DE69124556T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Einführung mindestens eines Flüssigkeitsvolumens in eine Röhre, insbesondere für kapillare Elektrophoresesysteme und Verfahren und Vorrichtung zur Trennung und/oder Analyse eines fluiden Materials - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft miniaturisierte Separationstechniken, insbesondere automatisierte Methoden zur Einführung von Proben in Separationssäulen, wie zum Beispiel in kapillaren Elektrophoresesystemen. Diese Techniken werden vorherrschend in Säulen mit engen Bohrungen vorgenommen, wie zum Beispiel Kapillaren, die einen Innendurchmesser von Vorzugsweise weniger als 200 µm haben.
• Die Miniaturisierung von Separationstechniken wird durch die folgenden Erfodernisse vorangetrieben:
• - Zur Analyse von Bruchteilen extrem kleiner Fluidprobenvolumen (Microliter- oder Submicroliterbereich), die in Systemen mit größeren Löchern stark verdünnt würden.
• - Zum Benutzen exotischer (zum Beispiel deuterierter oder hochreiner) Lösungsmittelsysteme, um die Separation und/oder Detektion der zu analysierenden Sorte zu verbessern. Die Anwendung dieses Typs von Lösungsmittelsystemen in Systemen mit größeren Öffnungen ist wegen der großen Lösungsmittelmengen, die benötigt werden, sehr teuer.
• - Zur Verbindung der Reparationstechnik mit vielen Arten der Detektion oder anderen Analysesystemen, die nicht richtig funktionieren würden, wenn man sie mit zuviel Lösungsmittel überfordert.
• - Zum Erfüllen von Umwelterfordernissen bezüglich der Beseitigung gefährlicher Lösungsmittel oder Lösungsmittelkombinationen.
• - Zum Einhalten strenger Sicherheitsb&stimmungen im Labor.
• In den letzten Jahren wurden bei Micro-Säulenseparationstechniken signifikante Fortschritte gemacht. Die Fähigkeit der Analyse extrem kleiner Probevolumen wurde mit der Explosion der Forschung auf biologischem Felde außerordentlich wichtig, weil biologische Proben oft relativ klein sind.
• Eines der signifikanten Probleme bezüglich Kapillartechnologien besteht im Einführen der Probe in die Kapilare auf eine präzise und reproduzierbare Art. Eine benutzte Technik wird Probeninjektion durch Elektromigration genannt, ein Ausdruck, der kollektiv die Effekte der Elektrophorese und der Elektroosmose einschließt. Bei dieser bekannten Technik werden ein Ende der Kapillare und eine Elektrode in der Probe plaziert und es wird kurz eine Spannung angelegt, die einen kleinen Streifen der Probe veranlaßt, unter Elektromigration in die Kapillare zu wandern. Diese Methode der Probeninjektion leidet unter Diskriminierung innerhalb der Probe, weil Lösungsstoffe mit höherer Mobilität vorzugsweise in die Elektrophoresesäule migrieren werden und dadurch die relative Zusammensetzun der Probe ändern.
• Um dieses Problem zu vermeiden, wurden auch Versuche berichtet, die Probe physisch zu injizieren. Jedoch verursachen diese direkten Injektionstechniken eine Bandverbreiterung, offenbar als Folge des laminaren Flußprofils, das bei der Injektion eingeführt wird. Das Problem der Einführung von Bruchteilen sehr kleiner Fluidproben in einer genauen und fehlerfreien Art ohne Diskriminierung in diese miniaturisierten Separationssysteme wurde mehr oder weniger durch diejenigen Techniken umgangen, die fehlerfrei und genau kontrollierte Druckdifferentiale über die Separationssäule generieren können. Diese Druckdifferentiale wurden eingeführt durch:
• 1) Schwerkraftsfluß oder Entleeren, wobei fluidniveaus in den Reservoiren am Einlaß- und Auslaßende der verbindenden Säule auf kontrollierten Differentialhöhen sind.
• 2) Ein konstantes Vakuum oder Überdruck angewandt auf den Auslaß oder Einlaß der verbindenden Säule.
• Die Schwerkraftsfluß oder Hebermethode wurde von S. Honda et al, Journal of Gremotografie 404 (1987), 313, und von D. J. Rose et al, Anal. Chem., 60 (1988), 642, diskutiert.
• Eine Vakuummethode wurde in EP-A-0 329 341 offenbart.
• Es gibt jedoch schwerwiegende Nachteile hinsichtlich der Probeneinführung durch differentiale Drucktechniken nach dem Stand der Technik, nämlich:
• - Schwerkraftsfluß oder "Siphoning" ist ungenau und hat einen Mangel an Präzision bei der Behandlung fehlerfreier Fluidvolumen aus kleinen Fluidreservoiren. Bei diesem Typ von Reservoiren führen Oberflächenkräfte zwischen dem Probenfluid und der Reservoirwand zu ungewissen Positionen des Fluidniveaus. Es wird sich auch infolge des Zurückziehens des Fluides verändern. Diese Effekte können nur vernachläßigt werden, wenn sowohl das originale Fluidvolumen groß im Vergleich zum verschobenen Volumen als auch das Höhendifferential über der Zeit bekannt oder konstant ist. Weiterhin ist es mit dieser Technik wegen der sehr großen erforderlichen Höhendifferenzen der Fluidniveaus unpraktisch, genaue Fluidvolumen in vernünftiger Zeit in lange Säulen und/oder Säulen mit engen Durchmesser zu führen.
• - Mit der Vakuumtechnik oder der Überdrucktechnik muß der gewünschte Grad des angewärmten Vakuums oder Druckes durch externe Mittel (zum Beispiel eine Pumpe) präzise erfaßt und gesichert werden. Das erfordert ein Rückkopplungskontrollsystem mit Erfassungs- und Regulationsmitteln für einen vorbestimmten Druckbereich, um die gewünschte Präzision bei der Fluidmessung zu erzielen. Auch erfordert ein größerer Bereich von Injektionsdrucken die Verfügbarkeit von mehreren Erfassungselementen, um den vollständigen Bereich der lnjektionsdrucke abzudecken.
• - Die Vakuumtechnik ist der "Siphoning"-Technik wegen des limitierten Druckdifferentials (typischer Weise nicht mehr als ein Bar), das sie erzeugen kann, in ihrer Unfähigkeit verwandt, genaue Fluidvolumen in vernünftigen Zeiten in lange Säulen und/oder Säulen mit engem Durchmesser zu führen.
• - Auch wenn die Überdrucktechnik im Prinzip nicht von dieser Limitierung behindert wird, ist es trotzdem offensichtlich, daß beide Techniken wegen der voreingestellten Druckwerte, die präzise mit obligatorischen Geräten erreicht werden müssen, unflexibel sind
• - Noch ein Nachteil der Vakuumtechnik resultiert aus ihren möglichen Fehlerquellen wie zum Beispiel: Korrosion, Ansammlung von Schmutz und Entgasung des Fluids, wenn das Vakuum angewandt wird. Besonders diese letzte Fehlerquelle kann Blasen in der verbindenden Separationssäule erzeugen, die schwerwiegende Feldinhomogenitäten während der Elektrophorese und einen möglichen Zusammenbruch der Spannung über dem System verursachen.
• EP-A- 0 383 459 und EP-A-0 339 781 offenbaren ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Injektion eines mengenmäßig definierten Volumens von mindestens einem Fluid in eine Röhre oder Kapillare, insbesondere geeignet für kapillare Elektrophoresesysteme durch Eintauchen mindestens eines Endes der Röhre oder der Kapillare in das Fluid, das in die Röhre oder die Kapillare eingeleitet werden soll und Erzeugen eines Überdrucks in einem Raum über der Oberfläche des zu injizierenden Fluids. Der Überdruck wird durch Verbinden einer Probenampulle mit einer Quelle konstanten Fluiddruckes erzielt. Der Druck, der durch die Quelle konstanten Drucks zur Verfügung gestellt wird, muß überprüft und, wenn nötig, eingestellt werden. Deshalb sind sowohl Druckerfassungsvorrichtungen notwendig, die in einer Rückkopplungsschleife mit der Quelle konstanten Drucks verbunden sind, als auch Kontrollapparate für die Quelle konstanten Drucks. Weil weiterhin bei der bekannten Vorrichtung sogar ein kleines Leck im mit Druck beaufschlagten Teil der Vorrichtung widrigerweise die Genauigkeit des Injektors in sehr großem Maße beinflußt, ist eine Integrationsvorrichtung vorgesehen, die den Bereich unter der Druckkurve über der Zeit integriert, so daß die Größe des Druckes genau festgelegt werden kann.
• Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung, die es möglich machen, Proben derart, wie sie für die oben diskutierten Microtechniken benötigt werden, ohne die den bekannten Techniken anhaftenden Probleme und in einer relativ einfachen, unkomplizierten und zuverlässigen Weise in ein Rohr oder eine Kapillare einzuführen.
• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Injektion eines mengenmäßig definierten Volumens mindestens einer Fluidprobe in ein Rohr oder eine Kapillare mittels Gasdruck, insbesondere zur Verwendung von kapillaren Elektrophoresesystemen, durch Eintauchen mindestens eines Endes des Rohrs oder der Kapillare in das Fluid, das in das Rohr oder die Kapillare injiziert werden soll, und Erzeugen eines Überdruckes in einem abgedichteten Raum über der Oberfläche des zu injizierenden Fluids.
• Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Injektion eines mengenmäßig definierten Volumens mindestens einer Fluidprobe in ein Rohr oder eine Kapillare mittels Gasdruck, insbesondere zur Verwendung in Elektrophoresesystemen, wobei die Vorrichtung eine Druckerzeugungseinrichtung und Einrichtungen zur Aufnahme eines Fluidbehälters aufweist. Gemäß der Erfindung ist der Apparat dadurch gekennzeichnet, daß die Druckerzeugungseinrichtung eine Spritzeneinrichtung mit einem Zylinder, einem in dem Zylinder beweglichen Kolben und einer eine Antriebseinrichtung für den Kolben enthaltenden Kolbenvorschubsteuereinrichtung aufweist, wobei der Zylinder durch eine Druckleitung mit einem Druckraum verbunden ist, der über dem im Behälter befindlichen Fluid angeordnet ist, wobei die Kolbenvorschubsteuereinrichtung derart ausgebildet ist, daß sie den Kolben in einer Kompressionsphase und in einer Dekompressionsphase so bewegt, daß die Kompressionsphase und die Dekompressionsphase im wesentlichen Spiegelbilder des durch die Bewegung des Kolbens bewirkten Druck-Zeit-Verlaufs sind.
• In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Zylinder mit einem Pufferbehälter verbunden.
• Die Erfindung macht es möglich, eine Fluidprobe in ein Rohr oder eine Kapillare in einer sehr einfachen und unkomplizierten Art mit sehr hoher Genauigkeit und Präzision einzuführen. Zusätzlich ist es möglich, zwei oder mehr Fluide nacheinander in die Röhre einzuführen. Das kann manchmal vorteilhaft sein, wenn spezifusche Separationsmethoden angewandt werden, die die Anwesenheit unterschiedlicher Fluide in dem Rohr oder der Kapillare erfordern. Eine sehr geeignete Methode des Anlegens eines Druckes am Ende der Röhre oder Kapillare, wo das Fluid eingeführt werden muß, ist die Benutzung eines Schrittmotors, der eine Spritze oder einen Kolben in einem Zylinder antreibt. Der Vorteil ist die sehr hohe Genauigkeit, die Präzision und die kurze Zeit, in der der Druck aufgebaut werden kann, wenn dieses System benutzt wird, ohne daß es notwendig ist, Sensoren zu benutzen, um den Druck zu bestimmen. Dies ist insbesondere wichtig, weil solche Sensoren üblicherweise nicht ausreichend empfindlich über den ganzen Druckbereich sind, der angwandt werden kann. Die Benutzung eines Schrittmotors beseitigt dieses Problem.
• Diese tatsächliche Druckdifferenz, die in einer praktischen Situation angewandt wird, hängt von der Menge des einzuführenden Fluids ab, vom Durchmesser und der Länge der Röhre und von der Viskusität des Fluids. Ein Fachmann ist in der Lage, diesen Wert anhand von Routineexperimenten festzulegen. Geeignete lnjektionsdrucke können zum Beispiel im Bereich zwischen 0,001 bar bis 3000 mbar, insbesondere zwischen 0,001 bar und 300 mbar für Probeninjektionen liegen.
• Die Röhre oder Kapillare, die bei der Erfindung verwendet wird, kann eine konventionelle Microtechnikkapillare sein, die einen inneren Durchmesser von bis zu 200 µm, vorzugsweise zwischen 0,5 und 100 µm hat. Es ist jedoch auch möglich die Erfindung mit Röhren anderen Durchmessers zu benutzen, zum Beispiel im Bereich zwischen 0,1 µm und wenigen Millimetern. Die Röhre kann einen kreisförmigen Innenquerschnitt haben, aber es ist auch möglich andere Querschnitte zu benutzen, wie quadratische, vielflächige oder anderstartig gestaltete Kanäle.
• Das Material der Röhre hängt vom System ab, in dem sie benutzt wird. Bevorzugte Materialien sind geschmolzenes Silika, Quarz, Glas, Polymer oder Metall, die optional auf der Innenseite beschichtet sind. Speziell für die Benutzung bei der Chromatografie kann die Röhre mit einer Beschichtung versehen sein, die eine Separation verursacht, oder die Röhre kann eine gepackte Schicht von Materialien enthalten, die für eine Separation von Komponenten einer Probe sorgen.
• Das Verfahren der Erfindung kann für jedes System benutzt werden, bei dem es wichtig ist, mengemäßig bestimmte Fluidmengen, wie zum Beispiel eine Flüssigkeit oder ein überkritisches Fluid, in eine Röhre oder Kapilare einzuführen. Beispiele solcher Systeme sind alle Arten quantinativer Analysesysteme, wie Flußinjektionsanalyse, Reaktionssysteme zur Verbesserung der Detektion von Reaktanten und präparative Systeme.
• Die Erfindung kann mit allen Arten von Fluiden zum Studium und/oder Separieren ihrer Komponenten oder der Materialien, die sie enthalten, benutzt werden. Die wesentliche Beschränkung wurde in der Viskosität des Fluides gefunden. Fluide, die zu viskos sind, um in die Röhre eingeführt zu werden, können nicht benutzt werden. Die Erfindung kann benutzt werden, um molekulare Difussion in hydrodynamischen oder elektrophoretischen Systemen zu studieren und für das Studium von Dispersi.onsphänomenen im allgemeinen. Es ist möglich, verschiedene Trägerfluide in der Röhre zu benutzen, die genau eines nach dem anderen eingeführt werden können, oder eine Kombination von polaren und unpolaren Fluiden. Mit diesen Kombinationen kann man die Separation verbessern.
• Die Trägerfluide, die im Bereich der vorliegenden Erfindung benutzt werden können, sind im allgemeinen Elektrolytlösungen (alle Arten von Ionen in Wasser), organische Lösungsmittel einschließlich Lösungsmittelmischungen, superkritische Fluide und Wasser. Beispiele für geeignete Fluide sind Alkohole, Acetonitril, gesättigte Kohlenwasserstoffe, ungesättigte Kohlenwasserstoffe, reine organische Lösungsmittel, versetzt mit gleitenden Salzen, zum Beispiel Litiumsalze oder mit Rezeptormolekülen, wie Kronenethern, die Ionen tragen können. Man kann auch überkritische Fluide benutzen, wie Kohlendioxid und Ammoniak.
• Als Probenfluide kann man Fluide benutzen, die verschiedene Arten von Komponenten enthalten, die man studieren oder separieren will. Diese Komponenten können in der gleichen Art von Fluiden anwesend sein, wie sie weiter oben mit Bezug auf die Trägerfluide offenbart wurde, oder in anderen geeigneten Fluiden. Die Komponenten, die durch Elektrophorese zu separieren sind, sind im allgemeinen alle Moleküle oder Partikel, die von den Trägerfluiden gelöst oder suspendiert werden können und die in diesen Trägerfluiden eine effektive Nettoladung tragen können. Nicht einschränkende Beispiele dieser Komponenten in wässrige Lösungen sind Ampholyte wie Säuren und Basen, aber auch Proteine Päptide, Aminosäuren, Polynukleotide und ihre Inhaltsstoffe.
• Beispiele von Separationssystemen sind Chromatographie, Elektrophorese und Filtersysteme mit oder ohne Anwendung eines pH-Gradienten. Entsprechend betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Separation eines Fluidmaterials, das eine mindestens zwei Komponenten enthaltende Mischung oder Lösung aufweist, mittels Chromatographie, Elektrophorese oder Futration mit oder ohne Anlegen eines pH-Gradienten in einer Röhre wobei das Fluid gemäß dem hier beschriebenen Verfahren in die besagte Röhre eingeführt wird. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Separation und/oder Analyse eines Fluidmaterjals, das eine mindestens zwei Komponenten enthaltene Mischung oder Lösung aufweist, durch Chromatographie, Elektrophorese oder Filtration mit oder ohne Anlegen eines pH-Gradienten, wobei die besagte Vorrichtung eine Röhre aufweist, die eine Öffnung an jedem Ende hat, Mittel zum Erzeugen einer Druckdifferenz zwischen den besagten zwei Öffnungen und Mittel zum Erzielen einer Separation und/oder Analyse der Komponenten des Fluidmaterials. Am Apparat können Mittel zur Detektion mindestens einer Komponente des Fluidmatenals vorgesehen sein. Im allgemeinen können alle Arten von Detektionstechniken benutzt werden einschließlich UV, VIS, Fluoreszenzspektrometrie und ihre indirekten Methoden, optional in Verbindung mit Lasertechniken, Massenspektrometrie, Leitfähigkeit, elektrochemische Detektion Flammen-Ionisations- Detektion (FID), Infarotspektrometrie und induktiv gekoppeltem Plasma (ICP).
• Wichtige Vorteile der Erfindung sind nicht nur die sehr einfache, präzise und genaue Art, in der das Fluid in die Röhre eingeführt werden kann, sondern auch die Möglichkeit das System symmetrisch zu machen, wobei es möglich wird, kombinierte Separationstechniken zu benutzen, wie zum Beispiel Chromatographie, Elektrophorese und Filtration, was den Vorteil hat, daß sehr spezifische Separationen erzielt werden können.
• Die Erfindung wird jetzt weiter mit Bezug auf die Zeichnungen einer bevorzugten Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung erläutert.
• Figur 1 zeigt diagrammartig ein Beispiel einer Vorrichtung für kapillare Elektrophorese, die die vorliegende Erfindung verkörpert;
• Figur 2 zeigt diagrammartig ein Beispiel einer Ausführungsform einer Spritzeneinrichtung gemäß der Erfindung;
• Figur 3 und
• Figur 4 zeigen diagrammartig ein Beispiel eines Probeninjektionsendes einer Kapillare in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in zwei unterschiedlichen Situationen;
• Figur 5 zeigt diagrammartig ein Beispiel einer Ausführungsform eines Details einer Modifikation eines erfindungsgemäßen Apparates; und
• Figur 6 zeigt ein Druck-Zeit-Diagramm.
• Figur 1 zeigt diagrammartig als Beispiel einen Apparat für kapilare Elektrophorese gemäß der Erfindung, der einen Druckbehälter oder Zylinder 1 versehen mit einem Kolben 2 und einer Kolbenvorschubsteuereinrichtung F1 aufweist. Durch eine Ventileinrichtung 3 ist der Behälter mit einem Pufferbehälter 4 verbunden, woraus sich der Vorteil ergibt, daß Genauigkeit und Präzision gesteigert werden. Die Behälter 1 und 4, der Kolben und die Kolbenvorschubsteuereinrichtung und die Ventileinrichtung 3 bilden zusammen eine Spritzeneinrichtung. Durch ein Mehrfachanschlußventil 5 sind die Behälter mit Leitungen 7 und 8 verbunden. Ein Auslaß 6 kann vorhanden sein, ist aber nicht unbedingt notwendig. Leitungen 7 und 8 enden jeweils in Fluidreservoiren 9 und 10. Diese Fluidreservoire sind geschlossen, aber für die Leitungen 7 und 8, die Kapillare 11 und Elektroden 12a und 12b zugänglich. Benachbart oder um die Kapillare ist ein Detektor 16 vorgesehen.
• Die Reservoire sind mit Elektroden 12a und 12b versehen, die mit einer Hochspannungsversorgung 13 verbunden sind&sub1; um auf konventionelle Art eine Probe durch die Kapillare zu bewegen, die in die Kapillare eingeführt wurde. Der Auslaß der Kapillare in Reservoir 10 kann mit einem Auslaßventilsystem 14 versehen sein, wie im Detail weiter unten ausgeführt wird.
• Die Reservoire 9 und 10 sind auch mit Reservoirniveaukontrollmitteln F2 und F3 versehen, um exakt das gleiche Fluidniveau in beiden Reservoiren zur Verfügung zu stellen, weil sonst zusätzlich zu dem Fluß, der durch die Druckdifferenz erzeugt wird, ein gravimetrischer Fluß auftreten kann.
• Figur 2 zeigt diagrammartig eine bevorzugte Ausführungsform einer Spritzeneinrichtung 20 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Spritzeneinrichtung weist einen Kolben 21 auf, der sich in einem Zylinder 22 befindet. Dichtmittel wurden schematisch bei 23 dargestellt. Der Kolben kann durch den Zylinder auf und ab bewegt werden, der im Gebrauch mit geeignetem Gas, zum Beispiel Luft oder einem inerten Gas, gefüllt ist. Der Zylinder ist durch eine Leitung 24 mit einer Probenampullenaufnahmeeinrichtung verbunden, die in Figuren 3 und 4 dargestellt ist. Deshalb wächst der Druck an der Probenampullenaufnahmeeinrichtung, wenn der Kolben weiter in den Zylinder bewegt wird.
• Der Zylinder ist mit einem Pufferbehälter verbunden, welcher im Ausführungsbeispiel als eine Buchse 25 dargestellt ist, die sich konzentrisch um den Zylinder 22 erstreckt. Die Buchse ist mit dem Zylinder durch eine einfache Bohrung 26 in der Wand des Zylinders 22 verbunden.
• Solange der Kolben unter dem Niveau der Bohrung oder des Loches 26 ist, fungiert die Buchse 25 als Pufferbehälter. Das bedeutet, daß eine relativ große Verschiebung des Kolbens in einem sehr kleinen Anwachsen des Druckes im Zylinder und im Pufferbehälter und auch in der Probenampulle resultiert. Deshalb kann der Druck auf sehr genaue Weise kontrolliert werden. Solange der Kolben unterhalb des Loches ist, wird der Druck relativ klein sein.
• Sobald die Kolbendichtung 23 das Loch passiert hat, wird der Pufferbehälter vom Raum oberhalb des Kolbens getrennt. Dann hat eine kleine Verschiebung des Kolbens einen sehr großen Einfluß auf den Druck im Zylinder, in der Leitung 24 und der Probenampulle, und ein sehr großer Überdruck kann erzeugt werden. Solch ein hoher Druck ist sehr zum Spülen der Kapillare und zum Füllen derselben mit Elektrolyt vor Einführen einer Probe geeignet, aber der Bereich hohen Druckes kann wie der Bereich niedrigeren Druckes benutzt werden, um eine Probe in die Kapillare zu injizieren.
• Der Kolben 21 hat ein Kolbenstangenelement 27, das sich durch eine Endwand des Zylinders erstreckt und mit einem Lager 28 verbunden ist, das entlang zumindest einer Führungsstange 29 gleiten kann. Die zumindest eine Führungsstange ist vorzugsweise auch Teil des Rahmens 30 der Spritzeneinrichtung. Weiter weist in dieser Ausführungsform das Kolbenstangenelement oder das Lager 28 ein Mutferelement (nicht dargestellt) auf, welches mit einer Gewindevortriebsstange 31 in Angriff steht. Die Vortriebsstange wird beim Gebrauch durch einen Schrittmotor 32 angetrieben. Der Schrittmotor wird durch geeignete Kontrollmittel 33 gespeist und kontrolliert, die zum Beispiel einen Mikroprozessor aufweisen können. Ein geeigneter Schrittmotor wäre ein Schrittmotor Typ MAE HY 200 erhältlich von Motton en Apparechiature Electriche, der 200 Schritte pro Umdrehung zur Verfügung stellt.
• Der Zylinder 22 und die Buchse 25 können aus irgendeinem geeigneten Material hergestellt sein. Bei einer experimentellen Vorrichtung wurde Glas benutzt.
• Die Zeichnung zeigt zwei Druckmeßgeräte 34, 35, die mit dem Pufferbehälter bzw. dem Zylinder verbunden sind. Diese Druckmeßgeräte können zu Kalibrationszwecken benutzt werden, und das Hochdruckmeßgerät kann auch Teil einer Sicherheitseinrichtung sein. Während des normalen Betriebs werden die Druckmeßgeräte üblicherweise nicht benutzt.
• So sind in der Tat zwei diskrete Drucksysteme in einer Einheit integriert:
• 1) Ein Niederdruckinjektionssystem (typischer Bereich 0 bis 330 mbar), das aus Schrittmotor, Spritzensystem und Pufferbehälter besteht; und
• 2) Ein Hochdrucksystem (typisch 100 bis 3000 mbar), das insbesondere, aber nicht ausschließlich, zum Spülen geeignet ist und aus dem Schrittmotor und dem Spritzensystem besteht, aber vom Pufferbehälter abgekoppelt ist.
