DE102022131947A1

DE102022131947A1 - High-pressure robust fluid delivery device

Info

Publication number: DE102022131947A1
Application number: DE102022131947.4A
Authority: DE
Inventors: Thomas Ortmann; Blasius Nocon
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 2021-12-03
Filing date: 2022-12-02
Publication date: 2023-01-26

Abstract

Hochdruckrobuste Fluidfördereinrichtung (100) zum Fördern eines Fluids, wobei die Fluidfördereinrichtung (100) ein erstes Teil (102) und ein zweites Teil (104) aufweist, die zum Fördern des Fluids relativ zueinander bewegbar sind, und wobei das erste Teil (102) eine erste fluidische Verbindungsstruktur (106) und das zweite Teil (104) eine zweite fluidische Verbindungsstruktur (108) zum Zuführen und/oder Abführen des Fluids aufweist.High-pressure robust fluid delivery device (100) for delivering a fluid, the fluid delivery device (100) having a first part (102) and a second part (104) which are movable relative to one another for delivering the fluid, and the first part (102) having a first fluidic connection structure (106) and the second part (104) has a second fluidic connection structure (108) for supplying and/or discharging the fluid.

Description

TECHNISCHER HINTERGRUNDTECHNICAL BACKGROUND

Die vorliegende Erfindung betrifft hochdruckrobuste Fluidfördereinrichtungen, eine Probenhandhabungsvorrichtung, ein Probentrenngerät, ein Verfahren zum Fördern eines Fluids mittels einer hochdruckrobusten Fluidfördereinrichtung und ein Verfahren zum Handhaben einer fluidischen Probe in einem Probentrenngerät mittels einer Probenhandhabungsvorrichtung.The present invention relates to high-pressure robust fluid delivery devices, a sample handling device, a sample separation device, a method for delivering a fluid using a high-pressure robust fluid delivery device and a method for handling a fluidic sample in a sample separation device using a sample handling device.

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.In an HPLC, a liquid (mobile phase) is typically measured at a very precisely controlled flow rate (e.g. in the range of microliters to milliliters per minute) and at a high pressure (typically 20 to 1000 bar and beyond, currently up to 2000 bar). , in which the compressibility of the liquid can be felt, is moved through a so-called stationary phase (e.g. in a chromatographic column) in order to separate individual fractions of a sample liquid introduced into the mobile phase. After passing through the stationary phase, the separated fractions of the fluidic sample are detected in a detector. Such an HPLC system is known for example from EP 0,309,596 B1 of the same applicant, Agilent Technologies, Inc.

Eine auf Atmosphärendruck befindliche fluidische Probe kann mittels eines Injektors auf einen Hochdruck in einem Trennpfad zwischen einem Fluidantrieb und einer Probentrenneinrichtung eingebracht werden. Dabei kann die fluidische Probe mittels Schaltens eines Fluidventils in den Trennpfad injiziert werden.A fluidic sample at atmospheric pressure may be introduced by an injector to high pressure in a separation path between a fluid driver and a sample separator. The fluid sample can be injected into the separation path by switching a fluid valve.

Sowohl zum Dosieren einer zu trennenden fluidischen Probe als auch zum Fraktionieren einer getrennten fluidischen Probe sowie zum Fördern einer mobilen Phase bzw. einer darin injizierten fluidischen Probe können Kolbenpumpen eingesetzt werden. Allerdings sind herkömmliche Kolbenpumpen und andere konventionelle hochdruckfähige Fluidfördereinrichtungen hinsichtlich des Ein- bzw. Auslassverhaltens kaum beeinflussbar. Ferner sind herkömmliche Kolbenpumpen und andere konventionelle hochdruckfähige Fluidfördereinrichtungen hinsichtlich ihrer Implementierung mit einem hohen Verschleiß damit gekoppelter Fluidbauteile verbunden.Piston pumps can be used both for dosing a fluidic sample to be separated and for fractionating a separated fluidic sample as well as for conveying a mobile phase or a fluidic sample injected therein. However, conventional piston pumps and other conventional high-pressure capable fluid delivery devices can hardly be influenced with regard to the inlet or outlet behavior. Furthermore, with regard to their implementation, conventional piston pumps and other conventional high-pressure-capable fluid conveying devices are associated with high wear of fluid components coupled thereto.

OFFENBARUNGEPIPHANY

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine hochdruckrobuste Fluidfördereinrichtung mit einem flexiblen Ein- bzw. Auslassverhalten bereitzustellen. Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung, eine Fluidfördereinrichtung bereitzustellen, die hinsichtlich ihrer Implementierung mit einem nur geringen Verschleiß damit gekoppelter Fluidbauteile verbunden ist. Die Aufgaben werden mittels der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen gezeigt.It is an object of the invention to provide a high-pressure-resistant fluid delivery device with flexible inlet and outlet behavior. It is another object of the invention to provide a fluid conveying device which, in terms of its implementation, is associated with only little wear on fluid components coupled thereto. The objects are solved by means of the independent claims. Further embodiments are shown in the dependent claims.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel eines ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung ist eine hochdruckrobuste Fluidfördereinrichtung zum Fördern eines Fluids geschaffen, wobei die Fluidfördereinrichtung ein erstes Teil und ein zweites Teil aufweist, die zum Fördern des Fluids relativ zueinander bewegbar sind, und wobei das erste Teil eine erste fluidische Verbindungsstruktur und das zweite Teil eine zweite fluidische Verbindungsstruktur zum Zuführen und/oder Abführen des Fluids aufweist.According to an exemplary embodiment of a first aspect of the present invention, a high-pressure-resistant fluid delivery device for delivering a fluid is created, wherein the fluid delivery device has a first part and a second part that can be moved relative to one another for delivering the fluid, and the first part has a first fluidic Connection structure and the second part has a second fluidic connection structure for supplying and / or discharging the fluid.

Gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel des ersten Aspekts der Erfindung ist eine Probenhandhabungsvorrichtung zum Handhaben einer fluidischen Probe in einem Probentrenngerät bereitgestellt, wobei die Probenhandhabungsvorrichtung eine oder mehrere Fluidfördereinrichtungen mit den oben beschriebenen Merkmalen aufweist.According to another exemplary embodiment of the first aspect of the invention, a sample handling device for handling a fluidic sample in a sample separation device is provided, wherein the sample handling device has one or more fluid conveying devices with the features described above.

Gemäß einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel des ersten Aspekts der Erfindung ist ein Verfahren zum Fördern eines Fluids mittels einer hochdruckrobusten Fluidfördereinrichtung bereitgestellt, wobei das Verfahren ein Bewirken einer Relativbewegung zwischen einem ersten Teil und einem zweiten Teil der Fluidfördereinrichtung zum Fördern des Fluids, und ein Zuführen und/oder Abführen des Fluids mittels einer ersten fluidischen Verbindungsstruktur des ersten Teils und mittels einer zweiten fluidischen Verbindungsstruktur des zweiten Teils aufweist.According to a further exemplary embodiment of the first aspect of the invention, a method for conveying a fluid by means of a high-pressure-resistant fluid conveying device is provided, the method involving effecting a relative movement between a first part and a second part of the fluid conveying device for conveying the fluid, and supplying and/or or discharging the fluid by means of a first fluidic connection structure of the first part and by means of a second fluidic connection structure of the second part.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel eines zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung ist eine Probenhandhabungsvorrichtung zum Handhaben einer fluidischen Probe in einem Probentrenngerät geschaffen, wobei die Probenhandhabungsvorrichtung eine Probennadel, eine Fluidfördereinrichtung zum Fördern der fluidischen Probe durch die Probennadel mittels Bewegens eines bewegbaren Kolbens, und einen Dreharm zum Drehen der Probennadel um eine Drehachse aufweist, entlang welcher Drehachse der Kolben ausgerichtet und bewegbar ist.According to an exemplary embodiment of a second aspect of the present invention, a sample handling device for handling a fluidic sample in a sample separation device is provided, the sample handling device having a sample needle, a fluid conveying device for conveying the fluidic sample through the sample needle by moving a movable piston, and a rotary arm for rotating the sample needle has an axis of rotation, along which axis of rotation the piston is aligned and movable.

Gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel des zweiten Aspekts der Erfindung ist ein Verfahren zum Handhaben einer fluidischen Probe in einem Probentrenngerät mittels einer Probenhandhabungsvorrichtung bereitgestellt, wobei das Verfahren ein Fördern der fluidischen Probe durch eine Probennadel mittels eines bewegbaren Kolbens einer Fluidfördereinrichtung, und ein Drehen der Probennadel um eine Drehachse eines Dreharms aufweist, entlang derer der Kolben ausgerichtet ist und bewegt wird.According to another exemplary embodiment of the second aspect of the invention, a method for handling a fluidic sample in a sample separation device by means of a sample handling device is provided, the method including conveying the fluidic sample through a sample needle by means of a movable piston of a fluid delivery device, and rotating the sample needle about an axis of rotation of a rotary arm along which the piston is aligned and moved.

Gemäß noch einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel ist ein Probentrenngerät zum Trennen einer in eine mobile Phase zu injizierenden fluidischen Probe geschaffen, wobei das Probentrenngerät mindestens eine hochdruckrobuste Fluidfördereinrichtung mit den oben beschriebenen Merkmalen zum Fördern der mobilen Phase und/oder der fluidischen Probe und/oder eine Probenhandhabungsvorrichtung mit den oben beschriebenen Merkmalen zum Handhaben der fluidischen Probe aufweist.According to yet another exemplary embodiment, a sample separation device for separating a fluidic sample to be injected into a mobile phase is created, the sample separation device having at least one high-pressure-resistant fluid delivery device with the features described above for delivering the mobile phase and/or the fluidic sample and/or a sample handling device having the features described above for handling the fluidic sample.

Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann unter dem Begriff „Fluidfördereinrichtung“ insbesondere eine Anordnung aus mehreren beweglichen und/oder ortsfesten Teilen verstanden werden, die zum Bewegen eines Fluids (zum Beispiel eines Lösungsmittels oder einer Lösungsmittelzusammensetzung bzw. einer zu trennenden fluidischen Probe) ausgebildet ist. Insbesondere kann eine solche Fluidfördereinrichtung zum Ansaugen eines Fluids entlang einer ersten Flussrichtung und zum nachfolgenden Ausstoßen des Fluids entlang einer hierzu antiparallelen Flussrichtung ausgebildet sein.In the context of the present application, the term “fluid conveying device” can be understood in particular as an arrangement made up of several movable and/or stationary parts which is designed to move a fluid (for example a solvent or a solvent composition or a fluidic sample to be separated). In particular, such a fluid delivery device can be designed to suck in a fluid along a first flow direction and to subsequently eject the fluid along a flow direction antiparallel thereto.

Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann unter dem Begriff „hochdruckrobust“ insbesondere eine Fluidfördereinrichtung verstanden werden, die unter Hochdruckbedingungen und im Langzeitbetrieb schädigungsfrei oder zerstörungsfrei betreibbar ist. Insbesondere kann unter hochdruckrobust eine Fluidfördereinrichtung verstanden werden, die Drücken von bis zu 200 bar, insbesondere von bis zu 600 bar und vorzugsweise von bis zu 1200 bar oder mehr standhalten kann, ohne im Langzeitbetrieb beschädigt oder zerstört zu werden. Weiter insbesondere kann eine solche hochdruckfeste oder hochdruckrobuste Fluidfördereinrichtung für den Betrieb in einer HPLC ausgebildet sein. Zum Beispiel können zum hochdruckrobusten Ausgestalten einer Fluidfördereinrichtung Wanddicken mit einer solchen Stärke ausgebildet werden, dass sie den hohen Drücken standhalten können. Darüber hinaus impliziert eine hochdruckrobuste Ausgestaltung einer Fluidfördereinrichtung auch eine Konfiguration derselben aus entsprechend druckfesten Materialien. Auch kann bei einer hochdruckrobusten Konfiguration einer Fluidfördereinrichtung eine Fluiddichtigkeit der Fluidfördereinrichtung unter den genannten hohen Drücken durch entsprechende Dichtmaßnahmen bewerkstelligt werden. Zu diesem Zweck ist das Vorsehen mindestens einer Abdichtung zwischen zueinander beweglichen Teilen der Fluidfördereinrichtung als auch die Konfiguration solch einer mindestens einen Dichtung derart vorteilhaft, dass sie beim Auftreten der besagten hohen Drücke nicht unter Verlust der Dichtfunktion ausweicht. Vorzugsweise werden hierfür adaptive Druckdichtungen in der Fluidfördereinrichtung implementiert. Bevorzugt kann eine hochdruckrobuste Fluidfördereinrichtung zusätzlich so ausgebildet werden, dass sie mit aggressiven Chemikalien (beispielsweise organischen Lösungsmitteln) kompatibel ist und durch solche aggressiven Chemikalien nicht angegriffen wird. Daher kann die Fluidfördereinrichtung auch ausgebildet sein, mit harschem Lösungsmittel zurechtzukommen.In the context of the present application, the term “high-pressure robust” can be understood in particular as meaning a fluid delivery device that can be operated without damage or destruction under high pressure conditions and in long-term operation. In particular, high-pressure robust means a fluid conveying device that can withstand pressures of up to 200 bar, in particular up to 600 bar and preferably up to 1200 bar or more, without being damaged or destroyed in long-term operation. Furthermore, in particular, such a high-pressure-resistant or high-pressure-resistant fluid delivery device can be designed for operation in an HPLC. For example, in order to design a fluid conveying device to be robust under high pressure, wall thicknesses can be designed with such a thickness that they can withstand the high pressures. In addition, a high-pressure-resistant design of a fluid delivery device also implies a configuration of the same from correspondingly pressure-resistant materials. In the case of a high-pressure-resistant configuration of a fluid-conveying device, a fluid-tightness of the fluid-conveying device under the high pressures mentioned can also be brought about by appropriate sealing measures. For this purpose, the provision of at least one seal between parts of the fluid delivery device that can move relative to one another and the configuration of such at least one seal are advantageous in such a way that they do not give way and lose the sealing function when the said high pressures occur. Adaptive pressure seals are preferably implemented in the fluid delivery device for this purpose. A high-pressure-resistant fluid delivery device can preferably also be designed in such a way that it is compatible with aggressive chemicals (for example organic solvents) and is not attacked by such aggressive chemicals. Therefore, the fluid delivery device can also be designed to cope with harsh solvent.

Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird unter dem Begriff „Fluid“ insbesondere eine Flüssigkeit und/oder ein Gas verstanden, optional aufweisend Festkörperpartikel.In the context of the present application, the term “fluid” means in particular a liquid and/or a gas, optionally having solid particles.

Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann unter dem Begriff „fluidische Verbindungsstruktur“ insbesondere eine physische Vorkehrung an dem jeweiligen Teil der Fluidfördereinrichtung verstanden werden, die ein Durchführen von Fluid durch die jeweilige fluidische Verbindungsstruktur ermöglicht. Beispielsweise kann eine solche fluidische Verbindungsstruktur ein fluidischer Kanal in einem Körper, eine Fluidleitung oder eine fluidische Schnittstelle sein, die zum definierten Durchführen eines Fluids (insbesondere einer Flüssigkeit) ausgebildet ist.In the context of the present application, the term “fluidic connection structure” can be understood in particular as a physical provision on the respective part of the fluid delivery device, which allows fluid to be passed through the respective fluidic connection structure. For example, such a fluidic connection structure can be a fluidic channel in a body, a fluid line or a fluidic interface, which is designed for the defined passage of a fluid (in particular a liquid).

Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann unter dem Begriff „Probenhandhabungsvorrichtung“ insbesondere eine Anordnung verstanden werden, die zum Handhaben einer fluidischen Probe ausgebildet ist. Beispielsweise kann eine solche Probenhandhabungsvorrichtung ein Injektor oder eine Probenaufgabeeinheit aufweisen, der bzw. die zum Injizieren einer fluidischen Probe aus einem Injektorpfad in einen Trennpfad zum Trennen der fluidischen Probe in dem Trennpfad ausgebildet ist. Gemäß einer anderen Ausgestaltung kann eine solche Probenhandhabungsvorrichtung ein Fraktionierer sein, mit dem eine bereits getrennte fluidische Probe fraktioniert werden kann, beispielsweise fraktionsweise in unterschiedliche Zielbehälter eingefüllt werden kann. Eine solche Probenhandhabungsvorrichtung kann mindestens eine Fluidfördereinrichtung aufweisen, insbesondere zum Fördern der zu trennenden oder getrennten fluidischen Probe.In the context of the present application, the term “sample handling device” can be understood in particular to mean an arrangement that is designed to handle a fluidic sample. For example, such a sample handling device can have an injector or a sample application unit which is designed to inject a fluidic sample from an injector path into a separation path for separating the fluidic sample in the separation path. According to another embodiment, such a sample handling device can be a fractionator, with which a fluid sample that has already been separated can be fractionated, for example, can be filled into different target containers in fractions. Such a sample handling device can have at least one fluid conveying device, in particular for conveying the fluidic sample to be separated or separated.

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.In the context of the present application, the term “fluidic sample” is understood to mean in particular a medium, more particularly a liquid, which contains the material to be analyzed (e.g. 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 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).In the context of the present application, the term “mobile phase” means in particular a fluid, further in particular a liquid, which serves as a carrier medium for transporting the fluid sample between a fluid drive and a sample separation device. However, mobile phase can also be used in a fluid delivery device to influence the fluidic sample. For example, the mobile phase can be a solvent (e.g. organic and/or inorganic) or a solvent composition (e.g. water and ethanol).

Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann der Begriff „Probentrenngerät“ insbesondere ein Gerät bezeichnen, das in der Lage und konfiguriert ist, eine fluidische Probe zu trennen, insbesondere in verschiedene Fraktionen zu trennen. Beispielsweise kann die Probentrennung mittels Chromatographie oder Elektrophorese erfolgen. Bevorzugt kann das Probentrenngerät ein Flüssigkeitschromatografie-Probentrenngerät sein.In the context of the present application, the term “sample separation device” can refer in particular to a device that is able and configured to separate a fluidic sample, in particular to separate it into different fractions. For example, the samples can be separated by means of chromatography or electrophoresis. The sample separation device can preferably be a liquid chromatography sample separation device.

Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann unter dem Begriff „Probennadel“ insbesondere ein Hohlkörper mit Durchgangsloch verstanden werden, durch das eine fluidische Probe in eine Probenhandhabungsvorrichtung eingeführt (beispielsweise eingesaugt) werden kann und/oder aus einer Probenhandhabungsvorrichtung herausgeführt (zum Beispiel ausgestoßen) werden kann.In the context of the present application, the term "sample needle" can be understood in particular as a hollow body with a through hole, through which a fluidic sample can be introduced into a sample handling device (e.g. sucked in) and/or taken out of a sample handling device (e.g. ejected).

Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann unter dem Begriff „Dreharm“ insbesondere ein Bauteil verstanden werden, das eine Drehbewegung ausführen kann, zum Beispiel um ein an dem Dreharm nach dem Auslegertyp angeordnetes anderes Bauteil (zum Beispiel eine Probennadel) mechanisch zu verfahren. Der Dreharm kann somit ausgebildet sein, um eine eigene Achse eine Rotation auszuführen. Optional kann der Dreharm zum Ausführen mindestens einer weiteren translatorischen und/oder rotatorischen Bewegung ausgebildet sein, beispielsweise zum vertikalen Anheben oder Absenken eines Bauteils (zum Beispiel einer Probennadel).In the context of the present application, the term “rotary arm” can be understood in particular as a component that can perform a rotary movement, for example in order to mechanically move another component (for example a sample needle) arranged on the rotary arm according to the cantilever type. The rotary arm can thus be designed to rotate about its own axis. Optionally, the rotary arm can be designed to carry out at least one further translatory and/or rotary movement, for example for the vertical lifting or lowering of a component (for example a sample needle).

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel des ersten Aspekts der Erfindung ist eine hochdruckfeste Fluidfördereinrichtung geschaffen, bei der die Zufuhr und Abfuhr von gefördertem Fluid nicht über fluidische Verbindungsstrukturen an einem einzigen Teil realisiert wird, sondern mittels einer ersten fluidischen Verbindungsstruktur an einem ersten Teil und einer zweiten fluidischen Verbindungsstruktur an einem zweiten Teil, wobei die beiden Teile im Betrieb relativ zueinander bewegt werden oder zumindest relativ zueinander bewegt werden können. Beispielsweise kann das erste Teil beweglich und das zweite Teil innerhalb der Fluidfördereinrichtung ortsfest ausgebildet sein. Somit kann eine fluidische Verbindungsstruktur zum Durchleiten des geförderten Fluids auch durch ein im Betrieb bewegtes Teil bereitgestellt werden, zum Beispiel durch einen Durchgangskanal in einem Kolben der Fluidfördereinrichtung realisiert werden. Auf diese Weise kann das Förder- bzw. Spülverhalten der Fluidfördereinrichtung flexibilisiert werden, indem zum Beispiel auch eine Kolbenposition (zum Beispiel relativ zu einem Kolbengehäuse) als Freiheitsgrad zum Beeinflussen des Förder- bzw. Spülverhaltens verwendet werden kann. Insbesondere kann dies das Ausspülen von Luftblasen und/oder das Verbessern des Ausspülverhaltens von mobiler Phase bewirken. Anschaulich kann die Relativposition zwischen den beiden Teilen mit jeweiliger fluidischer Verbindungsstruktur als zusätzlicher Freiheitsgrad verwendet werden, um die Fördercharakteristik der Fluidfördereinrichtung positiv zu beeinflussen.According to an exemplary embodiment of the first aspect of the invention, a high-pressure-resistant fluid conveying device is created in which the supply and discharge of conveyed fluid is not realized via fluidic connection structures on a single part, but by means of a first fluidic connection structure on a first part and a second fluidic connection structure on a second part, the two parts being movable relative to one another during operation, or at least being able to be moved relative to one another. For example, the first part can be movable and the second part can be stationary within the fluid delivery device. Thus, a fluidic connection structure for conducting the delivered fluid can also be provided through a part that moves during operation, for example through a through-channel in a piston of the fluid delivery device. In this way, the delivery or flushing behavior of the fluid delivery device can be made more flexible, for example by using a piston position (for example relative to a piston housing) as a degree of freedom for influencing the delivery or flushing behavior. In particular, this may effect flushing of air bubbles and/or improve mobile phase flushing behavior. Clearly, the relative position between the two parts with the respective fluidic connection structure can be used as an additional degree of freedom in order to positively influence the delivery characteristics of the fluid delivery device.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel des zweiten Aspekts der Erfindung kann eine Probenhandhabungsvorrichtung zum Handhaben einer (insbesondere bereits getrennten oder noch zu trennenden) fluidischen Probe mittels einer beweglichen Probennadel geschaffen werden, die mittels eines drehbaren Dreharms verfahren werden kann. Mit Vorteil kann ein bewegbarer Kolben einer Fluidfördereinrichtung zum Fördern der fluidischen Probe an dem Dreharm, entlang einer Drehachse des Dreharms sowie mit dieser fluchtend angeordnet werden. Anders ausgedrückt können eine Kolbenachse, entlang welcher der Kolben in einem Kolbengehäuse hin und her bewegt werden kann, und eine Drehachse des Dreharms, um welche die an einem Ausleger des Dreharms angebrachte Probennadel gedreht werden kann, zusammenfallen und zueinander ausgerichtet sein. Auf diese Weise ist es insbesondere möglich, ein oder mehrere Fluidbauteile zwischen Fluidfördereinrichtung und Probennadel (zum Beispiel ein Probenaufnahmevolumen, insbesondere eine Probenschleife) von mechanischen Belastungen während des Drehens des Dreharms ganz oder teilweise zu entlasten bzw. freizuhalten. Wenn die Fluidfördereinrichtung beim Drehen des Dreharms und folglich der Probennadel mitgedreht wird, wird eine rotatorische Mitbewegung des Probenaufnahmevolumens und/oder eines anderen Fluidbauteils zwischen Fluidfördereinrichtung und Probenadel entkoppelt. Ein solches Zwischenbauteil erfährt dann allenfalls noch eine Bewegung in einer anderen Richtung (zum Beispiel während einer Aufwärts- oder Abwärtsbewegung des Dreharms samt Probenadel), sodass der Verschleiß eines solchen Zwischenbauteils verringert und seine Lebensdauer erhöht werden kann. Insbesondere ermöglicht die beschriebene Konfiguration auch eine Endlosdrehung des Dreharms um einen beliebig großen Drehwinkel, ohne dass hierbei mindestens ein Fluidbauteil zwischen Probennadel und Fluidfördereinrichtung mit einer nennenswerten mechanischen Last beaufschlagt wird. Daher wird durch die beschriebenen Maßnahmen auch die Flexibilität des Betriebs der Probenhandhabungsvorrichtung verbessert.According to an exemplary embodiment of the second aspect of the invention, a sample handling device for handling a (in particular already separated or still to be separated) fluidic sample can be created by means of a movable sample needle, which can be moved by means of a rotatable rotary arm. Advantageously, a movable piston of a fluid delivery device for delivering the fluidic sample can be arranged on the rotary arm, along an axis of rotation of the rotary arm and aligned with it. In other words, a plunger axis along which the plunger can be reciprocated in a plunger housing and a pivot axis of the pivot arm about which the probe needle attached to a cantilever of the pivot arm can be pivoted may coincide and be aligned with each other. In this way it is possible in particular to completely or partially relieve or keep free one or more fluid components between the fluid delivery device and the sample needle (for example a sample receiving volume, in particular a sample loop) from mechanical loads during the rotation of the rotary arm. If the fluid delivery device is also rotated when the rotary arm and consequently the sample needle are rotated, a rotational movement of the sample receiving volume and/or another fluid component between the fluid delivery device and the sample needle is decoupled. Such an intermediate component then undergoes at most a movement in another direction (for example during an upward or downward movement of the rotary arm together with the sample needle), so that the wear of such an intermediate component can be reduced and its service life can be increased. In particular, the described configuration also enables an endless rotation of the rotary arm by any angle of rotation, without at least one fluid component between the sample needle and the fluid conveying device having a significant damage mechanical load is applied. The measures described therefore also improve the flexibility of the operation of the sample handling device.

Ausführungsbeispiele des ersten Aspekts und des zweiten Aspekts können voneinander unabhängig implementiert werden oder vorzugsweise gemeinsam in Kombination eingesetzt werden.Embodiments of the first aspect and the second aspect can be implemented independently of one another or preferably used together in combination.

Im Weiteren werden zusätzliche Ausgestaltungen der Fluidfördereinrichtung, der Probenhandhabungsvorrichtungen, des Probentrenngeräts und der Verfahren beschrieben.Additional configurations of the fluid delivery device, the sample handling devices, the sample separation device and the method are described below.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das erste Teil einen Kolben und das zweite Teil ein den Kolben aufnehmendes Kolbengehäuse aufweisen, in dem der Kolben bewegbar ist. Somit kann die Fluidfördereinrichtung als Kolbenpumpe mit einem hin und her bewegbaren bzw. reziprozierenden Kolben ausgebildet sein.According to one exemplary embodiment, the first part can have a piston and the second part can have a piston housing which accommodates the piston and in which the piston can be moved. Thus, the fluid delivery device can be designed as a piston pump with a reciprocating piston that can be moved back and forth.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die erste fluidische Verbindungsstruktur ein sich durch den Kolben erstreckender Fluidkanal sein. Insbesondere kann sich die erste fluidische Verbindungsstruktur von einer externen Anschlussstelle der Fluidfördereinrichtung aus bis in eine Kolbenkammer hinein erstrecken, die von dem Kolbengehäuse begrenzt wird. Auf diese Weise kann die erste fluidische Verbindungsstruktur der Fluidfördereinrichtung von außerhalb der Fluidfördereinrichtung fluidisch angeschlossen werden, zum Beispiel an ein Fitting und/oder an eine Kapillare.According to one embodiment, the first fluidic connection structure may be a fluid channel extending through the piston. In particular, the first fluidic connection structure can extend from an external connection point of the fluid delivery device into a piston chamber which is delimited by the piston housing. In this way, the first fluidic connection structure of the fluid delivery device can be fluidically connected from outside the fluid delivery device, for example to a fitting and/or to a capillary.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die zweite fluidische Verbindungsstruktur eine (insbesondere stirnseitige und/oder mantelseitige) Öffnung in dem Kolbengehäuse sein. Insbesondere kann sich die zweite fluidische Verbindungsstruktur als Durchgangsloch durch eine Wandung des Kolbengehäuses hindurch erstrecken, um von außerhalb der Fluidfördereinrichtung fluidisch angeschlossen zu werden, zum Beispiel an ein Fitting und/oder an eine Kapillare.According to one exemplary embodiment, the second fluidic connection structure can be an opening (in particular on the end face and/or on the jacket side) in the piston housing. In particular, the second fluidic connection structure can extend as a through hole through a wall of the piston housing in order to be fluidically connected from outside the fluid delivery device, for example to a fitting and/or to a capillary.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Fluidfördereinrichtung eine Hochdruckdichtung zum Dichten des Fluids zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil aufweisen. Die Hochdruckdichtung kann konfiguriert sein, bei Fluiddrücken von bis zu mindestens 200 bar, insbesondere bei Fluiddrücken von bis zu mindestens 1200 bar, fluiddicht, insbesondere flüssigkeitsdicht, zu sein.According to an exemplary embodiment, the fluid delivery device can have a high-pressure seal for sealing the fluid between the first part and the second part. The high-pressure seal can be configured to be fluid-tight, in particular liquid-tight, at fluid pressures of up to at least 200 bar, in particular at fluid pressures of up to at least 1200 bar.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann zumindest ein Teil der Hochdruckdichtung an dem als Kolben ausgebildeten ersten Teil, insbesondere kolbenvorderseitig, mit dem Kolben mitbewegbar angebracht sein. Dies führt vorteilhaft zu einem besonders geringen Totvolumen in der Kolbenkammer der Kolbenpumpe.According to one exemplary embodiment, at least part of the high-pressure seal can be attached to the first part designed as a piston, in particular on the front side of the piston, so that it can move with the piston. This advantageously leads to a particularly small dead volume in the piston chamber of the piston pump.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann zumindest ein Teil der Hochdruckdichtung an dem als Kolbengehäuse ausgebildeten zweiten Teil, insbesondere kolbenrückseitig, unbeweglich angebracht sein. Indem die Hochdruckdichtung stationär gehalten wird, kann deren Verschleiß gering gehalten werden.According to one exemplary embodiment, at least part of the high-pressure seal can be immovably attached to the second part, which is designed as a piston housing, in particular on the rear of the piston. By keeping the high-pressure seal stationary, its wear can be kept to a minimum.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Fluidfördereinrichtung mindestens ein Fluidventil zum selektiven Öffnen oder Schließen der ersten fluidischen Verbindungsstruktur und/oder der zweiten fluidischen Verbindungsstruktur aufweisen. Ist ein solches Fluidventil an der ersten fluidischen Verbindungsstruktur geschlossen, kann der Kolben ungeachtet seiner ersten fluidischen Verbindungsstruktur effektiv eine Kraft auf eine mobile Phase in der Kolbenkammer ausüben. Im geöffneten Zustand des Fluidventils kann mobile Phase durch die erste fluidische Verbindungsstruktur des Kolbens fließen und dadurch fluidisch gekoppelte fluidische Probe fördern.According to one exemplary embodiment, the fluid delivery device can have at least one fluid valve for selectively opening or closing the first fluidic connection structure and/or the second fluidic connection structure. With such a fluid valve on the first fluidic connection structure closed, the piston can effectively apply a force to a mobile phase in the piston chamber regardless of its first fluidic connection structure. In the open state of the fluid valve, mobile phase can flow through the first fluidic connection structure of the piston and thereby convey fluidly coupled fluidic sample.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Fluidfördereinrichtung ein Fitting aufweisen, das mit der ersten fluidischen Verbindungsstruktur des Kolbens und/oder mit der zweiten fluidischen Verbindungsstruktur des Kolbengehäuses fluidisch gekoppelt ist. Als Fitting kann hierbei ein fluiddichtes Anschlussstück bezeichnet werden, das einen leckagefreien und hochdruckrobusten Anschluss der Fluidfördereinrichtung an eine fluidische Peripherie ermöglicht.According to one exemplary embodiment, the fluid delivery device can have a fitting that is fluidically coupled to the first fluidic connection structure of the piston and/or to the second fluidic connection structure of the piston housing. In this context, a fitting can be referred to as a fluid-tight connecting piece which enables a leak-free and high-pressure-resistant connection of the fluid delivery device to a fluid periphery.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die erste fluidische Verbindungsstruktur als Durchgangskanal in dem ersten Teil ausgebildet sein. Dadurch kann die erste fluidische Verbindungsstruktur eine ununterbrochene fluidische Kopplung zwischen einem Externen der Fluidfördereinrichtung und einer Kolbenkammer zwischen Kolben und Kolbengehäuse bewerkstelligen.According to one exemplary embodiment, the first fluidic connection structure can be designed as a through channel in the first part. As a result, the first fluidic connection structure can bring about an uninterrupted fluidic coupling between an external part of the fluid delivery device and a piston chamber between the piston and the piston housing.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die erste fluidische Verbindungsstruktur als geradliniger Kanal in dem ersten Teil ausgebildet sein. Dies ermöglicht eine einfache Fertigung (zum Beispiel durch Anfertigung einer einfachen Bohrung in dem Kolben) und ein geringes fluidisches Totvolumen (aufgrund des geringen Innenvolumens eines geradlinigen Kanals).According to one embodiment, the first fluidic connection structure can be formed as a straight channel in the first part. This allows for ease of manufacture (e.g. by making a simple bore in the piston) and low fluidic dead volume (due to the small internal volume of a straight channel).

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die erste fluidische Verbindungsstruktur als zentraler axialer Kanal in dem ersten Teil ausgebildet sein. Ein solcher zentraler axialer Kanal kann sich durch eine Achse eines kreiszylindrischen Kolbens hindurch erstrecken. Eine symmetrische axiale Anordnung der ersten fluidischen Verbindungsstruktur in dem Kolben begünstigt eine Anordnung der Fluidfördereinrichtung an einem Dreharm einer Probenhandhabungsvorrichtung, dessen Drehachse zu der Kolbenachse und somit zu der Erstreckungsrichtung der ersten fluidischen Verbindungsstruktur ausgerichtet ist.According to one embodiment, the first fluidic connection structure can be designed as a central axial channel in the first part. Such a central axial channel can through extend through an axis of a circular-cylindrical piston. A symmetrical axial arrangement of the first fluidic connection structure in the piston favors an arrangement of the fluid delivery device on a rotary arm of a sample handling device whose axis of rotation is aligned with the piston axis and thus with the direction of extension of the first fluidic connection structure.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die erste fluidische Verbindungsstruktur als unverzweigter Kanal (d.h. mit einem Einlass und einem Auslass) in dem ersten Teil ausgebildet sein. Dies ermöglicht eine einfache Herstellung des Kolbens mit darin integrierter erster fluidischer Verbindungsstruktur.According to one embodiment, the first fluidic connection structure can be formed as an unbranched channel (i.e. having an inlet and an outlet) in the first part. This enables simple production of the piston with the first fluidic connection structure integrated therein.

Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel kann die erste fluidische Verbindungsstruktur als verzweigter Kanal (insbesondere mit einem Einlass und mehreren stirnflächigen und/oder mantelflächigen Auslässen) in dem ersten Teil ausgebildet sein. Durch Verzweigungen können zusätzliche Funktionen, wie beispielsweise ein Mischen von Fluidpaketen in der verzweigten Kanalstruktur, implementiert werden.According to another exemplary embodiment, the first fluidic connection structure can be designed as a branched channel (in particular with an inlet and a plurality of end-face and/or jacket-area outlets) in the first part. Additional functions, such as mixing of fluid packets in the branched channel structure, can be implemented by branching.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Fluidfördereinrichtung als Dosiereinrichtung zum Dosieren einer fluidischen Probe ausgebildet sein. Die Fluidfördereinrichtung kann dann betrieben werden, eine vorbestimmte Menge der fluidischen Probe in ein Probenaufnahmevolumen zwischen der Fluidfördereinrichtung und einer Probennadel anzusaugen und nachfolgend zu injizieren.According to one exemplary embodiment, the fluid delivery device can be designed as a dosing device for dosing a fluidic sample. The fluid delivery device can then be operated to aspirate and subsequently inject a predetermined quantity of the fluidic sample into a sample receiving volume between the fluid delivery device and a sample needle.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Fluidfördereinrichtung zum Fördern einer mobilen Phase unter Hochdruck, insbesondere unter einem Druck von mindestens 200 bar, weiter insbesondere unter einem Druck von mindestens 1500 bar, ausgebildet sein. Die Komponenten der Fluidfördereinrichtung können in Hinblick auf Materialwahl, Dimensionen und Dichtvorkehrungen konfiguriert werden, um den Anforderungen der genannten Drücke auch im Langzeit- bzw. Dauerbetrieb standzuhalten.According to one exemplary embodiment, the fluid delivery device can be designed to deliver a mobile phase under high pressure, in particular under a pressure of at least 200 bar, more particularly under a pressure of at least 1500 bar. The components of the fluid conveying device can be configured with regard to the choice of material, dimensions and sealing precautions in order to withstand the requirements of the pressures mentioned even in long-term or continuous operation.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Fluidfördereinrichtung als Spülpumpe zum Spülen zumindest eines Teils eines Probentrenngeräts ausgebildet sein. Mittels einer solchen Spülpumpe können zum Beispiel fluidische Kanäle zumindest eines Teils einer Probenhandhabungsvorrichtung und/oder zumindest eines Teils eines Trennpfads eines Probentrenngeräts gespült werden, um Kontaminationen bzw. Probenverschleppung und dergleichen zu vermeiden.According to one exemplary embodiment, the fluid delivery device can be designed as a flushing pump for flushing at least part of a sample separation device. Such a flushing pump can be used, for example, to flush fluidic channels of at least part of a sample handling device and/or at least part of a separation path of a sample separation device in order to avoid contamination or sample carryover and the like.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Probenhandhabungsvorrichtung als Injektor zum Injizieren der fluidischen Probe aus einem Injektorpfad der Probenhandhabungsvorrichtung in einen Trennpfad des Probentrenngeräts ausgebildet sein. Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann unter dem Begriff „Injektor“ insbesondere eine Apparatur verstanden werden, mit der eine fluidische Probe in ein Probeaufnahmevolumen aufgenommen werden kann und durch entsprechendes Schalten eines Injektionsventils in einen Trennpfad zwischen Fluidantrieb und Probentrenneinrichtung eingebracht werden kann. Ein fluidischer Pfad, der einem solchen Injektor zugeordnet ist, kann als Injektorpfad bezeichnet werden. Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann unter dem Begriff „Fluidantrieb“ insbesondere eine Einrichtung zum Fördern von mobiler Phase und fluidischer Probe verstanden werden. Insbesondere kann der Fluidantrieb eine Kolbenpumpe sein. Der Fluidantrieb kann als Fluidpumpe zum Erzeugen eines Hochdrucks (zum Beispiel mindestens 1000 bar) zum Fördern von mobiler Phase und fluidischer Probe während des Trennens ausgebildet sein. Der Fluidantrieb kann in dem Probentrenngerät als analytische Pumpe ausgebildet sein. Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann unter dem Begriff „Probentrenneinrichtung“ insbesondere eine Einrichtung zum Trennen einer fluidischen Probe, insbesondere in unterschiedliche Fraktionen, verstanden werden. Zu diesem Zweck können Bestandteile der fluidischen Probe an der Probentrenneinrichtung zunächst adsorbiert und dann separat (insbesondere fraktionsweise) desorbiert werden. Beispielsweise kann eine solche Probentrenneinrichtung als chromatographische Trennsäule ausgebildet sein.According to one embodiment, the sample handling device can be designed as an injector for injecting the fluidic sample from an injector path of the sample handling device into a separation path of the sample separation device. In the context of the present application, the term “injector” can be understood in particular as an apparatus with which a fluidic sample can be accommodated in a sample receiving volume and can be introduced into a separation path between the fluid drive and the sample separation device by appropriately switching an injection valve. A fluidic path associated with such an injector can be referred to as an injector path. In the context of the present application, the term “fluid drive” can be understood in particular as meaning a device for conveying mobile phase and fluidic sample. In particular, the fluid drive can be a piston pump. The fluid drive can be designed as a fluid pump for generating a high pressure (for example at least 1000 bar) for conveying the mobile phase and the fluid sample during the separation. The fluid drive can be designed as an analytical pump in the sample separation device. In the context of the present application, the term “sample separation device” can be understood in particular as meaning a device for separating a fluidic sample, in particular into different fractions. For this purpose, components of the fluidic sample can first be adsorbed on the sample separation device and then desorbed separately (in particular in fractions). For example, such a sample separation device can be designed as a chromatographic separation column.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Probenhandhabungsvorrichtung als Fraktionierer zum Fraktionieren der fluidischen Probe in ein Fraktionierziel ausgebildet sein. Ein Fraktionierer kann anschaulich eine in Fraktionen getrennte fluidische Probe in unterschiedliche Fraktionierbehälter ausgeben, von denen zum Beispiel jeder mit mindestens einer Fraktion befüllt werden kann. Zu diesem Zweck kann die getrennte fluidische Probe durch eine Probennadel in die Fraktionierbehälter überführt werden.According to one embodiment, the sample handling device can be designed as a fractionator for fractionating the fluidic sample into a fractionation target. A fractionator can clearly output a fluidic sample separated into fractions into different fractionation containers, each of which can be filled with at least one fraction, for example. For this purpose, the separated fluidic sample can be transferred to the fractionation vessel through a sample needle.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Probenhandhabungsvorrichtung eine Probennadel zum Durchführen einer fluidischen Probe und einen Dreharm zum Drehen der Probennadel um eine Drehachse aufweisen, entlang derer ein Kolben des ersten Teils der Fluidfördereinrichtung bewegbar ist. Dies ermöglicht einen verschleißarmen Betrieb während der Bewegung des Dreharms durch Rotation um die Drehachse, der zumindest ein Teil (insbesondere ein Kolbengehäuse) der Fluidfördereinrichtung folgen kann.According to one exemplary embodiment, the sample handling device can have a sample needle for passing a fluidic sample through and a rotary arm for rotating the sample needle about an axis of rotation, along which a piston of the first part of the fluid delivery device can be moved. This enables low-wear operation during the movement of the rotary arm by rotation about the axis of rotation, which at least one part (in particular a piston housing) of the fluid delivery device can follow.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel können die Probennadel und die Fluidfördereinrichtung miteinander fluidisch gekoppelt sein. Somit kann ein Fluid, wie zum Beispiel eine fluidische Probe und/oder eine mobile Phase, gesteuert durch einen entsprechenden Betrieb der Fluidfördereinrichtung unidirektional oder bidirektional durch die Probennadel geführt werden.According to one exemplary embodiment, the sample needle and the fluid delivery device can be fluidically coupled to one another. Thus, a fluid, such as a fluidic sample and/or a mobile phase, can be guided unidirectionally or bidirectionally through the sample needle, controlled by corresponding operation of the fluid delivery device.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann zwischen der Probennadel und der Fluidfördereinrichtung ein Probenaufnahmevolumen angeordnet sein, das zum Aufnehmen der fluidischen Probe ausgebildet ist, wenn die Probennadel in fluidische Probe eintaucht und der Kolben bewegt wird. Beispielsweise kann das Probenaufnahmevolumen als einfache Kapillare ausgebildet sein, oder als Probenschleife.According to one embodiment, a sample receiving volume can be arranged between the sample needle and the fluid delivery device, which is designed to receive the fluidic sample when the sample needle dips into the fluidic sample and the piston is moved. For example, the sample receiving volume can be designed as a simple capillary or as a sample loop.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Fluidfördereinrichtung zum Einziehen der fluidischen Probe durch die Probennadel in das Probenaufnahmevolumen mittels Bewegens des Kolbens ausgebildet sein. Zu diesem Zweck kann ein Kolben der Fluidfördereinrichtung rückwärts bewegt werden.According to one exemplary embodiment, the fluid delivery device can be designed to draw the fluid sample through the sample needle into the sample receiving volume by moving the piston. For this purpose, a piston of the fluid delivery device can be moved backwards.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Probenhandhabungsvorrichtung einen Nadelsitz aufweisen, in den die Probennadel mittels Drehens des Dreharms fluiddicht (vorzugsweise hochdruckrobust) einführbar ist, um fluidische Probe mittels durch die erste fluidische Verbindungsstruktur in dem Kolben geführter mobiler Phase und/oder mittels Bewegens des Kolbens durch die Probennadel und durch den Nadelsitz zu führen. Wenn die Probennadel in den Nadelsitz eingeführt ist, kann zuvor angesaugte fluidische Probe zur Trennung in einen Trennpfad des Probentrenngeräts überführt werden.According to one embodiment, the sample handling device can have a needle seat into which the sample needle can be inserted in a fluid-tight (preferably high-pressure-resistant) manner by rotating the rotary arm in order to transfer fluidic sample by means of the mobile phase guided through the first fluidic connection structure in the piston and/or by moving the piston through the to guide the sample needle and through the needle seat. When the sample needle is inserted into the needle seat, fluidic sample that has been aspirated before can be transferred to a separation path of the sample separation device for separation.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Dreharm zum Endlosdrehen ausgebildet sein. Anders ausgedrückt kann der Dreharm auch mehrere Umdrehungen in der gleichen Richtung und um dieselbe Achse gedreht werden, ohne eine übermäßige mechanische Beanspruchung beteiligter Komponenten befürchten zu müssen, insbesondere eines Probenaufnahmevolumens.According to one embodiment, the rotary arm can be designed for endless rotation. In other words, the rotating arm can also be rotated several revolutions in the same direction and around the same axis without having to fear excessive mechanical stress on the components involved, in particular a sample receiving volume.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das als Kolbengehäuse ausgebildete zweite Teil zum Mitdrehen mit dem Dreharm ausgebildet sein. Der Kolben kann optional ebenfalls mitgedreht werden oder kann drehfest verbleiben.According to one exemplary embodiment, the second part, which is designed as a piston housing, can be designed to rotate with the rotary arm. The piston can optionally also be turned or can remain non-rotatable.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Probentrenngerät einen Injektor zum Injizieren der fluidischen Probe in die mobile Phase, einen Fluidantrieb zum Antreiben der mobilen Phase und der in die mobile Phase injizierten fluidischen Probe, und eine Probentrenneinrichtung zum Trennen der in die mobile Phase injizierten fluidischen Probe aufweisen. Zum Beispiel kann ein entsprechendes Probentrenngerät als Flüssigkeitschromatografie-Probentrenngerät, insbesondere als HPLC, ausgebildet sein.According to one embodiment, the sample separation device may include an injector for injecting the fluidic sample into the mobile phase, a fluid drive for driving the mobile phase and the fluidic sample injected into the mobile phase, and a sample separator for separating the fluidic sample injected into the mobile phase. For example, a corresponding sample separation device can be designed as a liquid chromatography sample separation device, in particular as an HPLC.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Fluidfördereinrichtung dem Injektor oder dem Fluidantrieb zugeordnet sein. Die beschriebene Fluidfördereinrichtung kann anschaulich als Dosiereinrichtung zum Dosieren einer zu injizierenden fluidischen Probe oder als analytische Hochdruckpumpe zum Fördern eines Fluids (insbesondere einer mobilen Phase wie zum Beispiel eine Lösungsmittelzusammensetzung) unter hohem Druck ausgebildet sein.According to one embodiment, the fluid delivery device can be assigned to the injector or the fluid drive. The fluid delivery device described can clearly be designed as a metering device for metering a fluidic sample to be injected or as an analytical high-pressure pump for delivering a fluid (in particular a mobile phase such as a solvent composition) under high pressure.

Das Probentrenngerät kann 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.The sample separation device can be a microfluidic measuring device, a life science device, a liquid chromatography device, a gas chromatography device, an HPLC (high performance liquid chromatography), a UHPLC system or an SFC (supercritical liquid chromatography) device. However, many other applications are possible.

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.According to one exemplary embodiment, the sample separation device can be designed as a chromatographic separation device, in particular as a chromatography separation column. In the case of a chromatographic separation, the chromatographic separation column can be provided with an adsorption medium. The fluidic sample can be stopped at this and only subsequently be detached again in fractions when a specific solvent composition is present, with which the separation of the sample into its fractions is accomplished.

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 hindurchzubefördern.A pumping system for conveying fluid can, for example, be set up to convey the fluid or 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 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.The sample separation device can have a sample injector 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 fluid path, with the needle being able to be moved out of this seat in order to take up a sample, with the sample being in a fluid path after reinserting the needle into the seat, which, for For example, by switching a valve, it can be switched into the separation path of the system, which leads to the introduction of the sample into the fluidic separation path. In another embodiment of the invention, a sample injector can be used with a needle that operates without a seat.

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.The sample separation device may include a fraction collector for collecting the separated components. Such a fraction collector can lead the different components of the separated sample into different liquid containers, for example. However, the analyzed sample can also be fed to an outflow 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 quantity of the sample components in the fluid flowing through the system.

Figurenlistecharacter 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.

1 zeigt ein HPLC-System gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
2 zeigt eine als Injektor ausgebildete Probenhandhabungsvorrichtung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung aufweisen.
3 zeigt eine als Dosiereinrichtung ausgebildete hochdruckrobuste Fluidfördereinrichtung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
4 zeigt eine Querschnittsansicht einer Probenhandhabungsvorrichtung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
5 zeigt eine unterseitige Ansicht der Probenhandhabungsvorrichtung gemäß 4.
6 zeigt eine Querschnittsansicht einer Probenhandhabungsvorrichtung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
7 zeigt unterschiedliche Drehzustände der Probenhandhabungsvorrichtung gemäß 6.
8 und 9 zeigen als Kolben ausgebildete bewegliche erste Teile von hochdruckrobusten Fluidfördereinrichtungen einer Probenhandhabungsvorrichtung eines Probentrenngeräts gemäß exemplarischen Ausführungsbeispielen der Erfindung.

Other objects and many of the attendant advantages of embodiments of the present invention will be readily appreciated and become better understood by reference to the following more detailed description of embodiments taken in connection with the accompanying drawings. Features that are essentially or functionally the same or similar are provided with the same reference numbers.

1 shows an HPLC system according to an exemplary embodiment of the invention.
2 FIG. 1 shows a sample handling device designed as an injector according to an exemplary embodiment of the invention.
3 shows a high-pressure-resistant fluid delivery device designed as a dosing device according to an exemplary embodiment of the invention.
4 12 shows a cross-sectional view of a sample handling device according to an exemplary embodiment of the invention.
5 FIG. 12 shows a bottom view of the sample handling device according to FIG 4 .
6 12 shows a cross-sectional view of a sample handling device according to an exemplary embodiment of the invention.
7 shows different rotation states of the sample handling device according to FIG 6 .
8th and 9 show moving first parts, designed as pistons, of high-pressure-resistant fluid conveying devices of a sample handling device of a sample separation device according to exemplary embodiments of the invention.

Die Darstellung in der Zeichnung ist schematisch. Bei den Figuren handelt es sich somit nicht um exakte Konstruktionszeichnungen.The representation in the drawing is schematic. The figures are therefore not exact construction drawings.

Bevor bezugnehmend auf die Figuren exemplarische Ausführungsbeispiele beschrieben werden, sollen einige grundlegende Überlegungen zusammengefasst werden, basierend auf denen exemplarische Ausführungsbeispiele der Erfindung abgeleitet worden sind.Before exemplary embodiments are described with reference to the figures, some basic considerations should be summarized, on the basis of which exemplary embodiments of the invention were derived.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel eines ersten Aspekts der Erfindung kann eine hochdruckrobuste Fluidfördereinrichtung (zum Beispiel eine Kolbenpumpe zur Verwendung als Dosiereinrichtung zum Dosieren einer fluidischen Probe und/oder als Hochdruckpumpe zum Fördern mobiler Phase) zum Fördern einer fluidischen Probe und/oder einer mobilen Phase in einem Probentrenngerät vorgesehen werden, wobei die Fluidfördereinrichtung ein bewegliches erstes Teil (zum Beispiel einen Kolben) und ein bezogen auf die Fluidfördereinrichtung ortsfestes zweites Teil (zum Beispiel ein Kolbengehäuse zum Definieren eines Kolbenraums, in dem der Kolben hin und her bewegt werden kann) aufweisen kann. Vorteilhaft kann sowohl das erste Teil eine erste fluidische Verbindungsstruktur (zum Beispiel ein Durchgangskanal in dem Kolben) als auch das zweite Teil eine zweite fluidische Verbindungsstruktur (zum Beispiel ein Durchgangsloch in dem Kolbengehäuse) zum Durchleiten des jeweiligen Fluids aufweisen. Durch das Vorsehen von fluidischen Verbindungsstrukturen in relativ zueinander bewegten oder beweglichen Teilen der Fluidfördereinrichtung kann ein zusätzlicher Freiheitsgrad (in Form der Relativposition bzw. Relativbewegung zwischen den Teilen) geschaffen werden, um in flexibler Weise das Einström- bzw. Ausströmverhalten des Fluids positiv zu beeinflussen.According to an exemplary embodiment of a first aspect of the invention, a high-pressure-resistant fluid delivery device (e.g. a piston pump for use as a metering device for metering a fluidic sample and/or as a high-pressure pump for delivering a mobile phase) for delivering a fluidic sample and/or a mobile phase in one Sample separation device can be provided, wherein the fluid delivery device can have a movable first part (e.g. a piston) and a second part that is stationary in relation to the fluid delivery device (e.g. a piston housing for defining a piston chamber in which the piston can be moved back and forth). Both the first part can advantageously have a first fluidic connection structure (for example a through-channel in the piston) and the second part can have a second fluidic connection structure (for example a through-hole in the piston housing) for conducting the respective fluid. By providing fluidic connection structures in parts of the fluid delivery device that move or move relative to one another, an additional degree of freedom (in the form of the relative position or relative movement between the parts) can be created in order to positively influence the inflow or outflow behavior of the fluid in a flexible manner.

Gemäß dem beschriebenen ersten Aspekt kann insbesondere ein flüssigkeitsleitender Kanal (Einlass oder Auslass) in einem Kolben einer beispielsweise als Dosiereinrichtung ausgebildeten Fluidfördereinrichtung (vorzugsweise, aber nicht zwingend entlang der Rotationsachse einer solchen Dosiereinrichtung ausgerichtet) implementiert sein. Dadurch ist es möglich, einen zentralen fluidischen Eingang oder Ausgang in dem Kolben bereitzustellen. Ein Flüssigkeitseinlass (oder -auslass) der beispielsweise als Dosiereinrichtung ausgebildeten Fluidfördereinrichtung kann dann vorteilhaft durch den Kolben der Dosiereinrichtung erfolgen. Dies kann zum Beispiel durch eine Bohrung (insbesondere eine Zentralbohrung) in dem Kolben und vorzugsweise in Axialrichtung des Kolbens realisiert werden. Diese Maßnahmen haben den Vorteil, dass verbesserte Durchfluss- und Spülbedingungen der Dosiereinrichtung eingestellt werden können, indem ein zusätzlicher Freiheitsgrad (in Form der relativen Position bzw. Relativbewegung zwischen Kolben und Kolbengehäuse) zur Steuerung verwendet werden kann. In diesem Zusammenhang kann es vorteilhaft sein, das Material des Kolbens so vorzusehen, dass in diesem eine Durchgangsbohrung gebildet werden kann. Um dies zu ermöglichen, kann der Kolben beispielsweise aus rostfreiem Stahl gefertigt werden, bevorzugt aber optional mit einer härtenden Beschichtung (zum Beispiel einer DLC- (diamond like carbon) Beschichtung). Alternativ kann der Kolben auch aus einer Keramik hergestellt werden, die mit einem Durchgangsloch gefertigt werden kann. Wenn sich der Flüssigkeitseinlass (oder -auslass) der Dosiereinrichtung zum Beispiel in einer Mittelbohrung des Kolbens befindet, kann dies bei Realisierung auch des unten beschriebenen zweiten Aspekts mechanische Beanspruchungen in der fluidischen Kupplung weiter verringern.According to the first aspect described, a liquid-conducting channel (inlet or outlet) can be implemented in a piston of a fluid delivery device configured as a metering device (preferably, but not necessarily, aligned along the axis of rotation of such a metering device). This makes it possible to provide a central fluidic inlet or outlet in the piston. A liquid inlet (or outlet) of the fluid delivery device designed, for example, as a metering device can then advantageously take place through the piston of the metering device. This can be implemented, for example, by a bore (in particular a central bore) in the piston and preferably in the axial direction of the piston. These measures have the advantage that improved flow and flushing conditions of the dosing device can be set by an additional degree of freedom (in the form of the relative position or relative movement between the piston and piston housing) can be used for control. In this context, it can be advantageous to provide the material of the piston in such a way that a through hole can be formed in it. In order to make this possible, the piston can be made of stainless steel, for example, but preferably optionally with a hardening coating (for example a DLC (diamond like carbon) coating). Alternatively, the piston can also be made of a ceramic that can be manufactured with a through hole. If the liquid inlet (or outlet) of the dosing device is located, for example, in a central bore of the piston, this can further reduce mechanical stresses in the fluidic coupling when also realizing the second aspect described below.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel eines zweiten Aspekts der Erfindung kann eine Probenhandhabungsvorrichtung (zum Beispiel ausgebildet als Injektor oder Fraktionierer) zum Handhaben einer zu trennenden oder in Fraktionen getrennten fluidischen Probe in einem Probentrenngerät (zum Beispiel einem Flüssigkeitschromatografiegerät wie einer HPLC) geschaffen werden. In einer solchen Probenhandhabungsvorrichtung kann eine Probennadel zum Hindurchführen der fluidischen Probe mit einer die fluidische Probe durch eine Kolbenbewegung fördernden Fluidfördereinrichtung wirkverbunden sein. Vorteilhaft kann ein Dreharm zum Drehen der Probennadel um eine Drehachse vorgesehen sein, die mit einer Kolbenachse zusammenfallend ausgebildet sein kann. Anders ausgedrückt kann die Kolbenachse parallel zur Drehachse sein und mit der Drehachse versatzfrei fluchten. Dadurch ist mindestens ein Fluidbauteil (zum Beispiel ein Probenaufnahmevolumen), durch welches die Probennadel und die Fluidfördereinrichtung fluidisch miteinander gekoppelt sind, vor einer mechanischen Belastung beim Drehbetrieb zuverlässig geschützt. Dadurch kann Verschleiß vermieden und die Lebensdauer von Komponenten der Probenhandhabungsvorrichtung erhöht werden.According to an exemplary embodiment of a second aspect of the invention, a sample handling device (e.g. configured as an injector or fractionator) for handling a fluidic sample to be separated or separated into fractions in a sample separation device (e.g. a liquid chromatography device such as an HPLC) can be provided. In such a sample handling device, a sample needle for guiding the fluidic sample through can be operatively connected to a fluid conveying device conveying the fluidic sample by a piston movement. Advantageously, a rotary arm can be provided for rotating the sample needle about an axis of rotation, which can be designed to coincide with a piston axis. In other words, the piston axis can be parallel to the axis of rotation and can be aligned with the axis of rotation without any offset. As a result, at least one fluid component (for example a sample receiving volume) through which the sample needle and the fluid delivery device are fluidly coupled to one another is reliably protected from mechanical stress during rotary operation. As a result, wear and tear can be avoided and the service life of components of the sample handling device can be increased.

Gemäß dem beschriebenen zweiten Aspekt kann somit die Dosiereinrichtung entlang der Rotationsachse des Probenhandhabungsarms ausgerichtet sein. Dadurch kann vorteilhaft ein flüssigkeitsleitender Kanal im Kolben unabhängig von einer Drehung der Dosiereinrichtung an einer Stelle und in einer Ausrichtung stationär verbleiben. Anders ausgedrückt kann dadurch die Dosiereinrichtung während des Drehbetriebs des Dreharms entlang der Rotationsachse ausgerichtet bleiben, um mechanische Belastungen mindestens einer Komponente der Probenhandhabungsvorrichtung zu reduzieren. Mit Vorteil kann also eine beispielsweise als Dosiereinrichtung ausgebildete Fluidfördereinrichtung dauerhaft entlang der Rotationsachse des Dreharms verbleiben, der eine Probennadel zum Ansaugen und/oder Ausstoßen von Probenflüssigkeit führt. Dies hat den Vorteil, dass ein Probenaufnahmevolumen (zum Beispiel eine Probenschleife zwischen Dosiereinrichtung und Nadel) vor einer mechanischen Belastung infolge der Rotation des Dreharms geschützt ist. Optional kann die Nadel in Bezug auf den Nadelhaltearm (zum Beispiel in vertikaler Richtung) bewegt werden.According to the second aspect described, the dosing device can thus be aligned along the axis of rotation of the sample handling arm. As a result, a liquid-conducting channel in the piston can advantageously remain stationary at one point and in one orientation, independently of a rotation of the dosing device. In other words, the dosing device can remain aligned along the axis of rotation during the rotary operation of the rotary arm in order to reduce mechanical loads on at least one component of the sample handling device. Advantageously, a fluid delivery device designed as a dosing device, for example, can remain permanently along the axis of rotation of the rotary arm, which guides a sample needle for sucking in and/or ejecting sample liquid. This has the advantage that a sample receiving volume (for example a sample loop between metering device and needle) is protected from mechanical stress as a result of the rotation of the rotary arm. Optionally, the needle can be moved (e.g. in a vertical direction) with respect to the needle holding arm.

1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines HPLC-Systems als Beispiel für ein Probentrenngerät 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 25 versorgt wird, treibt eine mobile Phase durch eine Probentrenneinrichtung 30 (wie zum Beispiel eine chromatographische Säule), die eine stationäre Phase beinhaltet. Die Zuführeinrichtung 25 umfasst eine erste Fluidkomponentenquelle 113 zum Bereitstellen eines ersten Fluids bzw. einer ersten Lösungsmittelkomponente A (zum Beispiel Wasser) und eine zweite Fluidkomponentenquelle 111 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 113 und mittels der zweiten Fluidkomponentenquelle 111 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 aus einer Probenquelle 137 (zum Beispiel einem Probenbehälter) zunächst in ein Probenaufnahmevolumen 132 in einem (nur schematisch dargestellten) Injektorpfad 122 aufzunehmen, und nachfolgend durch Schalten eines Injektionsventils 90 des Injektors 40 in einen fluidischen Trennpfad 124 zwischen Fluidantrieb 20 und Probentrenneinrichtung 30 einzubringen. Das Aufnehmen von fluidischer Probe aus der Probenquelle 137 kann insbesondere dadurch erfolgen, dass eine in 1 nicht dargestellte Probennadel 126 aus einem Probensitz 134 herausgefahren und in den Probenbehälter bzw. die Probenquelle 137 hineingefahren wird, mittels einer als Dosiereinrichtung ausgebildeten Fluidfördereinrichtung 100 fluidische Probe aus dem Probenbehälter bzw. der Probenquelle 137 durch die Probennadel 126 in das Probenaufnahmevolumen 132 eingesaugt wird, und die Probennadel 126 dann wieder in den Nadelsitz 134 hineingefahren wird (vergleiche 2). 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, und 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 131 ausgegeben werden. 1 shows the basic structure of an HPLC system as an example of a sample separation device 10 according to an exemplary embodiment of the invention, as it can be used for liquid chromatography, for example. A fluid driver 20, supplied with solvents from a supply 25, drives a mobile phase through a sample separation device 30 (such as a chromatographic column) containing a stationary phase. The feed device 25 comprises a first fluid component source 113 for providing a first fluid or a first solvent component A (for example water) and a second fluid component source 111 for providing a different second fluid or a second solvent component B (for example an organic solvent). An optional degasser 27 can degas the solvents provided by the first fluid component source 113 and by the second fluid component source 111 before they are fed to the fluid drive 20 . A sample application unit, which can also be referred to as an injector 40, is arranged between the fluid drive 20 and the sample separation device 30 in order to first introduce a sample liquid or a fluidic sample from a sample source 137 (e.g. a sample container) into a sample receiving volume 132 in a (only shown schematically) injector path 122, and subsequently by switching an injection valve 90 of the injector 40 in a fluidic separation path 124 between fluid drive 20 and sample separation device 30 to introduce. Fluidic sample can be taken from the sample source 137 in particular by an in 1 sample needle 126 (not shown) is moved out of a sample seat 134 and into sample container or sample source 137, a fluidic sample is sucked out of sample container or sample source 137 through sample needle 126 into sample receiving volume 132 by means of a fluid delivery device 100 designed as a dosing device, and the sample needle 126 is then moved back into the needle seat 134 (cf 2 ). The stationary phase of Sample separation device 30 is intended to separate components of the sample. A detector 50, which may comprise a flow cell, detects separated components of the sample, and a fractionation device or fractionator 60 may be provided to dispense separated components of the sample into containers provided for this purpose. Liquids that are no longer required can be discharged into a drainage container or into a waste line 131 .

Während ein Flüssigkeitspfad zwischen dem Fluidantrieb 20 und der Probentrenneinrichtung 30 typischerweise unter Hochdruck steht, wird die Probenflüssigkeit unter Normaldruck zunächst in einen vom Flüssigkeitspfad getrennten Bereich, eine so genannte Probenschleife bzw. ein Probenaufnahmevolumen 132, der Probenaufgabeeinheit bzw. des Injektors 40 eingegeben, die dann wiederum die Probenflüssigkeit in den unter Hochdruck stehenden Trennpfad 124 einbringt. Unter einer Probenschleife als Probenaufnahmevolumen 132 (auch als Sample Loop bezeichnet) kann ein Abschnitt einer Fluidleitung verstanden werden, der zum Aufnehmen bzw. Zwischenspeichern einer vorgegebenen Menge von fluidischer Probe ausgebildet ist. Vorzugsweise wird noch vor dem Zuschalten der zunächst unter Normaldruck stehenden Probenflüssigkeit in dem Probenaufnahmevolumen 132 in den unter Hochdruck stehenden Trennpfad 124 der Inhalt des Probenaufnahmevolumens 132 mittels einer unten näher beschriebenen Dosiereinrichtung in Form der Fluidfördereinrichtung 100 auf den Systemdruck des als HPLC ausgebildeten Probentrenngeräts 10 gebracht. Eine Steuereinrichtung 70 steuert die einzelnen Komponenten 20, 25, 30, 40, 50, 60, 90, 100 des Probentrenngeräts 10.While a liquid path between the fluid drive 20 and the sample separation device 30 is typically under high pressure, the sample liquid is first introduced under normal pressure into an area separate from the liquid path, a so-called sample loop or a sample receiving volume 132, of the sample application unit or the injector 40, which then in turn introduces the sample liquid into the high-pressure separation path 124 . A sample loop as a sample receiving volume 132 (also referred to as a sample loop) can be understood to mean a section of a fluid line which is designed to receive or temporarily store a predetermined quantity of fluidic sample. Preferably, before the sample liquid in sample receiving volume 132, which is initially under normal pressure, is connected to separation path 124, which is under high pressure, the contents of sample receiving volume 132 are brought to the system pressure of sample separation device 10, which is designed as an HPLC, by means of a dosing device in the form of fluid delivery device 100, which is described in more detail below. A control device 70 controls the individual components 20, 25, 30, 40, 50, 60, 90, 100 of the sample separation device 10.

1 zeigt zwei Zuführleitungen 171, 173, von denen jede fluidisch mit einer jeweiligen der zwei als Fluidkomponentenquellen 113, 111 bezeichneten Lösungsmittelbehältern 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. 1 12 shows two supply lines 171, 173, each of which is fluidically coupled to a respective one of the two solvent containers referred to as fluid component sources 113, 111 for providing a respective one of the fluids or solvent components A and B. The respective fluid or the respective solvent component A or B is conveyed through the respective feed line 171 or 173, through the degasser 27 to a proportioning valve 87 as a proportioning device, at which the fluid or solvent components A or B from the feed lines 171, 173 be united with each other. The fluid packets from the supply lines 171, 173 thus flow together at the proportioning valve 87 to form a homogeneous solvent composition. The latter is then fed to the fluid drive 20 .

Im Betrieb des Probentrenngeräts 10 und insbesondere des Injektors 40 wird das Injektionsventil 90 mittels der Steuereinrichtung 70 zum Injizieren einer fluidischen Probe aus dem Probenaufnahmevolumen 132 in eine mobile Phase in dem Trennpfad 124 zwischen dem Fluidantrieb 20 und der Probentrenneinrichtung 30 des Probentrenngeräts 10 geschaltet. Dieses Schalten des Injektionsventils 90 erfolgt zum Bewirken einer Relativbewegung zwischen einem ersten Ventilkörper (der ein bezogen auf ein Laborsystem in Ruhe befindlicher Stator sein kann) und einem zweiten Ventilkörper (der ein in Bezug auf das Laborsystem verdrehbarer Rotor sein kann) des Injektionsventils 90. Der erste Ventilkörper kann mit mehreren Ports und optional mit einer oder mehreren nutförmigen Verbindungsstrukturen versehen sein. Der zweite Ventilkörper hingegen kann mit vorzugsweise mehreren nutförmigen Verbindungsstrukturen ausgestattet sein, um dadurch jeweilige der Ports des ersten Ventilkörpers abhängig von einer jeweiligen Relativorientierung zwischen dem ersten Ventilkörper und dem zweiten Ventilkörper mittels der mindestens einen Verbindungsstruktur des zweiten Ventilkörpers selektiv fluidisch zu koppeln oder zu entkoppeln. Anschaulich kann eine jeweilige nutförmige Verbindungsstruktur des zweiten Ventilkörpers in bestimmten Schaltzuständen des Injektionsventils 90 zwei (oder mehr) der Ports des ersten Ventilkörpers fluidisch miteinander verbinden und zwischen anderen der Ports des ersten Ventilkörpers eine fluidische Entkopplung ausbilden. Auf diese Weise können die einzelnen Komponenten des Probentrenngeräts 90 miteinander abhängig von einem jeweiligen Betriebszustand des Injektors 40 in einen einstellbaren fluidischen (Ent-)Kopplungszustand gebracht werden.During operation of the sample separation device 10 and in particular of the injector 40, the injection valve 90 is switched by the control device 70 for injecting a fluidic sample from the sample receiving volume 132 into a mobile phase in the separation path 124 between the fluid drive 20 and the sample separation device 30 of the sample separation device 10. This switching of the injection valve 90 takes place in order to bring about a relative movement between a first valve body (which can be a stator which is at rest in relation to a laboratory system) and a second valve body (which can be a rotor which can be rotated in relation to the laboratory system) of the injection valve 90. The The first valve body can be provided with a number of ports and optionally with one or more groove-shaped connection structures. The second valve body, on the other hand, can be equipped with preferably a plurality of groove-shaped connection structures in order to thereby selectively fluidly couple or decouple each of the ports of the first valve body depending on a respective relative orientation between the first valve body and the second valve body by means of the at least one connection structure of the second valve body. Clearly, a respective groove-shaped connection structure of the second valve body can fluidly connect two (or more) of the ports of the first valve body to one another in certain switching states of the injection valve 90 and form a fluidic decoupling between other ports of the first valve body. In this way, the individual components of the sample separation device 90 can be brought into an adjustable fluidic (de)coupling state with one another depending on a respective operating state of the injector 40 .

Wie beschrieben, beinhaltet das Probentrenngerät 10 mehrere Fluidfördereinrichtungen 100. Eine oder mehrere erste Fluidfördereinrichtungen 100 können in dem Fluidantrieb 20 zum Fördern von mobiler Phase und darin injizierter fluidischer Probe implementiert sein, der beispielsweise als Kolbenpumpe oder Anordnung von mehreren seriellen und/oder parallelen Kolbenpumpen ausgebildet sein kann. Insbesondere kann der Fluidantrieb 20 eine primäre Kolbenpumpe und eine seriell nachgeschaltete sekundäre Kolbenpumpe aufweisen. Eine zweite Fluidfördereinrichtung 100 kann als Dosiereinrichtung zum Dosieren fluidischer Probe in dem Injektorpfad 122 implementiert sein. Jede dieser Fluidfördereinrichtungen 100 wird vorzugsweise als hochdruckrobuste Fluidfördereinrichtung 100 implementiert, da die Dosiereinrichtung beim Injizieren von fluidischer Probe in den Trennpfad 124 und der Fluidantrieb 20 beim Fördern von mobiler Phase hohen und höchsten Drücken ausgesetzt sind. Eine, mehrere oder alle der genannten Fluidfördereinrichtungen 100 kann in der Weise ausgebildet sein, wie dies zum Beispiel in 3 beschrieben ist. Bezugnehmend auf die dort dargestellten Bezugszeichen kann eine, mehrere oder alle der Fluidfördereinrichtungen 100 gemäß 1 ein zum Beispiel als Kolben ausgebildetes erstes Teil 102 und ein zum Beispiel als Kolbengehäuse ausgebildetes zweites Teil 104 aufweisen, die zum Fördern des Fluids relativ zueinander bewegbar sind. Insbesondere kann der Kolben hin und her bewegbar ausgebildet sein und das Kolbengehäuse innerhalb der jeweiligen Fluidfördereinrichtung 100 ortsfest ausgebildet sein. Mit Vorteil können das erste Teil 102 eine als Fluidkanal in dem Kolben ausgebildete erste fluidische Verbindungsstruktur 106 und das zweite Teil 104 eine als Durchgangsöffnung in dem Kolbengehäuse ausgebildete zweite fluidische Verbindungsstruktur 108 zum Zuführen und/oder Abführen des jeweiligen Fluids aufweisen. Dies wird bezugnehmend auf 3 näher beschrieben.As described, the sample separation device 10 includes a plurality of fluid delivery devices 100. One or more first fluid delivery devices 100 can be implemented in the fluid drive 20 for delivery of mobile phase and fluidic sample injected therein, which is designed, for example, as a piston pump or an arrangement of a plurality of serial and/or parallel piston pumps can be. In particular, the fluid drive 20 can have a primary piston pump and a series downstream secondary piston pump. A second fluid delivery device 100 can be implemented as a dosing device for dosing a fluid sample in the injector path 122 . Each of these fluid delivery devices 100 is preferably implemented as a high-pressure-resistant fluid delivery device 100, since the dosing device is exposed to high and extremely high pressures when injecting fluidic sample into the separation path 124 and the fluid drive 20 when delivering mobile phase. One, several or all of the fluid delivery devices 100 mentioned can be designed in the way as is shown, for example, in 3 is described. Referring to the reference numerals shown there, one, several or all of the fluid delivery devices 100 according to 1 one to A first part 102 designed as a piston, for example, and a second part 104 designed as a piston housing, for example, which can be moved relative to one another in order to convey the fluid. In particular, the piston can be designed to be movable back and forth and the piston housing can be designed to be stationary within the respective fluid delivery device 100 . First part 102 can advantageously have a first fluidic connection structure 106 designed as a fluid channel in the piston and second part 104 can have a second fluidic connection structure 108 designed as a through opening in the piston housing for supplying and/or discharging the respective fluid. This will refer to 3 described in more detail.

2 zeigt einen Injektor 40 eines Probentrenngeräts 10 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung 2 12 shows an injector 40 of a sample separation device 10 according to an exemplary embodiment of the invention

Ein Injektionsventil 90 ist in einem Flüssigkeitschromatografie-Probentrenngerät 10 zum Trennen einer fluidischen Probe eingebaut. Wie in 2 zu erkennen, weist das Probentrenngerät 10 einen als Hochdruckpumpe ausgebildeten Fluidantrieb 20 zum Antreiben einer mobilen Phase (d.h. eines Lösungsmittels oder einer Lösungsmittelzusammensetzung) und einer mittels des Injektors 40 in die mobile Phase zu injizierenden fluidischen Probe auf. Die fluidische Probe soll mittels des Probentrenngeräts 10 in ihre Fraktionen aufgetrennt werden. Das eigentliche Auftrennen erfolgt mittels der als Chromatografie-Trennsäule ausgebildeten Probentrenneinrichtung 30 nach der Injektion der fluidischen Probe in die mobile Phase.An injection valve 90 is installed in a liquid chromatography sample separator 10 for separating a fluid sample. As in 2 As can be seen, the sample separation device 10 has a fluid drive 20 designed as a high-pressure pump for driving a mobile phase (ie a solvent or a solvent composition) and a fluidic sample to be injected into the mobile phase by means of the injector 40 . The fluidic sample is to be separated into its fractions by means of the sample separation device 10 . The actual separation takes place by means of the sample separation device 30 designed as a chromatography separation column after the fluidic sample has been injected into the mobile phase.

Hierbei dient das in 2 dargestellte Injektionsventil 90 des Injektors 40 zum Injizieren der fluidischen Probe in die mobile Phase in einem Trennpfad 124 zwischen dem Fluidantrieb 20 (vorzugsweise ausgebildet als eine oder mehrere Fluidfördereinrichtungen 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung) und der Probentrenneinrichtung 30. Zu diesem Zweck weist der Injektor 40 ein zum Beispiel als Probenschleife ausgebildetes Probenaufnahmevolumen 132 zum Aufnehmen eines vorgebbaren Volumens der fluidischen Probe auf. Ferner enthält der in 2 dargestellte Injektor 40 eine beispielsweise als Spritzenpumpe mit bewegbarem Kolben ausgebildete Dosiereinrichtung in Form der Fluidfördereinrichtung 100 zum Dosieren der in dem Probenaufnahmevolumen 132 aufzunehmenden fluidischen Probe. Somit dient die Dosiereinrichtung primär zum Dosieren einer in dem Probenaufnahmevolumen 132 aufzunehmenden fluidischen Probe, kann aber auch zum Komprimieren von Fluid in dem Injektorpfad 122 betrieben werden (siehe 2). Eine Wasteleitung 131 dient zum Abführen von nicht mehr benötigtem Fluid, beispielsweise einer Spülflüssigkeit, nicht mehr benötigter mobiler Phase oder nicht mehr benötigter fluidischer Probe.The in serves here 2 illustrated injection valve 90 of the injector 40 for injecting the fluidic sample into the mobile phase in a separation path 124 between the fluid drive 20 (preferably embodied as one or more fluid delivery devices 100 according to an embodiment of the invention) and the sample separation device 30. For this purpose, the injector 40 a sample receiving volume 132 embodied, for example, as a sample loop for receiving a predefinable volume of the fluidic sample. Furthermore, the in 2 The injector 40 shown is a dosing device designed, for example, as a syringe pump with a movable piston, in the form of the fluid delivery device 100 for dosing the fluid sample to be received in the sample receiving volume 132 . Thus, the dosing device is used primarily for dosing a fluidic sample to be taken up in the sample receiving volume 132, but can also be operated for compressing fluid in the injector path 122 (see FIG 2 ). A waste line 131 is used to remove fluid that is no longer required, for example a rinsing liquid, mobile phase that is no longer required or fluidic sample that is no longer required.

Darüber hinaus hat der Injektor 40 eine verfahrbare Nadel 126, die gemäß 2 in einem Nadelsitz 134 zum fluiddichten Aufnehmen der Nadel 126 fluiddicht aufgenommen ist. Darüber hinaus kann die Nadel 126 auch aus dem Nadelsitz 134 herausgefahren werden und in einen Probenbehälter als Probenquelle 137 mit fluidischer Probe eingeführt werden, um dann mittels Zurückfahrens des Kolbens der als Dosiereinrichtung ausgebildeten Fluidfördereinrichtung 100 fluidische Probe aus dem Probenbehälter durch die Nadel 126 hindurch in das Probenaufnahmevolumen 132 anzusaugen. Das Bewegen der Nadel 126 zwischen dem Nadelsitz 134 und der Probenquelle 137 kann mittels eines Dreharms erfolgen, der in 2 nicht dargestellt ist und der in 4 bis 7 mit Bezugszeichen 128 gezeigt ist.In addition, the injector 40 has a movable needle 126 according to 2 fluid-tightly accommodated in a needle seat 134 for receiving the needle 126 in a fluid-tight manner. In addition, the needle 126 can also be moved out of the needle seat 134 and inserted into a sample container as a sample source 137 with a fluidic sample, in order then, by retracting the piston of the fluid delivery device 100 designed as a dosing device, to pump a fluidic sample out of the sample container through the needle 126 into the Sample receiving volume 132 to suck. Moving the needle 126 between the needle seat 134 and the sample source 137 can be done by means of a rotary arm, which is 2 is not shown and in 4 until 7 shown at reference numeral 128.

Das in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Rotorventil ausgebildete Injektionsventil 90 hat mit 1 bis 6 gekennzeichnete stationäre Ports oder Fluidanschlüsse, von denen ein Teil mit stationären Nuten 160 verbunden ist. Gegenüber diesen stationären Ports 1 bis 6 bzw. stationären Nuten 160 sind drehbare Nuten 162 vorgesehen, sodass unterschiedliche Fluidverbindungspfade eingestellt werden können.The injection valve 90 embodied as a rotor valve in the illustrated embodiment has stationary ports or fluid connections marked 1 to 6, some of which are connected to stationary grooves 160 . Rotatable grooves 162 are provided opposite these stationary ports 1 to 6 or stationary grooves 160 so that different fluid connection paths can be set.

Gemäß 2 ist ein zusätzlicher Fluidantrieb 141 (beispielsweise ausgebildet als Spülpumpe) vorgesehen, der ebenfalls als Fluidfördereinrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgebildet sein kann.According to 2 An additional fluid drive 141 (designed, for example, as a flushing pump) is provided, which can also be designed as a fluid delivery device 100 according to an exemplary embodiment of the invention.

Jeder der Fluidfördereinrichtungen 100 gemäß 2 kann beispielsweise ausgebildet sein, wie in 3 dargestellt:Each of the fluid delivery devices 100 according to 2 can be designed, for example, as in 3 shown:

3 zeigt eine als Dosiereinrichtung ausgebildete hochdruckrobuste Fluidfördereinrichtung 100 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. 3 shows a high-pressure-resistant fluid delivery device 100 designed as a dosing device according to an exemplary embodiment of the invention.

Die dargestellte Fluidfördereinrichtung 100 dient zum Fördern einer fluidischen Probe, von der die Fluidfördereinrichtung 100 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel im Betrieb aber selbst nicht durchflossen werden soll. Dadurch kann eine unerwünschte Probenverschleppung bzw. eine Kontamination der Fluidfördereinrichtung 100 vermieden werden. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Fluidfördereinrichtung 100 auch selbst in Kontakt mit einer fluidischen Probe gelangen. Während des Betriebs kann ein Kolbenraum 170 der Fluidfördereinrichtung 100 ganz oder teilweise mit einer mobilen Phase (zum Beispiel einer Lösungsmittelzusammensetzung) gefüllt sein, die auf die fluidische Probe einwirken kann.The fluid delivery device 100 shown is used to deliver a fluidic sample, which, according to an exemplary embodiment, should not flow through the fluid delivery device 100 itself during operation. As a result, undesired sample carryover or contamination of the fluid delivery device 100 can be avoided. In another exemplary embodiment, the fluid delivery device 100 itself can also come into contact with a fluidic sample. During operation, a piston space 170 of the fluid delivery device 100 can be completely or partially filled with a mobile phase (e.g. a solvent together settlement) must be filled, which can act on the fluidic sample.

Gemäß 3 weist die Fluidfördereinrichtung 100 einen Kolben 110 als hin und her bewegbares (siehe Doppelpfeil 172) erstes Teil 102 und ein Kolbengehäuse 112 als innerhalb der Fluidfördereinrichtung 100 stationäres zweites Teil 104 auf. Das erste Teil 102 weist eine als zentraler Durchgangskanal in dem Kolben 110 ausgebildete erste fluidische Verbindungsstruktur 106 auf, durch die ein Fluid gefördert werden kann. Somit ist die erste fluidische Verbindungsstruktur 106 ein sich durch den Kolben 110 erstreckender Fluidkanal. Darüber hinaus weist das zweite Teil 104 eine zweite fluidische Verbindungsstruktur 108 in Form einer stirnseitigen Durchgangsöffnung in dem Kolbengehäuse 112 auf, durch das ebenfalls ein Fluid fließen kann. Folglich ist die zweite fluidische Verbindungsstruktur 108 als fluidführende Öffnung in dem Kolbengehäuse 112 ausgebildet. Somit dienen die fluidischen Verbindungsstrukturen 106, 108 zum Zuführen bzw. Abführen von Fluid. Zum Fördern der fluidischen Probe können die Teile 102, 104 relativ zueinander bewegt werden. Genauer gesagt kann das erste Teil 102 bewegt werden, während das zweite Teil 104 stationär bleibt. Wird das erste Teil 102 im Kolbenraum 170 in Rückwärtsrichtung bewegt (d.h. gemäß 3 nach links), wird mobile Phase durch die zweite fluidische Verbindungsstruktur 108 in den Kolbenraum 170 eingezogen, wodurch in 3 nicht dargestellte, aber fluidisch mit der Fluidfördereinrichtung 100 gekoppelte fluidische Probe angesaugt wird. Zum Ausstoßen der angesaugten fluidischen Probe mittels der Fluidfördereinrichtung 100 gibt es insbesondere zwei Möglichkeiten: Die eine Möglichkeit besteht darin, dass das erste Teil 102 im Kolbenraum 170 in Vorwärtsrichtung bewegt wird (d.h. gemäß 3 nach rechts). Dadurch schiebt die mobile Phase im Kolbenraum 170 aufgrund einer fluidischen Kopplung durch die zweite fluidische Verbindungsstruktur 108 die fluidische Probe zurück. Die andere (insbesondere bevorzugte) Möglichkeit besteht darin, dass zum Ausstoßen der fluidischen Probe das erste Teil 102 relativ zu dem zweiten Teil 104 ortsfest verbleibt (d.h. der Kolben 110 steht) und stattdessen mobile Phase durch die als Fluidkanal ausgebildete erste fluidische Verbindungsstruktur 106 in dem ersten Teil 102 durch die zweite fluidische Verbindungsstruktur 108 in Richtung der fluidischen Probe gefördert wird (d.h. gemäß 3 von links nach rechts). Nachdem die fluidische Probe ausgestoßen worden ist, kann das erste Teil 102 dann wieder in seine Ausgangsposition im Kolbenraum 170 zurückfahren (d.h. gemäß 3 nach links bewegt werden).According to 3 For example, the fluid delivery device 100 has a piston 110 as a first part 102 that can be moved back and forth (see double arrow 172) and a piston housing 112 as a second part 104 that is stationary within the fluid delivery device 100. The first part 102 has a first fluidic connection structure 106 embodied as a central through-channel in the piston 110, through which a fluid can be conveyed. Thus, the first fluidic connection structure 106 is a fluid channel extending through the piston 110 . In addition, the second part 104 has a second fluidic connection structure 108 in the form of a through-opening on the end face in the piston housing 112, through which a fluid can also flow. Consequently, the second fluidic connection structure 108 is designed as a fluid-carrying opening in the piston housing 112 . Thus, the fluidic connection structures 106, 108 are used to supply or drain fluid. To convey the fluid sample, the parts 102, 104 can be moved relative to one another. More specifically, the first part 102 can be moved while the second part 104 remains stationary. If the first part 102 is moved in the piston chamber 170 in the reverse direction (ie according to 3 to the left), mobile phase is drawn into the piston chamber 170 through the second fluidic connection structure 108, whereby in 3 not shown, but fluidly coupled to the fluid delivery device 100 fluidic sample is sucked. In particular, there are two options for ejecting the aspirated fluidic sample by means of the fluid delivery device 100: one option is that the first part 102 in the piston chamber 170 is moved in the forward direction (ie according to 3 To the right). As a result, the mobile phase in the piston space 170 pushes back the fluidic sample due to a fluidic coupling through the second fluidic connection structure 108 . The other (particularly preferred) option is for the first part 102 to remain stationary relative to the second part 104 (i.e. the piston 110 is stationary) to eject the fluidic sample and instead for the mobile phase to pass through the first fluidic connection structure 106 designed as a fluid channel in the first part 102 is conveyed through the second fluidic connection structure 108 in the direction of the fluidic sample (ie according to 3 left to right). After the fluidic sample has been ejected, the first part 102 can then return to its starting position in the piston chamber 170 (ie according to FIG 3 be moved to the left).

3 zeigt darüber hinaus, dass die Fluidfördereinrichtung 100 eine Hochdruckdichtung 114 zum Hochdruckdichten von mobiler Phase zwischen dem ersten Teil 102 und dem zweiten Teil 104 aufweist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine ringförmige Hochdruckdichtung 114 an dem als Kolben 110 ausgebildeten ersten Teil 102 kolbenvorderseitig und mit dem Kolben 110 mitbewegbar angebracht. Die vorderseitige Hochdruckdichtung 114 kann gemäß 3 die einzige Dichtung der Fluidfördereinrichtung 100 sein und läuft mit dem Kolben 110 während dessen Bewegung im Kolbengehäuse 112 mit. 3 FIG. 12 further shows that the fluid delivery device 100 has a high-pressure seal 114 for high-pressure sealing of mobile phase between the first part 102 and the second part 104 . In the exemplary embodiment shown, an annular high-pressure seal 114 is attached to the first part 102 embodied as a piston 110 on the front side of the piston and so that it can move with the piston 110 . The front high-pressure seal 114 can according to 3 be the only seal of the fluid delivery device 100 and runs with the piston 110 during its movement in the piston housing 112.

3 zeigt darüber hinaus ein Fluidventil 116, das über eine Kapillarverbindung 174 und ein Fitting 118 mit der ersten fluidischen Verbindungsstruktur 106 fluidisch gekoppelt ist. Das Fluidventil 116 kann (selbsttätig oder gesteuert) selektiv öffnen oder schließen und kann dadurch die erste fluidische Verbindungsstruktur 106 und die zweite fluidische Verbindungsstruktur 108 einseitig blockieren oder eine Fluidkopplung durch die Kapillarverbindung 174 hindurch zulassen. 3 FIG. 12 also shows a fluidic valve 116 fluidically coupled to the first fluidic connection structure 106 via a capillary connection 174 and a fitting 118. FIG. The fluid valve 116 can (automatically or controlled) selectively open or close and thereby can block the first fluidic connection structure 106 and the second fluidic connection structure 108 on one side or allow fluid coupling through the capillary connection 174 therethrough.

Gemäß 3 ist die erste fluidische Verbindungsstruktur 106 als geradliniger axialer und unverzweigter Kanal in dem ersten Teil 102 ausgebildet. Dies hält das Innenvolumen der ersten fluidischen Verbindungsstruktur 106 gering, führt daher im Betrieb zu einem geringen Totvolumen sowie zu einer geringen Totzeit und ist durch Ausbilden einer einfachen Axialbohrung in dem Kolben 110 in einfacher Weise herstellbar.According to 3 the first fluidic connection structure 106 is designed as a straight, axial and unbranched channel in the first part 102 . This keeps the internal volume of the first fluidic connection structure 106 small, therefore leads to a small dead volume and a small dead time during operation and can be produced in a simple manner by forming a simple axial bore in the piston 110 .

Wie bereits beschrieben, ist die dargestellte Fluidfördereinrichtung 100 als Dosiereinrichtung zum Dosieren einer fluidischen Probe ausgebildet. Auch bezugnehmend auf 1 und 2 kann hierfür eine in 3 nicht dargestellte Probennadel 126 mittels eines Dreharms 128 in eine Probenquelle 137 eingeführt werden. Sodann kann der Kolben 110 zurück (d.h. gemäß 3 nach links) bewegt werden, wodurch eine vorgebbare Menge fluidischer Probe aus der Probenquelle 137 und durch die Probennadel 126 hindurch in ein Probenaufnahmevolumen 132 angesaugt wird. Zum Injizieren der dosierten fluidischen Probe aus dem Probenaufnahmevolumen 132 des Injektorpfads 122 in einen auf Hochdruck befindlichen Trennpfad 124 kann ein in 1 und 2 dargestelltes Injektionsventil 90 geschaltet werden. Dadurch kann entweder das Probenaufnahmevolumen 132 direkt in den Trennpfad 122 zwischen Fluidantrieb 20 und Probentrenneinrichtung 30 geschaltet werden, wodurch die Trennung der dosierten fluidischen Probe bewirkt wird. Alternativ kann durch Verfahren des Kolbens 110 (d.h. gemäß 3 nach rechts) und/oder durch Auslösen eines Flusses von mobiler Phase durch die erste fluidische Verbindungsstruktur 106 (gemäß 3 von links nach rechts) die fluidische Probe von dem Probenaufnahmevolumen 132 in den Trennpfad 122 zwischen Fluidantrieb 20 und Probentrenneinrichtung 30 geschoben werden.As already described, the fluid delivery device 100 shown is designed as a dosing device for dosing a fluidic sample. Also referring to 1 and 2 can use an in 3 sample needle 126 (not shown) can be introduced into a sample source 137 by means of a rotating arm 128 . The piston 110 can then return (ie according to 3 to the left), whereby a predetermined amount of fluidic sample is sucked out of the sample source 137 and through the sample needle 126 into a sample receiving volume 132 . To inject the metered fluidic sample from the sample receiving volume 132 of the injector path 122 into a high-pressure separation path 124, an in 1 and 2 illustrated injection valve 90 are switched. As a result, either the sample receiving volume 132 can be switched directly into the separation path 122 between the fluid drive 20 and the sample separation device 30, as a result of which the separation of the metered fluidic sample is brought about. Alternatively, by moving the piston 110 (ie according to 3 to the right) and/or by triggering a flow of mobile phase through the first fluidic connection structure 106 (according to 3 from left to right), the fluidic sample can be pushed from the sample receiving volume 132 into the separation path 122 between the fluid drive 20 and the sample separation device 30 .

Insbesondere ist gemäß exemplarischen Ausführungsbeispielen der Erfindung eine Probeninjektion wahlweise in einer „Flow Through“ Konfiguration oder in einer „Feed Inject“ Konfiguration möglich. Gemäß einem „Feed Inject“-Injektionsmodus kann die Injektion anschaulich erfolgen, indem an einer fluidischen T-Position (die sich beispielsweise im Inneren eines Injektionsventils befinden kann) die aufgenommene fluidische Probe mit mobiler Phase zusammengeführt wird und mittels eines Fluidantriebs zu einer Probentrenneinrichtung gefördert wird. Gemäß dem alternativen Probeninjektionsprinzip „Flow Through Injection“ kann ein zuvor mit fluidischer Probe befülltes Probenaufnahmevolumen des Injektors in einen Trennpfad zwischen Fluidantrieb und Probentrenneinrichtung geschaltet werden.In particular, according to exemplary embodiments of the invention, a sample injection is optionally possible in a “flow through” configuration or in a “feed inject” configuration. According to a "Feed Inject" injection mode, the injection can be carried out clearly by combining the fluidic sample taken with the mobile phase at a fluidic T-position (which can be located, for example, inside an injection valve) and conveying it to a sample separation device by means of a fluidic drive . According to the alternative sample injection principle "Flow Through Injection", a sample receiving volume of the injector previously filled with a fluidic sample can be switched into a separation path between the fluid drive and the sample separation device.

Anschaulich kann die Fluidfördereinrichtung 100 gemäß 3 als flexible Dosiereinrichtung mit Durchgangsloch im Kolben 110 ausgebildet sein. Der vordere fluidische Anschluss der Dosiereinrichtung kann somit flexibel und platzsparend im Kolben 110 gebildet sein. Bei herkömmlichen Ansätzen bewegt sich ein Kolben innerhalb einer Dosiereinrichtung zum Dosieren hin und her. Dies führt zu einer Verschiebung des Lösungsmittels innerhalb des Probentrenngeräts. Bei Einsatz eines solchen herkömmlichen beweglichen Kolbens befinden sich der fluidische Ein- und Auslass im Dosierkörper, d.h. im Kolbengehäuse. Im Unterschied hierfür erfolgt gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung die Platzierung des Einlassanschlusses in Form der ersten fluidischen Verbindungsstruktur 106 innerhalb des Kolbens 110. Ferner kann sich gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung bevorzugt der Kolben 110 innerhalb des Kolbengehäuses 112 frei drehen. Darüber hinaus kann der Kolben 110 vorne mit der Hochdruckdichtung 114 abgedichtet sein, um das Totvolumen innerhalb des Probentrenngeräts 10 zu reduzieren. Mit Vorteil fungiert diese Frontabdichtung simultan auch als Führung für den Kolben 110. Dadurch kann eine weitere Hochleistungsführung entbehrlich sein. Optional kann kolbenrückseitig eine Führungseinrichtung 176 zum Zentrieren des Kolbens 110 in dem von dem Kolbengehäuse 112 abgegrenzten Kolbenraum 170 vorgesehen sein. Anschaulich dient die Führungseinrichtung 176 als Zentrierführung zum Vermeiden oder Verunmöglichen eines berührbehafteten Entlanglaufens des Kolbens 110 an einer Wandung des Kolbengehäuses 112. Die als Frontdichtung ausgebildete Hochdruckdichtung 114 kann vorteilhaft Rotations- und Axialbewegungen verarbeiten.The fluid delivery device 100 according to FIG 3 be designed as a flexible dosing device with a through hole in the piston 110. The front fluidic connection of the dosing device can thus be formed in the piston 110 in a flexible and space-saving manner. In conventional approaches, a piston reciprocates within a dosing device for dosing. This leads to a displacement of the solvent within the sample separator. When using such a conventional movable piston, the fluidic inlet and outlet are located in the dosing body, ie in the piston housing. In contrast, according to an exemplary embodiment of the invention, the inlet port is placed in the form of the first fluidic connection structure 106 within the piston 110. Furthermore, according to an exemplary embodiment of the invention, the piston 110 can preferably rotate freely within the piston housing 112. In addition, the piston 110 may be sealed at the front with the high pressure seal 114 to reduce dead volume within the sample separator 10. Advantageously, this front seal also simultaneously acts as a guide for the piston 110. As a result, another high-performance guide can be dispensed with. A guide device 176 for centering the piston 110 in the piston chamber 170 delimited by the piston housing 112 can optionally be provided on the rear of the piston. Clearly, the guide device 176 serves as a centering guide to avoid or make it impossible for the piston 110 to run along a wall of the piston housing 112 with contact. The high-pressure seal 114 designed as a front seal can advantageously process rotational and axial movements.

Mit der bezugnehmend auf 3 beschriebenen Konfiguration der Fluidfördereinrichtung 100 kann deren Ausspülverhalten (bzw. alternativ oder ergänzend deren Einspülverhalten) gezielt gesteuert werden. Dadurch wird die Flexibilität hinsichtlich der Betreibbarkeit der Fluidfördereinrichtung 100 erhöht.With the referring to 3 With the described configuration of the fluid delivery device 100, its flushing behavior (or alternatively or additionally its flushing behavior) can be specifically controlled. This increases the flexibility with regard to the operability of the fluid delivery device 100 .

Alternativ zu der beschriebenen Konfiguration als Dosiereinrichtung kann die in 3 dargestellte Fluidfördereinrichtung 100 auch zum Fördern einer mobilen Phase unter Hochdruck (zum Beispiel bei einem Druck von 2000 bar) eingesetzt werden. Beispielsweise kann die Fluidfördereinrichtung 100 als primäre Kolbenpumpe oder als sekundäre Kolbenpumpe des Fluidantriebs 20 gemäß 1 und 2 eingesetzt werden, d.h. in einer analytischen Pumpe.As an alternative to the configuration described as a dosing device, the 3 The fluid delivery device 100 shown can also be used to deliver a mobile phase under high pressure (for example at a pressure of 2000 bar). For example, the fluid delivery device 100 as a primary piston pump or as a secondary piston pump of the fluid drive 20 according to FIG 1 and 2 be used, ie in an analytical pump.

4 zeigt eine Querschnittsansicht einer Probenhandhabungsvorrichtung 120 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. 5 zeigt eine unterseitige Ansicht der Probenhandhabungsvorrichtung 120 gemäß 4. 6 zeigt eine weitere Querschnittsansicht. 7 zeigt unterschiedliche Betriebszustände der Probenhandhabungsvorrichtung 120 gemäß 6. Die Probenhandhabungsvorrichtung 120 kann beispielsweise die bezugnehmend auf 3 beschriebene Fluidfördereinrichtung 100 aufweisen. Allerdings ist gemäß 4 bis 7 die zweite fluidische Verbindungstruktur 108 mantelseitig (und nicht wie gemäß 3 stirnseitig) durch das Kolbengehäuse 112 durchgeführt. Die mantelseitige und/oder die stirnseitige Durchführung der zweiten fluidischen Verbindungstruktur 108 durch das Kolbengehäuse 112 kann in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen frei gewählt werden. Ferner kann die Probenhandhabungsvorrichtung 120 in ein Probentrenngerät 10 gemäß 1 oder 2 implementiert sein. 4 12 shows a cross-sectional view of a sample handling device 120 according to an exemplary embodiment of the invention. 5 12 shows a bottom view of the sample handling device 120 of FIG 4 . 6 shows another cross-sectional view. 7 12 shows different operating states of the sample handling device 120 according to FIG 6 . The sample handling device 120 can, for example, refer to FIG 3 have the fluid delivery device 100 described. However, according to 4 until 7 the second fluidic connection structure 108 on the shell side (and not as per 3 front side) carried out through the piston housing 112. The passage of the second fluidic connection structure 108 through the piston housing 112 on the jacket side and/or the front side can be freely selected in different exemplary embodiments. Furthermore, the sample handling device 120 in a sample separator 10 according to 1 or 2 be implemented.

Die in 4 bis 7 dargestellte Probenhandhabungsvorrichtung 120 dient zum Handhaben einer fluidischen Probe in einem zum Beispiel als Flüssigkeitschromatografiegerät (insbesondere als HPLC) ausgebildeten Probentrenngerät 10. Im Weiteren wird ein Betrieb der Probenhandhabungsvorrichtung 120 als Injektor zum Injizieren einer mittels einer als Dosiereinrichtung ausgebildeten Fluidfördereinrichtung 100 dosierten und noch zu trennenden fluidischen Probe beschrieben. Somit ist die Probenhandhabungsvorrichtung 120 als Injektor 40 zum Injizieren der fluidischen Probe aus einem Injektorpfad 122 der Probenhandhabungsvorrichtung 120 in einen Trennpfad 124 des Probentrenngeräts 10 ausgebildet.In the 4 until 7 The sample handling device 120 shown is used to handle a fluidic sample in a sample separation device 10 embodied, for example, as a liquid chromatography device (in particular as an HPLC). In addition, operation of the sample handling device 120 as an injector for injecting a fluidic fluid that is still to be separated and metered by means of a fluid delivery device 100 designed as a dosing device sample described. The sample handling device 120 is thus designed as an injector 40 for injecting the fluidic sample from an injector path 122 of the sample handling device 120 into a separation path 124 of the sample separation device 10 .

Ein Fachmann wird verstehen, dass die Probenhandhabungsvorrichtung 120 alternativ als Fraktionierer 60 zum Fraktionieren einer getrennten fluidischen Probe in Zielbehälter eingesetzt werden kann. Somit kann die Probenhandhabungsvorrichtung 120 alternativ oder ergänzend auch als Fraktionierer 60 zum Fraktionieren der fluidischen Probe in ein Fraktionierziel konfiguriert sein.One skilled in the art will understand that sample handler 120 may alternatively be used as fractionator 60 for fractionating a separated fluidic sample into target containers. Thus, the sample handling device 120 can alternatively or additionally also be configured as a fractionator 60 for fractionating the fluidic sample into a fractionation target.

Die 4 bis 7 dargestellte Probenhandhabungsvorrichtung 120 weist eine hohle Probennadel 126 zum Hindurchführen einer fluidischen Probe auf. Abhängig vom Betrieb der Fluidfördereinrichtung 100 kann die Probennadel 126 zum Durchführen einer fluidischen Probe in beiden Richtungen ausgebildet sein. Ferner enthält die Probenhandhabungsvorrichtung 120 eine beispielsweise gemäß 3 ausgebildete Fluidfördereinrichtung 100 zum Fördern der fluidischen Probe durch die Probennadel 126 mittels Bewegens des bewegbaren Kolbens 110 und/oder mittels Durchführens mobiler Phase durch die als Fluidkanal ausgebildete erste fluidische Verbindungsstruktur 106 des Kolbens 110. Genauer gesagt ist die Fluidfördereinrichtung 100 gemäß 4 bis 7 gemäß 3 ausgebildet, wobei das erste Teil 102 den Kolben 110 aufweist und das zweite Teil 104 ein den Kolben 110 aufnehmendes Kolbengehäuse 112 aufweist. Zu diesem Zweck sind die Probennadel 126 und die Fluidfördereinrichtung 100 miteinander fluidisch gekoppelt. Zwischen der Probennadel 126 und der Fluidfördereinrichtung 100 ist allerdings noch ein Probenaufnahmevolumen 132 (zum Beispiel ausgebildet als oder ersetzt durch eine flexible Kapillare) angeordnet, das zum Beispiel als Probenschleife ausgebildet sein kann und zum Aufnehmen der fluidischen Probe ausgebildet ist, wenn die Probennadel 126 in fluidische Probe eintaucht und der Kolben 110 rückwärts bewegt wird. Die Fluidfördereinrichtung 100 dient somit zum Einziehen der fluidischen Probe durch die Probennadel 126 in das Probenaufnahmevolumen 132 mittels Bewegens des Kolbens 110.the 4 until 7 The sample handling device 120 shown has a hollow sample needle 126 for passing a fluidic sample through. Depending on the operation of the fluid delivery device 100, the sample needle 126 can be designed for carrying out a fluid sample in both directions. Furthermore, the sample handling device 120 contains, for example, according to FIG 3 embodied fluid delivery device 100 for delivering the fluidic sample through the sample needle 126 by moving the movable piston 110 and/or by passing mobile phase through the first fluidic connection structure 106 of the piston 110 designed as a fluid channel. More precisely, the fluid delivery device 100 according to 4 until 7 according to 3 formed, wherein the first part 102 has the piston 110 and the second part 104 has a piston housing 112 accommodating the piston 110 . For this purpose, the sample needle 126 and the fluid delivery device 100 are fluidically coupled to one another. However, between sample needle 126 and fluid delivery device 100 there is also a sample receiving volume 132 (embodied, for example, as or replaced by a flexible capillary), which can be embodied, for example, as a sample loop and is embodied to receive the fluidic sample when sample needle 126 is in fluidic sample is immersed and the piston 110 is moved backwards. The fluid delivery device 100 thus serves to draw the fluid sample through the sample needle 126 into the sample receiving volume 132 by moving the piston 110.

Darüber hinaus weist die Probenhandhabungsvorrichtung 120 einen Dreharm 128 zum Drehen der Probennadel 126 um eine Drehachse 130 auf, entlang derer der Kolben 110 hin und her bewegbar ist. Der Dreharm 128 ist über einen Auslegerarm 178 mit der Probennadel 126 gekuppelt.In addition, the sample handling device 120 has a rotary arm 128 for rotating the sample needle 126 about a rotary axis 130 along which the piston 110 can be moved back and forth. The rotating arm 128 is coupled to the sample needle 126 by a cantilever arm 178 .

Wie in 4 gezeigt, weist die Probenhandhabungsvorrichtung 120 darüber hinaus einen Nadelsitz 134 auf, in den die Probennadel 126 mittels Drehens des Dreharms 128 fluiddicht einführbar ist, um fluidische Probe durch den Nadelsitz 134 zu führen. Dies kann mittels durch die erste fluidische Verbindungsstruktur 106 in dem Kolben 110 geführter mobiler Phase und/oder mittels Bewegens des Kolbens 110 durch die Probennadel 126 erfolgen.As in 4 shown, the sample handling device 120 also has a needle seat 134 into which the sample needle 126 can be inserted in a fluid-tight manner by rotating the rotating arm 128 in order to guide fluidic sample through the needle seat 134 . This can be done by moving the mobile phase through the first fluidic connection structure 106 in the piston 110 and/or by moving the piston 110 through the sample needle 126 .

Indem der Dreharm 128 zum Drehen der Probennadel 126 um die Drehachse 130 ausgebildet ist, die mit einer Bewegungsachse des Kolbens 110 zusammenfällt, wird das Probenaufnahmevolumen 132 beim Drehen des Dreharms 128 zum Überführen der Probennadel 126 zwischen der Probenquelle 137 (zum Ansaugen von fluidischer Probe in den Injektorpfad 122) und dem Nadelsitz 134 (zum Injizieren von angesaugter fluidischer Probe in den Trennpfad 124) keiner oder keiner nennenswerten rotationbedingten mechanischen Belastung ausgesetzt. Dies gilt selbst dann, wenn der Dreharm 128 zum Endlosdrehen betrieben wird. Lediglich beim Anheben oder Absenken der Probennadel 126 an dem Dreharm 128 in vertikaler Richtung kann es zu einer mäßigen Beaufschlagung des Probenaufnahmevolumens 132 mit mechanischer Belastung kommen.By rotating arm 128 being designed to rotate sample needle 126 about axis of rotation 130, which coincides with an axis of movement of piston 110, sample receiving volume 132 when rotating arm 128 to transfer sample needle 126 between sample source 137 (for sucking in fluidic sample into the injector path 122) and the needle seat 134 (for injecting aspirated fluidic sample into the separation path 124) are not subjected to any or any appreciable mechanical stress caused by rotation. This is true even when the rotary arm 128 is operated for endless rotation. Only when the sample needle 126 is raised or lowered on the rotary arm 128 in the vertical direction can the sample receiving volume 132 be subjected to a moderate mechanical load.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das als Kolbengehäuse 112 ausgebildete zweite Teil 104 zum Mitdrehen mit dem Dreharm 128 ausgebildet (siehe Drehpfeil 180 in 5). Wird das Kolbengehäuse 112 mit dem Dreharm 128 mitgedreht, kann der Kolben 110 drehfest ausgebildet werden oder kann ebenfalls mitdrehen. Selbst wenn der Dreharm 128 in einem Betrieb mit Endlosdrehung verwendet wird, erfolgt trotzdem keine hydraulisch-mechanische Kopplung zu feststehenden Teilen. Da die Kolbenachse mit der Drehachse 130 zusammenfällt, erfolgt eine Entkopplung der rotatorischen Bewegung in dem Probenaufnahmevolumen 132. Anschaulich erfährt das Probenaufnahmevolumen 132 nur noch eine Bewegung in Längsrichtung (beispielsweise vertikal herauf oder herunter, um die Probennadel 126 zwischen einer Probenansaug-Stellung in der Probenquelle 137 und einer Probeninjektions-Stellung in dem Nadelsitz 134 zu überführen), was die mechanische Belastung des Probenaufnahmevolumens 132 gering hält und daher deren Lebensdauer erhöht.In the exemplary embodiment described, the second part 104 designed as a piston housing 112 is designed to rotate with the rotating arm 128 (see rotating arrow 180 in 5 ). If the piston housing 112 is rotated with the rotary arm 128, the piston 110 can be designed to be non-rotatable or can also rotate. Even if the rotary arm 128 is used in an endless rotation operation, there is still no hydraulic-mechanical coupling to fixed parts. Since the piston axis coincides with the axis of rotation 130, the rotational movement in the sample receiving volume 132 is decoupled. The sample receiving volume 132 clearly only experiences a movement in the longitudinal direction (e.g. vertically up or down to move the sample needle 126 between a sample suction position in the sample source 137 and a sample injection position in the needle seat 134), which keeps the mechanical stress on the sample receiving volume 132 low and therefore increases its service life.

Bei der Konfiguration gemäß 4 bis 7 ist die Hochdruckdichtung 114 - anders als gemäß 3 - an dem als Kolbengehäuse 112 ausgebildeten zweiten Teil 104 kolbenrückseitig unbeweglich angebracht. Allerdings kann auch gemäß 4 bis 7 die Hochdruckdichtung 114 ausgebildet sein wie gemäß 3, d.h. mitbeweglich an dem Kolben 110 angebracht.When configuring according to 4 until 7 is the high pressure seal 114 - different than according to 3 - Attached immovably to the rear of the piston on the second part 104 designed as a piston housing 112 . However, according to 4 until 7 the high-pressure seal 114 can be designed as shown in FIG 3 , ie attached to the piston 110 so that it can move.

Bei der Probenhandhabungsvorrichtung 120 kann die Probennadel 126 insbesondere eine von zwei Positionen einnehmen, d.h. angeordnet am Probenfläschchen bzw. an der Probenquelle 137 oder am Nadelsitz 134. Die Probengefäße befinden sich häufig an vielen verschiedenen Positionen (zum Beispiel einer Mikrotiterplatte). Daher kann der Dreharm 128 drehen, um die Probennadel 126 in die Gefäße einzutauchen bzw. in den Nadelsitz 134 einzuführen.In particular, in the sample handling device 120, the sample needle 126 can occupy one of two positions, i.e., located at the sample vial or sample source 137 or at the needle seat 134. The sample vessels are often located in many different positions (e.g., a microtiter plate). Therefore, the rotating arm 128 can rotate in order to insert the sample needle 126 into the vessels or into the needle hub 134 .

Gemäß dem in 4 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt die Platzierung der als Dosiereinrichtung ausgebildeten Fluidfördereinrichtung 100 innerhalb und entlang der Drehachse 130 des Dreharms 128. Dies liefert einen zusätzlichen Freiheitsgrad für die Steuerung und ermöglicht einen verschleißarmen Betrieb der Probenhandhabungsvorrichtung 120. Ferner ermöglicht diese Maßnahme eine Reduzierung von flexiblen Teilen, insbesondere des Probenaufnahmevolumens 132.According to the 4 until 7 illustrated embodiment of the invention is the placement of designed as a dosing fluid delivery device 100 within and along the axis of rotation 130 of the rotary arm 128. This provides an additional degree of freedom for the control and enables low-wear operation of the Sample handling device 120. This measure also enables a reduction in flexible parts, in particular the sample receiving volume 132.

Wie am besten in 5 zu erkennen ist, ist die druckbeaufschlagte Fläche des Kolbens 110 bei dessen Vorwärtsbewegung im Kolbenraum 170 ein Ring. Wird der Kolben 110 im Kolbenraum 170 vorwärts bewegt, um mobile Phase zu bewegen, ist vorzugsweise das in 3 dargestellte Fluidventil 116 geschlossen, um die Druckbeaufschlagung der mobilen Phase zu fördern.As best in 5 As can be seen, the pressure-loaded surface of the piston 110 as it moves forward in the piston chamber 170 is a ring. If the piston 110 is moved forward in the piston chamber 170 in order to move the mobile phase, the in 3 fluid valve 116 shown closed to promote pressurization of the mobile phase.

Die Ausgestaltung der Probenhandhabungsvorrichtung 120 gemäß 4 bis 7 hat Vorteile: Da die typische axiale Bewegung des Kolbens 110 nur gering ist (beispielsweise nur etwa 12 mm beträgt), ist nicht viel zusätzlicher Platz nötig. Dies führt dann zu freiem Platz in einer Hydraulikbox. Darüber hinaus sind keine flexiblen Teile an dem als Probenschleife ausgebildeten Probenaufnahmevolumen 132 für die Rotation erforderlich.The configuration of the sample handling device 120 according to FIG 4 until 7 has advantages: Because the typical axial movement of the piston 110 is small (e.g. only about 12 mm), not much additional space is required. This then leads to free space in a hydraulic box. In addition, no flexible parts are required on the sample receiving volume 132 designed as a sample loop for the rotation.

Wie am besten in 5 gezeigt, kann ein Drehantrieb bei der Probenhandhabungsvorrichtung 120 mittels eines Antriebselements 182 realisiert werden, das Antriebsenergie über ein Übertragungselement 184 (zum Beispiel einen Zahnriemen) überträgt.As best in 5 As shown, a rotary drive can be implemented in the sample handling device 120 by means of a drive element 182 which transmits drive energy via a transmission element 184 (for example a toothed belt).

8 und 9 zeigen als Kolben 110 ausgebildete bewegliche erste Teile 102 von hochdruckrobusten Fluidfördereinrichtungen 100 von Probenhandhabungsvorrichtungen 120 eines Probentrenngeräts 10 gemäß exemplarischen Ausführungsbeispielen der Erfindung. 8th and 9 12 show movable first parts 102, designed as pistons 110, of high-pressure-resistant fluid conveying devices 100 of sample handling devices 120 of a sample separation device 10 according to exemplary embodiments of the invention.

Gemäß 8 und 9 ist jeweils die erste fluidische Verbindungsstruktur 106 in dem Kolben 110 als verzweigter Kanal ausgebildet. Gemäß 8 endet eine zentrale axiale Sacklochbohrung im Inneren des Kolbens 110. Vom Ende der Sacklochbohrung aus kann dann ein oder können mehrere Seitenkanäle abzweigen, die sich bis in den Kolbenraum 170 hinein erstrecken. In 9 ist eine andere Ausgestaltung gezeigt, bei der eine einen Durchgangskanal aufweisende erste fluidische Verbindungsstruktur 106 zusätzlich senkrecht bzw. schräg abzweigende Seitenkanäle aufweist, die an einer Mantelfläche des Kolbens 110 in den Kolbenraum 170 münden. Anschaulich kann die verzweigte Kanalstruktur gemäß 9 eine Fluidverteilung ähnlich wie in einem Brausekopf einer Dusche bewerkstelligen.According to 8th and 9 the first fluidic connection structure 106 in the piston 110 is in each case formed as a branched channel. According to 8th a central axial blind hole ends in the interior of the piston 110. One or more side channels, which extend into the piston chamber 170, can then branch off from the end of the blind hole. In 9 another configuration is shown, in which a first fluidic connection structure 106 having a through-channel additionally has side channels branching off perpendicularly or obliquely, which open into the piston chamber 170 on a lateral surface of the piston 110 . Clearly, the branched channel structure according to 9 bring about a fluid distribution similar to that in a shower head.

Obwohl dies in der Figur nicht gezeigt ist, sind auch noch komplexere Fluidstrukturen 106, 108 in dem ersten Teil 102 und/oder in dem zweiten Teil 104 möglich. Insbesondere in dem ersten Teil 102 kann eine helikale, eine fächerartige oder mäandrische fluidische Verbindungsstruktur 106 gebildet werden, um mindestens eine zusätzliche Funktionalität in dem ersten Teil 102 auszubilden. Beispielsweise kann mittels einer solchen fluidischen Verbindungsstruktur 106 ein Mischer zum Mischen von Fluid und/oder eine Dispergiereinrichtung gebildet werden.Although not shown in the figure, more complex fluid structures 106, 108 in the first part 102 and/or in the second part 104 are also possible. A helical, fan-like or meandering fluidic connection structure 106 can be formed in particular in the first part 102 in order to form at least one additional functionality in the first part 102 . For example, a mixer for mixing fluid and/or a dispersing device can be formed by means of such a fluidic connection structure 106 .

Es sollte angemerkt werden, dass der Begriff „aufweisen“ nicht andere Elemente ausschließt und dass das „ein“ nicht eine Mehrzahl ausschließt. Auch können Elemente, die in Zusammenhang mit unterschiedlichen Ausführungsbeispielen beschrieben sind, kombiniert werden. Es sollte auch angemerkt werden, dass Bezugszeichen in den Ansprüchen nicht als den Schutzbereich der Ansprüche beschränkend ausgelegt werden sollen.It should be noted that the term "comprising" does not exclude other elements and that the "a" does not exclude a plural. Elements that are described in connection with different exemplary embodiments can also be combined. It should also be noted that any reference signs in the claims should not be construed as limiting the scope of the claims.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

EP 0309596 B1 [0002]

Claims

High-pressure robust fluid delivery device (100) for delivering a fluid, wherein the fluid conveying device (100) has a first part (102) and a second part (104) which are movable relative to one another for conveying the fluid; and wherein the first part (102) has a first fluidic connection structure (106) and the second part (104) has a second fluidic connection structure (108) for supplying and/or removing the fluid.

Fluid delivery device (100) after claim 1 , The first part (102) having a piston (110) and the second part (104) having a piston housing (112) accommodating the piston (110), in which the piston (110) is movable.

Fluid delivery device (100) after claim 2 , having at least one of the following features: wherein the first fluidic connection structure (106) has a fluid channel extending through the piston (110); wherein the second fluidic connection structure (108) has a through opening in the piston housing (112).

Fluid delivery device (100) according to one of Claims 1 until 3 , comprising a high pressure seal (114) for sealing the fluid between the first part (102) and the second part (104).

Fluid delivery device (100) after claim 4 Having at least one of the following features: at least part of the high-pressure seal (114) is attached to the first part (102) designed as a piston (110), in particular on the front side of the piston, so that it can move with the piston (110); at least part of the high-pressure seal (114) is immovably attached to the second part (104) designed as a piston housing (112), in particular on the rear of the piston.

Fluid delivery device (100) according to one of Claims 1 until 5 , having at least one of the following features: having at least one fluid valve (116) for selectively opening or closing the first fluidic connection structure (106) and/or the second fluidic connection structure (108); comprising a fitting (118) fluidly coupled to the first fluidic connection structure (106) and/or the second fluidic connection structure (108); the first fluidic connection structure (106) is designed as a through channel in the first part (102); the first fluidic connection structure (106) is formed as a linear channel in the first part (102); the first fluidic connection structure (106) is formed as a central axial channel in the first part (102); the first fluidic connection structure (106) is designed as an unbranched channel in the first part (102); the first fluidic connection structure (106) is designed as a branched channel in the first part (102).

Fluid delivery device (100) according to one of Claims 1 until 6 , having one of the following features: the fluid delivery device (100) is designed as a dosing device for dosing a fluidic sample; the fluid delivery device (100) is designed to deliver a mobile phase under high pressure, in particular under a pressure of at least 200 bar, more particularly under a pressure of at least 1500 bar; the fluid delivery device (100) is designed as a rinsing pump (140) for rinsing at least part of a sample separation device (10).

Sample handling device (120) for handling a fluidic sample in a sample separation device (10), wherein the sample handling device (120) has at least one fluid conveying device (100) according to one of Claims 1 until 7 having.

Sample handling device (120) according to claim 8 Having at least one of the following features: the sample handling device (120) is designed as an injector (40) for injecting the fluidic sample to be separated from an injector path (122) of the sample handling device (120) into a separation path (124) of the sample separation device (10); the sample handling device (120) is designed as a fractionator (60) for fractionating the separated fluidic sample.

Sample handling device (120). claim 8 or 9 wherein the sample handling device (120) comprises: a sample needle (126) for passing a fluidic sample through; and a pivot arm (128) for rotating the sample needle (126) about an axis of rotation (130) along which a piston (110) of the first part (102) of the fluid delivery device (100) is aligned and movable.

Sample handling device (120). claim 10 , wherein the sample needle (126) and the Fluid delivery device (100) are fluidically coupled to one another.

Sample handling device (120). claim 10 or 11 , wherein a sample receiving volume (132) is arranged between the sample needle (126) and the fluid delivery device (100), which is designed to receive the fluid sample when the sample needle (126) is coupled to a sample source (137) and the piston (110 ) is moved.

Sample handling device (120) according to any one of Claims 10 until 12 , having at least one of the following features: having a needle seat (134) into which the sample needle (126) can be inserted in a fluid-tight manner by rotating the rotary arm (128) in order to be guided in the piston (110) by means of the first fluidic connection structure (106). mobile phase and/or moving fluidic sample through the sample needle (126) and through the needle seat (134) by moving the piston (110); wherein the rotary arm (128) is adapted for endless rotation; wherein the second part (104) designed as a piston housing (112) is designed to rotate with the rotary arm (128).

A sample handling device (120) for handling a fluidic sample in a sample separation device (10), the sample handling device (120) comprising: a sample needle (126); a fluid delivery device (100) for delivering the fluidic sample through the sample needle (126) by moving a movable piston (110); and a pivot arm (128) for rotating the probe needle (126) about a pivot axis (130), the piston (110) being aligned and movable along the pivot axis (130).

Sample handling device (120) according to Claim 14 Having at least one of the following features: the fluid delivery device (100) is designed according to one of Claims 1 until 7 wherein the first part (102) comprises the piston (110) and the second part (104) comprises a piston housing (112) receiving the piston (110); the sample handling device (120) is designed as an injector (40) for injecting the fluidic sample to be separated from an injector path (122) of the sample handling device (120) into a separation path (124) of the sample separation device (10); the sample handling device (120) is designed as a fractionator (60) for fractionating the separated fluidic sample.

Sample separation device (10) for separating a fluidic sample to be injected into a mobile phase, wherein the sample separation device (10) has at least one high-pressure-resistant fluid delivery device (100) according to one of Claims 1 until 7 for conveying the mobile phase and/or the fluidic sample and/or a sample handling device (120) according to one of Claims 8 until 15 for handling the fluidic sample.

Sample separator (10) according to Claim 16 , wherein the sample separation device (10) comprises: an injector (40) for injecting the fluidic sample into the mobile phase; a fluid driver (20) for driving the mobile phase and the fluidic sample injected into the mobile phase; and a sample separator (30) for separating the fluidic sample injected into the mobile phase; wherein the at least one fluid delivery device (100) and/or the sample handling device (120) is assigned to the injector (40) and/or the at least one fluid delivery device (100) is assigned to the fluid drive (20).

Sample separator (10) according to Claim 16 or 17 , further comprising at least one of the following features: the sample separation device (10) is configured for analyzing at least one physical, chemical and/or biological parameter of the fluidic sample; the sample separation device (10) is a chromatography device, in particular a liquid chromatography device, a gas chromatography device, an SFC (supercritical liquid chromatography) device or an HPLC device; the sample separation device (10) is configured as a microfluidic device; the sample separation device (10) is configured as a nanofluidic device; the sample separation device (30) is designed as a chromatographic separation device, in particular as a chromatography separation column; the fluid driver (20) is configured to drive the mobile phase and the fluidic sample under high pressure; the fluid driver (20) is configured to drive the mobile phase and the fluidic sample with a pressure of at least 500 bar, in particular at least 1000 bar, further in particular at least 1200 bar; the sample separation device (10) has a detector (50) for detecting the separated fluidic sample; the sample separation device (10) has a fractionator (60) for fractionating separated fractions of the fluidic sample, in particular having at least one fluid delivery device (100) according to one of Claims 1 until 7 .

Method for conveying a fluid by means of a high-pressure-resistant fluid conveying device (100), the method having: effecting a relative movement between a first part (102) and a second part (104) of the fluid conveying device (100) for conveying the fluid; and supplying and/or removing the fluid by means of a first fluidic connection structure (106) of the first part (102) and by means of a second fluidic connection structure (108) of the second part (104).

Method for handling a fluidic sample in a sample separation device (10) by means of a sample handling device (120), the method comprising: delivering the fluidic sample through a sample needle (126) by a movable piston (110) of a fluid delivery device (100); and rotating the sample needle (126) about a pivot axis (130) of a pivot arm (128) along which the piston (110) is aligned and moved.