DE2211783C3 - Vorrichtung zur Einführung flüssiger Proben in einen Gaschromatographen - Google Patents

Description

zur Verdampfung der flüssigen Probe eingeführt wird, die bei Hochdruck betrieben wird.

Das Fehlen der vollständigen hermetischen Abdichtung in der bekannten Einrichtung erschwert auch die Füllung des inneren Nadelkanals mit flüssigen Proben, ohne daß dabei in diesen Kanal Luft eindringt.

Das Vorhandensein von Lauf- und Reibungsteilen in der Mikrospritze verhindert deren Einsatz zum Einführen flüssiger Proben, die feste unlösliche Einschlüsse aufweisen, sowie zum Einführen von aggressiven Flüssigkeiten, die die Korrosion von Mikrospritzenelementen hervorrufen.

Ein weiterer Nachteil der genannten Vorrichtung, der auch zur Senkung der Genauigkeit des Einführens und der Reproduzierbarkeit der jeweiligen Probe führt, ist das Vorhandensein eines Totvolumens, das im Zwischenraum zwischen dem kalibrierten Draht und dem inneren Nadelkanal der Mikrospritze entsteht und sich je nach Verschleiß von Reibungsteilen vergrößert. Bei der Einführung der Nadel in die Verdampfungskammer verdampft ein Teil der zu analysierenden Probe, der sich im Totvolumen befindet, wobei die Menge der zu verdampfenden Probe schwer erfaßbar ist uid von solchen variablen Parametern wie der Zwischenraumgröße zwischen dem kalibrierten Draht und dem inneren Nadelkanal, der Zusammensetzung des zu analysierenden Gemisches, der Temperatur der Verdampfungskammer, der Geschwindigkeit des Trägergases und der Verweilzeit der Nadel in der Verdampfungskammer abhängt.

Die aufgezählten Nachteile der bekannten Vorrichtung für das Einführen flüssiger Proben in den jeweiligen Gaschromatographen begrenzen ihr Einsatzgebiet und ihre Lebensdauer und führen zur Senkung der Genauigkeit des Einführens und der Reproduzierbarkeit der jeweiligen Probe, die etwa einige Einheiten oder einige Dutzend Prozent ausmacht. Die Abweichung vergrößert sich je nach Verringerung der aufzugebenden Probe.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der genannten Nachteile eine Vorrichtung zur Einführung flüssiger Proben in einen Gaschromatographen der eingangs genannten Art zu entwickeln, die einen solchen Aufbau hat, daß die jeweilige flüssige Probe aus einem Dosierungselement in die Verdampfungskammer mittels Druck des jeweiligen Tragergases verdrängt werden kann, der den Druck in der Verdampfungskammer übersteigt, wobei das Dosierungselement selbst so ausgeführt ist, daß es keine Lauf- und Reibungsteile aufweist, eine vollständig hermetische Abdichtung zeigt und kein Totvolumen hat.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem Gehäuse eine zweite Kammer angeordnet ist, die mit der Trägergasquelle und über eine Einrichtung zur Erzeugung eines Druckabfalis zwischen der zweiten und der ersten Kammer mit der ersten Kammer in Verbindung steht, daß die zweite Kammer ebenfalls eine mit einer Platte aus elastischem Material verschlossene Öffnung besitzt, daß die Nadel U-förmig gebogen ist, und daß die Öffnung der ersten Kammer und die öffnung der zweiten Kammer derart angeordnet sind, daß die beiden Schenkel der U-förmigen Nadel durch die die beiden öffnungen verschließenden Platten gleichzeitig in je eine der beiden Kammern einführbar sind, so daß die flüssige Probe durch den in der zweiten Kammer gegenüber der ersten Kammer herrschenden Überdruck aus dem Kapillarkanal der Nadel in die erste Kammer injiziert wird.

