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Verfahren zum Trennen von Substanzen mittels Säulenchromatographie
und Gerät zur Ausübung dieses Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum
Trennen von Substanzen mittels Säulenchromatoraphie, bei welchem die Substanzen
in eine etwa vertikale, hohle Säule eingegeben werden, die eine die Durchflußgeschwindigkeit
der gelösten Fraktionen verschieden stark hemmende Packung als stationäre Phase
enthält, wonach die Fraktionen als bewegliche Phase nacheinander am Säulenfuß austreten
und über ein die Fraktionen erkennendes und registrierendes Aggregat hinweg in einer
Mehrzahl von Behältern aufgefangen werden, sowie ein Gerät zur Ausübung dieses Verfahrens.
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Die Trennung von Substanzen ist sowohl für analytische wie auch für
synthetische Zwecke im chemischen und biologischen Bereich allgemein gebräuchlich
Eine in weitem Umfange hierzu angewendete Methode ist die Säulenchromatographie,
deren Hilfsaggregate und -mittel dem Aggregatzustand und der chemischem Zusammensetzung
der zu trennenden Substanzen angepaßt sind. So sind z.B. als stationäre Phase Ionenaustauscher,
tolekularsiebe, Aluminiumoxyd, Zellulose, Kohle und dgl.
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bekannt, mit denen die Substanzen in unterschiedliche chemischt oder
chemisch-physikalische Wechselwirkung treten.
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Bei den bisher bekannten Vorrichtungen dieser Art tropft das Säuleneluat
in nacheinander austretenden Fraktionen getrennt ab und wird in untergestellten
Kleinbehältern wie z,EX 13.
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ganzgläschen gesammelt, um dann wieder weiterverarbeitet zu
werden.
Die Reagenzgläschen - meist zwischen 50 und 200 Stücksind in besonderen rahmen gehalten
und werden durch schrittweisen Vorschub dieser Rahmen ausgewechselt, wobei der Vorschub
vom Volumen des Eluats aus gesteuert wird, d.h. über Tropfenzähler oder z.B. über
aufgrund der Tropfgeschwindigkeit einstellbare Zeitschalter, so daß in jedem Falle
der Füllgrad der einzelnen Reagenzgläschen untereinander etwa gleich ist.
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Zwischen der Säule und dem jeweiligen Sammelbehälter ist ein Erkennungsaggregat
eingeschaltet, das in der Lage ist, die einzelnen Fraktionen voneinander zu unterscheiden
und das auf ein Registriergerät - z.B. einen Punktschreiber - einwirkte so daß nach
Ablauf des Trennvorgangs neben der die einzelnen Eluatmengen enthaltenden Vielzahl
geordneter Behälter auch eine Aufzeichnung vorliegt, die über Art und Menge der
geschnittenen Fraktionen Aufschluß gibt.
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Das Erkennungsaggregat kann z.B. aus einem das austretende Fluat durchdringenden
und auf ein Photometer auftreffenden U\-Strahl bestehen, wenn sich die Fraktionen
durch verschiedene UV-Absorption voneinander unterscheiden. Auch die Absorption
sichtbaren Lichts kann zur Erkennung dienen. Andere anwendbare Erkennungsaggregate
können beispielsweise auf pH-T;çerte, auf Leit- und Wärmeleitfähigkeit und sonstige
th-rmische oder auch radioaktive Signale reagieren.
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Diese Säulenchromatographie in der bisher bekannten Form weist eine
Reihe recht wesentlicher Nachteile auf: a) Die Steuerung des Behälterwechsels muß
notwendigerweise über das Volumen des Eluats erfolgen und daher muß der jeweilige
Wechsel von einer Fraktion zur nachfolgenden völlig unberücksichtigt bleiben. Das
hat zur unvermeidbaren Folge, daß nach jedem abgeschlossenen Trennvorgang eine ganze
Reihe von Behältern vorliegt, die mit mischungen aus benachbarten Fraktionen gefüllt
sind und daher in aller Regel für einc unmittelbare Weiterverarbeitung unbrauchbar
sind.
