennfluid zu verdünnen, das eine hohe Elutionskraft aufweisen kann, die das Einfangen von Bestandteilen der ersten Nachtrennsäule an der Trap-Säule 25 beeinträchtigen könnte.
  • Das Mischfluid kann dann vom Mischer 27 zum zweiten Anschluss 2622 des zweiten Ventils 262 geleitet werden, das mit dem fünften Anschluss 2625 des zweiten Ventils 262 fluidisch verbunden ist, da das zweite Ventil 262 nun die zweite Konfiguration (II) annimmt. Der fünfte Anschluss 2625 ist mit dem ersten Ende der Trap-Säule 25 direkt fluidisch verbunden, sodass das Mischfluid zur Trap-Säule geleitet wird (Schritt 14).
  • Das Mischfluid kann dann durch die Trap-Säule 25 geleitet werden, und Bestandteile des Mischfluids können in der Trap-Säule eingefangen werden (Schritt 15). Insbesondere können Bestandteile der Probe, die aus der ersten Trennsäule 231 freigesetzt wurden und somit nun vom Mischfluid gebildet werden, zur Trap-Säule 25 geleitet und dort eingefangen werden.
  • Das zweite Ende der Trap-Säule 25 kann mit dem dritten Anschluss 2613 des ersten Ventils 261 direkt fluidisch verbunden sein, der mit dem vierten Anschluss 2614 des ersten Ventils 261 (in der vom ersten Ventil 261 in 15 eingenommenen Position) fluidisch verbunden sein kann. Somit können Bestandteile des Mischfluids, das nicht in der Trap-Säule eingefangen sind, zum ersten Abfallbehälter 281 geleitet werden.
  • Optional können die eingefangenen Bestandteile gewaschen werden, indem ein Strom von Waschfluid durch die Trap-Säule 25 geleitet wird (Schritt 155). Für diesen Schritt kann das System beispielsweise eine Konfiguration annehmen, in der beide Ventile 261, 262 die entsprechende zweite Konfiguration (II) annehmen (nicht dargestellt).
  • Zum Überführen der eingefangenen Bestandteile an die zweite Trennsäule 232 kann das System 2 erneut eine Konfiguration annehmen, wobei das erste Ventil 261 die zweite Konfiguration (II) und das zweite Ventil 262 die erste Konfiguration (I), wie in 16 dargestellt, annimmt.
  • In dieser Konfiguration (16) ist die erste Pumpe 211 über den ersten 2611 und dritten 2613 Anschluss des ersten Ventils 261 mit dem zweiten Ende der Trap-Säule 25 fluidisch verbunden. Somit kann die erste Pumpe 211 einen Strom von Freisetzungsfluid (Schritt 16) bereitstellen, der die eingefangenen Bestandteile mindestens teilweise aus der Trap-Säule 25 freisetzen und so ein Nach-Trap-Fluid erzeugen kann (Schritt 17).
  • Das Nach-Trap-Fluid kann zum fünften Anschluss 2625 des zweiten Ventils 262 geleitet werden, das mit dem dritten Anschluss 2623 des zweiten Ventils 262 fluidisch verbunden ist, das mit dem vorgelagerten Ende der zweiten Trennsäule 232 direkt fluidisch verbunden ist. Somit wird das Nach-Trap-Fluid durch die zweite Trennsäule 232 geleitet und erzeugt damit das zweite Nachtrennfluid (Schritt 18).
  • Anschließend wird das zweite Nachtrennfluid über den vierten 2624 und ersten 2621 Anschluss des zweiten Ventils 262 zum zweiten Detektor 242 geleitet, wo Bestandteile des zweiten Nachtrennfluids detektiert werden können (Schritt 19B).
  • Die in 16 dargestellte Konfiguration kann auch für das Äquilibrieren des Systems, d. h. für das Bereitstellen von Ausgleichsfluiden (Schritt 10), angenommen werden. Das heißt, die zweite Pumpe 212 kann einen Strom eines ersten Ausgleichsfluids durch die erste Trennsäule 231 bereitstellen und die erste Pumpe 211 kann einen zweiten Strom eines Ausgleichsfluids durch die Trap-Säule 25 und die zweite Trennsäule 232 bereitstellen, wobei beide Ströme umfassen einen konstanten Strom und eine konstante Zusammensetzung umfassen. Das heißt, das System 2 kann druckbeaufschlagt werden, und insbesondere die erste und zweite Trennsäule 231, 232 und die Trap-Säule 25, bevor die weiteren Verfahrensschritte durchgeführt werden, d. h. das System 2 kann äquilibriert werden.
  • Die in den 14 bis 16 dargestellte Ausführungsform kann vorteilhaft sein, da sie die Komplexität des Systems reduzieren kann, indem sie nur zwei Mehrwegeventile und zwei Pumpen zur Durchführung einer zweidimensionalen Chromatografie umfasst.
  • Darüber hinaus kann ein System mit einer kleineren Anzahl von Komponenten platzsparend sein, d. h. es kann Laborplatz sparen. Insbesondere, wenn die Pumpen in einem einzigen Pumpengehäuse enthalten sind und/oder die Säulen in einem einzigen Säulenofen enthalten sind.
  • Es ist zu beachten, dass das Vorstehende nur Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschreibt und dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch andere Ausführungsformen realisiert werden können. Das heißt, die Abbildungen und die jeweilige Beschreibung der Abbildungen sollen den Umfang der beanspruchten Erfindung nicht einschränken, sondern nur als Beispiele für mögliche Ausführungsformen davon dienen.
  • Das heißt, es sind ein Verfahren und System 2 vorgesehen, wobei die erste Pumpe 211 für mehrere Aufgaben verwendet wird, insbesondere für die Durchführung einer zweidimensionalen Chromatografie, umfassend das Verdünnen des ersten Nachtrennfluids und das Einfangen und Freisetzen von Bestandteilen des ersten Nachtrennfluids. Das heißt, die erste Pumpe 211 kann zusätzlich zum Analysestrom weiterhin mindestens den Lösemittelstrom für den Verdünnungs-, Einfang- und Freisetzungsprozess bereitstellen. Es ist wünschenswert, einen zusätzlichen Strom zum Waschen des Analyten an der Trap-Säule 25 bereitzustellen. Dies kann vorteilhaft sein, da es die Anzahl der erforderlichen Pumpensysteme um mindestens eins reduziert und somit die Komplexität des Systems 2 verringert. Darüber hinaus kann es den Platzbedarf des Systems 2 reduzieren.
  • Mit anderen Worten bietet die vorliegende Erfindung ein Verfahren 1 und ein System 2 für eine verbesserte zweidimensionale Online-Chromatografie.
  • Wann immer in dieser Spezifikation ein relativer Begriff wie „ungefähr“, „im Wesentlichen“ oder „ca.“ verwendet wird, sollte dieser Begriff auch so ausgelegt werden, dass er den genauen Begriff mit einschließt. Das bedeutet z. B., dass „im Wesentlichen gerade“ so ausgelegt werden sollte, dass es auch „(genau) gerade“ einschließt.
  • Wann immer Schritte in den vorstehenden Ausführungen und auch in den angehängten Ansprüchen genannt wurden, sollte darauf hingewiesen werden, dass die Reihenfolge, in der die Schritte in diesem Text genannt werden, nebensächlich sein kann. Das bedeutet, sofern nicht etwas anderes angegeben ist oder sofern dies nicht dem Fachmann klar ist, dass die Reihenfolge, in der die Schritte genannt werden, nebensächlich sein kann. Das bedeutet, wenn das vorliegende Dokument z. B. feststellt, dass ein Verfahren die Schritte (A) und (B) umfasst, so bedeutet dies nicht zwangsläufig, dass Schritt (A) vor Schritt (B) stattfindet, sondern es ist auch möglich, dass Schritt (A) (mindestens teilweise) gleichzeitig mit Schritt (B) stattfindet oder dass Schritt (B) vor Schritt (A) stattfindet. Wenn weiterhin ausgesagt ist, dass ein Schritt (X) vor einem weiteren Schritt (Z) stattfindet, impliziert dies nicht, dass zwischen den Schritten (X) und (Z) kein weiterer Schritt stattfindet. Das bedeutet, dass der Umstand, dass Schritt (X) vor Schritt (Z) erfolgt, die Situation beinhaltet, dass Schritt (X) unmittelbar vor Schritt (Z) erfolgt, aber auch die Situation, dass (X) vor einem oder mehreren der Schritte (Y1), ..., gefolgt von Schritt (Z), erfolgt. Entsprechende Erwägungen gelten, wenn Begriffe wie „nach“ oder „vor“ verwendet werden.
  • Während in den vorstehenden Ausführungen eine bevorzugte Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben wurde, wird der Fachmann verstehen, dass diese Ausführungsform nur zu Zwecken der Veranschaulichung bereitgestellt wurde und keineswegs als Einschränkung des Geltungsbereichs dieser Erfindung, die durch die Ansprüche definiert ist, ausgelegt werden sollte.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • GB 2556542 B [0009]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • „Two-dimensional Liquid Chromatography: A State of the Art Tutorial‟, D. R. Stoll and P. W. Carr, Anal. Chem., 2017, 89 (1), Seiten 519-531 [0005]

Claims (11)

  1. Verfahren für Chromatografie, wobei das Verfahren umfasst Bereitstellen eines Stroms eines Startfluids durch eine erste Trennsäule und dadurch Erzeugen eines ersten Nachtrennfluids, und Bereitstellen eines Stroms eines Vermischungsfluids, Mischen eines Anteils des ersten Nachtrennfluids mit dem Vermischungsfluid und dadurch Erzeugen eines Mischfluids, Leiten des Mischfluids zu einer Trap-Säule, Einfangen von Bestandteilen des Mischfluids in der Trap-Säule, Bereitstellen eines Stroms eines Freisetzungsfluids zu der und durch die Trap-Säule, wobei das Freisetzungsfluid die eingefangenen Bestandteile mindestens teilweise freisetzt und dadurch ein Nach-Trap-Fluid erzeugt, und Leiten des Nach-Trap-Fluids durch eine zweite Trennsäule und dadurch Erzeugen eines zweiten Nachtrennfluids, wobei der Strom des Vermischungsfluids von einer ersten Pumpe bereitgestellt wird und der Strom des Freisetzungsfluids von dieser ersten Pumpe bereitgestellt wird.
  2. Verfahren nach dem vorstehenden Anspruch, wobei das Verfahren ferner umfasst Detektieren von Bestandteilen eines Anteils des ersten Nachtrennfluids und Detektieren von Bestandteilen des zweiten Nachtrennfluids.
  3. Verfahren nach dem vorstehenden Anspruch, wobei der Schritt des Detektierens der Bestandteile eines Anteils des ersten Nachtrennfluids und der Schritt des Detektierens der Bestandteile des zweiten Nachtrennfluids durch separate Detektoren durchgeführt wird und wobei das Verfahren ferner umfasst Bereitstellen eines Stroms eines zweiten Startfluids durch die zweite Trennsäule und dadurch Erzeugen eines dritten Nachtrennfluids und Detektieren von Bestandteilen des dritten Nachtrennfluids.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Verfahren ferner umfasst Bereitstellen eines Stroms von Waschfluid zu der und durch die Trap-Säule, wobei das Waschfluid die eingefangenen Bestandteile wäscht.
  5. Verfahren nach dem vorstehenden Anspruch, wobei der Strom des Waschfluids von der ersten Pumpe bereitgestellt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Verfahren das Druckbeaufschlagen von mindestens einem Anteil des Fluids mit Drücken über 50 bar, vorzugsweise über 100 bar, ferner vorzugsweise über 500 bar, umfasst.
  7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Verfahren ferner umfasst Detektieren von Bestandteilen des ersten Nachtrennfluids, Identifizieren eines Anteils des ersten Nachtrennfluids zur weiteren Analyse, wobei der Anteil durch seine Verweilzeit in der ersten Trennsäule identifiziert wird, und Bereitstellen eines Stroms eines Startfluids durch die erste Trennsäule in einem zweiten Durchlauf und dadurch Erzeugen eines ersten Nachtrennfluids, wobei der Strom des Startfluids im zweiten Durchlauf dem vorstehenden Strom des Startfluids entspricht und das erste Nachtrennfluid im zweiten Durchlauf dem vorstehenden ersten Nachtrennfluid entspricht, wobei der Anteil, der im Schritt des Mischens mit dem Vermischungsfluid vermischt wird, ein Anteil des ersten Nachtrennfluids ist, das im zweiten Durchlauf erzeugt wird und eine Verweilzeit aufweist, die der Verweilzeit des identifizierten Anteils entspricht.
  8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Verfahren das Bereitstellen eines ersten Eluentenstroms und das Injizieren eines Fluid-Probenpfropfens in den ersten Eluentenstrom zum Bereitstellen des Startfluids umfasst und wobei der erste Eluentenstrom von einer zweiten Pumpe bereitgestellt wird und der Fluid-Probenpfropfen durch einen Probennehmer injiziert wird.
  9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Verfahren das Bereitstellen eines zweiten Eluentenstroms umfasst, um den Strom von Vermischungsfluid und den Strom des Freisetzungsfluids bereitzustellen, und wobei der zweite Eluentenstrom von der ersten Pumpe bereitgestellt wird.
  10. Chromatografiesystem, das dazu konfiguriert ist, das Verfahren nach einer der vorstehenden Ausführungsformen durchzuführen, wobei das System ein Flüssigkeitschromatografiesystem und vorzugsweise ein Hochleistungsflüssigkeits-Chromatografiesystem ist.
  11. Verwendung des Systems nach dem vorstehenden Anspruch zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
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