DE102024102748A1

DE102024102748A1 - Charakterisieren einer Eigenschaft eines Flusspfads einer Analysevorrichtung

Info

Publication number: DE102024102748A1
Application number: DE102024102748.7A
Authority: DE
Inventors: Thomas Ortmann; Blasius Nocon
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 2024-01-31
Filing date: 2024-01-31
Publication date: 2024-03-21

Abstract

Es wird ein, insbesondere Computer-implementiertes, Verfahren zum Charakterisieren einer Eigenschaft eines Flusspfades (140), insbesondere eines Elements (130) in dem Flusspfad (140), in einer Analysevorrichtung (10) beschrieben, wobei das Verfahren aufweist:i) Verändern des Volumens eines Fluids in dem Flusspfad (140), insbesondere in dem Element (130) des Flusspfades (140), um dadurch den Druck in dem Flusspfad (140) zu verändern;ii) Bestimmen der Druckänderung in dem Flusspfad (140) als Folge der Volumenänderung; undiii) Charakterisieren der Eigenschaft des Flusspfads (140) basierend auf der bestimmten Druckänderung und/oder der Volumenänderung.

Description

TECHNISCHER HINTERGRUND
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Charakterisieren einer Eigenschaft eines Flusspfades bzw. eines Elements in dem Flusspfad, in einer Analysevorrichtung. Das Verfahren weist auf: Verändern des Volumens eines Fluids in dem Flusspfad, insbesondere in dem Element des Flusspfades, um dadurch den Druck in dem Flusspfad zu verändern, Bestimmen der Druckänderung in dem Flusspfad als Folge der Volumenänderung, und Charakterisieren der Eigenschaft des Flusspfads basierend auf der bestimmten Druckänderung und/oder der Volumenänderung. Ferner betrifft die Erfindung die Analysevorrichtung.
Analysevorrichtungen sind zum Beispiel Chromatografiegeräte, insbesondere Probentrenngeräte, für die Analyse einer Probe, insbesondere fluidischen Probe, vorgesehen, z.B. zur Durchführung einer chromatografischen Trennung der Probe.
In einem HPLC (high performance liquid chromatography, Hochleistungs-Flüssigkeitschromatografie) Chromatografiegerät wird beispielsweise eine Flüssigkeit (mobile Phase) bei einer sehr genau kontrollierten Flussrate (zum Beispiel im Bereich von Mikrolitern bis Millilitern pro Minute) und bei einem hohen Druck (typischerweise 20 bis 1000 bar und darüber hinausgehend, derzeit bis zu 2000 bar), bei dem die Kompressibilität der Flüssigkeit spürbar sein kann, durch eine sogenannte stationäre Phase (zum Beispiel in einer chromatografischen Säule), bewegt, um einzelne Fraktionen einer in die mobile Phase eingebrachten Probenflüssigkeit voneinander zu trennen. Nach Durchlaufen der stationären Phase werden die getrennten Fraktionen der fluidischen Probe in einem Detektor detektiert. Ein solches HPLC-System ist bekannt zum Beispiel aus der EP 0,309,596 B1 derselben Anmelderin, Agilent Technologies, Inc.
Analysevorrichtungen wie die HPLC sind gewöhnlich hochpräzise Geräte und für den Betrieb gelten daher besonders hohe Maßstäbe bezüglich der Zuverlässigkeit. In Hinblick auf die teilweise sehr komplexen Verschaltungen der Flusspfade in einer Analysevorrichtung kann dies durchaus eine Herausforderung darstellen. Wird beispielsweise ein Element (wie z.B. eine Probenschleife) in einen Flusspfad geschaltet (fluidisch eingekoppelt), so muss bekannt sein, um welches Element (z.B. Typ, Aufnahmevolumen) es sich genau handelt. Insbesondere muss verifiziert werden, dass das richtige Element an der richtigen Position angeordnet bzw. eingekoppelt ist.
Bezüglich der Konfiguration einzelner Elemente im Flusspfad kann es nun aber leicht zu Zuordnungsfehlern kommen. Häufig müssen Verschaltungen oder Verifikationen manuell vorgenommen werden, wodurch sowohl der Betriebsaufwand als auch die Fehleranfälligkeit erhöht werden. Außerdem wird durch die konventionelle Vorgehensweise ein Fernbetrieb (remote) der Analysevorrichtung deutlich erschwert, denn ein Benutzer kann von außerhalb nicht einfach die Analysevorrichtung öffnen und die Anordnung der Elemente bezüglich des Flusspfades überprüfen.
Konventionell werden z.B. verschiedene Tags eingesetzt, um Komponenten zu kennzeichnen bzw. zu unterscheiden. Dafür können z.B. Barcodes, Farbcodes, oder ein Auslesen mittels RFID verwendet werden. Hinsichtlich der Komplexität der Konfiguration von Analysevorrichtungen können solche Tags jedoch teilweise die Übersichtlichkeit sogar noch weiter einschränken bzw. die Komplexität erhöhen. Zudem eignen sich solche Tags nur sehr beschränkt für den Fernbetrieb einer Analysevorrichtung.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es kann ein Bedarf bestehen, eine Eigenschaft eines Flusspfades bzw. eines Elements in dem Flusspfad einer Analysevorrichtung effizient und zuverlässig zu charakterisieren.
Im Folgenden werden ein Verfahren, eine Vorrichtung zur Datenverarbeitung, eine Analysevorrichtung, und ein Verwenden beschrieben.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein, insbesondere Computer-implementiertes, Verfahren beschrieben zum Charakterisieren einer Eigenschaft (z.B. einer Konfiguration) eines Flusspfades, insbesondere eines Elements (z.B. einer Probenschleife) in dem Flusspfad, in einer Analysevorrichtung, wobei das Verfahren aufweist:

i) Verändern des Volumens eines Fluids (z.B. Wasser) in dem Flusspfad, insbesondere in dem Element des Flusspfades, um dadurch den Druck in dem Flusspfad zu verändern (z.B. durch Komprimieren oder Ändern der Temperatur);
ii) Bestimmen der Druckänderung (z.B. mittels eines Druck-Sensors und/oder basierend auf dem eingestellten Druck) in dem Flusspfad (insbesondere in dem Element in dem Flusspfad) als Folge der Volumenänderung; und
iii) Charakterisieren der Eigenschaft des Flusspfads basierend auf der bestimmten Druckänderung und/oder der Volumenänderung (hier kann eine direkte Relation zwischen Druckänderung und Volumenänderung bestehen).

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Datenverarbeitung beschrieben, die einen Prozessor aufweist, und eingerichtet ist das Verfahren wie oben beschrieben auszuführen.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird eine Analysevorrichtung zum Durchführen einer Analysenmethode beschrieben, wobei die Analysevorrichtung eine Vorrichtung zur Datenverarbeitung wie oben beschrieben aufweist.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird eine Verwenden beschrieben einer Fluid-Antriebsvorrichtung (insbesondere einer Dosierpumpe), zum Komprimieren eines Fluids in einem Flusspfad, um basierend auf einer Volumenänderung und/oder einer Druckänderung des Fluids in dem Flusspfad eine Eigenschaft des Flusspfades und/oder eines Elements in dem Flusspfad zu charakterisieren.
Im Rahmen des vorliegenden Dokuments kann der Begriff „Analysevorrichtung“ 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 die Analysevorrichtung ein Flüssigkeitschromatografie-Probentrenngerät sein. Die Analysevorrichtung ist insbesondere konfiguriert, eine Analysenmethode oder eine (ggf. geplante oder programmierte) Abfolge von Analysenmethoden bzw. Prozeduren durchzuführen. Im Weiteren kann der Begriff „Analysemethode“ auch stellvertretend verwendet werden für eine Abfolge, eine Sequenz, ein Programm, eine Ausführungsliste der Analysemethoden, -prozeduren oder -vorschriften, inklusive Anpassungs- Vorbereitungs- Equilibrierungs-(zwischen)-schritte u. Ä.
Im Rahmen dieses Dokuments wird unter dem Begriff „fluidische Probe“ insbesondere ein Medium, weiter insbesondere eine Flüssigkeit, verstanden, das bzw. die die eigentlich zu analysierende Materie enthält (zum Beispiel eine biologische Probe), wie zum Beispiel eine Proteinlösung, eine pharmazeutische Probe, etc.
Im Rahmen des vorliegenden Dokuments wird unter dem Begriff „mobile Phase“ insbesondere ein Fluid, weiter insbesondere eine Flüssigkeit verstanden, das als Trägermedium zum Transportieren der fluidischen Probe zwischen einem Fluidantrieb und einer Probentrenneinrichtung dient. Mobile Phase kann aber auch in einer Fluidfördereinrichtung zum Beeinflussen der fluidischen Probe eingesetzt werden. Zum Beispiel kann die mobile Phase ein (zum Beispiel organisches und/oder anorganisches) Lösungsmittel oder eine Lösungsmittelzusammensetzung sein (zum Beispiel Wasser und Ethanol).
Im Rahmen des vorliegenden Dokuments kann der Begriff „Element“ insbesondere eine Vorrichtung/eine Einheit/eine Fluidleitung bezeichnen, welche in einer Analysevorrichtung eine Funktion erfüllt, insbesondere eine Funktion, welche in Zusammenhang mit einem Durchführen der Analyse steht. Das Element ist in einem Beispiel mit einem Flusspfad/Fluidpfad assoziiert, z.B. in einen Flusspfad zwischen einem Fluidantrieb und einem Detektor eingekoppelt bzw. einkoppelbar sein. In einem Beispiel kann das Element eine Probenaufnahmevorrichtung oder eine Probentrennvorrichtung (z.B. eine chromatografische Trennsäule) aufweisen. In einem anderen Beispiel kann das Element einen (Teil eines) Flusspfad(es) bezeichnen, z.B. einen Kanal oder eine Kapillare. Ferner kann ein Funktionselement z.B. auch ein Ventil, ein Dämpfer, ein Loop, ein Mischer, oder ein Filter sein.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Erfindung auf der Idee basieren, dass eine Eigenschaft eines Flusspfades bzw. eines Elements in dem Flusspfad einer Analysevorrichtung effizient und zuverlässig charakterisierbar ist, wenn eine Volumenänderung (bezüglich des Fluids in dem Flusspfad) ausgelöst wird (z.B. durch Kompression oder Temperaturänderung) und dann eine durch die Volumenänderung verursachte Druckänderung bestimmt wird. Basierend auf dieser Änderung kann auf eine Eigenschaft des Flusspfads bzw. des Elements rückgeschlossen werden, so dass dadurch ein Charakterisieren (z.B. Identifizieren, Unterscheiden, Verifizieren) ermöglicht ist.
In einem spezifischen Ausführungsbeispiel werden Probenschleifen nach ihrem inneren Volumen unterschieden. Dieses kann bestimmt werden, indem der Flusspfad auf einen bestimmten Druck komprimiert und das komprimierte Volumen mit Volumina verglichen wird, die sich auf verschiedene Probenschleifentypen bei demselben Druck beziehen.
Das beschriebene Verfahren kann ohne wesentliche Modifikationen direkt in existierende und etablierte Systemen implementiert werden. Zum Erzeugen der Volumenänderung (z.B. Kompression) kann beispielsweise eine Pumpe der Analysevorrichtung direkt einsetzbar sein. Weitere Elemente wie Ventile können verwendet werden, um einen Flusspfad zu verschließen und dadurch eine Kompression zu ermöglichen. Weitere Funktionen wie eine Kompressibilität-Bestimmung des Fluids können direkt und einfach umgesetzt werden.
Vorteilhafterweise kann eine entsprechende Analysevorrichtung im Fernbetrieb effizient betrieben werden, denn das Charakterisieren kann automatisch durchgeführt werden, ohne, dass die Analysevorrichtung manuell geöffnet werden muss, um die Elemente im Flusspfad zu überprüfen.
EXEMPLARISCHE AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Im Weiteren werden zusätzliche bevorzugte Ausgestaltungen beschrieben.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren auf: (zumindest teilweises) Verschließen eines Zustroms und/oder eines Abstroms des Flusspfads. Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren auf: (zumindest teilweises) Verschließen des Zustroms und/oder des Abstroms des Elements in dem Flusspfad. Ein Verschließen von zumindest einem Teil/Abschnitt des Flusspfades kann ein besonders effizientes Volumenändern/Druckändern ermöglichen. Beispielsweise kann der Flusspfad mittels eines Ventils oder eines anderen Blockier-Elements blockiert bzw. verschlossen werden. Auch ein Verengen des Flusspfades kann ein Verschließen darstellen. Wir der Flusspfad z.B. hinter einer Probenschleife (als Element im Flusspfad) verschlossen, so kann schnell und effizient ein eingeschlossenes Fluid komprimiert werden, wodurch die Volumenänderung und die (messbare) Druckänderung bereitgestellt werden können.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Volumenänderung (des Fluids) eine Volumenreduktion auf. Beispielsweise kann das Fluid (in dem Flusspfad/Element) über einen Druck (z.B. durch einen Pumpenkolben) komprimiert werden. In einem anderen Beispiel kann ein Ändern der Temperatur das Volumen des Fluids reduzieren. Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Druckänderung eine Druckerhöhung auf. Insbesondere durch eine Kompression des Fluids kann der Druck des Fluids und damit auch innerhalb des Flusspfades/Elements ansteigen. Gleiches gilt bei einer Volumenänderung mittels der Temperatur. In dieser Weise können Volumenänderung und daraus folgende (messbare) Druckänderung direkt miteinander verknüpft werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Bestimmen der Druckänderung eine Druckmessung, insbesondere mittels eines Drucksensors, auf. Somit kann das Bestimmen des Drucks (als Messgröße) zuverlässig und mit etablierten Mitteln direkt umgesetzt werden. Bei Analysevorrichtung wie einer HPLC spielt Druck eine wichtige Rolle, so dass gewöhnlich bereits eine Vielzahl von Drucksensoren im Gerät vorhanden sind. Jedoch kann auch ein Flusspfad bzw. das Element in dem Flusspfad in einfacher Weise direkt mit einem Drucksensor ausgestattet werden. In einem anderen Beispiel kann die Druckänderung auch über eine (indirekte) Volumenmessung ermittelt werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Verändern des Volumens ein Komprimieren und/oder eine Temperatur-Änderung, insbesondere ein Erhitzen oder Abkühlen, auf. In einem Beispiel können hierfür Vorrichtungen verwendet werden, welche bereits in der Analysevorrichtung vorhanden sind. Beispielsweise kann der Druck mittels einer Pumpe aufgebaut werden, z.B. einer Dosiervorrichtung oder einem Fluidantrieb. In einem anderen Beispiel kann eine Temperierkammer (z.B. ein temperierbarer Probenhandhabungsraum oder ein Säulenofen) zum Ändern der Temperatur verwendet bzw. umfunktioniert werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Charakterisieren zumindest eines der folgenden bezüglich des Flusspfads (insbesondere des Elements in dem Flusspfad) auf: ein Verifizieren, ein Identifizieren, ein Mapping, ein Zuordnen, ein Unterscheiden, eine Positionsbestimmung, ein Bestimmen einer Verschaltung. Dadurch können verschiedene Aspekte der Konfiguration der Analysevorrichtung direkt und zuverlässig ermittelt werden.
In einem Beispiel kann verifiziert werden, ob das richtige Element vorhanden ist und/oder an der richtigen Position angeordnet/gekoppelt ist. Das aktive (in den Flusspfad der Analysevorrichtung eingekoppelte) Element kann (als solches) identifiziert werden. In einem Beispiel können mehrere Elemente beobachtet werden (z.B. wird der Druck mehrmals (hintereinander) bezüglich verschiedener Elemente bestimmt), so dass jeder Position ein Element zugeordnet werden kann oder umgekehrt (mapping). In einem Beispiel kann ein Element basierend auf der detektierten Druckänderung einer bestimmten Position in der Analysevorrichtung und/oder einer bestimmten Schaltposition zugeordnet werden. In einem bevorzugten Beispiel können zwei oder mehr Elemente (z.B. Probenschleifen mit unterschiedlichem Volumen) durch das beschriebene Verfahren voneinander unterschieden werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Eigenschaft zumindest eine der folgenden bezüglich des Flusspfads (insbesondere des Elements in dem Flusspfad) auf: ein Volumen, eine Größe, einen Typ. Unterschiedliche Flusspfade bzw. Elemente können sich insbesondere hinsichtlich (Aufnahme-) Volumen, Größe (kann direkt mit Volumen korrelieren), oder Typ (kann ebenfalls mit Volumen/Größe korrelieren) unterscheiden. Gerade diese wichtigen Eigenschaften können besonders effizient und zuverlässig mittels der beschriebenen Ermittlung der Druckänderung bestimmbar bzw. voneinander unterscheidbar sein.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Charakterisieren der Eigenschaft ferner auf: Vergleichen der bestimmten Druckveränderung und/oder der Volumenänderung mit einer Referenzeigenschaft und/oder einem Referenz-Element. Mittels einem Vergleich mit einer Referenz kann das Charakterisieren besonders schnell und effizient durchführbar sein. In dem Beispiel der Probenschleife können zuvor Referenzwerte gemessen werden, z.B. die Relation von Volumenänderung zu bestimmter/gemessener Druckänderung bei einem ersten Volumen (z.B. 40 µL) und einem zweites Volumen (z.B. 100 µL). Ein Vergleich einer bestimmten Druckänderung (bzw. Volumenänderung) mit den entsprechenden Referenzwerten kann somit direkt zu dem Ergebnis führen, welches Probenschleifen-Volumen (z.B. 40 µL oder 100 µL) vorliegt, und damit auch den Rückschluss zulassen, welcher Probenschleifen Typ gerade verwendet wird (bzw. im Moment angeschlossen ist).
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die Volumenänderung, insbesondere die Kompression, mittels einer Pumpe, insbesondere mittels dem Bewegen eines Pumpenkolbens in einem Pumpenvolumen, bereitgestellt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die Volumenänderung, insbesondere die Kompression, mittels einer Dosiervorrichtung, insbesondere einer Dosierpumpe, bereitgestellt. Dadurch kann sich der Vorteil ergeben, dass bereits vorhandenes Gerät der Analysevorrichtung direkt eingesetzt (bzw. umfunktioniert) werden kann. In den Beispielen der 2 bis 4'5 ist z.B. beschrieben, dass die Dosiervorrichtung (bzw. Dosierpumpe) der Analysevorrichtung hierfür eingesetzt wird. Zum Dosieren der fluidischen Probe weist die Dosiervorrichtung ein Pumpvolumen (Zylinder) auf, in dem ein Pumpkolben bewegt werden kann und ein in dem Pumpvolumen befindliches Fluid komprimieren kann (Volumenänderung). Diese Volumenänderung kann sich direkt auf einen Flusspfad (z.B. eine Probenschleife) auswirken, welche(r) mit der Dosiervorrichtung fluidisch gekoppelt ist. Entsprechend kann die gemessene Druckänderung direkte Rückschlüsse auf eine Eigenschaft des Flusspfades (bzw. der Probenschleife) zulassen. In einem anderen Beispiel kann aber z.B. auch eine analytische Pumpe (Antrieb der mobilen Phase, insbesondere mit injizierter Probe, zu der Probetrennvorrichtung) oder eine Spülpumpe verwendet werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren auf: Abschätzen der Volumenänderung, insbesondere eines Wertebereichs für die Volumenänderung. Während in einem Fall das Bestimmen der Druckänderung zu einer präzisen Angabe der Eigenschaft (z.B. inneres Volumen) führen kann, kann es in anderen Fällen vorkommen, dass sich die Eigenschaft basierend auf der bestimmten Druckänderung lediglich abschätzen lässt. Dennoch kann ein solches Abschätzen äußerst hilfreich sein. Stellt sich z.B. die Frage, ob in einem Flusspfad eine 40 µL Probenschleife oder eine 100 µL Probenschleife eingekoppelt ist, so kann ein Abschätzen der Eigenschaft bzw. Volumenänderung zu einem zuverlässigen Ergebnis führen, insbesondere weil die möglichen Volumen deutlich voneinander entfernt sind.
Im Kontext dieses Dokuments kann sich der Begriff „Abschätzen“ insbesondere auf einen Vorgang beziehen, bei welchem eine Eigenschaft (z.B. Volumen, Volumenänderung) zugewiesen und/oder berechnet wird, wobei der Wert/Wertebereich nicht zwingend exakt, sondern vielmehr ungefähr bzw. annäherungsweise bestimmt wird. Insbesondere fließen können in das Abschätzen relevanten Daten/Informationen/ Parameter miteinfließen, welche zum Zeitpunkt des Abschätzens vorhanden sind, so dass das Ergebnis des Abschätzens an den tatsächlichen Wert/Wertebereich möglichst nahe herankommt. Damit möchte das Abschätzen das bestmögliche Ergebnis erzielen basierend auf den bestmöglichen zur Verfügung stehenden Daten. Dadurch kann sich ein Abschätzen sowohl von einem (exakten) Bestimmen als auch von einem reinen Raten unterscheiden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Element in dem Flusspfad zumindest eines der folgenden auf: eine Probenaufnahmevorrichtung (z.B. eine Probenschleife (sample loop), mehrere parallel geschaltete Probenschleifen), eine Trap-Säule, ein Ventil, eine Kapillare, ein Conduit, ein Kanal, eine Fluidleitung, ein Filter, ein Mischer, ein Dämpfer, eine (chromatografische) Trennsäule. Dies kann den Vorteil haben, dass Eigenschaften einer Vielzahl von technisch bzw. wirtschaftlich relevanten Einheiten einer Analysevorrichtung direkt im Flusspfad (insbesondere in-line) (im Wesentlichen ohne Modifikationen) charakterisiert werden können.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird der gesamte Flusspfad oder ein Bereich des Flusspfades charakterisiert. Der Flusspfad kann sich z.B. von einer Dosiervorrichtung bis zu einer Probentrennvorrichtung erstrecken. Es kann aber auch nur ein Bereich des Flusspfades (oder eben ein Element bzw. Bauteil im Flusspfad) charakterisiert werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Flusspfad zwischen einer Probennadel und der Dosiervorrichtung angeordnet. Ein solches Beispiel ist z.B. für 2 beschrieben. Das Element in diesem Flusspfad kann z.B. die Probenschleife sein, welche eingezogenes Fluid aufbewahrt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Flusspfad zwischen der Dosiervorrichtung und einer Probentrennvorrichtung angeordnet. Ein solches Beispiel ist z.B. für 5 beschrieben. Das Element im Flusspfad kann hierbei die Probentrennvorrichtung selbst sein, wobei die Dosierpumpe die Volumenänderung des Fluids verursacht.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Flusspfad zwischen der Probennadel und einer Fluid-Antriebsvorrichtung, insbesondere einer analytischen Pumpe, angeordnet. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Flusspfad zwischen einer Fluid-Antriebsvorrichtung und einem Ventil angeordnet, insbesondere wobei das Ventil so geschaltet ist, dass der Ausgang des Flusspfades zumindest zeitweise abgeschlossen ist. Das (Fluid) Ventil kann hier effizient (und ohne zusätzlichen Aufwand) eingesetzt werden, um einen Ausgang (oder Eingang) zu verschließen, wodurch eine Volumenänderung mit bestimmbarer/messbarer Druckveränderung bereitgestellt werden kann. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Flusspfad flussabwärts einer Fluid-Antriebsvorrichtung angeordnet, insbesondere wobei der Flusspfad an einem Ende zumindest zeitweise abgeschlossen ist. Die Fluid-Antriebsvorrichtung kann (ähnlich wie die oben beschriebene Dosierpumpe) eingesetzt werden, um die Volumenänderung bzw. Druckerhöhung bereitzustellen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Fluid (eine Flüssigkeit oder ein Gas) zumindest eines der folgenden aufweist: Wasser, insbesondere hochreines Wasser, weiter insbesondere ultrahochreines Wasser, ein organisches Lösungsmittel, ein Probenfluid, eine mobile Phase, das Probenfluid in die mobile Phase injiziert, ein Gas, insbesondere Luft. Abhängig von Flusspfad und Anwendung können eine Vielzahl von Fluiden verwendet werden. Dadurch kann sich eine besondere Flexibilität ergeben.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Kompressibilität des Fluids bekannt. Basierend auf der Kompressibilität kann besonders zuverlässig von der bestimmten Druckänderung auf die Eigenschaft rückgeschlossen werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren auf: Bestimmen der Kompressibilität des Fluids in dem Flusspfad, insbesondere in-line. In dieser vorteilhaften Ausgestaltung kann die Kompressibilität des Fluids direkt (im laufenden Betrieb) in der Analysevorrichtung bestimmt/gemessen werden. Diese Vorgehensweise kann besonders kann relevant sein, wenn die Kompressibilität des Fluids nicht bekannt ist (z.B. organisches Lösungsmittel).
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Bestimmen der Kompressibilität auf (insbesondere durchgeführt mittels einer Dosiervorrichtung, siehe detaillierte Beschreibung bezüglich den 3A bis 3D):

i) Bestimmen einer ersten Volumendifferenz (ΔV) und einer ersten Druckdifferenz (ΔP) an einer ersten Position (z.B. bezüglich eines Pumpkolbens); und/oder
ii) Bestimmen einer zweiten Volumendifferenz (ΔV) und einer zweiten Druckdifferenz (ΔP) an einer zweiten Position (z.B. Weiterbewegen des Pumpkolbens);
iii) Ermitteln der Kompressibilität basierend auf der ersten Volumendifferenz, der ersten Druckdifferenz, der zweiten Volumendifferenz, und der zweiten Druckdifferenz.

Mittels dieses Ausführungsbeispiels kann effizient und zuverlässig über eine zwei-Punkt-Messung die Kompressibilität bestimmt werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die Art des Fluids basierend auf der (ermittelten) Kompressibilität bestimmt. Dies kann besonders vorteilhaft sein, wenn das Fluid im Flusspfad verifiziert oder identifiziert werden soll. Beispielsweise können organische Lösungsmittel der mobilen Phase (z.B. Methanol und Acetonitril) basierend auf der Kompressibilität (Messung) unterschieden oder identifiziert werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Charakterisieren anhand eines absoluten Messwerts oder anhand eines relativen Messwerts durchgeführt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Verfahren bezüglich der Analysevorrichtung nicht invasiv. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird für das Verfahren vorhandene Ausstattung eingesetzt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Verfahren (im Wesentlichen) frei von einem menschlichen Operator durchgeführt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Verfahren bezüglich der Analysevorrichtung im Fernbetrieb (remote) durchgeführt. Diese Aspekte können das beschriebene Verfahren besonders effizient und vorteilhaft implementieren.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Analysevorrichtung ausgebildet als Probentrenngerät. Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Analysevorrichtung einen Fluidantrieb zum Antreiben einer mobilen Phase und einer in die mobile Phase injizierten fluidischen Probe auf. Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Analysevorrichtung eine Probentrenneinrichtung zum Trennen der in die mobile Phase injizierten fluidischen Probe auf. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Analysevorrichtung zum Analysieren von mindestens einem physikalischen, chemischen und/oder biologischen Parameter der fluidischen Probe konfiguriert. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Analysevorrichtung als Probentrenngerät zum Trennen der fluidischen Probe konfiguriert.
Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann unter dem Begriff „Probentrenneinrichtung“ insbesondere eine Einrichtung zum Analysieren einer fluidischen Probe, insbesondere in unterschiedliche Fraktionen, verstanden werden. Zu diesem Zweck können Bestandteile der fluidischen Probe an der Probentrenneinrichtung zunächst adsorbiert und dann separat (insbesondere fraktionsweise) desorbiert werden. Beispielsweise kann eine solche Probentrenneinrichtung als chromatographische Trennsäule ausgebildet sein.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Analysevorrichtung ein Chromatografiegerät, insbesondere ein Flüssigkeitschromatografiegerät, ein Gaschromatografiegerät, ein SFC- (superkritische Flüssigkeitschromatographie) Gerät oder ein HPLC- (Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie) Gerät.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Analysevorrichtung als mikrofluidisches Gerät konfiguriert. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Analysevorrichtung als nanofluidisches Gerät konfiguriert.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Probentrenneinrichtung als chromatographische Trenneinrichtung, insbesondere als Chromatographietrennsäule, ausgebildet.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Fluidantrieb zum Antreiben der mobilen Phase und der fluidischen Probe unter Hochdruck konfiguriert.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Fluidantrieb zum Antreiben der mobilen Phase und der fluidischen Probe mit einem Druck von mindestens 500 bar, insbesondere von mindestens 1000 bar, weiter insbesondere von mindestens 1200 bar, weiter insbesondere mindestens 1500 bar, konfiguriert.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Analysevorrichtung einen Detektor zum Detektieren der analysierten, insbesondere getrennten, fluidischen Probe auf.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Analysevorrichtung einen Fraktionierer zum Fraktionieren von getrennten Fraktionen der fluidischen Probe auf.
Die Analysevorrichtung kann ein mikrofluidisches Messgerät, ein Life Science-Gerät, ein Flüssigkeitschromatographiegerät, ein Gaschromatographiegerät, eine HPLC (High Performance Liquid Chromatography), eine UHPLC-Anlage oder ein SFC- (superkritische Flüssigkeitschromatographie) Gerät sein. Allerdings sind viele andere Anwendungen möglich.
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.
Ein Pumpsystem zum Fördern von Fluid kann zum Beispiel dazu eingerichtet sein, das Fluid bzw. die mobile Phase mit einem hohen Druck, zum Beispiel einige 100 bar bis hin zu 1000 bar und mehr, durch das System hindurchzubefördern. Die Analysevorrichtung kann einen Probeninjektor zum Einbringen der Probe in den fluidischen Trennpfad aufweisen. Ein solcher Probeninjektor kann eine mit einem Nadelsitz koppelbare Proben- oder Injektionsnadel in einem entsprechenden Flüssigkeitspfad aufweisen, wobei die Probennadel aus diesem Nadelsitz herausgefahren werden kann, um Probe aufzunehmen. Nach dem Wiedereinführen der Probennadel in den Nadelsitz kann sich die Probe in einem Fluidpfad befinden, der, zum Beispiel durch das Schalten eines Ventils, in den Trennpfad des Systems hineingeschaltet werden kann. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann ein Probeninjektor bzw. Sampler mit einer Probennadel verwendet werden, die ohne Nadelsitz betrieben wird.
Die Analysevorrichtung kann einen Fraktionssammler zum Sammeln der getrennten Komponenten aufweisen. Ein solcher Fraktionssammler kann die verschiedenen Komponenten der aufgetrennten Probe zum Beispiel in verschiedene Flüssigkeitsbehälter führen. Die analysierte Probe kann aber auch einem Abflussbehälter zugeführt werden.
Vorzugsweise kann die Analysevorrichtung 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.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel wird ein Probenraum (sampling space) mittels eines Gehäuse begrenzt, in welchem die Probenhandhabungsanordnung bzw. Probenbewegungsvorrichtung angeordnet ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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 eine Analysevorrichtung konfiguriert als Chromatografiegerät, gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
2 zeigt schematisch eine erste Konfiguration der Analysevorrichtung, gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die 3A bis 3D zeigen ein Bestimmen der Kompressibilität des Fluids, gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die 4A und 4B zeigen eine Volumen- und Druckänderung bezüglich zwei verschiedenen Probenaufbewahrungsvorrichtungen, gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
5 zeigt schematisch eine zweite Konfiguration der Analysevorrichtung, gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die Darstellung in der Zeichnung ist schematisch.
1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines HPLC-Systems als Beispiel für eine als Probentrenngerät bzw. Chromatografiegerät ausgebildete Analysevorrichtung 10, gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie sie zum Beispiel zur Flüssigkeitschromatographie verwendet werden kann. Eine Fluidfördereinrichtung bzw. ein Fluidantrieb 20, der mit Lösungsmitteln aus einer Zuführeinrichtung 25 (bzw. Verbrauchsmaterial aus einem Behälter) versorgt wird, treibt eine mobile Phase durch eine Probentrennvorrichtung 30 (wie zum Beispiel eine chromatographische Säule), die eine stationäre Phase beinhaltet.
Die Lösungsmittel sind hierbei ein Verbrauchsmaterial, welches in einem oder mehr Behältern 25 gelagert ist Die Zuführeinrichtung umfasst gewöhnlich eine erste Fluidkomponentenquelle (z.B. erster Behälter) zum Bereitstellen eines ersten Fluids bzw. einer ersten Lösungsmittelkomponente A (zum Beispiel Wasser) und eine zweite Fluidkomponentenquelle (z.B. zweiter Behälter) zum Bereitstellen eines anderen zweiten Fluids bzw. einer zweiten Lösungsmittelkomponente B (zum Beispiel ein organisches Lösungsmittel).
Ein optionaler Entgaser 27 kann die mittels der ersten Fluidkomponentenquelle und mittels der zweiten Fluidkomponentenquelle bereitgestellten Lösungsmittel entgasen, bevor diese dem Fluidantrieb 20 zugeführt werden. Eine Probenaufgabeeinheit, die auch als Injektor 40 (Sampler) bezeichnet werden kann, ist zwischen dem Fluidantrieb 20 und der Probentrenneinrichtung 30 angeordnet, um eine Probenflüssigkeit bzw. eine fluidische Probe aus einem Probenbehälter zunächst in ein Probenaufnahmevolumen in einem Injektorpfad aufzunehmen, und nachfolgend durch Schalten eines Injektionsventils des Injektors 40 in einen fluidischen Trennpfad zwischen Fluidantrieb 20 und Probentrennvorrichtung 30 einzubringen.
Das Aufnehmen von fluidischer Probe aus dem Probenbehälter kann insbesondere dadurch erfolgen, dass zunächst eine Probennadel 120 aus einem Probensitz herausgefahren und in den Probenbehälter hineingefahren wird. Mittels einer als Dosiervorrichtung 110 ausgebildeten Fluidfördereinrichtung kann dann fluidische Probe aus dem Probenbehälter durch die Probennadel 120 in das Probenaufnahmevolumen 130 eingesaugt werden. Danach kann die Probennadel 120 in einen Nadelsitz 121 der Analysevorrichtung 10 hineingefahren werden, um die fluidische Probe in den Flusspfad der Analysevorrichtung 10 zu injizieren.
Der Detektor 50, der eine Flusszelle aufweisen kann, detektiert separierte Komponenten der Probe. Ein Fraktionierungsgerät oder Fraktionierer 60 kann dazu vorgesehen werden, separierte Komponenten der Probe in dafür vorgesehene Behälter auszugeben. Nicht mehr benötigte Flüssigkeiten können in einen Abflussbehälter bzw. in eine Wasteleitung ausgegeben werden.
Während ein Flüssigkeitspfad zwischen dem Fluidantrieb 20 und der Probentrennvorrichtung 30 typischerweise unter Hochdruck steht, wird die Probenflüssigkeit unter Normaldruck zunächst in einen vom Flüssigkeitspfad getrennten Bereich, nämlich die Probenschleife bzw. das Probenaufnahmevolumen, der Probenaufgabeeinheit bzw. des Injektors 40 eingegeben. Danach wird die Probenflüssigkeit in den unter Hochdruck stehenden Trennpfad eingebracht. Unter einer Probenschleife als Probenaufnahmevorrichtung (auch als Sample Loop bezeichnet) 130 kann ein Abschnitt einer Fluidleitung verstanden werden, der zum Aufnehmen bzw. Zwischenspeichern einer vorgegebenen Menge von fluidischer Probe ausgebildet ist. Vorzugsweise wird noch vor dem Zuschalten der zunächst unter Normaldruck stehenden Probenflüssigkeit in dem Probenaufnahmevolumen, in den unter Hochdruck stehenden Trennpfad, der Inhalt des Probenaufnahmevolumens mittels der Dosiereinrichtung 110 in Form der Fluidfördereinrichtung auf den Systemdruck der als HPLC ausgebildeten Analysevorrichtung 10 gebracht. Eine Steuereinrichtung bzw. ein Steuersystem 70 steuert die einzelnen Komponenten bzw. Elemente 20, 25, 30, 40, 50, 60, etc., der Analysevorrichtung 10. Jede dieser Komponenten kann ein separates Gehäuse aufweisen, oder zwei oder mehr Komponenten können in demselben Gehäuse angeordnet sein.
2 zeigt schematisch eine erste Konfiguration der Analysevorrichtung 10, gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Verschaltung gelingt hier anschaulich über ein Fluidventil 150, bei welchem die Rillen zwischen Rotor und Stator und die sechs Anschlüsse 1 bis 6 eingezeichnet sind. Wie für 1 bereits beschrieben, wird eine Dosiervorrichtung 110 (als Fluid-Antriebsvorrichtung) eingesetzt, um fluidische Probe aus einem Probenbehälter mittels einer Probennadel 120 in eine Probenaufnahmevorrichtung/Probenschleife 130 zu saugen. Danach kann die Probennadel 120 in den Nadelsitz 121 der Analysevorrichtung 10 eingefahren werden und dort kann die fluidische Probe in den analytischen Flusspfad injiziert werden (an Ventil-Position 4 angeschlossen).
Eine weitere Fluid-Antriebvorrichtung (analytische Pumpe) 20 ist über den Hochdruck-Pfad mit der Probentrennvorrichtung 30 über Ventil-Positionen 5 und 6 fluidisch verbunden. Die fluidische Probe wird (nach Injektion in den Nadelsitz 121) prinzipiell in diesen Hochdruck-Pfad injiziert, wobei in der gezeigten Konfiguration, keine direkte fluidische Verbindung zwischen Probeninjektion 40 und Hochdruck-Pfad geschaltet ist. Eine andere Fluid-Antriebvorrichtung (Spülpumpe) 102 stellt einen anderen Flusspfad bereit der (unter Normaldruck) zu einem Flüssigkeitsabfall 101 führt.
In einem ersten Beispiel ist die Probenschleife 130 das Element in dem Flusspfad 140, dessen Eigenschaft (z.B. Volumen) charakterisiert werden soll. Eine Volumenänderung (des Fluids in der Probenschleife) kann durch die Dosierpumpe 110 ausgelöst werden, welche das Fluid im Flusspfad 140 komprimiert. Ein Einlass 132 oder ein Auslass 131 der Probenschleife 130 können blockiert werden, um den Druck im Flusspfad 140 aufzubauen.
In einem zweiten Beispiel ist die Probentrennvorrichtung 30 das Element in dem Flusspfad (hier Hochdruck-Pfad), welches charakterisiert werden soll. Eine Volumenänderung kann durch die analytische Pumpe 20 ausgelöst werden, welche das Fluid im Hochdruck-Pfad komprimiert. Dadurch kann auf das Volumen (oder einer anderen Eigenschaft) der Probentrennvorrichtung 30 rückgeschlossen werden, so dass diese charakterisiert werden kann.
In einem spezifischen Ausführungsbeispiel sollen unterschiedliche Probenaufnahmevolumen (z.B. Probenschleifen 130) nach ihrem inneren Volumen unterschieden werden. Auf dieses Volumen kann rückgeschlossen werden, wenn der entsprechende Flusspfad auf einen bestimmten Druck komprimiert wird und das komprimierte Volumen (Volumenänderung) mit Volumina verglichen wird (Referenzwerte), die sich auf verschiedene Typen von Probeaufnahmevolumen bei demselben Druck beziehen. Um Fehler betreffend die Kompressibilität zu vermeiden, sollte die Kompressibilität des Fluids bekannt sein oder (in-line) ermittelt werden. Gleiches kann auch für die System-Elastizität gelten. Der Begriff „System-Elastizität“ kann sich in diesem Zusammenhang insbesondere auf die druckabhängige Ausdehnung von Flusspfadkomponenten (Pumpenkopf, Kapillaren usw.) und die damit verbundene Änderung des Systemvolumens beziehen. Die Elastizität kann für jedes System bzw. für jede Systemkonfiguration individuell sein.
Die 3A bis 3D zeigen eine Ermittlung der Kompressibilität direkt im Betrieb (in-line) der Analysevorrichtung 10, gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Ein solches Ermitteln kann z.B. direkt vor dem Charakterisieren der Eigenschaft durchgeführt werden. Folgende Schritte können in diesem Beispiel ausgeführt werden, bei dem eine Dosierpumpe 110 zum Einsatz kommt, die einen Pumpkolben 111 und ein Pumpvolumen 112 aufweist:
3A: in der Startposition ist der Pumpenkolben 111 weit bzw. maximal aus dem Pumpenvolumen 112 ausgefahren. Der Druck kann hier zunächst 0 betragen. Es liegen ein erstes Volumen V1 (Probenvolumen nicht komprimiert) und ein erster Druck P1 (z.B. Null) vor. Das erste Volumen V1 kann z.B. 300 µL betragen.
3B: In einem ersten Kompressionsschritt wird der Pumpenkolben 111 in das Pumpenvolumen 112 eingefahren. Der Druck steigt zu einem zweiten Druck P2 (z.B. 1000 bar) an und das Probenvolumen wird reduziert zu einem zweiten Volumen V2 (z.B. 290 µL). Aus diesen gemessenen Werten kann eine erste Kompressibilität wie folgt berechnet werden: β1 = - 1 /V ((V2 - V1) / (P2 - P1)).
3C: die zweite Startposition kann entweder auf der Position der ersten Kompression Ermittlung beruhen (bei V2, P2) oder der Pumpenkolben 111 kann weiter in das Pumpenvolumen 112 eingefahren werden. Es liegen in der zweiten Startposition ein drittes Volumen V3 (dies kann dem zweiten Volumen V2 entsprechen) und ein dritter Druck P3 (dieser kann dem zweiten Druck P2 entsprechen) vor.
3D: In einem zweiten Kompressionsschritt wird der Pumpenkolben 111 noch weiter in das Pumpenvolumen 112 eingefahren (eventuell bis zum Maximum). Der Druck steigt zu einem vierten Druck P4 (z.B. erneut 1000 bar) an und das Volumen wird reduziert zu einem vierten Volumen V4 (z.B. 281 µL). Aus diesen gemessenen Werten kann eine zweite Kompressibilität wie folgt berechnet werden: $β 2 = 1 / V ((V4 - V3) / (P4 - P3)) .$
Eine Differenz der ersten Kompressibilität und der zweiten Kompressibilität kann in zuverlässiger Weise mittels der zwei-Punkt Bestimmung zu der Kompressibilität des Fluids führen: βS = β2 - β1.
4A und 4B zeigen eine Volumen- und Druckänderung bezüglich zwei verschiedenen Probenaufbewahrungsvorrichtungen (hier nicht gezeigt) als zu charakterisierende Elemente, gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. In 4A wird eine kleine Probenschleife mit einem Volumen von 40 µL an die Dosiervorrichtung 110 gekoppelt, während in 4B eine größere Probenschleife mit einem Volumen von 100 µL an die (hier baugleiche) Dosiervorrichtung 110 gekoppelt wird. In diesem Beispiel wird als Fluid im Flusspfad Wasser verwendet, dessen Kompressibilität bekannt ist. Der Druck im Flusspfad wird nun jeweils durch ein Einschieben des Pumpenkolbens 111 in das Pumpenvolumen 112 erhöht, in beiden Fällen auf 1000 bar. Dadurch kommt es zu einer Volumenveränderung des Fluids (Wasser), und das Fluid im Flusspfad wird durch den eingeschobenen Kolben 111 komprimiert.
4A: in diesem Beispiel der kleinen Probenschleife wird der Pumpenkolben 111 nur ein kurzes Stück (knapp ein Viertel) in das Pumpenvolumen 112 geschoben. Die fluidisch gekoppelte (nicht gezeigte) Probenschleife kann 40 µL aufnehmen, und der Pumpenkolben verursacht eine Volumenänderung von 3.2 µL (32 µL net volume).
4B: in diesem Beispiel der großen Probenschleife kann der Pumpenkolben 111 deutlich weiter (mehr als die Hälfte) in das Probenvolumen 112 eingeschoben werden, denn die gekoppelte Probenschleife kann 100 µL aufnehmen. Der Pumpenkolben 111 verursacht hier eine Volumenänderung von 20 µL (200 µL net volume). Da beide Dosiervorrichtungen 110 dieselben Ausmaße haben, kann direkt auf das innere Volumen (Eigenschaft) der Probenschleifen (als Element im Flusspfad) rückgeschlossen werden.
5 zeigt schematisch eine zweite Konfiguration der Analysevorrichtung 10 ähnlich der ersten Konfiguration nach 2, gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Im Gegensatz zu 2 ist das Fluidventil 150 nun so geschaltet, dass die Dosierpumpe 110 über Flusspfad 140 und die Ventil-Positionen 4 und 5 mit der Probentrennvorrichtung 30 fluidisch gekoppelt ist. Die analytische Pumpe 20 ist in diesem Beispiel über Ventil-Position 6 an den Spülpfad gekoppelt. In dieser Konfiguration wird die Dosierpumpe 110 anstelle der analytischen Pumpe 20 eingesetzt, um eine Eigenschaft der Probentrennvorrichtung 30 als Element in dem Flusspfad zu charakterisieren.
Bezugszeichen

10: Analysevorrichtung
20: Fluidantrieb, Fluid-Antriebvorrichtung
25: Zuführeinrichtung
27: Entgaser
30: Probentrennvorrichtung
40: Injektor
50: Detektor
60: Fraktionierer
70: Steuereinrichtung
101: Abfall
102: Spülpumpe
110: Dosiervorrichtung, Dosierpumpe
111: Pumpenkolben
112: Pumpenvolumen
120: Probennadel
121: Nadelsitz
130: Element im Flusspfad, Probenaufnahmevorrichtung, Probenschleife
131: Zustrom, Einlasse
132: Abstrom, Auslass
140: Flusspfad
150: Fluidventil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0309596 B1 [0003]

Claims

Ein Verfahren zum Charakterisieren einer Eigenschaft eines Flusspfades (140), insbesondere eines Elements (130) in dem Flusspfad (140), in einer Analysevorrichtung (10), wobei das Verfahren aufweist: Verändern des Volumens eines Fluids in dem Flusspfad (140), insbesondere in dem Element (130) des Flusspfades (140), um dadurch den Druck in dem Flusspfad (140) zu verändern; Bestimmen der Druckänderung in dem Flusspfad (140) als Folge der Volumenänderung; und Charakterisieren der Eigenschaft des Flusspfads (140) basierend auf der bestimmten Druckänderung und/oder der Volumenänderung.
Das Verfahren nach Anspruch 1, aufweisend: zumindest teilweises Verschließen eines Zustroms (131) und/oder eines Abstroms (132) des Flusspfads (140), insbesondere des Zustroms (131) und/oder des Abstroms (132) des Elements (130) in dem Flusspfad (140).
Das Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Volumenänderung eine Volumenreduktion aufweist, und/oder wobei die Druckänderung eine Druckerhöhung aufweist.
Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bestimmen der Druckänderung eine Druckmessung, insbesondere mittels eines Drucksensors, aufweist.
Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verändern des Volumens ein Komprimieren und/oder eine Temperatur-Änderung, insbesondere ein Erhitzen, aufweist.
Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Charakterisieren zumindest eines der folgenden bezüglich des Flusspfads (140), insbesondere des Elements (130) in dem Flusspfad (140), aufweist: ein Verifizieren, ein Identifizieren, ein Mapping, ein Zuordnen, ein Unterscheiden, eine Positionsbestimmung, ein Bestimmen einer Verschaltung; und/oder wobei die Eigenschaft zumindest eine der folgenden bezüglich des Flusspfads (140), insbesondere des Elements (130) in dem Flusspfad (140), aufweist: ein Volumen, eine Größe, ein Typ.
Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Charakterisieren der Eigenschaft ferner aufweist: Vergleichen der bestimmten Druckveränderung und/oder der Volumenänderung mit einer Referenzeigenschaft und/oder einem Referenz-Element.
Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Volumenänderung, insbesondere die Kompression, mittels einer Pumpe, insbesondere mittels dem Bewegen eines Pumpenkolbens (111) in einem Pumpenvolumen (112), bereitgestellt wird.
Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Volumenänderung, insbesondere die Kompression, mittels einer Dosiervorrichtung (110), insbesondere einer Dosierpumpe (110), bereitgestellt wird.
Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend: Abschätzen der Volumenänderung, insbesondere eines Wertebereichs für die Volumenänderung.
Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche wobei das Element (130) in dem Flusspfad (140) zumindest eines der folgenden aufweist: eine Probenaufnahmevorrichtung (130), insbesondere eine Probenschleife, eine Trap-Säule, ein Ventil, eine Kapillare, ein Conduit, ein Kanal, ein Filter, ein Dämpfer, eine Trennsäule.
Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend zumindest eines der folgenden Merkmale: wobei der gesamte Flusspfad (140) oder ein Bereich des Flusspfades (140) charakterisiert wird; wobei der Flusspfad (140) zwischen einer Probennadel (120) und der Dosiervorrichtung (110) angeordnet ist; wobei der Flusspfad (140) zwischen der Dosiervorrichtung (110) und einer Probentrennvorrichtung (30) angeordnet ist; wobei der Flusspfad (140) zwischen der Probennadel (120) und einer Fluid-Antriebsvorrichtung (20), insbesondere einer analytischen Pumpe, angeordnet ist. wobei der Flusspfad (140) zwischen einer Fluid-Antriebsvorrichtung (20) und einem Ventil angeordnet ist, insbesondere wobei das Ventil so geschaltet ist, dass der Ausgang des Flusspfades (140) zumindest zeitweise abgeschlossen ist; wobei der Flusspfad (140) flussabwärts einer Fluid-Antriebsvorrichtung (20) angeordnet ist, insbesondere wobei der Flusspfad (140) an einem Ende zumindest zeitweise abgeschlossen ist
Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fluid zumindest eines der folgenden aufweist: Wasser, insbesondere hochreines Wasser, weiter insbesondere ultrahochreines Wasser, ein organisches Lösungsmittel, ein Probenfluid, eine mobile Phase, das Probenfluid in die mobile Phase injiziert, ein Gas, insbesondere Luft; und/oder wobei die Kompressibilität des Fluids bekannt ist.
Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend: Bestimmen der Kompressibilität des Fluids in dem Flusspfad (140), insbesondere in-line.
Das Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Bestimmen der Kompressibilität (βS) aufweist, insbesondere durchgeführt mittels einer Dosiervorrichtung (110): Bestimmen einer ersten Volumendifferenz und einer ersten Druckdifferenz an einer ersten Position (β1); Bestimmen einer zweiten Volumendifferenz und einer zweiten Druckdifferenz an einer zweiten Position (β2); Ermitteln der Kompressibilität (βS) basierend auf der ersten Volumendifferenz, der ersten Druckdifferenz, der zweiten Volumendifferenz, und der zweiten Druckdifferenz.
Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend zumindest eines der folgenden Merkmale: wobei das Charakterisieren anhand eines absoluten Messwerts oder anhand eines relativen Messwerts durchgeführt wird; wobei das Verfahren bezüglich der Analysevorrichtung (10) nicht invasiv ist; wobei für das Verfahren vorhandene Ausstattung eingesetzt wird; wobei das Verfahren im Wesentlichen frei von einem menschlichen Operator durchgeführt wird; wobei das Verfahren bezüglich der Analysevorrichtung (10) im Fernbetrieb durchgeführt wird.
Eine Vorrichtung zur Datenverarbeitung, welche zumindest einen Prozessor aufweist, und welche eingerichtet ist das Verfahren gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 16 auszuführen.
Eine Analysevorrichtung (10) zum Durchführen einer Analysenmethode, wobei die Analysevorrichtung (10) eine Vorrichtung zur Datenverarbeitung gemäß Anspruch 17 aufweist.
Die Analysevorrichtung (10) gemäß Anspruch 18, aufweisend mindestens eines der folgenden Merkmale: die Analysevorrichtung (10) ist ausgebildet als Probentrenngerät; die Analysevorrichtung (10) weist einen Fluidantrieb (20) zum Antreiben einer mobilen Phase und einer in die mobile Phase injizierten fluidischen Probe auf; die Analysevorrichtung (10) weist eine Probentrenneinrichtung (30) zum Trennen der in die mobile Phase injizierten fluidischen Probe auf; die Analysevorrichtung (10) ist zum Analysieren von mindestens einem physikalischen, chemischen und/oder biologischen Parameter der fluidischen Probe konfiguriert; die Analysevorrichtung (10) ist als Probentrenngerät zum Trennen der fluidischen Probe konfiguriert; die Analysevorrichtung (10) ist ein Chromatografiegerät, insbesondere ein Flüssigkeitschromatografiegerät, ein Gaschromatografiegerät, ein SFC-(superkritische Flüssigkeitschromatographie) Gerät oder ein HPLC- (Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie) Gerät; die Analysevorrichtung (10) ist als mikrofluidisches Gerät konfiguriert; die Analysevorrichtung (10) ist als nanofluidisches Gerät konfiguriert; die Probentrenneinrichtung (30) ist als chromatographische Trenneinrichtung, insbesondere als Chromatographietrennsäule, ausgebildet; der Fluidantrieb (20) ist zum Antreiben der mobilen Phase und der fluidischen Probe unter Hochdruck konfiguriert; der Fluidantrieb (20) ist zum Antreiben der mobilen Phase und der fluidischen Probe mit einem Druck von mindestens 500 bar, insbesondere von mindestens 1000 bar, weiter insbesondere von mindestens 1200 bar, konfiguriert; die Analysevorrichtung (10) weist einen Detektor (50) zum Detektieren der analysierten, insbesondere getrennten, fluidischen Probe auf; die Analysevorrichtung (10) weist einen Fraktionierer (60) zum Fraktionieren von getrennten Fraktionen der fluidischen Probe auf.
Verwenden einer Fluid-Antriebsvorrichtung (20, 110), insbesondere einer Dosierpumpe (110), zum Komprimieren eines Fluids in einem Flusspfad (140), um basierend auf einer Volumenänderung und/oder einer Druckänderung des Fluids in dem Flusspfad (140) eine Eigenschaft des Flusspfades (140) und/oder eines Elements in dem Flusspfad (140) zu charakterisieren.