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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufnahmevorrichtung zum Aufnehmen eines Mobilphasenreservoirs an einem Analysegerät zum Analysieren einer fluidischen Probe mittels mobiler Phase aus dem Mobilphasenreservoir, eine Anordnung, ein Analysegerät, und ein Verfahren zum Aufnehmen eines Mobilphasenreservoirs an einem Analysegerät zum Analysieren einer fluidischen Probe.
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In einer HPLC wird typischerweise eine Flüssigkeit (mobile Phase) bei einer sehr genau kontrollierten Flussrate (zum Beispiel im Bereich von Mikrolitern bis Millilitern pro Minute) und bei einem hohen Druck (typischerweise 20 bis 1000 bar und darüber hinausgehend, derzeit bis zu 2000 bar), bei dem die Kompressibilität der Flüssigkeit spürbar sein kann, durch eine sogenannte stationäre Phase (zum Beispiel in einer chromatografischen Säule), bewegt, um einzelne Fraktionen einer in die mobile Phase eingebrachten Probenflüssigkeit voneinander zu trennen. Nach Durchlaufen der stationären Phase werden die getrennten Fraktionen der fluidischen Probe in einem Detektor detektiert. Ein solches HPLC-System ist bekannt zum Beispiel aus der
EP 0,309,596 B1 derselben Anmelderin, Agilent Technologies, Inc.
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Im Betrieb eines HPLC-Systems wird mobile Phase zum Durchführen der Probentrennung benötigt. Solche mobile Phase, die auch aggressive Chemikalien aufweisen kann, wird aus einer oder mehreren Mobilphasenbehältern in Form von Lösungsmittelflaschen bereitgestellt. Die Handhabung von Mobilphasenbehältern kann für einen Benutzer umständlich oder sogar gefährlich sein.
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DE 10 2012 222 828 A1 offenbart eine vorbefüllte Flüssigkeitskartusche zum fluidischen Anschließen an ein Probentrenngerät zum Trennen von Komponenten einer fluidischen Probe unter Verwendung von Flüssigkeit der Flüssigkeitskartusche, wobei die Flüssigkeitskartusche einen Flüssigkeitsbehälter, der mit Flüssigkeit vorbefüllt ist, und einen an dem Flüssigkeitsbehälter vorgesehenen Flüssigkeitsentnahmeanschluss aufweist, der eingerichtet ist, mittels bloßen Einführens der Flüssigkeitskartusche in eine korrespondierende Flüssigkeitskartuschenaufnahme des Probentrenngeräts mit mindestens einer Flüssigkeitsleitung des Probentrenngeräts fluidisch gekoppelt zu werden.
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OFFENBARUNG
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, in einem Analysegerät in einfacher und sicherer Weise mobile Phase bereitzustellen. Die Aufgabe wird mittels der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen gezeigt.
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Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Aufnahmevorrichtung zum Aufnehmen eines Mobilphasenreservoirs an einem Analysegerät zum Analysieren einer fluidischen Probe mittels mobiler Phase aus dem Mobilphasenreservoir geschaffen, wobei die Aufnahmevorrichtung eine Ventilsteuerung zum Steuern eines Ventils zum Zulassen oder Unterbinden einer Zuführung von mobiler Phase aus dem Mobilphasenreservoir an das Analysegerät und eine Betätigungseinrichtung aufweist, die zum manuellen Betätigen durch einen Benutzer derart eingerichtet ist, dass mittels des Betätigens die Ventilsteuerung zum Zulassen oder Unterbinden der Zuführung von mobiler Phase gesteuert wird, wenn das Mobilphasenreservoir an der Aufnahmevorrichtung aufgenommen ist.
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Gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel ist eine Anordnung zum Bereitstellen mobiler Phase an ein Analysegerät zum Analysieren einer fluidischen Probe bereitgestellt, wobei die Anordnung mindestens eine Aufnahmevorrichtung (oder mehrere Aufnahmevorrichtungen) mit den oben beschriebenen Merkmalen und mindestens ein zumindest einen Teil der mobilen Phase beinhaltendes Mobilphasenreservoir (oder mehrere Mobilphasenreservoirs) aufweist, das an der mindestens einen Aufnahmevorrichtung aufgenommen oder aufnehmbar ist.
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Gemäß einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel ist ein Analysegerät zum Analysieren einer, insbesondere in eine mobile Phase zu injizierenden, fluidischen Probe bereitgestellt, wobei das Analysegerät mindestens eine Aufnahmevorrichtung (oder mehrere Aufnahmevorrichtungen) mit den oben beschriebenen Merkmalen zum Aufnehmen mindestens eines Mobilphasenreservoirs (oder mehrerer Mobilphasenreservoirs) zum Bereitstellen mobiler Phase zum Analysieren der fluidischen Probe aufweist.
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Gemäß einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel ist ein Verfahren zum Aufnehmen eines Mobilphasenreservoirs an einem Analysegerät zum Analysieren einer fluidischen Probe bereitgestellt, wobei das Verfahren nach dem Aufnehmen des Mobilphasenreservoirs an einer Aufnahmevorrichtung ein manuelles Betätigen einer Betätigungseinrichtung der Aufnahmevorrichtung des Analysegerätes durch einen Benutzer derart aufweist, dass mittels des Betätigens eine Ventilsteuerung zum Zulassen oder Unterbinden der Zuführung von mobiler Phase aus dem Mobilphasenreservoir gesteuert wird.
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Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird unter dem Begriff „Aufnahmevorrichtung“ insbesondere eine Vorrichtung verstanden, die zum Aufnehmen mindestens eines Mobilphasenreservoirs ausgebildet ist. Hierfür stellt die Aufnahmevorrichtung vorzugsweise einen Aufnahmeraum zur Verfügung, der auf die Dimensionen eines aufzunehmenden Mobilphasenreservoirs angepasst ist.
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Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird unter dem Begriff „Ventilsteuerung“ insbesondere ein Mechanismus verstanden, der den Öffnungs- bzw. Schließ-Zustand eines fluidischen Ventils steuert, regelt oder einstellt. Die Ventilsteuerung kann rein mechanisch ausgebildet sein oder kann alternativ oder ergänzend auch elektrisch, magnetisch oder anderweitig operieren. Das mittels der Ventilsteuerung gesteuerte Ventil kann insbesondere Teil des Mobilphasenreservoirs, Teil der Aufnahmevorrichtung oder Teil eines anderen Bauteils eines Analysegeräts sein.
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Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird unter dem Begriff „Betätigungseinrichtung“ insbesondere ein Bauteil oder eine Mehrzahl von zusammenwirkenden Bauteilen verstanden, das oder die zum Einstellen oder Verstellen der Ventilsteuerung ausgebildet ist oder sind. Hierbei kann die Betätigung der Betätigungseinrichtung händisch durch einen Benutzer erfolgen.
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Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird unter dem Begriff „Mobilphasenreservoir“ insbesondere ein Reservoir für eine mobile Phase verstanden, insbesondere einen mobile Phase enthaltenden Behälter (der auch als Mobilphasenbehälter bezeichnet werden kann). Zum Beispiel kann ein Mobilphasenreservoir ein Lösungsmittelbehälter sein, beispielsweise konfiguriert als Lösungsmittelkartusche oder Lösungsmittelmodul. Vorzugsweise kann das Mobilphasenreservoir zur liegenden Aufnahme in der Aufnahmevorrichtung ausgebildet sein. Im aufgenommenen Zustand kann das Mobilphasenreservoir in zumindest einer horizontalen Richtung eine größere Ausdehnung haben als in vertikaler Richtung. Durch diese Konfiguration kann das Mobilphasenreservoir ein höheres Aufnahmevolumen haben als herkömmliche Lösungsmittelflaschen.
