DE1917723C - Einrichtung zum Auftragen von Proben auf chromatographische Säulen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Auftragen \<>n Proben auf chromatographische Säulen, bestehend aus einer Schleifendosiereinrichlung und einer Pumpe, verbunden durch einen Kanal mit einem Füll-Preßkopf, mil Eluatzufülmingskunälen zur chmmatographischen Säule über eine oder mehrere austauschbare, in einem Mitnehmer angeordnete Patronen.

Es mikI Verfahren zum automatischen bzw. halbautomatischen Auftragen von Proben auf chromatographische Säulen aus einem oder mehreren Probebeliäliem bekannt, wobei die zur Analyse bestimmte Prob-· in der Kapillare aufbewahrt und von den benachbarten Flüssigkeitssäulen, z. B. durch einen oder mehrere Blasenminen, getrennt wird. In diesem Falle werden einzelne Probebehalter mittels hydraulischer Umschalter in den zur Säule führenden hydraulischen Kreis entweder direkt oder über eine Pumpe geschaltet.

Weiter sind Verfahren zum Auftragen von Proben auf die Säule nacheinander aus mehreren Patronen bekannt, in denen einzelne Proben z. B. durch Sorption an eine kleine Menge poröser, z. B. schüttiger SU)Ik- z. B. desselben Harzes gebunden werden, welches .-U Trenrumgsmaterial der chromatographischen Säule benützt wird. In einzelnen Patronen werden Jie Proben im vornherein derart aufbewahrt, daß die die Proue enthaltende Losung in die Säule eingesichert wird bzw diese durchläuft, wobei jedoch die Probe allein durch Sorption an der Pairoiienfüllung festgehalten wird, die z. B. zwischen zwei porösen Piatten eingeschlossen wird. Die in den Patronen untergebrachten Proben können praktisch beliebig lange im nassen oder trockenen Zustand aufbewahrt werden. Für die Oberführung der Proben aus irgendeiner Patrone auf die chromatographische Säule wird die Patrone zwischen einem Preßkopf angeordnet, welcher eine dichte Verbindung mit dem oberen Patronenende sicherstellt, wobei das untere Patronenende gleichzeitig dicht auf dem zur Säule führenden Kapillarkanal aufsitzt. Der PreUkopf hat einen zur Pumpe angeschlossenen Kanal, welcher durch den Preßkopf den in die Säule strömenden Eluenten hindurchdrückt. Hierbei wird die bis zu dieser Zeit an der Patronenfüllung festgehaltene Probe auf die Säule gebracht. Die Desorption wird durch geeignete chemisch-physikalische Iliient-F.igensthaften erzielt. Da einzelne Patronen geringe Abmessungen haben, bereitet es keine Schwierigkeiten, vorher in die Transporteinrichtung mehrere Proben enthaltende Patronen einzubringen, die nacheinander analysiert werden sollen. Der Austausch einzelner Patronen erfolgt in der Weise, daß die Palrone, welche die eben analysierte Probe enthielt, von der dichten Verbindung durch Anheben des Preßkopfes gelockert wird. Daraufhin hebt dk Transportscheibe alle Patronen etwas an, und zwar so. daß keine von ihnen etwas berührt. In diesem angehobenen Zustand wird die Transportseheibe verschoben bzw. derart verdreht, daß an der Proben- So transportstelle zwischen dem Preßkopf und dem Kanal die weitere nächste Patrone erscheint. Hierauf folgen ein Senken des Transportkörpers und das Anpressen der neuen Patrone, wodurch eine dichte hydraulische Verbindung zwischen dem Zentralkanal 11.1 Preßkörper und der Patrone und zugleich eine dichte Verbindung zwischen dem unteren Patronenindi· und dem zur Säule führenden Kapillarkanal hergestellt wird. Ein wesentlicher Nachteil dieses Verfahrens ist die sehr schwierige Probenüberführung von der Patrone zur Säule zwischen zwei oder mehreren kleinen Dlasenkolben. Meistuns wird bei diesem Verfahren eine große Zahl unregelmäßiger Blasenkolben ausgebildet, welche die Probe von den benachbarten Teilen der Flüssigkeitsprobe nicht isolieren, sondern die Probe und die Säule urregelmäßig aufteilen.

AlTe diese Verfahren haben im Hinblick auf eine möglichst kleine Entwertung des Konzentrationsgefälles beim Überführen der Probe von der Patrone zur Säule beträchtliche Nachteile. Außer den bereit-, erwähnten Gründen wird die Trennfähigkeit der Säule dadurch wesentlich herabgesetzt, daß eine unangemessene Luftmenge in die schültige Säulenfüllung eintritt und die Ursache eines unregelmäßigen Eluentenflusses bildet. Dadurch wird eine der Hauptbedingungen, nämlich die Sicherstellung möglichst steiler Konzentrationsgradienten, gestört.

Dieser Nachteil kann bei Überführung der Probe von der Dosiereinrichtung zur Säule im wesentlichen nur dadurch behoben werden, daß die Probe zwischen zwei oder mehreren kleinen Blasen angeordnet wird, zwischen denen deren Überführung auf die Säule erfolgt. Auch eine längere Leitung oder ein größerer Durchmesser, durch welche die Probe geführt wird, kann hier nicht schaden. Die Blasenkolben bewähren sich in diesem Falle als ein sehr wirksames Mittel, um eine unerwünschte Vermischung zwischen einzelnen Teilen der sich in der Kapillare verschiebenden Flüssigkeitssäule zu vermeiden. Hierbei können die Blasenkolben so klein sein, daß nicht einmal die Anwesenheit einer unwesentlichen Gasmenge, die durch sie in die Säule eingeführt wird, insbesondere in solchen Fällen, wo der Eluent und die Probe durch den Verschluß mit dem porösen Körper hindurchströmen, schadet. In diesem Falle werden die Blasenkolben in so geringe Teilchen aufgesplittert, daß deren Störwirkung völlig verschwindet und diese schnell in der benachbarten Flüssigkeit aufgelöst werden. Dieses außerordentlich vorteilhafte Verfahren der Probenüberführung auf die Säule ist praktisch unmöglich bei solchen Verfahren, bei denen die Probe im vornherein an der schüttigen Patronenfiillung festgehalten und von hier aus durch den Flüssigkeitsstrom auf die Säule übertragen wird. Die in den Patronen gelagerten Proben sind hier in einer größeren Anzahl in einem Transporthalter mit Linearbewegung bzw. in einem Scheibenhalter mit Drehbewegung festgehalten.

In der I abotpraxis handelt es sich in der Regel um zwei verschiedene, auf z. B. Aminosäure-Analysatoren gestellte Forderungen: Bei der einen handelt es sich um übliche Analysen, bei denen eine bestimmte Entwertung in Kauf genommen wird, d. h. bei der Überführung von den schüttigen Füllungen einzelner Patronen auf die Säule. Der entscheidende Vorteil bei dieser Analysenart ist ihre einfache Aromatisation. Die zweite Forderung ist die maximale Trennungsfähigkeit sogar auch in nur halbautomatisierten Verfahren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eincstoils die Nachteile der genannten Verfahren zu beseitigen und auf der anderen Seite deren Vorteile auszunutzen. Durch eine solche Anordnung soll die Möglichkeit gegeben werden, einzelne Probepatronen in den analytischen Prozeß einzuführen, ohne ihn

unterbrechen zu müssen. Das ist besonders bei den Stelle der erfindungsgemäüen Patrone 2 erscheinen,

modernen, vollautomatischen Analysatoren, wie bei- und sie wird mit dem Eluentenstrom aus dem Kanal

»pielsweise bei Aminosäure-Analysatoren, wichtig, 22 und der Patrone I auf dem Wege über die Kanäle

weil deren Möglichkeiten, wie sie durch die Auto- 16, 17 und 19 zur Säule 20 geführt. Voraussetzung

matisaium des eigentlichen analytischen Prozesses 5 dafür ist jedoch die Verdrehung des Umschalters Il

ermöglicht werden, viel besser ausgenutzt werden um 90° nach rechts, wodurch die hydraulische Ver-

können. bindung der Pumpe 4 mit der Leitung 21 und das

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäll dadurch Abschalten des Eintriltskanals 12 und somit auch

gelöst, daß eine der Patronen mit einem Kapillar- der Schleifendosiereinrichtunt; 13 ermöglicht werden,

kanal versehen ist, der den Austritlskanal der io In dem Fall, daß sich der Umschalter 11 in der in

Schleifendosiereinrichtung mit dem Kapillarkanal der Fig. 1 gezeichneten Lage befindet, strömt jedoch

chromatographischen Säule verbindet. der Eluent auf die beschriebene Art zur Säule 20. In

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der Zeit der Prubenüberführung wird in diesem Kreis

ist in die hydraulische Verbindung zwischen der zwischen die Schlcifendosieioinrichtung 13 und den

Eluatpumpe und dem Füll-Preßkopf ein Umschalter 15 Austrittskanal 14 eine Schleife 23 der Dosiereinrich-

für die Umschaltung de? Eluentenflusses. an den tung eingeschaltet, in welcher die Probe zwischen

Austriltskanal der Schleifendosiereinrichtung ange- zwei oder mehreren Bimsen enthalten ist, wie dies

schlossen. oben bereits beschrieben wurde. Die Schleifendosier-

Es hat sich darüber hinaus als zweckmäßig er- einrichtung 13 wird in die Dosierlage gebracht, in

wiesen, daß die mit einem Kapillarkanal versehene ao welcher die Schleife 23 einen Bestandteil des hydrau-

Patrone einen weiteren Kapillarkanal aufweist, der tischen Kreises zwischen dem Eintrittskanal 12 und

den Kanal im Füll-Preßkopf mit dem Eintrittskanal dem Austrittskanal 14 durch Verdrehung eines

der Schleifendosiereinrichtung verbindet. äußeren Verdrehungsorgans, z. B. des Hebels 26 von

Durch die erfindungsgemäße Einrichtung ist es Hand aus, halbautomatisch oder automatisch, bildet, möglich, den analytischen Prozeß fortlaufend durch- 25 Der hydraulische Umschalter mit der Spindel 8 erzuführen und zu beschleunigen. Dadurch werden möglicht, daß bei deren Verdrehung etwa um 60° Kosten eingespart und wird das Verfahren verein- nach rechts eine direkte hydraulische Verbindung facht. zwischen den Kanälen 6 und 19 mittels des Kanals 9

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der gebildet wird, wobei die übrigen Kanäle ohne An-

Zeichnung dargestellt und werden im folgenden 30 Schluß zur Pumpe bleiben. Dadurch wird ermöglicht,

näher beschrieben. Es zeigt daß die Patrone 2 zu jeder Zeit ausgetauscht werden

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Einrichtung kann, ohne daß hierdurch der Verlauf der oben ab-

zum Auftragen von Proben und laufenden Analyse an dei Säule 20 gestört wird.

¹⁷ig. 2 einen Längsschnitt durch eine andere Ein- Fig. 2 zeigt schematisch eine andere Anordnung

richtung, bei der die Patrone mit zwei voneinander 35 der erfindungsgemäßen Einrichtung. Die Patrone 2,

getrennten Kanälen versehen ist. welche gegen eine einzelne Patrone im Mitnehmer T

Gemäß der Darstellung in F i g. I ist eine der be- ausgetauscht werden kann, ist in diesem Falle mit kannten Probepatronen 1 in einer Transportscheibe zwei voneinander getrennten Kanälen 15, 24 ver- oder einem Mitnehmer 2'angeordnet. Die bisher ge- sehen. Der Kanal 15 stimmt mit jenem überein, bräuchliche und bekaniUe Probepatrone 1 wird durch 40 welcher bei der Ausführung gemäß Fig. 1 beeine Patrone 2 ersetzt, die in ihrer äußeren Form im schrieben wurde, bis auf die Maßnahme, daß er in wesentlichen mit der bekannten Patrone 1 überein- die Leitung 14 mit einer geringen Winkelbrechung stimmt. Die Patrone 2 ist in Fig. 1 an der Stelle ein- ausmündet, wie dieses für die Überführung von gezeichnet, ai, der die Probenüberführung zur Säule Blasenkolben vorteilhaft ist. Der zweite Kanal 24 20 verläuft. Mittels eines Preßkopfes 3 wird die 45 mündet in Jie obere Fläche der Patrone 2 aus und Patrone 2 in den zur Säule 20 führenden hydrau- wird mittels eines Dichtungsringes 25 an den Kanal lischen Kreis eingeschaltet. Eine Elucntpumpe 4 22 im Preßkopf 3 dicht angeschlossen. Der Kanal 22 drückt durch eine Leitung 5 den Eluenten durch wird direkt mit der Eluentenpumpe 4 durch die einen Kanal 6 im Körper 7 des hydraulischen Um- Leitung 21 verbunden. Der Eluent aus dem Kanal schalter?·, mit einer drehbaren Spindel 8 hindurch. 5° 22 strömt in den Kanal 24 und durch die Leitung 12 Der Kanal 6 mündet in einen abgewinkelten Kanal 9, zur Schleifendosiereinrichtung 13 und von hier aus welcher sich an eine zum Umschaltern führende durch den Austrittskanal 14 in den Kapillarkanal 15 Leitung 10 anschließt. Dieser Umschaltern ermög- und *eiter zu dem dicht angeschlossenen Kapillarlicht gemäß der in Fig. 1 gezeichneten Lage, daß kanal 16 im Körper7. Dieser enthält im Falle der der Eluent weiter durch einen Eintrittskanal 12 über 55 Fig. 2 keinen hydraulischen Umschalter mit der eine Schleifendosiereinrichtung 13 und einen Aus- Spindel 8, sondern der Kanal 16 ist direkt an die trittskanal 14 zum Kapillarkanal 15 im Körper 2 Säule 20 angeschlossen. Die Übertragung der Probe strömt. Durch Anpressen des Preßkopfes 3 wird eine von der Schleife 23 der Dosiereinrichtung zur Säule dichte Verbindung des Kapillarkanals 15 mit einem 20 erfolgt auf die bei F i g. 1 beschriebene Art. Der Kapillarkar.,··! 16 im Körper 7 gewährleistet, von 60 Vorteil der Anordnung gemäß F i g. 2 ist der Fortfall welchem der Eluetm durch einen Kanal 17 in der des Umschalters 11. Die Schleifendosiereinrichtung Spindel 8 des hydraulischen Umschalters in einen 13 zusammen mit der angeschlossenen Patrone 2 zur Säule 20 führenden Zuführungskanal 19 strömt. kann als eine zusätzliche Einrichtung betrachtet wer-In der gezeichneten Lage des Umschalters 11 ist eine den, welche die Durchführung individueller Analysen zum Kanal 22 im Preßkopf 3 führende Leitung 21 65 mit erhöhter Trennungsfähigkeit durch einfachen von der Pumpe 4 abgeschaltet. Bei normalen Ersatz einer bekannten normalen Patrone gegen dii· Analysen wird die Probe aus den einzelnen be- trfindungsgemäße Patrone 2 im Mitnehmer 2' erkannten Patronen 1 überführt, die nacheinander an möglicht.

I λ ist allerdings möglich, dieselben Wirkungen dadurch zu erzielen, dall die Patrone 2 in die in I'ig. 2 gezeichnete Lage gebracht wird, gegebenenfalls nach Herausnehmen der ganzen Transportschcibc 2'. In diesem Falle braucht die Patrone 2 allerdings keine mit den bekannten Patronen übereinstimmende Form zu haben. Im Gegenteil ist eine Form vorteilhaft, wie sie für die Stabilisierung an jener Stelle, wo es zum Zusammenschließen der normalen Patrone 1 zwischen dem Preßkopf 3 und der Ausmündung des Kanals 16 im Körper 7 kommt, geeignet ist.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   I. Einrichtung zum Auftragen von Proben auf climmatographische Säulen, bestehend aus einer Schlcifendosiereinrichtung und einer Pumpe, verbunden durch einen Kanal mit einem Füll-Preßkopf, mit Eluatzuführungskanälen zur chromatographischen Säule über eine oder mehrere aus- ao tauschbare, in einem Mitnehmer angeordnete Patronen, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Patronen (2) mit einem Kapillarkanal (15) versehen ist, der den Austrittskanal (14) der Schleifendosiereinrichtung(13) mit dem Kapillarkanal (16) der chromatographischen Säule (20) verbindet.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die hydraulische Verbindung zwischen der Eluatpumpe (4) und dem Füll-Preßkopf (3) ein Umschalter (11) für die Umschaltung des Eluentenflusses an den Austrittskanal (14) der Schleifendosiereinrichtung (13) angeschlossen ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einem Kapillarkanal (15) versehene Patrone (2) einen weiteren Kapillarkanal (24) aufweist, der den Kanal (22] im Füll-Preßkopf (3) mit dem Eintrittskanal (12) der Schleifendosiereinrichtung (13) verbindet.

   Hierzu 1 Blatt ZeiJlmungen