DE2406583A1 - Verfahren und einrichtung zum herstellen von proben einer fluessigkeit mit oertlich wechselnder zusammensetzung - Google Patents

Description

9296-74/Dr.v.B/Ba

GB-PA 7142/73

Filed: February 14, 1973

THE RANK ORGANISATION LIMITED Millbank Tower, Millbank, London, S.W.1 (Großbritannien)

Verfahren und Einrichtung zum Herstellen von Proben einer Flüssigkeit mit örtlich wechselnder Zusammensetzung

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Einrichtungen zum Herstellen von Proben einer Flüssigkeit, deren Zusammensetzung sich innerhalb eines vorgegebenen Volumens oder Raumes von Bereich zu Bereich ändert. Flüssigkeitsproben dieser Art werden für Chromatographiegeräte und andere Einrichtungen benötigt, insbesondere für flüssigkeitschromato—graphische Verfahren, im speziellen solche hoher Arbeitsgeschwindigkeit, die nach dem sogenannten Gradienten-Elutions- oder Lösungsmittelprogrammierungsverfahren arbeiten. Die Erfindung betrifft auch Einrichtungen zur Durchführung solcher Verfahren.

Es ist bekannt, bei der Flüssigkeitschromatographie als Elutionsmittel eine Flüssigkeit zu verwenden , deren Zusammensetzung während des Auswaschungs- oder Elutionsprozesses kontinuierlich oder stufenweise geändert wird, um die Elution in kurzer Zeit für verschiedene Substanzen bewirken zu können, deren Affinitäten bezüglich der stationären Phase in der chromatographischen Säule in einem großen Bereich verteilt sind. Bei der Schnell-FlüssigkeitsChromatographie wird das Elutions- oder Lösungsmittel gewöhnlich durch ein Druckerhöhungssystem mit Überdruck, der bis zu 300 Atmosphären betragen kann, in die Trennsäule eingespeist.

409846/0675

Das Druckerhöhungssystem kann ζ. B. eine einen Kolben oder als anderes hin- und hergehendes Bauteil enthaltende Pumpe, einen Druckverstärker oder eine motorisch angetriebene Spritze enthalten. Die bekannten Anordnungen zum Erzeugen von Änderungen in der Zusammensetzung des in die chromatographische Säule eintretenden Lösungsmittels lassen sich in zwei Typen einteilen, die beide die erforderlichen Änderungen der Zusammensetzung durch Mischung von Flüssigkeiten erzeugen: Beim ersten Typ erfolgt die Mischung vor, d.h. stromaufwärts vom Druckerzeugungssystem und beim eweiten Typ erfolgt die Mischung nach, d.h. stromabwärts vom Druckerzeugungssystem. Bei den Anordnungen des ersten Typs muß man der Geometrie des Volumens des Systems zwischen der Stelle, an der die Mischung stattfindet, und dem Einlaß der Säule besondere Beachtung schenken, dieses Volumen muß z. B. gut durchgespült werden und soll so klein wie möglich sein. Diese Bedingungen sind jedoch nur schwer zu erfüllen, da das Volumen die Arbeitsräume des Druckerζeugungssystems, einen Strömungsbegrenzer und eine Druckmeßeinrichtung umfassen muß.Bei den Anordnungen des zweiten Typs muß ein einwandfreies Arbeiten von einem oder mehreren programmierbaren Ventilen gewährleistet sein, die die Mischung von Flüssigkeiten in den erforderlichen , sich ändernden Anteilen unter hohem Druck gewährleisten. Die bekannten Anordnungen beider Typen werfen also große konstruktive Probleme auf, die bisher insbesondere bei der Hochdruck-Schnell-Flüssigkeitschromatographie nicht einwandfrei gelöst werden konnten.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Probleme zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst.

Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird also eine Quelle für

409846/067S

eine erste Flüssigkeit an eine langgestreckte Röhre mit solchen Abmessungen angeschlossen, daß jedes vorgegebene Flüssigkeitsoder Lösungsband, das in Längsrichtung durch die Röhre wandert und von einer Flüssigkeit einer vorgegebenen anderen Zusammensetzung umgeben ist, immer im selben Grade und Ausmaß verteilt wird, daß der verfügbare Raum in der Röhre mit der ersten Flüssigkeit gefüllt wird, daß anschließend mindestens ein Teil der ersten Flüssigkeit in der Röhre mit einem Probenvolumen aus einer zweiten Flüssigkeit ersetzt wird, deren Zusammensetzung sich längs der Röhre in vorgegebener Weise ändert, und daß beide Enden der Röhre verschlossen und damit das Probenvolumen der zweiten Flüssigkeit eingeschlossen wird.

