DE2123653B2 - Vorrichtung zur Herstellung eines Elutionsmittels - Google Patents
Vorrichtung zur Herstellung eines ElutionsmittelsInfo
- Publication number
- DE2123653B2 DE2123653B2 DE2123653A DE2123653A DE2123653B2 DE 2123653 B2 DE2123653 B2 DE 2123653B2 DE 2123653 A DE2123653 A DE 2123653A DE 2123653 A DE2123653 A DE 2123653A DE 2123653 B2 DE2123653 B2 DE 2123653B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- liquid
- valve
- valves
- mixing chamber
- concentration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
- B01F35/80—Forming a predetermined ratio of the substances to be mixed
- B01F35/81—Forming mixtures with changing ratios or gradients
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
- G01N30/02—Column chromatography
- G01N30/26—Conditioning of the fluid carrier; Flow patterns
- G01N30/28—Control of physical parameters of the fluid carrier
- G01N30/34—Control of physical parameters of the fluid carrier of fluid composition, e.g. gradient
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D11/00—Control of flow ratio
- G05D11/02—Controlling ratio of two or more flows of fluid or fluent material
- G05D11/13—Controlling ratio of two or more flows of fluid or fluent material characterised by the use of electric means
- G05D11/135—Controlling ratio of two or more flows of fluid or fluent material characterised by the use of electric means by sensing at least one property of the mixture
- G05D11/138—Controlling ratio of two or more flows of fluid or fluent material characterised by the use of electric means by sensing at least one property of the mixture by sensing the concentration of the mixture, e.g. measuring pH value
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
- G01N30/02—Column chromatography
- G01N30/26—Conditioning of the fluid carrier; Flow patterns
- G01N30/28—Control of physical parameters of the fluid carrier
- G01N30/34—Control of physical parameters of the fluid carrier of fluid composition, e.g. gradient
- G01N2030/347—Control of physical parameters of the fluid carrier of fluid composition, e.g. gradient mixers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/2931—Diverse fluid containing pressure systems
- Y10T137/3112—Main line flow displaces additive from shunt reservoir
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Accessories For Mixers (AREA)
Description
40
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines Elutionsmittels mit vorbestimmter Konzentration
von zwei oder mehr Flüssigkeiten und insbesondere zur Herstellung eines Elutionsmittels mit
zeitlich veränderlicher Konzentration von zwei oder mehr Flüssigkeiten.
Das einfachste Elutionssystem für chromatographische
Säulen verwendet ein aus einer einzigen Flüssigkeit bestehendes Elutionsmittel. In vielen Fällen reicht
jedoch eine einzige Flüssigkeit nicht aus, um alle gewünschten Materialien aus der Säule zu entfernen. Es
werden daher auch Elutionsmittel benutzt, die zwei oder mehr als zwei Flüssigkeiten in feststehender Konzentration
enthalten. Im folgenden soll das Prinzip mit zwei Flüssigkeiten A und B erläutert werden, obgleich
erfindungsgemäß auch mehr als zwei Flüssigkeiten zur Herstellung des Elutionsmittels verwendet werden
können.
Bei dem bekannten Prinzip der Gradienten-Eluierung
enthält das Elutionsmittel anfangs eine feststehende Konzentration der Flüssigkeiten (im allgemeinen 100%
A und 0% B) und diese Konzentration wird allmählich geändert und durchläuft Zwischenwerte, bis eine zweite
feststehende Konzentration der Flüssigkeiten erreicht ist (im allgemeinen 0% A und 100% B). Hierzu werden
im allgemeinen zwei Pumpen für konstanten Durchsat/ verwendet. Mit einer dieser Pumpen wird Flüssigkeit
aus einem Gefäß, das die Anfangskonzentration der
45
50
55
60 beiden Flüssigkeiten enthalt (im allgemeinen 100% A
und 0% B) in die Säule gempumpt Mit der zweiten
Pumpe wird Flüssigkeit mit der geforderten Endkonzentration der beiden Flüssigkeiter, (im allgemeinen 0%
A und 100% B) in das Gefäß gepumpt, das der ersten
Pumpe zugeordnet ist, so daß die Konzentration der Flüssigkeit in dem Gefäß, aus dem die Säule gespeist
wird, allmählich die Werte der Endkonzentration annimmt Diese Methode hat jedoch mehrere Nachteile.
Es sind stets zwei Pumpen nötig, und trotz ziemlich genauer Kontrolle der Konzentrationsänderung ist man
nicht in der Lage, ganz bestimmte Konzentrationsänderungen einzustellen, um damit die Erfordernisse bei
speziellen Tests zu erfüllen. In manchen Fällen werden anstelle des oben beschriebenen Zweistufensystems
zwei Proportional-Mengenreglerventile in Verbindung mit den beiden Pumpen angewendet und die Flüssigkeitsströmung
durch die Ventile variiert, um die geforderte Konzentration einzustellen. Dieses System
ist deswegen nachteilig, weil die Strömung durch Proportionalventile nur schwierig, wenn überhaupt mit
einer gewissen Genauigkeit zu regulieren ist, insbesondere bei geringem Durchsatz, und deshalb die
Konzentration nicht genau gesteuert werden kann.
In der US-PS 32 16 622 wird eine Methode zum Mischen von zwei Flüssigkeiten mit Hilfe einer
Mischkammer und eines elektrisch gesteuerten Ventilsystems beschrieben, um immer ein konstantes Flüssigkeitsverhältnis
einzustellen. Eine periodisch abwechselnde Steuerung der Ventile zur Erzeugung variierender
Konzentration ist dagegen nicht vorgesehen.
