DE1157817B - Verfahren und Vorrichtung zum Einfuehren kleiner Fluessigkeitsproben in den Traegergasstrom eines Gaschromatographen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Einfuehren kleiner Fluessigkeitsproben in den Traegergasstrom eines Gaschromatographen

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DE1157817B
DE1157817B DE1961P0026994 DEP0026994A DE1157817B DE 1157817 B DE1157817 B DE 1157817B DE 1961P0026994 DE1961P0026994 DE 1961P0026994 DE P0026994 A DEP0026994 A DE P0026994A DE 1157817 B DE1157817 B DE 1157817B
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Philip Jenkins
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Description

  • Verfahren und Vorrichtung zum Einführen kleiner Flüssigkeitsproben in den Trägergasstrom eines Gaschromatographen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einführen kleiner Flüssigkeitsproben in den Trägergasstrom eines Gaschromatographen.
  • Die Anwendung der Gaschromatographietechnik bei Flüssigkeiten macht es erforderlich, daß eine kleine Flüssigkeitsprobe dem oberen Teil der Chromatographkolonne zugeführt wird. Bei einfachen Anwindungen bei denen nur qualitative Resultate gefordert werden, genügt es, diese kleine Probe ohne besondere Beachtung der Gleichmäßigkeit der ursprünglichen Flüssigkeitsmasse zuzuführen, und es ist keine Vorsicht erforderlich, das Verhältnis der Bestandteile der Probe während der Zufügung aufrechtzuerhalten. Bei vielen Anwendungen ist es jedoch erforderlich daß das Verhältnis der Bestandteile der zugefügten Probe dem Verhältnis der Masse des Flüssigkeitsgemisches entspricht und daß vor dem Zufügen der Probe keine Verluste aufgetreten sind. Es gibt viele Möglichkeiten, die Probe einzuführen. So kann beispielsweise der obere Teil der Chromatographkolonne mit einer Serumkappe versehen sein, d. h. eine Öffnung, die durch eine aus Gummi oder dergleichen Niaterial bestehende Membran abgedeckt ist, durch die zur Einspritzung der Probe eine hypodermische Spritze eingeführt werden kann.
  • Die zuvor erwähnten Verluste treten hauptsärhlich infolge von Verdunstung eines Teiles derjenigen Mischungsbestandteile auf, die einen niedrigeren Siedepunkt aufweisen, und zwar während der Überführung der Probe zu dem Gerät. Es dürfte einleuchtend sein, daß es wesentlich schwieriger ist, die Probe konstant zu halten, wenn sie sehr klein ist. da jeder Verlust während der Probeentnahme eine prozentual wesentlich größere Veränderung darstellt als es bei 8re'ßen Proben der Fall sein würde.
  • Es sind bereits viele Verfahren zur Einführung von Flüssigkeitsproben in übliche Gaschromatographkolonnen beschrieben worden. Durch geeignete Wahl des Systems können Proben bis zu 100 Mikrogramm fortlaufend zugeführt werden. Die größte Schwierigkeit bei den üblichen Chromatographkolonnen tritt auf, wenn hochempfindliche Detektoren verwendet werden, wobei ein der am meisten befriedigenden Verfahren durch R. P. W. Scott entwickelt wurde, welches allgemein als »Scott-System« bekannt ist. Bei diesem Verfahren wird eine sich selbst entleerende Mikropipette verwendet, mit der in Mengen bis zu 100 Mikrogramm hinab gehandhabt werden können.
  • Obwohl die Erfindung in erster Linie auf qualitative Analysen gerichtet ist, d. h. an der Aufrechterhaltung der Zusammensetzung der Probenbestandteile, soll zum Stand der Technik ein bekannter Mikrodipperstab erwähnt werden, der jedoch nur zur quantitaven Analyse geeignet ist. Bei diesem bekannten Mikrodipperstab wird die Probe selbsttätig in eine Kapillare eingesaugt. Der gefüllte Mikrodipperstab wird dann so in den Säulenkopf eingeführt, daß er den Weg des Schleppgases in die Säule verschließt.
  • Der dadurch ansteigende Druck des Schleppgases treibt die Flüssigkeit, die inzwischen erhitzt ist, aus dem Kapillarteil aus, wobei durch Haftung zurückgebliebene Flüssigkeit infolge der Erhitzung verdampft und vom Schleppgas in die Säule gespült wird.
  • Bei diesem Mikrodipperstab liegt die Reproduzierbarkeit quantitativer Dosierungen bei +0,5 bis 0,8°/o und kann angeblich auf t0,30/o gesteigert werden.
  • Dieser bekannte Mikrodipperstab ist zur Aufnahme von 0,5 bis 8 mg Flüssigkeit geeignet. Wie noch ersichtlich werden wird, ist dieser bekannte Mikrodipperstab für die Erfindung nicht geeignet.
  • Es erscheint nunmehr zweckmäßig, auf die Probleme hinzuweisen, die beim Einführen kleiner Proben vorbestimmter Mengen in einen Trägergasstrom auftreten, die nachfolgend aufgezählt sind: 1. Die Einführung von Luft mit der Probe, welche dazu neigt, die Kolonne selbst zu oxydieren.
  • 2. Der Verdampfungsverlust beim Überführen der Probe in die Kolonne.
  • 3. Der Verdampfungsverlust beeinflußt nicht nur die Menge der eingeführten Probe sondern ebenfalls ihre Qualität, da verschiedene Bestandteile der Probe verschiedene Siedepunkte, wie zuvor beschrieben, aufweisen können, so daß wenn der Verdampfungsverlust bedeutend wird, ein Güteverlust infolge der schnellen Verdampfung der Bestandteile mit niedrigem Siedepunkt eintritt.
  • 4. Schwierigkeiten beim vollständigen Entleeren der die Probe enthaltenden Pipette.
  • Als neueres Verfahren ist vorgeschlagen, Chromatographen zu verwenden bei denen die Trennkolonne ein Kapillarrohr aufweist, welche einen dünnen, stationären Rückstandbelag auf der Wandoberfläche hat.
  • Dieses Verfahren kann bei sehr kleinen Probenmengen in der Größenordnung von 1 Mikro gramm wirtschaftlich verwendet werden, wobei jedoch die vorstehend erwähnten Probleme noch kritischer werden.
  • Es wurde vorstehend bereits auf die Verwendung einer Mikropipette hingewiesen, die z. B. zur Zuführung von 100-Mikrogramm-Proben geeignet ist.
  • Eine derartige Mikropipette würde einen Innendurchmesser von nur 0,1 mm aufweisen, wobei die Anwendung derartiger Mikropipetten bei Kapillarchromatographen, bei denen eine Probenmenge in der Größenordnung von 1 Mikrogramm erforderlich ist, nicht möglich erscheint, da die Herstellung und Verwendung der sehr kleinen Kapillarrohre mit ganz enormen mechanischen Schwierigkeiten verbunden sein würde.
  • Aus diesem Grunde sind eine ganze Anzahl von Verfahren zur Anwendung gekommen, die es ermöglichen, diese sehr kleinen Proben zu nehmen, wobei diese Verfahren Gebrauch von zwei Grundprinzipien machen. Da erste dieser Prinzipien besteht darin, eine Probe mittels einer Mikropipette oder einer hypodermischen Spitze in eine Kammer einzuführen, die vor der Kolonne liegt und durch die das Trägergas sowohl in die Kolonne wie auch in eine Nebenleitung strömt, durch die 99,96/o des Gases in die Atmosphäre entweichen kann. Die Kammer ist von einer Heizung umgeben, durch die die eingeführte Probe erhitzt wird. Die Probe wird entsprechend dem Verhältnis der beiden Ströme geteilt, wobei infolge des sehr großen Abgangs an die Atmosphäre der Kolonne und dem am Auslaß derselben angeordneten Detektor sehr kleine Proben zugeführt werden können. Die in ein derartiges Teilungssystem eingeführte Probe hat im allgerneinen eine Größenordnung von 500 Mikrogramm. Gemäß dem zweiten Prinzip wird eine Verdampfungskammer mit einer Heizung vorgesehen, wobei die Probe mittels einer hypodermischen Spritze durch eine an dieser Kammer angebrachte Serumkappe eingespritzt wird. Die Kammer ist über ein Ventil, welches in der das Trägergas zur Kolonne führenden Leitung angeordnet ist, mit der Kolonne verbindbar. Die Heizung ist so ausgelegt, daß sie genügend Wärme erzeugt, um eine schnelle Verdampfung der gesamten Probe innerhalb der Kammer zu bewirken, wobei nur ein kleiner Anteil derselben zur Einführung in den Gasstrom verwendet wird. Da ein Dampf etwa das 1000fach Volumen einer Flüssigkeit einnimmt, kann die 1 Mikrogramm betragende, im Kapillarrohr der Chromatographkolonne erforderliche Probe als ein Volumen von etwa 1 Mikroliter Gas genommen werden, wobei derartige Probevorrichtungen verhältnismäßig leicht her- zustellen sind und auch bereits in beträchtlichem Ausmaße als Gasprobenvorrichtungen zur Anwendung gekommen sind.
  • Das ersterwähnte Teilungsverfahren weist eine Anzahl von Nachteilen auf, von denen die drei folgenden die wichtigsten sind: 1. Das Verfahren erfordert eine schnelle Verdampfung der Probe vor der Teilung, wobei dies die Verwendung von Einspritztemperaturen erforderlich macht, die über der in der Kolonnenanordnung herrschenden Temperatur liegen. Diese Temperaturen werden durch die erwähnte Heizung erzeugt. Aus diesem Grunde ist es sehr wahrscheinlich, daß die Bestandteile der Probe thermisch zerrissen werden.
  • 2. Die schnelle Verdampfung begünstigt, daß sich die Moleküle der Probe über große Entfernungen bewegen, sogar gegen den Strom des Trägergases, wobei hierdurch eine Ausbreitung der Bestandteile oder sogar ein totaler Verlust von Probenteilen bewirkt wird.
  • 3. Das Teilungsverhältnis wird zur Hauptsache durch den Prozentsatz des an die Atmosphäre abgegebenen Trägergases geregelt und ist im allgemeinen in der Größenordnung von 1000:1 ausgelegt. Das tatsächliche Teilungsverhältnis hängt jedoch auch von der Viskosität des in die Teilungsvorrichtung selbst eingelassenen Gases ab. Bei einer derartigen Teilungsvorrichtung werden die leichtesten Komponenten fraktionell vor den schwereren Bestandteilen verdampft, und da die Probe an diesem Punkt im Trägergas sehr konzentriert ist, erhält die Teilungsvorrichtung eine sich schnell ändernde Probe mit hoher Konzentration. Es ist unwahrscheinlich, daß die Viskosität dieser sich schnell ändernden Mischung konstant ist, so daß sich daher das genaue Teilungsverhältnis mit der Natur der Komponenten ändert.
  • Das zweite Prinzip, bei dem die Verdampfungstechnik bei nachfolgender unmittelbarer Dampfprobeentnahme verwendet wird, ist besser als das Teilungsverfahren, wobei jedoch die Temperaturbeschränkungen sehr schwerwiegend sind, so daß dieses Verfahren nur für Mischungen mit sehr niedrigem Siedepunkt verwendbar ist. Außerdem treten an den Wänden der Kammer Absorptionsverluste auf, die verhältnismäßig groß sind.
  • Um diese Nachteile zu vermeiden, wird erfindungsgemäß ein Verfahren mit folgenden Merkmalen vorgeschlagen: a) Die Probe wird unmittelbar dem in das Kapillarrohr des Chromatographen strömenden Gasstroms zugefügt, ohne diesen zu teilen; b) die Probe wird keinen Temperaturen ausgesetzt, die mehr als 5 bis 100 C über den in der Kolonne selbst herrschenden Temperaturen liegt; c) das für die Heizung der Probevorrichtung verwendete Heizungssystem ist so ausgelegt, daß es keine Wärmeimpulse durch die Kolonne und von dort zum Detektor leitet, wie dies bei den obenerwähnten Verdampfungsverfahren festgestellt wurde; d) das System gewährleistet, daß der Fluß zur Kolonne des Detektors für eine sehr kurze Zeit in der Größenordnung von einer Sekunde oder weniger unterbrochen wird, und daß so wenig Luft wie möglich in der Kolonne vorhanden ist.
  • Durch das erste dieser Merkmale werden durch die Teilung bewirkte Irrtümer bei der Probeentnahme vermieden. Durch das zweite Merkmal wird die Möglichkeit der thermischen Zerreißung der Komponenten sowie die große Ausbreitung der leichterflüchtigen Bestandteile vermieden. Das dritte und vierte Merkmal gewährleistet, daß eine gute Standlinienstabilität in der Vorrichtung und eine Konstanthaltung der Zeiten ohne Oxydation der stationären Phase in der Kolonne gewährleistet wird.
  • Dementsprechend besteht das erfindungsgemäße Verfahren zum Einführen kleiner Flüssigkeitsproben in den Trägergasstrom eines Gaschromatographen darin, daß ein Kapillarrohr zunächst mit der Probemenge gefüllt wird, dann bis auf den tXberzugsrückstand an den Wänden entleert wird, daß danach das Kapillarrohr in einen Gasstrom eingeführt wird, wobei der Probe Wärme zugeführt wird, so daß das Gas die Probe vollständig von den Wänden des Kapillarrohres entfernt.
  • Das Kapillarrohr kann ein sogenanntes selbstaustragendes Kapillarrohr sein, welches die Eigenschaften aufweist, innerhalb desselben eine konstante Flüssigkeitsmenge der Größenordnung von 1 Mikrogramm zurückzuhalten.
  • Eine bevorzugte Möglichkeit, das Kapillarrohr fast vollständig zu entleeren, besteht darin, daß ein Ende desselben mit einer absorbierenden Oberfläche, wie z. B. einem Filterpapier, in Berührung gebracht wird.
  • Es wurde festgestellt, daß die Rückstandsmenge bei verschiedenen Proben der gleichen Flüssigkeit oder Flüssigkeiten, die die gleiche Viskosität aufweisen, im wesentlichen konstant bleibt, so daß die Untersuchung gleichmäßig wiederholt werden kann, vorausgesetzt. daß das Kapillarrohr nach der Entleerung so schnell wie möglich in den Gasstrom eingeführt wird.
  • Die Wärme kann der Probe entweder unmittelbar oder durch das Trägergas zugeführt werden, welches für diesen Zweck durch eine gesonderte Heizung oder durch Leitung des ankommenden Trägergases durch die Kolonnenheizung auf eine Temperatur vorgewärmt werden kann, die im wesentlichen mit der Temperatur der Kolonne vergleichbar ist.
  • Ein bevorzugtes Verfahren gemäß der Erfindung besteht darin, daß das den Probenrückstand enthaltende Kapillarrohr in einen Körper eingeführt wird, der nahe der zur Kolonne führenden Leitung liegt, wobei der Körper, falls erwünscht, bewegt wird, um den Probenrückstand mit dem Trägergasstrom in Berührung zu bringen und so in die Chromatographkolonne einzuführen.
  • Die Erfindung ist weiterhin auf eine Vorrichtung gerichtet, um kleine Flüssigkeitsproben in den Trägergasstrom eines Gaschromatographen einzuführen, und zeichnet sich dadurch aus, daß in einem drehbaren Körper zwei Durchgänge vorgesehen sind, von denen einer ein die Flüssigkeitsprobe enthaltenden Behälter aufnimmt, wobei der Körper so beweglich ist, daß entweder der eine oder der andere Durchgang mit der das Trägergas führenden Leitung verbindbar ist, wobei die Flüssigkeitsprobe nach Wunsch in das Tägergas einführbar ist.
  • Damit die Erfindung noch verständlicher wird, soll nunmehr auf die Zeichnungen Bezug genommen, werden, welche einige Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes beispielsweise darstellen. Es zeigt Fig. 1 ein Strömungsdiagramm mit den wichtigsten Teilen einer vollständigen Gaschromatographieanlage, Fig. 2 einen vereinfachten Schnitt durch eine Ausführungsform einer Probeneinführungsvorrichtung, Fig. 3 eine Draufsicht der Vorrichtung nach Fig. 2, Fig. 4 eine Ansicht eines Schlüssels zum Einsetzen des Probenhalters in den drehbaren Körper, Fig. 5 eine Ansicht eines Halters für eine eine Probe enthaltende Mikropipette, Fig. 6 eine Ansicht einer selbstaustragenden Mikropipette, Fig. 7 eine Ansicht einer Austragungsvorrichtung, Fig. 8 einen Querschnitt durch eine andere Ausführungsform einer Einführungsvorrichtung und Fig. 9 eine schematische Darstellung einer Kapillarrohrchromatographkolonne mit einem zugeordneten Detektor.
  • Auf die Zeichnungen Bezug nehmend, ist in Fig. 1 ein Strömungsdiagramm in Blockform der hauptsächlichsten Teile einer vollständigen chromatographischen Untersuchungsanlage gezeigt. Die Probeneinfiihrungsvorrichtung ist schematisch bei 1 in einer Stellung dargestellt, in welcher ein Trägergas und eine Flüssigkeitsprobe, wie durch die Pfeile 2 bzw. 3 angezeigt, eingeführt wird. Nachdem das Trägergas die Einführungsvorrichtung passiert hat und nunmehr die Flüssigkeitsprobe trägt, wird es durch eine mit 4 bezeichnete Chromatographkolonne geschickt und von dort durch einen mit 5 bezeichneten Detektor, wobei dessen Ausgang an einem Anzeigegerät angezeigt wird. Die Erfindung bezieht sich nur auf die mit 1 bezeichnete Probeneinführung.
  • Um die Strömungstemperatur zwischen der Chromatographkolonne 4 und dem Detektor 5 zu regeln, ist zwischen der Kolonne und dem Detektor eine geeignete Temperaturregelvorrichtung, die schematisch bei 7 dargestellt ist, vorgesehen.
  • Fig. 2 zeigt eine erste Ausführungsform einer Probeneinführungsvorrichtung, welche eine horizontale Leitung 8 zur Leitung des Trägergases zur Gaschromatographkolonne aufweist, die vorzugsweise ein Kapillarrohr ist, wobei in diese Leitung eine Kammer 9 eingeschaltet ist, welche ein Küken oder einen Ventilkörper 10 aufnimmt, der mit zwei im rechten Winkel zueinander liegenden Bohrungen 11 bzw. 12 versehen ist. Die beiden Bohrungen 11 und 12 sind in ihrem mittleren Abschnitt örtlich deformiert, so daß sie jeweils nebeneinander vorbeigehen, wobei die Zeichnung nicht ein genauer Querschnitt ist, sondern in dieser Weise nur des besseren Verständnisses wegen gezeigt ist. Jede der Bohrungen 11 und 12 kann durch Drehen des Ventilkörpers 10, z. B. mittels eines Betätigungsknopfes 13, mit der Leitung 8 ausgerichtet werden, wobei der Betätigungsknopf 13 am Ende einer Welle 14 angebracht ist, die mit dem Ventilkörper 10 verbunden ist und die Wand der Kammer 9 durchsetzt.
  • Um eine Flüssigkeitsprobe in den die Kammer passierenden Gasstrom einzuführen, wird eine in der Bohrung 11 angeordnete Mikropipette 15 der selbstaustragenden Kapillarrohrart, welche die Probe in Form eines Rückstandsüberzuges an den Wänden trägt, in vertikaler Stellung beschickt, worauf die Mikropipette durch Drehung des Ventilkörpers 10 in Ausrichtung mit der Leitung 8 gebracht werden kann, so daß die Probe in den Gasstrom durch Kapillarwirkung eingeführt wird. Diese Drehung dauert weniger als 1 Sekunde. Eine weitere Drehung des Ventilkörpers 10, nachdem die Zuführung durchgeführt worden ist, gestattet die Entfernung der verwendeten Pipette aus dem Ventilkörper. Es ist ein Halter 16 für die Mikropipette vorgesehen, welcher in die Bohrung 11 eingeführt werden kann, wobei nunmehr auf die Fig. 4 bis 7 bei der weiteren Beschreibung Bezug genommen wird.
  • Fig. 5 zeigt eine Ansicht der Haltevorrichtung, die einen Schaft 16' mit einer mittleren Bohrung 17 aufweist, die einen verengten Durchmesser am oberen Ende asa hat, um zu verhindern, daß das Kapillarrohr hindurchrutscht. Das andere Ende des Halters ist bei 18 geschlitzt, so daß die Enden des Halters zusammengedrückt werden können, nachdem die mit mit einer Kapillarbohrung 19 versehene Mikropipette, wie in Fig. 6 gezeigt, darin eingeführt ist. Die Mikropipette 15 ist dann imHalter 16 gehalten, kann jedoch herausgezogen werden, so daß sie einen gewissen Abstand aus dem Halter vorsteht und durch die Federkraft des geschlitzten Endes des Halters gehalten wird. Nahe einem Ende des Halters ist ein im Durchmesser vergrößerter Teil20 vorgesehen, der mit einem Außengewinde versehen ist, so daß er in ein Innengewinde der Bohrung 21 im Ventilkörper 10 eingeschraubt werden kann. Über dem Abschnitt 20 ist der Halter mit einem mittleren Ansatz 22 versehen, der so ausgebildet ist, daß er von einem in Fig. 4 gezeigten Schlüssel 23 erfaßt werden kann.
  • Der Schlüssel 23 weist ein geschlitztes Ende 24 auf, welches auf den Ansatz22 paßt, um ein Einführen des Halters in den Ventilkörper durch eine obere Mündungsöffnung 25 desselben, wie sie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, zu ermöglichen.
  • In Fig. 2 ist die Mikropipette 15 als aus dem Halter 16 vorstehend gezeigt, so daß sie entleert werden kann.
  • Um die Mikropipette zu entleeren, wird ein Hilfswerkzeug verwendet, welches zwei Teile aufweist, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist. Ein Metallzylinder 26 weist eine Innenbohrung 27 auf, wobei das Ende mit mehreren Lagen Filterpapier oder einem Pfropfen aus absorbierendem Material 28 verstopft ist. Ein Schieber 29 wird in die Bohrung 27 so eingeführt, daß seine Spitze 30 den Pfropfen 28 berührt und in ihn gegen das untere Ende der Mikropipette 15 drückt.
  • Um eine kleine Probe unter Verwendung der zuvor beschriebenen Ausrüstung einzuführen, wird wie folgt verfahren: A. Die Mikropipette 15 wird zunächst in den Halter 16 eingefügt und durch Ziehen am Ende so eingestellt, daß sie aus dem Halter genügend weit vorsteht, daß der Inhalt des Rohres ohne weiteres sichtbar ist.
  • B. Die Mikropipette wird dann geladen, indem ihre vorstehende Spitze eine genügend lange Zeit unter die Oberfläche der zu untersuchenden Flüssigkeit untergetaucht wird, um der Flüssigkeit zu gestatten, in der Kapillarbohrung 19 hochzusteigen und darin gehalten zu werden. Die Außenwände der Mikropipette werden vorzugsweise saubergewischt.
  • C. Die Mikropipette 15 und der Halter 16 werden dann durch die Öffnung 25 der Kammer 9 in den Ventilkörper eingeführt und in ihrer Stellung durch Aufsetzen des Schlüssels23 auf den Ansatz 22 des Halters und Einschrauben desselben in die Gewindebohrung 21 gesichert. Bei dieser Stufe steht die Mikropipette 15 über den Halter und damit aus dem Ende der Bohrung 11 und der Ausnehmung 31 des Ventilkörpers vor und ragt in die untere Öffnung 32 der Kammer 9, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist.
  • D. Die Mikropipette wird nun mittels des Hilfswerkzeugs 26, 29 entleert. Der Schieber 29 wird gegen den Pfropfen 28 gedrückt, so daß sich das äußere Ende desselben vornvölbt, wobei das Rohr 26 dann gegen das Kapillarrohr 19 gedrückt wird, welches sich dabei entleert und einen Flüssigkeitsfilm an der Wandung des Kapillarrohres zurückläßt. Da die Mikropipette aus dem Ventilkörper 10 vorsteht, kann dieser Vorgang sichtbar überwacht werden. Wenn man sieht, daß das Kapillarrohr 19 vollständig entleert ist, wird die Mikropipette in den Halter zurückgeschoben, indem ein etwas größerer Druck auf das Werkzeug ausgeübt wird.
  • E. Der Ventilkörper 10 wird dann um 90° mittels des Knopfes 13 gedreht, um die Probe in den Gasstrom zu bringen, in dem die Bohrungll mit der Leitung 8 und der zur Gaskolonne führenden Leitung 33 ausgerichtet wird.
  • Der Ventilkörper 10 wird vorzugsweise aus einem chemisch inerten und wärmeisolierenden Material hergestellt, wie z. B. Polytetrafluoräthylen (PTFE); eine typische Mikropipette 15 kann eine Länge von einem Zentimeter und einen äußeren Durchmesser in der Größenordnung von 2 mm aufweisen, wobei die innere Kapillarbohrung desselben in üblicher Weise konisch ausgebildet ist, um sie selbstentleerend zu machen.
  • Die entsprechenden Bemessungen hängen jedoch zur Hauptsache von der Natur der zu untersuchenden Probe und zu einem geringeren Ausmaß vom Trägergas, der Temperatur und der Strömungsgeschwindigkeit der Apparatur als Ganzes ab.
  • Wenn die Mikropipette 15 einen perfekten Sitz in der Bohrung des Halters und letzterer einen perfekten Sitz in der Bohrung des Ventilkörpers 10 hätte, müßte das ganze Trägergas durch das Kapillarrohr 19 fließen, wobei dies die schnellste Entleerung der Mikropipette und damit die engsten Spitzen auf dem Anzeigegerät 6, das mit dem Detektor 5 verbunden ist, bewirken. Zur Erleichterung der Handhabung und der Herstellung ist es jedoch möglich, normale Sitze zu verwenden, da die Verminderung der Wirtschaftlichkeit bei normalem Durchsickern des Gases entlang der Mikropipette unwesentlich ist.
  • Fig. 8 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Probenentnahmevorrichtung gemäß der Erfindung, bei der der Ventilkörper 34 die Form einer um eine im wesentlichen horizontale Achse drehbare Kammer, ähnlich einem Revolver, aufweist. Die Drehachse kann parallel zu der das Trägergas zuführenden Leitung 35 und der das Trägergas zur Chromatographkolonne führende Leitung 36 liegen. Die Kammer 34 ist in einem Gehäuse 37 auf einem Paar Stiften 38, welche die herabhängenden Wände 39 des Gehäuses durchsetzen, angeordnet.
  • Die Kammer ist mit Bohrungen 40 und 41 versehen, so daß in einer Stellung, z. B. der in Fig. 8 gezeigten Stellung, die Bohrung 40 mit den Leitungen 35 und 36 ausgerichtet ist, um das Trägergas die Mikropipette42, die in der Bohrung40 angeordnet ist, passieren zu lassen. Um die Mikropipette 42 in ihrer Stellung zu halten, kann ein federbelasteter Stift 43 vorgesehen sein, welcher die Wand der drehbaren Kammer 34 durchsetzt. Es kann aber auch irgendeine andere geeignete Haltevorrichtung vorgesehen sein. Falls erwünscht, kann die Bohrung 41 einen hufeisenförmigen Querschnitt aufweisen, um die Abstellzeit des Gasflusses während der Drehung der Kammer 34 zu vermindern.
  • Um die Kammer 34 mit einer die Flüssigkeitsprobe tragenden Mikropipette zu beschicken, wird die Kammer 34 von Hand von der Außenseite her gedreht, bis die Bohrung 40 sich in der in der Zeichnung gezeigten Stellung befindet, d. h., bis sie von den Wänden 39 freikommt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Mikropipette von rechts in die Kammer 34 eingeführt und kann mittels eines Werkzeugs, welches ähnlich dem in Fig. 7 gezeigten Schleber 29 ist, einwärts geschoben werden, bis sie am Stift 34 anschlägt. Die Kammer 34 wird dann in die gezeigte Stellung gedreht, so daß Trägergas durch die Pipette strömen kann. Nachdem die Probeentnahme durchgeführt ist, wird die Kammer 34 wieder gedreht, um die Bohrung 40 in ihre unterste Stellung zu bringen, in der dann die Mikropipette durch Einführung des Werkzeugs vom gegenüberliegenden Ende ausgestoßen werden kann.
  • Die Kammer 34 kann, falls erwünscht, auf einer Achse angeordnet sein, die nicht parallel zu den Leitungen 35 und 36 sondern im Winkel zu diesen verläuft, so daß das Ausstoßen der Mikropipette durch Schwerkraft unterstützt wird, da die Bohrung40 in ihrer untersten Stellung abwärts geneigt verläuft. Die drehbare Kammer 34 kann etwa 12 mm lang sein.
  • Bei beiden zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die Leitung 8 bzw. 35 vor der Probeentnahmevorrichtung von einer Vorheizwendel 44 umgeben, um die Temperatur der Probe etwa 5 bis 100 C höher zu erwärmen, als die Temperatur der Chromatographkolonne. Die Heizwendel 44 kann mit irgendeiner geeigneten Stromquelle verbunden sein, die schematisch als Wechselstromquelle dargestellt ist.
  • Fig. 9 zeigt schematisch einen Chromatographen der Art, bei der eine Probeentnahmevorrichtung gemäß der Erfindung verwendbar ist.
  • Die von der Probeentnahmevorrichtung kommende Leitung 33 (oder 36) ist durch einen Reduziernippel 46 mit einer Chromatographkolonne 47 verbunden, die eine Kapillarmeßbohrung aufweist. Nach dem Passieren derselben strömt das Trägergas und die Probe in eine Detektorzelle oder Kammer durch einen Nippel 49, wie dies schematisch bei 48 dargestellt ist.
  • Es wird darauf hingewiesen, daß die Zeichnungen nicht maßstäblich sind.

Claims (8)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Einführen kleiner Flüssigkeitsproben in den Trägergasstrom eines Gaschromatographen, dadürch gekennzeicbnet, daß ein Kapillarrohr zunächst mit der Probemenge gefüllt wird, dann bis auf den Überzugsrückstand an den Wänden entleert wird, daß danach das Kapillar- rohr in einen Gas strom eingeführt wird, wobei der Probe Wärme zugeführt wird, so daß das Gas die Probe vollständig von den Wänden des Kapillarrohres entfernt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entleerung des Kapillarrohres durch Berühren seines einen Endes mit einer absorbierenden Oberfläche erfolgt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das den Probenrückstand enthaltende Kapillarrohr in einen Körper eingeführt wird, der nahe der Gasleitung zur Chromatographkolonne liegt, und daß der Körper, wenn erwünscht, bewegt wird, um den Probenrückstand mit dem Trägergasstrom in Berührung zu bringen und ihn in die Kolonne einzuführen.
  4. 4. Vorrichtung zum Einführen kleiner Flüssigkeitsproben in den Trägergasstrom eines Gaschromatographen, dadurch gekennzeichnet, daß ein drehbarer Körper (10, 34) mit zwei darin vorgesehenen Durchgängen (11, 12; 40, 41) versehen ist, von denen einer geeignet ist, einen die Flüssigkeitsprobe enthaltenden Behälter (16, 42) aufzunehmen, und daß der Körper so beweglich ist, daß der eine oder der andere Durchgang mit der das Trägergas führenden Leitung (8, 33; 35, 36) verbindbar ist, so daß die Flüssigkeitsprobe nach Wunsch in das Trägergas einführbar ist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der die Flüssigkeitsprobe enthaltende Behälter eine Mikropipette (15) mit einer sie durchsetzenden Kapillarbohrung (19) aufweist und daß die Mikropipette in einem Halter (16, 42) gehalten ist, der in einen der Durchgänge (11, 40) einführbar und darin befestigbar ist.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (16) einen Schaft (16') aufweist, dessen eines Ende geschlitzt ist, um federnd an der Mikropipette (15) anzugreifen.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (16') einen vergrößerten, mit Außengewinde versehenen Abschnitt (20) aufweist, der in eine mit Innengewinde (21) versehene, in den Durchgang (11) des Körpers (10) mündende Ausnehmung einschraubbar ist.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbare Körper (34) eine Kammer aufweist, die um eine im wesentlichen horizontale Achse drehbar ist und zwei im wesentlichen horizontale Bohrungen (40, 41) aufweist, von denen eine zur Aufnahme einer Mikropipette (42) dient, wobei beide Bohrungen abwechselnd mit der Gasleitung ausrichtbar sind, welche den Trägergasstrom zur Chromatographkolonne (47) führt.
    In Betracht gezogene Druckschriften: R. Kaiser, Gas-Chromatographie, Leipzig, 1960, S. 81.
DE1961P0026994 1960-04-21 1961-04-19 Verfahren und Vorrichtung zum Einfuehren kleiner Fluessigkeitsproben in den Traegergasstrom eines Gaschromatographen Pending DE1157817B (de)

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GB906121A (en) 1962-09-19

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