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Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird unter dem Begriff „Fluid“ insbesondere eine Flüssigkeit und/oder ein Gas verstanden, optional aufweisend Festkörperpartikel.
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Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird unter dem Begriff „fluidische Probe“ insbesondere ein Medium, weiter insbesondere eine Flüssigkeit, verstanden, das bzw. die die eigentlich zu analysierende Materie enthält (zum Beispiel eine biologische Probe), wie zum Beispiel eine Proteinlösung, eine pharmazeutische Probe, etc.
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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 zwischen einem Fluidantrieb und einer Probentrenneinrichtung dient. Mobile Phase kann aber auch in einer Fluidfördereinrichtung zum Beeinflussen der fluidischen Probe eingesetzt werden. Zum Beispiel kann die mobile Phase ein (zum Beispiel organisches und/oder anorganisches) Lösungsmittel oder eine Lösungsmittelzusammensetzung sein (zum Beispiel Wasser und Ethanol).
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Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann der Begriff „Analysegerät“ insbesondere ein Gerät bezeichnen, das in der Lage und konfiguriert ist, eine fluidische Probe zu untersuchen, insbesondere zu trennen, weiter insbesondere in verschiedene Fraktionen zu trennen. Beispielsweise kann eine solche Probentrennung mittels Chromatographie oder Elektrophorese erfolgen. Bevorzugt kann das Analysegerät ein Flüssigkeitschromatografie-Probentrenngerät sein.
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Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Aufnahmevorrichtung für ein Mobilphasenreservoir eines Proben-Analysegeräts bereitgestellt, die es nach dem Aufnehmen des Mobilphasenreservoirs an der Aufnahmevorrichtung durch ein händisches benutzerseitiges Betätigen ermöglicht, eine Ventilsteuerung zum Zulassen oder Unterbinden (insbesondere zum Aktivieren) der Zuführung von mobiler Phase aus dem Mobilphasenreservoir anzusteuern. Dadurch kann der Benutzer selbst aktiv definieren, dass und wann nach dem Einsetzen eines Mobilphasenreservoirs in eine Aufnahmevorrichtung eines Analysegerätes das Fluidventil zum Zulassen bzw. Unterbinden einer Fluidversorgung aus dem Mobilphasenreservoir geschaltet wird. Dadurch kann die Betriebssicherheit im Umgang mit mobiler Phase aus einem Mobilphasenreservoir verbessert werden. Insbesondere kann eine Dichtigkeit des Mobilphasenreservoirs bis zu einem definierten Öffnen des Ventils sichergestellt werden und somit ein Schutz vor Kontamination gewährleistet werden. Somit kann die Betätigungseinrichtung zum händischen Bedienen durch einen Benutzer ausgebildet sein. Dadurch kann ein Benutzer einen Montagezustand des Mobilphasenreservoirs unmittelbar selbst bestimmen. Ein solches System ist fehlerrobuster als ein automatischer Federmechanismus oder dergleichen.
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Im Weiteren werden zusätzliche Ausgestaltungen der Aufnahmevorrichtung, der Anordnung, des Analysegeräts und des Verfahrens beschrieben.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann die Aufnahmevorrichtung einen Verriegelungsmechanismus zum Verriegeln des Mobilphasenreservoirs an der Aufnahmevorrichtung aufweisen, wobei die Betätigungseinrichtung zum Betätigen des Verriegelungsmechanismus zum Verriegeln des Mobilphasenreservoirs an der Aufnahmevorrichtung derart ausgebildet ist, dass mittels des Betätigens auch die Ventilsteuerung zum Zulassen oder Unterbinden der Zuführung von mobiler Phase gesteuert wird. Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird unter dem Begriff „Verriegelungsmechanismus“ insbesondere ein Bauteil oder eine Mehrzahl von zusammenwirkenden Bauteilen verstanden, das oder die einen in einem Aufnahmeraum der Aufnahmevorrichtung aufgenommenen Mobilphasenbehälter an der Aufnahmevorrichtung lösbar arretiert oder arretieren. Beispielsweise kann eine solche Verriegelung durch einen Formschluss oder einen Hinterschnitt zwischen einem Verriegelungselement des Verriegelungsmechanismus und einem Strukturmerkmal des Mobilphasenbehälters erfolgen. Es ist auch möglich, dass der Mobilphasenbehälter an dem Verriegelungsmechanismus festgeklemmt oder in irgendeiner anderen Weise mechanisch festgehalten wird. Mit Vorteil kann also eine Aufnahmevorrichtung für ein Mobilphasenreservoir eines Proben-Analysegeräts bereitgestellt werden, die einen Verriegelungsmechanismus zum Verriegeln des Mobilphasenreservoirs und eine Ventilsteuerung zum Steuern einer Zuführung von mobiler Phase aus dem Mobilphasenreservoir aufweist. Vorteilhaft kann eine Betätigungseinrichtung vorgesehen sein, deren Betätigung sowohl den Verriegelungsmechanismus als auch zusätzlich die Ventilsteuerung in eine zugeordnete Konfiguration überführt.
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Eine Betätigung der Betätigungseinrichtung kann also vorzugsweise sowohl eine zugeordnete Konfiguration eines Verriegelungsmechanismus als auch eine zugeordnete Konfiguration der Ventilsteuerung auslösen. Somit kann mittels der Betätigungseinrichtung insbesondere eine kombinierte Verriegelungs- und Ventilöffnungsaktion ausgeführt werden. Nach dem Einsetzen des beispielsweise als Lösungsmittelbehälter ausgebildeten Mobilphasenreservoirs in einen Aufnahmeraum der Aufnahmevorrichtung (d.h. nach dem Vorbereiten für den tatsächlichen Gebrauch) können mittels Bewegens (vorzugsweise rotierend) eines Knopfs der Betätigungseinrichtung vorzugsweise mehrere Funktionen ausgelöst werden. Diese können insbesondere ein mechanisches Verriegeln des Mobilphasenreservoirs (in dem Aufnahmeraum) und ein Öffnen eines Ventils (vorzugsweise des Mobilphasenreservoirs) beinhalten, zum Beispiel um sicherzustellen, dass das Mobilphasenreservoir außerhalb des Aufnahmeraums flüssigkeitsdicht ist. Dadurch kann es ermöglicht werden, in einem Analysegerät in einfacher und sicherer Weise mobile Phase bereitzustellen.