Zur Gradienten-Elution schlägt die US-PS 34 46 057 die Verwendung von Dosierpumpen oder Proportionssteuerventilen vor, mit denen sich zwar die Flüssigkeitskonzentrationen ständig variieren lassen, die jedoch den bereits erwähnten Nachteil haben, daß sich die Konzentrationsänderung sehr schwer genau steuern läßt.
Zur Gradienten-Elution schlägt die US-PS 34 46 057 die Verwendung von Dosierpumpen oder Proportionssteuerventilen vor, mit denen sich zwar die Flüssigkeitskonzentrationen ständig variieren lassen, die jedoch den bereits erwähnten Nachteil haben, daß sich die Konzentrationsänderung sehr schwer genau steuern läßt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine zur Herstellung eines Elutionsmittels geeignete Vorrichtung
anzugeben, die eine Elutionsflüssigkeit liefert, in der die Konzentration von zwei oder mehr Flüssigkeiten
jeweils auf genau bekannte Werte eingestellt werden kann. Mit dieser Vorrichtung soll die Konzentration
der beiden Flüssigkeiten, sofern zwei Flüssigkeiten verwendet werden, zeitlich genau steuerbar sein und
ein Elutionsmittel hergestellt werden können, in dem die Konzentration der Flüssigkeiten zeitlich variierbar ist,
wobei die Steuerung der Flüssigkeitskonzentrationen im Elutionsmittel wie auch die Geschwindigkeit, mit der
diese Konzentrationsänderungen herbeigeführt werden, flexibel sein soll. Außerdem sollte es die Vorrichtung
ermöglichen, daß ein Elutionsmittel mit zeitlich variierbarer Flüssigkeitskonzentration mit Hilfe einer
einzigen Pumpe hergestellt werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Anspruch 1 angegebene Vorrichtung vorgeschlagen, während bevorzugte
Ausbildungen dieser Vorrichtung Gegenstand der Unteransprüche 2 und 3 sind.
Erfindungsgemäß wird mit der Vorrichtung die ständige Änderung der Flüssigkeitszusammensetzung
dadurch bewirkt, daß man die zu mischenden Flüssigkeiten in variierenden Mengen einer großen Mischkammer
zuführt und aus der Mischkammer ständig Flüssigkeit abzieht. Dabei werden Absperrventile verwende die
entweder offen oder geschlossen sind. Hierdurch wird eine viel einfachere und genauere Steuerung ermöglicht,
als sie sich durch Einregelung von Proponionalventilen
oder Dosierpumpen ohne Mischkammer durchführen läßt Die Kombination aus nur ein- und ausschaltbaren
Ventilen und einer großen Mischkammer bietet somit den Vorteil einer sehr einfachen, aber auch viel
genaueren Steuerung der ständig variierenden Flüssigkeitskonzentration.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung eines Elutionsmittels weist eine Quelle für eine erste
Flüssigkeit und eine Quelle für eine zweite Flüssigkeit auf, sowie eine Dosiereinrichtung mit einem Mischbereich,
mit desi Mischbereich verbundenen Absperrmitteln und einer Programmsteuerung, die mit den
Absperrmitteln verbunden ist und sie betätigt, sowie schließlich Flüssigkeitszuführungen zum Zuleiten der
ersten bzw. der zweiten Flüssigkeit zu den Absperrmit- is
teln. Der Mischbereich wird dann unmittelbar an die Säule angeschlossen. Die Absperrmittel bestehen aus
mindestens zwei Ventilen: einem ersten Ventil zwischen der Zuleitung für die erste Flüssigkeit und dem
Mischbereich und einem zweiten Ventil zwischen mindestens einem Teil der Zuleitung für die zweite
Flüssigkeit und dem Mischbereich. Die Programmsteuerung betätigt periodisch das eine oder das andere Ventil
der Absperrmittel, so da3 der Mischbereich periodisch mit jeweils einer der beiden Flüssigkeiten versorgt wird.
Der Mischbereich ist eine getrennte Mischkammer, deren Volumen beträchtlich größer als das maximale
Flüssigkeitsvolumen ist, das in den Misch lereich während des Zeitabschnitts, in dem eines der beiden
Ventile der Absperrmittel betätigt wird, eintritt, und die Kammer kann mit einer Einrichtung ausgestattet
werden, die die Flüssigkeiten in der Kammer gründlich vermischt, so daß die Mischung in der gesamten
Kammer völlig homogen ist
Die Mischkammer ist mit einer Einrichtung versehen, die es gestattet, einen Teil der jeweils in der
Mischkammer befindlichen Flüssigkeit aus der Mischregion wegzuführen, wodurch ein Elutionsmittel geliefert
wird, in dem die Konzentration jeder Flüssigkeit der Augenblickskonzentration in der Mischkammer entspricht.
Vorzugsweise wird die Flüssigkeit kontinuierlich aus der Mischkammer an die Säule geliefert.
Als Absperrmittel können dienen: ein Dreiwegeventil, zwei getrennte Ventile oder eine beliebige
Auf-Zu-Anordnung, mit der Flüssigkeit aus einer Fluidleitung auf eine andere Fluidleitung geschaltet
werden kann. Die folgende Beschreibung erläutert ein System mit zwei getrennten Ventilen. Diese Ventile
können beliebig ausgeführt sein — beispielsweise als Magnetventil oder als druckluftbetätigtes Ventil -- ,
sofern es durch ein von außen herangeführtes Signal betätigbar ist. Als Programmiereinrichtung kann jede
Einrichtung dienen, die ein Signal erzeugt und den Ventilen zuführt, das die Ventile zu betätigeil vermag.