Vorzugsweise wird die Röhre außerdem mit einem teilchenförmigen Material, wie Glasperlen, gefüllt.

Eine Einrichtung zum Herstellen von Proben einer Flüssigkeit, deren Zusammensetzung sich innerhalb eines vorgegebenen Raumes oder Volumens von einem Bereich zum andern ändert, durch ein Verfahren der oben genannten Art enthält gemäß der Erfindung eine längliche Röhre mit solchen Abmessungen, daß jeder vorgegebene Flüssigkeitsfaden, der durch die volle Länge der Röhre geleitet wird und von einer Flüssigkeit einer vorgegebenen anderen Zusammensetzung umgeben ist, immer im selben Maße dispergiert oder verteilt wird, eine Vorrichtung zum Einführen einer ersten Flüssigkeit in die Röhre, eine Vorrichtung zum Einführen einer Probeflüssigkeit in die Röhre durch Verdrängen der ersten Flüssigkeit, so daß die Zusammensetzung der Probenflüssigkeit sich von einem Bereich zum andern längs der Röhre ändert, und eine Vorrichtung zum Verschließen der Enden der Röhre.

Die Erfindung umfaßt ferner ein Verfahren zum Durchführen chromatographischer Analysen unter Verwendung von Proben, die in der oben angegebenen Art hergestellt wurden.

Im folgenden werden nun Ausführungsbeispiele des Verfahrens

409846/0678

und der Einrichtung gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispieles einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung; und

Fig. 2 eine Schnittansicht eines Teiles der Einrichtung gemäß Fig. 1 in vergrößertem Maßstab.

Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung enthält eine aus nichtrostendem Edelstahl bestehende Röhre 1 mit einem Innendurchmesser zwischen 3 und 15 mm, einer ausreichenden Wandstärke um Drücken bis zu 300 Atmosphären standhalten zu können, und ausreichender Länge um zwischen 10 und 100 cm Flüssigkeit aufnehmen zu können. Die Röhre 1 ist mit Glasperlen 2 (Fig. 2) gefüllt, die einen mittleren Durchmesser zwischen 0,05 und 0,2 mm haben können und in der Röhre an deren Enden angeordnete poröse Fritten 3 gehalten werden. Die Enden der Röhre sind jeweils über zwei einfache Kanal- oder Absperrventile 4, 5 bzw. 6,7 kleinen Innenvolumens über Röhrchen 8, 9 bzw. 10, 11 verbunden, die eine enge Bohrung mit einem Durchmesser von etwa 0,5 mm haben.

Die Röhrchen 8 bis 10 sind ihrerseits mit Einlaß/Auslaß-Einheiten 12 verbunden, die an der Röhre 1 angebracht und so entworfen sind, daß sie eine glatte Stromlinienströmung durch ihr Innenvolumen gewährleisten, das möglichst klein sein soll, so daß die stagnierende Flüssigkeit, die in ihm während des Füllvorganges enthalten ist, möglichst klein bleibt. Eine Konstruktion für die Einlaß/ Auslaß-Einheit 12, die sich als zufriedenstellend erwiesen hat, ist in Fig. 2 dargestellt. Sie besteht im wesentlichen aus einem Klemm-Fitting ("Swagelok S10-C"), das auf das Ende der Röhre 1 geklemmt und mit einem durchgehenden Röhrchen 8/9 enger Bohrung verbunden ist. Im Fitting ist eine Fritte 13 zur Verbesserung oder Vergleichmäßigung der Strömung angeordnet. Die Fritte 3, die die Glasperlen 2 einschließt, ist im Ende der Röhre 1 untergebracht .

409846/0676

Anstelle der einfachen Absperrventile 4 bis 7 können selbstverständlich ein oder mehrere Mehrwegventile verwendet werden, die die gleichen Funktionen wie die vier Einwegventile zu erfüllen vermögen, vorausgesetzt, daß ihr Innenvolumen und das der Anschlußröhr chen klein ist.

