DE102023102587A1

DE102023102587A1 - Fluid handling device with a planar sensor arrangement for characterizing a fluid container

Info

Publication number: DE102023102587A1
Application number: DE102023102587.2A
Authority: DE
Inventors: Luke Sparkes
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 2023-02-02
Filing date: 2023-02-02
Publication date: 2023-03-23

Abstract

Fluidhandhabungsvorrichtung (100) zum Handhaben eines Fluids von mindestens einem Fluidbehälter (102), wobei die Fluidhandhabungsvorrichtung (100) eine flächige Sensoranordnung (104) zum Erfassen einer für mindestens eine Eigenschaft mindestens eines Fluidbehälters (102) indikativen ortsaufgelösten Sensorinformation aufweist, wenn der mindestens eine Fluidbehälter (102) auf der flächigen Sensoranordnung (104) angeordnet ist.Fluid handling device (100) for handling a fluid from at least one fluid container (102), the fluid handling device (100) having a planar sensor arrangement (104) for detecting spatially resolved sensor information indicative of at least one property of at least one fluid container (102) if the at least one Fluid container (102) is arranged on the flat sensor arrangement (104).

Description

TECHNISCHER HINTERGRUNDTECHNICAL BACKGROUND

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fluidhandhabungsvorrichtung zum Handhaben eines Fluids von mindestens einem Fluidbehälter, ein Analysegerät, und ein Verfahren zum Handhaben eines Fluids von mindestens einem Fluidbehälter.The present invention relates to a fluid handling device for handling a fluid from at least one fluid container, an analysis device, and a method for handling a fluid from at least one fluid container.

In einer HPLC wird typischerweise eine Flüssigkeit (mobile Phase genannt) 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 des Fluids spürbar ist, durch ein Adsorptionsmedium als stationäre Phase (zum Beispiel in einer chromatografischen Säule) bewegt, um einzelne Komponenten einer in das Fluid eingebrachten Probenflüssigkeit voneinander zu trennen. Ein solches HPLC-System ist bekannt zum Beispiel aus der EP 0,309,596 B1 derselben Anmelderin, Agilent Technologies, Inc.In an HPLC, a liquid (called the mobile phase) is typically run 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 fluid is noticeable, is moved through an adsorption medium as a stationary phase (e.g. in a chromatographic column) in order to separate individual components of a sample liquid introduced into the fluid. Such an HPLC system is known for example from EP 0,309,596 B1 of the same applicant, Agilent Technologies, Inc.

Eine zuverlässige Versorgung mit mobiler Phase ist für ein gutes Trennergebnis bei einem Probentrenngerät von höchster Bedeutung. Insbesondere setzt dies voraus, dass Informationen wie Füllstand, etc. von Fluidbehältern bekannt sind, die zum Erzeugen von mobiler Phase eingesetzt werden. Diese Information ist zum Vermeiden des Leerlaufens von Flüssigkeit aus Fluidbehältern hilfreich. Auch in anderen Analysegeräten und in anderen Fluidhandhabungsvorrichtungen kann solche Information nützlich sein. Beispielsweise kann der Füllstand von Fluidbehältern optisch mittels einer Kamera erfasst werden. Eine solche optische Füllstandmessung ist jedoch fehleranfällig, da sie insbesondere einen freien Blick auf die Fluidbehälter erfordert.A reliable supply of mobile phase is of the utmost importance for a good separation result with a sample separator. In particular, this presupposes that information such as filling level, etc. of fluid containers that are used to generate mobile phase are known. This information is helpful in avoiding liquid spillage from fluid containers. Such information may also be useful in other analyzers and in other fluid handling devices. For example, the filling level of fluid containers can be detected optically using a camera. However, such an optical filling level measurement is error-prone, since it requires a clear view of the fluid container in particular.

OFFENBARUNGEPIPHANY

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, in einer Fluidhandhabungsvorrichtung ein zuverlässiges Handhaben eines Fluids in einfacher und fehlerrobuster sowie präziser Weise sicherzustellen. Die Aufgabe wird mittels der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen gezeigt.It is an object of the invention to ensure reliable handling of a fluid in a fluid handling device in a simple and error-resistant as well as precise manner. The object is solved by means of the independent claims. Further embodiments are shown in the dependent claims.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Fluidhandhabungsvorrichtung zum Handhaben eines Fluids von mindestens einem Fluidbehälter geschaffen, wobei die Fluidhandhabungsvorrichtung eine flächige Sensoranordnung zum Erfassen einer für mindestens eine Eigenschaft mindestens eines Fluidbehälters indikativen ortsaufgelösten Sensorinformation aufweist, wenn der mindestens eine Fluidbehälter auf der flächigen Sensoranordnung angeordnet ist.According to an exemplary embodiment of the present invention, a fluid handling device for handling a fluid from at least one fluid container is created, the fluid handling device having a flat sensor arrangement for detecting spatially resolved sensor information indicative of at least one property of at least one fluid container when the at least one fluid container is on the flat sensor arrangement is arranged.

Gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Analysegerät zum Analysieren einer Probe unter Verwendung eines Fluids bereitgestellt, wobei das Analysegerät mindestens eine Fluidhandhabungsvorrichtung mit den oben beschriebenen Merkmalen zum Versorgen des Analysegeräts mit dem Fluid aus mindestens einem Fluidbehälter (insbesondere wenn die Fluidhandhabungsvorrichtung als Fluidversorgungvorrichtung ausgebildet ist, beispielsweise zur Versorgung eines Analysegeräts mit mobiler Phase) und/oder zum Aufnehmen von durch das Analysegerät verbrauchtem Fluid in mindestens einem Fluidbehälter (insbesondere wenn die Fluidhandhabungsvorrichtung als Fluidentsorgungsvorrichtung ausgebildet ist, zum Beispiel zum Aufnehmen von nicht mehr benötigtem Fluid in mindestens einem Waste-Behälter) aufweist.According to another exemplary embodiment of the present invention, an analysis device for analyzing a sample using a fluid is provided, the analysis device having at least one fluid handling device having the features described above for supplying the analysis device with the fluid from at least one fluid container (in particular if the fluid handling device as a fluid supply device is designed, for example for supplying an analysis device with a mobile phase) and/or for taking up fluid used up by the analysis device in at least one fluid container (in particular if the fluid handling device is designed as a fluid disposal device, for example for taking up fluid that is no longer required in at least one waste -Container) has.

Gemäß noch einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Handhaben eines Fluids von mindestens einem Fluidbehälter bereitgestellt, wobei das Verfahren ein Erfassen einer für mindestens eine Eigenschaft mindestens eines Fluidbehälters indikativen ortsaufgelösten Sensorinformation mittels einer flächigen Sensoranordnung aufweist, wenn der mindestens eine Fluidbehälter auf der flächigen Sensoranordnung angeordnet ist.According to yet another exemplary embodiment of the present invention, a method for handling a fluid from at least one fluid container is provided, the method comprising detecting spatially resolved sensor information indicative of at least one property of at least one fluid container using a planar sensor arrangement when the at least one fluid container the flat sensor arrangement is arranged.

Im Rahmen dieser Anmeldung wird unter dem Begriff „Fluidhandhabungsvorrichtung“ insbesondere eine Vorrichtung verstanden, die zum Handhaben einer oder mehrerer Flüssigkeiten und/oder Gase fungiert. Eine Fluidhandhabungsvorrichtung kann zum Beispiel eine Flüssigkeitshandhabungsvorrichtung sein. Insbesondere kann die Fluidhandhabungsvorrichtung eine Fluidversorgungsvorrichtung zum Versorgen einer Zielanwendung mit einer oder mehreren Flüssigkeiten und/oder Gasen sein, beispielsweise zum Versorgen eines Probentrenngeräts mit einer mobilen Phase. Alternativ oder ergänzend kann die Fluidhandhabungsvorrichtung eine Fluidentsorgungsvorrichtung für eine oder mehrere Flüssigkeiten und/oder Gase sein. Dies kann zum Beispiel eine Waste-Vorrichtung zum Handhaben von nicht mehr benötigten Flüssigkeiten sein, zum Beispiel anfallend bei der Probentrennung.In the context of this application, the term “fluid handling device” is understood to mean, in particular, a device that functions to handle one or more liquids and/or gases. A fluid handling device may be a liquid handling device, for example. In particular, the fluid handling device may be a fluid supply device for supplying a target application with one or more liquids and/or gases, for example for supplying a sample separation device with a mobile phase. Alternatively or additionally, the fluid handling device can be a fluid disposal device for one or more liquids and/or gases. This can be, for example, a waste device for handling liquids that are no longer required, for example arising during sample separation.

Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird unter dem Begriff „Fluid“ insbesondere eine Flüssigkeit und/oder ein Gas verstanden, optional aufweisend Festkörperpartikel. Zum Beispiel kann das Fluid eine mobile Phase in einem Probetrenngerät sein, die als Trägermedium zum Transportieren der zu trennenden Probe hin zu einer Probentrenneinrichtung dient. Zum Beispiel kann das Fluid 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 “fluid” means in particular a liquid and/or a gas, optionally having solid particles. For example, the fluid can be a mobile phase in a sample separator used as a carrier medium for transporting the sample to be separated to a sample separator facility is used. For example, the fluid may be a solvent (e.g., organic and/or inorganic) or a solvent composition (e.g., water and ethanol).

Im Rahmen dieser Anmeldung wird unter dem Begriff „Fluidbehälter“ insbesondere ein Reservoir zum Aufnehmen eines Fluids verstanden. Insbesondere kann ein Fluidbehälter ein Flüssigkeitsbehälter oder ein Gasbehälter sein. Beispielsweise kann aus einem Fluidbehälter heraus einer Fluidfördereinrichtung Fluid zur Verwendung im Zusammenhang mit einer Trennung einer Probe in einem Probentrenngerät bereitgestellt werden. Es ist auch möglich, dass ein solcher Fluidbehälter ein Waste-Behälter zum Aufnehmen von nicht mehr benötigtem Fluid ist, die zum Beispiel bei der Probentrennung als Abfall anfällt. Beispielsweise kann es sich bei einem Fluidbehälter um eine Lösungsmittelflasche handeln, die in der Fluidhandhabungsvorrichtung über eine Fluidleitung (zum Beispiel eine Schlauch- oder Kapillarverbindung) mit einer Fluidquelle oder Fluidsenke oder dergleichen fluidisch gekoppelt ist.In the context of this application, the term “fluid container” is understood to mean, in particular, a reservoir for receiving a fluid. In particular, a fluid container can be a liquid container or a gas container. For example, fluid for use in connection with a separation of a sample in a sample separation device can be provided from a fluid container to a fluid conveying device. It is also possible for such a fluid container to be a waste container for accommodating fluid that is no longer required and that occurs as waste, for example, during sample separation. For example, a fluid container may be a solvent bottle that is fluidly coupled in the fluid handling device via a fluid line (e.g., a tubing or capillary connection) to a fluid source or sink or the like.

Im Rahmen dieser Anmeldung wird unter dem Begriff „flächige Sensoranordnung“ insbesondere ein zweidimensionales Sensor-Array verstanden, das Sensorinformation detektieren kann, die spezifisch für einzelne Ortspositionen der Sensoranordnung ist. Insbesondere kann eine solche flächige Sensoranordnung ein zweidimensionales Profil mindestens eines Sensorparameters (zum Beispiel Gewicht, Druck, etc.) liefern, das ein Fluidbehälter auf der flächigen Sensoranordnung generiert. Die Sensoranordnung ist flächig, vorzugsweise eben, was ein einfaches Stellen eines oder mehrerer Fluidbehälter auf die Sensoranordnung ermöglicht. Zum Beispiel kann die flächige Sensoranordnung eine Sensormatte sein.In the context of this application, the term “flat sensor arrangement” is understood to mean, in particular, a two-dimensional sensor array that can detect sensor information that is specific to individual spatial positions of the sensor arrangement. In particular, such a planar sensor arrangement can supply a two-dimensional profile of at least one sensor parameter (for example weight, pressure, etc.), which a fluid container generates on the planar sensor arrangement. The sensor arrangement is flat, preferably flat, which allows one or more fluid containers to be easily placed on the sensor arrangement. For example, the planar sensor arrangement can be a sensor mat.

Im Rahmen dieser Anmeldung wird unter dem Begriff „Erfassen einer für eine Eigenschaft eines Fluidbehälters indikativen ortsaufgelösten Sensorinformation“ insbesondere verstanden, dass die Sensoranordnung mindestens einen charakteristischen Parameter (wie zum Beispiel Kraft, Druck oder Gewicht) an verschiedenen Positionen der Sensoranordnung detektieren kann, der unterschiedlichen Positionen desselben Fluidbehälters, unterschiedlichen Positionen verschiedener Fluidbehälter und/oder Positionen ohne Fluidbehälter zugeordnet sein kann. Erfasste Sensorsignale können somit nicht nur eine bestimmte Eigenschaft anzeigen, sondern dieser Eigenschaft Ortsinformation zuordnen.In the context of this application, the term "detection of spatially resolved sensor information indicative of a property of a fluid container" means in particular that the sensor arrangement can detect at least one characteristic parameter (such as force, pressure or weight) at different positions of the sensor arrangement, the different Positions of the same fluid container, different positions of different fluid containers and/or positions without fluid containers can be assigned. Detected sensor signals can therefore not only indicate a specific property, but also assign location information to this property.

Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann der Begriff „Analysegerät“ insbesondere ein Gerät bezeichnen, das in der Lage und konfiguriert ist, eine fluidische Probe zu untersuchen, insbesondere zu trennen, weiter insbesondere in verschiedene Fraktionen zu trennen. Beispielsweise kann eine solche Probentrennung mittels Chromatographie oder Elektrophorese erfolgen. Bevorzugt kann das Analysegerät ein Flüssigkeitschromatografie-Probentrenngerät, ein Gaschromatografie-Probentrenngerät oder ein Superkritische-FlüssigkeitsChromatografie-Probentrenngerät sein.In the context of the present application, the term “analysis device” can refer in particular to a device that is able and configured to examine a fluidic sample, in particular to separate it, and further in particular to separate it into different fractions. For example, such a sample separation can take place by means of chromatography or electrophoresis. Preferably, the analysis device can be a liquid chromatography sample separator, a gas chromatography sample separator or a supercritical liquid chromatography sample separator.

Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird unter dem Begriff „Probe“ insbesondere ein Medium verstanden, das die eigentlich zu analysierende Materie enthält (zum Beispiel eine biologische Probe, wie zum Beispiel eine Proteinlösung, eine pharmazeutische Probe, etc.). Eine fluidische Probe kann eine Probe sein, die eine Flüssigkeit und/oder ein Gas aufweist, optional zusätzlich aufweisend Festkörperpartikel. Auch Festkörperproben oder Gase können gemäß Ausführungsbeispielen einem Trennverfahren unterzogen werden.In the context of the present application, the term “sample” means in particular a medium that contains the material to be analyzed (for example a biological sample such as a protein solution, a pharmaceutical sample, etc.). A fluidic sample can be a sample that contains a liquid and/or a gas, optionally additionally containing solid particles. According to exemplary embodiments, solid samples or gases can also be subjected to a separation process.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine Fluidhandhabungsvorrichtung zum Handhaben von aus Fluidbehältern entnommenen Fluiden (beispielsweise zur Fluidversorgung eines angeschlossenen Anwendungssystems) bzw. zum Handhaben von in Fluidbehältern aufzunehmenden Fluiden (zum Beispiel zur Aufnahme anfallender Fluide aus einem angeschlossenen Anwendungssystem) bereitgestellt. Hierzu wird einer oder werden mehrere Fluidbehälter während des Betriebs auf eine (insbesondere gemeinsame) flächige Sensoranordnung gestellt. Im Betrieb kann sich die Flüssigkeitsmenge in einem jeweiligen Fluidbehälter verändern (zum Beispiel reduzieren, wenn Fluid aus dem Fluidbehälter in einem Fluidversorgungssystem entnommen wird, oder erhöhen, wenn Fluid in dem Fluidbehälter zur Fluidentsorgung gesammelt wird). Wenn mindestens ein Fluidbehälter auf der flächigen Sensoranordnung ausgesetzt ist, kann letztere zumindest eine Eigenschaft (zum Beispiel Kraft, Druck, Gewicht) des jeweiligen Fluidbehälters zweidimensional ortsaufgelöst erfassen. Es kann also zweidimensionale Sensorinformation aufgenommen werden, die ein Unterscheiden unterschiedlicher Fluidbehälter und/oder ein Charakterisieren eines Fluidbehälters ermöglichen kann. Anschaulich erlaubt dies, ein zweidimensionales Ortsbild (zum Beispiel ein Druckprofil) über die Ausdehnung der flächigen Sensoranordnung hinweg zu ermitteln, das in einfacher Weise und mit hoher Präzision und Fehlerrobustheit eine Identifizierung einzelner Fluidbehälter bzw. von deren Füllständen ermöglicht.According to an embodiment of the invention, a fluid handling device is provided for handling fluids taken from fluid containers (e.g. for supplying fluid to a connected application system) or for handling fluids to be received in fluid containers (for example for receiving accumulating fluids from a connected application system). For this purpose, one or more fluid containers are placed on a (particularly common) flat sensor arrangement during operation. During operation, the amount of liquid in a respective fluid container may vary (e.g. decrease when fluid is withdrawn from the fluid container in a fluid supply system, or increase when fluid is collected in the fluid container for fluid disposal). If at least one fluid container is placed on the flat sensor arrangement, the latter can detect at least one property (e.g. force, pressure, weight) of the respective fluid container in a two-dimensional, spatially resolved manner. Two-dimensional sensor information can therefore be recorded, which can enable different fluid containers to be distinguished and/or a fluid container to be characterized. This clearly allows a two-dimensional local image (for example a pressure profile) to be determined over the extent of the flat sensor arrangement, which enables individual fluid containers or their fill levels to be identified easily and with high precision and error robustness.

Im Weiteren werden zusätzliche Ausgestaltungen der Fluidhandhabungsvorrichtung, des Verfahrens und des Analysegeräts beschrieben.Additional configurations of the fluid handling device, the method and the analysis device are described below.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die flächige Sensoranordnung zum Erfassen der für die mindestens eine Eigenschaft des mindestens einen Fluidbehälters indikativen ortsaufgelösten Sensorinformation ausgebildet sein, wenn der mindestens eine Fluidbehälter an einer beliebigen Position auf der flächigen Sensoranordnung angeordnet ist. Ein Benutzer kann einen Fluidbehälter oder mehrere Fluidbehälter somit an beliebiger Position auf der flächigen Sensoranordnung positionieren, alles Weitere erledigt die Fluidhandhabungsvorrichtung. Aus dem zweidimensionalen Profil von Sensorinformation kann eine Ermittlungseinrichtung dann (zum Beispiel mittels Mustererkennung) die Position des jeweiligen Fluidbehälters identifizieren und durch Auswertung des Profils von Sensorinformation Eigenschaften des Fluidbehälters bestimmen. Dies bewirkt einen hohen Bedienkomfort für einen Benutzer.According to one embodiment, the planar sensor array for detecting the at least one property of the at least one Fluid container be formed indicative spatially resolved sensor information when the at least one fluid container is arranged at any position on the flat sensor array. A user can thus position a fluid container or several fluid containers at any desired position on the flat sensor arrangement, and the fluid handling device takes care of everything else. From the two-dimensional profile of sensor information, a determination device can then (for example by means of pattern recognition) identify the position of the respective fluid container and determine properties of the fluid container by evaluating the profile of sensor information. This causes a high level of operating comfort for a user.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Fluidhandhabungsvorrichtung zum Versorgen eines Analysegeräts mit einem Fluid ausgebildet sein. Somit kann die Fluidhandhabungsvorrichtung zur Fluidversorgung eines Analysegeräts zur Analyse einer Probe eingesetzt werden. Insbesondere kann mittels der Fluidhandhabungsvorrichtung einer Fluidfördereinrichtung (beispielsweise eine analytische Pumpe) eines als Probentrenngerät (beispielsweise als HPLC) ausgebildeten Analysegeräts Fluid (beispielsweise mobile Phase) zugeführt werden.According to one embodiment, the fluid handling device can be designed to supply an analysis device with a fluid. Thus, the fluid handling device can be used to supply fluid to an analysis device for analyzing a sample. In particular, the fluid handling device can be used to supply fluid (for example mobile phase) to a fluid delivery device (for example an analytical pump) of an analysis device designed as a sample separation device (for example as an HPLC).

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die flächige Sensoranordnung ausgebildet sein, die Sensorinformation zweidimensional ortsaufgelöst zu erfassen. Auf diese Weise kann ein zweidimensionales Kraft-, Gewichts- oder Druckprofil (siehe zum Beispiel 3) aufgenommen werden, das für jede Position einen Kraft-, Gewichts- oder Druckwert angeben kann. Eine Auswertung eines solchen zweidimensionalen Sensorprofils kann zur Identifizierung und/oder Bestimmung des Befüllungsgrads einzelner Fluidbehälter herangezogen werden.According to one exemplary embodiment, the planar sensor arrangement can be designed to detect the sensor information two-dimensionally in a spatially resolved manner. In this way, a two-dimensional force, weight or pressure profile (see for example 3 ) can be recorded, which can give a force, weight or pressure value for each position. An evaluation of such a two-dimensional sensor profile can be used to identify and/or determine the degree to which individual fluid containers are filled.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die flächige Sensoranordnung ausgebildet sein, als Sensorinformation Druckinformation, Kraftinformation und/oder Gewichtsinformation hinsichtlich des mindestens einen Fluidbehälters zu erfassen, der auf der flächigen Sensoranordnung angeordnet ist. Solche Information skaliert unmittelbar mit dem Füllstand eines zugehörigen Fluidbehälters. Ferner kann aus solcher Information, insbesondere bezogen auf die Bodenfläche eines speziellen Fluidbehälters, dessen Typ identifiziert werden. Hierfür kann oder können Form, Kraftverteilung und/oder absolute Kraftwerte eines der Bodenfläche entsprechenden Sensorbereichs ausgewertet werden.According to one exemplary embodiment, the planar sensor arrangement can be designed to record pressure information, force information and/or weight information with regard to the at least one fluid container, which is arranged on the planar sensor arrangement, as sensor information. Such information scales directly with the level of an associated fluid container. Further, from such information, particularly related to the bottom area of a particular fluid container, its type can be identified. For this purpose, the shape, force distribution and/or absolute force values of a sensor area corresponding to the floor area can be evaluated.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die flächige Sensoranordnung ausgebildet sein, als Sensorinformation ortsaufgelöste Information innerhalb einer Standfläche des mindestens einen Fluidbehälters zu erfassen, der auf der flächigen Sensoranordnung angeordnet ist. Wie anhand von 3 erkennbar ist, kann Sensorinformation hinsichtlich einer Stand- oder Bodenfläche eines Fluidbehälters ausgewertet werden, um Behältertyp und/oder Befüllungsgrad zu ermitteln.According to one exemplary embodiment, the planar sensor arrangement can be designed to detect, as sensor information, spatially resolved information within a footprint of the at least one fluid container that is arranged on the planar sensor arrangement. How based on 3 is recognizable, sensor information can be evaluated with regard to a standing or floor area of a fluid container in order to determine the type of container and/or the degree of filling.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die flächige Sensoranordnung zum Erfassen einer für mindestens eine Eigenschaft einer Mehrzahl von Fluidbehältern indikativen ortsaufgelösten Sensorinformation ausgebildet sein, wenn die Mehrzahl von Fluidbehältern gleichzeitig auf der flächigen Sensoranordnung angeordnet sind. Wiederum bezugnehmend auf 3 können einzelne Sensorbereiche zugehörigen Standflächen zugehöriger Fluidbehälter zugeordnet und einzeln ausgewertet werden. Dies ist beispielsweise unter Einsatz von Verfahren der Mustererkennung möglich.According to one exemplary embodiment, the planar sensor arrangement can be designed to detect spatially resolved sensor information indicative of at least one property of a plurality of fluid containers if the plurality of fluid containers are arranged on the planar sensor arrangement at the same time. Again referring to 3 individual sensor areas can be assigned to associated standing areas of associated fluid containers and evaluated individually. This is possible, for example, using pattern recognition methods.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Fluidhandhabungsvorrichtung einen Fluidbehälter-Aufnahmekasten zum Aufnehmen des mindestens einen Fluidbehälters aufweisen, insbesondere zum gleichzeitigen Aufnehmen einer Mehrzahl von Fluidbehältern, wobei die flächige Sensoranordnung auf eine Bodenfläche des Fluidbehälter-Aufnahmekastens aufgelegt ist oder eine Bodenfläche des Fluidbehälter-Aufnahmekastens bildet. Beispielsweise kann ein Fluidbehälter-Aufnahmekasten an einer Oberseite eines Analysegeräts (beispielsweise ausgebildet als Turm von Einzelmodulen) vorgesehen sein und zum Aufsetzen von Fluidbehältern dienen. Wird die Bodenfläche eines solchen Fluidbehälter-Aufnahmekastens mit einer Sensormatte ausgelegt, braucht ein Benutzer bloß noch die zu verwendenden Fluidbehälter in den Fluidbehälter-Aufnahmekasten einsetzen. Die, insbesondere vollautomatische oder teilautomatische, Auswertung eines zweidimensionalen Sensorprofils erlaubt dann einen Rückschluss auf die eingesetzten Fluidbehälter und deren Eigenschaften.According to one exemplary embodiment, the fluid handling device can have a fluid container accommodation box for accommodating the at least one fluid container, in particular for simultaneously accommodating a plurality of fluid containers, with the planar sensor arrangement being placed on a bottom surface of the fluid container accommodation box or forming a bottom surface of the fluid container accommodation box. For example, a fluid container receiving box can be provided on a top side of an analysis device (e.g. designed as a tower of individual modules) and can be used to place fluid containers on it. If the bottom surface of such a fluid container accommodating box is laid out with a sensor mat, a user only needs to insert the fluid container to be used into the fluid container accommodating box. The, in particular fully automatic or semi-automatic, evaluation of a two-dimensional sensor profile then allows conclusions to be drawn about the fluid containers used and their properties.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Fluidhandhabungsvorrichtung eine Ermittlungseinrichtung aufweisen, die zum Ermitteln eines Fluidbehälter-Typs und/oder eines Fluid-Typs und/oder einer Befüllung des mindestens einen Fluidbehälters basierend auf der erfassten Sensorinformation ausgebildet ist. Die Ermittlungseinrichtung kann beispielsweise einen Prozessor aufweisen, auf dem ein Programmcode zum Ermitteln eines Fluidbehälter-Typs und/oder eines Fluid-Typs und/oder einer Befüllung eines jeweiligen Fluidbehälters ausgeführt werden kann. Es ist auch möglich, dass die Ermittlungseinrichtung Teil einer Steuereinrichtung zum Steuern eines Analysegeräts, insbesondere Probentrenngeräts, ist. Ein Fluidbehälter-Typ kann zum Beispiel durch die Geometrie seiner Bodenfläche (beispielsweise kreisförmig, ringförmig, rechteckig), durch die Fläche oder sonstige Dimension (zum Beispiel Durchmesser seiner Bodenfläche), durch sein Material (beispielsweise Glas oder Kunststoff, die unterschiedliche Dichten aufweisen können) und/oder durch sein Fassungsvermögen (zum Beispiel 1 I, 2 I) charakterisiert sein. Solche Informationen können durch die Auswertung zweidimensionaler Sensorinformation ermittelt werden. Ein Fluid-Typ kann ein Fluid, insbesondere eine Flüssigkeit (beispielsweise ein reines Lösungsmittel wie Wasser oder Ethanol, eine Lösungsmittelzusammensetzung wie ein Wasser-Ethanol-Gemisch, eine Probe oder eine Proben-Fraktion), charakterisieren, die in dem Fluidbehälter aufgenommen ist oder wird. Die Befüllung (beispielsweise Restfüllung zu einem bestimmten Zeitpunkt oder Verringerung der Befüllung über die Zeit) eines jeweiligen Fluidbehälters kann beispielsweise aus dem ermittelten Druck seiner Bodenfläche bestimmt werden, beispielsweise statisch oder dynamisch.According to one exemplary embodiment, the fluid handling device can have a determination device that is designed to determine a fluid container type and/or a fluid type and/or a filling of the at least one fluid container based on the detected sensor information. The determination device can have a processor, for example, on which a program code for determining a fluid container type and/or a fluid type and/or a filling of a respective fluid container can be executed. It is also possible for the determination device to be part of a control device for controlling an analysis device, in particular a sample separation device. A type of fluid container can be distinguished, for example, by the geometry of its bottom surface (e.g. circular, annular, rectangular), be characterized by area or other dimensions (e.g. diameter of its bottom surface), by its material (e.g. glass or plastic, which can have different densities) and/or by its capacity (e.g. 1 l, 2 l). Such information can be determined by evaluating two-dimensional sensor information. A fluid type can characterize a fluid, in particular a liquid (e.g. a pure solvent such as water or ethanol, a solvent composition such as a water-ethanol mixture, a sample or a sample fraction), which is or will be held in the fluid container . The filling (for example residual filling at a specific point in time or reduction in filling over time) of a respective fluid container can be determined, for example, from the determined pressure of its base area, for example statically or dynamically.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln des Fluidbehälter-Typs und/oder des Fluid-Typs und/oder der Befüllung basierend auf der erfassten Sensorinformation unter Verwendung vorbekannter Referenzinformation bezüglich des mindestens einen Fluidbehälters ausgebildet sein. Die Referenzinformation kann sich auf eine Vielzahl von Referenz-Fluidbehälter beziehen, die zur Verwendung in der Fluidhandhabungsvorrichtung in Frage kommen. Insbesondere kann die vorbestimmte Referenzinformation Information bezüglich eines Fluidbehälter-Typs (zum Beispiel 2 I-Kunststoffflasche) und/oder eines Fluid-Typs (beispielsweise Ethanol, Wasser oder Ethanol-Wasser-Gemisch) des mindestens einen Fluidbehälters aufweisen. Beispielsweise kann für unterschiedliche Fluidbehälter Referenzinformation vorbekannt und zur Ermittlung eingesetzt werden. Solche Referenzinformation kann die Form einer Bodenfläche, die Größe einer Bodenfläche, das Gewicht eines leeren Fluidbehälters, das Gewicht eines vollständig gefüllten Fluidbehälters, das maximale Aufnahmevolumen eines Fluidbehälters und/oder den Fluidtyp eines Fluidbehälters enthalten.According to one exemplary embodiment, the determination device can be designed to determine the fluid container type and/or the fluid type and/or the filling based on the detected sensor information using previously known reference information relating to the at least one fluid container. The reference information may relate to a variety of reference fluid containers contemplated for use in the fluid handling device. In particular, the predetermined reference information can include information regarding a fluid container type (e.g. 2 l plastic bottle) and/or a fluid type (e.g. ethanol, water or ethanol-water mixture) of the at least one fluid container. For example, reference information can be previously known for different fluid containers and used for the determination. Such reference information may include the shape of a floor area, the size of a floor area, the weight of an empty fluid container, the weight of a fully filled fluid container, the maximum capacity of a fluid container, and/or the fluid type of a fluid container.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Fluidhandhabungsvorrichtung eine Benutzerschnittstelle zum benutzerdefinierten Eingeben zumindest eines Teils der Referenzinformation aufweisen. Somit kann ein Benutzer die Referenzinformation ganz oder teilweise eingeben. Die Fluidhandhabungsvorrichtung kann auch einen Datenspeicher aufweisen, in dem aus vorbekannten Ermittlungszyklen identifizierte Referenzinformation gespeichert werden kann. Ferner kann Referenzinformation zumindest teilweise auch werkseitig einer Fluidhandhabungsvorrichtung bereitgestellt werden.According to one embodiment, the fluid handling device may include a user interface for user-defined inputting at least a portion of the reference information. Thus, a user can enter all or part of the reference information. The fluid handling device can also have a data memory in which reference information identified from previously known determination cycles can be stored. Furthermore, reference information can also be provided, at least in part, at the factory of a fluid handling device.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Fluidhandhabungsvorrichtung eine Ausgabeeinrichtung zum Ausgeben des ermittelten Fluidbehälter-Typs und/oder des ermittelten Fluid-Typs und/oder der ermittelten Befüllung aufweisen. Insbesondere kann die Ausgabeeinrichtung zum, vorzugsweise visuellen, Ausgeben des ermittelten Fluidbehälter-Typs und/oder der ermittelten Befüllung an einen Benutzer ausgebildet sein. Die Ausgabeeinrichtung kann beispielsweise eine elektronische Anzeige, wie ein Monitor, sein. Mittels einer solchen Ausgabeeinrichtung kann ein Benutzer über eingesetzte Fluidbehältertypen und deren aktuelle Befüllungsgrade informiert gehalten werden.According to one exemplary embodiment, the fluid handling device can have an output device for outputting the determined fluid container type and/or the determined fluid type and/or the determined filling. In particular, the output device can be designed for the preferably visual output of the determined fluid container type and/or the determined filling to a user. The output device can be, for example, an electronic display such as a monitor. By means of such an output device, a user can be kept informed about the types of fluid containers used and their current degree of filling.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Ausgabeeinrichtung zum Ausgeben des ermittelten Fluidbehälter-Typs und/oder des ermittelten Fluid-Typs und/oder der ermittelten Befüllung an eine Steuereinrichtung ausgebildet sein. Die Steuereinrichtung kann zum Steuern eines Analysegeräts ausgebildet sein. Das Steuern des Analysegeräts durch die Steuereinrichtung kann basierend auf oder unter Verwendung von dem ermittelten Fluidbehälter-Typ und/oder dem ermittelten Fluid-Typ und/oder der ermittelten Befüllung erfolgen. Es ist möglich, dass Informationen über eingesetzte Fluidbehälter bzw. deren Befüllungsgrade als Basis zum Steuern eines Analysegeräts (beispielsweise eine HPLC) eingesetzt werden. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass während einer Analyse benötigte Fluide (beispielsweise eine mobile Phase für einen chromatographischen Trennlauf) im Laufe der Analyse ausgehen. Dann könnten Analyseergebnisse unverwendbar werden und/oder könnte eine analysierte Probe zerstört werden. Solch unerwünschte Phänomene können gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung vermieden werden. Insbesondere eine Information über eine Restbefüllung von Fluidbehältern mit bestimmten Lösungsmitteln kann den Rückschluss erlauben, ob mit den verbleibenden Fluiden ein Analyselauf ordnungsgemäß durchgeführt werden kann.According to one exemplary embodiment, the output device can be designed to output the determined fluid container type and/or the determined fluid type and/or the determined filling to a control device. The control device can be designed to control an analysis device. The analysis device can be controlled by the control device based on or using the determined fluid container type and/or the determined fluid type and/or the determined filling. It is possible that information about the fluid containers used or the degree to which they are filled can be used as a basis for controlling an analysis device (for example an HPLC). In this way it can be avoided that fluids required during an analysis (for example a mobile phase for a chromatographic separation run) run out in the course of the analysis. Then analysis results could become unusable and/or an analyzed sample could be destroyed. Such undesired phenomena can be avoided according to embodiments of the invention. In particular, information about a residual filling of fluid containers with certain solvents can allow the conclusion as to whether an analysis run can be carried out correctly with the remaining fluids.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Fluidhandhabungsvorrichtung eine Warneinrichtung zum Warnen eines Benutzers vor einem erwarteten Leerlaufen oder Überlaufen des mindestens einen Fluidbehälters basierend auf der Sensorinformation aufweisen. Zum Beispiel kann eine akustische oder optische Warnung ausgegeben werden, wenn eine Ermittlung ergibt, dass eine verbleibende Fluidmenge für einen Analyselauf nicht mehr ausreicht. In entsprechender Weise kann eine zum Beispiel akustische oder optische Warnung ausgegeben werden, wenn ein Waste-Behälter im Laufe eines Analyselaufs überzulaufen droht.According to one embodiment, the fluid handling device may include a warning device for warning a user of an expected emptying or overflowing of the at least one fluid container based on the sensor information. For example, an audible or visual warning may be provided if a determination is made that there is insufficient fluid remaining for an analysis run. In a corresponding manner, an acoustic or optical warning can be issued, for example, if a waste container is about to overflow during an analysis run.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Fluidhandhabungsvorrichtung den mindestens einen Fluidbehälter aufweisen, insbesondere eine Mehrzahl von Fluidbehältern aufweisen. Mit anderen Worten kann der mindestens eine Fluidbehälter Teil der Fluidhandhabungsvorrichtung bilden.According to one embodiment, the fluid handling device may include the at least one Having fluid containers, in particular having a plurality of fluid containers. In other words, the at least one fluid container can form part of the fluid handling device.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Analysegerät als Probentrenngerät ausgebildet sein. Eine Fluidfördereinrichtung (zum Beispiel eine analytische Pumpe) des Probentrenngeräts kann zum Antreiben eines Fluids (das auch als mobile Phase bezeichnet werden kann) und der in das Fluid eingeleiteten fluidischen Probe ausgebildet sein. Das Probentrenngerät kann ferner eine Probentrenneinrichtung zum Trennen der in das Fluid eingeleiteten fluidischen Probe aufweisen. Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann der Begriff „Probentrenngerät“ insbesondere ein Gerät bezeichnen, das in der Lage und konfiguriert ist, eine (insbesondere fluidische) Probe zu trennen, insbesondere in verschiedene Fraktionen zu trennen. Beispielsweise kann die Probentrennung mittels Chromatographie oder Elektrophorese erfolgen. Zum Beispiel kann das Probentrenngerät ein Flüssigkeitschromatografie-Probentrenngerät sein. Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann unter dem Begriff „Fluidfördereinrichtung“ insbesondere eine Einrichtung zum Fördern eines Fluids (insbesondere einer Flüssigkeit und/oder einer (insbesondere fluidischen) Probe) unter Druck (insbesondere unter Hochdruck, weiter insbesondere unter einem Druck von mindestens 1000 bar) verstanden werden. Insbesondere kann es sich bei einer Fluidfördereinrichtung um eine Kolbenpumpe handeln, die zum Fördern des Fluids mittels Reziprozierens mindestens eines Kolbens ausgebildet ist. Zum Beispiel kann eine solche Fluidfördereinrichtung eine Chromatografie-Hochdruckpumpe sein. Im Rahmen dieser Anmeldung wird unter dem Begriff „Probentrenneinrichtung“ insbesondere ein Bauteil verstanden, das in ein Probentrenngerät eingesetzt werden kann und im Rahmen des Betriebs des Probentrenngeräts alleine oder in Zusammenwirkung mit anderen Bauteilen eine Trennung einer (insbesondere fluidischen) Probe in unterschiedliche Komponenten bewirkt. Insbesondere kann eine solche Probentrenneinrichtung eine Chromatographie-Trennsäule oder ein Bauteil für eine Elektrophorese-Trennung sein. Eine Chromatographie-Trennsäule beispielsweise kann einen mit einer stationären Phase gefüllten Behälter aufweisen, wobei die stationäre Phase bei einem Durchfließen der (insbesondere fluidischen) Probe zwischen einem Einlass und einem Auslass (d.h. zwischen zwei Fluidanschlussstellen) unterschiedliche Komponenten der (insbesondere fluidischen) Probe adsorbieren kann. Die stationäre Phase kann darüber hinaus ausgebildet sein, die adsorbierten Komponenten fraktionsweise zu desorbieren bzw. abzulösen, insbesondere abhängig von einer durch die Probentrenneinrichtung fließenden Flüssigkeit in Form einer Lösungsmittelzusammensetzung. Vorteilhaft kann das Analysegerät als chromatographisches Probentrenngerät ausgebildet sein, insbesondere zur Flüssigkeitschromatographie oder als HPLC.According to one embodiment, the analysis device can be designed as a sample separation device. A fluid delivery device (for example an analytical pump) of the sample separation device can be designed to drive a fluid (which can also be referred to as a mobile phase) and the fluidic sample introduced into the fluid. The sample separation device can also have a sample separation device for separating the fluidic sample introduced into the fluid. 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 (in particular fluidic) sample, in particular to separate it into different fractions. For example, the samples can be separated by means of chromatography or electrophoresis. For example, the sample separator can be a liquid chromatography sample separator. In the context of the present application, the term “fluid delivery device” can refer in particular to a device for delivering a fluid (in particular a liquid and/or a (in particular fluidic) sample) under pressure (in particular under high pressure, more particularly under a pressure of at least 1000 bar) be understood. In particular, a fluid delivery device can be a piston pump, which is designed to deliver the fluid by reciprocating at least one piston. For example, such a fluid delivery device can be a high-pressure chromatography pump. In the context of this application, the term "sample separation device" means in particular a component that can be used in a sample separation device and, alone or in cooperation with other components, causes a separation of a (especially fluidic) sample into different components during operation of the sample separation device. In particular, such a sample separation device can be a chromatography separation column or a component for an electrophoresis separation. A chromatography separation column, for example, can have a container filled with a stationary phase, with the stationary phase being able to adsorb different components of the (especially fluidic) sample when the (especially fluidic) sample flows through between an inlet and an outlet (i.e. between two fluid connection points). . In addition, the stationary phase can be designed to desorb or separate the adsorbed components fractionally, in particular depending on a liquid flowing through the sample separation device in the form of a solvent composition. The analysis device can advantageously be designed as a chromatographic sample separation device, in particular for liquid chromatography or as an HPLC.

Das Probentrenngerät kann ein mikrofluidisches Messgerät, ein Life-Science-Gerät, ein Flüssigkeitschromatographiegerät, 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, 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 Flüssigkeit 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 liquid 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 Fluidbehälter 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 fluid 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 be a Sig produce 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 Details eines HPLC-Systems zum Trennen einer fluidischen Probe mit Fluidhandhabungsvorrichtungen gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
2 zeigt eine dreidimensionale Ansicht einer Fluidhandhabungsvorrichtung in einem Analysegerät gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
3 zeigt einen Teil der Fluidhandhabungsvorrichtung gemäß 2.

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 12 shows details of an HPLC system for separating a fluidic sample with fluid handling devices according to an exemplary embodiment of the invention.
2 12 shows a three-dimensional view of a fluid handling device in an analyzer according to an exemplary embodiment of the invention.
3 FIG. 12 shows part of the fluid handling device according to FIG 2 .

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

Bevor unter Bezugnahme auf die Figuren exemplarische Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben werden, sollen noch allgemein einige grundlegende Überlegungen der vorliegenden Erfindung beschrieben werden, auf deren Basis exemplarische Ausführungsbeispiele der Erfindung entwickelt worden sind.Before exemplary embodiments of the invention are described in more detail with reference to the figures, some basic considerations of the present invention should be described in general, on the basis of which exemplary embodiments of the invention have been developed.

Die Überwachung des Füllstands von Fluidbehältern in einem Analysegerät erfolgt herkömmlich visuell durch einen Benutzer oder unter Verwendung einer optischen Kamera. Beides erfordert eine freie Sichtlinie auf Fluidbehälter, die beispielsweise an einer Oberseite eines Analysegeräts und folglich schlecht sichtbar angeordnet sind. Beim Einsatz mehrerer Fluidbehälter kann die freie Sicht zum Beispiel auf hintere Fluidbehälter beispielsweise durch vordere Fluidbehälter verdeckt sein. Dies führt zu einer aufwändigen und ungenauen Füllstandüberwachung.The filling level of fluid containers in an analysis device is conventionally monitored visually by a user or using an optical camera. Both require a clear line of sight to fluid containers, which are arranged, for example, on the top of an analysis device and are therefore difficult to see. When several fluid containers are used, the clear view, for example of the rear fluid container, can be covered by the front fluid container, for example. This leads to complex and inaccurate level monitoring.

Herkömmlich ist bei einer HPLC ein Fluidbehälter (zum Beispiel ein Lösungsmittelbehälter) auf dem Instrument angeordnet. Der oder die Fluidbehälter ist oder sind daher schwer zu sehen. Das Gerät kennt den Lösungsmittelgehalt häufig nicht. Es ist dann nötig, dass ein Benutzer während des Betriebs den Füllstand überwacht. Es kann für einen Benutzer schwierig sein, Füllstände zu sehen. Dies kann zu einem Leerlaufen eines Fluidbehälters und daher zu einer Unterbrechung der Zufuhr von mobiler Phase führen.Conventionally, in HPLC, a fluid reservoir (e.g., a solvent reservoir) is placed on the instrument. The fluid container or containers is or are therefore difficult to see. The device often does not know the solvent content. It is then necessary for a user to monitor the filling level during operation. It can be difficult for a user to see levels. This can result in a fluid container running empty and therefore an interruption in the supply of mobile phase.

In einer anderen Anwendung kann nicht mehr benötigte Flüssigkeit in einem als Waste-Behälter ausgebildeten Fluidbehälter gesammelt werden. Auch hier ist die Überwachung des Füllstands des Fluidbehälters schwierig. Daher kann es leicht zu einem Überlaufen des Waste-Behälters kommen, was zu einem gefährlichen Freisetzen aggressiver Chemikalien führen kann.In another application, liquid that is no longer required can be collected in a fluid container designed as a waste container. Here, too, monitoring the fill level of the fluid container is difficult. As a result, the waste bin can easily overflow, resulting in a dangerous release of harsh chemicals.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Fluidhandhabungsvorrichtung (beispielsweise ausgebildet als Fluidversorgungsvorrichtung und/oder als Fluidentsorgungsvorrichtung) zum Handhaben einer oder mehrerer Fluid (insbesondere Flüssigkeiten und/oder Gase) von (insbesondere aus oder für) einem oder mehreren Fluidbehältern bereitgestellt. Eine flächige Sensoranordnung dient zum Erfassen einer oder mehrerer Eigenschaften eines jeweiligen Fluidbehälters basierend auf ortsaufgelöst oder ortsabhängig erfasster Sensorinformation. Der oder die Fluidbehälter kann auf der flächigen Sensoranordnung angeordnet sein. Dies ermöglicht es in einfacher, zuverlässiger und benutzerfreundlicher Weise, ein Leerlaufen eines zur Fluidversorgung eingesetzten Fluidbehälters bzw. ein Überlaufen eines zur Fluidentsorgung eingesetzten Fluidbehälters zu verhindern.According to an embodiment of the invention, a fluid handling device (e.g. designed as a fluid supply device and/or as a fluid disposal device) for handling one or more fluids (in particular liquids and/or gases) from (in particular from or for) one or more fluid containers is provided. A planar sensor arrangement serves to detect one or more properties of a respective fluid container based on sensor information detected in a spatially resolved or location-dependent manner. The fluid container or containers can be arranged on the flat sensor arrangement. This makes it possible in a simple, reliable and user-friendly manner to prevent a fluid container used for fluid supply from running empty or a fluid container used for fluid disposal from overflowing.

Insbesondere kann die flächige Sensoranordnung als druckempfindliche Matte ausgebildet sein. Eine solche druckempfindliche Matte kann zum Beispiel vorteilhaft in einem Flüssigkeitschromatographie-Probentrenngerät zur Detektion eines Lösungsmittel-Füllstands in einem Fluidbehälter eingesetzt werden.In particular, the flat sensor arrangement can be designed as a pressure-sensitive mat. Such a pressure-sensitive mat can, for example, be used advantageously in a liquid chromatography sample separation device for detecting a level of solvent in a fluid container.

Insbesondere kann eine solche druckempfindliche Sensormatte eingesetzt werden, um einen Abdruck eines Behälterbodens und/oder ein Gewicht eines Fluidbehälters zu erkennen. Eine solche Sensormatte kann einfach in eine Wanne für Lösungsmittelbehälter eingelegt werden oder damit einstückig ausgebildet werden. Anhand des erfassten zweidimensionalen Sensorprofils ist es dann in einfacher Weise möglich, aus dem Abdruck die Flaschengröße und folglich den Flaschentyp abzuleiten. Ferner kann aus dem Gewicht an zugehörigen Positionen des zweidimensionalen Sensorprofils der Füllstand eines Fluidbehälters ermittelt werden. Die Genauigkeit der Bestimmung des Behältertyps sowie des Füllstands kann weiter verbessert werden, wenn ein Benutzer vor Beginn der sensorischen Überwachung einen Behältertyp (zum Beispiel 1 I-Flasche oder 2 I-Flasche) und/oder einen dem Fluidbehälter zugehörigen Lösungsmitteltyp (beispielsweise Wasser oder Ethanol) eingibt. Das Instrument kann den Typ des Fluidbehälters oder einer darin enthaltenen Flüssigkeit beispielsweise anhand der Verwendung und/oder der Gewichtsänderung bestimmen. Anders als bei herkömmlichen Ansätzen ist es gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung entbehrlich, einen Füllstand einer Lösungsmittelflasche visuell zu erkennen (entweder durch einen Benutzer oder durch eine Kamera). Vorteilhaft kann vermieden werden, dass das Lösungsmittel während eines Analyselaufs ausgeht.In particular, such a pressure-sensitive sensor mat can be used to detect an imprint of a container bottom and/or a weight of a fluid container. Such a sensor mat can simply be placed in a trough for solvent containers or can be designed in one piece with it. Using the detected two-dimensional sensor profile, it is then possible in a simple manner to derive the bottle size and consequently the bottle type from the impression. Furthermore, the fill level of a fluid container can be determined from the weight at associated positions of the two-dimensional sensor profile. The accuracy of the determination of the container type and the fill level can be further improved if, before the start of the sensory monitoring, a user selects a container type (e.g. 1 l bottle or 2 l bottle) and/or a solvent type associated with the fluid container (e.g water or ethanol). The instrument can determine the type of fluid container or a liquid contained therein, for example, based on usage and/or weight change. Unlike conventional approaches, an embodiment of the invention eliminates the need to visually detect (either by a user or by a camera) a fill level of a solvent bottle. Advantageously, it can be avoided that the solvent runs out during an analysis run.

Eine Fluidhandhabungsvorrichtung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann den Lösungsmittelstand auf einem Instrumenten-Dashboard anzeigen. Es ist auch eine Benachrichtigung eines Benutzers über niedrige Lösungsmittelwerte möglich, bevor Lösungsmittel aus mindestens einem Lösungsmittelbehälter ausgehen. Beispielsweise kann eine Steuereinrichtung ausgebildet sein, keinen analytischen Startlauf auszuführen, wenn voraussichtlich das Lösungsmittel ausgeht. Mit Vorteil erfordern Fluidhandhabungsvorrichtungen gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung keine individuellen Füllstandsensoren pro Fluidbehälter. Die flächige Sensoranordnung erfordert keine freie Sichtlinie zu den Fluidbehältern, da ein Benutzer oder eine Bildverarbeitung die Sensorinformationen auswerten bzw. interpretieren können.A fluid handling device according to an example embodiment of the invention may display the solvent level on an instrument dashboard. It is also possible to notify a user of low solvent levels before at least one solvent tank runs out of solvent. For example, a control device can be designed not to carry out an analytical start run if the solvent is expected to run out. Advantageously, fluid handling devices according to embodiments of the invention do not require individual level sensors per fluid container. The planar sensor arrangement does not require a clear line of sight to the fluid containers, since a user or image processing can evaluate or interpret the sensor information.

Mit Vorteil kann eine Kraftverteilung bzw. eine Druckverteilung zur Füllstandserfassung von einem oder mehreren Fluidbehältern auf einer zweidimensionalen Sensoranordnung erfasst werden. Die Füllstandsmessung basierend auf Gewicht, Kraft und/oder Druck kann für mehrere Fluidbehälter simultan durchgeführt werden. Beispielsweise können als zweidimensionale Sensoranordnung druckempfindliche Matten implementiert werden, welche die Bestimmung einer ortsabhängigen Kraftverteilung oder Druckverteilung ermöglichen. Es kann vorteilhaft sein, eine solche Kraft- und/oder Druckverteilung im Zusammenhang mit der Füllstandserfassung eines Fluidbehälters zu bringen. Die Verwendung einer druckempfindlichen Matte ermöglicht die Nutzung der Kraft- und/oder Druckverteilung zur gleichzeitigen individuellen Erfassung des Füllstands von mehreren Fluidbehältern. Ein zusätzlicher Vorteil der Verwendung einer druckempfindlichen Matte ist die Bestimmbarkeit des Bodenabdrucks der Fluidbehälter, was bei der Identifizierung eines jeweiligen Fluidbehälters bzw. der Art des Fluidbehälters helfen kann. Dadurch kann zum Beispiel das Gewicht der leeren Flasche berücksichtigt werden, was wiederum ein Tarieren ermöglicht. Die Sensormatte kann vorteilhaft beständig gegen aggressive (zum Beispiel ätzende) Substanzen, wie organische Lösungsmittel, ausgebildet werden.A force distribution or a pressure distribution for detecting the filling level of one or more fluid containers can advantageously be detected on a two-dimensional sensor arrangement. The fill level measurement based on weight, force and/or pressure can be carried out simultaneously for several fluid containers. For example, pressure-sensitive mats can be implemented as a two-dimensional sensor arrangement, which enable the determination of a location-dependent force distribution or pressure distribution. It can be advantageous to bring such a force and/or pressure distribution in connection with the level detection of a fluid container. The use of a pressure-sensitive mat enables the use of the force and/or pressure distribution for the simultaneous individual detection of the level of several fluid containers. An additional advantage of using a pressure-sensitive mat is the ability to determine the footprint of the fluid container, which can help identify a particular fluid container or the type of fluid container. This allows, for example, the weight of the empty bottle to be taken into account, which in turn enables taring. The sensor mat can advantageously be designed to be resistant to aggressive (for example caustic) substances such as organic solvents.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine Flüssigkeitsstanderfassung von einem oder mehreren Fluidbehältern (zum Beispiel Flaschen, beispielsweise aus Glas oder Kunststoff) mittels einer drucksensitiven und/oder kraftsensitiven Matte (beispielsweise ein zweidimensionales Pad) durchgeführt. Hierbei kann eine Druckverteilung bzw. Kraftverteilung erfasst werden. Eine Füllstandserfassung mittels Gewichtsvariation kann durch Verwendung drucksensitiver bzw. kraftsensitiver Bauteile bewerkstelligt werden. Ferner ist die Bestimmung einer Druck- und/oder Kraftverteilung über eine Fläche (d.h. nicht nur eine Erfassung eines Gesamtgewichts) im Rahmen der Pegelerfassung möglich. Darüber hinaus kann die Füllstandserfassung für mehrere Fluidbehälter gleichzeitig durchgeführt werden. Dies kann insbesondere möglich sein, ohne dass bestimmte Orte oder Positionen für die Fluidbehälter erforderlich sind. Mit anderen Worten kann eine Füllstandserfassung von mehreren Fluidbehältern, die irgendwo innerhalb eines bestimmten Bereichs platziert sind, erreicht werden. Darüber hinaus kann eine druckempfindliche Matte zur Füllstandserfassung von einem oder mehreren Fluidbehältern verwendet werden.According to an exemplary embodiment of the invention, a liquid level detection of one or more fluid containers (for example bottles, for example made of glass or plastic) is carried out using a pressure-sensitive and/or force-sensitive mat (for example a two-dimensional pad). A pressure distribution or force distribution can be recorded here. A filling level detection by means of weight variation can be accomplished by using pressure-sensitive or force-sensitive components. It is also possible to determine a pressure and/or force distribution over an area (i.e. not just recording a total weight) as part of the level recording. In addition, the filling level can be detected for several fluid containers at the same time. In particular, this can be possible without specific locations or positions being required for the fluid containers. In other words, level detection of multiple fluid containers placed anywhere within a certain area can be achieved. In addition, a pressure sensitive mat can be used to sense the level of one or more fluid containers.

Insbesondere kann gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung eine druckempfindliche Matte zur Füllstandsmessung in einem Fluidversorgungssystem eines Analysegeräts eingesetzt werden. Vorteilhaft kann in einem beliebigen Bereich der druckempfindlichen Matte ein beliebiger Fluidbehälter oder mehrere beliebige Fluidbehälter frei angeordnet werden, ohne dass dadurch die Genauigkeit der Füllstandsbestimmung beeinträchtigt wird. Ein solches System ist einfacher und fehlerrobuster als herkömmliche optisch basierte Füllstandsmessgeräte. Insbesondere funktioniert ein solches System auch dann fehlerfrei, wenn einzelne Fluidbehälter andere optisch verdecken. Aufwändige Komponenten, wie zum Beispiel eine optische Kamera, sind entbehrlich. Aus dem Bodenabdruck eines Fluidbehälters kann mit Vorteil dessen Typ ermittelt werden.In particular, according to an exemplary embodiment of the invention, a pressure-sensitive mat can be used for level measurement in a fluid supply system of an analysis device. Advantageously, any fluid container or several fluid containers can be freely arranged in any area of the pressure-sensitive mat without the accuracy of the filling level determination being impaired as a result. Such a system is simpler and more error-proof than conventional optically based level gauges. In particular, such a system also works without errors when individual fluid containers optically cover others. Expensive components, such as an optical camera, are not necessary. From the footprint of a fluid container, its type can advantageously be determined.

Eine eingesetzte zweidimensionale Sensoranordnung kann beispielsweise eine flächige Anordnung von kapazitiven Sensorelementen aufweisen. Zum Beispiel kann eine Anordnung im Bereich von 10 × 10 bis 1000 × 1000 Sensorelementen in der zweidimensionalen Sensoranordnung implementiert werden. Mittels einer zweidimensionalen Sensoranordnung kann ein zweidimensionales Druckmuster aufgenommen werden. Dies kann die Bestimmung eines Typs einer Flüssigkeitsflasche, beispielsweise von deren Maximalvolumen, ermöglichen. Hierfür kann beispielsweise in Form von Referenzinformation ein Satz von Fluidbehältern mit zugehörigen Parametersätzen (wie zum Beispiel Flüssigkeitstyp, maximales Füllvolumen, Bodenprofil, Material, etc.) vorgegeben und für die Ermittlung verwendet werden. Ein ermittelter Druckwert kann zur Erkennung des Füllstands eingesetzt werden. Ein ermitteltes Druckprofil kann zur Identifizierung eines Typs eines Fluidbehälters eingesetzt werden. Wenn ein neuer Typ eines Fluidbehälters sensorisch erkannt wird, kann ein Benutzer aufgefordert werden, Referenzinformationen über diesen Fluidbehälter einzugeben, die dann einer Datenbank mit Referenzinformation hinzugefügt werden kann. Es ist auch möglich, einen ortsabhängigen Druckpegel zeitabhängig sensorisch aufzunehmen. Dies kann zur Erkennung der Zeitabhängigkeit des Füllstands und zur Identifizierung eines Lösungsmittels (das eine spezifische Dichte hat) eingesetzt werden.A two-dimensional sensor arrangement that is used can have, for example, a planar arrangement of capacitive sensor elements. For example, an array in the range of 10×10 to 1000×1000 sensor elements can be implemented in the two-dimensional sensor array. A two-dimensional print pattern can be recorded by means of a two-dimensional sensor arrangement. This can enable a type of liquid bottle to be determined, for example its maximum volume. For this purpose, for example, in the form of reference information, a set of fluid containers with associated sets of parameters (such as liquid type, maximum filling volume, soil profile, material, etc.) specified and used for the determination. A determined pressure value can be used to identify the fill level. A determined pressure profile can be used to identify a type of fluid container. When a new type of fluid container is sensed, a user may be prompted to enter reference information about that fluid container, which can then be added to a database of reference information. It is also possible to use sensors to record a location-dependent pressure level as a function of time. This can be used to detect the time dependence of the level and to identify a solvent (which has a specific gravity).

Ausführungsbeispiele der Erfindung können in verschiedenen Analysegeräten eingesetzt werden, die eine Versorgung und/oder Entsorgung von Lösungsmitteln benötigen. Beispielsweise kann ein solches Analysegerät ein Probentrenngerät, wie eine HPLC, sein. Auch in einem Massenspektrometer können Fluidhandhabungsvorrichtungen gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung eingesetzt werden. Ferner können Ausführungsbeispiele der Erfindung in Systemen zur Lösungsmittelpräparation zum Einsatz kommen, beispielsweise in einer Vorrichtung zum Synthetisieren einer Lösungsmittelzusammensetzung. Auch in diagnostischen bzw. klinischen Systemen können Ausführungsbeispiele der Erfindung implementiert werden. Besondere Vorteile entfalten Ausführungsbeispiele der Erfindung in Systemen, in denen gleichzeitig mehrere Fluidbehälter zum Einsatz kommen.Embodiments of the invention can be used in various analyzers that require the supply and/or disposal of solvents. For example, such an analysis device can be a sample separation device such as an HPLC. Fluid handling devices according to exemplary embodiments of the invention can also be used in a mass spectrometer. Further, embodiments of the invention may be employed in solvent preparation systems, such as an apparatus for synthesizing a solvent composition. Exemplary embodiments of the invention can also be implemented in diagnostic or clinical systems. Exemplary embodiments of the invention unfold particular advantages in systems in which several fluid containers are used at the same time.

Eine Ausführungsform stellt eine Flüssigkeitshandhabungsvorrichtung zur Handhabung einer Flüssigkeit eines Flüssigkeitsbehälters bereit, umfassend eine Sensoranordnung zum Messen von Eigenschaften von Flüssigkeitsbehältern. Andere Ausführungsformen können sich jedoch auf einen Behälter beziehen, der ein Gas oder eine überkritische Flüssigkeit enthält. Daher kann eine Messung für Gasbehälter (zum Beispiel in Gaschromatographie-Anwendungen) durchgeführt werden. So kann es Anwendungsfälle geben, um die Gasmenge in gasgefüllten Behältern mittels Gewichtsmessung zu überwachen. Daher kann die Überwachung von Fluiden (zum Beispiel Fluidständen) Flüssigkeiten, Gase und/oder überkritische Fluide umfassen.An embodiment provides a liquid handling device for handling a liquid of a liquid container, comprising a sensor arrangement for measuring properties of liquid containers. However, other embodiments may relate to a container containing a gas or a supercritical fluid. Therefore, a measurement can be performed for gas containers (e.g. in gas chromatography applications). There can be applications to monitor the amount of gas in gas-filled containers by measuring the weight. As such, monitoring fluids (e.g., fluid levels) may include liquids, gases, and/or supercritical fluids.

1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines HPLC-Systems als Probentrenngerät 10, wie es zum Beispiel zur Flüssigchromatographie verwendet werden kann. Eine Fluidfördereinrichtung 20, die mit Lösungsmitteln aus einer unten näher beschriebenen eingangsseitigen Fluidhandhabungseinrichtung 100 versorgt wird, treibt eine Flüssigkeit durch eine Probentrenneinrichtung 30 (wie zum Beispiel eine chromatographische Säule), die eine stationäre Phase beinhaltet. Ein Entgaser 27 kann die Lösungsmittel aus eingangsseitigen Fluidbehältern 102 entgasen, bevor diese der Fluidfördereinrichtung 20 zugeführt werden. Eine Probenaufgabeeinheit 40 (auch als Injektor bezeichnet) ist zwischen der Fluidfördereinrichtung 20 und der Probentrenneinrichtung 30 angeordnet, um eine Probenflüssigkeit in den fluidischen Trennpfad einzubringen. Die stationäre Phase der Probentrenneinrichtung 30 ist dazu vorgesehen, Komponenten der fluidischen Probe zu separieren. Ein Detektor 50, zum Beispiel eine Flusszelle mit Fluoreszenzdetektoreinheit, detektiert separierte Komponenten der Probe. Ein Fraktionierungsgerät 60 kann dazu vorgesehen werden, separierte Komponenten der Probe in dafür vorgesehene ausgangsseitige Fluidbehälter 102 einer unten näher beschriebenen ausgangsseitigen weiteren Fluidhandhabungsvorrichtung 100 auszugeben. Die Flüssigkeiten können nach dem Passieren des Detektors 50 in einen Abflussbehälter oder in Probenkomponentenbehälter ausgegeben werden, die in 1 beide als ausgangsseitige Fluidbehälter 102 dargestellt sind. Um ausgangsseitige Flüssigkeit (zum Beispiel getrennte Probe oder mobile Phase) selektiv in den Abflussbehälter oder einen zugehörigen Probenkomponentenbehälter auszugeben, kann ein weiteres Fluidventil 96 entsprechend geschaltet werden. 1 shows the basic structure of an HPLC system as a sample separation device 10, as can be used for liquid chromatography, for example. A fluid delivery device 20, supplied with solvents from an upstream fluid handling device 100 described in more detail below, drives a liquid through a sample separation device 30 (such as a chromatographic column) containing a stationary phase. A degasser 27 can degas the solvents from the fluid containers 102 on the inlet side before they are fed to the fluid conveying device 20 . A sample application unit 40 (also referred to as an injector) is arranged between the fluid delivery device 20 and the sample separation device 30 in order to introduce a sample liquid into the fluidic separation path. The stationary phase of the sample separation device 30 is intended to separate components of the fluidic sample. A detector 50, for example a flow cell with a fluorescence detector unit, detects separated components of the sample. A fractionation device 60 can be provided for dispensing separated components of the sample into fluid containers 102 on the outlet side provided for this purpose of an additional fluid handling device 100 on the outlet side described in more detail below. After passing through the detector 50, the liquids can be discharged into a waste container or into sample component containers, which are placed in 1 both are shown as downstream fluid reservoirs 102 . To selectively dispense downstream liquid (e.g., separated sample or mobile phase) into the effluent container or an associated sample component container, another fluidic valve 96 can be switched accordingly.

Während ein Flüssigkeitspfad zwischen der Fluidfördereinrichtung 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 (englisch: Sample Loop), der Probenaufgabeeinheit 40 eingegeben, die dann wiederum die Probenflüssigkeit in den unter Hochdruck stehenden Flüssigkeitspfad einbringt. Während des Zuschaltens der zunächst unter Normaldruck stehenden Probenflüssigkeit in der Probenschleife in den unter Hochdruck stehenden Flüssigkeitspfad - mittels Schaltens eines Fluidventils 95 - wird der Inhalt der Probenschleife auf den Systemdruck des als HPLC ausgebildeten Probentrenngeräts 10 gebracht. Eine Steuereinheit 70 steuert die einzelnen Komponenten 20, 27, 30, 40, 50, 60 des Probentrenngeräts 10, und optional auch zumindest eine der Fluidhandhabungsvorrichtungen 100.While a liquid path between the fluid conveying device 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, of the sample application unit 40, which in turn contains the sample liquid introduces into the liquid path which is under high pressure. While the sample liquid in the sample loop, which is initially under normal pressure, is connected to the liquid path under high pressure—by switching a fluid valve 95—the contents of the sample loop are brought to the system pressure of the sample separation device 10 designed as an HPLC. A control unit 70 controls the individual components 20, 27, 30, 40, 50, 60 of the sample separation device 10, and optionally also at least one of the fluid handling devices 100.

Die bereits angesprochene eingangsseitige Fluidhandhabungsvorrichtung 100 dient zum Versorgen der Fluidfördereinrichtung 20 mit einem Fluid, genauer gesagt mit einer Lösungsmittelzusammensetzung aus Lösungsmitteln der beiden eingangsseitigen Fluidbehälter 102 (von denen beispielsweise einer Wasser und der andere ein organisches Lösungsmittel, wie zum Beispiel Ethanol, enthalten kann). Die eingangsseitige Fluidhandhabungsvorrichtung 100 fungiert zum Versorgen des als Probentrenngerät 10 ausgebildeten Analysegeräts mit eines Fluids (insbesondere in Form eines Lösungsmittelgemischs) aus mehreren eingangsseitigen Fluidbehältern 102.The upstream fluid handling device 100 already mentioned is used to supply the fluid delivery device 20 with a fluid, more precisely with a solvent composition made up of solvents from the two upstream fluid containers 102 (one of which can contain water and the other an organic solvent such as ethanol, for example). The upstream fluid handling device 100 functions to supply the Pro separating device 10 with a fluid (particularly in the form of a solvent mixture) from a plurality of fluid containers 102 on the inlet side.

Die ebenfalls bereits angesprochene ausgangsseitige Fluidhandhabungsvorrichtung 100 dient zum Sammeln getrennter Probenbestandteile in ausgangsseitigen Fluidbehältern 102 und/oder zum Entsorgen von einer ausgangsseitigen Waste-Fluid, beispielsweise nicht mehr benötigte mobile Phase. Die ausgangsseitige Fluidhandhabungsvorrichtung 100 fungiert zum Aufnehmen von durch das Analysegerät verbrauchter oder ausgegebenes Fluids in ausgangsseitige Fluidbehälter 102.The fluid handling device 100 on the outlet side, which has also already been mentioned, serves to collect separated sample components in fluid containers 102 on the outlet side and/or to dispose of waste fluid on the outlet side, for example mobile phase that is no longer required. The downstream fluid handling device 100 functions to receive fluid consumed or dispensed by the analyzer into downstream fluid containers 102.

Ein Analysegerät kann nur eine Fluidhandhabungsvorrichtung 100 aufweisen, oder - wie in 1 - mehrere Fluidhandhabungsvorrichtungen 100. Gemäß 1 weist jede der Fluidhandhabungsvorrichtungen 100 eine jeweilige flächige Sensoranordnung 104 zum Erfassen einer für Eigenschaften der darauf platzierten Fluidbehälter 102 indikativen ortsaufgelösten Sensorinformation auf. Anders ausgedrückt können die Fluidbehälter 102 auf der jeweiligen flächigen Sensoranordnung 104 angeordnet werden, beispielsweise darauf aufgesetzt sein. Zum Beispiel kann die flächige Sensoranordnung 104 eine Sensormatte sein, die eine matrixförmige Anordnung aus druckempfindlichen Sensorelementen (beispielsweise kapazitive Sensorelemente) aufweisen kann.An analyzer may have only one fluid handling device 100, or - as in 1 - multiple fluid handling devices 100. According to 1 each of the fluid handling devices 100 has a respective planar sensor arrangement 104 for detecting spatially resolved sensor information indicative of properties of the fluid containers 102 placed thereon. In other words, the fluid containers 102 can be arranged on the respective flat sensor arrangement 104, for example placed on it. For example, the planar sensor arrangement 104 can be a sensor mat, which can have a matrix-shaped arrangement of pressure-sensitive sensor elements (for example capacitive sensor elements).

Eine jeweilige flächige Sensoranordnung 104 kann ein zweidimensionales Druckprofil an eine jeweilige (oder eine gemeinsame) Ermittlungseinrichtung 110 und von dort an Steuereinrichtung 70 zum Steuern des Probentrenngeräts 10 ausgeben. Insbesondere kann eine jeweilige Ermittlungseinrichtung 110 zum Ermitteln eines Fluidbehälter-Typs und einer Befüllung jedes auf der zugehörigen flächigen Sensoranordnung 104 aufgesetzten Fluidbehälters 102 basierend auf der erfassten Sensorinformation ausgebildet sein. Bevorzugt kann die jeweilige Ermittlungseinrichtung 110 zum Ermitteln des Fluidbehälter-Typs und der Befüllung basierend auf der erfassten Sensorinformation unter Verwendung vorbekannter Referenzinformation bezüglich des mindestens einen Fluidbehälters 102 ausgebildet sein. Wie in 1 gezeigt, kann das Probentrenngerät 10 oder eine jeweilige Fluidhandhabungsvorrichtung 100 eine Benutzerschnittstelle 112 zum benutzerdefinierten Eingeben zumindest eines Teils der Referenzinformation durch einen Benutzer aufweisen. Beispielsweise kann die Benutzerschnittstelle 112 eine Tastatur, eine Computermaus und/oder ein Touchpad aufweisen. Die vorbestimmte Referenzinformation kann insbesondere Information bezüglich eines Fluidbehälter-Typs und eines Fluid-Typs eines jeweiligen Fluidbehälters 102 aufweisen. Der Rückgriff auf solche Referenzinformation kann es für eine Ermittlungseinrichtung 110 einfacher machen, einen sensorisch erkannten Fluidbehälter 102 zu identifizieren und hinsichtlich seines Füllstands zu charakterisieren.A respective planar sensor arrangement 104 can output a two-dimensional pressure profile to a respective (or a common) determination device 110 and from there to a control device 70 for controlling the sample separation device 10 . In particular, a respective determination device 110 can be designed to determine a fluid container type and a filling of each fluid container 102 placed on the associated planar sensor arrangement 104 based on the detected sensor information. The respective determination device 110 can preferably be configured to determine the type of fluid container and the level of filling based on the detected sensor information using previously known reference information relating to the at least one fluid container 102 . As in 1 As shown, the sample separation device 10 or respective fluid handling device 100 may include a user interface 112 for user-defined input of at least a portion of the reference information. For example, user interface 112 may include a keyboard, computer mouse, and/or touchpad. The predetermined reference information can in particular have information regarding a fluid container type and a fluid type of a respective fluid container 102 . Recourse to such reference information can make it easier for a determination device 110 to identify a sensor-detected fluid container 102 and to characterize it with regard to its fill level.

1 zeigt ferner, dass die Fluidhandhabungsvorrichtungen 100 eine Ausgabeeinrichtung 114 zum Ausgeben des ermittelten Fluidbehälter-Typs und der ermittelten Befüllung der einzelnen Fluidbehälter 102 aufweisen kann. Beispielsweise kann die Ausgabeeinrichtung 114 eine elektronische Anzeige sein, beispielsweise ein Monitor oder eine Flüssigkristallanzeige. Somit kann die Ausgabeeinrichtung 114 zum visuellen Ausgeben des ermittelten Fluidbehälter-Typs und der ermittelten Befüllung jedes einzelnen Fluidbehälters 102 an einen Benutzer ausgebildet sein. Alternativ oder ergänzend kann die Ausgabeeinrichtung 114 zum Ausgeben des ermittelten Fluidbehälter-Typs und der ermittelten Befüllung an die Steuereinrichtung 70 ausgebildet sein. Die Steuereinrichtung 70 kann besagte Information dann zum Steuern des Analysegeräts verwenden. Beispielsweise kann ein Analyselauf zum Analysieren einer fluidischen Probe mittels der Steuereinrichtung 70 basierend auf sensorisch erfasster Füllstände der einzelnen Fluidbehälter 102 durchgeführt werden. Dies kann eingangsseitig ein Leerlaufen der eingangsseitigen Fluidbehälter 102 vermeiden. Alternativ oder ergänzend kann dies ausgangsseitig ein Überlaufen der ausgangsseitigen Fluidbehälter 102 ausschließen. 1 FIG. 12 further shows that the fluid handling devices 100 can have an output device 114 for outputting the determined type of fluid container and the determined filling of the individual fluid containers 102. For example, the output device 114 may be an electronic display, such as a monitor or liquid crystal display. The output device 114 can thus be designed to visually output the determined type of fluid container and the determined filling level of each individual fluid container 102 to a user. Alternatively or additionally, the output device 114 can be designed to output the determined type of fluid container and the determined filling to the control device 70 . The controller 70 can then use said information to control the analyzer. For example, an analysis run for analyzing a fluidic sample can be carried out by means of the control device 70 based on fill levels of the individual fluid containers 102 detected by sensors. On the inlet side, this can prevent the inlet-side fluid tanks 102 from running dry. Alternatively or additionally, this can prevent the fluid containers 102 on the outlet side from overflowing on the outlet side.

Ferner zeigt 1 eine Warneinrichtung 116 zum Warnen eines Benutzers vor einem erwarteten Leerlaufen bzw. Überlaufen des jeweiligen Fluidbehälters 102 basierend auf der Sensorinformation. Die Warneinrichtung 116 kann beispielsweise eine akustische und/oder optische Warnung ausgeben, wenn die Steuereinrichtung 70 oder eine Ermittlungseinrichtung 110 ermittelt hat, dass ein Leerlaufen oder Überlaufen eines jeweiligen Fluidbehälters 102 droht oder stattfindet.Furthermore shows 1 a warning device 116 for warning a user of an expected emptying or overflowing of the respective fluid container 102 based on the sensor information. The warning device 116 can, for example, output an acoustic and/or visual warning if the control device 70 or a determination device 110 has determined that a respective fluid container 102 is about to run empty or overflow or is taking place.

Im Weiteren wird bezugnehmend auf 2 und 3 ein Ausführungsbeispiel einer Fluidhandhabungsvorrichtung 100 beschrieben, die auch in dem Probentrenngerät 10 gemäß 1 implementiert werden kann. Die Fluidhandhabungsvorrichtung 100 gemäß 2 und 3 ist von dem oben beschriebenen eingangsseitigen Typ, d.h. zum Bereitstellen von Flüssigkeiten zum Erzeugen einer Lösungsmittelzusammensetzung als mobile Phase für eine HPLC. Flüssigkeit aus den Fluidbehältern 102 dient somit zum Versorgen der Fluidfördereinrichtung 20 des als Probentrenngerät 10 ausgebildeten Analysegeräts mit einem Fluid.In the following, reference is made to 2 and 3 an embodiment of a fluid handling device 100 described, which is also in the sample separation device 10 according to 1 can be implemented. The fluid handling device 100 according to FIG 2 and 3 is of the upstream type described above, ie for supplying liquids to generate a solvent composition as a mobile phase for an HPLC. Liquid from the fluid containers 102 is thus used to supply the fluid delivery device 20 of the analysis device designed as a sample separation device 10 with a fluid.

2 zeigt eine dreidimensionale Ansicht des Probentrenngeräts 10 mit der Fluidhandhabungsvorrichtung 100. Genauer gesagt zeigt 2 besagte Fluidhandhabungsvorrichtung 102 an einer Oberseite eines Turms von gestapelten Modulen, die gemeinsam Probetrenngerät 10 (beispielsweise eine HPLC) bilden, zum Beispiel mit Komponenten gemäß 1. 3 zeigt einen Teil der Fluidhandhabungsvorrichtung 100 gemäß 2, genauer gesagt eine flächige Sensoranordnung 104 in Form einer Sensormatte, die auf einen Fluidbehälter-Aufnahmekasten 108 zum Aufnehmen mehrerer Fluidbehälter 102 an der Oberseite des Turms gemäß 2 angeordnet ist. 2 zeigt auch, dass die flächige Sensoranordnung 104 als matrixförmiges Array von (beispielsweise kapazitiven) Sensorelementen 150 ausgebildet sein kann, von denen jedes drucksensitiv sein kann und einen individuellen Druckwert liefern kann. 3 zeigt ein mittels der flächigen Sensoranordnung 104 sensorisch erfasstes Druckprofil, das erhalten werden kann, wenn vier Fluidbehälter 104 von teils unterschiedlicher Größe und mit unterschiedlichen Befüllungsgraden auf die Sensormatte aufgesetzt sind. 2 FIG. 12 shows a three-dimensional view of the sample separation device 10 with the fluid handling Exercise device 100. More specifically, FIG 2 said fluid handling device 102 at a top of a tower of stacked modules that together form sample separation device 10 (e.g. an HPLC), for example with components according to FIG 1 . 3 12 shows a portion of the fluid handling device 100 of FIG 2 , more precisely a flat sensor arrangement 104 in the form of a sensor mat, which is based on a fluid container receiving box 108 for receiving a plurality of fluid containers 102 on the top of the tower according to FIG 2 is arranged. 2 also shows that the planar sensor arrangement 104 can be embodied as a matrix-shaped array of (for example capacitive) sensor elements 150, each of which can be pressure-sensitive and can supply an individual pressure value. 3 shows a pressure profile detected by sensors using the flat sensor arrangement 104, which can be obtained when four fluid containers 104, some of which are of different sizes and with different degrees of filling, are placed on the sensor mat.

Die zugehörige Fluidhandhabungsvorrichtung 100 dient zum Versorgen das Probentrenngeräts 10 mit Flüssigkeiten aus den Fluidbehältern 102, beispielsweise zum Bilden einer mobilen Phase zum Trennen einer Probe. Die flächige Sensoranordnung 104 fungiert zum Erfassen von individuellen Eigenschaften der individuellen Fluidbehälter 102 mittels Detektierens von zweidimensionaler ortsaufgelöster Sensorinformation, wie in 3 dargestellt. Während des sensorischen Detektierens stehen die Fluidbehälter 102 an beliebigen Positionen auf der flächigen Sensoranordnung 104 in dem Fluidbehälter-Aufnahmekasten 108. Die flächige Sensoranordnung 104 ist ausgebildet, als Sensorinformation ortsaufgelöste Information innerhalb einer Standfläche 106 des jeweiligen, auf der flächigen Sensoranordnung 104 stehenden Fluidbehälters 102 zu erfassen, wie in 3 gezeigt.The associated fluid handling device 100 is used to supply the sample separation device 10 with liquids from the fluid containers 102, for example to form a mobile phase for separating a sample. The planar sensor arrangement 104 functions to detect individual properties of the individual fluid containers 102 by detecting two-dimensional spatially resolved sensor information, as in 3 shown. During the sensory detection, the fluid containers 102 are in any position on the flat sensor arrangement 104 in the fluid container receiving box 108. The flat sensor arrangement 104 is designed to provide spatially resolved information within a footprint 106 of the respective fluid container 102 standing on the flat sensor arrangement 104 capture as in 3 shown.

Eine Ermittlungseinrichtung 110 dient, wie gemäß 1 beschrieben, zum Ermitteln eines Fluidbehälter-Typs (beispielsweise 2 Literflasche aus Kunststoff zum Bereitstellen von Ethanol) und einer Befüllung (beispielsweise 650 ml Restbefüllung) des jeweiligen Fluidbehälters 102 basierend auf der erfassten Sensorinformation unter Verwendung vorbekannter Referenzinformation. Eine Benutzerschnittstelle 112 erlaubt ein benutzerdefiniertes Eingeben von Referenzinformation. Besagte vorbestimmte Referenzinformation kann Information bezüglich eines Fluidbehälter-Typs und eines Fluid-Typs von verschiedenen Fluidbehältern 102 enthalten. Ausgabeeinrichtung 114 dient zum vorzugsweise visuellen Ausgeben des ermittelten Fluidbehälter-Typs und der ermittelten Befüllung an einen Benutzer. Es ist auch möglich, dass der ermittelte Fluidbehälter-Typ und die ermittelte Befüllung an Steuereinrichtung 70 ausgegeben wird. Diese Information kann die Steuereinrichtung 70 verwenden, um das Analysegerät entsprechend zu steuern.A determination device 110 is used as per FIG 1 described, for determining a fluid container type (for example 2 liter plastic bottle for providing ethanol) and a filling (for example 650 ml residual filling) of the respective fluid container 102 based on the detected sensor information using previously known reference information. A user interface 112 allows for user-defined entry of reference information. Said predetermined reference information may include information regarding a fluid container type and a fluid type of different fluid containers 102 . Output device 114 is used for the preferably visual output of the determined type of fluid container and the determined filling to a user. It is also possible for the fluid container type determined and the filling determined to be output to the control device 70 . The control device 70 can use this information to control the analysis device accordingly.

Im in 3 dargestellten Beispiel hat Flasche #1 einen zum Beispiel sensorisch gemessenen Durchmesser von 15 cm, was die Identifizierung des zugehörigen Fluidbehälters 102 als 1000 ml Flasche erlaubt. Bei einem beispielsweise als Referenzinformation bereitgestellten Gewicht der leeren Flasche von 300 g, einem beispielsweise als Referenzinformation bereitgestellten Lösungsmittelgewicht einer vollen Flasche von 1000 g und einem beispielsweise sensorisch erfassten gemessenen Gewicht von 800 g ergibt sich ein Füllstand von (800-300)/1000 = 50%.in 3 In the example shown, bottle #1 has a diameter of 15 cm, measured by sensors, for example, which allows the associated fluid container 102 to be identified as a 1000 ml bottle. With a weight of the empty bottle of 300 g provided as reference information, for example, a solvent weight of a full bottle of 1000 g provided as reference information and a measured weight of 800 g recorded by sensors, for example, the fill level is (800-300)/1000 = 50 %.

Im Beispiel von 3 hat Flasche #2 einen gemessenen Durchmesser von 25 cm, was die Identifizierung einer 2000 ml Flasche erlaubt. Bei einem Gewicht der leeren Flasche von 600 g, einem Lösungsmittelgewicht einer vollen Flasche von 2000 g und einem gemessenen Gewicht von 800 g ergibt sich ein Füllstand von (800-600)/2000 = 10%.In the example of 3 Bottle #2 has a measured diameter of 25 cm, allowing identification of a 2000 ml bottle. With an empty bottle weight of 600 g, a solvent weight of a full bottle of 2000 g and a measured weight of 800 g, the fill level is (800-600)/2000 = 10%.

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.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

EP 0309596 B1 [0002]

Claims

Fluid handling device (100) for handling a fluid from at least one fluid container (102), the fluid handling device (100) having a planar sensor arrangement (104) for detecting spatially resolved sensor information indicative of at least one property of at least one fluid container (102) if the at least one Fluid container (102) is arranged on the flat sensor arrangement (104).

Fluid handling device (100) according to claim 1 , designed to supply an analysis device, in particular a fluid delivery device (20) of a sample separation device (10) designed analysis device, with a fluid.

Fluid handling device (100) according to claim 1 or 2 , The planar sensor arrangement (104) being designed to detect the sensor information two-dimensionally in a spatially resolved manner.

Fluid handling device (100) according to any one of Claims 1 until 3 , wherein the flat sensor arrangement (104) is designed to detect pressure information, force information and/or weight information with regard to the at least one fluid container (102) as sensor information, which is arranged on the flat sensor arrangement (104).

Fluid handling device (100) according to any one of Claims 1 until 4 , wherein the planar sensor arrangement (104) is designed to detect spatially resolved information as sensor information within a footprint (106) of the at least one fluid container (102) which is arranged on the planar sensor arrangement (104).

Fluid handling device (100) according to any one of Claims 1 until 5 , wherein the flat sensor arrangement (104) is designed to detect spatially resolved sensor information indicative of at least one property of a plurality of fluid containers (102) if the plurality of fluid containers (102) are arranged on the flat sensor arrangement (104) at the same time.

Fluid handling device (100) according to any one of Claims 1 until 6 , Having a fluid container accommodation box (108) for accommodating the at least one fluid container (102), in particular for simultaneously accommodating a plurality of fluid containers (102), the flat sensor arrangement (104) being placed on a bottom surface of the fluid container accommodation box (108). or forms a bottom surface of the fluid container accommodating box (108).

Fluid handling device (100) according to any one of Claims 1 until 7 , comprising a determination device (110), which is designed to determine a fluid container type and / or a fluid type and / or a filling of the at least one fluid container (102) based on the detected sensor information.

Fluid handling device (100) according to claim 8 , wherein the determination device (110) for determining the fluid container type and / or the fluid type and / or the filling based on the detected sensor information using previously known reference information regarding the at least one fluid container (102) is formed.

Fluid handling device (100) according to claim 9 , comprising a user interface (112) for user-defined inputting at least part of the reference information.

Fluid handling device (100) according to claim 9 or 10 , wherein the predetermined reference information has information regarding a fluid container type and / or a fluid type of the at least one fluid container (102).

Fluid handling device (100) according to any one of Claims 8 until 11 , Having an output device (114) for outputting the determined fluid container type and / or the determined fluid type and / or the determined filling.

Fluid handling device (100) according to claim 12 , wherein the output device (114) is designed for, in particular visual, outputting the determined fluid container type and/or the determined fluid type and/or the determined filling to a user.

Fluid handling device (100) according to claim 12 or 13 , wherein the output device (114) is designed to output the determined fluid container type and/or the determined fluid type and/or the determined filling to a control device (70) as a basis for controlling an analysis device.

Fluid handling device (100) according to any one of Claims 1 until 14 , comprising a warning device (116) for warning a user of an expected emptying or overflow of the at least one fluid container (102) based on the sensor information.

Fluid handling device (100) according to any one of Claims 1 until 15 , The flat sensor arrangement (104) for detecting the spatially resolved indicative of the at least one property of the at least one fluid container (102). Sensor information is formed when the at least one fluid container (102) is arranged at any position on the flat sensor arrangement (104).

Analysis apparatus for analyzing a sample using a fluid, the analysis apparatus comprising at least one fluid handling device (100) according to any one of Claims 1 until 16 for supplying the analyzer with the fluid from at least one fluid container (102) and/or for receiving fluid consumed by the analyzer in at least one fluid container (102).

Analyzer according to Claim 17 , designed as a sample separation device (10) for separating the sample in the fluid, wherein the sample separation device (10) has in particular: a fluid conveying device (20) for conveying the sample and the fluid into which the sample is to be introduced; and a sample separator (30) for separating the sample introduced into the fluid.

Analyzer according to Claim 17 or 18 Having at least one of the following features: the sample separation device (30) is designed as a chromatographic separation device, in particular as a chromatography separation column; the analyzer is configured to analyze at least one physical, chemical and/or biological parameter of at least a fraction of the sample; the analysis device comprises at least one of the group consisting of a device for chemical, biological and/or pharmaceutical analysis, a liquid chromatography device and an HPLC device; the fluid delivery device (20) is set up to drive the fluid at a high pressure; the fluid delivery device (20) is designed to drive the fluid at a pressure of at least 100 bar, in particular at least 500 bar, more particularly at least 1000 bar; the analyzer is configured as a microfluidic device; the analyzer is configured as a nanofluidic device; the sample separation device (10) has a detector (50) for detecting the separated sample; the sample separation device (10) has an injector (40) for injecting the sample into the fluid; the sample separator (10) has a sample fractionator (60) for fractionating the separated sample.

Method for handling a fluid from at least one fluid container (102), the method comprising detecting spatially resolved sensor information indicative of at least one property of at least one fluid container (102) by means of a planar sensor arrangement (104) if the at least one fluid container (102). the planar sensor arrangement (104) is arranged.