Es ist eine Einrichtung zur Füllung von Aufnahmebehältern (volumetrischen Gefäßen) mit einer abgemessenen Flüssigkeit bekannt (NL-OS 70 12 551), die einen Behälter mit einer in den Aufnahmebehälter einzuführenden Flüssigkeit, eine U-förmige Nadel zur Verbindung der beiden Behälter untereinander und eine einfache Nadel zur Verbindung mit der Druckgasflasche zur Erzeugung eines Gasdruckes im ersten Behälter, eine Grundplatte mit darauf untergebrachten Gefäßen

ίο zum Auswaschen und Trocknen der U-förmigen Nadel, einen Motor und einen Druckluftantrieb mit einer Feder zum Versetzen einer Platte mit der darauf untergebrachten U-förmigen Nadel in Dreh- bzw. Hin- und Herbewegung, und eine Platte, die durch eine andere Platte mit der die Nadel tragenden Platte zum Messen des Flüssigkeitsstandes im ersten Behälter in Verbindung steht, aufweist. Bei dieser Einrichtung stellt die U-förmige Nadel nur ein Verbindungselement zwischen den zwei Behältern dar, während die Messung der Probe durch die Niveaudifferenz im Auslaßbehälter erfolgt. Das Überströmen der Flüsigkeit aus einem Behälter in den anderen ergibt sich durcii d-:n Druck des in den Auslaßbehälter bei der Verbindung der beiden Behälter durch die Hohlnadel einströmenden Gases. In der Einrichtung sind ebenfalls eine Reihe von Gefäßen zum Auswaschen und Trocknen der U-förmigen Verbindungsnadel sowie ein Druckluftantrieb und ein Motor zur senkrechten und radialen Verschiebung der einfachen und U-förmigen Nadeln vorgesehen, womit ein automatischer Betrieb der Einrichtung gesichert wird.

Im Gegensatz dazu geht es bei der Erfindung vor allem un> die präzise Einführung kleiner Mengen von verdampften flüssigen Proben in einen Gaschromatographen, wozu die Dosierung mittels eines kalibrierten Kapillarkanals, der eine beliebige Form, darunter auch die U-Form haben kann, jedoch jeweils mit parallelen und in der gleichen Richtung verlaufenden Enden erfolgt und keine der Kammern Flüssigkeit zjm FLilen des Dosierelementes mit der Probe enthält.

Die beiden Kammern der Einrichtung sind durchströmbar, wozu die Verdampfungskammer einen Stutzen zum Einlaß des Trägergases und einen anderen Stutzen zum Anschluß an die chromatographische Trennsäule aufweist. Die Überdruckkammer ist ebenfalls mit zwei Stutzen ausgerüstet, von denen einer an die Leitung des Trägergases angeschlossen und der andere durch den Überdruckkapillarkanal mit der Atmosphäre verbunden ist. Zwischen den Kammern besteht eine konstante Druckdifferenz, die mittels besonderer Vorrichtungen aufgebaut ist. Zur Verdampfung der in die Verdampfungskammer eingeleiteten flüssigen Probe und zu deren weiterem Transport mit dem TrSgcrgas in die chromatographische Säule sind beide Kammern in einem beheizten Block untergebracht.

Die erfindungsgemäße Einrichtung unterscheidet sich daher von der bekannten nicht nur bezüglich des Verwendungszweckes, sondern auch bezüglich des Aufbaues. Zweckmädigerweise sind die Platten aus elastischem Material in Form einer gemeinsamen Platte ausgeführt.

Die Einrichtung zur Erzeugung eines Druckabfalls zwischen der zweiten Kammer und der ersten Kammer kann als ein Kapillar-Kanal ausgeführt sein, der beide Kammern verbindet.

Die Einrichtung zur Erzeugung eines Druckabfalls zwischen der zweiten Kammer und der ersten Kammer

kann auch als Druckabfall-Regler ausgeführt sein, dessen Anschlüsse für Eingangs-, Vergleichs- und Ausgangsdruck entsprechend mit der Trägergas-Quelle, mit der ersten Kammer bzw. mit der zweiten Kammer verbunden sind.

Die zweite Kammer kann durch einen Kapillar-Kanal mit der Außenatmosphäre verbunden sein.

Zweckmäßigerweise ist die Nadel mit ihrem gebogenen Teil in einem Halter so eingespannt, daß ihre U-Schenkel mit gleichem Abstand parallel zueinander _m über die Stirnseite des Halters vorspringen.

