DE102020108696A1 - System for developing a separation method for separating a fluidic sample using a sample separator - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Ermitteln einer Trennmethode zum Trennen einer fluidischen Probe mittels eines Probentrenngeräts (10), wobei das Verfahren ein Empfangen einer Benutzerzielvorgabe hinsichtlich einer gewünschten Probentrennung, ein Durchsuchen einer Methoden-Datenbank (120), die eine Mehrzahl von für eine jeweilige Trennmethode indikative Methoden-Datensätze aufweist, und ein Auswählen von mindestens einer Kandidaten-Methode als Kandidat für die zu ermittelnde Trennmethode basierend auf der Benutzerzielvorgabe aufweist.Method for determining a separation method for separating a fluidic sample using a sample separation device (10), the method comprising receiving a user target with regard to a desired sample separation, searching a method database (120) which contains a plurality of methods indicative of a respective separation method. Has data records, and a selection of at least one candidate method as a candidate for the separation method to be determined based on the user target.
Description
TECHNISCHER HINTERGRUNDTECHNICAL BACKGROUND
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ermitteln einer Trennmethode zum Trennen einer fluidischen Probe mittels eines Probentrenngeräts, eine Anordnung, ein Programmelement und ein computerlesbares Speichermedium.The present invention relates to a method and a device for determining a separation method for separating a fluidic sample by means of a sample separation device, an arrangement, a program element and a computer-readable storage medium.
In einer HPLC wird typischerweise eine Flüssigkeit (mobile Phase) bei einer sehr genau kontrollierten Flussrate (zum Beispiel im Bereich von Mikrolitern bis Millilitern pro Minute) und bei einem hohen Druck (typischerweise 20 bis 1000 bar und darüber hinausgehend, derzeit bis zu 2000 bar), bei dem die Kompressibilität der Flüssigkeit spürbar ist, durch ein Adsorptionsmedium als stationäre Phase (zum Beispiel in einer chromatografischen Säule) bewegt, um einzelne Komponenten einer in die mobile Phase eingebrachten Probenflüssigkeit voneinander zu trennen. Ein solches HPLC-System ist bekannt zum Beispiel aus der
Allerdings ist der Aufwand zum Entwickeln einer chromatografischen Trennmethode zur Durchführung einer speziellen Trennaufgabe aufwendig.However, the effort to develop a chromatographic separation method to perform a special separation task is expensive.
OFFENBARUNGEPIPHANY
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Methodenentwicklung für ein Probentrenngerät in einfacher, schneller und fehlerrobuster Weise zu ermöglichen. Die Aufgabe wird mittels der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen gezeigt.It is an object of the invention to enable method development for a sample separation device in a simple, fast and error-proof manner. The object is achieved by means of the independent claims. Further embodiments are shown in the dependent claims.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Ermitteln einer Trennmethode zum Trennen einer fluidischen Probe mittels eines Probentrenngeräts geschaffen, wobei das Verfahren ein Empfangen einer Benutzerzielvorgabe hinsichtlich einer gewünschten Probentrennung, ein Durchsuchen einer Methoden-Datenbank, die eine Mehrzahl von für eine jeweilige Trennmethode indikative Methoden-Datensätze aufweist, und ein Auswählen von mindestens einer Kandidaten-Methode als Kandidat für die zu ermittelnde Trennmethode basierend auf der Benutzerzielvorgabe aufweist. Vorteilhaft, aber optional, kann das Verfahren ferner eine Durchführung der mindestens einen ausgewählten Kandidaten-Methode auf einem Probentrenngerät aufweisen. Darüber hinaus kann das Verfahren vorteilhaft, aber optional, ein Generieren eines Vorschlags für die zu ermittelnde Trennmethode basierend auf einem Ergebnis des Durchführens der mindestens einen Kandidaten-Methode aufweisen.According to an exemplary embodiment of the present invention, a method for determining a separation method for separating a fluidic sample by means of a sample separation device is provided, the method comprising receiving a user target with regard to a desired sample separation, searching a method database which contains a plurality of methods for a respective one Separation method has indicative method data records, and a selection of at least one candidate method as a candidate for the separation method to be determined based on the user target. Advantageously, but optionally, the method can further comprise carrying out the at least one selected candidate method on a sample separator. In addition, the method can advantageously, but optionally, include generating a proposal for the separation method to be determined based on a result of performing the at least one candidate method.
Gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Ermitteln einer Trennmethode zum Trennen einer fluidischen Probe mittels eines Probentrenngeräts bereitgestellt, wobei die Vorrichtung eine Eingabeschnittstelle zum Empfangen einer Benutzerzielvorgabe hinsichtlich einer gewünschten Probentrennung, eine Methoden-Datenbank, die eine Mehrzahl von für eine jeweilige Trennmethode indikative Methoden-Datensätze aufweist, und eine Sucheinrichtung zum Durchsuchen der Methoden-Datenbank und zum Auswählen von mindestens einer Kandidaten-Methode als Kandidat für die zu ermittelnde Trennmethode basierend auf der Benutzerzielvorgabe aufweist. Vorteilhaft, aber optional, kann die Vorrichtung ferner eine Ermittlungseinrichtung zum Generieren eines Vorschlags für die zu ermittelnde Trennmethode basierend auf einem Ergebnis eines Durchführens der mindestens einen Kandidaten-Methode auf einem Probentrenngerät aufweisen.According to another exemplary embodiment of the present invention, there is provided a device for determining a separation method for separating a fluidic sample by means of a sample separation device, the device having an input interface for receiving a user target with regard to a desired sample separation, a method database which contains a plurality of for a each separation method has indicative method data records, and has a search device for searching the method database and for selecting at least one candidate method as a candidate for the separation method to be determined based on the user target. Advantageously, but optionally, the device can also have a determination device for generating a proposal for the separation method to be determined based on a result of performing the at least one candidate method on a sample separation device.
Gemäß noch einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel ist eine Anordnung bereitgestellt, die ein Probentrenngerät zum Trennen einer fluidischen Probe aufweist, wobei das Probentrenngerät einen Fluidantrieb zum Antreiben einer mobilen Phase und einer darin injizierten fluidischen Probe, eine Probentrenneinrichtung zum Trennen der in der mobilen Phase befindlichen fluidischen Probe, und eine Steuereinrichtung zum Steuern des Trennens der fluidischen Probe gemäß einer vorgegebenen Trennmethode aufweist, und wobei die Anordnung ferner eine Vorrichtung (die zumindest teilweise von dem Probentrenngerät räumlich getrennt sein kann und/oder zumindest teilweise an dem Probentrenngerät angebracht sein kann) mit den oben beschriebenen Merkmalen zum Ermitteln der Trennmethode zum Trennen der fluidischen Probe mittels des Probentrenngeräts aufweist.According to yet another exemplary embodiment, an arrangement is provided which has a sample separation device for separating a fluidic sample, the sample separation device having a fluid drive for driving a mobile phase and a fluidic sample injected therein, a sample separation device for separating the fluidic sample located in the mobile phase , and a control device for controlling the separation of the fluidic sample according to a predetermined separation method, and wherein the arrangement further comprises a device (which can be at least partially spatially separated from the sample separation device and / or at least partially attached to the sample separation device) with the above Features described for determining the separation method for separating the fluidic sample by means of the sample separation device.
In einem computerlesbaren Speichermedium gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Programm zum Ermitteln einer Trennmethode zum Trennen einer fluidischen Probe mittels eines Probentrenngeräts gespeichert, welches Programm, wenn es von einem Prozessor ausgeführt wird, die oben beschriebenen Verfahrensschritte aufweist bzw. durchführt.A program for determining a separation method for separating a fluidic sample by means of a sample separation device is stored in a computer-readable storage medium according to an exemplary embodiment of the present invention, which program, when executed by a processor, has or carries out the method steps described above.
Ein Programm-Element (Computerprogramm-Element) gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zum Ermitteln einer Trennmethode zum Trennen einer fluidischen Probe mittels eines Probentrenngeräts weist die oben beschriebenen Verfahrensschritte auf (bzw. führt diese durch), wenn es von einem Prozessor ausgeführt wird.A program element (computer program element) according to an exemplary embodiment of the present invention for determining a separation method for separating a fluidic sample by means of a sample separation device has (or carries out) the method steps described above when it is carried out by a processor.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können sowohl mittels eines Computerprogramms, das heißt einer Software, als auch mittels einer oder mehrerer spezieller elektrischer Schaltungen, das heißt in Hardware, oder in beliebig hybrider Form, das heißt mittels Software-Komponenten und Hardware-Komponenten, realisiert werden.Embodiments of the present invention can both by means of a Computer program, that is to say software, and also by means of one or more special electrical circuits, that is to say in hardware, or in any hybrid form, that is to say by means of software components and hardware components.
Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann unter dem Begriff „Trennmethode“ insbesondere eine Handlungsanweisung für ein Probentrenngerät verstanden werden, die von dem Probentrenngerät abzuarbeiten ist, um eine der Trennmethode zugehörige Trennaufgabe zu erfüllen. Eine solche Trennmethode kann definiert werden durch einen Satz von Parameterwerten (zum Beispiel Temperatur, Druck, Charakteristik einer Lösungsmittelzusammensetzung, etc.) und Hardware-Komponenten des Probentrenngeräts (zum Beispiel die Art einer verwendeten Trennsäule) sowie einen Algorithmus mit Prozessen, die beim Durchführen der Trennmethode ausgeführt werden.In the context of the present application, the term “separation method” can in particular be understood to mean an instruction for a sample separation device that has to be processed by the sample separation device in order to fulfill a separation task associated with the separation method. Such a separation method can be defined by a set of parameter values (e.g. temperature, pressure, characteristics of a solvent composition, etc.) and hardware components of the sample separation device (e.g. the type of separation column used) as well as an algorithm with processes that are carried out when performing the Separation method.
Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann unter dem Begriff „Methoden-Datensatz“ insbesondere ein Datensatz verstanden werden, mit dem eine abarbeitbare Handlungsanweisung für ein Probentrenngerät zum Durchführen einer zugeordneten Trennmethode definiert wird. Die gesamte Information, die zum Durchführen der einem Methoden-Datensatz zugeordneten Trennmethode erforderlich ist, kann in dem Methoden-Datensatz enthalten sein oder daraus ableitbar sein. Mehrere Methoden-Datensätze, von denen jede einer spezifischen Trennmethode zugehörig ist, können in einer gemeinsamen Datenbank, beispielsweise auf einem elektronischen Massenspeicher, gespeichert sein.In the context of the present application, the term “method data record” can in particular be understood to mean a data record with which a processable instruction for a sample separation device for performing an assigned separation method is defined. All of the information required to carry out the separation method assigned to a method data record can be contained in the method data record or can be derived therefrom. Several method data records, each of which belongs to a specific separation method, can be stored in a common database, for example on an electronic mass storage device.
Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann unter dem Begriff „Benutzerzielvorgabe“ insbesondere ein Parametersatz oder eine andere Information oder andere Daten verstanden werden, womit definiert wird, welche Trennaufgabe bzw. welches Trennziel ein Benutzer unter Verwendung eines Probentrenngeräts verfolgt. Beispielsweise kann dieses Trennziel darin bestehen, zwei spezifische Substanzen in einer ganz speziellen Probe voneinander zu trennen und quantitativ zu charakterisieren.In the context of the present application, the term “user target specification” can in particular be understood to mean a parameter set or other information or other data, which defines which separation task or which separation target a user is pursuing using a sample separation device. For example, this separation goal can consist of separating and quantifying two specific substances in a very special sample.
Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann unter dem Begriff „Kandidaten-Methode“ insbesondere eine Trennmethode aus einer Mehrzahl von grundsätzlich infrage kommenden bzw. verfügbaren Methoden (insbesondere aus einer Methoden-Datenbank) verstanden werden, die angesichts des Verhältnisses einer Charakteristik der Benutzerzielvorgabe zu der Charakteristik der Trennmethode als geeigneter Kandidat für das Erreichen des Trennziels des Benutzers zumindest in die nähere Auswahl kommt. Hierbei kann die Auswahl einer Kandidaten-Methode aus einer Datenbank basierend auf einem oder mehreren Kriterien erfolgen, die an die Benutzerzielvorgabe anknüpfen und die unterschiedlichen Methoden auf das eine oder die mehreren Kriterien hin abprüfen. Eine ausreichende Übereinstimmung zwischen der Benutzerzielvorgabe und einer Methode im Lichte der genannten und/oder anderer Kriterien kann die Methode dann als Kandidaten-Methode qualifizieren, wohingegen eine keine ausreichende Übereinstimmung zeigende Methode nicht als Kandidaten-Methode klassifiziert wird.In the context of the present application, the term “candidate method” can in particular be understood to mean a separation method from a plurality of fundamentally possible or available methods (in particular from a method database), which in view of the ratio of a characteristic of the user target specification to the characteristic the separation method as a suitable candidate for achieving the separation goal of the user is at least shortlisted. Here, the selection of a candidate method from a database can take place on the basis of one or more criteria, which are linked to the user target and test the different methods based on the one or more criteria. The method can then qualify a sufficient agreement between the user target and a method in the light of the mentioned and / or other criteria as a candidate method, whereas a method which does not show sufficient agreement is not classified as a candidate method.
Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann unter dem Begriff „Durchführen einer Kandidaten-Trennmethode auf einem Probentrenngerät“ insbesondere verstanden werden, dass auf Basis der besagten Kandidaten-Trennmethode eine tatsächliche Probentrennung einer realen fluidischen Probe auf einem realen Probentrenngerät, d.h. einer Hardware wie beispielsweise einer HPLC, erfolgt. Mit anderen Worten wird eine physische Probe einer Probentrennung auf einem Probentrenngerät unterzogen, wobei hierfür der Parametersatz einer ausgewählten Kandidaten-Methode zum Einsatz kommt.In the context of the present application, the term “performing a candidate separation method on a sample separation device” can be understood in particular to mean that, based on the said candidate separation method, an actual sample separation of a real fluidic sample on a real sample separation device, i.e. hardware such as HPLC. In other words, a physical sample is subjected to a sample separation on a sample separation device, the parameter set of a selected candidate method being used for this.
Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann unter dem Begriff „Vorschlag für eine Trennmethode“ insbesondere eine maschinengesteuerte Ausgabe an einen Benutzer verstanden werden, mit der dem Benutzer eine (oder auch mehrere) als Kandidaten-Methode ausgewählte und gegebenenfalls modifizierte Trennmethode aus der Methoden-Datenbank für die Durchführung einer Trennaufgabe entsprechend der Benutzerzielvorgabe vorgeschlagen wird. Hierfür kann zunächst die eine oder die mehreren Kandidaten-Methoden ausgewählt werden. Die Auswahl einer von mehreren Kandidaten-Methoden als vorgeschlagene Trennmethode kann dann anhand des Ergebnisses der Durchführung der ausgewählten Kandidaten-Methoden auf dem Probentrenngerät erfolgen. Gegebenenfalls kann diese Kandidaten-Methode noch modifiziert werden, um die Übereinstimmung mit der Benutzerzielvorgabe zu erhöhen. Dadurch kann ein Datenabgleich als Ergebnis der Durchsuchung der Methoden-Datenbank mit einem praktischen experimentellen Befund in Form der auf einem Probentrenngerät durchgeführten Kandidaten-Methode(n), optional in Kombination mit einem theoretischen Simulationsergebnis der Kandidaten-Methode(n), vorgenommen werden.In the context of the present application, the term “proposal for a separation method” can be understood in particular to mean a machine-controlled output to a user with which the user can select one (or also several) separation method from the method database that is selected and possibly modified as a candidate method the implementation of a separation task is proposed in accordance with the user target. For this, one or more candidate methods can be selected first. The selection of one of several candidate methods as the proposed separation method can then take place on the basis of the result of the implementation of the selected candidate methods on the sample separator. If necessary, this candidate method can be modified in order to increase the agreement with the user target. This enables data to be compared as a result of the search of the method database with a practical experimental finding in the form of the candidate method (s) carried out on a sample separator, optionally in combination with a theoretical simulation result of the candidate method (s).
Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann der Begriff „Probentrenngerät“ insbesondere ein Gerät bezeichnen, das in der Lage und konfiguriert ist, eine fluidische Probe in verschiedene Fraktionen zu trennen. Beispielsweise kann die Probentrennung mittels Chromatographie oder Elektrophorese erfolgen. Zum Beispiel kann das Probentrenngerät ein Flüssigkeitschromatografie-Probentrenngerät sein.In the context of the present application, the term “sample separation device” can in particular designate a device that is capable and configured to separate a fluidic sample into different fractions. For example, the sample can be separated by means of chromatography or electrophoresis. For example, the sample separator can be a liquid chromatography sample separator.
Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird unter dem Begriff „fluidische Probe“ insbesondere ein Medium verstanden, das die eigentlich zu analysierende Materie enthält (zum Beispiel eine biologische Probe, wie zum Beispiel eine Proteinlösung, eine pharmazeutische Probe, etc.). In the context of the present application, the term “fluidic sample” is understood to mean in particular a medium which contains the matter which is actually to be analyzed (for example a biological sample, such as a protein solution, a pharmaceutical sample, etc.).
Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird unter dem Begriff „mobile Phase“ insbesondere ein Fluid (weiter insbesondere eine Flüssigkeit) verstanden, das als Trägermedium zum Transportieren der fluidischen Probe von dem Fluidantrieb zu der Probentrenneinrichtung dient. Zum Beispiel kann die mobile Phase ein (zum Beispiel organisches und/oder anorganisches) Lösungsmittel oder eine Lösungsmittelzusammensetzung sein (zum Beispiel Wasser und Ethanol).In the context of the present application, the term “mobile phase” is understood to mean in particular a fluid (further in particular a liquid) which serves as a carrier medium for transporting the fluid sample from the fluid drive to the sample separation device. For example, the mobile phase can be a (e.g. organic and / or inorganic) solvent or a solvent composition (e.g. water and ethanol).
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein zuverlässiges, schnelles und ressourcensparendes System zur maschinenunterstützten Methodenentwicklung für eine Probentrennung mittels eines Probentrenngeräts geschaffen. Hierbei kann ein Benutzer, der eine bestimmte Probentrennung durchführen möchte (zum Beispiel Trennung und quantitative Charakterisierung von zwei Substanzen einer Orangensaft-Probe) die gewünschte Trennaufgabe bzw. das gewünschte Trennziel in Form einer Benutzerzielvorgabe dem Methodenentwicklungs-System als Eingabe zuführen. Diese Benutzerzielvorgabe kann dann mit einem Archiv vieler zur Verfügung stehender historischer Trennmethoden abgeglichen werden, um eine oder mehrere Kandidaten-Methoden aus der Methoden-Datenbank auszuwählen, die angesichts der Benutzerzielvorgabe aussichtsreiche Kandidaten für die zu entwickelnde Trennmethode darstellen könnten. Vorteilhaft, aber optional kann jede Kandidaten-Methode dann auf einem Probentrenngerät in einem tatsächlichen Experiment bzw. Probentrennlauf ausgeführt werden. Die Ergebnisse dieser experimentellen Durchführung der mindestens einen Kandidaten-Methode kann dann vorteilhaft, aber optional, als Basis für eine Entscheidung verwendet werden, ob eine solche Kandidaten-Methode bzw. welche von mehreren Kandidaten-Methoden einem Benutzer tatsächlich zum Erreichen der Benutzerzielvorgabe vorgeschlagen wird. Auf diese Weise kann aus der Wissensbasis in Form einer großen Methoden-Datenbank auf prozessortechnisch einfache Weise eine Vorauswahl durch Extraktion einer kleinen Anzahl von Kandidaten-Methoden getroffen werden, die speziell in Hinblick auf die Benutzerzielvorgabe zugeschnitten ist. Sodann kann vorteilhaft, aber optional, ein realer Praxistest der geringen Anzahl von Kandidaten-Methoden durchgeführt werden, indem sie tatsächlich auf dem Probentrenngerät auf Kompatibilität mit der Benutzerzielvorgabe überprüft wird. Auf Basis des experimentellen Befundes kann einem Benutzer dann vorteilhaft, aber optional, ein wohlbegründeter Vorschlag für eine geeignete Trennmethode bereitgestellt werden. Mit Vorteil ist es im Rahmen einer solchen Methodenentwicklung ausreichend, die Ressource Probentrenngerät nur während der Durchführungsprozedur relativ kurzzeitig zu nutzen, um aus den zuvor ausgewählten Kandidaten-Methoden eine verfeinerte weitere Auswahl zu treffen. Die Ressource Probentrenngerät kann daher ungeachtet der Methodenentwicklung effizient genutzt werden. Gleichzeitig erlaubt der enge Bezug der Methodenentwicklung zu der Benutzerzielvorgabe eine zuverlässige und bedeutungsvolle Erzeugung eines Methodenvorschlags. Hierbei kann mit Vorteil auf eine große Methoden-Bibliothek zurückgegriffen werden.According to an exemplary embodiment of the invention, a reliable, fast and resource-saving system for machine-assisted method development for a sample separation by means of a sample separation device is created. Here, a user who wants to carry out a specific sample separation (for example separation and quantitative characterization of two substances of an orange juice sample) can input the desired separation task or the desired separation target in the form of a user target specification to the method development system. This user target can then be compared with an archive of many available historical separation methods in order to select one or more candidate methods from the method database which, given the user target, could represent promising candidates for the separation method to be developed. Advantageously, but optionally, each candidate method can then be carried out on a sample separator in an actual experiment or sample separation run. The results of this experimental implementation of the at least one candidate method can then advantageously, but optionally, be used as the basis for a decision as to whether such a candidate method or which of several candidate methods is actually proposed to a user in order to achieve the user target. In this way, a preselection can be made from the knowledge base in the form of a large method database in a processor-technically simple manner by extraction of a small number of candidate methods, which is specifically tailored to the user target. Then, advantageously, but optionally, a real practical test of the small number of candidate methods can be carried out by actually checking it on the sample separator for compatibility with the user target. On the basis of the experimental findings, a user can then be provided with a well-founded proposal for a suitable separation method, advantageously but optionally. In the context of such a method development, it is advantageously sufficient to use the sample separator resource only for a relatively short time only during the implementation procedure in order to make a more refined selection from the previously selected candidate methods. The resource sample separator can therefore be used efficiently regardless of the method development. At the same time, the close relationship between the method development and the user target allows a reliable and meaningful generation of a method proposal. A large library of methods can be used to advantage.
Im Weiteren werden zusätzliche Ausgestaltungen des Verfahrens und der Vorrichtung, der Anordnung, des Programmelements und des computerlesbaren Speichermediums beschrieben.Additional configurations of the method and the device, the arrangement, the program element and the computer-readable storage medium are described below.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Verfahren ein Generieren des Vorschlags für die zu ermittelnde Trennmethode als diejenige der mindestens einen Kandidaten-Methode (bevorzugt als diejenige von mehreren Kandidaten-Methoden) aufweisen, welche eine ausreichende Übereinstimmung (beispielsweise eine Übereinstimmung oberhalb eines vorgebbaren Schwellwerts) oder die höchste Übereinstimmung unter allen Kandidaten-Methoden mit der Benutzerzielvorgabe (insbesondere die höchste Übereinstimmung mit einem in der Benutzerzielvorgabe definierten Trennziel) hat bzw. zeigt. Mit anderen Worten kann nach experimenteller Durchführung der Kandidaten-Methoden auf dem Probentrenngerät und nach optionaler Simulation (wie unten näher beschrieben) diejenige Kandidaten-Methode als vorgeschlagene Trennmethode ausgewählt werden, die (beispielsweise von einer Ermittlungseinrichtung der Vorrichtung) angesichts der experimentellen Ergebnisse (und optional angesichts der Simulationsergebnisse) die beste Eignung für eine Probentrennung gemäß der Benutzerzielvorgabe zeigt.According to one exemplary embodiment, the method can have a generation of the proposal for the separation method to be determined as that of the at least one candidate method (preferably as that of a plurality of candidate methods) which has a sufficient match (for example a match above a predefinable threshold value) or the has or shows the highest agreement among all candidate methods with the user target (in particular the highest agreement with a separation target defined in the user target). In other words, after the candidate methods have been experimentally carried out on the sample separator and after optional simulation (as described in more detail below), that candidate method can be selected as the proposed separation method which (for example by a determination device of the device) in view of the experimental results (and optionally in view of the simulation results) shows the best suitability for a sample separation according to the user target.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Verfahren ein Simulieren des Vorschlags für die zu ermittelnde Methode und/oder der mindestens einen Kandidaten-Methode, und ein Modifizieren des Vorschlags für die zu ermittelnde Trennmethode und/oder der mindestens einen Kandidaten-Methode zum Erhöhen einer Übereinstimmung der Trennmethode mit der Benutzerzielvorgabe aufweisen. In entsprechender Weise kann die Vorrichtung eine Simuliereinrichtung aufweisen, die eingerichtet ist zum Simulieren des Vorschlags für die zu ermittelnde Methode und/oder der mindestens einen Kandidaten-Methode, und eingerichtet ist zum Modifizieren des Vorschlags für die zu ermittelnde Trennmethode und/oder der mindestens einen Kandidaten-Methode zum Erhöhen einer Übereinstimmung der jeweiligen Trennmethode mit der Benutzerzielvorgabe. Wenn eine der Kandidaten-Methoden als Vorschlag für die zu ermittelnde Trennmethode ausgewählt worden ist, kann mittels der beschriebenen Simulation diese Trennmethode weiter verfeinert werden. Alternativ oder ergänzend kann auch vor Auswahl des Vorschlags eine Simulation der Kandidaten-Methoden oder eines Teils davon erfolgen, um deren Übereinstimmung mit der Benutzerzielvorgabe weiter zu bessern. Hierfür können Parameter der Trennmethode verändert werden und kann mittels einer Simulation (d.h. theoretisch, und somit ohne die Ressource Probentrenngerät in Anspruch nehmen zu müssen) überprüft werden, ob dadurch die Benutzerzielvorgabe mit noch höherer Präzision erfüllt oder nachgebildet werden kann. Beispielsweise in einem iterativen Simulationsprozess kann dadurch die Qualität der Methodenentwicklung in Bezug auf eine spezifische Benutzerzielvorgabe weiter verbessert werden.According to one exemplary embodiment, the method can simulate the proposal for the method to be determined and / or the at least one candidate method, and modify the proposal for the separation method to be determined and / or the at least one candidate method to increase a match of the separation method with the user target. Correspondingly, the device can have a simulation device which is set up to simulate the proposal for the method to be determined and / or the at least one candidate method, and is set up to modify the proposal for the separation method to be determined and / or the at least one Candidate method for increasing the match of the respective separation method with the user target. If one of the candidate methods has been selected as a proposal for the separation method to be determined, this separation method can be further refined using the simulation described. Alternatively or in addition, a simulation of the candidate methods or a part thereof can also be carried out before the proposal is selected, in order to further improve their agreement with the user target. For this purpose, parameters of the separation method can be changed and a simulation (ie theoretically, and thus without having to use the sample separator resource) can be used to check whether the user target can be met or reproduced with even greater precision. For example, in an iterative simulation process, the quality of the method development can be further improved in relation to a specific user target.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Simulieren ein Testen der Robustheit des Vorschlags der Trennmethode und/oder der mindestens einen Kandidaten-Methode gegen Parameterabweichungen, und ein Vorschlagen einer modifizierten Trennmethode und/oder einer modifizierten mindestens einen Kandidaten-Methode zum Erhöhen der Robustheit der jeweiligen Trennmethode aufweisen. Die Robustheit der jeweiligen Trennmethode kann dabei die Fähigkeit einer Trennmethode bezeichnen, auch bei Parameterschwankungen (zum Beispiel einer Temperaturschwankung oder dem Auftreten von Druckstößen) das benutzerseitig definierte Trennziel (zum Beispiel spezifische Trennung von zwei explizit definierten Substanzen der fluidischen Probe) immer noch zuverlässig und reproduzierbar zu erreichen.According to one exemplary embodiment, the simulation can include testing the robustness of the proposal of the separation method and / or the at least one candidate method against parameter deviations, and suggesting a modified separation method and / or a modified at least one candidate method to increase the robustness of the respective separation method . The robustness of the respective separation method can refer to the ability of a separation method, even with parameter fluctuations (e.g. a temperature fluctuation or the occurrence of pressure surges) the separation target defined by the user (e.g. specific separation of two explicitly defined substances of the fluidic sample) is still reliable and reproducible to reach.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Simulieren eine Modifizierung des Vorschlags der Trennmethode und/oder der mindestens einen Kandidaten-Methode innerhalb eines (zum Beispiel vorgebbaren) Betriebsparameterbereichs aufweisen, der zum Beispiel durch mindestens einen Kandidaten-Betriebsparameterbereich der mindestens einen Kandidaten-Methode definiert wird. Alternativ oder ergänzend kann der Betriebsparameterbereich auch durch die Benutzerzielvorgabe eingegrenzt werden. Wenn zum Beispiel in einer wissenschaftlichen Veröffentlichung für eine Referenz-Methode der Methoden-Datenbank ein bestimmter Temperaturbereich (oder ein Wertebereich eines anderen Parameters) angegeben ist, in dem die Referenz-Methode durchgeführt werden soll, kann im Rahmen der Simulation eine Modifizierung innerhalb dieses Wertebereichs vorgenommen werden, um die Benutzerzielvorgabe bestmöglich zu erfüllen und/oder um eine Robustheit der Trennmethode, zum Beispiel gegen Parameterschwankungen, zu verbessern.According to one exemplary embodiment, the simulation can have a modification of the proposed separation method and / or the at least one candidate method within an (for example predeterminable) operating parameter range, which is defined, for example, by at least one candidate operating parameter range of the at least one candidate method. Alternatively or additionally, the operating parameter range can also be limited by the user target specification. If, for example, a certain temperature range (or a range of values of another parameter) is specified in a scientific publication for a reference method of the method database in which the reference method is to be carried out, a modification within this range of values can be carried out during the simulation be carried out in order to best meet the user target and / or to improve the robustness of the separation method, for example against parameter fluctuations.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Ermittlungseinrichtung zum Generieren eines Vorschlags für die zu ermittelnde Trennmethode basierend auf einem Ergebnis des Simulierens und des Modifizierens und basierend auf dem Ergebnis des Durchführens ausgebildet sein. Anders ausgedrückt kann der Vorschlag für die zu ermittelnde Trennmethode einerseits das Ergebnis des experimentellen Durchführens der mindestens einen Kandidaten-Methode auf dem Probentrenngerät und andererseits das Ergebnis des Simulierens und gegebenenfalls Modifizierens einer solchen Kandidaten-Methode berücksichtigen bzw. enthalten. Dadurch kann einem Benutzer ein besonders bedeutungsvoller Vorschlag für die entwickelte Trennmethode ausgegeben bzw. unterbreitet werden.According to one exemplary embodiment, the determination device can be designed to generate a proposal for the separation method to be determined based on a result of the simulation and the modification and based on the result of the implementation. In other words, the proposal for the separation method to be determined may take into account or contain, on the one hand, the result of experimentally performing the at least one candidate method on the sample separator and, on the other hand, the result of simulating and possibly modifying such a candidate method. As a result, a particularly meaningful suggestion for the developed separation method can be issued or submitted to a user.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Verfahren die Durchführung der mindestens einen ausgewählten Kandidaten-Methode auf dem Probentrenngerät zumindest teilweise zeitlich parallel mit dem Simulieren aufweisen. Beispielsweise kann das Verfahren die Durchführung der mindestens einen ausgewählten Kandidaten-Methode auf dem Probentrenngerät auch derart aufweisen, dass die Trennmethode ermittelt wird, während der Vorschlag für die ermittelte Trennmethode simuliert wird. Durch diese massiv parallele Architektur der Methodenentwicklung, d.h. das simultane Durchführen einer jeweiligen Kandidaten-Methode auf dem Probentrenngerät während Durchführens der Simulation, kann die Methodenentwicklung in kurzer Zeit abgeschlossen werden.According to one exemplary embodiment, the method can have the at least one selected candidate method carried out on the sample separator at least partially in parallel with the simulation. For example, the method can also have the at least one selected candidate method carried out on the sample separator in such a way that the separation method is determined while the proposal for the determined separation method is simulated. Through this massively parallel architecture of method development, i.e. the simultaneous execution of a respective candidate method on the sample separator while performing the simulation, the method development can be completed in a short time.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Verfahren ein Befüllen der Methoden-Datenbank mit Methoden-Datensätzen mittels Extrahierens von für eine jeweilige Trennmethode indikativen Parametersätzen aus vorbekannten Methoden aufweisen. Zum Beispiel kann die Methoden-Datenbank mindestens 10 Methoden-Datensätze, insbesondere mindestens 100 Methoden-Datensätze, aufweisen. Insbesondere kann das Verfahren mit Vorteil auch ein Speichern eines finalen Vorschlags für die zu ermittelnde Trennmethode in der Methoden-Datenbank aufweisen. Dann kann auch das Ermittlungsergebnis für eine zukünftige Methodenentwicklung verwendet werden. Beispielsweise kann die Befüllung der Datenbank mit Methoden-Datensätzen mittels einer Suchmaschine in einem Netzwerk (zum Beispiel dem öffentlichen Internet) erfolgen, wo aus veröffentlichten Trennmethoden Parametersätze extrahiert und in der Methoden-Datenbank gespeichert werden können. Auch wissenschaftliche Veröffentlichungen, Methoden-Bibliotheken von Herstellern von Probentrenngeräten und mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ermittelte Trennmethoden selbst können in die Methoden-Datenbank eingespeist werden. Auf diese Weise kann die Breite der Datenbasis für die Methodenentwicklung kontinuierlich erhöht werden und dadurch die Genauigkeit der Methodenentwicklung verbessert werden.According to one exemplary embodiment, the method can include filling the method database with method data sets by extracting parameter sets that are indicative of a particular separation method from previously known methods. For example, the method database can have at least 10 method data records, in particular at least 100 method data records. In particular, the method can advantageously also have a final proposal for the separation method to be determined stored in the method database. Then the result of the determination can also be used for future method development. For example, the database can be filled with method data sets using a search engine in a network (for example the public Internet), where parameter sets can be extracted from published separation methods and stored in the method database. Scientific publications, method libraries from manufacturers of sample separation devices and separation methods themselves determined by means of a method or a device according to the invention can also be fed into the method database. In this way, the breadth of the database for method development can be continuously increased and thereby the accuracy of method development can be improved.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Verfahren nach dem Generieren des Vorschlags ein Durchführen der vorgeschlagenen ermittelten Trennmethode zum Trennen einer fluidischen Probe mittels des Probentrenngeräts aufweisen. Anders ausgedrückt kann die fertig entwickelte Methode dann auf dem Probentrenngerät durchgeführt werden, um die Probentrennung gemäß der Benutzerzielvorgabe tatsächlich durchzuführen.According to one exemplary embodiment, the method after generating the proposal can include carrying out the proposed determined separation method for separating a fluidic sample by means of the sample separating device. In other words, the fully developed method can then be carried out on the sample separation device in order to actually carry out the sample separation in accordance with the user target.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Verfahren ein Empfangen der Benutzerzielvorgabe aufweisen, die für eine Definition der Probe und/oder für eine Definition eines Probentrennziels indikative Information enthält. Anders ausgedrückt kann ein Benutzer, der mittels der Benutzerzielvorgabe ein bestimmtes Trennexperiment definieren kann, hierfür die fluidische Probe spezifizieren, die getrennt werden soll. Bei der Vorgabe des Probentrennziels kann ein Benutzer zudem eine Spezifizierung vornehmen, welche aus der Probentrennung hervorgehende Information von dem Benutzer als relevant angesehen wird. Anschaulich kann der Benutzer definieren, was für ihn für ein „gutes“ Trennergebnis maßgeblich ist. Beispielsweise kann in diesem Zusammenhang definiert werden, dass eine bestimmte Substanz quantitativ bestimmt werden soll, dass eine Unterscheidbarkeit bestimmter Substanzen voneinander wesentlich ist, etc.According to one exemplary embodiment, the method can include receiving the user target specification, which contains information indicative of a definition of the sample and / or of a definition of a sample separation target. In other words, a user who can define a specific separation experiment using the user target can specify the fluidic sample to be separated for this purpose. When specifying the sample separation target, a user can also make a specification which information resulting from the sample separation is considered relevant by the user. The user can clearly define what is decisive for a "good" separation result. For example, it can be defined in this context that a certain substance is to be determined quantitatively, that it is essential to distinguish certain substances from one another, etc.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann das Verfahren ein Auswählen und eine Durchführung einer Mehrzahl von Kandidaten-Methoden aufweisen. Wenn mehrere Kandidaten-Methoden ausgewählt werden und als Vorschlag für eine zu ermittelnde Trennmethode ins Auge gefasst werden, kann bei Feststellen einer Inkompatibilität einer oder einiger dieser Kandidaten-Methoden mit der Benutzerzielvorgabe während der Durchführung der entsprechenden Kandidaten-Methode auf dem Probentrenngerät immer noch auf die anderen Kandidaten-Methoden zurückgegriffen werden. Ein Pool mehrerer Kandidaten-Methoden erhöht daher die Wahrscheinlichkeit, eine zu entwickelnde Trennmethode, welche die Benutzerzielvorgabe erfüllt, erfolgreich aufzufinden.According to a preferred exemplary embodiment, the method can have a selection and an implementation of a plurality of candidate methods. If several candidate methods are selected and considered as a proposal for a separation method to be determined, if one or some of these candidate methods are found to be incompatible with the user target while the corresponding candidate method is being carried out on the sample separator, the other candidate methods can be used. A pool of several candidate methods therefore increases the likelihood of successfully finding a separation method to be developed that meets the user target.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Mehrzahl von ausgewählten Kandidaten-Methoden in einem Bereich von 3 bis 15 Kandidaten-Methoden, insbesondere in einem Bereich von 6 bis 10 Kandidaten-Methoden, liegen. Die genannten Bereiche der Anzahl ausgewählter Kandidaten-Methoden ermöglicht einerseits eine ausreichend breite Basis von Kandidaten-Methoden, um am Ende der Methodenentwicklung erfolgreich die Benutzerzielvorgabe des Benutzers zu erfüllen. Andererseits ist die genannte Anzahl gering genug, um in angemessener Zeit und mit angemessenen Prozessorressourcen die Methodenentwicklung durchzuführen. Insbesondere eine Anzahl von 6 bis 10 Kandidaten-Methoden hat sich als besonders erfolgreicher Kompromiss zwischen den genannten Kriterien herausgestellt.According to one exemplary embodiment, the plurality of selected candidate methods can be in a range from 3 to 15 candidate methods, in particular in a range from 6 to 10 candidate methods. The named ranges of the number of selected candidate methods on the one hand enables a sufficiently broad basis of candidate methods to successfully meet the user's target at the end of the method development. On the other hand, the number mentioned is small enough to carry out method development in a reasonable time and with appropriate processor resources. In particular, a number of 6 to 10 candidate methods have proven to be a particularly successful compromise between the criteria mentioned.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Verfahren ein Auswählen der mindestens einen Kandidaten-Methode mittels einer Lernmaschine oder eines anderen Elements künstlicher Intelligenz, insbesondere mittels eines neuronalen Netzwerks, aufweisen. Alternativ oder ergänzend kann ein Generieren eines Vorschlags für die zu ermittelnde Trennmethode (insbesondere eine weitere Auswahl dieses Vorschlags aus den Kandidaten-Methoden) mittels einer Lernmaschine oder eines anderen Elements künstlicher Intelligenz, insbesondere mittels eines neuronalen Netzwerks, durchgeführt werden. Somit kann in der Vorrichtung bzw. dem Verfahren ein lernfähiges System implementiert werden, das basierend auf Erfahrungen aus der Ermittlung von Methoden in der Vergangenheit Schlussfolgerungen für die Zukunft ziehen kann, welche Kriterien bei der Auswahl einer Kandidaten-Methode erfahrungsgemäß bzw. mit ausreichend hoher Wahrscheinlichkeit zur Auswahl einer relevanten Kandidaten-Methode führen. In entsprechender Weise kann auch zum Generieren des Vorschlags für eine zu ermittelnde Trennmethode aus dem Satz von Kandidaten-Methoden künstliche Intelligenz, insbesondere ein neuronales Netzwerk, zum Einsatz kommen.According to one exemplary embodiment, the method can include selecting the at least one candidate method by means of a learning machine or another element of artificial intelligence, in particular by means of a neural network. Alternatively or additionally, a proposal for the separation method to be determined (in particular a further selection of this proposal from the candidate methods) can be generated by means of a learning machine or another element of artificial intelligence, in particular by means of a neural network. In this way, a system capable of learning can be implemented in the device or the method, which can draw conclusions for the future based on experience gained from the determination of methods in the past, which criteria are to be found by experience or with a sufficiently high probability when selecting a candidate method lead to the selection of a relevant candidate method. In a corresponding manner, artificial intelligence, in particular a neural network, can also be used to generate the proposal for a separation method to be determined from the set of candidate methods.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann ein Auswählen der mindestens einen Kandidaten-Methode aus der Methoden-Datenbank basierend auf mindestens einem Auswahlkriterium aus einer Gruppe aufweisen, die besteht aus einer Übereinstimmung einer ausgewählten Kandidaten-Methode mit einer durch die Benutzerzielvorgabe definierten Probeninformation, einer Übereinstimmung einer ausgewählten Kandidaten-Methode mit einem in der Benutzerzielvorgabe enthaltenen Probentrennziel, und einer Übereinstimmung einer ausgewählten Kandidaten-Methode mit mindestens einem Methodenparameter während der Durchführung der mindestens einen ausgewählten Kandidaten-Methode, insbesondere Temperatur, Lösungsmittel, Säulentyp und/oder Puffer. Die jeweilige Übereinstimmung kann zum Beispiel nach dem Prinzip eines „best match“ geprüft werden, wobei bei den geringsten oder bei ausreichend geringen (zum Beispiel unterhalb eines Schwellwerts) Abweichungen eine Auswahl einer Referenz-Methode aus der Methoden-Datenbank als Kandidaten-Methode vorgenommen werden kann.According to one exemplary embodiment, a selection of the at least one candidate method from the method database can have based on at least one selection criterion from a group consisting of a match of a selected candidate method with sample information defined by the user target, a match of a selected candidate Method with a sample separation target contained in the user target specification, and a match of a selected candidate method with at least one method parameter during the implementation of the at least one selected candidate method, in particular temperature, solvent, column type and / or buffer. The respective match can be checked, for example, according to the principle of a “best match”, with a selection of a reference method from the method database as the candidate method being carried out in the case of the smallest or sufficiently small (for example below a threshold) deviations can.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Verfahren eine Durchführung der mindestens einen Kandidaten-Methode unter Verwendung der Benutzerzielvorgabe aufweisen. Mit anderen Worten kann eine der Methoden-Datenbank entnommene Kandidaten-Methode auf dem Probentrenngerät mit jenen Parametern ausgeführt werden, die von dem Benutzer in der eingegebenen Benutzerzielvorgabe definiert worden sind. Auf diese Weise kommt es zu einer Anpassung der ausgewählten Kandidaten-Methode auf das spezifische Trennziel des Benutzers. Eine weitere Verfeinerung kann dann durch die oben beschriebene Simulation erfolgen, wo auch Abweichungen oder Modifizierungen von Parametern vorgenommen werden können.According to one exemplary embodiment, the method can have an implementation of the at least one candidate method using the user target. In other words, it can a candidate method taken from the method database can be executed on the sample separator with those parameters which have been defined by the user in the entered user target. In this way, the selected candidate method is adapted to the specific separation goal of the user. A further refinement can then take place through the simulation described above, where deviations or modifications of parameters can also be carried out.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Verfahren die Durchführung auf demselben Probentrenngerät aufweisen, für das die Trennmethode ermittelt wird. Mit Vorteil kann zur Durchführung der Kandidaten-Methoden exakt dasselbe Probentrenngerät verwendet werden, für das die Trennmethode ermittelt wird, d.h. auf dem im Betrieb später die entwickelte Trennmethode ausgeführt wird. Daher sind die Ergebnisse dieser Durchführung für die Geeignetheit einer Kandidaten-Methode bzw. einer als ermittelnde Trennmethode vorgeschlagenen Trennmethode besonders signifikant, da sie auf der Probentrenngerät-Zielapparatur gewonnen werden, auf der die Trennmethode eingesetzt wird.According to one embodiment, the method can be carried out on the same sample separator for which the separation method is determined. Advantageously, exactly the same sample separator for which the separation method is determined can be used to carry out the candidate methods, i.e. on which the developed separation method is later carried out in the company. The results of this implementation are therefore particularly significant for the suitability of a candidate method or a separation method proposed as a determining separation method, since they are obtained on the sample separator target apparatus on which the separation method is used.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Vorrichtung eine Methodenentwicklungs-Steuereinrichtung zum Steuern des Probentrenngeräts (insbesondere zum Steuern einer Probentrenngerät-Steuereinrichtung des Probentrenngeräts) zum Durchführen der mindestens einen ausgewählten Kandidaten-Methode aufweisen. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung der Vorrichtung kommunizierfähig mit einer Steuereinrichtung des Probentrenngeräts gekoppelt sein und der letztgenannten Steuereinrichtung Steuerparameter zum Durchführen einer Kandidaten-Methode übermitteln. Die Steuereinrichtung des Probentrenngeräts steuert dann ihrerseits die einzelnen Komponenten des Probentrenngeräts entsprechend, wie beispielsweise Fluidantrieb, Detektor, Injektor, etc.According to one exemplary embodiment, the device can have a method development control device for controlling the sample separation device (in particular for controlling a sample separation device control device of the sample separation device) for carrying out the at least one selected candidate method. For example, the control device of the device can be communicatively coupled to a control device of the sample separation device and transmit control parameters to the latter control device for carrying out a candidate method. The control device of the sample separation device then controls the individual components of the sample separation device accordingly, such as fluid drive, detector, injector, etc.
Das Probentrenngerät kann ein mikrofluidisches Messgerät, ein Life Science-Gerät, ein Flüssigkeitschromatographiegerät, eine HPLC (High Performance Liquid Chromatography), eine UHPLC-Anlage, ein SFC-(superkritische Flüssigchromatographie) Gerät, ein Gaschromatographiegerät oder ein Gelelektrophoresegerät sein. Allerdings sind viele andere Anwendungen möglich.The sample separator can be a microfluidic measuring device, a life science device, a liquid chromatography device, an HPLC (High Performance Liquid Chromatography), an UHPLC system, an SFC (supercritical liquid chromatography) device, a gas chromatography device or a gel electrophoresis device. However, many other applications are possible.
Der Fluidantrieb bzw. die Fluidpumpe kann zum Beispiel dazu eingerichtet sein, die mobile Phase mit einem hohen Druck, zum Beispiel einige 100 bar bis hin zu 1000 bar und mehr, durch das System hindurch zu befördern.The fluid drive or the fluid pump can, for example, be set up to convey the mobile phase through the system at a high pressure, for example a few 100 bar up to 1000 bar and more.
Das Probentrenngerät kann einen Probeninjektor bzw. eine Probenaufgabeeinheit zum Einbringen der Probe in den fluidischen Trennpfad aufweisen. Ein solcher Probeninjektor kann eine mit einem Sitz koppelbare Injektionsnadel in einem entsprechenden Flüssigkeitspfad aufweisen, wobei die Nadel aus diesem Sitz herausgefahren werden kann, um Probe aufzunehmen. Nach dem Wiedereinführen der Nadel in den Sitz kann die Probe weiterverarbeitet werden.The sample separation device can have a sample injector or a sample application unit for introducing the sample into the fluidic separation path. Such a sample injector can have an injection needle that can be coupled to a seat in a corresponding liquid path, the needle being able to be moved out of this seat in order to take up a sample. After the needle has been reinserted into the seat, the sample can be processed further.
Das Probentrenngerät kann einen Fraktionssammler zum Sammeln der getrennten Komponenten aufweisen. Ein solcher Fraktionssammler kann die verschiedenen Komponenten zum Beispiel in verschiedene Flüssigkeitsbehälter führen. Die analysierte Probe kann aber auch einem Abflussbehälter oder Waste-Behälter zugeführt werden.The sample separator can have a fraction collector for collecting the separated components. Such a fraction collector can, for example, lead the different components into different liquid containers. However, the analyzed sample can also be fed to a drainage container or waste container.
Vorzugsweise kann das Probentrenngerät einen Detektor zur Detektion der getrennten Komponenten aufweisen. Ein solcher Detektor kann ein Signal erzeugen, welches beobachtet und/oder aufgezeichnet werden kann, und welches für die Anwesenheit und Menge der Probenkomponenten in dem durch das System fließenden Fluid indikativ ist.The sample separation device can preferably have a detector for detecting the separated components. Such a detector can generate a signal which can be observed and / or recorded and which is indicative of the presence and amount of sample components in the fluid flowing through the system.
FigurenlisteFigure list
Andere Ziele und viele der begleitenden Vorteile von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung werden leicht wahrnehmbar werden und besser verständlich werden unter Bezugnahme auf die folgende detailliertere Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen. Merkmale, die im Wesentlichen oder funktionell gleich oder ähnlich sind, werden mit denselben Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt Details eines HPLC-Systems in Kombination mit einer Vorrichtung zum Ermitteln einer Trennmethode zum Trennen einer fluidischen Probe mittels des HPLC-Systems gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. -
2 zeigt Details der Vorrichtung gemäß1 und das HPLC-System in schematischer Darstellung. -
3 zeigt eine Anordnung zum Ermitteln einer Trennmethode zum Trennen einer fluidischen Probe mittels eines Probentrenngeräts gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. -
4 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Ermitteln einer Trennmethode zum Trennen einer fluidischen Probe mittels eines Probentrenngeräts gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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1 shows details of an HPLC system in combination with a device for determining a separation method for separating a fluidic sample by means of the HPLC system according to an exemplary embodiment of the invention. -
2nd shows details of the device according to1 and the HPLC system in a schematic representation. -
3rd shows an arrangement for determining a separation method for separating a fluidic sample by means of a sample separation device according to an exemplary embodiment of the invention. -
4th shows a flow chart of a method for determining a separation method for separating a fluidic sample by means of a sample separation device according to an exemplary embodiment of the invention.
Die Darstellung in der Zeichnung ist schematisch. The illustration in the drawing is schematic.
Bevor unter Bezugnahme auf die Figuren exemplarische Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben werden, sollen noch allgemein einige grundlegende Überlegungen der vorliegenden Erfindung beschrieben werden, auf deren Basis exemplarische Ausführungsbeispiele der Erfindung entwickelt worden sind.Before exemplary embodiments of the invention are described in more detail with reference to the figures, some basic considerations of the present invention are to be described in general, on the basis of which exemplary embodiments of the invention have been developed.
In der Entwicklung von Trennmethoden für Probentrenngeräte verwenden Benutzer herkömmlich keine standardisierten, effizienten oder konsistenten Ansätze zum Auffinden und Erzeugen neuer Trennmethoden. Viele Benutzer bevorzugen es, fertig entwickelte unspezifische Methoden zu verwenden, damit keine wertvolle Instrumentenzeit oder Know-how im Zusammenhang mit Methodenentwicklung aufzuwenden ist. In vielen Labors ist die Ausrüstung an Probentrenngeräten nicht standardisiert, und jedes Probentrenngerät ist unterschiedlich. Um eine chromatografische Trennmethode an ein spezifisches Instrument in Zusammenhang mit einer von einem Benutzer gewünschten Trennaufgabe anzupassen, ist es von Vorteil, die Trennmethode auf diesem Instrument zu testen und zu validieren.In the development of separation methods for sample separators, users traditionally do not use standardized, efficient or consistent approaches to find and create new separation methods. Many users prefer to use fully developed non-specific methods so that no valuable instrument time or know-how in connection with method development is wasted. In many laboratories, the equipment on sample separators is not standardized, and each sample separator is different. In order to adapt a chromatographic separation method to a specific instrument in connection with a separation task desired by a user, it is advantageous to test and validate the separation method on this instrument.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein System zur Methodenentwicklung für ein Probentrenngerät geschaffen, bei dem ein Benutzer eines Probentrenngeräts zunächst eine Benutzerzielvorgabe bzw. eine Benutzeranforderung für die zu entwickelnde Trennmethode vorgibt. Insbesondere kann als Eingabe für die Methodenentwicklung in diesem Zusammenhang spezifiziert werden, welche Probe mit der zu entwickelnden Trennmethode getrennt werden soll. Ferner kann das Trennexperiment definiert werden, indem der Benutzer mit der Benutzerzielvorgabe beispielsweise beschreibt, was aufgrund der Benutzeranforderungen als ein zu erreichendes oder gewünschtes oder relevantes Trennergebnis angesehen wird, d.h. worauf es dem Benutzer bei der Trennung ankommt. Beispielsweise kann ein Benutzer in diesem Zusammenhang angeben, dass die Trennung zweier bestimmter Peaks in einem Chromatogramm maßgeblich ist, oder die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit eines bestimmten Peaks.According to an exemplary embodiment of the invention, a system for method development for a sample separation device is created, in which a user of a sample separation device first specifies a user target or a user request for the separation method to be developed. In particular, it can be specified as input for the method development in this connection which sample is to be separated with the separation method to be developed. Furthermore, the separation experiment can be defined by the user describing with the user target, for example, what is considered to be a desired or relevant or relevant separation result based on the user requirements, i.e. what is important to the user in the separation. In this context, for example, a user can indicate that the separation of two specific peaks in a chromatogram is decisive, or the accuracy and reproducibility of a specific peak.
Diese Benutzerzielvorgabe kann als Eingabe zum Durchsuchen einer Methoden-Datenbank nach für das Trennziel geeigneten Kandidaten-Methoden verwendet werden, in der eine Vielzahl von Referenz-Methoden gespeichert sein können. Ein Prozessor kann dann die Methoden-Datenbank nach geeigneten Kandidaten-Methoden durchsuchen, wobei beispielsweise eine beste Übereinstimmung oder eine Übereinstimmung innerhalb eines vorgegebenen Übereinstimmungskorridors der Referenz-Methoden mit den eingegebenen Benutzeranforderungen gesucht werden kann.This user target specification can be used as input for searching a method database for candidate methods suitable for the separation target, in which a multiplicity of reference methods can be stored. A processor can then search the method database for suitable candidate methods, it being possible, for example, to search for a best match or a match within a predefined corridor of correspondence between the reference methods and the input user requirements.
Ein ausgesuchter Methodensatz von einer oder mehreren Kandidaten-Methoden kann dann vorzugsweise auf dem Probentrenngerät, für das die Trennmethode entwickelt wird, durchgeführt werden. Für jeden Probelauf wird dann geprüft, mit welcher Kandidaten-Methode die beste Übereinstimmung mit der Benutzerzielvorgabe erreicht werden kann.A selected set of methods from one or more candidate methods can then preferably be carried out on the sample separator for which the separation method is being developed. For each trial run it is then checked which candidate method can be used to achieve the best match with the user target.
Eine beste Übereinstimmung kann dann als Vorschlag für die entwickelte Trennmethode an den Benutzer ausgegeben werden.A best match can then be given to the user as a suggestion for the separation method developed.
Optional ist es auch möglich, eine oder mehrere Kandidaten-Methoden zu synthetisieren, d.h. aus Referenz-Methoden bzw. Kandidaten-Methoden aus der Methoden-Datenbank zusammenzusetzen oder zu kombinieren. Allgemeiner ausgedrückt kann das Verfahren gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung also ein Synthetisieren einer Kandidaten-Methode aus mehreren Trennmethoden der Methoden-Datenbank aufweisen. Dadurch kann die Flexibilität bei der Entwicklung einer Trennen Methode weiter erhöht werden.Optionally, it is also possible to synthesize one or more candidate methods, i.e. Assemble or combine from reference methods or candidate methods from the method database. Expressed more generally, the method according to an exemplary embodiment of the invention can thus comprise synthesizing a candidate method from several separation methods of the method database. This can further increase the flexibility when developing a separation method.
Ferner kann es vorteilhaft möglich sein, einen Vorschlag für die zu ermittelnde Trennmethode oder mehrere Kandidaten-Methoden einem Methoden-Simulator zuzuführen. Ein solcher Simulator kann rein virtuell bzw. softwarebasiert simulieren, ob eine vorgeschlagene Trennmethode bzw. ob Kandidaten-Methoden weiter verbessert werden können, um die Benutzeranforderung noch besser zu erfüllen. Beispielsweise kann hierfür ein oder können mehrere Parameter der jeweiligen Trennmethode verändert werden, zum Beispiel eine Temperatur über einen bestimmten Bereich verändert werden. Dadurch kann eine beste Trennmethode für die Benutzerzielvorgabe aufgefunden werden und dem Benutzer vorgeschlagen werden.Furthermore, it can advantageously be possible to supply a proposal for the separation method to be determined or for several candidate methods to a method simulator. Such a simulator can simulate in a purely virtual or software-based manner whether a proposed separation method or whether candidate methods can be further improved in order to meet the user requirement even better. For example, one or more parameters of the respective separation method can be changed for this, for example a temperature can be changed over a certain range. In this way, a best separation method for the user target can be found and suggested to the user.
Software bzw. Programmcode zum Abarbeiten eines Verfahrens gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann zum Beispiel auf einem Server gespeichert und von dort aus für einen oder mehrere Clients am Ort eines jeweiligen Probentrenngeräts ausgeführt werden. Es ist ebenfalls möglich, derartige Software bzw. Programmcode auf einer Cloud zu speichern. Ebenfalls möglich ist es, derartige Software bzw. Programmcode auf dem Probentrenngerät selbst auszuführen.Software or program code for executing a method according to an exemplary embodiment of the invention can, for example, be stored on a server and can be executed from there for one or more clients at the location of a respective sample separator. It is also possible to store such software or program code on a cloud. It is also possible to execute such software or program code on the sample separator itself.
Im Unterschied zu herkömmlichen Ansätzen ist die Verwendung einer Methoden-Datenbank und eines Methoden-Simulators gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung eine leistungsstarke Vorgehensweise zum Entwickeln einer benutzerspezifischen und fertig verwendbaren Trennmethode, beispielsweise innerhalb eines Tages. Eine solche Methodenentwicklung kann aufgrund der beschriebenen Maßnahmen besonders effizient sein und überall verfügbar gemacht werden. Vorteilhaft kann gemäß exemplarischen Ausführungsbeispielen der Erfindung die Instrumentenzeit gering gehalten werden (beispielsweise in einem Bereich von maximal einem halben Tag bis einem Tag), d.h. die Zeit, über die hinweg ein Probentrenngerät für die Probenentwicklung belegt ist und nicht für Probentrennaufgaben zur Verfügung steht. Darüber hinaus ist die beschriebene Probenentwicklung lösungsmittelsparend und probensparend, da nur eine begrenzte Anzahl von Kandidaten-Methoden (beispielsweise 8 Kandidaten-Methoden) auf dem Probentrenngerät durchzuführen sind. Besonderes Wissen im Zusammenhang mit Methodenentwicklung durch einen Benutzer ist dabei entbehrlich. Insbesondere kann eine manuelle Wechselwirkung mit einem Benutzer oder die Bewältigung von Berechnungsaufgaben durch einen Benutzer während der Methodenentwicklung entbehrlich sein. Eine fertig entwickelte und fertig verwendbare Trennmethode kann in einfacher Weise softwaretechnisch auf das Probentrenngerät heruntergeladen werden. In vorteilhafter Weise kann die Methodenentwicklung optional in Kombination mit einem Massenspektrometer weiter verfeinert werden.In contrast to conventional approaches, the use of a method database and a method simulator according to an exemplary embodiment of the invention is a powerful procedure for developing a user-specific and ready to use Separation method, for example within a day. Such a method development can be particularly efficient due to the measures described and made available everywhere. According to exemplary embodiments of the invention, the instrument time can advantageously be kept short (for example in a range of at most half a day to one day), ie the time over which a sample separator is occupied for sample development and is not available for sample separation tasks. In addition, the sample development described is solvent-saving and sample-saving, since only a limited number of candidate methods (for example 8 candidate methods) have to be carried out on the sample separator. Special knowledge in connection with method development by a user is not necessary. In particular, manual interaction with a user or the handling of calculation tasks by a user during method development can be dispensed with. A fully developed and ready-to-use separation method can be easily downloaded to the sample separation device using software. Advantageously, the method development can optionally be further refined in combination with a mass spectrometer.
Eine Steuereinrichtung
Über das Probentrenngerät
Zum Zwecke der benutzerspezifischen Entwicklung dieser Trennmethode weist die Vorrichtung
Ferner ist bei der Vorrichtung
Darüber hinaus weist die Vorrichtung
Eine Steuereinrichtung
Bei Durchführung der Kandidaten-Methoden auf dem Probentrenngerät
Ferner ist in der Vorrichtung
Mit Vorteil, aber optional, kann die Vorrichtung
Wie in
Insbesondere hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Mehrzahl von zugelassenen Kandidaten-Methoden in einem Bereich von 3 bis 15 Kandidaten-Methoden vorzugeben, vorzugsweise in einem Bereich von 6 bis 10 Kandidaten-Methoden. Dadurch kann ein vorteilhafter Ausgleich zwischen einer ausreichend großen Basis von Kandidaten-Methoden zum Auffinden einer wirklich geeigneten Trennmethode und einer ausreichend starken Datenreduktion beim Auswählen der Kandidaten-Methoden getroffen werden, was auch die Ressourcen des Probentrenngeräts
Das Auswählen der Kandidaten-Methode durch die Sucheinrichtung
Vorteilhaft kann die Auswahl der Kandidaten-Methoden aus der Methoden-Datenbank
Wie in
Wie in
Die Benutzerzielvorgabe kann an die Methoden-Datenbank
Die Sucheinrichtung
Mittels der Steuereinrichtung
Mittels der Ermittlungseinrichtung
Das Ergebnis der beschriebenen Prozedur kann dann der Erhalt einer Trennmethode
Wir mit Bezugszeichen
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Es sollte angemerkt werden, dass der Begriff „aufweisen“ nicht andere Elemente ausschließt und dass das „ein“ nicht eine Mehrzahl ausschließt. Auch können Elemente, die in Zusammenhang mit unterschiedlichen Ausführungsbeispielen beschrieben sind, kombiniert werden. Es sollte auch angemerkt werden, dass Bezugszeichen in den Ansprüchen nicht als den Schutzbereich der Ansprüche beschränkend ausgelegt werden sollen.It should be noted that the term "have" does not exclude other elements and that "a" does not exclude a plurality. Elements that are described in connection with different exemplary embodiments can also be combined. It should also be noted that reference signs in the claims should not be construed as limiting the scope of the claims.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- EP 0309596 B1 [0002]EP 0309596 B1 [0002]
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EP0309596B1 (en) | 1987-09-26 | 1993-03-31 | Hewlett-Packard GmbH | Pumping apparatus for delivering liquid at high pressure |
-
2020
- 2020-03-30 DE DE102020108696.2A patent/DE102020108696A1/en active Pending
Patent Citations (1)
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WO2024012943A1 (en) * | 2022-07-13 | 2024-01-18 | Cytiva Sweden Ab | Method to configure a system for chemical separation |
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