Zweckmäßigerweise sind die Ventile als Magnetventile ausgeführt, und die Programmsteuerung besteht aus
einem elektronischen Signalerzeuger, der zwei elektronische Signale liefert, von denen das eine ein
periodisches Signal ist und das andere eine monoton zunehmende Funktion darstellt. Die Programmsteue- bo
rung vermag ferner die Ventile zu steuern, indem das eine Ventil geöffnet wird, wenn der Augenblickswert
des einen Signals den Augenblickswert des anderen Signals überschreitet, und dann das andere Ventil
geöffnet wird, wenn der umgekehrte Fall eintritt. «
Als erste und zweite Flüssigkeitszulcitung können zwei getrennte Pumpen dienen, die je nach den
Umständen konstante Leistung oder konstanten Druck liefern; in einer bevorzugten Auaführungsform wird
jedoch mit einer einzigen Pumpe gearbeitet Anstelle der zweiten Pumpe ist eine Speicherkammer vorgesehen.
Die einzige Pumpe allein arbeitet als Förderpumpe für die erste Flüssigkeit und fördert die erste Flüssigkeit
in das erste Ventil. Die zweite Flüssigkeitszuleitung umfaßt sowohl die Speicherkammer, die mit der zweiten
Flüssigkeit angefüllt werden kann, als auch die Pumpe.
Die Pumpe ist mit der Speicherkammer und dem zweiten Ventil so verbunden, daß bei geöffnetem
zweitem Ventil die von der Pumpe geförderte erste Flüssigkeit benutzt wird, um die in der Speicherkammer
befindliche zweite Flüssigkeit in das zweite Ventil zu drücken. Das Ventil kann in Strömungsrichtung gesehen
entweder oberhalb oder unterhalb der Speicherkammer vorgesehen werden, und je nach den Erfordernissen der
Anlage läßt sich eine Pumpe für konstante Leistung oder für konstanten Druck einsetzen. Die Speicherkammer
ist so auszubilden, daß in dem Zeitabschnitt, in dem das System in Tätigkeit ist, praktisch keine Vermischung
der ersten Flüssigkeit mit der zweiten Flüssigkeit eintritt. Eine Speicherkammer in Form eines langen
dünnen Rohres, das wesentlich mehr Flüssigkeit aufzunehmen vermag als in einer bestimmten Situation
gebraucht werden muß, erfüllt diese Voraussetzung.
Die Arbeitsweise des oben angedeuteten Systems läßt sich am besten in Verbindung mit den Zeichnungen
beschreiben, die folgendes darstellen:
F i g. 1 eine schematische Übersicht über die einfachste
Ausführungsfoi'm der Erfindung;
F i g. 2 eine schematische Übersicht über eine erste Ausführungsform einer verbesserten Version der
Erfindung, bei der nur eine einzige Pumpe erforderlich ist;
F i g. 3 eine schematische Übersicht über eine zweite Ausführungsform der Erfindung, bei der nur eine einzige
Pumpe erforderlich ist;
F i g. 4 eine schematische Übersicht über die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung;
F i g. 5 eine schematische Übersicht über eine Ausbildung einer Vorrichtung, die zum Messen der aus
der Speicherkammer entnommenen Flüssigkeitsmenge dient;
F i g. 6 eine graphische Darstellung mehrerer möglicher Wellenfuktionen, die zum Steuern der Ventile
verwendet werden können, sowie der von ihnen erzeugten Programmierfolgen;
Fig. 7 eine Kurvendarstellung einer möglichen Programmierfolge.
Nach F i g. 1 sind eine Quelle 11 für Flüssigkeit A und
eine Quelle 12 für Flüssigkeit B vorgesehen und mit konstanten Druck ausübenden Pumpen 13 bzw. 14
verbunden. Diese Pumpen sind jeweils an eine Mischeinrichtung 15 angeschlossen, die zwei Absperrventile
16 und 17, eine Mischkammer 18 und eine (nicht gezeichnete) Programmsteuerung aufweist, die an die
Ventile angeschlossen ist und die Betätigung der Ventile steuert. Die Pumpen 13 bzw. 14 sind an die Ventile 16
bzw. 17 angeschlossen, die beide mit der Mischkammer 18 verbunden sind. Von der Mischkammer 18 wiederum
führt eine Verbindung zu der säulenchromatographischen Anordnung 19, die aus einer Einlaßöffnung 20,
einer Säule 21 und einem Detektor 22 besteht. Die Säulenanordnung ihrerseits entwässert in einen Ablauf
23. Das hier beschriebene Elutionssystem ist für alle Anwendungen brauchbar, bei denen in einer Mischung
eine einwandfrei überwachte oder veränderte Konzentration von Flüssigkeiten erforderlich ist, der Einfach-
heil halber soll das System für die Herstellung des
Elutionsmiuels zur Flüssigkeitschromatographie beschrieben werden.
Die Absperrventile 16 und 17 stellen in Ruhe geschlossene Absperrventile dar, die von einem äußeren
Signal gesteuert werden. Besonders geeignete Ventile sind Magnetventile oder druckluftbetätigte Ventile.
Man könnte auch ein durch ein Signal betätigtes Dreiwegeventil oder ein beliebiges Ventilsystem verwenden, das zuverlässig in gesteuerten Zeitintervallen
von einer Flüssigkeit auf eine andere umgesteuert werden kann. Die Beschreibung nimmt im folgenden auf
Magnetventile und elektronische Programmsteuerungen Bezug.
Die konstanten Druck liefernden Pumpen fördern im Betrieb ihre Flüssigkeiten in das jeweils zugeordnete, in
Ruhe geschlossene Absperrventil. Die Programmsteuerung öffnet dann eines der Ventile für die Dauer eines
vorbestimmten Zeitabschnitts. Es sei angenommen, daß immer die Flüssigkeit A als erste Flüssigkeit fließt und
daß infolgedessen das Ventil 16 geöffnet wird; es kann aber auch umgekehrt sein. Ein bestimmtes Volumen der
Flüssigkeit A tritt in die Mischkammer ein. Nun schaltet die Programmsteuerung das Ventil 16 ab und betätigt
das Ventil 17 für die Dauer eines zweiten Zeitabschnitts,
so daß ein bestimmtes Volumen der Flüssigkeit B in die Mischkammer eintreten kann. Unter normalen Umständen würde die Flüssigkeitmischung in der Mischkammer
anfangs zu 100% aus Flüssigkeit A, ohne einen Anteil an
Flüssigkeit B, bestehen. Um zu Beginn die Kammer zu füllen, muß daher das Ventil 16 periodisch oder während
langer Zeit geöffnet gehalten werden, bis die Mischkammer mit Flüssigkeil A gefüllt ist, und das Ventil 17 bleibt
geschlossen. Das Volumen der Mischkammer ist größer als das Flüssigkeitsvolumen, das jedes Ventil der
Programmsteuerung entsprechend während jeweils eines Arbeitsspiels bei periodisch geöffneten Ventilen
hindurchtreten lassen kann. Unter Arbeitsbedingungen, die ein hohes Maß von Gleichförmigkeit erfordern, darf
nur ein Bruchteil des zum Füllen der Mischkammer erforderlichen Volumens durch das Ventil fließen. Das
einer chromatographischen Säule zuzuführende EIutionsmittel kann unter hohem Druck zugeführt werden,
es kann aber auch unter dem Einfluß der Schwerkraft durch die Säulen wandern. Wenn die Mischkammer
vollständig mit der Anfangskonzentration gefüllt werden muß, ist es zweckmäßig, auf der Mischkammer
ein Ablaßventil vorzusehen, um in der Kammer eingeschlossene Luft abzublasen oder den Wechsel der
Flüssigkeiten in der Kammer zu erleichtern. Es sei vorausgesetzt, daß die Mischkammer vollständig mit
Flüssigkeit A gefüllt ist, daß die Programmsteuerung die Konzentration in der Mischkammer zu ändern hat,
während dse Flüssigkeit in der Kammer unter dem von den Pumpen 13 und 14 ausgeübten Druck in die Säule
geleitet wird Die einfachste Situation ist, daß die Endmischung zu 100% aus der Flüssigkeit β besteht und
keine Flüssigkeit A enthält Ein Weg, um diese Konzentration zu erreichen, wäre, daß die Programmsteuerung das Ventil 17 betätigen und das Ventil 16
überhaupt nicht betätigen würde. Wenn eine wesentliche Homogenität der Mischung am Ende der Mischkammer nächst der Säule nicht erreicht wird, dann ist
die Präzision und die Reproduzierbarkeit der der Säule zugeleiteten Konzentration dürftig, und die sich
ergebenden chromatographischen Bestimmungen sind mangelhaft.
periodisch oder ständig geöffnet, wobei kleine Volumina der Flüssigkeit B in die in der Mischkammer befindliche
Flüssigkeit eingeleitet werden. Allmählich nimmt die Konzentration der Flüssigkeit B in der Mischkammer
r, zu, bis die Mischkammer am Ende nur Flüssigkeit B
enthält. Es ist offensichtlich, daß in manchen Fällen die Zuführung von Flüssigkeit A, die in der Mischkammer
enthalten ist, nicht ausreicht, um die Änderung von der Anfangskonzentralion zur Endkonzentration in einer
in Weise ablaufen zu lassen, die den Anforderungen der
meisten Elutionsvorrichtungen entspricht. In diesem Fall muß die Programmsteuerung abwechselnd das
Ventil 16 und das Ventil 17 betätigen, um die Zuführung von Flüssigkeit A in die Mischkammer aufrechtzuerhal
len. Werden die Ventile IS und 17 abwechselnd gleich
lange Zeit geöffnet, wird die Endkonzentration 50% Flüssigkeit A und 50% Flüssigkeit B betragen. Um eine
Endkonzentration von 100% der Flüssigkeit B zu erreichen, muß die Zeitdauer, während welcher das
Ventil 16 offengehalten wird, allmählich bis auf Null herabgesetzt werden. Das geht im allgemeinen mit einer
Verlängerung der Zeitdauer einher, während welcher das Ventil 17 geöffnet gehalten wird. Die relativen
Zeitdauern bestimmen sich durch die Betriebserforder
nisse der Vorrichtung. Wenn eine bestimmte Konzen
tration verlangt wird, kann jedes Ventil so programmiert werden, daß es für eine bestimmte, unterschiedliche Zeitdauer geöffnet gehalten wird, die die verlangte
Konzentration festlegt, und diese Konzentration kann
aufrechterhalten werden, indem die Ventilöffnungszeiten während des ganzen Betriebs unverändert gehalten
werden.
F i g. 7 zeigt die Vielseitigkeit einer solchen Anlage. Wenn der Experimentator die günstigste Flüssigkeits-
j5 konzentration nicht kennt, kann die Anfangskonzentration auf einen vernüftigen Wert eingestellt und das
Ergebnis betrachtet werden. Ist es unzureichend, kann die Konzentration allmählich geändert werden, bis die
geforderte oder Endkonzentration erreicht ist, an
welchem Punkt die Konzentration auf dem gewünschten Niveau festgehalten werden kann. Wenn festgestellt
wird, daß eine Gradienteneluierung, d. h. ein Übergang von einer Konzentration zu einer anderen, zweckmäßig
ist die optimale Änderungsrate aber nicht bekannt ist,
so läßt sich die Rate einfach dadurch verändern, daß die
Ventile so programmiert werden, daß sie mit unterschiedlicher relativer Frequenz öffnen, bis die optimale
Änderungsrate ermittelt ist
Fig.2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der
Vorrichtung. Die einzige Änderung gegenüber F i g. 1 besteht darin, daß die Pumpe 14 durch einen
Flüssigkeitslieferer ersetzt ist der aus einer Speicherkammer 25 besteht die zwischen das Ventil 17 und die
Pumpe 13 geschaltet ist
Die Speicherkammer wird zunächst mit Flüssigkeit B aus der Quelle 12 gefüllt, indem man das Ventil 24 öffnet
so daß die Kammer sich unter Schwerkraftwirkung füllt Dann wird das Ventil 24 geschlossen und die einen
konstanten Druck ausübende Pumpe 13 arbeitet
abwechselnd, um ein Quantum Flüssigkeit A unmittelbar
zu dem Ventil 16 und ein Quantum Flüssigkeit A in die Speicherkammer 25 zu fördern, damit die in der
Speicherkammer befindliche Flüssigkeit B zum Ventil 17 gedrückt wird. Der Vorzug dieser Anordnung liegt
darin, daß eine einzige Pumpe benutzt werden kann, so
daß die Anlage weniger kostspielig wird, und daß ferner
beide Flüssigkeiten unter dem gleichen konstanten Druck oder mit gleicher Strömungsgeschwindigkeit an
ihre jeweiligen Ventile gefördert werden. Werden zwei Pumpen verwendet, ist es nicht leicht, die letztgenannte
Bedingung einzuhalten, weil es schwierig ist, die von den verschiedenen Pumpen ausgeübten Drücke oder Strömungsgeschwindigkeiten einander anzupassen. Die
Speicherkammer ist so auszubilden, daß keine wesentliche Vermischung zwischen der Flüssigkeit A und der
Flüssigkeit B stattfindet, wenn die Flüssigkeit A zum Verdrängen der Flüssigkeit B in Richtung auf das Ventil
17 benutzt wird. Ferner muß in der Speicherkammer eine ausreichende Menge der Flüssigkeit B gehalten
werden, um den Eluierungsvorgang vollständig ablaufen lassen zu können. Eine lange, enge Speicherkammer,
etwa ein langes enges Rohr genügt diesen Bedingungen.
Fig.3 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform. Bei dieser Ausführung sind die beiden Ventile 16
und 17 durch ein einziges Dreiwegeventil 26 ersetzt worden, und die einen konstanten Druck liefernde
Pumpe 13 ist durch eine Pumpe 27 mit konstanter Förderleistung ersetzt worden. Das Ventil 26 liegt in
Strömungsrichtung oberhalb der Speicherkammer 25 und nicht unterhalb der Kammer, es ließe sich aber auch
ohne weiteres unterhalb der Kammer anordnen. Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist die gleiche wie bei der
Vorrichtung nach F i g. 2.
Fig.4 zeigt die bevorzugte Ausbildungsform der Elutionseinrichtung. Bei dieser Ausführungsform sind
Flüssigkeitsquellen 11 bzw. 12 mit Standgläsern 30 bzw.
31 vorgesehen, damit der Stand der beiden Flüssigkeiten überwacht werden kann. Die Speicherkammer hat die
Form einer langen dünnen Rohrschlange 34, die durch Schwerkraft- oder Druckwirkung durch das Ventil 24
hindurch gefüllt wird. Um das Füllen der Kammer 34 zu
erleichtern, kann der Flüssigkeitsbehälter 12 über die
Ventile 32 bzw. 33 mit Luft bzw. Vakuum beaufschlagt werden. Die Speicherkammer ist über das Ventil 36, das
in Ruhe geschlossen ist, unmittelbar mit dem Ablauf 23 verbunden; das Ventil 36 dient sowohl zum Entleeren als
auch zum Erleichtern des Füllens der Speicherkammer. Die stromauf gelegene Seite (unteres Ende) der
Speicherkammer steht über das Ventil 35 mit der Pumpe 13 in Verbindung; das Ventil 35 wird geöffnet, wenn die
Flüssigkeiten den ihnen zugeordneten Ventilen zugeführt werden. Die Arbeitsweise der Vorrichtung
entspricht derjenigen nach F i g. 2. Die Speicherkammer wird gefüllt, und die Ventile 24 und 36 werden
geschlossen. Das Ventil 35 ist offen, und die Pumpe 13 wird dazu verwendet, dem Ventil 16 Flüssigkeit A
zuzuführen und die in der Speicherkammer 34 enthaltene Flüssigkeit gegen das Ventil 17 zu drücken.
Die dem Programm gemäß hergestellte Mischung wird durch die Säule in einen Ablauf 23 gedrückt Es ist darauf
zu achten, daß beim Betreiben der Vorrichtung nicht versehentlich die Flüssigkeit B während eines zu lang
ausgedehnten Betriebs aus der Speicherkammer 34 entfernt wird, so daß nur Flüssigkeit A in die
Mischkammer eingeführt wird. Um das zu verhindern, kann eine Einrichtung vorgesehen werden, mit der die
Menge der verbrauchten, ursprünglich in der Speicherkammer enthaltenen Flüssigkeit verfolgt werden kann,
Dazu sind ein Steuerorgan 37 und ein Auffanggefäß 38 vorgesehen. Als Steuerorgan ist gemäß Fig.4 ein
Dreiwegeventil angeordnet Das Dreiwegeventil ist so angebracht, daß es sich, wenn das Ventil 17 offen ist, in
der gezeichneten Stellung befindet, und ein Flüssigkeitsvolumen, das dem Flüssigkeitsvolumen gleich ist das
durch das Ventil 17 gelaufen ist wird bei geschlossenem
Ventil 39 in dem Auffanggefäß 38 gesammelt. Wenn das
Ventil 17 geschlossen ist, wird das Dreiwegeventil um eine Vierteldrehung nach links verstellt, und die
Flüssigkeit läuft unmittelbar in den Ablauf. Der Flüssigkeitsspiegel in dem Auffanggefäß 38 gibt ein
Maß für die Menge der Flüssigkeit B, die noch in der Speicherkammer verblieben ist, so daß sie ergänzt
werden kann, ehe der Vorrat erschöpft ist. Wenn die Untersuchung beendet ist, wird das Auffanggefäß 38
durch das Ventil 39 hindurch entleert.
Zweckmäßigerweise wird das Steuerorgan 37 durch das gleiche Signal betätigt wie das Ventil 17. Fig.5
zeigt, wie eine solche Betätigung auf einfache Weise vorgenommen werden kann. Die den Detektor 22
verlassende Flüssigkeit wird durch ein biegsames Rohr 53 geleitet, das an der Stange 54 angebracht ist, die
ihrerseits einen Teil eines Solenoidsystems 55 bildet Es sind zwei Auffanggefäße vorgesehen. Das eine Gefäß 52
führt direkt in den Ablauf 23; das andere Gefäß 50 führt über das Ventil 39, das in Ruhe geschlossen ist, zum
Ablauf 23. An dem Auffanggefäß 50 kann ein Standglas 51 angebracht werden. Wird das Ventil 17 durch ein
elektrisches Signal betätigt so wird auch das Solenoid 55 erregt, und das biegsame Rohr 53 wird über das
Auffanggefäß 50 gestellt Wird das Ventil 17 geschlossen, so lenkt das Solenoid 55 das biegsame Rohr 53 in
seine Stellung über dem Ablauf 23 zurück. Das ist ein brauchbarer Weg, wie eine Flüssigkeitsmenge aufgefangen werden kann, die dem durch das Ventil 17 laufenden
Volumen gleich ist
Einer der größten Vorteile der beschriebenen Vorrichtung ist ihre vielseitige Anwendbarkeit Die
Anfangs- und die Endkonzentration des Elutionsmittels lassen sich leicht einstellen, und auch die Änderungsrate
dieser Konzentration kann ohne weiteres festgelegt werden. Fig.6 zeigt eine Programmfolge, die zur
Veränderung der Konzentration in dem Elutionsmittel verwendet werden kann. Die Anordnung arbeitet mit
zwei elektronischen Signalen; das eine Signal, das Signal 60, stellt eine periodische Sägezahnwelle dar, das andere
Signal, das Signal 62, ist ein Auslösesignal, das in diesem
Fall linear anwächst Die Programmsteuerung, ein elektronischer Signalgenerator, erzeugt gleichzeitig
zwei Signale und vermag ein Ventil zu betätigen, wenn der Augenblickswert der Sägezahnwelle größer ist als
der Augenblickswert des Auslösesignals; er vermag das andere Ventil zu betätigen, wenn der Augenblickswert
der Sägezahnwelle kleiner ist als der Augenblickswert des Auslösesignals. Wenn das Ventil 16 das erste Ventil
ist, so gibt der schraffierte Bereich des Balkens unter dem Diagramm das zeitliche Intervall an, in dem
Flüssigkeit A in die Mischkammer gegeben wird, und die nicht schraffierten Bereiche geben die zeitlichen
Intervalle an, in denen Flüssigkeit β zugeführt wird. Die
relativen Zeitdauern hängen von den Arten der erzeugten Funktionen ab. Wenn man von den
vielfältigen Möglichkeiten der elektronischen Erzeugung von Funktionen Gebrauch macht kann praktisch
jede Programmfolge hergestellt werden. Fig.6 stellt
eine brauchbare Programmfolge dar. Eine Sägezahnwelle 60 in Kombination mit einem beliebigen, monoton
anwachsenden Auslösesignal beliebiger Gestalt etwa nach Signal 63, stellt eine weitere brauchbare Folge dar.
Ein lineares Auslösesignal 62 in Kombination mit einem periodischen Signal beliebigen Verlaufs wäre ebenfalls
brauchbar.
130 124/26
Claims (3)
1. Vorrichtung zur Herstellung eines Elutionsmitteis,
das aus einem flüssigen Gemisch aus zwei oder mehr Flüssigkeiten besteht, mit gesonderten Flüssigkeitsquellen,
mit einer oder mehreren Pumpen, die die Flüssigkeiten einer Mischkammer zuführen, und
Ventilen, die zwischen jeder Flüssigkeitsquelle und der Mischkammer angeordnet sind, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ventile (16, 17) Absperrventile sind und ein Programmiersystem
vorgesehen ist, das mit den Absperrventilen (16,17) verbunden ist, zur Steuerung der periodischen
Öffnung der Absperrventile (16,17), und daß ferner das Volumen der Mischkammer (18) größer ist als '5
das maximale Volumen der Flüssigkeit, das der Programmsteuerung entsprechend während einer
periodischen öffnung der Ventile hindurchtritt, und daß die Mischkammer (18) mit einem Ventil zum
kontinuierlichen Abführen eines Teils der in der Mischkammer enthaltenen Flüssigkeit versehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sie nur eine Pumpe (13) aufweist und daß die eine Flüssigkeitsquelle (11) mit der
Mischkammer (18) über die Pumpe (13) durch ein Absperrventil (16) verbunden ist, und daß für jede
zusätzliche Flüssigkeitsquelle (12) je eine Speicherkammer (25) vorgesehen ist, die durch ein Absperrventil
(24) von der betreffenden Flüssigkeitsquelie (12) abgeschaltet werden kann und zwischen der M
Pumpe (13) und dem mit der Mischkammer (18) verbundenen Ventil (17) angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle von zwei Flüssigkeitsquellen
(11, 12) anstelle der Einzelventile (16, 17) ein Dreiwegventil (26) vorgesehen ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US3663370A | 1970-05-12 | 1970-05-12 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2123653A1 DE2123653A1 (de) | 1971-11-25 |
DE2123653B2 true DE2123653B2 (de) | 1981-06-11 |
DE2123653C3 DE2123653C3 (de) | 1982-04-29 |
Family
ID=21889723
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2123653A Expired DE2123653C3 (de) | 1970-05-12 | 1971-05-12 | Vorrichtung zur Herstellung eines Elutionsmittels |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3712513A (de) |
JP (1) | JPS5019959B1 (de) |
CH (1) | CH529585A (de) |
DE (1) | DE2123653C3 (de) |
FR (1) | FR2091465A5 (de) |
GB (1) | GB1340093A (de) |
NL (1) | NL7106434A (de) |
SE (1) | SE383567B (de) |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52133294A (en) * | 1976-05-01 | 1977-11-08 | Nippon Bunko Kogyo Kk | Pumping system and liquid transfer process for liquid chromatography |
US4391390A (en) * | 1981-01-21 | 1983-07-05 | Howard Arthur G | Chemical-mixing and dispensing apparatus |
US4496245A (en) * | 1983-03-07 | 1985-01-29 | International Business Machines Corporation | Liquid chromatography proportioning valve and mixer |
US4859342A (en) * | 1986-10-14 | 1989-08-22 | Suntory Limited | Process for industrially separating biopolymers |
JPS6396552A (ja) * | 1986-10-14 | 1988-04-27 | Suntory Ltd | 生体高分子の工業的分離法、その方法に使用する装置 |
US4954253A (en) * | 1987-05-14 | 1990-09-04 | Nauchno-Tekhnicheskoe Objedinenie Akademii Nauk Sssr | Device for preparing a gradient solution for a high-pressure liquid chromatograph |
US5004351A (en) * | 1988-04-18 | 1991-04-02 | Minnesota Mining & Manufacturing Company | Reaction injection molding machine |
US5067886A (en) * | 1988-04-18 | 1991-11-26 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Reaction injection molding machine |
SE9600796D0 (sv) * | 1996-02-29 | 1996-02-29 | Pharmacia Biotech Ab | A method of preparing a liquid mixture |
EP1376121A1 (de) * | 2002-06-29 | 2004-01-02 | Agilent Technologies Inc. a Delaware Corporation | Pumpvorrichtung |
US7507337B2 (en) * | 2004-09-03 | 2009-03-24 | Symyx Technologies, Inc. | System and method for rapid chromatography with fluid temperature and mobile phase composition control |
US7425263B2 (en) * | 2006-08-29 | 2008-09-16 | Cryobiophysica | Multi-component, simultaneous, independent multi-gradient system for liquid chromatography |
ATE533048T1 (de) * | 2008-04-21 | 2011-11-15 | Ge Healthcare Bio Sciences Ab | Herstellung flüssiger mischungen |
US9327212B2 (en) | 2009-09-25 | 2016-05-03 | Ge Healthcare Bio-Sciences Ab | Method and system for preparation of liquid mixtures |
US10955092B2 (en) | 2010-06-23 | 2021-03-23 | Cytiva Sweden Ab | Method of preparing liquid mixtures |
GB2530341A (en) * | 2014-09-22 | 2016-03-23 | Stratec Biomedical Ag | Liquid preparation unit |
US10850236B2 (en) * | 2015-08-31 | 2020-12-01 | Palo Alto Research Center Incorporated | Low dispersion, fast response mixing device |