In der folgenden Beschreibung werden anstelle des Begriffs »Vorrichtung zur Einführung...« der Begriff »Einrichtung zum Aufgeben...«, anstelle des Begriffs »erste Kammer« der Begriff »Kammer zur Verdamp- _T<i fung...«, anstelle des Begriffs »zweite Kammer« der Begriff »Überdruckkammer«, anstelle des Begriffs »Platte« auch der Begriff »Zwischenlage« und anurllr des Begriffs »Anschlüsse« der Begriff »Stutzen« verwendet.

Durch ihre Ausführung sichert die erfindungsgemäße Einrichtung zum Aufgeben der jeweiligen flüssigen Probe in einen Gaschromatographen während unbegrenzter Zeit eine hohe Genauigkeit des Aufgebens und der Reproduzierbarkeit der jeweiligen Probe bei ₂<, normalem und erhöhtem Druck in der Kammer zur Verdampfung der jeweiligen flüssigen Probe, erhöht die Lebensdauer der Injektionsnadel, zeichnet sich durch eine einfache Konstruktion und hohe Betriebssicherheit aus und ermöglicht, in die Verdampfungskammer -,o flüssige Proben mit festen unlöslichen Einschlüssen sowie Proben aggressiver oder in der Luft polymerisiert fähiger Flüssigkeiten aufzugeben.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeich- i«; nung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Einrichtung zum Aufgeben einer flüssigen Probe in den jeweiligen Gas-Chromatographen (im Längsschnitt):

F i g. 2 eine anderes Ausführungsbeispiel der Einrichtung(im Längsschnitt);

Fig. 3 einen Halter mit einer eingespannten Nadel der Einrichtung zum Aufgeben flüssiger Proben in Gas-Chromatographen (in Gesamtansicht): und

F i g. 4 einen Nadelansatz der Einrichtung zum ^ Aufgeben flüssiger Proben in Gas-Chromatographen (in Gesamtansicht).

Die Einrichtung zum Aufgeben flüssiger Proben in Gas-Chromatographen enthält nach beiden Ausführungsbeispielen ein Gehäuse 1 (Fig. 1 und 2). das mit einem Heizelement (nicht gezeigt) beheizt wird, wobei im Gehäuse I eine zylindrische Kammer 2 zur Verdampfung der jeweiligen flüssigen Probe und eine zylindrische Überdruckkammer 3 vorgesehen sind, deren Achsen parallel angeordnet sind.

Die Kammer 2 zur Verdampfung der flüssigen Probe ist einerseits mit einer Trägergas-Quelle des Gas-Chromatographen durch ein Regelventil 4 und andererseits mit der chromatographischen Trennsäule desselben Gas-Chromatographen verbunden (Trägergas-Quelle ^₀ und Trennsäule des Gas-Chromatographen sind nicht abgebildet). Dabei wird die Kammer 2 zur Verdampfung der jeweiligen flüssigen Probe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Einrichtung (Fig. 1) mit der Trägergas-Queiie durch die Überdruckkammer 3 <.< verbunden, während gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel (Fig. 2) die Kammer 2 zur Verdampfung der flüssigen Probe unmittelbar mit der Trägergas-Quelle verbunden wird.

Die Kammern 2 und 3 (F i g. I und 2) haben an ein und derselben Stirnseite Öffnungen, die für die Einführung einer Nadel 5 vorgesehen und mit Zwischenlagen aus elastischem Werkstoff (in den beschriebenen Ausführungsbeispielen Zwischenlagen aus Silikon-Gummi) verschlossen sind, die durch eine gemeinsame Platte 6 gebildet werden. Die Platte 6 ist an das Gehäuse I mittels einer Leiste 7 mit Führungsbohrungen 8 und einer Schraubenmutter 9 angedrückt, die Rippen zur Abkühlung des oberen Teils des Gehäuses I mit der in ihr angebrachten Platte 6 aus elastischem Werkstoff hat.

Die Nadel 5 ist derart gebogen, daß ihre beiden Enden parallel liegen, und hat an ihren beiden Enden Spitzen 10 und einen an beiden Seiten offenen längsverlaufendcn inneren Kapillar-Kanal 11 (Fi g. 3), der für die Füllung mit einer flüssigen Probe, die in die Kammer 2 /ur VprHamnfnnp der Πϋ!-!:!^σ£Π Pfobe SlifgC^cbc" wird.

vorgesehen ist. In den beschriebenen Ausführungsbeispielen weist die Nadel 5 eine U-Form auf.

Die Nadel 5 (F i g. 3) ist mit ihrem gebogenen Teil in einem Halter 12 so eingespannt, daß ihre Spitzen 10 mit gleichem Anstand parallel zueinander über die Stirnseite des Halters 12 vorspringen. Der Halter 12 ist in Form eines Stabes ausgeführt, der einen Längschlitz 13 aufweisi, in den die Nadel 5 eingesteckt und in dem Halter IC -nittcls einer Schraube 14 eingespannt wird.

Die Zwischenlagcn der beiden Kammern 2 und 3 (Fig. 1 und 2). die durch die gemeinsame Platte 6 gebildet werden, die an der gleichen Stirnfläche der beiden Kammern montiert ist, wtrden gleichzeitig mit der Nadel 5 durchstochen.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zum Aufgeben flüssiger Proben in Gas-Chromatographen enthält nach beiden Ausführungsbeispielen auch ein Mittel zur Erzeugung eines Druckabfalls zwischen der Überdruckkammer 3 und der Kammer 2 zur Verdampfung der jeweiligen flüssigen Probe.

Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 1). das in Chromatographen mit isothermer Arbeitsweise der Trennsäulen zum Einsatz kommt, ist das Mittel zur Erzeugung des Druckabfalls zwischen der Überdruckkammer 3 und der Kammer 2 zur Verdampfung der flüssigen Probe als ein Kapillar-Kanal 15 (Fig. 1) ausgeführt, der die beiden Kammern 2 und 3 verbindet.

Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel (Fig. 2), das in Chromatographen mit isothermer Arbeitsweise und mit programmiertem Betrieb der jeweiligen Trennsäule angewendet wird, ist das Mittel zur Erzeugung eines Druckabfalls zwischen der Überdi -ckkammer 3 und der Kammer 2 zur Verdampfung der flüssigen Probe als ein Druckabfall-Regler 16 ausgeführt, von dem Stutzen 17, 18, 19 des Eingangs-, Vergleichs- und Ausgangsdruckes entsprechend mit der Trägergas-Quelle, mit der Kammer 2 zur Verdampfung der flüssigen Probe bzw. mit der Überdruckkammer 3 verbunden sind. Die Vorgabe des Druckabfalls zwischen den Kammern 2 und 3 erfolgt unter Zuhilfenahme einer Anschlagschraube 20 und einer Feder 21, die auf eine Regelmembran 22 einwirkt.

Gemäß dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel der Einrichtung (F i g. 1 und 2) ist die Überdruckkammer 3 mit der Umgebungsatmosphäre mittels eines Kapillar-Kanals 23 sowie mit der Trägergas-Quelle nach dem ersten Ausführungsbeispiel unmittelbar und nach dem zweiten Ausführungsbeispiel durch den Druckabfall-Regler 16 verbunden. Die Kammer 2 zur Verdampfung der flüssigen Probe ist nach beiden Ausführungsbeispie-

len der Einrichtung hermetisch von der Außenatmosphärc isoliert.

In F i g. 4 ist ein Satz von auswechselbaren Nadeln 5 abgebildet, die in der Einrichtung als Dosierungselemente eingesetzt werden, ein dem Kapillar-Kanal 11 gleiches Volumen im Bereich von 0,1 bis 10 μΙ haben und in Abhängigkeit vom Ziel der jeweiligen Analyse und vom Typ der zum Einsatz kommenden Trennsäulen gewählt werden.

Das Wirkungsprinzip der Einrichtung zum Aufgeben jeweils einer flüssigen Probe in einen Gas-Chromatographen nach beiden Ausführungsbeispielen ist ähnlich und wird eingehend am ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.

Zur Erzeugung eines Druckabfalles zwischen der Überdruckkammer 3 und der Kammer 2 zur Verdampfung der flüssigen Probe gelangt das Trägergas von der Gasquelle durch das Ventil 4 (Fig. I) in der Richtung des Pfeils A zur Uberdruckkamer 3 und weiter durch den Kapillar-Kanal 15 zur Kammer 2 zur Verdampfung der flüssigen Probe, wonach es in der Richtung des Pfeils R zur chromatographischen Trennsäule gelangt.

Der erforderliche Durchsatz an Trägergas für die jeweilige chromatographische Trennsäule wird mittels das Ventils 4 festgelegt. Die hintereinanderfolgende Verbindung der beiden Kammern 2 und 3 durch den Kapillar-Kanal 15, der für den Trägergas-Strom als Widerstandselement dient, sichert in der Kammer 3 einen gegenüber der Kammer 2 erhöhten Druck, erzeup«. also einen Druckabfall zwischen den Kammern 2 und 3.

Im weiteren wählt man aus dem Satz auswechselbarer Nadeln 5 (Fig. 4) eine Nadel mit erforderlichem Volumen.

Die Nadel 5 (Fi g. 3) steckt man in den Längsschlitz 13 des Halters 12 und spannt sie mittels der Schraube 14 ein. Zur Füllung des inneren Kapillar-Kanals 11 der Nadel 5 genügt es, mit einer ihrer Spitzen 10 die Oberfläche der zu analysierenden Flüssigkeit zu berühren. Die vollständige Füllung des Kanals 11 mit der flüssigen Probe erfolgt aufgrund von Kapillarkräften. Zur Füllung des Kapillar-Kanals 11 der Nadel 5 mi; die Oberfläche der jeweiligen Kapillare nicht benetzender Flüssigkeit bzw. mit Flüssigkeit von hoher Viskosität verwendet man eine zwangsläufige Füllung des Kanals 11 der Nadel 5.

Das Aufgeben der jeweiligen Probe in die Verdampfungskammer 2 (Fig. 1) erfolgt mittels Verschiebung des Halters 12 der in ihm eingespannten Nadel 5 in der Richtung des Pfeils C. mittels Einführung der Spitzen 10 in die Führungsbohrungen 8 der Leiste 7 und mittels Durchstechung der Platte 6 mit den Spitzen 10; dabei dringt eine der Spitzen 10 der Nadel 5 in die Kammer 2 zur Verdampfung der flüssigen Probe und die andere Spitze in die Überdruckkammer 3 ein.

Die flüssige Probe wird momentan aus dem inneren Kanal 11 der Nadel 5 in die Verdampfungskammer 2 aufgrund des zwischen den Kammern 2 und 3 bestehenden Druckabfalls verdrängt. Daraufhin werden die Spitzen 10 der Nadel 5 aus den Kammern 2 und 3 mittels Verschiebung des Halters 12 in der Richtung des Pfeils D herausgezogen. Weiterhin wird die flüssige Probe im Dampfzustand unter Zuhilfenahme von Trägergasstrom zur Trennsäule des Gas-Chromatographen geliefert.

Gleich nach der flüssigen Probe gelangt eine gewisse Menge von Trägergas aus der Überdruckkammer 3 in die Verdampfungskammer 2. Infolge des geringen Druckabfalls zwischen den Kammern 2 und 3 ( ~0.l at), infolge der Anwendung der Nadel 5 mit einem großen Widerstand (großem Verhältnis der Länge der Nadel zu deren Innendurchmesser) und infolge der kurzen Verwcil/.eit der Nadel 5 in den beiden Kammern 2 und 3 übertrifft jedoch das Eindringen von Trägergas in die Kammer 2 zur Verdampfung der flüssigen Probe nicht einige 10 ^!μ1, was beim Betrieb eines Chromatographen praktisch kein Störungsfaktor ist.

Der inzwischen am Ausgang einer Trennsäule entstehende Druckimpuls übersteigt nicht den Impuls, der sich infolge des Aufgebens einiger 10 'μΙ der jeweiligen Probe, die nach anderen bekannten Verfahren aufgegeben wird, im Prozeß der Umwandlung der jeweiligen flüssigen Probe in Dampf entwickelt.

Das standige Strömen von Trägergas aus der Überdruckkammcr 3 in die Außenatmosphärc durch den Kapillar-Kanal 23 wäscht aus der Kammer die l'robcnspurcn aus. die an der AuUcnobcrllächc der

J₀ Spitze der Nadel 5 in die Kammer eingebracht werden können.

Notwendigenfalls kann der innere Kanal 11 der Nadel 5 sehr schnell von den Spuren der vorherigen Probe unter Einsatz eines organischen Farbstoffs ausgewasehen werden. Zu diesem Zweck wird der Kapillar-Kanal 11 der Nadel 5 mit einem Lösungsmittel so gefüllt, wie bei der Füllung der Nadel mit der jeweiligen Probe verfahren wurde, wonach man eine der Spitzen 10 der Nadel 5 durch die Platte 6 in die Überdruckkammer 3 einführt und die andere Spitze mit der Umgebungsatmosphäre verbindet (in der Zeichnung ist dieser Zeitpunkt nicht gezeigt). Das Lösungsmittel wird dabei aus dem inneren Kanal 11 der Nadel 5 in die Umgebungsatmosphäre verdrängt. Nach einem einmaligen Auswaschen wird die innere Oberfläche der Nadel 5 vollständig von den Spuren der vorherigen Probe befreit, und die Nadel 5 kann erneut zum Aufgeben einer Probe mit einer anderen Zusammensetzung benutzt werden.

Die Wirkungsweise.der Einrichtung zum Aufgeben der jeweiligen flüssigen Probe in einen Gas-Chromatographen nach dem zweiten Ausführungsbeispiel ist analog dem Wirkungsprinzip der Einrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel mit Ausnahme der Erzeu-Rung eines Druckabfalls zwischen den Kammern 2 und 3.

Beim zweiten Ausführungsbeispiel (Fig. 2) der Einrichtung zum Aufgeben flüssiger Proben in einen Gas-Chromatographen wird der Druckabfall zwischen den Kammern 2 und 3 folgendermaßen geschaffen.

Das jeweilige Trägergas verzweigt sich von der Gasquelle in zwei Ströme.

Einer der Ströme tritt durch das Ventil 4 in der Richtung des Pfeils A in die Kammer 2 zur Verdampfung der flüssigen Probe und weiter in der Richtung des Pfeils B in die chromatographische Trennsäule des Gas-Chromatographen ein. Mit dem Ventil 4 wird der erforderliche Durchsatz an Trägergas in der jeweiligen chromatographischen Trennsäule festgelegt, dabei wirkt der in der Kammer 2 zur Verdampfung der flüssigen Probe entstehende Druck des Trägergases durch den Stutzen 18 des Vergleichsdrucks des Druckabfall-Reglers 16 auf die Regelmembran 22 ein.

Der andere Trägergas-Strom von der Trägergas-Quelle gelangt zum Stutzen 17 des Eingangsdruckes des Überdruckreglers 16 und weiter durch den Stutzen 19 des Ausgangsdruckes zur Überdruckkammer 3.

Der erhöhte Druck in der Kammer .3 gegenüber dem Druck in der Kammer 2 (d. h. der Druckabfall /wischen den Kammern 2 und 3) wird durch die Erzeugung einer /usiil/lichen Druckkraft mitiels der Anschlagsehraube 20 und der Feder 21 auf die Membran 22 gesichert.

Die Einrichtung zum Aufgeben der jeweiligen flüssigen Probe .n einen Gas-Chromatographen gewährleistet eine hohe Genauigkeit der Dosierung und Reprodti/.ierbarkcit (bis ± I°/o) geringster Mengen der flüssigen Probe (von 0,1 bis ΙΟμΙ) beim Aufgeben in die Trennsäule eines Gas-Chromatographen.

Das Vorhandensein einer Kammer mil Überdruck gegenüber dem Druck in der Kammer zur Verdampfung ermöglicht es. als Dosicrtingselemeni eine in der F'ertigung und im (Jetrieb einfache Nadel mil gebogener form mit längsverlaufendem Kapillar-Kanal zu benutzen, der an beiden Seiten offen ist. in dem es keine Lauf-'.!nd Rcib'jn^S'.cilc <Owii' lcpinp Tnlvnliinipn uiht. w;is auch vorgegebene Parameter der Einrichtung während eines langen Zeitabschnittes sichert.

Die Einrichtung sichert das Aufgeben flüssiger Proben ohne Senkung der Genauigkeit in die jeweilige Verdampfungskammer, die unter einem hohen Druck steht. /.. B. beim Einsatz von Trennsäulen mit hohem Widerstand oder Trennsäulen, die unter einem hohen Druck betrieben v. jrden.

Der Prozeß der Füllung des dosierenden Volumens der jeweiligen Nudel mit einer flüssigen Probe und ihr Aufgeben in die Verdampfungskammer ist beim Einsatz der Einrichtung einfach und nimmt eine kurze Zeit in Anspruch. Die Einrichtung kann zum Aufgeben von aggressiven und in der Luft polymerisationsfähigen Werkstoffen verwendet werden

Bei Verschmutzung bzw. Bruch des Dosierungselcmentes in der Einrichtung kann dieses leicht und schnell durch ein neues aus dem Ersat/.tcillagcr ausgewechselt werden. Die llerstellungstcchnologie von gebogenen Nadeln aus Kapillarröhrchen mit einem Volumen von 0,1 bis 10 μ| ist äußerst einfach, und ihre Herstellungskostcn gegenüber den Kosten von Mikrospritzen sind gering. Wenn dazu noch die begrenzte Lebensdauer von Mikrospritzen in Betracht gezogen wird, so ist der Vorteil eins F.insal/rs der Einrichtung zum Aufgeben flüssiger Proben in einen Gas-Chromatographen ganz

jo offensichtlich.

Die Einrichtung kann auch in allen übrigen Fällen verwendet werden, wo es erforderlich ist, geringe Mengen von Flüssigkeit mit hoher Genauigkeit einzuführen bzw. aufzugeben, z. B. in das Vakuumsystem eines Massenspektrometer.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

22 il 783 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Einführung flüssiger Proben in einen Gaschromatographen, mit einem beheizbaren Gehäuse, mit einer in dem Gehäuse angeordneten, gegen die Außenatmosphäre gasdicht isolierten und zur Verdampfung der flüssigen Proben dienenden ersten Kammer, die einerseits mit einer Trägergasquelle des Gaschromatographen und andererseits mit einer Trennsäule des Gaschromatographen in Verbindung steht und die eine mit einer Platte aus elastischem Material verschlossene öffnung aufweist, und mit einer zur gasdichten Durchstoßung des elastischen Materials geeigneten Nadel, die einen die flüssige Probe enthaltenden, in der Längsachse der Nadel verlaufenden und an beiden Enden der Nadeln offenen Kapillarkanal besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (I) eine zweite Kammer (3) angeordnet ist, die mit der Trügerquelle und über eine Einrichtung (15; 16) zur Eizeugung eines Druckabfalls zwischen der zweiten und der ersten Kammer (3 bzw. 2) mit der ersten Kammer (2) in Verbindung steht, daß die zweite Kammer (3) ebenfalls eine mit einer Platte aus elastischem Material verschlossene öffnung besitzt, daß die Nadel (5) U-förmig gebogen ist, und daß die öffnung der ersten Kammer (2) und die öffnung der zweiten Kammer (3) derart angeordnet sind, daß die beiden Schenkel der U-förmigen Nadel durch die die beiden Öffnungen verschließenden Platten gleichzeitig in je eine der beiden Kammern einführbar sind, so daß die flüsssige Probe durch den in der zweiten Kammer ,3) gegenüber der ersten Kammer (2) herrschendeii Überdruck aus dem Kapillarkanal (11) der Nadel (5) in d ; erste Kammer

(2) injiziert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten aus elastischem Material durch eine gemeinsame Platte (6) gebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung eines Druckabfalls zwischen der zweiten Kammer

(3) und der ersten Kammer (2) als ein Kapillar-Kanal (15) ausgeführt ist, der die beiden Kammern (3, 2) verbindet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung eines Druckabfalls zwischen der zweiten Kammer (3) und der ersten Kammer (2) als ein Druckabfall-Regler (16) ausgeführt ist, dessen Anschlüsse (17, 18, 19) für den Eingangs-, Vergleichs- und Ausgangsdruck entsprechend mit der Trägergas-Quelle, mit der ersten Kammer (2) bzw. mit der zweiten Kammer (3) verbunden sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kammer (3) durch einen Kapillar-Kanal (23) mit der Außenatmosphäre verbunden ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadel (5) mit ihrem gebogenen Teil in einem Halter (12) so eingespannt ist, daß ihre U-Schenkel (10) mit gleichem Abstand parallel zueinander über die Stirnseite des Halters (12) vorspringen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Einführung flüssiger Proben in einen Gaschromatographen, mit einem beheizbaren Gehäuse, mit einer in dem Gehäuse angeordneten, gegen die Außenatmosphäre gasdicht isolierten und zur Verdampfung der flüssigen Probe dienenden ersten Kammer, die einerseits mit einer Trägergasquelle des Gaschromatographen und andererseits mit einer Trennsäule des Gaschromatographen in Verbindung steht und die eine mit einer Platte ίο aus elastischem Material verschlossene öffnung aufweist, und mit einer zur gasdichten Durchstoßung des elastischen Materials geeigneten Nadel, die einen die flüssige Probe enthaltenden, in der Längsachse der Nadel verlaufenden und an beiden Enden der Nadeln offenen Kapillarkanal besitzt. Sie kann in der chemischen, erdölverarbeitenden und Nahrungsmittelindustrie sowie in anderen Industriezweigen zur Anwendung kommen.

Eine solche Vorrichtung ist z. B. aus der DE-OS

18 12 164 bekannt. Man kennt auch eine Einrichtung zum Aufgeben einer flüssigen Probe in den jeweiligen Gaschromatographen, die einen beheizbaren Block enthält, innerhalb dessen eine Kammer zur Verdampfung der jeweiligen flüssigen Probe vorgesehen ist, die

von der Außenatmosphäre hermetisch isoliert und einerseits mit einer Trägergas-Quelle des Gaschromatographen und andererseits mit einer Trennsäule desselben Gaschromatographen verbunden ist und eine mit einer Zwischenlage aus elastischem Werkstoff ver-

schlossene öffnung zur Einführung einer Injektionsnadel hat, die an ihrem einen Ende eine Spitze und einen an beiden Seiten offenen längsverlaufenden inneren Kapillar-Kanal für die Füllung mit der flüssigen Probe aufweist, die der Verdampfungskammer zugeführt wird

(vgl. z.B. Prof. Dr. Ing. Dr. h. c. E. Leibnitz, »Handbuch der Gas-Chromathographie«, Leipzig. 1966).

In der bereits bekannten Vorrichtung verwendet man als Dosierungselement eine Mikrospritze, deren Nadel

in Form eines Kapillar-Röhrchens ν sit. kalibriertem Kanal und mit einer Spitze an ihrem einen Ende ausgeführt ist.

Das zur Spitze entgegengesetzte Ende der Nadel ist mit dem Gehäuse der Mikrospritze verbunden, inner halb der sich eine mit einem kalibrierten Draht gekuppelte Stange bewegt, die in den Nadelkanal eingeführt ist und als beweglicher Kolben bei der Probenentnahme in die Nadel und bei der Probenverdrängung in die Verdampfungskammer der flüssigen

Probe dient.

Für das Einführen der jeweiligen flüssigen Probe wird die Nadel der Mikrospritze mit ihrer Spitze durch die Zwischenlage aus elastischem Werkstoff in die Verdampfungskammer eingeführt, wonach die Probe aus dem inneren Nadelkanal durch Druck auf die Stange in die Verdampfungskammer verdrängt wird. Die Menge der dosierten Probe wird nach Verschiebung der Stange längs der Dosierungsskala, die am Mikrospritzen-Gehäuse angezeichnet ist, ermittelt.

Das Vorhandensein von Lauf- und Reibungsteilen in der Mikrospritze begrenzt deren Lebensdauer, und der Abstand zwischen dem kalibrierten Draht und dem inneren Nadelkanal sichert keinen luft- und gasdichten Abschluß.

Das Fehlen einer vollständigen hermetischen Abdichtung setzt die Genauigkeit des Aufgebens und der Reproduzierbarkeit der jeweiligen flüssigen Probe herab, insbesondere wenn diese Probe in die Kammer