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b) cinc Vorrichtung für das bekannte Verfahren muß sinnvollerweise
für die unterschiedlichen Trennungsverhalten der anfallenden Substanzgemische ausgelegt
sein. Das bedeutet, daß eine relativ große Zahl von Kleinbehältern vorgesehen sein
inuß, um eine Trennung auch in eine Vielzahl differenzierter Fraktionen in sich
kleinen- Volumens zu ermöglichen, Bei jeder Trennung in wenige, großvolumige Fraktionen
jedoch hat dies wiederum zur Folge, daß jede einzelne Fraktion ih eine Vielzahl
kleinvolumiger Gläschen verteilt werden muß, Diese oft @underte von Reagenzgläschen
oder Röhrchen müssen dann einzeln umgeschüttet und vielfach auch - um Verluste zu
ver meiden - nachgewaschen werden, wodurch eine sehr beträchtlich Zusatzarbeit verursacht
wird. fit dem gleichen Zusatzautwand müssen danach alle diese Kleinbehälter wieder
einzeln gereinigt
werden oder es entsteht im anderen Falle ein
sehr unwirtschaftlicher Verbrauch großer Mengen von Einmalgläschen.
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c) Vielfach werden von einer bestimmten, in ihrer Zusammensetzung
bereits bekannten Substanzmischung nur einzelne Fraktionen für die Weiterverarbeitung
benötigt, während die übrigen, in der Mischung enthaltenen Fraktionen Abfall sind.
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Das bekannte Verfahren erlaubt jedoch keinerlei Auswahl bestimmter
Fraktionen, so daß für die nicht benötigten Fraktionen der in solchen Fällen völlig
nutzlose Aufwand zwangsläufig mitübernommen werden muß, wie er oben unter b) schon
beschrieben ist.
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d) Schließlich müssen oitmals einzelnen vorbekannten Fraktionen sofort
Schutzmittel oder sonstige Reagenzien (wie z.B, Mercaptane oder Sterilisierungsmittel,
Schutzgas u.ä.) zugesetzt werden. Der hierfür anfallende Aufwand ist recht beachtlich,
da in solchen Fällen oftmals mehrere Hundert einzelner Reagenzgläschen mit derartigen
mitteln vorpräpariert werden müssen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das chromatographische Trennverfahren
dahin zu verbessern, daß jede einzeln erkannte und registrierte Fraktion unabhängig
von ihrem Jeweilig spezifischen Volumen selbsttätig und vollständig in je ein einziges
Sammelgefäß eingeleitet wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem Erkennungsaggregat
ein Steuerteil nachgeschaltet wird, welches durch Vergleich jedes Erkennungssignals
mit dem unmittelbar vorangegangenen Signal den Wechsel von einer Fraktion zur nachfolgenden
erkennt und dabei gleichzeitig einen Impuls in einem angeschlossenen Schaltgerät
auslöst, das mit Jedem Schaltschritt einen Wechsel des Behälters veranlaßt. Vorteilhaft
ist es, wenn am Steuerteil mindestens ein über einen ganzen Verfahrensabschnitt
gleichbleibender Schwellenwert eingestellt wird und in einem gesonderten Schaltkreis
ein Impuls ausgelöst wird, sobald die Erkennungssignalfolge den eingestellten Schwellenwert
kreuzt. Der gesonderte Schaltkreis steht mit einem Teil des Schaltgeräts in Verbindung,
welches das unterhalb des Schwellenwerts erkannte Eluat in ein gesonwertes, von
den Fraktionsbehältern getrenntes Sammelgefäß einleitet. Zweckmäßig ist es, wenn
alle unterhalb des Schwel-1 enwerts erkannte Eluate eines Verfahrensabschnitts in
ein gminschaftliches Sammelgefäß eingeleitet werden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 eine Schemaskizze dos
bekannten Systems der Säulenehromatographie mit angeschlossenem Punktschreiber,
Fig. 2 ein Beispiel eines die Fraktionen angebenden Diagramms, Fiv. 3 ein Ausführungsbeispiel
des mechanischen Teils der
Fraktionssteuerung im Schnitt nach der
Linie A - B in Fig. 4, Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie C - D in Fig. 3, Fig.
5 einen Schnitt nach der Linie E - F in Fig. 3, Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie
G - F. in Fig. 3 und Fig. 7 das vereinfachte Beispiel eines dem Erkennungsaggregat
nachgeschalteten Steuerteils mit Schaltgerät im Schaltbild.
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Mit der Erfindung wird das in Fig. 1 beispielsweise schema- atisch
skizzierte System der Säulenchromatographie verbessert und ergänzt. In der bekannten
methode wird das zu trennende Substanzgemisch - meist in flüssiger Form - in die
hohle Säule S eingegeben, die eine statinnäre Phase z.B. in Form eines Ionenaustauschers
J enthält. Läßt man aus einem Vorratsbehälter ein geeignetes Elutionamittel L durch
die Säule S fließen, dann werden die zu trennenden Substanzen nacheinander gelöst
und vom Ionenaustauscher J heruntergewaschen.
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Dies erfolgt in einer von der stationären Phase abhängigen Geschwindigkeit
und Reihenfolge Je nach der Festigkeit, mit der die einzelnen Fraktionen an der
stationären Phase anhaften.
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Das Volumen des Elutionsmittels L beträgt in der Regel ein Vielfaches
des Säulenvolumens und die Substanzen werden stark verdünnt.
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Das am Fuß der Säule S austretende Eluat E fließt oder tropft
in
eine Reihe von Reagenzgläschen oder ähnlichen Kleinbehältern KB, die jeweils nach
Erreichen ihres Füllgrads gewechselt werden, so daß nach Abschluß des Trennvorgangs
eine geordnete Reihe von Kleinbehältern KB zur Verfügung steht, die alle eine etwa
gleiche Menge des Eluats E enthalten.
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Vor dem Abtropfen durchtritt das Eluat E eine am Säuleniuß angeordnete
Küvette K und wird dort erkannt und registriert.
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Im dargestellten Schemabeispiel ist angenommen, daß sich die Fraktionen
durch unterschiedliche UV-Absorption voneinander unterscheiden. Hier besteht daher
das Erkennungsaggregat EA aus einer Lichtquelle, die UV-Strahlen bestimmter Wellenlänge
durch die Küvette hindurch auf ein Fhotometer Ph auftreffen läßt, von wo aus die
Meßwerte in bekannter Weise z.B.
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über einen Punktschreiber auf einen Diagrammstreifen D über tragen
werden.
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Nach Abschluß des Trennverfahrens trägt dann der Diagrammstreifen
D eine Fraktionskennlinie. bei der die abszisse den Zeitablauf angibt, während auf
den Ordinaten der jeweilige Grad der UV-Absorption abzulesen ist. Die Fraktionskennlinie
beschreibt eine unregelmäßige Wellenkombination. bei der jede Welle von Talpunkt
zu Talpunkt Je eine Fraktion begrenzt, die im Bereich des Wellenbergs am stärksten
konzentriert im Eluat E enthalten ist. Bei dem in Fig. la schematisch dargestellten
Ausschnitt eines Diagrammstreifens D ist durch eine vertikale
Streifenteilung
die Zugehörigkeit der Fraktionskennlinie zu den Jeweiligen Kleinbehältern KB angedeutet,
wenn die Trennung nach der bisher bekannten Methode durchgeführt wird.
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Es ergibt sich hieraus, daß z,B, die Fraktion F4 in den Reagenzgläschen
e t k, FS in k - m und F6 in m t o enthalten ist, Somit enthalten hier die Reagenzgläschen
e, k, m und o Jeweils eine Mischung benachbarter Fraktionen und können in der Regel
nicht verwendet werden. Für die Weiterverarbeitung geeignet verbleiben zu den Fraktionen
F5 und F6 nur je ein Reagenzgläschen 1 und n, während die brauchbare Fraktion F4
auf die vier Kleinbehälter f,g,h und i verteilt ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren dagegen legt den jeweiligen Behälterwechsel
genau auf den jeweiligen Talpunkt, also auf die genaue Trennlinie zwischen den einzelnen
Fraktionen gemäß z.B. dem Diagrammstreifen nach Fig. 2. Dadurch wird daher erreicht,
daß Jede Fraktion F1 - F7 in Je einem einzigen Behälter zur Verfügung stehen, ohne
daß dieser eine Beimischung über die Trennlinien hinaus aus benachbarten Fraktionen
enthält. Hierbei wurde zunächst unberücksichtigt gelassen, daß bei hochliegenden
Talpunkten sich die wirkliche Kennlinie nach unten fortsetzt (wie z.B. zwischen
F2 und F3 punktiert angedeutet), so daß in Wahrheit der Behälter mit F2 doch noch
eine geringfügige Beimischung aus der Fraktion F3 aufweist Dies ist Jedoch ein auch
bei den bekannten Verfahren auftretender, bekannter Faktor, der - falls erforderlich
-durch
wiederholtes Fraktionieren ausgeschaltet werden kann, In
vielen Fällen kann Jedoch eine so geringfügige Beimischung vernachlässigt und das
Resultat der erfindungsgemäß durchgeführten Trennung direkt weiterverarbeitet werden.