CN109126528B (zh) * | 2018-08-07 | 2021-04-06 | 浙江海洋大学 | 基于数据库技术的透明土混合液配置装置及方法 |
WO2024086615A1 (en) * | 2022-10-18 | 2024-04-25 | Equilibar, Llc | Pumpless system for gradient buffer production |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3123252A (en) * | 1964-03-03 | kuntz | ||
US571350A (en) * | 1896-11-17 | Henry w | ||
US2219763A (en) * | 1938-02-21 | 1940-10-29 | Robert H Cartier | Proportioner |
US2362607A (en) * | 1943-07-24 | 1944-11-14 | Mckays Company | Feeder |
US2850213A (en) * | 1955-09-27 | 1958-09-02 | Cole Albert | Multiple carbonated drink dispensing apparatus |
US2878969A (en) * | 1955-12-19 | 1959-03-24 | Donald G Griswold | Batch feed apparatus |
US3130870A (en) * | 1960-04-11 | 1964-04-28 | British Petroleum Co | Metering system |
NL262675A (de) * | 1961-03-22 | |||
US3193143A (en) * | 1962-10-18 | 1965-07-06 | Maieli Vincent | Automatic liquid dispensing device |
DK100525C (da) * | 1963-07-01 | 1964-12-07 | Drostholm F H | Fremgangsmåde ved kontrollering af den i tidsrum af forudbestemt varighed afgivne mængde af en eller flere tyktflydende væsker samt apparat til udøvelse af fremgangsmåden. |
US3446057A (en) * | 1966-10-14 | 1969-05-27 | Varian Associates | Method and apparatus for chromatography |
-
1970
- 1970-05-12 US US3712513D patent/US3712513A/en not_active Expired - Lifetime
-
1971
- 1971-05-06 CH CH671371A patent/CH529585A/de not_active IP Right Cessation
- 1971-05-10 GB GB1394171A patent/GB1340093A/en not_active Expired
- 1971-05-11 SE SE609571A patent/SE383567B/xx unknown
- 1971-05-11 NL NL7106434A patent/NL7106434A/xx unknown
- 1971-05-11 FR FR7117011A patent/FR2091465A5/fr not_active Expired
- 1971-05-12 DE DE2123653A patent/DE2123653C3/de not_active Expired
- 1971-05-12 JP JP3122871A patent/JPS5019959B1/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2091465A5 (de) | 1972-01-14 |
SE383567B (sv) | 1976-03-15 |
DE2123653C3 (de) | 1982-04-29 |
US3712513A (en) | 1973-01-23 |
GB1340093A (en) | 1973-12-05 |
JPS5019959B1 (de) | 1975-07-10 |
CH529585A (de) | 1972-10-31 |
NL7106434A (de) | 1971-11-16 |
DE2123653A1 (de) | 1971-11-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2123653C3 (de) | Vorrichtung zur Herstellung eines Elutionsmittels | |
EP0141899B1 (de) | Verfahren und Anordnung zum Auftragen von Medien in aufgeschäumtem bzw. Flüssigem Zustand auf ein bahnförmiges Material | |
DE1548912B1 (de) | Vorrichtung zum aufteilen stroemender medien auf einzelne aufeinanderfolgende abschnitte | |
DE3337895C2 (de) | ||
DE2730375A1 (de) | Anlage zum mischen und ausgeben mindestens zweier fluider medien | |
DE1646030C3 (de) | Pulver-Förderung für eine Flammspritzpistole | |
EP0003617B1 (de) | Umschalteinrichtung mit einem Verzweigungsstück zwischen zwei gaschromatographischen Trennsäulen | |
DE2402213A1 (de) | Messvorrichtung | |
DE2639695A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum speisen einer brennstoffzelle mit reaktionsfluid | |
DE2349404B2 (de) | Vorrichtung zur quantitativen Analyse | |
DE3336750A1 (de) | Reaktor | |
EP0019052B1 (de) | Vorrichtung zum Entnehmen von Proben aus zähflüssigen Kunstharzen aus einem Behälter | |
DE2552299A1 (de) | Vorrichtung und verfahren zum einstellen der konzentration einer substanz in einem fluessigkeitsstrom | |
DE2907218A1 (de) | Geraet zum mischen zweier stroemungsmedien | |
EP0478944B1 (de) | Vorrichtung zum Dosieren und Mischen von zwei flüssigen Komponenten | |
DE1519700A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer Beruehrung zwischen Fluessigkeiten und Gasen | |
DE3021152C2 (de) | ||
DE3329133A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur messung der radioaktivitaet in saeulen-eluaten | |
DE3243319A1 (de) | Verfahren und anordnung zum wahlweisen portionsmaessigen oder kontinuierlichen abgeben und mischen von unterschiedlichen fluessigkeiten in genauen mengen und mengenanteilen unabhaengig von schwankungen der viskositaet und/oder eines etwaigen vor- oder fliessdruckes | |
DE2649541A1 (de) | Daempfer fuer hochdruck-pumpsysteme | |
DE1909703A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Einbringen einer Probe aus einem Probenstrom in eine Chromatographiesaeule | |
DE2737383A1 (de) | Verfahren zum mischen von gasen in praezisem verhaeltnis | |
DE2041910A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Beherrschung von Hochdruckpolymerisation von AEthylen | |
DD202247A5 (de) | Einrichtung zur programmierung der fluessigkeitszusammensetzung, insbesondere in der liquidus-chromatographie | |
DE2047344C3 (de) | Probeneinführvorrichtung zum Einspeisen flüssiger Proben in einen Gaschromatographen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |