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Gerät zur Ausübung eines chromatografischen Analysierverf hrens Die
Erfindung betrifft ein Gerät zur @usübung eines chrometografische Analysierverfohrens,
bestcyhond aus einer chromatografischen Säule und aus Transprotröhren für die Weiterleitung
einer Verglcichsflüssigkeit und des aus der Säule in Form eines Flüssigkeitsstroms
ausströmenden Eluates zu einer kontinuierlich arbeitenden Analysiereinrichtung.
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Es ist bekannt, bei der chromatografischen Anolyse des aus der Saule
ausströmende Eluat einer kontinuierlich arbeitenden Anslysiereinrichtung zuzuführen.
Es ist außerdem vorgeschlagen worden, dem aus der SEule ausströmenden Eluat Farbreagenzien
zuzugeben, damit die Farbe des Eluststremes, die kolorimertrisch gemessen werden
kenn, eine quentitative Anolyse ermoglicht (US-Patentschrift 3 olo 798). Hierbei
ist es im allgemeinen üblich, mit Hilfe einer bekannten Menge eines bek@nnten Bestandt
ils oder mit I @ einer Mischung bekennter M ngen bek@nnter Bestandteile eine Eichung
vorzunehmen, bevor die anolysiereinrichtung in Betrieb genommen wird. (Anolystical
Chemistry, bd.30, No. 7, S.
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1190 - 1206, Juli 1958 "Automstic Recoreding Apparetus for Use in
the Chromstography of Amino Acids" von spackman, Stein u. Moore) Der Erfindung liegt
daher die Aufgabe zugrunde, ein Gerat zur Ausübung eines chrom@togr@fischen Analysierverfahrens
vorzuschlagen, mit dem eine Überwachung der Analysicreinrih. tung mit Hilfe einer
Vergleichaflüsaigkeit in vorgewählten Abstanden möglich ist. Dabei soll insbes@@ere
darauf geschtet werden, daß die Vegleichsflüssigkeit nur dann durch dann geführt
wird, wenn die Analyse einea Bestandteils dor unbekannten Probe beendet ist, d.
h., daß der Analysengang nicht geætUrt wird.
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GomdB der Erfindung sind daher bei dem eingangs beschriebenen Gerät
zwischen den Transportröhren Ventile vorgesehen, die in vorgewählten Abständen,
aber nur bei Abwesenheit eines zu analysierenden Bestandteils im Lluat, die Wciterleituns.
dcs Fluates zur Analysiereinrichtung automatisch unterbinden und stattdessen den
Zustrom der Vergleichsflüssigkeit zur Anclysiereinrichtung zulassen.
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Bin derartiges Gerät besitzt den Vorteil, daß die Vergloichsflüssigkeit
nur durch die analysiereinrichtung und nicht durch die Säule strömen muß, da sich
gezeigt hat, daß meist@ns nur diejenigen Toile der gosomtcn Apparatur zu Fehlern
@nlaß geben, die stromabwärts hinter der Säule liegen. Nur auf diese Weise ist ein
einfaches abwechselndes Umsch@lten von der Meßlösung (Blust) auf die Vergleichsflüssigkeit
bzw. umgekchrt möglich.
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Weitere Ziele und Vorteile des Erfindungsgegenstandes gehen aus der
Beschreibung und den beigefügten Figuren näher hervor.
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Fig. 1 ist eine schematische Ansicht des Gerätes gemäß der Erfindung.
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Fig. 2 ist ein Schaltbild der Schaltung zur Steuerung der Arbeitsweise
des Gerätes.
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Fig. 3 zeigt einen Teil des Gerätes und eine abgeänderte Ausführungsform.
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Das Gerät zur Ausführung chromatographischer Analysen enthält eine
Dosierpumpe 14, ein Kolorimeter 16 mit Durchflußküvetce, einen @ehrpunktschreiber
18, der unter der Steuerung des Kolorimeters zur Registrierung der Analysenergebnisse
arbeitet, und eine Steuerschaltung 20 @ Fig. 2) sur Steuerung der Arbeitsweise des
Gerätes. Durch das Gerät geht ununterbrochen die Strömung hindurch, wozu eine Pumpe
22 denEluent en ständig zur Einlaßöffnung 24 an der Oberseite der Säule 12 befördert
; der Eluent fließt durch die Säule nach unten und löst die veruchiedenen Zonen
des Chromatogrammes aus. Das sich ergebende Eluat wird gleichzeitig vom Auslaß 26
am Boden der Säule durch Ansaugen mit der Pumpe 14 weiterbefördert und ziecks kolorimetrischer
Analyse behandelt.
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Der Eluent kann der Pumpe 22 von einer geeigneten Quelle aus zugeführt
werden ; vorzugsweise wird der Eluent von einem Gerät aus zugeführt, von dem die
Konzentration des Eluenten fortlaufend geändert wird, um die Auflösung der verschiedenen
Zonen des Chromatogrammes zu verbessern. Die Einlaßöffnung 24 der Säule wird von
einem Magnetventil 28 mit einer Spule 30 geöffnet bezw. geschlossen. Die Auslaßöffnung
26 der Säule wird von einem ähnlichen Ventil 32 beeinflu3t, das von einer Magnetspule
34 betätigt wird. Die Magnetspulen sind vorzugsweise
von einer
Feder vorgespannt, so daB sie bei ihrer Abschaltung selbsttätig die Ventile in die
SchlieBlage bringen.
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Eine Eich-und Verglaichsflüssigkeit bekannter Zusammensetzung und
bekannter Konzentration wird von einer Vorratsquelle (nicht gezeigt) einer Leitung
36 zugeführt ; die Strömung dieser Flüssigkeit durch die Leitung und das Gerät wird
von einem normalerweise geschlossenen Ventil 38 beeinflusst, das von einer durch
eine Feder belasteten Magnetspule 40 betätigt wird.
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Die Prüfung des Eluats wird periodisch. unterbrochen, dadurch daB
der zur Säule fließende Eluent und das aus der Säule austretende Eluat durch Schließen
der Ventile 28 und 32 aufgehalten werden, gleichzeitig wird das Ventil 38 geöffnet,
damit zwecks Eichung ader Vergleich die Yergleichsfliisigkeit anstelle des Eluats
zum Gerät strömen kann, so daB mehrere Lichtdurahlässigkeitskurven hergestellt werden
können, die die Konzentration des bekannten Bestandteiles in der Vergleiohsflüssigkeit
anzeigen. Wenn der Apparat richtig arbeitet, sollen die sich aus dem Vergleich ergebenden
Kurven dieselbe Lichtdurchlässigkeit gegenüber den Konzentrationen anzeige+ die
für das Gerät mit der Vergleichsflüssigkeit zuvor aufgestellt sind. Wenn sich die
ergebenden Kurven von den zuvor aufgestellten unterscheiden, bedeutet dies, daß
das Gerät erneut geeicht oder eingestellt werden soll. Wenn die Ergebnisse der Eichung
Lichtdurchlässigkeitskurven erbringen, die sich von den bei einem früheren Vergleich
erhaltenen unterscheiden, i@t der Bedienende davon unterrichtet, daß das Gerät nicht
richtig arbeitet, und kann feststellen, ob das Gerät erneut geeicht oder eingestellt
werden soll.
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Auf dem Registrierstreifen des Registriergerätes 18 sind Kurven a,
b und c bezw. a, b'und ct für das Eluat und Vergleichskurven d-f angegeben, die
sich aus der kolorimetrisohen. Prüfung der Vergleichsflüssigkeit ergeben.
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Die Kurven für das Eluat sind voneinander durch Vergleichskurven getrennt
; die Kurven a-c stellen Bestandteile oder Merkmale des Eluats aus einer Zone des
Chromatogramms und die Kurven a'-c f Merkmale oder Bestandteile des Eluats aus einer
nachfolgenden Zone der chromatographischen Säule dar. Finir jades Eluat sind drei
Kurven zu sehen, da das Eluat im Kolorimeter vorzugsweise mit zwei unterschiedlichen
Wellenlängen, die beide einen Lichtweg von derselben Länge in der Flüssigkeit durchlaufen,
und mit Licht nur von der einen Wellenlänge geprüft wird, das jedoch einen längeren
Lichtweg als die anderen Lichtwege durchläuft. Die unterschiedlichen Eigenschaften
des Eluats werden auf dem Registriergerät während ihrer Strömung durch das Kolorimeter
16 in an sich bekannter Weise aufgezeichnet.
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Falls die Vergleichsflüssigkeit nur einen Bestandteil aufweist, ergeben
sich aus der kolorimetrischen Prüfung des einen Bestandteils die drei Kurven d-f
in derselben Weise wie aus der kolorimetrischen Prüfung des Eluats. Der Mehrpunktschreiber
18 ist an sich bekannt.
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Das Kolorimeter ist ebenfalls an sich bekannt und enthält photoelektrische
Geräte, die auf die Lichtabsorption der zu prüfenden Flüssigkeit ansprechen und
Spannungen liefernf deren Differenz die Arbeitsweise eines abgleichenden elektrxchen
Stromkreises (nicht gezeigt) des Registriergerätes 18 und somit den Antrieb eines
Motors 42 des Registriergerätes steuert. Die Verbindung zwischen dem Kolorimeter
und dem Motor des Registriergerätes ist durch unterbrochene-Linien 44 angegeben
; der Motor treibt eine mit Gewinde versehene Welle 46 an, die eine Nadel 48 des
Registriergerätes
betätigt. Diese ist an einer Mutter 50 befestigt,
die an einer Drehung gehindert ist, so daß die Drehung der Welle 46 eine Längsbewegung
der Mutter 50 über die Welle bewirkt, um die Nadel 48 quer über den Registrierstreifen
des Registriergerätes zu bewegen, der sich in Richtung eines Pfeils 52 bewegt. Da
das Registriergerät ein Mehrfachpunktschreiber ist, drückt die Nadel nicht auf den
Registrierstreifen, wenn sich dieser quer zu ihrer Druckstellung bewegt ; in der
Druckstellung aber wird die Nadel von einem Mechanismus betätigt und bedruckt den
Registrierstreifen. Auf diese Weise werden mehrere Kurven, die unterschiedliche
Eigenschaften der Flüssigkeit angeben, gleichzeitig auf dem Registrierstreifen aufgezeichnet.
Die Welle 46 ist gemäß der Erfindung antriebsmäBig über Zahnräder 54 und Kegelräder
56 mit einer Führungsscheibe 58 verbunden, die in Abhängigkeit von der Bewegung
der Nqdel 48 des Registriergerätes bewegbar ist und den Regelkreis 20 derart beeinflusst,
daß eine Unterbrechung der Prüfung des Eluats beim Vergleichsvorgang verhindert
wird, wenn die Prüfung des Eluats begonnen und noch nicht beendet ist.
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In Fig. 2 ist die Steuerschaltung 20 des Gerätes in ihrem normalen
Zustand zu sehen, in dem das Eluat geprüft wird und in dem die Ventile 28 und 32
offen sind und das Ventil 38 geschlossen ist, so daB das Eluat aus dem m Auslaß
26 der Säule heraus durch das Gerät strömt und die Strömung der Vergleichsflüssigkeit
unterbrochen wird. Die Regelschaltung enthElt einen Zeitgeber 60, der die Zeitspanne
für die Prüfung des Eluats einstellt, und einen Zeitgeber 62, der die Zeitspanne
für den Vergleich festsetzt. Für den Zeitgeber 60 wird vorzugsweise das Modell HP-5
der Eagle Signal Company und als Zeitgeber 62 vorzugsweise ein RC-Reihen-Zeitgeber
der Industrial Timer Corporation mit einem einzigen Zyklus und
mehreren
FUhrungen verwendet, von denen nur einzelne Bestandteile dargestellt sind. Die Zeitgeber
60 und 62 setzen in bestimmten Abständen die Zeiten zur Prüfung des Eluats und die
Zeiten su Vergleich oder zur Eichung fest.
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Die Schaltung 20 ist oder enthält eine Zeitgebersteuerschaltung 64
mit einem Relais 66, das einen Steuerschalter 68 des Zeitgebers 6Q betätigt. Der
Schalter 68 ist normaleweise wEhrend des Arbeitsvorgangs des Zeitgebers 60 geschlossen;
wenn er sich öffnet, wird der Zeitgeber selbsttAtig zurückgestellt ; dann berührt
ein beweglicher Kontakt g einen Kontakt h und ein beweglicher Kontakt i einen Kontakt
j ; dieselbe Lage nehmen diese Kontakte während der Zeitgabe des Zeitgebers ein.
In der anderen Lage des Zeitgebers 60 berWhrt der bewegliche Kontakt g einen Kontakt
k und unterbricht die Verbindung zum Kontakt h ; der bewegliche Kontakt i beruhrt
einen Kontakt 1 und steht nicht mit des Kontakt j in Berührung. Durch das Schließen
des Schalters 68 wird die Zeitgabe mit dem Zeitgeber eingeleitet, nachdem dieser
zum Zurückstellen des Zeitgebers geöffnet iet.
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Um den Zeitgeber surUckzustellen, wird durch Öffnung des Schalters
68 der einer Kupplungsspule 70 des Zeitgebers 60 zugefUhrte Strom unterbrochen ;
durch eine Unterbrechung der Stromzufuhr zur Kupplungsspule wird daher stets der
Zeitgeber zurückgestellt.
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Eine Abschaltung der Kupplungsspule kann auch durch den Zeitgeber
62 bewirkt werden, da dieser Zeitgeber einen beweglichen Kontakt m eines Mikroschalters
72 enthält ; dieser Schalter ist in dem Stromkreis enthalten, der den Schalter 68
und folgende Beec standteile aufweisti einen AnschluB L 1 an das Netz, einen Leiter
74, einen Leiter 76, den Schalter 72, einen Lejter 78, einen Leiter 80, einen Leiter
82, einen Leiter 84, die Kupplungsspule 70, einen Leiter 86 und 88 und einen Anschluß
L2 an das Netz.
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Nun seien die Arbeitsweise der Steuerschaltung 20 und einige. andere
Komponenten erläutert. Wie zuvor angegeben, befindet sich die Schaltung in dem Zustand,
in dem das Eluat-geprüft wird, in dem also beide Magnetspulen 30 und 34 erregt sind,
um die Ventile 28 und 32 zu öffnen und die Strömung des Eluenten bezw. des Eluats
in Gang zu setzen, und die Magnetspule 40 abgeschaltet ist, damit das Ventil 38
geschlossen ist, um die Strömung der VengleichsSlüssigkeit zu unterbinden. Die Stromkreise
zur Steuerung dieser Magnetspulen laufen über den Netzanschluß Ll, den Leiter 74,
den Leiter 76, den Schalter 72 des Zeitgebers 62, den Leiter 78, einen Leiter 89,
einen Leiter 90 und einen Leiter 91 zum Netzanschluß L2.
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Die Magnetspuelen 30 und 34 liegen an den Leitern 89 und 90, damit
sie erregt werden und die Ventile 28 und 32 offen sind, wenn die Kontakte m und
n des Schalters 72 bei der Prüfung der ausgewaschenen Flüssigkeiten geschlossen
sind, wie in der Figur zu sehen ist. Die Magnetspule 40 ist abgeschaltet, da ihre
eine Klemme über einen Leiter 92 mit einem offenen Kontakt o des Schalters 72 und
ihre andere Klemme mit dem Leiter 90 verbunden ist. Die Pumpe 22 ist angeschaltet,
wenn die Magnetspulen 30 und 34 erregt sind, da die Magnetspulen und die Pumpe parallel
geschaltet sind. Die Pumpe pumpt den Eluenten wirksam weiter, wie zuvor beschrieben
ist.
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In Abhängigkeit von der Stellung des beweglichen Kontaktes m des Schalters
72 sind die Magnetspulen erregt bezw. nicht erregt ; von einer Führung 94 des Zeitgebers
62 wird der bewegliche Kontakt beeinflusst. In der angegebenen Stellung berührt
ein Kontaktstück 95 eines Betätigungsarmes 96 des Schalters den äußeren Rand der
Führungsscheibe ; wenn dieses Kontaktstück in einen Ausschnitt 98 der Führungsscheibe
fällt, wird der Kontakt m bewegt-und berAhrt den Kontakt o, so daß der Erregerkreis
für die Magnetspule 40 für den Vergleich bezw. die Eichung des Gerdtes hergestellt
wird und gleichzeitig die
Schaltung zur anderen Magnetspule geöffnet
wird, wodurch.,die betreffenden Ventile geschlossen werden. Die Führungsscheibe
94 ist mit der Welle eines Motors 100 des Zeitgebers 62 verbunden ; während der
Prüfung des Eluats ist der Motor stillgesetzt, da dieser Vorgang von einem Mikrosohalter
102 des Zeitgebers 62 beeinflusst wird. In abgeschaltetem Zustand des Zeitgebers
62 ist ein Kontakt p des Schalters 102 mit dem Kontakt q verbunden und ein Kontakt
r des Schalters geöffnet, so daß der Erregerkreis für den Motor über lle-a NetzanschluB
L2, die Leitung 91, eine Leitung 104, den Motor 100, eine Leitung 106, den Schalter
102, die Leitung 74 und den Netzanschluß L1 geöffnet ijt.
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In der dargesteilten Lage wird ein Motor 108 des Zeitgebers 60 erregt,
der den Zeitgeber über einen Erregerkreis antreibt. der den Netzanschluß L2, die
Leitung 8X, eine Leitung 110, den Motor 108, eine Leitung 112, die geschlossenen
Kontakte i und j, die Leitung 82, den geschlossenen Schalter 68, die Leitungen 80
und 78, die geschlossenen Kontakte m und n des Schalters 72, die Leitungen 76 und
74 und den Netzanschluß Ll enthält.-Wenn sich der Schalter 68 öffnet oder wenn die
Kontakte m und n des Schalters 72 des Zeitgebers 62 offen sind, ist die Erregerschaltung
für den Zeitgebermotor 108 unterbrochen, so daß der Zeitgeber 60 abgeschaltet und
selbsttätE zurückgestellt wird.
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Ein Relais 116 des Zeitgebers 62, das die Arbeitsweise eines Betätigungsarms
118 des Schalters 102 steuert, ist während der Zeitgabe durch den Zeitgeber 60 abgestellt,
so daB die Kontakte p und q des Schalters 102 geschlossen sind, weil der Erregerkreis
für das Relais 116 an den Kontakten g und k des Zeitgebers 60 offen ist. Der Erregerkreis
enthält den Netanschluß L1, die Kontakte g und k des Zeitgebers 60, eine Leitung
120, das Relais 116, eine Leitung 122, die Leitung
104, die Leitung
91 und den Netzanschluß L2. Bei einer Erregung des Relais 116 beginnt der Zeitgeber
62 zu arbeiten, weil das Relais den Arm 118 betätigt, der die Kontakte p und' r
des Schalters 102 schließt und einen Erregerkreis für den Zeitgebermotor 100 vervollständigt,
wie bereits angegeben ist.
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Wenn die Stromzufuhr zum Relais 116 nach der Anschaltung des Motors
100 unterbrochen wird, wird der Motor wegen einer Führungsscheibe 124, die mit der
Welle des Motors verbunden ist, nicht abgeschaltet. Die Führung 124 enthält einen
Ausschnitt 126, der von einem Kontaktteil 128 des Armes 118 berUhrt wird, wenn das
Relais 116 abgeschaltet ist und sich die Führung in der angegebenen Stellung befindet.
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Bei einer Erregung des Relais wird der Teil 128 aua dem Ausschnitt
herausgedrückt, da bei einer Drehung der FUhrungsscheibe 124 durch den Motor 100
der Ausschnitt vom Teil 128 weggeführt wird ; bei einer Abschaltung des Relais 116
greift diese rTeil in den Rand der Führung ein, wodurch eine Offnung des Kontaktes
r des Schalters 102 verhindert wird, bis die Führung 124 eine vollstdudige Umdrehung
gemacht hat und der Ausschnitt 126 in die angegebene Lage zurückgekehrt ist.
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In dieser Lage sohnappt der Teil 128 in den Ausschnitt 126 hinein,
öffnet den Kontakt r und schließt gleichzeitig den Kontakt q, um die Arbeitsperiode
des Zeitgebers 62 zu beenden.
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Die Zeitspanne für die Zeitgabe durch den Zeitgeber 62 muß stets kürzer
als die Zeitspanne für die Zeitgabe durch den Zeitgeber 60 sein, so daß der Zeitgeber
62 stets sich in der Stellung befindet, in der er mit der Zeitgabe für den Vergleich
oder die Eichung des Gerätes am Ende der Zeitspanne einsetzen kann, in der die ausgewasche
e Flüssigkeit gepruft wird und die vom Zeitgeber 60 beeinflusst wird.
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Die Erregung des Relais 66, von dem der Schalter 68 beeinflusst wird,
wird von der Führungsscheibe 58 gesteuert, die antriebsmäßig mit der Nadel 48 des
Registriergerätes über die Räder 54 und 56 in Verbindung steht und entsprechend
der Bewegung der
Nadel bewegbar ist. Von der Führung wird di Betätigung
eines Mikroschalters 130 gesteuert ; die FUhrung weist einen Ausschnitt 132 auf,
in den ein Teil 134 eines Betätigungsarms 136 des Schalters eingreift, wenn sich
die Nadel 48 des Registriergerätes dicht an der Grundlinie des Registrierstreifens
befindet, die eine 100%ige Lichtdurchlässigkeit abgibt, oder wenn die Nadel eine
Lichtdurchlässigkeit angeben kann, die oberhalb eines vorgegebenen Wertes, z. B.
von 85 % oder höher oder in einem Bereich von 85-100 % liegt. Dieser Bereich der
Lichtdurchlässigkeit entspricht denjenigen Werten, die nahe am Anfang oder Ende
einer Prüfung des Eluats aus einer Zone des Chromatogramms auftreten.
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Mit andeißn Worten ausgedrückt, entspricht der Ausschnitt 132 der
FUhrung denjenigen Stellungen der Nadel, die etwa bei 85-100 % LIchtdurchlässigkeit
auf dem Registrierstreifen liegen. In diesen Stellungen der Nadel befindet sich
ein beweglicher Kontakt s des Schalters 130 in der dargestellten Lage, in der ein
ortsfester Kontakt t des Schalters offen ist, so daß das Relais 66 abgeschaltet
und der Schalter 68 geschloosen ist, da der Erregerkreis des Relais 66 geöffnet
ist. Dieser Stromkreis verläuft über den Netzanschluß Llg eine Leitung 13j den Schalter
130, eine Leitung 140, einen Gleichrichter 142, einen Widerstand 144, eine Leitung
146, das Relais 66. Leitungen 148 und 91 und den Netzanschluß L2. Wenn sich die
Nadel des Registriergerätes bei Werten von 85-100 % Lichtdurchlässigkeit befindet,
so daß das Relais 66 abgeschaltet ist, befindet sich der Stromkreis in dem Zustand,
in dem der Vergleichsvorgang oder die Eichung des Gerätes beginnt, sobald sich der
Zeitgeber 60, der die Zeitspanne zur Prüfung der ausgewaschenen Bldssigkeit festsetzt,
in seiner ausgeschalteten Stellung befindet. Am Ende der Prüfungszeit des Eluats
kann kein Vergleich vorgenommen werden, falls sich die Nadel in einer Stellung unterhalb
eines Wertes von 85 % Lichtdurchlässigkeit befindet, in der also das Eluat geprüft
wird. Hierdurch wird eine Unterbrechung der Prüfung des Eluats aus einer Zone des
Chromatogramms
verhindert, falls die Prüfung begonnen hat und noch nicht abgeschlossen ist. Da
es schwierig ist, im voraus die Zeitspannen zu kennen, in denen die Flüssigkeiten
aus den verschiedenen Zonen des Chromatogramms durch das Kolorimeter hindurchlaufen,
verhindert die Steuerschaltung 20, daB der Vergleichsvorgang des Gerätes beginnt,
wenn das Eluat aus einer Zone gerade durch das Kolorimeter hindurchläuft. Auf diese
Weise wird die Prüfung des Eluats aus der chromatographischen Säule nicht durch
einen Vergleich unterbrochen ; die sich beim Vergleich ergebenden Kurven werden
außerdem so auf dem Registrierstreifen angeordnet, daß sie nicht die sich aus einer
Prüfung des Eluats ergebenden Kurven storen.
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An dem vom Zeitgeber 60 festgesetzten Ende der Prüfung des Eluats
werden der Zeitgeber abgeschaltet und die Kontakte i und j geöffnet. Bei der Öffnung
der Kontakte i und j wird die Erregerschaltung für den Motor 108 des Zeitgebers
unterbrochen, so dans-dite Zeitgabe durch den Motor beendet wird. Durch die Schließung
der Kontakte g und k wird der Erregerkreis für das Relais 116 vervollständigt, das
die Kontakte p und r des Schalters 102 im Zeitgeber 62 schließt. Hierdurch wird
der Motor 100 erregt, der den Zeitgeber 62 zur Zeitfestsetzung beim Vergleichsvorgang
des Gerätes in Gang setzt. Bei einer Drehung des Motors 100 dreht sich der Aufschnitt
98 der Führung 94 in die Lage hinein, in der er den Teil 95 des Arms 96 des Schalters
72 aufnehmen kann ; hierdurch werden die Kontakte m und o geschlossen und die Kontakte
m und n geöffnet, was zu einer Erregung der Magnetspule 40 und gleichzeitig zu einer
Abschaltung der Magnetspulen 30 und 34 und der Pumpe 22 führt, so daß die Strömung
des Eluats zum Kolorimeter aufgehalten und zwecks eines Vergleichs die Strömung
der Vergleichsflüssigkeit zum Kolorimeter in Gang gesetzt wird. Sobald der Au, schnitt
98 der Führung 94 das Kontaktstück 95 abhebt, öffnen, sich die Kontakte m und o
und schließen sich die Kontakte m und n, so daB die Strömung der Vergleichsflü ;
sigkeit zum Kolorimeter aufgehalten und gleichzeitig
die Strömung
des Eluats anstelle der Vergleichsflüssigkeit in Gang gesetzt wird. Der Motor 100
des Zeitgebers 62 läuft jedoch weiter, da er, sobald er erregt ist, nicht anhält,
bis eine Umdrehung der Führungsscheibe 124 vollendet ist. Verschiedene Führungen
94 können vorgesehen sein, damit die Zeitspanne des Vergleichsvorgangs verändert
werden kann ; die Länge des Vergleichsvorgangs ist dabei durch den Ausschnitt 98
der Führung 94 festgelegt.
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Wie zuvor angegeben, führt ein Offnen der Kontakte m und n des Schalters
72 zu einer Abschaltung der Kupplungsspule 70 des Zeitgebers 60 ; gleichzeitig mit
dem Schließen der Kontakte m und o wird, um die Strömung der Vergleichsflüssigkeit
zum Gerät in Gang zu bringen, der Zeitgeber 60 zurück -gestellt. Wenn der Zeitgeber
zurückgestellt wird, werden die Kontakte g und h und i und j geschlossen, so daB
das Relais 116 wegen der geöffneten Kontakte g und k abgeschaltet wird. In dieser
Zeit hat sich jedoch der Ausschnitt 126 der Führung 124 aus der dargestellten Lage
entfernt ; der Teil 128 am Arm 118 des Schalters 102 berührt dann den Rand der Führung,
so da3 eine Öffnung der Kontakte p und r verhindert wird, selbst wenn das Relais
116 abgeschaltet ist. Der Motor 108 des Zeitgebers 60 wird nicht erregt, da sein
Erregerkreis wegen der offenen Kontakte m und n des Zeitgebers 62 offen ist. Wenn
diese Kontakte wieder von der Führung 94 geschlossen werden, beginnt der Zeitgeber
60 mit seinem Arbeitszyklus bei der Prüfung der aus dem Gerät ausgewaschenen Flüssigkeiten.
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Falls am Ende einer solchen Prüfung, während der der Zeitgeber 60
abgeschaltet ist, die Nadel 48 eine geringere Lichtdurchlässigkeit als 85 % anzeigt,
ist der Schalter 68 wegen der Erregung des Relais 66 offen, was durch die Stellung
der Führung 58 bewirkt ist. Bei offenem Schalter 68 wird der Zeitgeber zurückgestellt,
damit die Kontakte g und k im zuruckgestellten
Zustand des Zeitgebers
offen sind ; da dies auch die zurückgestellte Lage der Kontakte ist, bewirkt, wie
zuvor erklärt ist, eine Unterbrechung der Stromzufuhr zur Kupplungsspule 70 des
Zeitgebers infolge einer Offnung des Schalters 68, daß sich der Zeitgeber 60 selbstätig
zurückstellt. Daher wird das Relais 116 des Zeitgebers 62 nicht abgeschaltet, so
daß der Vergleichsvorgang nicht beginnt ; die Magnetspulen 30 und 34 und die Pumpe
22 bleiben eingeschaltet, und die Prüfung des Eluats dauert also ohne Unterbrechung
weiter an. Wenn die Nadel des Registriergerdtes sich bis zur Lichtdurchlgssigkeit
von 85 % bewegt, schließt sich der Schalter 68, so daß eine weitere Prüfungsperiode
beginnt. Wie beachtet sei, wird am Ende einer Prüfungsperiode bei offenem Schalter
68 der Zeitgeber 62 nicht betätigt, damit die Vergleichsperiode einsetzt ; beim
Schließen des Schalters68 infolge einer Abschaltung des Relais 66 beginnt eine weitere
Prüfungsperiode.
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Wenn die Prüfung des Eluats beginnt, befindet sich die Nadel des Registriergerätes
an der Grundlinie, die eine 100% ige Lichtdurchlässigkeit anzeigt ; wenn das Eluat
weiter durch das Kolorimeter hindurchläuft, bewegt sich die Nadel in Richtung geringerer
Lichtdurchlässigkeitswerte, so daß ansteigende Abschnitte der Lichtdurchlässigkeitskurve
aufgezeichnet werden.
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Wenn die Nadel des Registriergerätes den Wert einer Lichtdurchlässigkeit
von 85 % durchläuft, öffnet sich der Schalter 66 des Zeitgebers 60, so daB die Zeitfestsetzung
durch den Zeitgeber unterbrochen und der Zeitgeber zurückgestellt wird.
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Das Eluat fließt dann weiter durch das Kolorimeter i, die Nadel des
Registriergerätes steigt dabei weiter bis zu einem Spitzenwert an und fällt dann
ab, so daß abfallende Kurvenabschnitte aufgezeichnet werden ; wenn die Nadel an
dem Wert der Lichtdurohlässigkeit von 85 % vorbeigeht, wird der Schalter 68 geschlossen,
um den Zeitgeber 60 in Gang zu setzen. Die großeren
Abschnitteder
Kurven, die eine Lichtdurchlässigkeit von85% und weniger anzeigen, werden, wie man
sieht, aufgezeichnet, wdhrend der Zeitgeber 60 außer Betrieb ist. Da ja der Zeitgeber
60 während des größten Teils der Prüfungszeiten untätig ist, brauchen die Zeitgaben
des Zeitgebers nicht genau festgelegt zu sein ; dies ist besonders bemerkenswert,
da die zum Auswaschen einer Zone des Chromatogramms erforderliche Zeit im allgemeinen
nicht im voraus bekannt ist.
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Der zeitgeber 60 arbei8tet bis zum Ende seines Zyklus weiter ; währenddessen
laufen die übrigen Abschnitte des Eluats durch das Kolorimeter hindurch, so daB
die Nadel des Registriergerätes zum Wert der 100 %igen Lichtdurchlässigkeit oder
der Grundlinie des Registriergerätes zurückkehrt. In diesem Zeitpunkt ist die Prüfung
des Eluats beendet, worauf die Vergleichsflüssigkeit in das Gerät eingeführt wird,
während sich die Nadel auf der Grundlinie oder dicht neben der Grundlinie befindet.
Hierdurch wird eine mögliche Störung der Vergleichskurven durch die Kurven vermieden,
die sich aus der Prüfung des Eluats ergeben, so daß keine Überlappung dieser beiden
Kurvenarten stattfindet.
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Wie daran erinnert sei, ist das Registriergerät 18 ein Mehrfachpunktschreiber,
bei dem sich die Nadel 48 quer zum Registrierstreifen hin-und herbewegt, so daB
sich die Nadel in der Nähe der 85sigen Lichtdurchlässigkeit für eine kurze Zeitspanne
oberhalb oder unterhalb des Wertes bewegt, wenn sie verschiedene Abschnitte der
unterschiedlichen Kurven druckt.
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Um ein Zittern des Schalters 68 infolge einer abwechselnden An-und
Abschaltung des Rela s 66 zu vermeiden, ist in dem Relaisstromkreis eine Verzögerungsschaltung
150 vorgesehen.
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Die Bestandte-le der Verzögerungsschaltung sind so gewählt, daB eine
An-oder Abschaltung des Relais während eines vorgegebenen Zeitintervalls verhindert
wird, selbst wenn der Stromkreis
fUr das RelaisLinfolge der Hin-und
Herbewegung de r Nadel in der Nachbarschaft des Lichtdurchlässigkeitswertes von
85 hergestellt ist.
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Falls die Prüfung des Eluats unterbrochen wird und der Vergleich beginnen
muß oder soll, kann ein Schalter 147 vorübergehend geschlossen werden, um den Erregerkreis
für das Relais 116 über die Leiter 149 und 151 herzustellen.
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In Fig. 3 ist eine Ausführungsform der Erfindung zu sehen, bei der
während des Vergleichsvorgangs die Strömung des Eluenten und des Eluats nicht behindert
sondern umgeleitet wird, so daß nur die Vergleichsflüssigkeit dem Gerät zugeführt
wird. Zu diesem Zweck weist eine chromatographische Säule 12' einen Auslaß 26' auf,
der eine Abgabeöffnung 152 für das Eluat enthält. Das Ventil 28 für den Eluenten
ist weggelassen ; die Strömung des Eluats und der Vergleichsflüssigkeit wird zum
Gerät nur mit den Ventilen 32 und 38 beeinflußt. Die Einlaßöffnung 24 zur chromatographischen
Säule 12'steht über eine Röhre 154 mit einer Pumpenröhre (nicht gezeigt) der Dosierpumpe
14 in Verbindung ; die Pumpe 22 ist weggelassen.
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Die Magnetspulen 34 und 40 für die Ventile 32 bezw. 38 sind mit der
Steuerschaltung 20 in der bereits beschriebenen Weise verbunden ; die Steuerschaltungist
dieselbe, wenn man davon absieht, daß die Magnetspule 30, das Ventil 28 und die
Pumpe 22 weggelassen sind.
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Während der Prüfung des Eluats ist das Ventil 38 geschlossen, damit
die Vergleichsflüssigkeit nicht in das Gerät strömt ; das Ventil 32 ist offen, so
daß der Eluent in das Gerät hineinfließen kann. Der gröBte Teil des Eluats fließt
aus dem AuslaS 26'der Säule durch das offene Ventil 32 hinaus, während ein kleinerer
Teil des Eluats durch den Auslaß 152 abgegeben wird ; dies erfolgt unter der Wirkung
der Pumpe 14, die das
Eluat durch das Ventil 32 ansau-gt. Während
des Vergleichs oder der Eichung des Gerätes ist das Ventil 32 geschlossen und das
Ventil 38 offen, so daß die Vergleichsflüssigkeit ins Gerät fließen kann. Da das
Ventil 32 geschlossen ist, wird das gesamte Eluat aus der Säule durch den AuslaB
152 in einen Abfluß oder ein Gefäß abgegeben. Auf diese Weise wird die Beforderung
des Eluenten zur Säule und des Eluats aus der Säule heraus nicht unterbrochen, selbst
wenn der Vergleichsvorgang im Gerät zwischen den Prüfungsperioden stattfindet.
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Der Erfindungsgegenstand betrifft nicht eine spezielle chemische Analyse,
sondern im Gegenteil im weiteren Sinne eine fortlaufende chromatographische Analyse
verschiedener Eluate aus einer chromatographischen Säule. Das Gerät ist für eine
chromatographische Analyse zahlreicher Substanzen und insbesondere für eine Analyse
von Aminosäuren geeignet. Bei einer Analyse von Aminosäuren wird die chromatographische
Säule 12 in an sich bekannter Weise vorbereitet und dann zum Abfüllen in Betrieb
genommen. Für diesen Zweck wird die Pumpe 22 in Gang gesetzt, um den Eluenten dem
EinlaB 24 der Saule zuzufiihren ; im Falle von Aminosäuren ist der Eluent eine an
sich bekannte Pufferlösung mit einem passenden pH-Wert.
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Das Eluat strömt durch den AuslaB 26 der Säule heraus und wird @ von
der Dosierpumpe 14 über die Leitung 156 und eine Pumpenröhre 158 zu einem Verteilerstück
160 gepumpt, an dem das Eluat mit Luft oder einem anderen reaktionsunfähigen Gas
vermischt wird, das über eine Pumpenröhre 162 zugeführt wird ; ein Verdünnungsmittel
wird gleichzeitig über eine Pumpenröhre 164 zugeführt, so daß eine unterteilte Strömung
aus Schüben des verdünnten Eluats entsteht, die durch Luftein.-schlüsse voneinander
getrennt sind. Falls Aminosäuren analysiertwerdensollen,istAthylenglykolmonomethyläther
ein passendes Verdünnungsmittel. Die Lufteinsohlüsse dienen der Reinigung der röhrenförmigen
Kanäl des Gerätes. Vom
Verteilerstück 160 aus läuft die durch Lufteinschlüsse
gebenne Strömung des Eluats durch eine horizontale schraubenförmige Spule 166 hindurch,
in der die Bestandteile der Flüssigkeitsschübe miteinander vermischt werden. Gleichzeitig
mit dem Durchgang des Eluats durch die Pumpenröhre 158 wird ein Farbreagenzmittel
durch Pumpenröhren 168 und 170 zur kolorimetrischen Prüfung der ausgewaschenen Flüssigkeiten
hindurchgeleitet. Wenn eine Aminosäure analysiert wird, wird das Farbreagenzmittel
Ninhydrin über die Pumpenrohre 168 zugeführt, während Hydrindantin als Reduktionsmittel
über die Pumpenröhre 170 zugeführt wird. Das Ninhydrin und Hydrindantin vereinigen
sich in einem Verteilerstüok 172 und werden in einer schraubenförmigen Mischspule
174 miteinander vermischt ; hinter dieser Mi. chspule vereinigt sich das Farbreagenzmittel
mit der Strömung de. s Eluats, die durch Lufteinschlüsse unterbrochen ist ; das
flüssige Farbreagenzmittel wird mit der Strömung dem m verdunnten Eluat in einer
horizontalen, schraubenförmigen Mischspule 176 vermischt. Von der Mischspule 176
aus läuft die Strömung durch eine Spule 178, die in der Flüssigkeit eines Heizbades
180 zur Entwicklung der Farbe eingetaucht ist ; die Stärke der dann entstehenden
Farbe ist ein Maß für die Menge des in dem m Eluat enthaltenen Bestandteils. In
einer luftgekuhlten Spule 264 wird die Strömung gekühlt und zur Durohflußküvette
des Kolorimeters 16 zur kolorimetrischen Analyse weiterbefördert. Die geprüfte Flüssigkeit
wird über einen Auslaß 184 aus dem Kolorimeter abgegeben. Die Ergebnisse der kolorimetrischen
Prüfung werden r dabei auf dem Registrierstreifen des Registriergerätes 18 aufgezeichnet.
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Die Dosierpumpe 14 ist an sich bekannt und z. B. in der US.-' Patentschrift
2 935 028 beschrieben. Sie enthält die zuvor erwähnten Pumpenröhren, die nachgiebig
und biegsam sind und beim Pumpen fortschreitend in ihrer Längsrichtung durch Eingriff
von
mehreren Druckrollen 186 unter Druck gegen eine Platte 188 zusammengepreßt werden.
Die Druckrollen werden von Kettenrädern 190 mit einer endlosen Kette angetrieben
und bewegen sich in Längsrichtung der Pumpenröhren, um diese fortschreitend in Richtung
eines Pfeiles 192 zu verschließen und die Flüssigkeit und andere Medien zu ihrer
Beförderung von einer Vorratsquelle zu Abgabestellen vorwärtszutreiben.
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Durch die Bewegung der Druckrollen auf der Pumpenröhre 158 werden
die ausgewaschenen Flüssigkeiten durch den Auslaß 26 der Säule angesaugt. Das Kolorimeter
16 ist in an sich bekannter Weise aufgebaut.