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Um zu gewährleisten, daß der Behälterwechsel stets und mit Sicherheit
genau mit dem Fraktionswechsel zusammeniällt, wird erfindungsgemäß dem Erkennungsaggregat
ein Steuerteil nachgeschaltet, welches jedes Erkennungssignal mit dem unmittelbar
vorangegangenen vergleicht. In Fig. 2a ist ein ausschnitt aus einer Fraktionskennlinie
schematisch mit einigen markanten Vergleichspositionen veranschaulicht: Der Zeitablauf
ist hier in Richtung von links nach rechts angenommen, so daß die Werte U2, U2'
etc. die zuletzt erhaltenen Erkennungssignale (im vorgeschilderten Beispiel der
Erkennung mittels Photometer PH können es Spannungs-oder auch Stromgrößen sein)
und die Werte U1, U1' etc. die unmittelbar vorangegangenen Signale symbolisieren.
Vlird daher ein Vergleich dieser unmittelbar aufeinanderfolgenden Signale vorgenommen,
dann ist die Differenz /ZU bei ansteigender Fraktionskennlinie positiv und bei abiallender
Kennlini£'(/\U') negativ.
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Das dem Erkennungsaggregat EÄ nachgeschaltete Steuerteil ermittelt
die Polarität der Diiferenzen tU, tU' etc. und
ist erfindungsgemäß
so ausgelegt, daß es bei einem Wechsel der Polarität von negativ nach positiv (also
unmittelbar nach U1'') einen Schaltimpuls auslöst, nicht dagegen bei einem umgekehrten
Wechsel von positiv nach negativ (Ulr) Geräte für solche Signalvergleiche können
ohne technische Schwierigkeit aus bekannten Bauelementen der Schwachstromtechnik,
der Elektronik oder z,B. auch aus Bausteinen bekannter Digitalrechner u.dgl. zusammengesetzt
werden und es bereitet dem Fachmann auch keine Schwierigkeit, einen Impulsgeber
in der oben beschriebenen weise einzufügen.
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Der ausgelvste Impuls bewirkt über ein Schaltgerät den Jeweiligen
Wechsel des Behälters und auch ein solches Schaltgerät läßt sich ohne Schwierigkeit
aus bekannten Bauteilen man/ erstellen. So kann/es in einfachster Form z.B. mit
dem schon vorhandenen Rahmen verkuppeln, der - wie schematisch in Fig,l angedeutet
- eine Reihe von Behältern trägt und diese nacheinander im schrittweisen Vorschub
unter das abtropfende Eluat E stellt. Natürlich müßten in einem solchen Falle die$
größere Volumina aufweisen, als es in der bisher gebrästchlichen Form der Fall ist,
Eine Variante hierzu könnte vorsehen, im Rahmen anstelle der Kleinbehälter KB Trichter
oder dgl. anzuordnen, die z.B. über Schlauchleitungen in an anderem Grt aufgestellte,
großvolumige Behälter einmünden, wobei dann nur die Trichter beim Wechsel bewegt
werden.
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Eine besonders vorteilhafte Art des Behälterwechsels besteht erf#ndungsgemäß
darin, daß die einzelnen Behälter samt ihren Zuleitungen während des Trennvorgangs
relativ ortsfest und unbewegt bleiben und statt einer Behälterverschiebung das Eluat
selbst über einen Vielwegehahn umgeleitet wird, der seinerseits vom Schaltgerät
in schrittweisem Vorschub nacheinander Je eine Verbindung vom Säulenfuß zum Jeweiligen
Behälter öffnet.
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Ein Ausführungsbeispiel für eine solche Anordnung ist in den Fig.
3 bis 6 in Schnitten veranschaulicht. Am Säulenfuß ist hier unterhalb des Rrkennungsaggregats
E@ eine Zuführung 1 - zweckmäßigerweise ein flexibler Schlauch - angeschlossen,
der in das Küken 2 des Vielwegchahns 3 mündet,und der seinerseits eine hier in einer
Reihe angeordnete Vielzahl von abgängen 4 aufweist. Jeder der Abgänge 4 ist über
Je eine ebenfalls vorzugsweise flexible Zuleitung 5 mit einem der Behälter 6 verbunden.
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Das Küken 2 steht z.B. über eine Stange 7 mit dem Schaltgerät in Eingriff,
welches es mit Jedem Schaltschritt vom einen abgang 4 zum nächsten bewegt. Die Stange
7 kann z.B.
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als Zahnstange ausgebildet sein und das Schaltgerät in ein Ritzel
ausmünden, das mit einer Umdrehung die Stange 7 um genau den abstand zweier benachbarter
abgänge verschiebt.
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Natürlich sind auch andere Anordnungen und Vorschubarten
möglich
- so kann z.B. der Vielweghahn mit kreis- oder sternförmig angeordneten Abhängen
versehen-sein u.dgl..
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Im Beispielsfalle weist die Stange 7 eine Schraubenliniennut 8 auf,
deren Steigung dem genauen abstand zweier benachbarter Abgänge entspricht und mit
der ein relativ ortsfester Greifer 9 ständig in Eingriff steht. Das Schaltgerät
weist einen Motor 11 auf, der über ein Ritzel ein Zahnrad 10 antreibt. Dieses ist
koaxial auf der Stange 7 längsverschiebbar, aber durch Nocken und längsnut 11 unverdrehbar
gelagert.
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Beschreibt das Zahnrad 10 eine volle Umdrehung, dann führt auch die
Stange 7 eine Umdrehung aus und verschiebt sich in der Schraubenliniennut 8,9 genau
vom einen zum nächsten i.bgang 4. Neben dem Zahnrad ist auf der Stange 7 mindestens
ein Teller 12 in der gleichen Weise - zur Stange längsverschiebbar, aber unverdrehbar
- gelagert, dessen Umfang an einer Stelle eine Ausklinkung 13 aufweist, in die ein
relativ ortsfester Arbeitskontakt W.S1 einrastet, der zweckmäßigerweis;-als Mikroschalter
ausgebildet ist.
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Erhält der Motor 1 durch den Schaltimpuls von außen her einen kurzen
Stromstoß und beginnt, den Teller 12 zu drehen, dann schließt sich der Kontakt MS1
(vgl. Fig. 5 und 6) und hält de-Motorstromkreis geschlossen, auch nachdem der Stromstoß
des Schaltimpulses beendet ist. Erst nach einer genau vollen Umdrehung fällt der
Kontakt LS1 in die Ausklinkung 13 zurück
und öffnet damit den Motorstromkreis
dann, wenn das Küken 2 in genauer Korrespondenzlage zum nächsten abgang 4 steht.
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Bei der Trennung von Substanzgemischen kommt es häufig vor, daß die
Fraktionen nur von einem bestimmten Schwellenwert SW an (vgl. Fig. 2) brauchbar
sind und alle Eluate E verworfen werden, deren Erkennungssignale unter diesem Schwellenwert
SW (also z.B. unter einem bestimmten Absorptionsminimum) liegen. Bei der Fraktionskennlinie
gemäß Fig. 2 sind diese Eluate als Leerwertfraktionen C1 bis O4 angegeben. Die Erfindung
sieht hierzu vor, diese Leerwertfraktionen gesondert zu sammeln. wozu das Steuerteil
so ausgelegt wird. daß es das Einstellen eines für einen ganzen Verfahrensabschnitt
gleichbleibenden Schwellenwerts SW ermöglicht und in einem gesonderten Schaltkreis
ein Impuls ausgelöst wird, sobald die Erkennungssignalfolge den eingestellten Schwellenwert
SW kreuzt.
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hierzu ist auf der Stange 7 ein zweiter Teller 12a gelagert, dessen
Ausklinkung 13a an anderer Stelle als diejenige des ersten Tellers 12 - z.B. diametral
gegenüberliegend - angeordnet ist. Auf dem zweiten Teller 12a liegt ein zweiter
Arbeitskontakt MS2 auf und der Arbeitsstrom wird vom ersten Intakt MS1 auf den zweiten
MS2 umgeschaltet, sobald der Schwellenwert unterschritten wird, und der Motor M1
bewirkt eine halbe Umdrehung des Kükens 2 bis zum Erreichen der
Ausklinkung
13a. In dieser Stellung korrespondiert das Küken 2 mit einem gang 4a einer zweiten
- hier der ersten diametral gegenüberliegenden - Abgangsreihe, durch welche die
Leerwertfraktionen abgeleitet werden. Diese figängre 4a liegen Jeweils genau in
der Mitte zwischen Je zwei benachbarten Fraktionsabgängen 4 und sie münden zweckmäßigerweise
alle über einen Sammelkanal 14 in ein gemeinschaftliches Sammelgefäß 15.
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Für das Steuerteil ist ein elektronischer Aufbau besonders zweckmäßig.
Eine beispielsweisc- Schaltung ist in Fig. 7 im Schaltbild vereinfacht dargestellt
und bewirkt folgende Funktionen: Die Signalfolge des Erkennungsaggregate L. wird
hier z.B.
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als Spannung U in das Steuerteil eingegeben: sie erzeugt am Widerstand
R1 eine Spannung, die vom Operationsverstärker OP mit der am Potentiometer P vorhanden
Spannung verglichen wird. Ist eine Differenz AU zwischen beiden Spannungen vorhanden,
dann wird diese verstärkt und schaltet je nach ihrer Polarität über einen der beiden
Trigger Tr1 oder Tr2 den rotor B2 nach links oder rechts lat'ftnd ein. Der Motor
2 ist mechanisch mit dem Potentiometer P verbunden und erschiebt dessen Spannungswert
in Richtung auf denjenigen des Widerstands R1, bis die Spannungsdifferenz bes@@t@@@t
ist.
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Dieses Motorpotentiometer läuft somit dem @@-Strom - beispielsweise
Photometerstrom
- ständig nach und es hat gegenüber den sonst vielfach üblichen Kondensatorschaltungen
den Vorteil, daß ein eingestellter ert auch über längere Zeit hinweg konstant bleibt.
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Um eine sichere Schaltung zu gewährleisten und um zu vermeiden, daß
ein Sachschleichen des Motors ohne eindeutige Änderung der Vergleichswerte auftritt,
ist die folgende Anodnung vorteilhaft, bei der im Beispiel angenommen wird, daß
der Vollausschlag des Erkennungssignals bei rd. 100 mV liegt und eine Ansprechgenauigkeit
von + 1 mV gewünscht ist, die vom Operationsverstärker von + 1 mV auf + 15 V verstärkt
werden. Jede Spannungsdifferenz von 1 mV erzeugt somit am ausgang des OP einen Spannungssprung
von 15 V, und um diese Jeweiligen Spannungsänderungen in eindeutige Steuersignale
umzuwandeln, wird dem OP eine Logik nachgeschaltet.
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Das O-Potential des OP liegt in der Mitte zwischen beiden Versorgungsspannungen
+ 15 V und - 15 V; das O-Fotential der nachfolgenden Logik muß daher mit dem -Pol
der OP-Versorgungsspannung verbunden sein. Die Trigger sind so ausgelegt, daß Tr1
bei + 10 V und Tr2 bei + 20 V schaltet und dem Tr2 ist vor dem Anschluß des Motors
M2 ein Inverter J nachgeschaltet.
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Die Stromweg beider Trigger münden in einen R-S-Flip-Flop FF1, woraus
sich folgende logische Verknüpfung ergibt, die ein eindeutiges Steuersignal bewirkt:
OP-
OP- Schaltzustand an Eingang (#U) Ausgang Tr1 Tr2 J Motorlauf FF1 0 mV 0 0 1 0 steht
+ 1 mV + 15 V 1 1 0 links Q = 1 - 1 mV - 15 V 0 0 1 rechts Q = 1 Das Motorpotentiometer
P-2 ist mechanisch mit einem Mikroschalter S1 mit variierbarer Schaltstellung verbunden,
der zur Einstellung des Schwellenwerts SW (vgl. Fig. 2) dient.
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Dem R-S-Flip-Flop FF1 ist ein Master-Slave-Flip-Flop FF2 nachgeschaltet,
woraus sich dann folgende Steuerung ergibt (das Schaltbild Fig. 7 gibt den Steuerungszustand
gemaß Fig. 3 an, bei welchem die Umschaltung von einer Fraktion zur nächsten beginnt
wie in Punkt U1' in Fig. 2a): Der R-S-Flip-Flop FF1 war bei jeder Spannungsdifferenz
+ der ansteigenden Kennlinie mit Q auf log 1 geschaltet und behielt diesen Schaltzustand
bei, bis eine negative Spannungsdifferenz -#U festgestellt wurde (wie bei Punkt
U1''' gemäß Fig. 2a). In diesem Punkt schaltete er Q auf log 1.
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Gleichzeitig wird dieser Schaltzustand in den Masterteil des FF2 übernommen,
ohne daß sich an dessen laisgängen ((%= 0, Q = log 1) etwas ändert Erst wenn zum
ersten Male
wieder eine positive Spannungsdifferenz auftritt (wenn
alao der Behälterwechsel eintreten soll) und FF1 wieder auf Q -log 1 umschaltet,
wird auch im FF2 der log 1 - Zustand auf den Ausgang t& übertragen (s. Fig.
7) und über einen Tränsistorverstärker auf das Relais Rls geschaltet, Dieser kurze
Schaltimpuls wird vom Relais Rls dem Kontakt c zugeleitet und damit der Motor Ml
gestartet. Mit dem Motoranlauf verdreht sich der Teller 12 geringfügig und schließt
den Kontakt MS1, wodurch der Stromkreis des Motors Ml auch bei offenem Relaiskontakt
bis zum Ablauf einer vollen Umdrehung geschlossen bleibt. Der Schaltimpuls des Relais
Rls wird daneben zugleich über ein RC-Glied R2-Cl dem Rückstelleihgahg R des FFZ
zugeleitet und schaltet dessen Ausgang Q wieder auf 0, so daß der Ausgangszustand
wieder hergestellt ist.
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Der vorgeschilderte schaltschritt bezog sich auf eine Steuerung oberhalb
des eingestellten Schwellenwerts. Wird dieser dagegen unterschritten, dann wird
dabei mechanisch der Schalt ter S1 betätigt, der den Pol c des Motors kl von a nach
b umschaltet. Damit wird der Teilkreis a mit dem Teller 12 und dem Kontakt MS1 stillgelegt
und der Stromkreis des Motors Ml geschlossen, da der Kontakt MS2 in dieser Stellung
des zweiten Tellers 12a bereits geschlossen ist. Der Motor Kl beginnt sofort die
Drehung des Tellers 12a, bis naph einer halben Umdrehung sich der Kontakt MS2 wieder
öffnet. Damit in dieser Steuerphase unterhalb des Schwellenwerts (in der
ein
u.U. mehrfacher Wechsel der Polarität der Spannungsdifferenzen #U möglich ist) ein
vozeitiger Behälterwechsel vermieden wird, ist der Schalter S1 mit einem zusätzlichen
Kontaktsatz versehen, der den FF2 -Ausgang Q in 0-Stellung festhält, Daß die Stromversorgung
dieses Steuerteils stabilisiert sein sollte, bedarf keiner Betonung. Zweckmäßig
kann in manchen Fällen eine Verzögerungsschaltung sein1 die die Logik verzögert
ein-1 aber unverzögert ausschaltet (wegen eventueller Luftblasen im Schlauch), Bauelemente
für eine solche Ergänzung sind bereits bekannt, ebenso diejenigen für eine Umschaltung
der Farbbänder des Punktschreibers. die es z.B.
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ermöglichen, die Fraktionen ober- und unterhalb des Schwellenwerts
verschiedenfarbig aufzuzeichnen.
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Die Erfindung bietet folgende Vorteile: jede erkannte Fraktion wird
vollständig, aber ohne Jede Beimischung aus benachbarten Fraktionen in einem einzigen
Behälter gesammelt und das aufwendige Umschütten, Nachwaschen und Reinigen vieler
Einzelröhrchen oder dgl. entfällt. Nicht benötigte Leerwertfraktionen werden auf
wirtschaftlichste Weise in ein einziges, gemeinschaitliches Sammelgefäß eingeleitet.
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Die Präparierung einzelner Fraktionsbehälter Bit Schutzmittel, od,dgl.
ist einfach und wirtschaftlich. Die Proben können leicht gekühlt werden, ohne die
ganze Vortichtung in einer
Kühltruhe oder dgl unterbringen zu müssen,
da die Behälter bei der erfindungsgemäßen anordnung sich nicht mehr direkt am Gerät
befinden müssen, sondern über die Zuleitungen 5 eine gewisse Freiheit der Plazierung
erlauben. Die Fraktionen können sogar in flüssigem Stickstoff sofort eingefroren
werden, was besonders im biologischen Bereich manchmal von erheblichem Vorteil ist.
Bei geeigneter unordnung können die Fraktionen auch sofort und automatisch einer
Dialyse oder Konzentrierung unterworfen werden,-was bei Proteinen, mnkromolekularen
Stoffen und dgl. vorteilhaft sein kann und bei den bisher bekannten Verfahren nicht
möglich war.
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Patentansprüche: