DE112014001457B4

DE112014001457B4 - Systeme und Verfahren zur Brechungsindex-Detektion

Info

Publication number: DE112014001457B4
Application number: DE112014001457.5T
Authority: DE
Inventors: Anthony C. Jeannotte; Mark Basile; Senthil Bala; Colin Fredette
Original assignee: Waters Technologies Corp
Current assignee: Waters Technologies Corp
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2014-03-11
Publication date: 2020-07-02
Anticipated expiration: 2034-03-12
Also published as: GB201806588D0; DE112014001457T5; GB2558835A; US11268902B2; GB2558835B; US20160018326A1; US9989459B2; GB2525570A; US20180231461A1; GB201515755D0; WO2014150396A1; GB2525570B

Abstract

Differential-Brechungsindex-Detektor, der umfasst:einen Flusszellenkörper (12), der ein proximales Ende, ein distales Ende und eine Flussachse umfasst, die sich zwischen dem proximalen und dem distalen Ende des Flusszellenkörpers (12) erstreckt, wobei der Flusszellenkörper (12) eine erste Kammer (14a) und eine zweite Kammer (14b) umfasst, wobei der Flusszellenkörper (12) ferner eine erste Zuflussöffnung umfasst, die hergerichtet ist, um es einem Fluid zu erlauben, in die erste Kammer (14a) zu strömen, eine erste Abflussöffnung, die hergerichtet ist, um es dem Fluid zu erlauben, aus der ersten Kammer(14a) zu strömen, eine zweite Zuflussöffnung, die hergerichtet ist, um es dem Fluid zu erlauben, in die zweite Kammer (14b) zu strömen, undeine zweite Abflussöffnung, die hergerichtet ist, um es dem Fluid zu erlauben, aus der zweiten Kammer (14b) zu strömen,wobei wenigstens entweder die erste oder die zweite Zuflussöffnung hergerichtet ist, um einen Fluidfluss in einer Richtung bereitzustellen, die parallel zu der Flussachse des Flusszellenkörpers (12) verläuft, undeine Zuflussleitung (10a, 16a), die entweder an die erste oder zweite Zuflussöffnung gekoppelt ist, wobei die Zuflussleitung (10a, 16a) ein dem Flusszellenkörper (12) abgewandtes proximales Ende, ein dem Flusszellenkörper (12) zugewandtes distales Ende und eine Flussachse aufweist, die sich zwischen dem proximalen Ende und dem distalen Ende der Zuflussleitung (10a, 16a) erstreckt, wobei ein Innendurchmesser der Zuflussleitung (10a, 16a) an dem distalen Ende größer ist als ein Innendurchmesser der Zuflussleitung (10a, 16a) an dem proximalen Ende.

Description

VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und die Vorteile der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 61/819, 811 mit dem Titel „Systems, Methods and Devices for Refractive Index Detection“, eingereicht am 6. Mai 2013, und der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 61/789,098 mit dem Titel „Systems, Methods and Devices for Refractive Index Detection“, eingereicht am 15. März 2013.
Auf den Inhalt und die Lehre jeder dieser Anmeldungen wird hiermit ausdrücklich vollumfänglich Bezug genommen.
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Brechungsindex-Detektion und im Besonderen bezieht sie sich auf Systeme, Verfahren und Vorrichtungen zum Messen der Brechungsindexunterschiede mit niedriger fluidischer Dispersion.
HINTERGRUND
Die Messung des Brechungsindexes oder Rl eines Fluids, wie etwa eines Gases oder einer Flüssigkeit, findet weit verbreitete Anwendungen in vielen industriellen Bereichen. Der Rl ist eine Eigenschaft eines Fluids, die dessen Antwort auf ein von außen angelegtes elektromagnetisches Strahlungsfeld charakterisiert. Unterschiedliche Substanzen reagieren auf das gleiche Strahlungsfeld in einem Ausmaß, das abhängig ist von ihrem spezifischen Material, und es ist diese unterschiedliche Antwort, die die Grundlage zur Quantifizierung eines gegebenen Materials bildet, und es ermöglicht dieses von einem anderen Material zu unterscheiden. Im Allgemeinen sind die qualitativen Aspekte einer RI-Messung weniger gefragt als deren Attraktivität als quantitatives Messinstrument, da viele Substanzen, wie z. B. Zucker, weniger geeignet für andere Analyseformen sind,
wie z. B. die UV-Absorptions-Detektion (d.h., es fehlt an einem starken UV-Chromophor) oder Fluoreszenz-Detektion. Rl wird manchmal auch als ein Universaldetektor bezeichnet, da so viele Substanzen eine RI-Antwort zeigen, Insbesondere wird ein RI-Detektor, dem eine Trenneinrichtung vorgeschaltet ist, beispielsweise ein Flüssigkeitschromatograph, eine Antwort für nahezu alle Substanzen erzeugen. In diesem Messmodus wird eine Probe, die einen oder mehrere Analyten enthält, in eine chromatographische Säule injiziert. Der nachfolgende kontinuierliche Fluss einer sauberen mobilen Phase durch die Säule führt zu einer zeitlichen Trennung der einzelnen Analyten. Diese Analyten eluieren oder treten aus der Säule als einzelne Peaks aus und haben ein charakteristisches Volumen und eine Retentionszeit, die den Analyten und das Säulenpackungsmaterial wiederspiegeln. Der Peak wird von der Säule zu dem RI-Detektor geführt, der eine Antwort erzeugt, die proportional zu der Konzentration des Analyten ist. Da jeder Peak die ursprüngliche Menge des in der mobilen Phase gelösten Analyten enthält, wird die RI-Antwort für die gleiche eingespritzte Masse umso größer sein, je kompakter oder enger das Volumen des Peaks ist. Kompakte Peaks sind charakteristisch für eine minimale Dispersion während des Überführens des analytischen Peaks von der Säule zu dem Detektor. Der Vorgang, bei dem sich der aus der Säule austretende Peak während des Überführens zu einem nachgeschalteten Detektor verbreitert, wird im Allgemeinen als Nachsäulendispersion bezeichnet.
Eine korrekte Handhabung der Nachsäulendispersion kann es möglich machen, den volumetrischen Umfang der Trennung zu verringern, was zu bedeutsamen Vorteilen in der Signalverbesserung für viele Detektionsmethoden führen kann, einschließlich von konzentrationsempfindlichen Analysatoren wie z.B. Differential-RI-Detektoren. Peakvolumina nehmen proportional zu der Querschnittsfläche der Säule ab. Bei zwei Säulen, deren Durchmesser sich um einen Faktor von zwei unterscheidet, steht deshalb zu erwarten, dass das Peakvolumen bei der Säule mit dem kleineren Innendurchmesser viermal kleiner ist, und deshalb die Konzentration für die gleiche injizierte Masse viermal größer sein muss. Es gibt weitere wichtige Vorteile, um zu Trennungen mit kleinerem Maßstab überzugehen. Beispielsweise ist ein verringerter Lösungsmittelverbrauch ein Vorteil für Anwendungen, die teure mobile Phasen verwenden, wie sie in der RI-Detektion üblich sind.

Chromatographische Systeme mit großem Maßstab können als solche Systeme angesehen werden, die Trennsäulen mit Innendurchmessern (IDs) größer als etwa 4 mm verwenden, Säulen kleineren Maßstabs mit IDs im Bereich von etwa 1-4 mm, und als Systeme mit kapillarem Maßstab können solche Systeme angesehen werden, die Säulen mit IDs von weniger als etwa 1 mm verwenden. Die chromatographische Theorie kann das Peakvolumen eines zurückgehaltenen Analyten vorhersagen, und es ist dieses Volumen, das als eine Leitlinie dient, um die Effekte der Nachsäulendispersion zu beurteilen. Für den vorgenannten Bereich von Säulen sind typische Peakvolumina für früh eluierende Analyten (k'=2) in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1

Säulen-ID, mm	Säulenlänge, mm	Partikelgröße, Mikrometer	Peakvolumen (4,4%), µl	Optimale Flussrate, ml/min	Zeit, min, für 1 Säulenvolumen
4,6	150	3,5	180	0,56	2,94
3,0	100	1,7	44	0,49	0,95
0,5	100	1,7	1,2	0,014	0,95

In der Praxis werden Systemparameter wie Flussrate, Betriebsdruck, usw. durch die Wahl der Säule beeinflusst. Im Verhältnis zu einer Trennung großen Maßstabs kann die gleiche Methode in einem System kleinem Maßstabs in einer Weise durchgeführt werden, die Vorteile sowohl in zeitlicher Hinsicht wie auch in Bezug auf einen reduzierten Lösungsmittelverbrauch hat. Da die Peakvolumina bei Systemen kleineren Maßstabs kleiner sind, gelten strengere Bedingungen für das Steuern von Quellen für Nachsäulendispersion. Demgemäß besteht ein Bedürfnis für Dispersionsdifferentialrefraktometer, und zwar für Trennungen, die in Systemen kleinen Maßstabs durchgeführt werden.
Ein weiter Bereich von RI-Detektoren, die an ein Trennsystem gekoppelt sind, ist im Stand der Technik beschrieben. Zum Beispiel beschreibt das US-Patent US 3 674 373 A einen Wärmetauscher für einen Differentialrefraktometer. Es ist allgemein bekannt, dass der Temperaturkoeffizient des Brechungsindexes der meisten Fluide derart ist, dass eine schlechte thermische Steuerung zu unerwünschten Detektorantworten führen kann, die häufig größer sind als das interessierende Signal. Dieses Patent offenbart eine Leitung mit Innendurchmessern im Bereich von 0,02" bis 0,04" (0,51 mm bis 1,02 mm) und mit Längen von bis zu 12" (30,48 cm). Diese Leitungsabmessungen korrespondieren mit Nachsäulen-Volumina von 60 bis 160 µm, die für Trennungen kleinen Maßstabs ungeeignet sind. US-Patent US 3 999 856 A beschreibt einen diffraktometrischen Refraktometer, der einen Phasenversatz zwischen einem Probenstrahl misst, der durch eine Referenz- und Probenflusszellen-Kammer geführt worden ist. Geringe Flusszellenvolumina von 2 µl werden diskutiert, gleichwohl haben solche kleinen Zellen im Allgemeinen geringe mechanischen Weglängen, die zu Einschränkungen führen, wenn man beabsichtigt, sowohl sehr kleine als auch große Brechungsindexdifferenzen zu messen. Dieses Patent offenbart keine Detektorvolumina zwischen der Säule und der Flusszelle oder dem Thermomanagement der Probe oder der Referenzströme.
Vielfältige Techniken sind im Stand der Technik zur Messung der Brechungsindexdifferenz beschrieben, und zwar basierend auf einem Phasenversatz von Licht, das durch die Referenz- und Probenfluidzellen geführt worden ist, und das dann in einer Ebene, die von der Zelle beabstandet ist, wieder verbunden wird. Diese Techniken, die im Allgemeinen als interferometrische Verfahren bezeichnet werden, können mit kleinvolumigen Flusszellen ausgeführt werden, gleichwohl erfordern sie kleine fluidische Vorzellenvolumina und ein gutes Thermomanagement, um genaue RI-Differenzen zu ermöglichen.
US-Patent US 4 952 055 A beschreibt eine Strahlversatz-Technik, die auf einer Kapillar-basierten Flusszelle durchgeführt wird. Während kleinvolumige Zellen realisierbar sind, wird ein Setup-Verfahren beschrieben, das die Ausrichtung des Probenstrahls auf die Flusszelle in einem Winkel erfordert, der auf dem Brechungsindex des Zellmaterials (Glas) und dem Probenfluid basiert. Folglich würde das Messen von RI-Differenzen über einen breiten Bereich von absoluten RI (z. B. 1,30 bis 1,60 RI-Einheiten), was in einem Allzweck-RI-Detektor notwendig wäre, optische Neuausrichtungen notwendig machen, was einen negativen Einfluss auf die Instrumentenleistung haben kann. Andere Techniken wie solche, die Evaneszenz-Erfassung anwenden (z. B. wie in dem US-Patent US 5 311 274 A offenbart), können ebenfalls in niedrigen Volumenkonfigurationen realisiert werden, gleichwohl haben sie aufgrund der Abhängigkeit von dem Brechungsindex des lichtführenden Materials einen beschränkten Anwendungsbereich.
US-Patent US 5 606 412 A und US-Patent US 5 900 152 A beschreiben eine Vorrichtung zum Modifizieren von Flussprofilen in einer nicht-kreisförmigen Flusszelle, indem der Fluss im Wesentlichen zu den Innenseitenflächen der Zellen geführt wird. Die Vorrichtungen dieser Patente beziehen sich auf Flusszellen mit Volumina im Bereich von etwa 7 bis 50 µl, die eher für eine Chromatographie größeren Maßstabs geeignet sind. US-Patent Nr. 6 130 439A beschreibt eine Brechungsindexmessvorrichtung mit einem Sensor mit einer zentralen Bohrung und Ein- und Auslassöffnungen, die sich jeweils nach außen hin erweitern.
Dementsprechend besteht ein Bedarf für robuste, weitreichende und empfindliche Differential-RI-Detektoren, die eine niedrige Dispersion aufweisen.
ZUSAMMENFASSUNG
Diese Aufgabe wird durch einen Differential-Brechungsindex-Detektor gemäß dem Anspruchsatz gelöst.
Ein robuster, weitreichender und empfindlicher Differential-RI-Detektor, der eine niedrige Dispersion aufweist, kann bereitgestellt werden durch Verringerung des Volumens des Detektorsystems, beispielsweise durch Minimierung der Länge der Fluidpfade innerhalb des Detektors, und thermischer Überwachung (thermal control) des ankommenden Fluidstroms und räumlich angepasstes (spatially-tailored) Injizieren des Fluids in die Probenkammer. Flusszellen gemäß der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind auch zum Betrieb unter hohen Drücken in der Lage.
Der erfindungsgemäße Differential-Brechungsindex-Detektor umfasst einen Flusszellenkörper , der ein proximales Ende, ein distales Ende und eine Flussachse, die sich zwischen dem proximalen und dem distalen Ende erstreckt, aufweist. Der Flusszellenkörper umfasst eine erste Kammer und eine zweite Kammer. In einigen Ausführungsbeispielen kann die erste Kammer ein Volumen haben, das kleiner ist als das der zweiten Kammer. In einer beispielhaften Ausführungsform kann entweder die erste Kammer oder die zweite Kammer ein Volumen im Bereich von etwa 2 µl bis etwa 5 µl aufweisen.
Der Flusszellenkörper umfasst auch eine erste Zuflussöffnung, die hergerichtet ist, um es ein Fluid zu erlauben in die erste Kammer zu strömen, eine erste Abflussöffnung, die hergerichtet ist, um es den Fluid zu erlauben aus der ersten Kammer zu strömen, eine zweite Zuflussöffnung, die hergerichtet ist, es dem Fluid zu erlauben in die zweite Kammer zu strömen, und eine zweite Abflussöffnung, die hergerichtet ist, es dem Fluid zu erlauben aus der zweiten Kammer zu strömen. Wenigstens entweder die erste oder die zweite Zuflussöffnung ist hergerichtet , um einen Fluidfluss in einer Richtung parallel zu der Flussachse des Flusszellenkörpers bereitzustellen. In beispielhaften Ausführungsformen kann wenigstens entweder die erste oder die zweite Zuflussöffnung an dem proximalen Ende der Flusszelle angeordnet sein. In beispielhaften Ausführungsformen kann wenigstens entweder die erste oder die zweite Abflussöffnung an dem distalen Ende der Flusszelle angeordnet sein.
Der Differential-Brechungsindex-Detektor umfasst eine Zu- und/oder Abflussleitung wie hierin beschrieben.
Der Differential-Brechungsindex-Detektor kann eine Zuflussleitung umfassen, die entweder an die erste oder die zweite Zuflussöffnung gekoppelt ist. Die Zuflussleitung kann ein dem Flusszellenkörper abgewandtes proximales Ende, ein dem Flusszellenkörper zugewandtes distales
Ende sowie eine Flussachse umfassen, die sich zwischen dem proximalen und dem distalen Ende erstreckt. In einigen Ausführungsformen kann die Zuflussleitung kegelig von einem ersten Durchmesser an dem proximalen Ende in einen größeren zweiten Durchmesser an dem distalen Ende verlaufen.
Der Innendurchmesser der Zuflussleitung ist an ihrem distalen Ende
größer als an ihrem
proximalen Ende. Beispielsweise kann der Innendurchmesser der Zuflussleitung an dem distalen Ende größer sein als der Innendurchmesser der Zuflussleitung an dem proximalen Ende und kann einen Kegelwinkel der Zuflussleitung in dem Bereich von etwa 8° bis etwa 20° bereitstellen.
Der Differential-Brechungsindex-Detektor kann auch eine Abflussleitung umfassen, die entweder an die erste oder an die zweite Abflussöffnung gekoppelt ist. Die Abflussleitung kann ein dem Flusszellenkörper zugewandtes proximales Ende, ein dem Flusszellenkörper abgewandtes distales Ende und eine Flussachse umfassen, die sich zwischen dem proximalen und dem distalen Ende erstreckt. In einigen Ausführungsformen kann die Abflussleitung von einem ersten Durchmesser an dem proximalen Ende zu einem kleineren zweiten Durchmesser an dem distalen Ende kegelig sein.
Der Innendurchmesser der Abflussleitung ist an dem proximalen Ende größer als ein Innendurchmesser der Abflussleitung an dem distalen Ende. Beispielsweise ist der Innendurchmesser der Abflussleitung an dem proximalen Ende größer als der Innendurchmesser der Abflussleitung an dem distalen Ende und kann einen Kegelwinkel der Abflussleitung in dem Bereich von etwa 8° bis etwa 20° bereitstellen.
Die Flusszelle des Brechungsindex-Detektors kann aus verschiedenen Materialien gebildet sein. Beispielsweise kann wenigstens ein Abschnitt des Flusszellenkörpers aus klarem Quarz gebildet sein.
Sowohl die erste Kammer als auch die zweite Kammer kann eine Innenfläche aufweisen, die sich im Wesentlichen parallel zu der Flussachse des Flusszellenkörpers erstreckt. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann der Flusszellenkörper eine erste Einheit und eine zweite Einheit umfassen, wobei die erste Einheit die erste Kammer definiert und die zweite Einheit die zweite Kammer. Der Flusszellenkörper kann auch wenigstens ein Fenster umfassen, das hergerichtet ist, um eine Fluidkommunikation zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer zu verhindern, wobei das erste Fenster hergerichtet ist, um Licht zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer zu übertragen. Beispielsweise kann das wenigstens eine Fenster aus klarem Quarz gebildet sein.
Gemäß einiger Ausführungsformen kann wenigstens ein Abschnitt der Innenfläche von entweder der ersten oder der zweiten Kammer so geformt sein, um scharfe Ecken, die sich entlang der Flussachse erstrecken, zu minimieren. Beispielsweise kann ein Querschnittsprofil von entweder der ersten Kammer oder der zweiten Kammer wenigstens einen gekrümmten Abschnitt aufweisen, und zwar senkrecht zu der Flussachse des Flusszellenkörpers.
Der Flusszellenkörper umfasst auch eine erste Zuflussöffnung , die hergerichtet ist, um einem Fluid das Strömen in die erste Kammer zu erlauben, eine erste Abflussöffnung, die hergerichtet ist, um dem Fluid das Strömen aus der ersten Kammer zu erlauben, eine zweite Zuflussöffnung, die hergerichtet ist, um es dem Fluid zu erlauben, in die zweite Kammer zu strömen und eine zweite Abflussöffnung, die hergerichtet 6 ist, um es dem Fluid zu erlauben, aus der zweiten Kammer zu strömen. Wenigstens entweder die erste oder die zweite Zuflussöffnung kann hergerichtet sein, um einen Fluidfluss in einer Richtung parallel zu der Flussachse des Flusszellenkörpers bereitzustellen. Gemäß beispielhafter Ausführungsformen kann entweder die erste oder die zweite Zuflussöffnung an dem proximalen Ende der Flusszelle angeordnet sein. In einigen Ausführungsformen kann wenigstens entweder die erste oder die zweite Abflussöffnung an dem distalen Ende der Flusszelle angeordnet sein.
Figurenliste
Die Erfindung wird aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen noch besser verstanden werden.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Differential-RI-Detektors, der gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an ein Trennsystem gekoppelt ist;
2 A zeigt eine Refraktometer-Flusszelle mit einer prismatischen Probe und Referenzkammern;
2B zeigt eine Schnittansicht der Flusszelle von 2A entlang der Linie a-a;
3 A zeigt eine Refraktometer-Flusszellenanordnung der vorliegenden Erfindung;
3B ist eine Schnittansicht der Flusszelle der 3 A entlang der Linie b-b;
3C ist eine Schnittansicht der Flusszelle von 3 A entlang der Linie c-c;
4 ist ein exemplarisches Diagramm von Dispersion und Flussrate für zwei Differential-RI-Detektoren;
5A zeigt eine Refraktometer-Flusszellenanordnung, die konstruiert ist, um hohen Arbeitsdrücken gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung standzuhalten;
5B ist eine Schnittansicht der Flusszelle von 5A entlang der Linie A-A;
6A zeigt eine Referenzkammer der Flusszellenanordnung von 5A gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6B ist eine Schnittansicht der Referenzkammer von 6A entlang der Linie B-B;
6C ist eine Schnittansicht der Referenzkammer von 6A entlang der Linie C-C;
6D zeigt ein Fenster der Referenzkammer von 6A gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
7A zeigt die Probenkammer der Flusszellenanordnung von 5A gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
7B ist eine Schnittansicht der Probenkammer von 7A entlang der Linie D-D.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Beispielhafte Ausführungsformen werden nachstehend beschrieben, um ein umfassendes Verständnis der Prinzipien, der Struktur, der Funktion, der Herstellung und der Verwendung der Vorrichtungen und Verfahren, die hier offenbart sind, zu vermitteln. Eines oder mehrere Beispiele dieser Ausführungsformen sind in den beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht. Der angesprochene Durchschnittsfachmann wird verstehen, dass die hier beschriebenen und in den beiliegenden Zeichnungen veranschaulichten Vorrichtungen und Verfahren lediglich nicht-einschränkende Ausführungsformen sind und dass der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung lediglich durch die Ansprüche definiert wird. Die in Verbindung mit einer beispielhaften Ausführungsform illustrierten oder beschriebenen Merkmale können mit den Merkmalen anderer Ausführungsformen kombiniert werden. Solche Modifikationen und Variationen sollen in dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung enthalten sein.
1 veranschaulicht ein beispielhaftes Trennsystem, das einen Differential-RI-Detektor umfasst. Das Trennsystem umfasst eine Trenneinheit 1. Die Trenneinheit 1 kann verschiedene Module umfassen. Beispielsweise kann die Trenneinheit 1 Module, wie zum Beispiel eine Proben-Organisiereinheit, umfassen, eine Pumpe zum Fördern von Fluid(en), einen Probeninjektor, eine Trennsäule, einen Säulen-Manager (column manager), und eine zentrale Steuereinheit, wie einen Computer, auf dem eine Software zum Steuern der gesamten Trennung installiert ist. Das Trennsystem kann auch einen RI-Detektor 20 umfassen. Der RI-Detektor 20 kann diverse fluidische und thermische Konditionierungs- oder Steuerungseinrichtungen umfassen, die nachstehend eingehender diskutiert werden. Der RI-Detektor 20 kann auch ein optisches Erfassungssystem umfassen, das hergerichtet ist, um die Differenz der Brechungsindizes der Fluide, die in den Trennkammern einer Flusszelle 12 enthaltenen sind, zu quantifizieren. Wie nachstehend eingehender ausgeführt wird, hat der Detektor 20 zwei primäre Operationsmodi, die hier als ein Reinigungsmodus und ein Normalmodus bezeichnet werden.
Beim Betrieb im Reinigungsmodus fördert die Trenneinheit 1 ein Referenzfluid entlang eines Pfades 2 an einen Detektoreinlass 3a. Im Reinigungsmodus ist ein Ventil in der Abflusseinheit 30 geschlossen. Das Ventil zwingt den Fluss entlang des Pfades zwischen dem Detektoreinlass 3a und der Flusszellen-Zuflussöffnung 10a, durch die Probenkammer 14a der Flusszelle 12 und dann in die Referenzkammer 14b der Flusszelle 12, sodann zum Austritt aus der Referenzkammer entlang der Leitungen 17b und 18a, und schließlich zum Eintreten in die Abflusseinheit 24, von der das Fluid umgelenkt werden kann, und zwar entweder zu einem Abfallbehältnis oder einem Recycling-Behältnis. Nach einer vollständigen Reinigungsoperation im Reinigungsmodus ist die Fluidzusammensetzung innerhalb der Kammern 14a, 14b der Flusszelle 12 die gleiche. Während dieser Periode, d.h. wenn die Fluidzusammensetzung der Kammern 14a, 14b der Flusszelle identisch ist, kann das optische Erfassungssystem verwendet werden, um ein Kalibrierungssignal zu erfassen. Die Kalibrierungsdaten können ein Detektorausgabesignal umfassen und können in einer digitalen Speicherstelle abgelegt werden.
Beim Betrieb im Normalmodus wird eine Testprobe auf die Säule innerhalb der Testeinheit 1 injiziert und eine Trennung dieser Probe in einen oder mehrere Analyten beginnt, wenn das Referenzfluid mit konstanter Flussrate durch die Säule geführt wird. Das Eluent aus der Säule wird zu dem RI-Detektor 20 über die Fluidleitung 2 geführt. Gemäß beispielhafter Ausführungsformen kann die Fluidleitung 2 so bemessen sein, um eine Dispersion zwischen dem Säulenauslass und der Verbindung an dem Detektoreinlass 3a zu minimieren, wobei der Detektor auch einer des Niedrigdispersionstyps sein kann. Gemäß einiger Ausführungsformen kann die Temperatur des Inneren des Detektors 20 mittels einer Master-Steuereinrichtung (nicht gezeigt) gesteuert werden. Im Normalmodus ist ein Ventil in der Abflusseinheit 30 geöffnet, was zu einem aktiven Fluidpfad entlang der Leitung 4b und über die Verbindung 3b in die Abflusseinheit 30 führt. Die Abflusseinheit 30 kann hergerichtet sein, um den Fluss entweder zu einem Abfallbehältnis oder einem Recycling-Behältnis umzuleiten. Im Normalmodus gibt es keinen Fluss entlang der Leitung 17a in die Referenzkammer 14b oder ein Austreten aus der Referenzkammer 14b entlang der Leitung 18a. Gleichwohl existiert immer noch eine hydraulische Verbindung zwischen diesen Flusspfaden, was unerwünschte Detektorantworten verhindern kann, die aus Druckänderungen in Verbindung mit der Trenneinheit 1, beispielsweise indem die beiden Kammern der Flusszelle 12 auf dem gleichen Druck gehalten werden, resultieren können. Während des Betriebs im Normalmodus wird das Detektorausgabesignal erfasst. Das Detektorausgabesignal wird bearbeitet, um das Kalibrierungssignal zu entfernen, das während des Reinigungsmodus aufgezeichnet wurde, und es wird mittels bekannter Faktoren skaliert, um einen Detektorausgabewert zu erlangen, der die Brechungsindexdifferenz zwischen dem Analyten, der in der Probenkammer 14a enthalten ist, und dem Referenzfluid, das in der Kammer 14b des Flusszelle 12 ist, repräsentiert. Die Analytkonzentration kann der Brechungsindexdifferenz über einen separaten Kalibrierungsschritt zugeordnet werden. Die Aufzeichnung des Detektorausgabesignals versus Zeit bildet ein Chromatogramm.
Wie vorstehend erwähnt, kann die Temperatur des Inneren des Detektors 20 gesteuert werden, beispielsweise durch eine Master-Temperatursteuerungseinrichtung. Gemäß einiger Ausführungsformen kann das ankommende Testfluid thermisch konditioniert werden. Beispielsweise kann ein erstes internes thermisches Konditionierungsmodul 5 die Temperatur des ankommenden Fluids in der Leitung 4a auf die Temperatur des durch die Leitung 4b austretenden Fluidflusses anpassen. Gemäß beispielhafter Ausführungsformen kann das thermische Konditionierungsmodul 5 ein Gegenstrom-Wärmeaustauscher sein. Das fluidische Volumen der Leitung 4a in dem ersten internen Konditionierungsmodul 5 kann unter Beibehaltung einer hohen Effizienz auf einen hinreichend kleinen Wert reduziert werden, so dass dessen Beitrag zur gesamten Peak-Dispersion für einen breite Bereich von Flussraten und Fluidviskositäten minimiert werden kann. Gemäß einigen Ausführungsformen kann der Detektor 20 eine zweite thermische Konditionierungseinheit 9 umfassen. Die zweite thermische Konditionierungseinheit 9 kann ein Kühlkörper sein, dessen absolute Temperatur durch eine Master-Heizsteuerungseinheit 9 geringfügig geregelt wird. Flusszelle 12 und die fluidischen Einlass- und Auslassöffnungen 10a, 10b, 16a, 16b können durch standardisierte mechanische Mittel an der zweiten thermischen Konditionierungseinheit 9 befestigt sein, beispielsweise durch Schrauben, Presspassungen, Schweißen, Löten usw. Eine weitere thermische Abschirmung kann durch ein Gehäuse bereitgestellt werden, das eine weitere Isolation von anderen Komponenten, wie Leiterplatten usw., im Inneren des Detektors 20 bereitstellt.
Der angesprochene Fachmann wird erkennen, dass eine Nachsäulen-Peakform eines Analyten typischerweise durch die dispersiven Eigenschaften des Fluidpfades von der Trenneinheit durch den Detektor, beispielsweise von 1 bis 15a in 1, bestimmt werden. Leitungen und Verbindungen mit niedriger Dispersion, zum Beispiel Leitung 2 und Detektoreinlass 3a in 1, sind gut bekannt und leicht verfügbar. Leitungen mit niedriger Dispersion können dadurch charakterisiert werden, dass sie kleine Lumendurchmesser und glatte Flächen aufweisen. Exemplarische Verbindungsstücke mit niedriger Dispersion umfassen kommerziell erhältliche mit Null-Totvolumen.
Die dispersiven Eigenschaften des Fluidpfades von der Trenneinheit durch den Detektor werden auch durch die Länge und das Volumen der verschiedenen Abschnitte des Fluidpfades beeinflusst. Auf dem Fluidpfad von 3a bis 10b in 1 und für ein Volumen der Leitung 4a von weniger als etwa 20 µl kann beispielsweise die Effizienz des Wärmetauschers 5 auf sehr hohem Niveau gehalten werden, beispielsweise um mehr als 80% für Flussraten, die größer sind als 2 ml/min. Die Effizienz des Wärmetauschers 5 kann auch für Flussraten, die größer sind als 2 ml/min, für Volumina der Leitung 4a von etwa 10 µl bis etwa 2 µl gehalten werden. Das Volumen der Leitung 7 innerhalb der thermischen Konditionierungseinheit 9 kann auch auf weniger als etwa 10 µl reduziert werden und in einigen Ausführungsformen auf weniger als etwa 5 µl, und das Volumen kann immer noch das Niveau einer thermischen Stabilisation bereitstellen, das für ein niedriges Rauschen (low noise) erforderlich ist. Beispielsweise kann ein Differential RI-Detektor, der das niedrige Volumen der hierin beschriebenen thermischen Konditionierungseinheiten anwendet, Rauschpegel erreichen, die vergleichbar sind mit einem RI-Detektor mit einem thermischen Konditionierungsvolumen, das mehr als 10-mal größer ist. In Verbindung mit den reduzierten Leitungsvolumina kann das Flussmuster in die Kammer 14a auch räumlich angepasst werden, beispielsweise durch eine innere Verjüngung der Verbindung 10a, wie nachstehend näher aufgezeigt wird.
Der Fluss durch eine Leitung wird durch mehrere Faktoren beeinflusst, einschließlich der Form der Leitung. Beispielsweise veranschaulichen 2 A und 2B eine Refraktometer-Flusszelle 12, die axiale Öffnungen umfasst. Axiale Öffnungen können jedoch unzureichend sein, um alle Effekte von Störungen auf Flussprofile in Fluidkammern, die rechteckige oder dreieckige Querschnitte aufweisen, zu minimieren, wie beispielsweise in den 2A und 2B gezeigt ist.
Fluidöffnungen, die ein kegelförmiges Profil aufweisen und in einigen Ausführungsformen mit hinreichend geringen Leitungsvolumina gekoppelt sind, die in die RI-Zelle führen, können eine Dispersion in einem Maße reduzieren, so dass Differential-RI-Detektion in Trennungen kleinen Maßstabs durchgeführt werden können. 3A zeigt eine Flusszelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Schnittansicht von 3B zeigt verschiedene Verbindungsdetails.
In der beispielhaften Flusszelle der 3A und 3B strömt eine Probe in eine RI-Zelle 12 durch eine Leitung 7 mit niedrigen Volumen und kleiner Bohrung, bevor sie die Probenkammer 14a erreicht. Wenn das Fluid von Leitung 7 die Kammer 14a erreicht, wird es zu einem Energieverlust aufgrund einer plötzlichen Ausdehnung der Querschnittsfläche der Probenkammer14a kommen. Solche Veränderungen im Querschnitt können zu unerwünschten Effekten führen, wie Strömungsumkehr (Wirbel), die aus sehr niedrigen Fluidgeschwindigkeiten entlang der inneren Ecken der Kammer herrühren. Um Energieverluste aufgrund dieser plötzlichen Veränderung in dem hydraulischen Durchmesser zwischen der Leitung 7 und der Prismenkammer 14a zu vermindern, ist eine Verjüngung (Kegel) mit einem geeigneten Winkel bereitgestellt. Der Zweck der Verjüngung besteht darin, eine graduelle Veränderung in der Geschwindigkeit zu ermöglichen und den Energieverlust zu minimieren, wenn das Fluid die Prismenkammer 14a erreicht. Der Kegelwinkel kann gewählt werden, um den Übergang in der Geschwindigkeit zu optimieren, d.h., um eine glatte und graduelle Geschwindigkeitsänderung zu fördern. Beispielsweise kann der totale Kegelwinkel in einem Bereich von etwa 8° bis etwa 20° liegen. In einigen Ausführungsformen kann der Kegelwinkel in einem Bereich von etwa 8° bis etwa 10° oder etwa 10° bis etwa 20° liegen. Beispielsweise kann der Kegelwinkel etwa 8°, etwa 10° oder etwa 20° betragen. In einer beispielhaften Ausführungsform kann der hydraulische Durchmesser des Auslasses des kegelförmigen Abschnitts so gewählt sein, dass er mit dem größten Durchmesser eines Innenkreises übereinstimmt, der durch die Grenzen der Prismenkammer 14a definiert wird, wie durch D(h) in 3C gezeigt.
In beispielhaften Ausführungsformen kann der Übergang von der Leitung 7 in die Probenkammer 14a durch eine Verbindung 11 bereitgestellt werden, die eine Verbindungsbohrung 10a aufweist, wie in 3B gezeigt. Wie oben erwähnt, kann eine Verjüngung der Verbindungsbohrung 10a die Fluidgeschwindigkeit und die resultierende Dispersion reduzieren. Entsprechend kann der Übergang der Leitung 17a in die Referenzkammer 14b durch eine Verbindungsbohrung 16a in der Verbindung 11 bereitgestellt werden, die ebenfalls kegelförmig sein kann, wie oben beschrieben. Entsprechend kann der Übergang von Probenkammer 14a und der Referenzkammer 14b durch eine Verbindung 13 bereitgestellt werden, die Verbindungsbohrungen 10b und 16b aufweist, die ebenfalls kegelförmig sein können. In anderen Ausführungsformen können die Verbindungsbohrungen 10a, 10b, 16a, 16b nicht-kegelförmig ausgebildet sein. Beispielsweise können die Verbindungsbohrungen 16a, 16b eine geradlinige Bohrung aufweisen, die mit dem Innendurchmesser der Fluidleitungen 17a und 17b übereinstimmt.
Die Leitungen 7, 17a, 15a, und 17b können ein Innenprofil elliptischer oder kreisförmiger Form aufweisen. In beispielhaften Ausführungsformen kann der Innendurchmesser der Fluidleitungen, beispielsweise Fluidleitungen 7, 15a, 17a und/oder 17b, kleiner oder gleich ungefähr 0,011" (0,28 mm) sein. Beispielsweise kann der Innendurchmesser dieser Fluidleitungen kleiner oder gleich ungefähr 0,005" (0,13 mm) sein oder in dem Bereich von etwa 0,005" (0,13 mm) bis etwa 0,011" (0,28 mm) liegen. In beispielhaften Ausführungsformen kann das Durchflusszellenkammervolumen, d.h. das Volumen der Probenkammer oder der Referenzkammer, kleiner oder gleich etwa 5 µl sein. Zum Beispiel kann das Flusszellenkammervolumen in dem Bereich von etwa 2 µl bis etwa 5 µl liegen oder kleiner oder gleich ungefähr 2 µl sein. In einer Ausführungsform können die Querschnitte der Flusszellen der Probenkammer und der Referenzkammer rechtwinklige Dreiecke sein, die gleiche Seitenlängen mit etwa 0,80 mm aufweisen, und die Flusszellenkammern können eine Länge von etwa 4,0 mm aufweisen, was zu Flusszellenkammern führt, die ein Innenvolumen von etwa 1,3 µl aufweisen. Für eine solche Flusszelle wird der größte Durchmesser eines Innenkreises durch die Grenzen der Probenkammer 14a oder der Referenzkammer 14b definiert und würde, wie in 3C dargestellt, etwa 0,468 mm (0,0184") betragen.
Standardisierte Befestigungsmittel, wie Schweißen oder Löten, können verwendet werden, um die Metallleitungen an den kegelförmigen Abschnitten zu befestigen, wie zum Beispiel Leitung 7 an dem kegelförmigen Abschnitt 10a. Die Zelle 12 kann mit jeder Verbindungsanordnung dichtend verbunden werden, und zwar unter Verwendung nachgiebiger Dichtungen, die aus Materialien wie Teflon oder PEEK hergestellt sind. Die Dichtungen können in Form von flachen Platten mit geeigneten Öffnungen bereitgestellt sein oder als O-Ringe, um den ungehinderten Fluss des Fluids in die Kammer hinein und aus der jeweiligen Kammer heraus zu ermöglichen.
4 ist eine Darstellung einer Dispersion für einen Bereich von Flussraten in Bezug auf einen Standard-Differential-RI-Detektor, der für Trennungen großen Maßstabs vorgesehen ist, und für einen reduzierten Dispersionsdetektor gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Wie in 4 gezeigt, ist die Dispersion des Standarddetektors für den Bereich der optimalen Flussrate für Trennung kleinen und großen Maßstabs gemäß Tabelle 1 mindestens 4-mal größer als die des reduzierten Dispersionsdetektors gemäß der vorliegenden Erfindung. Der annähernd 3-fache Geschwindigkeitsnutzen des Übergangs auf eine kleine, in Tabelle 1 gezeigte Säule, kann ohne jedwede Reduzierung der chromatographischen Effizienz erreicht werden, wenn man reduzierte Dispersionsdetektoren gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet. Da viele chromatographische Methoden nicht probengebunden sind, kann die reduzierte Dispersion auch beim Laden genutzt werden, wo praktisch die gleiche Masse auf der Säule ist, wie für das große System, und was zu einem Anstieg in der Peakhöhe um annähernd ein 4-Faches führen sollte. Ein solcher Anstieg stellt vielseitige Vorteile bereit, wie niedrigere Nachweisgrenzen der Detektion.
Die Differentialrefraktometerflusszelle 12 von 3 kann auf herkömmliche Weise als eine Ganzglas-Anordnung hergestellt werden, beispielsweise aus optisch klarem Quarzglas. Gleichwohl kann eine Ganzglas-Anordnung die auf die Zelle wirkenden Betriebsdrücke limitieren, und zwar auf weniger als etwa 100 psi (6,89 bar). Über dieses Drucklimit hinaus, neigen verschiedene Elemente der Flusszelle zu brechen. In beispielshaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, können die Flusszellen aus diskreten optisch durchlässigen Elementen hergestellt werden, die in ein mechanisches Rahmenwerk eingefügt werde, so dass die gesamte Druckwiderstandsfähigkeit erheblich höher ist. 5A bis 7B veranschaulichen Elemente einer solchen Anordnung. Die Flusszellenanordnung der 5A bis 7B stellen eine niedrige Dispersion bereit und widerstehen hohen Drücken, beispielsweise höher als etwa 100 psi (6,89 bar). Die Flusszellenanordnung der 5A bis 7B, die nachstehend näher beschrieben wird, arbeitet bei Trennungen großen wie kleinen Maßstabs gleichermaßen gut und sie ist besonders vorteilhaft für Trennungen kleinen Maßstabe.
Die Flusszellenanordnung von 5A ist ähnlich der in 3A gezeigten, und die Unterschiede resultieren aus der Konfiguration der Flusszelle 212. Probenfluss gelangt in die Differential-RI-Zelle durch Leitung 207, deren Volumendurchmesser 250 entsprechend gewünschter Dispersionseigenschaften, wie vorstehend erörtert, ausgewählt ist. Die Dimensionen der Abflussleitung 215a aus dieser Kammer sind entsprechend gewählt. Wie vorstehend erörtert, ist die Zuflussleitung 217a und die Abflussleitung 217b der Referenzkammer im Allgemeinen nicht kritisch in Bezug auf die Dispersion des Analysepeaks. Die Fluidleitungen 217a und 217b sind in dem in 5A gezeigten Ausführungsbeispiel so gezeigt, dass sie rechtwinklig zu den Probenleitungen 207 und 215a in die Kammer eintreten. In anderen Ausführungsformen können die Fluidleitungen 217a und 217b in die Flusszelle parallel zu den Probenleitungen 207 und 215a eintreten.
Wie in 5B gezeigt, umfasst die Flusszellenprismenanordnung 212 zwei Teile, die durch diskrete Anordnungen 214a und 214b definiert sind. Die Anordnung 214a umfasst die Probenkammer 290. Die Anordnung 214b umfasst die Referenzkammer 214d. Diese Anordnungen können in bekannter Weise miteinander verbunden werden, wie durch Schrauben, Klammern oder andere Befestigungsmittel (nicht gezeigt). Die Hauptverbindung zwischen der Anordnung 214a und der Anordnung 214b umfasst eine O-Ring-Dichtung, die durch O-Ring 282 und eine entsprechende Rille 281 in Anordnung 214b ausgebildet ist. Optisch transparente Fenster 260a, 260b, 260c stellen einen Durchgang für einen optischen Strahl bereit, der die Brechungsindexdifferenz zwischen der Probe und dem Referenzfluid abfragt. Die Fenster 260a, 260b, 260c begrenzen auch die entsprechenden Fluide innerhalb jeder Kammer, und zwar dadurch, indem sie Strömung durch die korrespondierenden Einlass- und Auslassleitungen erlauben. Das optische Fenster 260c verhindert, dass sich die beiden Fluide direkt austauschen, während die Fenster 260a und 260b Leckage von jeder Kammer aus der Zelle 212 verhindern. Die Fenster 260a und 260b können dichtend mit ihren entsprechenden Anordnungen verbunden werden, und zwar durch Kantendichtungen 280 oder folienartige Dichtungen 282, die zwischen dem entsprechenden Fenster und dessen Aufnahmefläche 284 angeordnet sind.
In manchen Ausführungsformen kann die Flusszelle 212 Aufbohrungsmerkmale 250a und 250b umfassen, die entsprechend dem optischen Element, das an die Flusszelle gekoppelt ist, ausgewählt werden. Beispielsweise können die Dimensionen der Aufbohrungsmerkmale 250a und 250b verwendet werden, um Blenden aufzunehmen, die eine präzise Größe des optischen Strahls definieren, der durch die Flusszelle 212 passiert. In anderen Beispielen können die Aufbohrungsmerkmale 250a und 250b Klammern oder andere Haltemechanismen aufnehmen, um die Fenster 260a und 260b in ihren entsprechenden Ausnehmungen zu halten.
In beispielhaften Ausführungsformen kann die Probenkammer 290 durch eine kreisförmige oder elliptische Bohrung ausgebildet werden, die durch die Längsachse der Anordnung 214a bereitgestellt wird. Nach maschineller Bearbeitung, um die Fenster 260a und 260c aufzunehmen, kann die kreisförmige Bohrung 290 ein Kammerprofil bereitstellen, in welchem scharfe Ecken im Wesentlichen eliminiert sind. Beispielsweise kann ein Querschnittsprofil der Probenkammer 290, bei Betrachtung rechtwinklig zu der Flussachse des Flusszellenkörpers, mindestens einen gekrümmten Abschnitt aufweisen. Das resultierende Kammerprofil stellt eine Reihe von Vorteilen bereit, unter anderem gleichmäßigere Strömungsprofile, die zu verbesserten Dispersionseigenschaften führen. In einigen Fällen wird ein Abschnitt der Bohrung 290 nicht durch den optischen Strahl abgefragt. Gleichwohl kann das verbesserte Strömungsprofil eine Gesamtreduktion der Peak-Dispersion erzeugen. In einigen Ausführungsformen können die Dimensionen der Referenzkammer im Verhältnis zu den Dimensionen der Probenkammer vergrößert sein. In einigen Ausführungsformen kann das Querschnittsprofil der Referenzkammer in der Referenzanordnung 214b elliptisch oder kreisförmig sein. In beispielhaften Ausführungsformen kann das Flusszellenkammervolumen, d.h. das Volumen der Probenkammer oder der Referenzkammer, kleiner oder gleich etwa 5 µl sein. Beispielsweise kann das Flusszellenkammervolumen in dem Bereich von etwa 2 µl bis etwa 5 µl liegen oder es kann weniger oder gleich etwa 2µl sein.
Die 6A bis 6D veranschaulichen die Referenzanordnung 214b in größerem Detail und zeigen Merkmale in Verbindung mit verschiedenen Flächen. Die Fluidleitungen 217a und 217b können an der Anordnung 214b mittels Schweißen oder anderen Techniken angebracht werden. Beispielsweise können die distalen Enden 216a und 216b der Fluidleitungen 217a und 217b in entsprechende Ausnehmungen der Außenfläche der Anordnung 214b eingeführt werden. Das Fenster 260b kann in einem Raum 251b, wie in 6B gezeigt, aufgenommen werden. Die in 6D veranschaulichte Länge L, Breite W und Dicke t des Fensters 260b kann gemäß bekannten Konstruktionsformeln gewählt werden, und zwar basierend auf gewünschten Druckwerten für die Zelle, Fenstermaterial und Dichtungsbelastungen. 7A und 7B veranschaulichen die Probenanordnung 214a in größerem Detail und zeigen Merkmale in Verbindung mit verschiedenen Flächen. Aus Klarheitsgründen ist die Leitung 207 aus der 7A weggelassen. 7B illustriert eine Schnittansicht entlang der Linie D-D in 7A. Das Fenster 260a kann in einem Raum 251a, gezeigt in 7B, aufgenommen werden. Wie in 7B gezeigt, kann das Fenster 260c in dem Raum 286 aufgenommen werden.
Der angesprochene Durchschnittsfachmann wird weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung im Lichte der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen erkennen. Demgemäß ist die Erfindung nicht durch das beschränkt, was im Einzelnen veranschaulicht und beschrieben wurde, ausgenommen dessen, was durch die angehängten Ansprüche angegeben ist. Auf jedwede Veröffentlichungen und Bezugnahmen, die hier zitiert sind, wird hiermit vollumfänglich Bezug genommen.

Claims

Differential-Brechungsindex-Detektor, der umfasst: einen Flusszellenkörper (12), der ein proximales Ende, ein distales Ende und eine Flussachse umfasst, die sich zwischen dem proximalen und dem distalen Ende des Flusszellenkörpers (12) erstreckt, wobei der Flusszellenkörper (12) eine erste Kammer (14a) und eine zweite Kammer (14b) umfasst, wobei der Flusszellenkörper (12) ferner eine erste Zuflussöffnung umfasst, die hergerichtet ist, um es einem Fluid zu erlauben, in die erste Kammer (14a) zu strömen, eine erste Abflussöffnung, die hergerichtet ist, um es dem Fluid zu erlauben, aus der ersten Kammer(14a) zu strömen, eine zweite Zuflussöffnung, die hergerichtet ist, um es dem Fluid zu erlauben, in die zweite Kammer (14b) zu strömen, und eine zweite Abflussöffnung, die hergerichtet ist, um es dem Fluid zu erlauben, aus der zweiten Kammer (14b) zu strömen, wobei wenigstens entweder die erste oder die zweite Zuflussöffnung hergerichtet ist, um einen Fluidfluss in einer Richtung bereitzustellen, die parallel zu der Flussachse des Flusszellenkörpers (12) verläuft, und eine Zuflussleitung (10a, 16a), die entweder an die erste oder zweite Zuflussöffnung gekoppelt ist, wobei die Zuflussleitung (10a, 16a) ein dem Flusszellenkörper (12) abgewandtes proximales Ende, ein dem Flusszellenkörper (12) zugewandtes distales Ende und eine Flussachse aufweist, die sich zwischen dem proximalen Ende und dem distalen Ende der Zuflussleitung (10a, 16a) erstreckt, wobei ein Innendurchmesser der Zuflussleitung (10a, 16a) an dem distalen Ende größer ist als ein Innendurchmesser der Zuflussleitung (10a, 16a) an dem proximalen Ende.
Differential-Brechungsindex-Detektor nach Anspruch 1, wobei wenigstens entweder die erste oder die zweite Zuflussöffnung an dem proximalen Ende der Flusszelle (12) angeordnet ist.
Differential-Brechungsindex-Detektor nach Anspruch 1, wobei wenigstens entweder die erste oder die zweite Abflussöffnung an dem distalen Ende der Flusszelle (12) angeordnet ist.
Differential-Brechungsindex-Detektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Innendurchmesser der Zuflussleitung (10a, 16a) an dem distalen Ende größer ist als der Innendurchmesser der Zuflussleitung (10a, 16a) an dem proximalen Ende und einen Kegelwinkel der Zuflussleitung (10a, 16a) in dem Bereich von 8° bis 20° bereitstellt.
Differential-Brechungsindex-Detektor, der umfasst: einen Flusszellenkörper (12), der ein proximales Ende, ein distales Ende und eine Flussachse umfasst, die sich zwischen dem proximalen und dem distalen Ende des Flusszellenkörpers (12) erstreckt, wobei der Flusszellenkörper (12) eine erste Kammer (14a) und eine zweite Kammer (14b)umfasst, wobei der Flusszellenkörper (12) ferner eine erste Zuflussöffnung umfasst, die hergerichtet ist, um es einem Fluid zu erlauben, in die erste Kammer (14a) zu strömen, eine erste Abflussöffnung, die hergerichtet ist, um es dem Fluid zu erlauben, aus der ersten Kammer (14a) zu strömen, eine zweite Zuflussöffnung, die hergerichtet ist, um es dem Fluid zu erlauben, in die zweite Kammer (14b) zu strömen, und eine zweite Abflussöffnung, die hergerichtet ist, um es dem Fluid zu erlauben, aus der zweiten Kammer (14b) zu strömen, wobei wenigstens entweder die erste oder die zweite Zuflussöffnung hergerichtet ist, um einen Fluidfluss in einer Richtung bereitzustellen, die parallel zu der Flussachse des Flusszellenkörpers (12) verläuft, und eine Abflussleitung (10b, 16b), die entweder an die erste oder an die zweite Abflussöffnung gekoppelt ist, wobei die Abflussleitung (10b, 16b) ein dem Flusszellenkörper (12) zugewandtes proximales Ende, ein dem Flusszellenkörper (12) abgewandtes distales Ende und eine Flussachse aufweist, die sich zwischen dem proximalen Ende und dem distalen Ende der Abflussleitung (10b, 16b) erstreckt, wobei ein Innendurchmesser der Abflussleitung (10b, 16b) an dem proximalen Ende größer ist als ein Innendurchmesser der Abflussleitung (10b, 16b) an dem distalen Ende.
Differential-Brechungsindex-Detektor nach Anspruch 5, wobei der Innendurchmesser der Abflussleitung (10b, 16b) an dem proximalen Ende größer ist als der Innendurchmesser der Abflussleitung (10b, 16b) an dem distalen Ende und einen Kegelwinkel der Abflussleitung in dem Bereich von 8° bis 200 bereitstellt.
Differential-Brechungsindex-Detektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Kammer (14a) ein Volumen hat, das kleiner ist als ein Volumen der zweiten Kammer (14b).
Differential-Brechungsindex-Detektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens entweder die erste Kammer (14a) oder die zweite Kammer (14b) ein Volumen in dem Bereich von 2 µl bis 5 µl hat.
Differential-Brechungsindex-Detektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens ein Abschnitt des Flusszellenkörpers (12) aus klarem Quarz gebildet ist.