DE19616824C2 - Mikrosäulen-Analysesystem mit Lichtleitfasersensor - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Analysevor­ richtung mit einer Mikrosäule und auf die Erfassung von Än­ derungen der Licht-Wechselwirkung mit einer Fluidprobe, die in der Vorrichtung analysiert wird. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Analysevorrichtung, die eine Mikrosäule aufweist, die eine Schnittstelle mit ei­ ner Faseroptik aufweist.

In jüngerer Zeit haben Analysetechniken, die kleine röhren­ förmige Strukturen (d. h. Mikrosäulen) verwenden, eine breite Akzeptanz erlangt. Beispielsweise sind die Kapillarelektro­ phorese (CE; CE = Capillary Electrophoresis) und die Flüs­ sigchromatographie (LC; LC = Liquid Chromatography), wie z. B. die Hochleistungs-Flüssigchromatographie (HPLC; HPLC = High Performance Liquid Chromatography), üblicherweise ver­ wendete Techniken zum Trennen von Analyten, die Makromolekü­ le und Biomoleküle, beispielsweise Proteine, Nukleinsäuren, DNS-Moleküle und -Fragmente, Kohlehydrate, Fettsäuren, Pep­ tide und dergleichen einschließen, aufweisen. Bei diesen Techniken wird eine Probe, von der erwartet wird, daß sie Analyte enthält, durch eine Mikrosäule gesendet. Während die Moleküle in der Probe durch die Mikrosäule wandern, trennen sich abhängig von der Wechselwirkung der Analyte mit den an­ deren Substanzen (beispielsweise dem Füllkörpermaterial) in der Mikrosäule die Analyte voneinander.

Eine sehr brauchbare Technik zum Erfassen von Analyten, die durch eine Mikrosäule (wie z. B. die vorher genannte) gelei­ tet werden, umfaßt das Richten eines einfallenden Lichts auf die Analyte und das Erfassen der Licht-Wechselwirkung, die die Folge ist. Beispielsweise beschreibt das US-4,675,300 ein elektrokinetisches Verfahren und eine Vorrichtung, die eine kohärente Strahlungs-angeregte Fluoreszenz zum Erfassen von Analyten verwenden. Bei diesem System wird scheinbar La­ serlicht in einem Winkel auf einen lichtdurchlässigen Ab­ schnitt einer Kapillare gerichtet, um eine Probe zu bestrah­ len. Das resultierende Fluoreszenzlicht tritt durch die Ka­ pillare und wird durch eine Lichtleitfaser, die in einem Winkel zu der Kapillare angeordnet ist, erfaßt.

Die US-5,006,210 beschreibt ebenfalls ein Analysesystem, das eine Licht-Wechselwirkung verwendet. Hierbei werden Analyte bei der Kapillarzonenelektrophorese mittels einer Laser-in­ duzierten, indirekten Fluoreszenzerfassung erfaßt. Das La­ serlicht wird in einem Winkel auf die Kapillare gerichtet, wobei das Fluoreszenzlicht auch durch einen Detektor erfaßt wird, der in einem Winkel auf die Kapillare zeigt.

Die US-5,324,401 beschreibt ein Fluoreszenzerfassungssystem für die Kapillarelektrophorese. Dieses Erfassungssystem kann gleichzeitig eine Fluoreszenz anregen und im wesentlichen gleichzeitig eine Analyttrennung in mehreren Kapillaren überwachen. Das System weist ein Array von Kapillaren auf, wobei in das Auslaßende jeder derselben eine Lichtleitfaser eingefügt ist, um die Probe in derselben anzuregen. Das re­ sultierende Fluoreszenzlicht tritt durch die Kapillarwände und wird durch eine CCD-Kamera abgebildet, die senkrecht re­ lativ zu der Achse der Kapillare ausgerichtet ist.

Bei der Anregung einer Probe und der Erfassung des Lichts von der Licht-Wechselwirkung ist es, um das Signal/Rausch- Verhältnis zu erhöhen, bevorzugt, daß ein größerer Teil des Anregungslichtes von einer Lichtquelle auf die Probe auf­ trifft, und ein größerer Teil des resultierenden, abgehenden Lichtes (d. h. des Fluoreszenzlichtes) von der Probe für eine Erfassung gesammelt wird. Beim Stand der Technik, wie er in den vorher genannten Patenten beschrieben ist, ist der De­ tektor typischerweise in einem spitzen oder rechten Winkel zu einer Erfassungszone der Kapillare in Luft ausgerichtet. Außerdem ist die Anregungslichtquelle häufig ebenfalls in einem spitzen Winkel zu der Kapillare ausgerichtet.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Analyse­ system mit einem kompakten Aufbau und einer verbesserten Si­ gnalerfassung zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch ein Analysesystem gemäß Anspruch 1 gelöst.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Analyseverfahren zu schaffen, das eine verbesserte Signal­ erfassung bietet.

Diese Aufgabe wird durch ein Analyseverfahren gemäß Anspruch 8 gelöst.

Die vorliegende Erfindung liefert eine Analysevorrichtung zum Analysieren einer Fluidprobe. Die Analysevorrichtung weist ein System zum Bewirken einer Licht-Wechselwirkung mit der Fluidprobe und zum Erfassen einer solchen Licht-Wechsel­ wirkung auf (d. h. das System sammelt optische Signale von der Fluidprobe). Das System weist folgende Merkmale auf: ei­ ne Mikrosäule zum Leiten der Fluidprobe (in einigen Fällen auch zum Trennen der Analyte in der Fluidprobe), eine Licht­ quelle zum Liefern von Licht durch die Mikrosäulenwand in die Mikrosäule in der Nähe des Auslaßendes dieser Mikrosäu­ le, und eine Lichtleitfaser, die mit der Mikrosäule ausge­ richtet ist, um Licht zu erfassen, das von der Fluidprobe strahlt (beispielsweise die Fluoreszenz von einem Analyt in der Fluidprobe). Die Mikrosäule besitzt eine longitudinale Achse und eine Mikrosäulenwand. Licht, das von der Fluidpro­ be abgestrahlt wird, wird erfaßt ohne die Mikrosäulenwand zu durchtreten. Die Fluidprobe kann von einem Einlaßende zu ei­ nem Auslaßende der Mikrosäule fließen. Die Lichtquelle ist angepaßt, um Licht einer geeigneten Wellenlänge die Richtung zu geben, um eine gewünschte Licht-Wechselwirkung mit der Fluidprobe zu bewirken. Infolge der Licht-Wechselwirkung strahlt Licht von der Fluidprobe in der Mikrosäule ab. Die Lichtleitfaser, deren Lichteinlaßende nicht-starr mit dem Auslaßende der Mikrosäule gekoppelt ist, sammelt dieses Licht, um Informationen über das Vorliegen oder die Menge von einem oder mehreren Analyten der Fluidprobe zu erlangen. Die Analysevorrichtung kann ferner eine Mikrosäulenvorrich­ tung und einen Detektor aufweisen. Die Mikrosäulenvorrich­ tung kann die Mikrosäule des vorher genannten Signalsammel­ systems aufweisen (oder kann mit derselben gekoppelt sein). In gleicher Weise kann der Detektor die vorher genannte Lichtleitfaser aufweisen (oder kann mit derselben gekoppelt sein).

Ein Verfahren zum Analysieren einer Fluidprobe und ein Ver­ fahren zur Herstellung der Analysevorrichtung zum Analysie­ ren einer Fluidprobe werden ebenfalls gemäß der vorliegenden Erfindung geschaffen.

Bei der vorliegenden Erfindung sind das Schnittstellenende der Mikrosäule und das Schnittstellenende der Lichtleitfaser nicht-starr miteinander gekoppelt. Beispiele von Strukturen für eine nicht-starre Kopplung schließen eine Ausbauchung an dem Schnittstellenende der Mikrosäule, um das Schnittstel­ lenende der Lichtleitfaser einzuschließen, und einen Kanal, um die Schnittstellenendabschnitte der Mikrosäule und der Lichtleitfaser einzuschließen, ein. Bei derartigen nicht­ starren Koppelstrukturen kann die axiale Erfassung (d. h. die Erfassung von Licht, das sich im allgemeinen in einer Rich­ tung der Achse der Mikrosäule ausbreitet) einer Licht-Wech­ selwirkung ohne weiteres realisiert werden. Aus diesem Grund kann die Analysevorrichtung der vorliegenden Erfindung vor­ teilhafterweise verwendet werden, um Fluidproben effizient zu analysieren.

Gemäß dem Stand der Technik findet die Erfassung einer Licht-Wechselwirkung (wie z. B. der Fluoreszenz) in einer Ka­ pillare im allgemeinen durch die Kapillarwand statt, wobei der Detektor in einem Winkel zu der Kapillarachse ausgerich­ tet ist (einem spitzen oder einem rechten Winkel, wie bei­ spielsweise in der US-4,675,300 und der US-5,006,210 be­ schrieben ist). Licht muß sich von der Fluidprobe aus der Kapillare durch die Luft in einen Detektor ausbreiten, der Linsen oder Lichtleitfasern aufweisen kann. Aufgrund des großen Unterschieds der Brechungsindizes zwischen der Luft und derartigen Linsen oder Lichtleitfasern wird ein bestimm­ ter Teil des Lichts von dem Detektor reflektiert. Folglich wird weniger Licht durch den Detektor gesammelt. Falls sich das einfallende Licht auch durch Luft in eine Kapillare aus­ breiten muß, wird das Licht durch die Wand der Kapillare ge­ streut. Bei der vorliegenden Erfindung muß das Licht, das von der Fluidprobe abgestrahlt wird, nicht durch die Mikro­ säulenwand und Luft gelangen. Folglich kann ein größerer Teil der gewünschten Strahlung gesammelt werden. Ferner wird, da das Signallicht durch eine Lichtleitfaser(n) ge­ sammelt wird, weniger gestreutes Licht gesammelt, als bei bekannten Verfahren. Das Eintauchen der Schnittstellenenden der Mikrosäule und der Lichtleitfaser in ein Spülfluid kann das gestreute Licht durch die Mikrosäulenwand weiter redu­ zieren.

Das bekannte Verfahren des Leitens des einfallenden Lichts in einem spitzen Winkel (und ferner des Erfassens der Licht-Wechselwirkung in einem spitzen Winkel) macht es not­ wendig, daß die Mikrosäule, der Detektor und die Lichtquelle jeweils in eine unterschiedliche Richtung ausgerichtet sind. Das Ergebnis ist eine sperrige Vorrichtung. Im Gegensatz da­ zu sind die Mikrosäule und die Lichtleitfaser bei der vor­ liegenden Erfindung ausgerichtet. Ferner sind dieselben fle­ xibel. Daher kann eine kompaktere Vorrichtung aufgebaut wer­ den.

Aufgrund der Fähigkeit, die Mikrosäule ohne weiteres mit der Lichtleitfaser auszurichten, ist die vorliegende Erfindung für Situationen gut geeignet, in denen ein häufiges Koppeln und Entkoppeln der Mikrosäule und des Detektors erforderlich ist. Beispielsweise führt bei einem Ausführungsbeispiel die gekrümmte oder winkelige Form der nach innen gerichteten (oder luminalen) Wand eines Kanals von Natur aus die Schnittstellenendabschnitte der flexiblen Mikrosäule und der Lichtleitfaser, um dieselben ohne eine radiale (d. h. latera­ le) Einstellung durch einen Bediener auf eine im wesentli­ chen kollineare Art und Weise auszurichten (d. h. die Mikro­ säule und die Lichtleitfaser richten sich selbst radial oder lateral aus). Dies vereinfacht das Ausrichtungsverfahren stark. Ferner können, da die Positionen, an denen die Mikro­ säule und die Lichtleitfaser mechanisch an dem Kanal befe­ stigt sind, nicht wichtig sind, die Mikrosäule und die Lichtleitfaser wirksam gegenüber dem Kanal abgedichtet sein, um das Risiko einer Fluidleckage zu reduzieren. Die Schnitt­ stellenendabschnitte können selbstausrichtend sein, unabhän­ gig davon, an dem Kanal befestigt zu sein (d. h. dieselben können abnehmbar sein). Folglich können die Mikrosäule und die Lichtleitfaser ohne weiteres für eine Reparatur oder ei­ nen Austausch aus dem Kanal entfernt werden.

Das Sammeln einer größeren Lichtmenge zur Übertragung zu dem Detektor erhöht nicht nur das Signal, sondern reduziert fer­ ner die Interferenz zwischen benachbarten Mikrosäulen und Lichtleitfasern in einem Multimikrosäulensystem. Ein solches Multimikrosäulensystem erleichtert eine schnellere Analyse und einen kompakteren Entwurf, wodurch die Komplexität und der Aufwand der Herstellung reduziert wird. Selbst in einem Einzelmikrosäulensystem macht die Erleichterung des Ausrich­ tens der Mikrosäule und der Lichtleitfaser den Herstellungs­ prozeß relativ einfach.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die bei liegenden Zeich­ nungen, in denen gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Zeichnungen gleiche Merkmale darstellen, näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Mikrosäulen- Analysevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfin­ dung;

Fig. 2 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbei­ spiels der Mikrosäulen-Analysevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, welche mehr Details als Fig. 1 zeigt;

Fig. 3 eine Schnittansicht der Schnittstellenregion eines Teils der Mikrosäulen-Analysevorrichtung von Fig. 2;

Fig. 4 eine isometrische Ansicht eines Teils der Schnitt­ stellenregion eines Ausführungsbeispiels der Mikro­ säulen-Analysevorrichtung, die einen Kanal mit ei­ nem kreisförmigen Querschnitt an dem Schnittstel­ lenende einer Mikrosäule zeigt;

Fig. 5 eine isometrische Ansicht eines Teils der Schnitt­ stellenregion eines Ausführungsbeispiels der Mikro­ säulen-Analysevorrichtung, die einen Kanal mit ei­ nem ovalen Querschnitt an dem Schnittstellenende einer Mikrosäule zeigt;

Fig. 6 eine isometrische Ansicht eines Teils der Schnitt­ stellenregion eines Ausführungsbeispiels der Mikro­ säulen-Analysevorrichtung, die einen Kanal mit ei­ nem quadratischen Querschnitt an dem Schnittstel­ lenende einer Mikrosäule zeigt;

Fig. 7 eine isometrische Ansicht eines Teils der Schnitt­ stellenregion eines Ausführungsbeispiels der Mikro­ säulen-Analysevorrichtung, die einen Kanal mit ei­ nem dreieckigen Querschnitt an dem Schnittstellen­ ende einer Mikrosäule zeigt;

Fig. 8 eine Schnittansicht eines Teils eines weiteren Aus­ führungsbeispiels der Schnittstellenregion einer Mikrosäulen-Analysevorrichtung, die eine Ausbau­ chung zeigt, gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 9 eine Schnittansicht eines Teils eines weiteren Aus­ führungsbeispiels der Schnittstellenregion einer Mikrosäulen-Analysevorrichtung, die eine Ausbau­ chung zeigt, gemäß der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 10 eine Schnittansicht eines Teils eines weiteren Aus­ führungsbeispiels der Schnittstellenregion einer Mikrosäulen-Analysevorrichtung, die mehrere Mikro­ säulen und mehrere Lichtleitfasern zeigt, gemäß der vorliegenden Erfindung.

Die Analysevorrichtung der vorliegenden Erfindung kann ver­ wendet werden, um Licht zu erfassen, das von innerhalb einer Mikrosäule (oder einer Kapillare) abstrahlt, ohne die Wand der Mikrosäule zu durchtreten. Eine Lichtleitfaser ist in der Nähe des Auslaßendes (d. h. des Ausgangsendes) der Mikro­ säule positioniert, um in derselben das abgestrahlte Licht zu empfangen. Das Lichteinlaßende der Lichtleitfaser und das Auslaßende der Mikrosäule sind nicht-starr miteinander ge­ koppelt. Der Ausdruck "nicht-starre Kopplung" zwischen einem Ende einer Mikrosäule und einem Ende einer Lichtleitfaser, wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf die Positio­ nierung und das Beibehalten der Position dieser Enden rela­ tiv zueinander in unmittelbarer Nähe, ohne irgendeines die­ ser Enden starr an einer mechanischen Struktur zu befesti­ gen.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der Analysevor­ richtung der vorliegenden Erfindung. Gemäß Fig. 1 weist die Mikrosäulen-Analysevorrichtung 7 eine Mikrosäulenvorrichtung 8 (vorzugsweise eine Mikrosäulenvorrichtung für die Trennung von Analyten (beispielsweise mittels LC oder CE) und einen Faseroptikdetektor 10 auf. Die Mikrosäulenvorrichtung 8 weist eine Mikrosäule (oder Kapillare) 12 auf, die eine Schnittstelle mit einer Lichtleitfaser 14 in einer Erfas­ sungsregion 16 aufweist, auf die Licht (beispielsweise ein Lichtstrahl 18) von einer Lichtquelle 20 gerichtet sein kann.

Ausführungsbeispiele des Analysesystems

Fig. 2 zeigt (nicht maßstabsgerecht) ein Ausführungsbeispiel eines Analysesystems der vorliegenden Erfindung. Ein Kanal 22 leitet einen Fluß eines Spülfluids (wobei die Richtung desselben durch Pfeile in dem Kanal dargestellt ist). Eine Mikrosäule 12 weist ein Lumen (das in Fig. 2 nicht gezeigt, jedoch als 13 in Fig. 3 gezeigt ist) auf, wobei sich ein Endabschnitt 24 mit einem Ende 28 von einer Mikrosäulen- Trennungsvorrichtung 8 (beispielsweise einem Flüssigchromatographen (LC) oder einer Kapillarelektrophoresevorrichtung (CE-Vorrichtung) in den Kanal 22 erstreckt. Der Ausdruck "Mikrosäule", wie er hierin verwendet wird, umfaßt Leitungen mit einem kleinen Lumen, Säulen bei der Flüssigchromatogra­ phie (LC), Kapillare bei der Kapillarelektrophorese (CE) und dergleichen (solange die Leitung einen Fluidfluß ermöglichen kann). Der Mikrosäule 12 gegenüberliegend ist eine Licht­ leitfaser 14, die sich von einem Detektor 10 erstreckt. Der Kanal 22 schließt (oder hüllt) einen Endabschnitt 24 der Mi­ krosäule 12 und einen Endabschnitt 26 der Lichtleitfaser 14 ein. Das Schnittstellenende 28 (d. h. das Ende, das der Lichtleitfaser 14 gegenüberliegt) der Mikrosäule 12 befindet sich nahe bei dem Schnittstellenende 30 (d. h. dem Ende, das der Mikrosäule 12 gegenüberliegt) der Lichtleitfaser 14, derart, daß Licht, des von innerhalb der Mikrosäule aus dem Schnittstellenende 28 abstrahlt, im wesentlichen durch das Schnittstellenende 30 der Lichtleitfaser 14 aufgenommen (oder erfaßt) werden kann. Eine Lichtquelle 20 (vorzugsweise ein Laser, der ein Licht einer geeigneten Wellenlänge emit­ tiert, um die gewünschte Licht-Wechselwirkung in einer Fluidprobe in der Mikrosäule zu bewirken) ist derart posi­ tioniert, daß dieselbe einen Lichtstrahl 18 zu einem Ort 34 (der in Fig. 3 gezeigt ist) der Mikrosäule in der Nähe des Schnittstellenendes 28 leiten kann. Dieser Lichtstrahl 18 durchdringt die Mikrosäulenwand 35 und bestrahlt die Fluid­ probe 19 (die in Fig. 3 gezeigt ist) in der Mikrosäule.

Da die Mikrosäule 12 und die Lichtleitfaser 14 relativ klein und lang sind, sind dieselben etwas flexibel. Jedoch machen die ausgewählten Materialien des Aufbaus der Mikrosäule und der Lichtleitfaser die Mikrosäule und die Lichtleitfaser et­ was elastisch, so daß dieselben dazu tendieren, in ihre ur­ sprüngliche Form zurückzukehren, wenn sie gebogen werden (d. h. dieselben besitzen eine Reaktionskraft). Der Kanal 22 ist derart gebogen, daß er einen nicht linearen (d. h. einen nicht geraden) Abschnitt 32 aufweist. Bei dem Ausführungsbei­ spiel, das in Fig. 2 gezeigt ist, ist der Kanal 22 eine Röh­ re mit einem allgemein kreisförmigen Querschnitt.

Fig. 3 zeigt die Erfassungs-(oder Schnittstellen-)Region 16 einer Analysevorrichtung 7A (bei der die Lichtquelle nicht gezeigt ist) der vorliegenden Erfindung. Die flexible Be­ schaffenheit der Mikrosäule 12 und der Lichtleitfaser 14 er­ möglichen es, daß dieselben gebogen werden, ohne zu brechen. Folglich bewirkt die Krümmung des gebogenen Abschnitts 32 des Kanals 22, daß die nach innen liegende Wand 23 (die lu­ minale Wand) des Kanals auf die Außenwände der Schnittstel­ lenendabschnitte 24, 26 der Mikrosäule und der Lichtleitfa­ ser drückt, um eine radiale Bewegung (d. h. in eine Richtung senkrecht zu der Mittellinie des Kanals) derselben an den Kontaktpunkten zu verhindern (oder zu beschränken). Die Mit­ tellinie des röhrenförmigen Kanals mit einem kreisförmigen Querschnitt ist die röhrenformige Achse. In gleicher Weise ist die Mittellinie einer röhrenförmigen Mikrosäule mit ei­ nem kreisförmigen Querschnitt oder einer zylindrischen Lichtleitfaser die Achse derselben. Auf diese Weise befindet sich das Auslaßende (oder das Ausgangsende) 28 der Mikrosäu­ le 12 in der Nähe des Lichteinlaßendes 30 (d. h. des Endes, durch das das Licht, das von der Mikrosäule abgestrahlt wird, eintritt) der Lichtleitfaser 14. Der Abstand zwischen diesen zwei Schnittstellenenden 28, 30 ist vorzugsweise klein genug, um einen übermäßigen Lichtverlust um das Schnittstellenende 30 der Lichtleitfaser zu verhindern, je­ doch noch groß genug, um ein Fluid nicht daran zu hindern, die Mikrosäule zu verlassen. Beispielsweise kann dieser Ab­ stand (d. h. der Zwischenraum) das etwa 0,2- bis 0,05-fache des Außendurchmessers der kleineren von Mikrosäule 12 und Lichtleitfaser 14 betragen.

Bei dem Ausführungsbeispiel, das in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, beschränkt der Kanal (d. h. seine luminale Wand) die la­ terale Bewegung der Schnittstellenenden 28 und 30 der Mikro­ säule 12 bzw. der Lichtleitfaser 14 aufgrund seiner inneren Krümmung mit kreisförmigem Querschnitt. Folglich sind diese Schnittstellenenden 28 und 30 ohne weiteres ausgerichtet. Der Ausdruck "Schnittstellenendabschnitt", wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf den Abschnitt der Mikrosäu­ le oder der Lichtleitfaser, der das entsprechende Schnitt­ stellenende aufweist. Da die Schnittstellenendabschnitte der Mikrosäule und der Lichtleitfaser nicht an irgendeiner Struktur angebracht sind (oder starr befestigt sind), kann die Mikrosäule oder die Lichtleitfaser aus dem Kanal gezogen und später ohne einen Verlust der Ausrichtung wieder zurück­ geschoben werden, wenn es erwünscht ist (beispielsweise um die Mikrosäule oder die Lichtleitfaser zu reparieren). Die Schnittstellenenden 28, 30 werden in eine Ausrichtung zurückgleiten (gegen die luminale Kanalwand), wenn dieselben lateral bewegt und losgelassen werden. Folglich kann der Ka­ nal als die Schnittstellenenden und Endabschnitte der Mikro­ säule und der Lichtleitfaser "gleitfähig einspannend" be­ trachtet werden.

Wie vorher erwähnt wurde, sind die Schnittstellenendab­ schnitte der Mikrosäule und der Lichtleitfaser ausgerichtet, d. h., daß die Mittellinien derselben allgemein kollinear sind, und die Enden 28, 30 nahe beieinander angeordnet sind. Der Ausdruck "kollinear", wie er hierin verwendet wird, be­ deutet, wenn er auf die Schnittstellenendabschnitte der Mi­ krosäule und der Lichtleitfaser verweist, daß die Verlänge­ rung der Mittellinie des Schnittstellenendabschnitts einer Mikrosäule im allgemeinen mit der Mittellinie des Schnitt­ stellenendabschnitts einer Lichtleitfaser zusammenfällt. Vorzugsweise weisen die Mikrosäule 12 und die Lichtleitfaser 14 etwa den gleichen Außendurchmesser auf, so daß die Schnittstellenenden 28 und 30 derselben, wenn sie gegen die luminale Wand des Kanals 22 anliegen, nahe beieinander sind und einander gegenüberliegen, um die beste Signallichtauf­ nahme bei einer geringen oder keiner Störung des aus der Mi­ krosäule austretenden Flüssigkeitsflusses zu erreichen. Da der Querschnitt des Kanals einen gebogenen (beispielsweise runden) oder einen winkligen (beispielsweise mehreckig, wie nachfolgend beschrieben wird) Umfang aufweist, und die Schnittstellenendabschnitte 28, 30 der Mikrosäule und der Lichtleitfasern nicht-starr an dem Kanal befestigt sind (d. h. aus demselben entnehmbar sind), hält der Kanal die Schnittstellenendabschnitte 28, 30 fortgesetzt ausgerichtet, selbst wenn dieselben bewegt werden (wie bei einer Mikrosäu­ le oder einer Lichtleitfaser, die für eine Reparatur heraus­ genommen wird). Dies vereinfacht das Verfahren des Koppelns der Schnittstellenenden für eine optimale Lichterfassung.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist der Kanal 22 mit einem Behäl­ ter 36A verbunden, der ein Spülfluid enthält. Die chemischen und physikalischen Charakteristika des Spülfluids sind ba­ sierend auf der Beschaffenheit der Mikrosäulenvorrichtung ausgewählt. Dasselbe kann beispielsweise Wasser sein, wenn es einfach verwendet wird, um bei einer Flüssigchromatogra­ phie eine Fluidprobe wegzuspülen. Dasselbe kann ferner ein elektrisch leitfähiger Puffer sein, der Ionen aufweist, wenn es verwendet wird, um eine Fluidprobe bei der Kapillarelek­ trophorese zu spülen. Die Mikrosäule 12 ist mit seiner Mi­ krosäulenvorrichtung verbunden (beispielsweise einer Kapil­ larelektrophoresevorrichtung). Ein Fluidleitungs-Verbin­ dungsstück 38A (beispielsweise ein T-förmiges Stück, wie in Fig. 2 gezeigt ist) kann verwendet sein, um den Kanal 22 funktionsmäßig mit dem Behälter 36A zu verbinden, und zu er­ möglichen, daß die Mikrosäule 12 dasselbe durchläuft. Eine Abdichtung (beispielsweise eine polymerische Hülse) 42A kann verwendet sein, um die Mikrosäule zu umgeben, um gegenüber dem Fluidleitungs-Verbindungsstück 38A abzudichten, um eine Fluidleckage zu verhindern. Der Behälter 36, der Kanal 22 und die Abdichtung 42A können starr an einem Träger 44A be­ festigt sein, um jede unerwünschte Bewegung zu verhindern. In gleicher Weise können ein weiteres Fluidleitungs-Verbin­ dungsstück 38B, ein Behälter 36B, eine Abdichtung B und ein Träger 44B auf eine analoge Art und Weise der Lichtleitfaser 14 zugeordnet sein.

Es sollte offensichtlich sein, daß andere Strukturen als die T-förmigen Fluidleitungs-Verbindungsstücke zum Verbinden des Kanals mit den Behältern verwendet werden können. Beispiels­ weise kann der Kanal 22 direkt mit einem Behälter verbunden sein, wobei sich die Mikrosäule und die Lichtleitfaser durch die Wand des Kanals erstrecken können. Die Elastizität der Kanalwand, speziell wenn der Kanal aus einem Polymermaterial hergestellt ist, kann ausreichend um die Mikrosäule und die Lichtleitfaser abdichten, um eine übermäßige Fluidleckage zu verhindern.

Bei einem Kapillarelektrophoresesystem (CE-System) kann eine Elektrode ein Anschlußstück sein, das mit dem Kanal 22 ver­ bunden ist. Beispielsweise kann das T-förmige Stück 38A in Fig. 2 aus einem geeigneten Metall hergestellt sein, um eine Elektrode (beispielsweise das Massepotential) für das CE- System zu liefern. Wenn ein elektrisch leitfähiges Spülfluid verwendet ist, kann durch das Vorsehen einer weiteren Elek­ trode, die mit dem Einlaßende des CE-Systems verbunden ist, eine geeignete Gleichspannung über die zwei Enden der CE-Ka­ pillare (d. h. der Mikrosäule) angelegt werden.

Obwohl aufgrund der Einfachheit ihres Aufbaus eine durchge­ hende, bogenförmige Röhre als der gebogene Abschnitt 32 des Kanals 22 bevorzugt ist, können ferner Kanäle anderer Formen verwendet werden, solange dieselben auf eine solche Weise hergestellt sein können, daß sie das Ausrichten der Mikro­ säule und der Lichtleitfaser miteinander in einer im wesent­ lichen kollinearen Form unterstützen. Ein gerader Kanal kann ebenfalls verwendet werden, solange die Schnittstellenenden nahe beieinander ausgerichtet werden können. Beispielsweise kann der Schnittstellenabschnitt des Kanals 22 (d. h. der mittlere Abschnitt des Kanals, der die Schnittstellenendab­ schnitte 24, 26 der Mikrosäule 12 und der Lichtleitfaser 14 einhüllt) derart geformt sein, daß derselbe im wesentlichen gerade ist, wohingegen die Abschnitte, die weiter von den Schnittstellenenden entfernt sind, gebogen sind. Der gerade Abschnitt eines derart gebogenen Kanals kann ermöglichen, daß längere Abschnitte der Mikrosäule und der Lichtleitfaser in der Schnittstellenregion die nach innen gerichtete Wand des Kanals kontaktieren. Diese Konfiguration besitzt den Vorteil des Ermöglichens, daß sich die Schnittstellenendab­ schnitte 24, 26 auf eine im wesentlichen gerade Weise mitei­ nander ausrichten.

Wenn die Mikrosäule und die Lichtleitfaser unterschiedliche Außendurchmesser aufweisen, kann eine Hülse auf der kleine­ ren angebracht werden, um den Außendurchmesser der größeren zu approximieren. Auf diese Weise können die Schnittstellen­ enden besser ausgerichtet sein.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Mikrosäulen-Analyse­ vorrichtung mit einem röhrenförmigen Kanal mit einem kreis­ formigen Querschnitt (wie in Fig. 4 gezeigt ist) wurde be­ schrieben. Jedoch können ferner Kanäle mit verschiedenen Querschnittformen verwendet werden - beispielsweise Kanäle mit einem ovalen Querschnitt (Fig. 5), einem quadratischen Querschnitt (Fig. 6), einem dreieckigen Querschnitt (Fig. 7), einem rechteckigen Querschnitt oder anderen polygonalen Querschnitten und dergleichen. Bei Kanälen mit flachen nach innen gerichteten Wänden (beispielsweise einem Kanal mit ei­ nem quadratischen Querschnitt) sind zwei benachbarte Wände verbunden, um eine Rille zum Führen der Position der Schnittstellenendabschnitte der Mikrosäule und der Licht­ leitfaser zu bilden.

Der Kanal kann aus einem relativ starren Material herge­ stellt sein, das ermöglicht, daß der Kanal eine gebogene Form beibehält. Geeignete Materialien schließen Materialien, die auf Silizium basieren (beispielsweise Glas), Polymere (beispielsweise Polytetra-Fluorethylen, Polyethylen) und dergleichen ein, sind jedoch nicht auf dieselben begrenzt, welche einfallendes Licht ausgewählter Wellenlängen einlas­ sen, um eine Licht-Wechselwirkung zu bewirken. Bei einem Ausführungsbeispiel, bei dem das einfallende Licht die Mi­ krosäule bestrahlen kann, ohne die Kanalwand zu durchtreten, kann der Kanal aus einem nicht-transparenten Material, bei­ spielsweise einem Metall bestehen. Ein Beispiel ist ein Ka­ nal, der eine Öffnung in der Kanalwand aufweist, damit eine Lichtleitfaser denselben durchdringen kann, um die Mikrosäu­ le in dem Kanal zu bestrahlen. Vorzugsweise ist zumindest ein Abschnitt des Kanals für sichtbares Licht transparent (oder lichtdurchlässig), so daß die Positionen der Schnitt­ stellenenden der Mikrosäulenabschnitte von außerhalb des Ka­ nals bestimmt werden können.

Der Mikrosäulen-Schnittstellenendabschnitt 24 kann ein Teil der Mikrosäule der Mikrosäulenvorrichtung 8 sein, oder kann ein diskreter Abschnitt sein, der durch eine Koppelhülse oder ein Anschlußstück (das aus einem Polymermaterial, bei­ spielsweise Polytetra-Fluorethylen, TEFLON, sein kann) mit der Mikrosäule der Mikrosäulenvorrichtung verbunden ist. In gleicher Weise kann der Schnittstellenendabschnitt 26 der Lichtleitfaser entweder ein diskreter Abschnitt oder die Lichtleitfaser des Detektors 10 sein.

Fig. 8 zeigt einen Abschnitt eines weiteren Ausführungsbei­ spiels der Analysevorrichtung der vorliegenden Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der Mikrosäulen- Schnittstellenendabschnitt 124 eine Ausbauchung (oder einen vergrößerten Abschnitt) 139 an dem Schnittstellenende 128 auf. Diese Ausbauchung 139 weist eine zu dem Lumen der Mi­ krosäule vergrößerte Öffnung auf, um das Schnittstellenende 130 der Lichtleitfaser 114 aufzunehmen, wodurch die Ausrich­ tung und die nicht-starre Einspannung des Schnittstellenen­ des 130 der Lichtleitfaser bezüglich des Schnittstellenendes 128 der Mikrosäule vereinfacht ist. Bei diesem Ausführungs­ beispiel muß der Kanal 122 keinen bogenförmigen Abschnitt aufweisen, obwohl ein derartiger bogenförmiger Abschnitt be­ vorzugt ist, um jede laterale (d. h. im allgemeinen senkrecht zu der Mittellinie der Mikrosäule und der Lichtleitfaser) Bewegung der Schnittstellenenden 128, 130 zu reduzieren. Ein Lichtstrahl 18 kann senkrecht auf den Mikrosäulen-Schnitt­ stellenendabschnitt 124 gerichtet werden. Der Kanal 122 ist derart ausgerichtet, daß das Spülfluid im allgemeinen paral­ lel zu den Schnittstellenendabschnitten 124, 126 fließt.

Fig. 9 zeigt einen Abschnitt noch eines weiteren Ausfüh­ rungsbeispiels der Analysevorrichtung, bei dem der Mikrosäu­ len-Schnittstellenendabschnitt 124 eine Ausbauchung 139 an dem Schnittstellenende 128 für eine nicht-starre Kopplung mit dem Schnittstellenende 130 der Lichtleitfaser 114 auf­ weist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Kanal 222 der­ art angeordnet, daß das Spülfluid in eine Richtung fließt, die allgemein senkrecht zu den Mittellinien der Schnittstel­ lenendabschnitte 124, 126 der Mikrosäule und der Lichtleit­ faser ist. Um eine Leckage des Spülfluids zu verhindern, können Hülsen 141A, 141B verwendet sein, um sich um die Schnittstellenendabschnitte 124 bzw. 126 anzupassen, um ge­ gen die Wand des Kanals 222 abzudichten.

Fig. 10 zeigt einen Abschnitt eines Ausführungsbeispiels der Analysevorrichtung, die mehrere (zwei oder mehr) Mikrosäulen und mehrere Lichtleitfasern aufweist. Der Kanal 322 weist Vorsprünge 323A, 323B auf, die als Führungen wirken, so daß jede Mikrosäule mit einer entsprechenden Lichtleitfaser aus­ gerichtet sein kann. Die Schnittstellenenden 328A, 328B, 328C der Mikrosäulen 312A, 312B, 312C und der Schnittstel­ lenenden 330A, 330B, 330C der Lichtleitfasern 314A, 314B, 314C liegen aufgrund der elastischen Flexibilität ihrer ent­ sprechenden Schnittstellenendabschnitte an den Vorsprüngen 323A, 323B bzw. der Kanalwand 322 an. Bei diesem Ausfüh­ rungsbeispiel sind Lichtstrahlen (die bei Fig. 10 in die Ebene des Papiers verlaufen und nicht dargestellt sind) an Orten 334A, 334B, 334C auf Fluidproben an den Mikrosäulen- Schnittstellenendabschnitten 312A, 312B bzw. 312C gerichtet (oder fokussiert). Es sollte jedoch offensichtlich sein, daß die Lichtstrahlen auch in einem nicht-senkrechten Winkel auf die Mikrosäulen auftreffen können. Alternativ können die Mi­ krosäulen allgemein in einer Ebene angeordnet sein, wobei ein Lichtstrahl in einem Weg auf die Fluidproben geleitet werden kann, der allgemein parallel zu dieser Ebene ist, und auf eine solche Art und Weise, daß vorzugsweise keine Mikro­ säule eine weitere Mikrosäule bezüglich des einfallenden Lichts abschirmt.

Obwohl derartige Systeme mit mehreren Mikrosäulen in einem röhrenförmigen Kanal realisiert sein können, ist eine solche Konfiguration besonders geeignet, wenn der Kanal ein Kanal mit offener Oberseite ist, der mit einer Abdeckung abdicht­ bar ist (beispielsweise mit einer flachen Unterseite, so daß Führungen, wie z. B. die Vorsprünge 323A, 323B, ohne weiteres hergestellt werden können). Ein Kanal mit offener Oberseite erleichtert die Handhabung der Schnittstellenendabschnitte für eine Ausrichtung. Die Führungen können Merkmale wie z. B. Rillen, Stege, Haken und dergleichen sein, die in den Kanal eingebaut sein können, unabhängig davon ob der Kanal eine offene Oberseite hat oder nicht. Vorzugsweise sind die Mi­ krosäulen und die Lichtleitfasern weit genug getrennt oder die Führungen schirmen dieselben ausreichend ab, so daß Licht, das von der Fluidprobe in einer der Mikrosäulen abge­ strahlt wird, nicht wesentlich zu einer Lichtleitfaser, die mit einer anderen Mikrosäule gekoppelt ist, übertragen wird.

Da das Lichteinlaßende einer Lichtleitfaser bei der vorlie­ genden Erfindung in der Nähe von und ausgerichtet mit dem Auslaßende einer entsprechenden Mikrosäule positioniert ist, wird durch die Lichtleitfaser sehr wenig Licht, das von der Mikrosäule gestreut wird, gesammelt. Aus dem gleichen Grund ist ferner das Übersprechen zwischen Mikrosäulen in einer Vorrichtung mit mehreren Mikrosäulen minimiert. Somit ist das vorliegende Lichterfassungsverfahren vorteilhaft gegen­ über einem Verfahren des Erfassens einer Licht-Wechselwir­ kung durch eine Mikrosäulenwand unter Verwendung eines De­ tektors in einem Winkel zu der Mittellinie der Mikrosäule (wie bei den bekannten Verfahren).

Die Mikrosäulenvorrichtung

Die Mikrosäulenvorrichtung 8, die schnittstellenmäßig mit dem Detektor 10 verbunden ist, kann bei der vorliegenden Er­ findung jede Einrichtung sein, durch die ein Fluid durch eine Mikrosäule geleitet wird. Tatsächlich muß diese Mikro­ säule keine Trennungsfunktion durchführen, sondern kann nur Fluid als eine Leitung transportieren, solange die Mikrosäu­ le eine Fluidprobe enthält, auf die Licht für eine Licht- Wechselwirkung gerichtet werden kann. Vorzugsweise führt die Mikrosäule eine Funktion des Trennens von Analyten in einer Fluidprobe durch, beispielsweise einer Flüssigkeit bei der Flüssigchromatographie (LC) oder der Kapillarelektrophorese (CE), wie z. B. der Kapillarzonenelektrophorese (CZE; CZE = Capillary Zone Electrophoresis).

Ein speziell brauchbarer Typ eines Flüssigchromatographen, der für die vorliegende Erfindung geeignet ist, ist ein Hochleistungs-Flüssigchromatograph (HPLC). Jedoch kann auch jede Mikrosäulen-Trennungsvorrichtung verwendet werden, die eine Analysemikrosäule für die Trennung unterschiedlicher Analyte in einer Fluidprobe verwendet. Beispiele der Chroma­ tographietechniken, die für eine derartige Mikrosäulentren­ nung zweckmäßig sind, umfassen die Umkehrphasen-Chromato­ graphie, die Größenausschlußchromatographie, die Adsorp­ tionschromatographie, die Affinitätschromatographie, die Ionenaustauschchromatographie und dergleichen. Die Flüssig­ chromatographie und die Hochleistungs-Flüssigchromatogra­ phie, ebenso wie die Ausrüstung für derartige Techniken, sind in der Technik gut bekannt.

Die Trennung von Analyten durch die Mikrosäule kann auf der physikalischen und chemischen Beschaffenheit der Analyte ba­ sieren, ebenso wie auf den physikalischen und chemischen Charakteristika der Mikrosäule (beispielsweise des Füll­ stoffs, der Beladung und dergleichen), die die Durchlaufge­ schwindigkeit der Analyte durch die Mikrosäule beeinflussen. Die Abmessungen der Mikrosäule sind abgängig von der ausge­ wählten Trenntechnik und der gewünschten Auflösung. Folglich hängen die Länge, der innere Durchmesser und der äußere Durchmesser der Mikrosäule von der Trenntechnik und der ge­ wünschten Auflösung ab. Bei der Flüssigchromatographie (LC) weist die Mikrosäule typischerweise einen inneren Durchmes­ ser von etwa 10 µm bis etwa 5000 µm, vorzugsweise etwa 100 µm bis etwa 2000 µm, auf, obwohl Mikrosäulen mit anderen Größen verwendet werden können. Der äußere Durchmesser der Mikrosäule ist im allgemeinen derart ausgewählt, daß die Mikrosäule die mechanische Stärke und Unversehrtheit auf­ weist, um einen Betrieb mit dem geeigneten Druck und die notwendige Handhabung zu ermöglichen. Beispielsweise beträgt der äußere Durchmesser einer Mikrosäule für eine Hochlei­ stungs-Flüssigchromatographie typischerweise etwa 400 µm bis etwa 10 mm.

In gleicher Weise beträgt bei der Kapillarelektrophorese (CE) der innere Durchmesser der CE-Mikrosäule von etwa 5 µm bis etwa 200 µm, obwohl Mikrosäulen anderer Größen verwendet werden können. Die Dicke der Säule ist derart, daß die Säule die mechanische Unversehrtheit und Festigkeit für einen Be­ trieb unter dem Druck, die für eine Handhabung bei der Ka­ pillarelektrophorese geeignet ist, aufweisen wird. Techniken des Auswählens der Abmessungen (einschließlich der Länge, des inneren Durchmessers und des äußeren Durchmessers) und der Spannung für die Trennung spezieller Analyttypen (bei­ spielsweise von Nukleinsäuren) in einer Fluidprobe durch die Kapillarelektrophorese sind in der Technik gut bekannt.

Das Material des Aufbaus der Mikrosäule hängt von dem Typ der verwendeten Analysetechnik ab. Die Auswahl des Materials ist durch den Druck, der in der Mikrosäule ausgeübt wird, und den gewünschten chemischen Widerstand beeinflußt. Übli­ cherweise erhältliche Mikrosäulen für die Flüssigchromato­ graphie können aus einem Metall (beispielsweise rostfreiem Stahl), einem nicht-metallischen inorganischen Material (beispielsweise Quarzglas), ebenso wie einem Polymer, bei­ spielsweise Polytetra-Fluorethylen (PTFE), Polyether-Ether- Keton (PEEK) und dergleichen bestehen. Bei der Kapillarelek­ trophorese werden im allgemeinen nicht-metallische Kapillare verwendet. Die Auswahl der Abmessungen und das Material des Aufbaus der Mikrosäulen für eine Trennungseinrichtung, bei­ spielsweise bei der Flüssigchromatographie und der Kapillar­ elektrophorese, sind in der Technik bekannt. Bei einer Mi­ krosäulenvorrichtung, bei der die Mikrosäule Licht der ge­ wünschten Wellenlänge nicht durchläßt, kann die Mikrosäule mit einer weiteren Mikrosäule gekoppelt sein (die derartiges Licht durchläßt), um eine Fluidprobe für eine Bestrahlung zu derselben zu übertragen, um eine Licht-Wechselwirkung zu be­ wirken.

Betrieb der Vorrichtung

Im allgemeinen wird die Mikrosäulenvorrichtung unter Stan­ dardprozeduren betrieben, um die Analyte zu eluieren. Bei­ spielsweise wird eine Fluidprobe, die Zielanalyte enthält, durch die Mikrosäulenvorrichtung gesendet, um die Zielana­ lyte in der Mikrosäule zu trennen (beispielsweise bei der Flüssigchromatographie oder der Kapillarelektrophorese). Verfahren und Vorrichtungen zum Erzeugen und Richten eines geeigneten Lichtstrahls, um eine Licht-Wechselwirkung zu bewirken, sind in der Technik bekannt und können zur Verwen­ dung bei der vorliegenden Erfindung angepaßt werden. Bei­ spielsweise können die Laser und Fokussierungsmechanismen, die in der US-4.675.300 oder der US-5.006.210 offenbart sind, verwendet werden. Ferner kann das Verfahren des Ver­ wendens von Lichtleitfasern, um Licht auf eine Fluidprobe zu fokussieren, wie es durch die US-5.324.401 beschrieben ist, für die vorliegende Erfindung angepaßt werden, speziell für die Bestrahlung mehrerer Mikrosäulen. Jedoch findet die Be­ strahlung der Fluidproben bei der vorliegenden Erfindung vorzugsweise in einem Winkel (noch bevorzugter in einem rechten Winkel) zu der Mikrosäule statt, und nicht axial in die Mikrosäule. Ein einfallender Lichtstrahl wird in der Nähe des Schnittstellenendes und in einem Winkel, der im allgemeinen senkrecht zu der Mittellinie der Mikrosäule ist, auf die Mikrosäule (beispielsweise auf die Mittellinie der­ selben) gerichtet. Auf diese Weise wird, bevor ein Analyt das Mikrosäulenschnittstellenende verläßt, dasselbe dem ein­ fallenden Licht ausgesetzt, was eine Licht-Wechselwirkung, wie z. B. eine Fluoreszenz, eine indirekte Fluoreszenz, eine Phosphoreszenz, eine Ramanstreuung und dergleichen, bewirkt. Als Ergebnis der Licht-Wechselwirkung wird Licht von dem Analyt abgestrahlt (oder von anderen Substanzen in der Fluidprobe) und verläßt das Mikrosäulen-Schnittstellenende (beispielsweise das Ende 28 in Fig. 2).

Das Schnittstellenende (beispielsweise das Ende 30) der Lichtleitfaser empfängt und leitet das Licht von der Licht- Wechselwirkung zu einem anderen Teil des Detektors (bei­ spielsweise einem Photomultiplizierer, einer Elektronik, usw.). Der Detektor kann einen Photomultiplizierer, ein la­ dungsgekoppeltes Bauelement (CCD; CCD = Charge Coupled Device) und dergleichen aufweisen. Die Lichtleitfaser kann eine beliebige optische Faser sein (beispielsweise aus Quarzglas, einem Polymermaterial und dergleichen), die in der Lage ist, das gewünschte Licht, das von dem Analyt (oder der Fluidprobe) als ein Ergebnis der Licht-Wechselwirkung abgestrahlt wird, aufzunehmen und zu leiten. Derartige Lichtleitfasern und Lichtdetektoren sind in der Technik be­ kannt. Das Schnittstellenende der Lichtleitfaser ist groß genug, um ausreichend Licht von der Mikrosäule zu empfangen, um eine wirksame Analyse der Zielanalyte zu ermöglichen. Vorzugsweise ist der Kern der Lichtleitfaser nicht so groß, daß dieselbe eine übermäßige Menge von gestreutem Licht sam­ melt. Das Spülfluid spült die Fluidprobe, die die Mikrosäule 12 verläßt, kontinuierlich aus dem Beleuchtungsweg des ein­ fallenden Lichtstrahls 18 weg, so daß jede Fluidprobe außer­ halb der Mikrosäule die Analyse nicht stören wird. Der Zwi­ schenraum zwischen den Schnittstellenenden der Mikrosäule und der Lichtleitfaser ist vorzugsweise durch das Spülfluid besetzt.

Obwohl die veranschaulichenden Ausführungsbeispiele des Ana­ lysesystems und des Verfahrens des Verwendens des Systems der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben wurden, sollte es offensichtlich sein, daß die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele durch einen Fachmann modifiziert werden können, speziell in Größe und Form und der Kombination der verschiedenen beschriebenen Merkmale, ohne von dem Geist und dem Bereich der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise können auch Kanäle unterschiedlicher Formen verwendet werden. Fer­ ner kann das Schnittstellenende der Lichtleitfaser in die Mikrosäule eingefügt sein. Eine Ausbauchung an dem Schnitt­ stellenende der Mikrosäule kann verwendet werden, um eine solche Einfügung zu erleichtern.

Claims (10)

1. Analysesystem (7) zum Analysieren einer Fluidprobe mit folgenden Merkmalen:

• (a) einer Mikrosäule (12) zum Leiten der Fluidprobe durch dieselbe, wobei die Mikrosäule (12) eine Ach­ se, eine Mikrosäulenwand (35), ein Einlaßende und ein Auslaßende (28) aufweist, wobei die Fluidprobe von dem Einlaßende zu dem Auslaßende (28) fließt;
• (b) einer Lichtquelle (20) zum Liefern von Licht durch die Mikrosäulenwand (35) in die Mikrosäule (12) in der Nähe des Auslaßendes (28) derselben, wobei das Licht eine Wellenlänge aufweist, um eine Licht-Wech­ selwirkung mit der Fluidprobe zu bewirken, um zu be­ wirken, daß Licht von der Fluidprobe abgestrahlt wird; und
• (c) einer Lichtleitfaser (14) mit einem Lichteinlaßende (30), das axial, nicht-starr mit dem Auslaßende (28) der Mikrosäule (12) gekoppelt ist, zum Erfassen des von der Fluidprobe über das Auslaßende (28) abgestrahlten, durch die Licht-Wechselwirkung erzeugten Lichtes, wobei es Informationen über das Vorliegen oder die Menge eines Analyts in der Fluid­ probe liefert.

2. System gemäß Anspruch 1, das einen Kanal (22) mit einer nach innen gerichteten Wand (23) und einer Mittellinie aufweist, wobei der Kanal (22) zumindest einen End­ abschnitt (24) der Mikrosäule (12), der das Auslaßende (28) aufweist, und zumindest einen Endabschnitt (26) der Lichtleitfaser (14), der das Einlaßende (30) aufweist, umhüllt, wobei ein Spülfluid an dem Auslaßende (28) der Mikrosäule (12) vorbeifließen kann, um die Fluidprobe, die die Mikrosäule verläßt, von dem Lichteinlaßende (30) der Lichtleitfaser (14) wegzuspülen.

3. System gemäß Anspruch 2, bei dem die Endabschnitte (24, 26) durch die nach innen gerichtete Wand (23) für eine Selbstausrichtung eingespannt sind, derart, daß das Aus­ laßende (28) der Mikrosäule (12) in der Nähe des Licht­ einlaßendes (30) der Lichtleitfaser (14) ist, um zu er­ leichtern, daß Licht, das von der Fluidprobe abgestrahlt wird, von der Lichtleitfaser empfangen und durch diesel­ be übertragen wird.

4. System gemäß Anspruch 2 oder 3, bei dem der Kanal (22) zumindest einen gebogenen Abschnitt (32) aufweist, um den Endabschnitt (24) der Mikrosäule (12) und den End­ abschnitt (26) der Lichtleitfaser (14) nicht-starr ein­ zuspannen.

5. System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Auslaßende (28) der Mikrosäule (12) eine Ausbauchung aufweist, um eine vergrößerte Öffnung zur Aufnahme des Lichteinlaßendes (30) der Lichtleitfaser (14) zu lie­ fern, um einen Endabschnitt (24) der Mikrosäule (12), der das Auslaßende (28) aufweist, und einen Endabschnitt (26) der Lichtleitfaser (14), der das Lichteinlaßende (30) aufweist, auszurichten.

6. System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, das einen Detektor (10) aufweist, wobei die Lichtleitfaser (14), die nicht-starr mit der Mikrosäule (12) gekoppelt ist, eine Lichtleitfaser des Detektors (10) ist.

7. System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, das eine Mikrosäulen-Trennungsvorrichtung (8) aufweist, die wirk­ sam ist, um ein Analyt von einem weiteren Analyt zu trennen, wobei die Mikrosäule (12), die nicht-starr mit der Lichtleitfaser (14) gekoppelt ist, eine Mikrosäule der Mikrosäulen-Trennungsvorrichtung ist.

8. Verfahren zum Analysieren einer Fluidprobe mit folgenden Schritten:

• (a) Einführen der Fluidprobe in eine Mikrosäule (12), um die Fluidprobe zu einem Auslaßende (28) der Mikro­ säule (12) zu bewegen;
• (b) Bestrahlen der Fluidprobe, um eine Licht-Wechselwir­ kung mit der Fluidprobe in der Mikrosäule (12) in der Nähe des Auslaßendes (28) derselben zu bewirken, wobei die Licht-Wechselwirkung bewirkt, daß Licht von der Fluidprobe abgestrahlt wird; und
• (c) Erfassen des von der Fluidprobe über das Auslaßende (28) abgestrahlten, durch die Licht-Wechselwirkung bewirkten Lichtes mit einer Lichtleitfaser (14), die ein Lichteinlaßende (39) aufweist, das axial, nicht-starr mit dem Auslaßende (28) der Mikrosäule (12) gekoppelt ist, wobei es Informationen über das Vorliegen oder die Menge eines Analyts in der Fluidprobe liefert.

9. Verfahren gemäß Anspruch 8, das die Verwendung eines Kanals (22) mit einer nach innen gerichteten Wand (23) und einer Mittellinie, um zumindest einen Endabschnitt (24) der Mikrosäule (12), der das Auslaßende (28) aufweist, und zumindest einen Endabschnitt (26) der Lichtleitfaser (14), der das Lichteinlaßende (30) auf­ weist, zu umgeben, aufweist, wobei ein Spülfluid an dem Auslaßende der Mikrosäule (12) vorbeifließen kann, um die Fluidprobe, die die Mikrosäule (12) verläßt, von dem Lichteinlaßende (30) der Lichtleitfaser (14) wegzuspü­ len.

10. Verfahren gemäß Anspruch 9, bei dem die Endabschnitte (24, 26) durch die nach innen gerichtete Wand (23) für eine Selbstausrichtung eingespannt sind, derart, daß das Auslaßende (28) der Mikrosäule (12) in der Nähe des Lichteinlaßendes (30) der Lichtleitfaser (14) ist, um zu erleichtern, daß Licht, das von der Fluidprobe im all­ gemeinen axial aus der Mikrosäule (12) abgestrahlt wird, auf das Lichteinlaßende (30) der Lichtleitfaser (14) auftrifft.