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Alternativ zu dem vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist es jedoch auch möglich, dass bereits durch das bloße Aufnehmen des Mobilphasenreservoirs an der Aufnahmevorrichtung eine Verriegelung oder sonstige mechanische Festlegung zwischen Aufnahmevorrichtung und Mobilphasenreservoir bewerkstelligt wird, d.h. unabhängig von einer Betätigung der Betätigungseinrichtung durch einen Benutzer.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Betätigungseinrichtung zum Betätigen des Verriegelungsmechanismus zum selektiven Verriegeln oder Entriegeln des Mobilphasenreservoirs ausgebildet sein. Beispielsweise kann in einer Stellung der Betätigungseinrichtung das Mobilphasenreservoir an der Aufnahmevorrichtung verriegelt und in einer anderen Stellung der Betätigungseinrichtung das Mobilphasenreservoir von der Aufnahmevorrichtung entriegelt sein. Die verriegelte Konfiguration korrespondiert vorzugsweise mit einer geöffneten Ventilstellung, wohingegen die entriegelte Konfiguration zu einer geschlossenen Ventilstellung korrespondieren kann. Dann kann mobile Phase nur im verriegelten Zustand aus dem Mobilphasenreservoir entweichen, was einen Benutzer zuverlässig davor schützt, unerwünscht mit mobiler Phase in Kontakt zu geraten.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Betätigungseinrichtung zum Drehbetätigen (insbesondere des Verriegelungsmechanismus) ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Betätigungseinrichtung einen Drehknopf oder einen Drehverschluss nach dem Prinzip eines Bajonetts aufweisen. Alternativ kann die Betätigungseinrichtung zum Beispiel ein Druckknopf, ein umzulegender Hebel oder ein zu verschiebender Schalter sein.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Betätigungseinrichtung derart ausgebildet sein, dass mittels des Betätigens simultan das Mobilphasenreservoir an der Aufnahmevorrichtung verriegelt und die Ventilsteuerung zum Zulassen der Zuführung von mobiler Phase geschaltet wird. Somit können die Aktivierung einer Flüssigkeitsentnahme aus dem Mobilphasenreservoir und eine Verriegelung des Mobilphasenreservoirs an der Aufnahmevorrichtung gleichzeitig und durch eine gemeinsame Handbewegung des Benutzers erfolgen. Dadurch ist sichergestellt, dass mobile Phase aus dem Mobilphasenreservoir nur im gesicherten verriegelten Zustand entweichen kann, wodurch die Betriebssicherheit verbessert werden kann.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Betätigungseinrichtung zum Betätigen (insbesondere auch eines Verriegelungsmechanismus zum Verriegeln des Mobilphasenreservoirs an der Aufnahmevorrichtung) derart ausgebildet sein, dass mittels des Betätigens auch ein Sensor der Aufnahmevorrichtung gesteuert wird. Insbesondere kann mittels Betätigens der Betätigungseinrichtung simultan mit dem Öffnen des Fluidventils und den Verriegeln des Mobilphasenreservoirs der Sensor aktiviert werden. Somit kann durch Betätigen der Betätigungseinrichtung zusätzlich noch eine weitere Funktion ausgelöst werden, beispielsweise die Aktivierung eines Sensors. Eine solche Sensorfunktion kann nur dann erforderlich sein, wenn ein Mobilphasenreservoir betriebsbereit an dem Analysegerät montiert ist. Ein separates Aktivieren eines Sensors kann entbehrlich sein, wenn die Sensoraktivierung durch die Betätigung der Betätigungseinrichtung ausgelöst wird.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Sensor als Wägesensor zum Ermitteln eines Gewichts des Mobilphasenreservoirs und/oder als Füllstandsensor zum Ermitteln eines Füllstands des Mobilphasenreservoirs mit mobiler Phase ausgebildet sein. Sowohl eine Gewichtsermittlung des Mobilphasenreservoirs als auch eine Ermittlung der Füllhöhe von mobiler Phase in dem Mobilphasenreservoir erlaubt eine zuverlässige Steuerung eines Analyseprozesses zum Analysieren einer fluidischen Probe. Beispielsweise kann dadurch zuverlässig ausgeschlossen werden, dass während Durchführung eines Analyselaufs mobile Phase ausgeht und die Analyse folglich unverwendbar wird.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Aufnahmevorrichtung einen Aufnahmebehälter aufweisen, in den das Mobilphasenreservoir einzuführen ist, bevor die Betätigungseinrichtung zum Betätigen der Ventilsteuerung (und vorzugsweise zum simultanen Betätigen des Verriegelungsmechanismus und/oder eines Sensors) betätigbar ist. Durch Bereitstellen eines Aufnahmebehälters zum Einführen des Mobilphasenreservoirs kann für einen Benutzer intuitiv angezeigt werden, welche Maßnahmen auszuführen sind, um die Zufuhr von mobiler Phase aus dem Mobilphasenreservoir in das Analysegerät zu ermöglichen. Durch Kombination von Mobilphasenreservoir und Aufnahmebehälter kann vorteilhaft eine Funktionstrennung vorgenommen werden. Das Mobilphasenreservoir kann für die Aufnahme von mobiler Phase konfiguriert sein, beispielsweise aus Glas hergestellt sein, was eine Spülmaschinentauglichkeit des Mobilphasenreservoirs zur Folge hat. Der Aufnahmebehälter hingegen kann als Stoßschutz dienen und kann daher beispielsweise aus Kunststoff und/oder Metall hergestellt werden.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Aufnahmevorrichtung einen Schiebemechanismus zum Einschieben des Aufnahmebehälters samt Mobilphasenreservoir bis zu einer Zielposition aufweisen, bevor die Betätigungseinrichtung zum Betätigen der Ventilsteuerung (und vorzugsweise zum simultanen Betätigen des Verriegelungsmechanismus) betätigbar ist. Somit kann nach Einsetzen des Mobilphasenreservoirs in den Aufnahmebehälter dieser nach dem Prinzip einer Schublade eingeschoben werden, um intuitiv, einfach und zuverlässig eine fluidische Kopplung zwischen dem Mobilphasenreservoir und dem Analysegerät auszubilden. Die eigentliche Aktivierung der Zufuhr von mobiler Phase aus dem Mobilphasenreservoir kann dann durch Betätigen der Betätigungseinrichtung erfolgen.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Verriegelungsmechanismus ausgebildet sein, im verriegelten Zustand ein Entnehmen des Mobilphasenreservoirs aus dem Aufnahmebehälter mechanisch zu verunmöglichen. Indem ein Herausnehmen des Mobilphasenreservoirs aus dem Aufnahmebehälter im verriegelten Zustand mit geöffnetem Ventil blockiert wird, kann zuverlässig vermieden werden, dass ein Benutzer mit aggressiven Lösungsmitteln aus dem Mobilphasenreservoir unerwünscht in Kontakt gerät. Erst wenn der Verriegelungsmechanismus das Mobilphasenreservoir entriegelt und dadurch auch ein Schließen des Ventils ausgelöst wird und somit ein Entweichen von mobiler Phase aus dem Mobilphasenreservoir verunmöglicht wird, kann das Mobilphasenreservoir wieder gefahrlos aus der Aufnahmevorrichtung entnommen werden.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Ventil Teil des Mobilphasenreservoirs sein. Besagtes Ventil kann in einem normal-geschlossen-Zustand vorliegen. Dann kann sichergestellt werden, dass das Mobilphasenreservoir, solange es nicht an der Aufnahmevorrichtung montiert ist, einen geschlossenen Ventilzustand hat. Dies verbessert die Sicherheit vor einem unerwünschten Entweichen von mobiler Phase aus dem Mobilphasenreservoir. Beispielsweise kann das Ventil unten oder oben an einer Seitenwand des Mobilphasenreservoirs angebracht sein. Das Ventil kann auch teilweise an dem Mobilphasenreservoir und teilweise an dem Aufnahmebehälter ausgebildet sein.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Mobilphasenreservoir fluiddicht sein, bis das Ventil aktiv zum Zulassen einer Zuführung von mobiler Phase aus dem aufgenommenen Mobilphasenreservoir an das Analysegerät angesteuert wird. Somit kann das Ventil, welches von der Ventilsteuerung der Aufnahmevorrichtung gesteuert wird, eine integrale Komponente des Mobilphasenreservoirs sein. Damit ist der Vorteil verbunden, dass das Ventil in einem normalerweise geschlossenen Zustand sicherstellt, dass aus dem Mobilphasenreservoir keine mobile Phase entweichen kann, wenn das Mobilphasenreservoir nicht an der Aufnahmevorrichtung montiert ist. Anschaulich kann das an dem Mobilphasenreservoir vorgesehene Ventil außerhalb der Aufnahmevorrichtung fluiddicht geschlossen sein. Erst durch Montage und Verriegelung des Mobilphasenreservoirs an der Aufnahmevorrichtung kann dann eine Ventilöffnung ausgelöst werden. Ein so ausgebildetes Mobilphasenreservoir ist einfach und sicher zu handhaben.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Analysegerät als Probentrenngerät mit einem Fluidantrieb zum Antreiben der mobilen Phase und der in die mobile Phase injizierten fluidischen Probe und mit einer Probentrenneinrichtung zum Trennen der in die mobile Phase injizierten fluidischen Probe ausgebildet sein. Das Probentrenngerät kann zum Beispiel ein mikrofluidisches Messgerät, ein Life Science-Gerät, ein Flüssigkeitschromatographiegerät, ein Gaschromatographiegerät, eine HPLC (High Performance Liquid Chromatography), eine UHPLC-Anlage oder ein SFC-(superkritische Flüssigkeitschromatographie) Gerät sein. Allerdings sind viele andere Anwendungen möglich.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Probentrenneinrichtung als chromatographische Trenneinrichtung, insbesondere als Chromatographietrennsäule, ausgebildet sein. Bei einer chromatographischen Trennung kann die Chromatographietrennsäule mit einem Adsorptionsmedium, versehen sein. An diesem kann die fluidische Probe aufgehalten werden und erst nachfolgend bei Anwesenheit einer spezifischen Lösungsmittelzusammensetzung fraktionsweise wieder abgelöst werden, womit die Trennung der Probe in ihre Fraktionen bewerkstelligt wird.
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Ein Pumpsystem zum Fördern von Fluid kann zum Beispiel dazu eingerichtet sein, das Fluid bzw. 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.
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Das Probentrenngerät kann einen Probeninjektor zum Einbringen der Probe in den fluidischen Trennpfad aufweisen. Ein solcher Probeninjektor kann eine mit einem Sitz koppelbare Injektionsnadel in einem entsprechenden Flüssigkeitspfad aufweisen, wobei die Nadel aus diesem Sitz herausgefahren werden kann, um Probe aufzunehmen, wobei nach dem Wiedereinführen der Nadel in den Sitz die Probe sich in einem Fluidpfad befindet, der, zum Beispiel durch das Schalten eines Ventils, in den Trennpfad des Systems hineingeschaltet werden kann, was zum Einbringen der Probe in den fluidischen Trennpfad führt. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann ein Probeninjektor bzw. Sampler mit einer Nadel verwendet werden, die ohne Sitz betrieben wird.
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Das Probentrenngerät kann einen Fraktionssammler zum Sammeln der getrennten Komponenten aufweisen. Ein solcher Fraktionssammler kann die verschiedenen Komponenten der aufgetrennten Probe zum Beispiel in verschiedene Flüssigkeitsbehälter führen. Die analysierte Probe kann aber auch einem Abflussbehälter zugeführt werden.
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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.
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Figurenliste
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Andere Ziele und viele der begleitenden Vorteile von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung werden leicht wahrnehmbar werden und besser verständlich werden unter Bezugnahme auf die folgende detailliertere Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen. Merkmale, die im Wesentlichen oder funktionell gleich oder ähnlich sind, werden mit denselben Bezugszeichen versehen.
- 1 zeigt ein HPLC-System mit Aufnahmevorrichtungen und Mobilphasenreservoirs gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
- 2 zeigt eine räumliche Darstellung eines Teils einer Aufnahmevorrichtung samt Mobilphasenreservoir eines Analysegerätes gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
- 3 zeigt eine Betätigungseinrichtung der Aufnahmevorrichtung gemäß 2 in einem entriegelten Zustand.
- 4 zeigt eine Betätigungseinrichtung der Aufnahmevorrichtung gemäß 2 in einem verriegelten Zustand.
- 5 zeigt einen im verriegelten Zustand ermöglichten Fluss mobiler Phase in der Aufnahmevorrichtung gemäß 2.
- 6 zeigt einen im entriegelten Zustand verunmöglichten Fluss mobiler Phase in der Aufnahmevorrichtung gemäß 2.
- 7 zeigt eine räumliche Ansicht der Aufnahmevorrichtung samt Mobilphasenreservoir gemäß 2.
- 8 zeigt Komponenten der Aufnahmevorrichtung und eines Mobilphasenreservoirs gemäß 2 während eines Montageprozesses.
- 9 zeigt Komponenten der Aufnahmevorrichtung und eines Mobilphasenreservoirs gemäß 2 nach Abschluss eines Montageprozesses.
- 10 bis 12 zeigen Darstellungen einer Ventilsteuerung der Aufnahmevorrichtung gemäß 2.
- 13 bis 15 zeigen Darstellungen einer Leckageschutzeinrichtung der Aufnahmevorrichtung gemäß 2.
- 16 und 17 zeigen Darstellungen der Aufnahmevorrichtung gemäß 2 mit einem bei der Montage aktivierten Sensor.
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Die Darstellung in der Zeichnung ist schematisch.
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Bevor bezugnehmend auf die Figuren exemplarische Ausführungsbeispiele beschrieben werden, sollen einige grundlegende Überlegungen zusammengefasst werden, basierend auf denen exemplarische Ausführungsbeispiele der Erfindung abgeleitet worden sind.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine Aufnahmevorrichtung zum Aufnehmen eines Mobilphasenreservoirs in einem Analysegerät geschaffen, die eine Betätigungseinrichtung aufweist, mit der sowohl ein Verriegelungsmechanismus zum Verriegeln des Mobilphasenreservoirs an der Aufnahmevorrichtung als auch eine Ventilsteuerung zum Steuern eines Fluidflusses von mobiler Phase aus dem Mobilphasenreservoir in das Analysegerät eingestellt werden kann. Dies erlaubt ein sicheres und einfaches Handhaben eines Mobilphasenreservoirs, das zum Beispiel aggressive Chemikalien zum Erzeugen einer Lösungsmittelzusammensetzung für eine HPLC enthalten kann.
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Der Verriegelungsmechanismus kann ein mechanischer Mechanismus zum mechanischen Verriegeln eines insbesondere als Lösungsmittelbehälter ausgebildeten Mobilphasenreservoirs an einem Gehäuse der Aufnahmevorrichtung und gleichzeitig zum Öffnen oder Schließen eines fluidischen Pfads zwischen dem Mobilphasenreservoir und dem Gehäuse sein. Dieses Öffnen oder Schließen des fluidischen Pfads kann durch Öffnen oder Schließen eines Ventils erfolgen, das sich vorzugsweise innerhalb des Mobilphasenreservoirs befindet. Der mechanische Mechanismus kann vorzugsweise ein Drehmechanismus sein, zum Beispiel ausgebildet als drehbarer Knopf, der eine mechanische Verriegelung sowie das Öffnen bzw. Schließen des fluidischen Pfades ausgelöst durch einen solchen Rotationsmechanismus bewirkt. Anstelle eines Drehmechanismus kann auch ein translatorischer Mechanismus eingesetzt werden. Es ist von Vorteil, einen separaten Verriegelungsmechanismus bereitzustellen, der manuell betätigt werden kann, da dieser insbesondere eine besonders hohe Sicherheit und Zuverlässigkeit bieten kann. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Flüssigkeitskupplung zuverlässig geöffnet oder geschlossen ist. Ein Verriegelungsmechanismus mit einem drehbaren Knopf befestigt das Mobilphasenreservoir somit mechanisch am Gehäuse, während gleichzeitig eine Flüssigkeitsverbindung zwischen Ventil und Gehäuse geöffnet oder geschlossen wird.
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Ein manuell betätigter Verriegelungsmechanismus kann insbesondere im Hinblick auf die flüssigkeitsdichte Kopplung zwischen Mobilphasenreservoir und Gehäuse eine besonders hohe Zuverlässigkeit bereitstellen. Die spezifische Funktionalität einer Betätigungseinrichtung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann es also sein, sowohl einen Verriegelungsmechanismus zu betätigen als auch ein Ventil zu öffnen. Mit anderen Worten verriegelt die Betätigung des Verriegelungsmechanismus einerseits den Flüssigkeitsbehälter mechanisch in dem Analysegerät und öffnet andererseits gleichzeitig ein Ventil des Mobilphasenreservoirs, so dass das Mobilphasenreservoir durch ein solches Einführen und Verriegeln in Einsatzbereitschaft versetzt werden kann. Hierbei kann das Öffnen des Ventils zum Beispiel durch eine Drehung der Betätigungseinrichtung oder durch eine andere mechanische Aktivität erfolgen. Vorteilhaft kann mittels Betätigens der Betätigungseinrichtung zusätzlich zum Auslösen einer Verriegelungs- oder Entriegelungs-Aktion und einer Öffnung oder einem Schließen eines Fluidventils auch eine Betätigung oder Aktivierung eines Sensors erfolgen (zum Beispiel eines Sensors zum Wiegen des Mobilphasenreservoirs). Alternativ oder ergänzend hierzu kann auch mindestens eine weitere Funktion der Aufnahmevorrichtung durch das Betätigen der Betätigungseinrichtung ausgelöst werden.
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1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines HPLC-Systems als Beispiel für ein als Probentrenngerät ausgebildetes Analysegerät 10 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie es zum Beispiel zur Flüssigkeitschromatographie verwendet werden kann. Eine Fluidfördereinrichtung bzw. ein Fluidantrieb 20, der mit Lösungsmitteln aus einer Zuführeinrichtung versorgt wird, treibt eine mobile Phase durch eine Probentrenneinrichtung 30 (wie zum Beispiel eine chromatographische Säule), die eine stationäre Phase beinhaltet. Die Zuführeinrichtung umfasst eine erste Fluidkomponentenquelle (die auch als erstes Mobilphasenreservoir 102 bezeichnet werden kann) zum Bereitstellen eines ersten Fluids bzw. einer ersten Lösungsmittelkomponente A (zum Beispiel Wasser) und eine zweite Fluidkomponentenquelle (die auch als zweites Mobilphasenreservoir 102 bezeichnet werden kann) zum Bereitstellen eines anderen zweiten Fluids bzw. einer zweiten Lösungsmittelkomponente B (zum Beispiel ein organisches Lösungsmittel). Ein optionaler Entgaser 27 kann die mittels der ersten Fluidkomponentenquelle und mittels der zweiten Fluidkomponentenquelle aus den Mobilphasenreservoirs 102, 102 bereitgestellten Lösungsmittel entgasen, bevor diese dem Fluidantrieb 20 zugeführt werden. Eine Probenaufgabeeinheit, die auch als Injektor 40 bezeichnet werden kann, ist zwischen dem Fluidantrieb 20 und der Probentrenneinrichtung 30 angeordnet, um eine Probenflüssigkeit bzw. eine fluidische Probe durch Schalten eines Injektionsventils 90 des Injektors 40 in einen fluidischen Trennpfad 103 zwischen Fluidantrieb 20 und Probentrenneinrichtung 30 einzubringen.
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Die stationäre Phase der Probentrenneinrichtung 30 ist dazu vorgesehen, Komponenten der Probe zu separieren. Ein Detektor 50, der eine Flusszelle aufweisen kann, detektiert separierte Komponenten der Probe. Ein Fraktionierungsgerät oder Fraktionierer 60 kann dazu vorgesehen werden, separierte Komponenten der Probe in dafür vorgesehene Behälter auszugeben. Nicht mehr benötigte Flüssigkeiten können in einen Abflussbehälter bzw. in eine Wasteleitung ausgegeben werden.
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Während ein Flüssigkeitspfad zwischen dem Fluidantrieb 20 und der Probentrenneinrichtung 30 typischerweise unter Hochdruck steht, wird die Probenflüssigkeit in den Injektor 40 eingegeben. Danach wird die Probenflüssigkeit in den unter Hochdruck stehenden Trennpfad 103 eingebracht. Vorzugsweise wird noch vor dem Zuschalten der zunächst unter Normaldruck stehenden Probenflüssigkeit in den unter Hochdruck stehenden Trennpfad 103 die fluidische Probe in dem Injektor 40 auf den Systemdruck des als HPLC ausgebildeten Analysegeräts 10 gebracht. Eine Steuereinrichtung 70 steuert die einzelnen Komponenten 20, 30, 40, 50, 60, 90, etc., des Analysegeräts 10.
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1 zeigt zwei Zuführleitungen 171, 173, von denen jede fluidisch mit einer jeweiligen der zwei als Fluidkomponentenquellen bezeichneten Lösungsmittelbehältern bzw. Mobilphasenreservoirs 102, 102 zum Bereitstellen eines jeweiligen der Fluide bzw. Lösungsmittelkomponenten A und B fluidisch gekoppelt ist. Das jeweilige Fluid bzw. die jeweilige Lösungsmittelkomponente A bzw. B wird durch die jeweilige Zuführleitung 171 bzw. 173, durch den Entgaser 27 zu einem Proportionierventil 87 als Proportioniereinrichtung gefördert, an dem die Fluide bzw. Lösungsmittelkomponenten A bzw. B aus den Zuführleitungen 171, 173 miteinander vereinigt werden. An dem Proportionierventil 87 fließen die Fluidpakete aus den Zuführleitungen 171, 173 also unter Bildung einer homogenen Lösungsmittelzusammensetzung zusammen. Letztere wird dann dem Fluidantrieb 20 zugeführt.
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1 zeigt darüber hinaus schematisch eine jeweilige Aufnahmevorrichtung 100 zum Aufnehmen eines jeweiligen Mobilphasenreservoirs 102 an dem Analysegerät 10 zum Analysieren der fluidischen Probe mittels mobiler Phase aus den Mobilphasenreservoirs 102. Eine jeweilige der Aufnahmevorrichtungen 100 kann einen schematisch dargestellten Verriegelungsmechanismus 104 zum Verriegeln des Mobilphasenreservoirs 102 an der zugehörigen Aufnahmevorrichtung 100 aufweisen. Dies kann zum Beispiel durch Ausbilden eines Kraftschlusses (beispielsweise durch Einklemmen, wie in 1 schematisch dargestellt) zwischen Mobilphasenreservoir 102 und Verriegelungsmechanismus 104 bewerkstelligt werden. Alternativ kann dies durch Ausbilden eines Formschlusses erfolgen, wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 bis 17. Ferner umfasst die jeweilige Aufnahmevorrichtung 100 vorteilhaft eine Ventilsteuerung 106 zum Steuern eines jeweiligen Fluidventils 108, um eine Zuführung von mobiler Phase aus dem jeweiligen Mobilphasenreservoir 102 an das Analysegerät 10 zuzulassen (vollständig oder bis zu einem vorgebbaren Grad) oder zu unterbinden. Gemäß 1 bildet das jeweilige Fluidventil 108 Teil der jeweiligen Aufnahmevorrichtung 100. Alternativ kann das Fluidventil 108 auch Teil des Mobilphasenreservoirs 102 sein, wie in 2 bis 17 dargestellt. Um beide Steueraufgaben (d.h. Einstellen des Ver- oder Entriegelungszustands und Ventilsteuerung) simultan ausführen zu können, weist die jeweilige Aufnahmevorrichtung 100 darüber hinaus eine mechanische Betätigungseinrichtung 110 zum Betätigen des Verriegelungsmechanismus 104 zum Verriegeln des Mobilphasenreservoirs 102 an der Aufnahmevorrichtung 100 derart auf, dass mittels des Betätigens der Betätigungseinrichtung 110 auch die Ventilsteuerung 106 zum Zulassen oder Unterbinden der Zuführung von mobiler Phase gesteuert wird. Genauer gesagt kann nach Einführen eines jeweiligen Mobilphasenreservoirs 102 in die jeweilige Aufnahmevorrichtung 100 ein Benutzer die Betätigungseinrichtung 110 so betätigen, dass das zugeordnete Mobilphasenreservoir 102 an der Aufnahmevorrichtung 100 verriegelt wird und mittels derselben Betätigung auch eine Öffnung des zugehörigen Ventils 108 ausgelöst wird. Dann kann die Überführung von mobiler Phase aus dem Mobilphasenreservoir 102 durch das geöffnete Ventil 108 hindurch beginnen. Möchte ein Benutzer ein (zum Beispiel entleertes) Mobilphasenreservoir 102 aus der Aufnahmevorrichtung 100 entnehmen, so kann der Benutzer die Betätigungseinrichtung 110 so betätigen, dass das zugeordnete Mobilphasenreservoir 102 von der Aufnahmevorrichtung 100 entriegelt wird und mittels derselben Betätigung auch ein Schließen des zugehörigen Ventils 108 ausgelöst wird. Die beschriebene Handhabung der Mobilphasenreservoirs 102 ist einfach, intuitiv und sicher.
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2 zeigt eine räumliche Darstellung eines Teils einer Aufnahmevorrichtung 100 samt Mobilphasenreservoir 102 eines Analysegerätes 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 3 zeigt (links) eine Betätigungseinrichtung 110 der Aufnahmevorrichtung 100 gemäß 2 in einem entriegelten Zustand. 4 zeigt (links) die Betätigungseinrichtung 110 der Aufnahmevorrichtung 100 gemäß 2 und 3 in einem verriegelten Zustand. 5 zeigt einen im verriegelten Zustand des Mobilphasenreservoirs 102 ermöglichten Fluss mobiler Phase in der Aufnahmevorrichtung 100 gemäß 2. 6 zeigt einen im entriegelten Zustand des Mobilphasenreservoirs 102 verunmöglichten Fluss mobiler Phase in der Aufnahmevorrichtung 100 gemäß 2. 7 zeigt eine räumliche Ansicht der Aufnahmevorrichtung 100 samt Mobilphasenreservoir 102 gemäß 2. 8 zeigt Komponenten der Aufnahmevorrichtung 100 und des Mobilphasenreservoirs 102 gemäß 2 während eines Montageprozesses. 9 zeigt Komponenten der Aufnahmevorrichtung 100 und des Mobilphasenreservoirs 102 gemäß 2 und 8 nach Abschluss eines Montageprozesses. 10 bis 12 zeigen Darstellungen einer Ventilsteuerung 106 und eines Verriegelungsmechanismus 104 der Aufnahmevorrichtung 100 gemäß 2. 13 bis 15 zeigen Darstellungen einer Leckageschutzeinrichtung der Aufnahmevorrichtung 100 gemäß 2. 16 und 17 zeigen Darstellungen der Aufnahmevorrichtung 100 samt Mobilphasenreservoir 102 gemäß 2 mit einem bei der Montage aktivierten Sensor 112.
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Die dargestellte Anordnung 116 aus Aufnahmevorrichtung 100 und Mobilphasenreservoir 102 dient zum Bereitstellen mobiler Phase (beispielsweise eines Lösungsmittel (zum Beispiel Wasser oder ein organisches Lösungsmittel) oder einer Lösungsmittelzusammensetzung (zum Beispiel eine Mischung aus Wasser und einem organischen Lösungsmittel)) an ein Analysegerät 10 (beispielsweise eine HPLC) zum Analysieren einer fluidischen Probe. Die Anordnung 116 weist die Aufnahmevorrichtung 100 (die als Modul der HPLC ausgebildet sein kann) und das Mobilphasenreservoir 102 (zum Beispiel einen Lösungsmittelbehälter) auf, das mobile Phase oder eine Komponente davon enthält und abnehmbar bzw. auswechselbar (zum Beispiel nach Verbrauch des darin enthaltenen Lösungsmittels) an der Aufnahmevorrichtung 100 aufgenommen ist.
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Die Aufnahmevorrichtung 100 dient zum vorübergehenden Aufnehmen des Mobilphasenreservoirs 102 an dem Analysegerät 10, d.h. bis mobile Phase aus dem Mobilphasenreservoir 102 entnommen wurde und Letzteres dadurch entleert wurde. Die Aufnahmevorrichtung 100 weist einen Verriegelungsmechanismus 104 zum selektiven und lösbaren Verriegeln des Mobilphasenreservoirs 102 an der Aufnahmevorrichtung 100 bzw. zum Entriegeln des Mobilphasenreservoirs 102 von der Aufnahmevorrichtung 100 auf. Ferner enthält die Aufnahmevorrichtung 100 eine Ventilsteuerung 106 zum Steuern eines fluidischen Ventils 108 zum selektiven Zulassen (zum Beispiel vollständig oder zu einem vorgebbaren Grad) oder Unterbinden einer Zuführung von mobiler Phase aus dem Mobilphasenreservoir 102 an das Analysegerät 10. Mittels der Ventilsteuerung 106 kann also gesteuert oder eingestellt werden, ob das fluidische Ventil 108 geschlossen oder (insbesondere teilweise oder vollständig) geöffnet ist. Darüber hinaus ist an der Aufnahmevorrichtung 100 eine manuell betätigbare Betätigungseinrichtung 110 in Form eines Drehknopfs vorgesehen, der von einem Benutzer in zwei unterschiedliche Drehstellungen überführt werden kann. Der Drehknopf der Betätigungseinrichtung 110 kann in eine Vorderwand 140 der Aufnahmevorrichtung 100 eingesetzt sein. Mittels Betätigens der Betätigungseinrichtung 110 kann ein Benutzer also den Verriegelungsmechanismus 104 zum Verriegeln des Mobilphasenreservoirs 102 an der Aufnahmevorrichtung 100 oder zum Entriegeln des Mobilphasenreservoirs 102 von der Aufnahmevorrichtung 100 ansteuern. Vorteilhaft kann mittels des besagten Betätigens auch gleichzeitig die Ventilsteuerung 106 zum Zulassen oder Unterbinden der Zuführung von mobiler Phase gesteuert werden. Genauer gesagt kann mittels Betätigens der Betätigungseinrichtung 110 in eine Aktivierungsstellung ein Benutzer den Verriegelungsmechanismus 104 zum Verriegeln des Mobilphasenreservoirs 102 an der Aufnahmevorrichtung 100 und simultan die Ventilsteuerung 106 zum Zulassen der Zuführung von mobiler Phase aus dem Mobilphasenreservoir 102 in das Analysegerät 10 (zum Beispiel zum Versorgen des Fluidantriebs 20 gemäß 1 mit mobiler Phase) gesteuert werden (zum Beispiel zum Durchführen einer Trennung der mobilen Phase mittels mobiler Phase aus dem Mobilphasenreservoir 102). Ferner kann mittels Betätigens der Betätigungseinrichtung 110 zur Überführung in eine Deaktivierungsstellung ein Benutzer den Verriegelungsmechanismus 104 zum Entriegeln des Mobilphasenreservoirs 102 von der Aufnahmevorrichtung 100 und simultan die Ventilsteuerung 106 zum Unterbinden der Zuführung von mobiler Phase aus dem Mobilphasenreservoir 102 in das Analysegerät 10 ansteuern (zum Beispiel zum Vorbereiten eines Auswechselns eines entleerten Mobilphasenreservoirs 102). Durch die kombinierten Mechanismen des Verriegelns/Entriegelns des Mobilphasenreservoirs 102 einerseits und des Zulassens/Unterbindens einer Mobilphasenzuführung aus dem Mobilphasenreservoir 102 andererseits, die beide durch dieselbe Betätigungseinrichtung 110 angesteuert werden, ist ein sicherer, einfacher, schneller und fehlerrobuster Betrieb des Analysegeräts 10 ermöglicht. Mit Vorteil kann der Verriegelungsmechanismus 104 ausgebildet sein, im verriegelten Zustand ein Entnehmen des Mobilphasenreservoirs 102 aus dem Aufnahmebehälter 114 zu verunmöglichen. Dadurch kann ein Entfernen des Mobilphasenreservoirs 102 aus dem Analysegerät 10 bei geöffnetem fluidischen Ventil 108 unterbunden werden und damit eine Leckage von mobiler Phase aus dem Mobilphasenreservoir 102 vermieden werden.
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Mit Vorteil kann die Betätigungseinrichtung 110 zum Betätigen des Verriegelungsmechanismus 104 zum Verriegeln des Mobilphasenreservoirs 102 an der Aufnahmevorrichtung 100 derart ausgebildet sein, dass mittels des Betätigens gleichzeitig auch ein Sensor 112 der Aufnahmevorrichtung 100 gesteuert, vorzugsweise beim Verriegeln aktiviert, wird. Der Sensor 112 kann als Wägesensor zum Ermitteln eines Gewichts des Mobilphasenreservoirs 102 ausgebildet sein und ermöglicht daher die Messung einer für eine Restbefüllung des Mobilphasenreservoirs 102 mit mobiler Phase indikativen Information. Diese Information kann zum Steuern des Analysegeräts 10 und zum Management von dessen Versorgung mit mobiler Phase verwendet werden. Durch bloßes Umlegen des Drehknopfs der Betätigungseinrichtung 110 kann ein Benutzer also nicht nur den Verriegelungszustand und den Fluidventilzustand, sondern auch einen Aktivierungszustand des Sensors 112 einstellen. Der Wägesensor kann durch das verriegelnde Betätigen der Betätigungseinrichtung 110 also gleichzeitig in Sensorkopplung mit dem aufgenommenen Mobilphasenreservoir 102 gebracht werden, um nach Ausbildung der Sensorkopplung dann dessen Gewicht erfassen zu können.
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Die Aufnahmevorrichtung 100 kann zudem einen Aufnahmebehälter 114 aufweisen, in den das Mobilphasenreservoir 102 einzuführen ist, bevor die Betätigungseinrichtung 110 zum Betätigen des Verriegelungsmechanismus 104 und der Ventilsteuerung 106 betätigbar ist. Das innere Mobilphasenreservoir 102 (vorzugsweise vorwiegend aus Glas gebildet) und der das Mobilephasenreservoir 102 außenseitig umschließende Aufnahmebehälter 114 (vorzugsweise vorwiegend aus Kunststoff gebildet) können somit eine Doppelwandung bilden, wobei die Innenwandung speziell zum Aufnehmen von Flüssigkeit und die Außenwandung speziell als Stoßschutz ausgebildet sein kann.
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Ferner kann die Aufnahmevorrichtung 100 einen Schiebemechanismus zum Einschieben des Aufnahmebehälters 114 samt darin eingesetztem Mobilphasenreservoir 102 bis zu einer Zielposition aufweisen, bevor die Betätigungseinrichtung 110 zum Betätigen des Verriegelungsmechanismus 104 und der Ventilsteuerung 106 betätigbar ist. Mit einer intuitiven Einsetz- und Einschiebebewegung (siehe Bezugszeichen 124 in 2) kann nach dem Prinzip einer Schublade das Mobilphasenreservoir 102 in einer Soll-Orientierung zu einer Soll-Position verbracht werden. An dieser Soll-Position kann das Mobilphasenreservoir 102 dann in Betrieb genommen werden, indem lediglich ein Drehknopf der Betätigungseinrichtung 110 um 90° gedreht wird (siehe Bezugszeichen 126 in 3).
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Bevorzugt bildet das Fluidventil 108 Teil des Mobilphasenreservoirs 102. Dadurch kann erreicht werden, dass das Ventil 108 sicherstellt, dass aus dem Mobilphasenreservoir 102 keine mobile Phase entweicht, solange das Mobilphasenreservoir 102 nicht in der Aufnahmevorrichtung 100 eingebaut sowie verriegelt ist und das Ventil 108 mittels der Betätigungseinrichtung 110 geöffnet wird. Somit verbleibt das Mobilphasenreservoir 102 zuverlässig fluiddicht, bis das Ventil 108 zum Zulassen einer Zuführung von mobiler Phase aus dem aufgenommenen Mobilphasenreservoir 102 an das Analysegerät 10 mittels der Betätigungseinrichtung 110 geöffnet wird.
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Die Aufnahmevorrichtung 100 stellt ein kartuschenartiges Gehäuse zur abnehmbaren Unterbringung eines als Lösungsmittelbehälter ausgebildeten Mobilphasenreservoirs 102 bereit. Ferner fungiert die Aufnahmevorrichtung 100 zum Verbinden des Mobilphasenreservoirs 102 mit einem Analysegerät 10 oder eines anderen Instruments bei der Montage des Gehäuses in diesem Analysegerät 10 oder Instrument.
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2, 3 und 4 zeigen, dass die einen Drehhebel aufweisende Betätigungseinrichtung 110 gleichzeitig das Behälteranschluss-Ventil 108, den Verriegelungsmechanismus 104 und den als Hubwägezelle ausgebildeten Sensor 112 aktiviert. Eine Dockingstation 120 der Aufnahmevorrichtung 100 zum Andocken des Mobilphasenreservoirs 102 ist zum Beispiel in 2, 8 und 9 zu erkennen. Das als Lösungsmittelbehälter ausgebildete Mobilphasenreservoir 102 inklusive Anschluss-Ventil 108 ist zum fluidischen Anschließen an die aufnehmende Dockingstation 120 im Analysegerät 10 ausgebildet und ist mit einem Drehhebel steuerbar. Die Handhabung mittels des Drehhebels oder Drehknopfs der Betätigungseinrichtung 110 dient somit zum Öffnen (bzw. Schließen) des Ventils 108 und dadurch zum fluidischen Anschließen an die Dockingstation 120 mittels eines in eine Aufnahmeöffnung 124 der Dockingstation 120 einzuführenden Überstands 122 des Mobilphasenreservoirs 102 und des Aufnahmebehälters 114. Genauer gesagt wird ein Innenteil des Überstands 122 von dem Mobilphasenreservoir 102 und ein Außenteil des Überstands 122 von dem Aufnahmebehälter 114 gebildet (siehe 5 und 6).
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5 zeigt das in der Aufnahmevorrichtung 100 montierte Mobilphasenreservoir 102 in einem Zustand mit geöffnetem Ventil 108, sodass ein Fluss mobiler Phase aus dem Mobilphasenreservoir 102 in das Analysegerät 10 ermöglicht ist, und zwar entlang eines mit Bezugszeichen 128 dargestellten Flusspfads.
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Hingegen zeigt 6 das in der Aufnahmevorrichtung 100 montierte Mobilphasenreservoir 102 in einem Zustand mit geschlossenem Ventil 108, sodass kein durchgehender Flusspfad gebildet ist (siehe Bezugszeichen 130). Eine flexible Kappe des Überstands 122 verhindert ein Tropfen. Ferner zeigt 6 Elemente einer Dichtung 132.
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7 zeigt das Mobilphasenreservoir 102 in einem in den Aufnahmebehälter 114 eingesetzten Zustand. Das Mobilphasenreservoir 102 und der Aufnahmebehälter 114 bilden gemeinsam einen doppelwandigen Behälter. An einem fluidischen Anschlusspunkt mit dem Ventil 108 in Form des Überstands 122 kann mobile Phase aus dem Mobilphasenreservoir 102 zur Dockingstation 120 und von dort in das Analysegerät 10 geliefert werden.
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8 zeigt das Mobilphasenreservoir 102 vor Einsetzen in die Dockingstation 120. 9 zeigt die Konfiguration gemäß 8 mit in die Dockingstation 120 eingesetztem Mobilphasenreservoir 102. Das multifunktionale Anschluss-Ventil 108 stellt eine fluidische Verbindung sowie eine mechanische Befestigung des Mobilphasenreservoirs 102 in der Aufnahmevorrichtung 100 bereit.
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10 bis 12 zeigen eine Rückseite der Betätigungseinrichtung 110 der Aufnahmevorrichtung 100, die eine Verriegelungsfunktion bereitstellt. Ein oder mehrere Verriegelungselemente 170 der Verriegelungseinrichtung 104 (zum Beispiel in Form von Fahnen oder Stegen) können durch Betätigung der Betätigungseinrichtung 110 verdreht werden und dadurch in Eingriff oder außer Eingriff mit korrespondierend ausgebildeten einem oder mehreren Strukturmerkmalen 172 des das Mobilphasenreservoir 102 umschließenden Aufnahmebehälters 114 gebracht werden. Gemäß 10 ist außerhalb der Aufnahmevorrichtung 100 das Ventil 108 in geschlossener Position blockiert. Im Inneren der Aufnahmevorrichtung 100 drückt die Dockingstation 120 auf ein Element 134 und entriegelt das Ventil 108, siehe 11. Der Drehhebel der Betätigungseinrichtung 110 kann gedreht werden. 12 veranschaulicht einen Schutz vor falscher Handhabung des Behälteranschlussventils.
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13 zeigt eine Klappe 136, die als Leckageschutz dient. Eine Torsionsfeder drückt die Klappe 136 gegen die Dichtung 132. Somit kann ein zusätzliches Sicherungsmerkmal mit einem zweiten Ventil bereitgestellt werden, zum Beispiel ein Klappenventil (oder ein Rückschlagventil). Dadurch kann eine zweistufige Abdichtung erreicht werden. In einer ersten Stufe kann die innere Ventildichtung 132 wirken. In einer zweiten Stufe kann ein Sekundärklappenventil gemäß Bezugszeichen 136 für zusätzliche Sicherheit sorgen.
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Bezugnehmend auf 14 und 15 drückt während des Einlegens des Mobilphasenreservoirs 102 die Dockingstation 120 die Klappe 136 aus einem Schließzustand gemäß 14 in einen Öffnungszustand gemäß 15.
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Gemäß 16 ist der Drehhebel so gedreht, dass das Ventil 108 geschlossen ist, das Mobilphasenreservoir 102 entriegelt ist und die Wägezelle deaktiviert ist.
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17 zeigt das Mobilphasenreservoir 102 in der Aufnahmevorrichtung 100 in einem verriegelten Zustand. Das Mobilphasenreservoir 102 kann nicht aus der Aufnahmevorrichtung 100 entfernt werden, solange das Ventil 108 geöffnet ist. Ein als Wägezelle ausgebildeter Sensor 112 wiegt das Mobilphasenreservoir 102 und erlaubt daher eine Ermittlung seines Füllstands. Insbesondere können zusätzliche Mittel zum Ein- und Auskuppeln der Wägezelle vorgesehen sein, wenn der zentrale Drehhebel gedreht wird, um eine Verbindung zur Dockingstation 120 herzustellen. Schäden an der Wägezelle können vermieden werden. Die Wägezelle kann aktiviert werden, indem die fluidische Verbindung des Mobilphasenreservoirs 102 aktiviert wird. Somit kann die Füllstandsmessung aktiviert werden, wenn das als Patrone ausgebildete Mobilphasenreservoir 102 angeschlossen ist. In diesem Zusammenhang kann ein Anheben der Wägezelle erfolgen, um die Füllstandserfassung zu ermöglichen. Ein Drehen des Drehhebels der Betätigungseinrichtung 110 kann somit auch einen Wägezellenhebel betätigen. Ferner ist in ein Filter 180 gezeigt.
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Gemäß 16 ist die Wägezelle zum Nichtmessen blockiert bzw. entlastet. Gemäß 17 ist die Wägezelle zum Messen aktiviert worden, indem der Drehhebel der Betätigungseinrichtung 110 umgelegt worden ist.
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Somit ist gemäß 2 bis 17 eine Anordnung 116 mit einer Aufnahmevorrichtung 100 und mit einem Mobilphasenreservoir 102 samt Anschluss-Ventil 108 für einen sicheren Anschluss an eine Dockingstation 120 der Aufnahmevorrichtung 100 bereitgestellt. Die Aufnahmevorrichtung 100 beinhaltet eine Füllstandsmessfunktion mit einem als Wägezelle ausgebildeten Sensor 112. Alternativ zu 16 und 17 kann die Wägezelle auch auf der Oberseite des als Kartusche ausgebildeten Mobilphasenreservoirs 102 angeordnet werden. Weiter alternativ kann die Füllstandserfassung auch über einen Drucksensor oder einen Flussratensensor (zum Beispiel in der Dockingstation 120) bereitgestellt werden. Das Drehventil der Aufnahmevorrichtung 100 aktiviert die Wägezelle. Vorteilhaft kann diese Funktion verwendet werden, um zu erkennen, ob das als Lösungsmittelpatrone ausgebildete Mobilphasenreservoir 102 vollständig in die Aufnahmevorrichtung 100 eingesetzt ist.
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Ein zusätzlicher Drucksensor vor einem Entgaser kann optional für eine vorbeugende Wartungs- und Diagnosefunktion implementiert werden.
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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.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0309596 B1 [0002]
- DE 102012222828 A1 [0004]