Bei der Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung mit der dargestellten Einrichtung wird die Röhre 1 zuerst mit einem Lösungsmittel von einer äußeren Druckerzeugungseinrichtung 18 gefüllt, bei der es sich in typischen Fällen um einen Teil eines Flüssigkeitschromatographiesystems für kurze Analysenzeiten handelt. Die Druckerzeugungseinrichtung 18 ist an das Röhrchen 8 angeschlossen und die Füllung erfolgt durch öffnen der Absperrventile 4 und 6, wobei darauf zu achten ist, daß die ganze Luft oder andere Flüssigkeit aus der Röhre 1 verdrängt wird. Das Röhrchen 10 ist zu diesem Zeitpunkt so geschaltet, daß die es durchfließende Flüssigkeit in einen nicht dargestellten Abfluß- oder Auffangbehälter strömt. Die Absperrventile 4 und 6 werden dann geschlossen und die Absperrventile 5 und 7 werden geöffnet. Als nächstes wird nun eine Mischung mit der gewünschten, variierenden Zusammensetzung von einer mit dem Röhrchen 11 verbundenen Niederdruckgradienten-rerzeugungseinrichtung 14 durch das Absperrventil 7 eingepumpt, was z.B. einfach mittels einer Spritze geschehen kann, indem diese nacheinander mit kleinen Mengen von Lösungen geringfügig unterschiedlicher Zusammensetzungen gefüllt wird und diese kleinen Mengen nacheinander durch einen durchdringbaren Wandteil des Röhrchens 11 in dieses eingespritzt werden. Durch das Einführen der Flüssigkeit mit der sich ändernden Zusammensetzung durch das Absperrventil 7 wird die vorher in der Röhre 1 vorhandene Flüssigkeit ganz oder teilweise durch das Absperrventil 5 verdrängt (und fließt dann durch/das Röhrchen 9 zu einem Abfluß ab), so daß die Röhre 1 ganz oder teilweise mit der Flüssigkeit der sich von Ort zu Ort ändernden Zusammensetzung gefüllt wird. Vorzugsweise ist die zuerst in die Röhre 1 eingeführte Flüssigkeit mischbar mit der Flüssigkeit, die die Druckerzeugungseinrichtung 18 später abgibt, und die zuletzt in die

A098A6/0S7S

Röhre eingeführte Flüssigkeit ist vorzugsweise mit der Flüssigkeit, die in einer an das Röhrchen 10 anschließbaren chromatographischen Kolonne oder Säule 15 enthalten ist, mischbar und hat eine Zusammensetzung, die sich für den Anfang des Gradienten-Auswaschungs- oder E lutionspr ogr amines eignet. Die Absperrventile 5 und 7 werden dann geschlossen, so daß die Mischung mit der sich ändernden Zusammensetzung in der Röhre 1 gespeichert wird. Wegen der langsamen Geschwindigkeit, mit der sich die ruhenden geschichteten Flüssigkeiten in der Röhre 1 durch molekulare Diffusion mischen, kann die Mischung mehrere Stunden lang aufbewahrt werden, ohne daß sich ihre Zusammensetzung von Zone zu Zone nennenswert ändert. Durch öffnen der Absperrventile 4 und 6 und Anschließen des Röhrchens 10 an den Einlaß der chromatographischen Säule 15 kann die Flüssigkeit mit der sich ändernden Zusammensetzung dann durch das Röhrchen 10 in die chromatographische Säule 15 eingespeist werden.

Als Alternative kann die Mischung mit der wechselnden Zusammensetzung über das Absperrventil 5 anstatt über das Absperrventil 7 in die Röhre 1 eingespeist werden.

Durch die Packung und die vorgeschlagenen Abmessungen soll gewährleistet werden, daß die Änderung der Zusammensetzung innerhalb der von der Röhre 1 in eine chromatographische Säule eingespeisten Flüssigkeit in einem reproduzierbaren Zusammenhang mit der Zusammensetzung der Flüssigkeit steht, die ursprünglich in die zur Speicherung dienende Röhre 1 eingespeist worden ist« Dies läßt sich am einfachsten erreichen, wenn die Abmessungen so gewählt sind, daß ein anfänglich scharfes Band (oder eine Front) einer Lösung, deren Zusammensetzung sich geringfügig von der bereits in die Röhre 1 eingespeisten Flüssigkeit unterscheidet, beim Durchlaufen der ganzen Länge der Röhre nicht wesentlich dispergiert wird, und in diesem Zusammenhang würde eine Dispersion oder eine Verteilung, die nicht mehr als ein Drittel der Länge der Röhre beträgt, zufriedenstellend sein; diese wünschenswerte obere Grenze der Dispersion soll jedoch nicht als

409846/0675

Einschränkung ausgelegt werden, da das Verfahren gemäß der Erfindung auch dort von Nutzen sein kann, wo die Dispersion größer, jedoch reproduzierbar ist.

Wenn bisher bei der Chromatographie ein anfänglich scharfes Band oder eine scharfe Front einer Flüssigkeit, deren Zusammensetzung sich geringfügig von der einer umgebenden Flüssigkeit unterscheidet, oder wenn plötzlich eine Flüssigkeit mit einer anderen Zusammensetzung als die bisher in eine Röhre eingespeiste Flüssigkeit, also eine Front, in eine Glasperlen mit einem Durchmesser von 0,1 mm enthaltende Glasröhre mit linearer Geschwindigkeit von 0,1 cm pro Sekunde eingespeist wurden, so dispergierte sich bekanntlich das anfänglich scharfe Band oder die Front su einem diffusen Band oder einer diffusen Front von etwa 3 cm (oder etwa 2,4 cm im Falle der Front) Breite, wenn das Band (oder die Front) 20 cm in Längsrichtung der Röhre durchlaufen hatte und im allgemeinen gehorcht die Breite des Bandes (oder der Front) der eine oder anderen der folgenden Gleichungen bezüglich der Breite W des Bandes oder der Front:

W = 4 (HZ)^1/2 (1) W - (ivHZ)^1/2 (2)

dabei bedeutens

H eine Konstante, die als HÖhenäqut/alent für eine theoretische Platte bezeichnet wird und

Z die vom Band oder der Front durchlaufene Strecke.

Bei dem vorliegenden Beispiel kann H mit etwa 0,3 mm angesetzt werden.

Um su gewährleisten, daß die gewünschte, sich ändernde Zusammensetzung durch die Einrichtung reproduzierbar abgegeben wird, ist es wichtig_f daß die Orientierung der Röhre 1 im Raum so gewählt

409845/0676

wird, daß die Einflüsse von Dichteunterschieden möglichst klein gehalten werden, die zu unerwünschten Konvektionseffekten und zu nicht reproduzierbaren Änderungen der Zusammensetzung der schließlich an die Chromatographieapparatur oder andere Einrichtung abgegebenen Flüssigkeit führen können. Vorzugsweise wird die Röhre 1, soweit möglich, vertikal mit den zum Einlaß dienenden Absperrventilen 6 und 7 unten angeordnet, wenn die erste Flüssigkeit, die in die Röhre aus der den Gradienten erzeugenden Einrichtung durch das Absperrventil 7 zugeführt wird, die geringste Dichte hat. Die Röhre soll vorzugsweise in einer Umgebung mit geregelter Temperatur untergebracht werden, um die Einflüsse thermischer Konvektion möglichst klein zu halten und außerdem ist es für die Verwendung in der Chromatographie wichtig, die in der Röhre 1 enthaltene Flüssigkeit auf der gleichen Temperatur zu halten wie die chromatographische Säule, der die Flüssigkeit schließlich zugeführt werden soll.

Anstelle der Glasperlen 2 können für die Packung in der Röhre 1 auch Teilchen aus Kieseiguhr, Silicagel, gemahlenem Bimsstein, Kunststoffperlen oder andere teilchenförmige Fragmente vergleichbarer Größe verwendet werden.

Als Röhre zum Speichern der Flüssigkeit wechselnder Zusammensetzung kann andererseits auch eine offene Röhre mit kleinem Bohrungsdurchmesser verwendet werden, z.B. ist eine 70 m lange Röhre mit einem Innendurchmesser von 0,6 mm und einem Volumen von 20 cm , die zu einer Wendel von z.B. 10 cm Durchmesser aufgewickelt ist, gut geeignet. Es hat sich gezeigt, daß, wenn ein Band oder eine Front (wie es oben im Zusammenhang mit der Verwendung einer eine Packung enthaltenden Röhre erläutert wurde) in eine gerade offene Röhre mit dem Radius r für eine Zeit t eingespeist wird und wenn der Diffusionskoeffizient der Moleküle des Bandes (oder der Flüssigkeit hinter der Front) in die benachbarte Flüssigkeit D beträgt, der Bruchteil F der in Längsrichtung der Röhre durchlaufenen Strecke, der durch das dispergierte Band (oder die dispergierte Front) nach der Zeit t eingenommen wird,

A098A6/067S

für ein Band bzw. eine Front durch die folgenden Gleichungen gegeben ist:

F = r/(1,5Dt)^1/2 (3)

F * r/(3,8Dt)^1/2 (4).

Wenn ferner die Zeit t als die Zeit angesehen wird, die das Band oder die Front brauchen, um das Ende der Röhre zu erreichen, und wenn V das Gesamtvolumen der Röhre ist, ergibt sich der Druck, der erforderlich ist, um das Band oder die Front längs der vollständig gefüllten Röhre mit einer konstanten Geschwindigkeit vorwärts zu treiben, zu:

P = (0,24 V²Ti)/(F⁶D³t⁴) (5)

wobei η die Viskosität der Flüssigkeit ist. Für die bei dem obigen Beispiel angegebenen Parameter, Wasser als Flüssigkeit und eine Fülldauer von 8 Minuten wäre F etwa 1/3 für ein Band oder 1/5 für eine Front. Der erforderliche Druckabfall wäre dabei etwa 10 Atmosphären. Aus der zweiten Formel ist ersichtlich, daß kleinere Werte von F außer auf Kosten übermäßiger Drücke oder einer erheblichen Verlängerung der Fülldauer schwer zu erhalten

ersind. Es ist daher sichtlich, daß die mit einer offenen Röhre arbeitende Ausführungsform der Erfindung weniger zweckmäßig ist als die Ausführungsform mit der gepackten Röhre, wenn die Änderung der Zusammensetzung der in die chromatographische Säule oder andere Apparatur>eingespeisten Flüssigkeit ein getreues Abbild der ursprünglich in die zur Speicherung verwendete Röhre eingespeisten Zusammensetzung sein soll.

Die Eigenschaft einer Röhre, ein Flüssigkeitsband oder eine Flüssigkeitsfront in reproduzierbarer Weise zu verteilen , kann jedoch auch in vorteilhafter Weise dazu verwendet werden, ausgehend von einer Flüssigkeitssäule, derenZusammensetzung sich stufenweise ändert, eine Flüssigkeitssäule zu erzeugen, deren Zusammensetzung sich in ihrem Volumen stetig ändert. Wenn z.B.

409846/0675

eine Röhre mit einem Durchmesser von 0,8 mm und einem Volumen von 20 cm zuerst mit einer Flüssigkeit A gefüllt wird und dann eine mit der Flüssigkeit A mischbare Flüssigkeit B in die Röhre so eingespeist wird, daß innerhalb einer Zeitspanne von 100 Sekunden der Ort der als undispergiert angenommenen Front zwischen den Flüssigkeiten A und B rechnerisch genau die Hälfte der Länge der Röhre durchlaufen haben würde, so ergibt sich, daß die Front tatsächlich so verteilt worden ist, daß sie insgesamt eine Strecke gleich einem Viertel der Länge der Röhre beidseits des für die angenommene, undispergierte Front errechneten Ortes einnimmt. Die anfänglich scharfe Front ist also dadurch in eine dispergierte Front umgewandelt worden, innerhalb deren sich die Zusammensetzung der Flüssigkeit in kontrollierter Weise ändert. Der Bereich der auf diese Weise herstellbaren Profilen der Änderung der Zusammensetzung der Flüssigkeit ist zwar begrenzt, die Einfachheit des Verfahrens zum Erzeugen einer reproduzierbaren Änderung der Zusammensetzung einer Flüssigkeit überwiegt jedoch bei vielen Anwendungen diesem Nachteil. Die Steilheit der Änderung der Zusammensetzung in der dispergierten Front läßt sich leicht über die Fülldauer steuern, wie aus den Gleichungen 3 und 4 ersichtlich ist.

Die offene Speicherröhre wird in der gleichen Weise vawendet wie die Röhre mit Packung,mit der Ausnahme, daß die zuerst in die Röhre eingespeiste Flüssigkeit nicht unbedingt mit der durch das Druckerzeugungssystem abgegebenen Flüssigkeit mischbar zu sein braucht. Bei manchen Anwendungen kann es sogar vorteilhaft sein, wenn diese Flüssigkeiten nicht miteinander mischbar sind.

Andererseits kann eine offene (freie) Röhre mit einer gepackten Röhre zu einer Speichereinheit vereinigt werden und beispielsweise kann der Teil der Speichereinheit, der dem mit dem Druckerzeugungssystem verbundenen Absperrventil 4 am nächsten liegt, leer sein, während der Teil, der über das Absperrventil 7 an das System zur Gradientenerzeugung angeschlossen ist, eine Packung

409846/0675

·-■ Λ 1 mm

aufweisen kann. Es ist dann möglich, im Druckerzeugungssystem eine Flüssigkeit zu verwenden, die mit der ursprünglich im gepackten Teil der Speicherröhre enthaltenen Flüssigkeit nicht mischbar ist, vorausgesetzt, daß man die Apparatur so montiert, daß sich die dichtere der beiden nicht miteinander mischbaren Flüssigkeiten im unteren Teil des aus der freien Röhre bestehenden Abschnitts der Speichereinheit befindet.

Nachdem die Auswaschung oder Elution einer Probe durch die chromatographische Säule mit der Mischung veränderlicher Zusammensetzung beendet ist, kann es erforderlich sein, die Packung der chromatographischen Säule zu regenerieren, indem man durch sie eine Flüssigkeit leitet, deren Zusammensetzung sich invers zu der der Mischung ändert, die ursprünglich durch die Säule geleitet worden war. Diese Regeneration kann unter Verwendung der vorliegenden Speicherröhre in genau derselben Weise wie bei der ursprünglichen Mischung durchgeführt werden, mit der Ausnahme, daß die Röhre nun mit einer Lösung gefüllt wird, deren Zusammensetzung sich in der umgekehrten Reihenfolge ändert, wie die ursprünglich verwendete Lösung. Andererseits kann man auch eine zweite Gradientenspeicherröhre mit einem eigenen System von Ventilen, das dem der ersten im wesentlichen identisch ist, verwenden, die der ersten Röhre parallelgeschaltet ist. Auf diese Weise kann man mit einem zyklischen Programm arbeiten, bei welchem die erste Röhre mit der Mischung veränderlicher Zusammensetzung gefüllt wird, wie sie für die Regeneration der Säule benötigt wird, während die Probe durch die chromatographische Säule eluiert wird, indem die für die Elution erforderliche Mischung veränderlicher Zusammensetzung, die in der zweiten Röhre gespeichert worden war, durch die chromatographische Säule geleitet wird. Nach der Elution wird die für die Regeneration erforderliche Lösung veränderlicher Zusammensetzung durch die Säule geleitet, während die zweite Röhre wieder mit der für die Elution erforderlichen Lösung veränderlicher Zusammensetzung aufgefüllt wird.

409846/0675

Die Gradientenspeicherröhre kann alternativ auch eine Packung aus einem Adsorbens, wie Silicagel, enthalten und eine Lösungsmittelmischung konstanter Zusammensetzung kann durch das Absperrventil 5 anstatt durch das Absperrventil 7 in die Röhre 1 eingeleitet werden, so daß die Probe richtig durch die Röhre 1 fließt, wenn sie durch das Absperrventil 6 in die chromatographische Säule oder eine andere Einrichtung geleitet wird. Eine bevorzugte Adsorption der mehr polaren Komponenten der Lösungsmittelmischung aus dem zuerst in die Röhre 1 eintretenden Teil der Lösungsmittelmischung erzeugt dann einen Zusammensetzungsgradienten innerhalb der Röhre. Nachdem die Lösung veränderlicher Zusammensetzung in die chromatographische Säule geleitet worden ist, kann die Aktivität der Packung in der Röhre 1 dadurch regeneriert werden, daß man ein Lösungsmittel niedriger Polarität durch die Röhre leitet, die dann erneut dazu verwendet werden kann, eine Mischung zu erzeugen, deren Zusammensetzung sich in ihrem Volumen in reproduzierbarer Weise ändert.

4098A6/0675

Claims (15)

1. Patentansprüche

   ( 1)J Verfahren zum Herstellen von Proben einer Flüssigkeit, deren Zusammensetzung sich innerhalb eines vorgegebenen Volumens von Bereich zu Bereich ändert, zur anschließenden Einführung in eine ehromatographisehe oder andere Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Quelle (13) für eine erste Flüssigkeit mit einer langgestreckten Röhre (1) verbunden wird, deren Abmessungen so gewählt sind, daß jedes Band einer Lösung, das in Längsrichtung durch die Flüssigkeit wandert und von einer Flüssigkeit anderer Zusammensetzung umgeben ist, immer im selben Ausmaß verteilt wird; daß der verfügbare Raum in der Röhre (1) mit der ersten Flüssigkeit gefüllt wird; daß anschlie ßend mindestens ein Teil der ersten Flüssigkeit in der Röhre mit einem Probenvolumen einer zweiten Flüssigkeit gefüllt wird, deren Zusammensetzung sich in Längsrichtung der Röhre in vorgegebener Weise ändert, und daß beide Enden der Röhre verschlossen und damit das Probenvolumen der zweiten Flüssigkeit eingeschlossen wird.
2. 2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhre (1) vor der Einführung der ersten Flüssigkeit zumindest zum Teil mit einem teilchenförmigen Material (2) gefüllt wird.
3. 3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung'der zweiten Flüssigkeit vor der Einführung in die Röhre (1) gleichförmig ist.
4. 4) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Zusammensetzung der zweiten Flüssigkeit vor ihrer Einführung in die Röhre (1) von einem Bereich zum andern ändert.

   409846/0675
5. 5) Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Flüssigkeit mit der ersten mischbar ist und in die Röhre (1) mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit während einer vorgegebenen Dauer eingeführt wird, derart, daß die Grenze zwischen der ersten und dsr zweiten Flüssigkeit, wenn man sie als scharf bleibend annimmt, einen mittleren Ort längs der Röhre (1) einnehmen würde.
6. 6) Verfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß als teilchenförmiges Material ein Adsorbens verwendet wird und daß die zweite Flüssigkeit in das eine Ende der Röhre (1) eingeführt und aus dem anderen Ende der Röhre entnommen wird.
7. 7) Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine langgestreckte Röhre (1), deren Abmessungen so gewählt sind, daß jedes vorgegebene Band einer Lösung, das durch die volle Länge der Röhre geleitet wird und von einer Flüssigkeit einer vorgegebenen anderen Zusammensetzung umgeben ist, immer im gleichen Grade dispergiert wird; durch eine Vorrichtung (4,8,13) zum Einführen einer ersten Flüssigkeit in die Röhre (1); einer Vorrichtung (7,11,14) zum Einführen einer Probenflüssigkeit in die Röhre durch Verdrängen der ersten Flüssigkeit, so daß sich die Zusammensetzung der Probenflüssigkeit von einem Bereich zum andern längs der Röhre ändert und eine Vorrichtung (4,5,6,7) zum Verschließen der Enden der Röhre.
8. 8) Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (4,5,6,7) zum Verschließen der Enden der Röhre (1) an jedem Ende der Röhre eine von diesem durch mindestens ein Filterelement (13) getrennte Anordnung von Ventilen (4,5;6,7) aufweist.

   409846/0675
9. 9) Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung von Ventilen (4,5,6,7) ein erstes Paar von Ventilen (4,5) enthält, die mit dem einen Ende der Röhre verbunden und an eine Quelle (13) für die erste Flüssigkeit unter Druck bzw. eine Abflußleitung (9) anschließbar sind.
10. 10) Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung von Ventilen (4,5,6,7) ein zweites Paar von Ventilen (6,7) enthält, die mit dem anderen Ende der Röhre (1) verbunden und an eine Quelle (14) für die Probenflüssigkeit bzw. eine Auslaßleitung (10) für die Probe anschließbar sind.
11. 11) Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhre (1) mindestens zum Teil mit einem teilchenförmigen Material (2) gefüllt ist.
12. 12) Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das teilchenförmige Material (2) Glasperlen enthält.
13. 13) Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das.teilchenförmige Material ein Adsorbens enthält.
14. 14) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Zuge der Durchführung einer chromatographischen Analyse die durch die beanspruchten Verfahrensschritte hergestellte Flüssigkeitsprobe einer chromatographischen Säule (15) zugeführt und durch diese geleitet wird und daß die erforderlichen Messungen hergestellt werden; daß man nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 Hs 6 eine zweite Probe einer Flüssigkeit herstellt, deren Zusammensetzung sich invers zu der der ersten Probe derart ändert, daß sie beim Durchleiten durch die chromatographische Säule (15) eine in dieser enthaltene stationäre Phase regeneriert, und daß die zweite Probe durch die chromatographische Säule (15) geleitet wird.

    409846/0875
15. 15) Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Probe in einer zweiten Speicherröhre hergestellt wird, während die erste Probe durch die chromatographische Säule (15) eluiert wird.

    409846/0675