• Das offenbarte Spritzeninjektionssystem ist ein dynamisches System, das in der Lage ist, einen praktisch kontinuierlichen und großen Bereich von Drucken mit sehr hoher Genauigkeit zu erzeugen und das keine separate Gasquelle benötigt. Ventile werden nicht benötigt. Der konzentrische Aufbau eliminiert Temperatureinflüsse und das Spritzensystem, die Kapillare und die Probenampulle können als ein geschlossenes System angesehen werden, so daß Boyles Gesetz anwendbar ist.
• In einer bevorzugten Ausführungsform des Spritzensystems erlauben das Kolbenstangenelement 27 und das Loch in der Abschlußwand des Zylinders, durch welches das Kolbenstangenelement sich erstreckt, einen Gasfluß entlang der Kolbenstange zu und von dem Raum unter dem Kolben und dem Spalt 36, der sich zwischen dem Kolben und dem Zylinder und im Bereich unterhalb der Kolbendichtung befindet. Deshalb wird, sobald die Kolbendichtung das Loch 26 passiert hat, der Pufferbehälter über den Spalt und entlang des Stangenelementes mit der Atmosphäre verbunden, und der Druck im Pufferbehälter wird dem atmosphärischen Druck gleich.
• Weiterhin sind die Kolbendichtung und/oder das Loch 26 vorzugsweise so ausgebildet, daß ein Leck entsteht, um das System einschließlich der Ampulle und der Kapillare durch den Spalt 36 und entlang des Stangenelementes 27 zu entlüften und um den Druck in dem System anzugleichen, wenn die Kolbendichtung 23 auf dem Niveau des Loches 26 ist. Diese Position des Kolbens wird vorzugsweise während der Elektrophorese einer Probe gewählt, um einen möglichen Druckanstieg in dem System zu verhindern, der durch einen Temperaturanstieg verursacht werden kann. So werden unerwünschte hydrodynamische Flußprofile in der Kapilare während der Elektrophorese vermieden.
• Solch ein Leck kann einfach dadurch erzielt werden, daß man das Loch zumindest in Bewegungsrichtung des Kolbens größer macht als die Dicke der Dichtung, also die Ausdehnung der Dichtung in Bewegungsrichtung des Kolbens. Das Loch kann dann die Dichtung überbrücken, wenn die Dichtung exakt auf dem Niveau des Loches ist.
• Bezüglich Figur 1 kann man feststellen, daß Leitung 8 nicht zur Injektion einer Probe in die Röhre oder Kapilare 11 notwendig ist. Wenn Leitung 8 nicht vorhanden ist, kann auch Ventil 5 weggelassen werden. Jedoch kann über Leitung 8 ein Gegendruck auf eine Probe ausgeübt werden, die schon in die Röhre oder Kapillare injiziert wurde und die nachträglich durch die Röhre oder Kapillare bewegt wird. Solch ein Gegendruck kann zum Beispiel benutzt werden, um ein gekrümmtes Flußprofil der sich bewegenden Probe abzuflachen.
• Figuren 3 und 4 zeigen diagrammartig eine Ausführungsform einer Probenampullenaufnahmevorrichtung 40 in Ruhe- bzw. Betriebszustand. Die dargestellte Probenampullenaufnahmevorrichtung weist einen Rahmen 41 auf, der ein oberes kastenartiges Element 42 und ein unteres kastenartiges Element 43 hat. Die kastenartigen Elemente werden durch zwei teleskopische, federbeaufschlagte Arme 44, 45 verbunden. Eine Röhre oder Kapillare 11 erstreckt sich durch das obere kastenartige Element 42, durch ein Kreuzstück 46, das unterhalb des kastenartigen Elements 44 zwischen den Armen verbunden ist, und durch das untere kastenartige Element 43 in einen konusförmigen Ampullenaufnahmeraum 47 eines Ampullenanschlußes 48. Der Ampullenanschluß kann aus einem geeigneten Material, zum Beispiel Silikongummi, hergestellt sein.
• Das Kreuzstück trägt die Elektrode 12a, die durch eine Schraube 49 verbunden ist und die sich im wesentlichen parallel zu der Kapillare in den konusförmigen Ampullenaufnahmeraum erstreckt.
• Das untere kastenartige Element 43 hat eine innere Aussparung, die mit der Druckleitung 24 von der Spritzeneinrichtung verbunden ist und die weiter durch eine Bohrung in der Qberseite des Ampullenanschlußes mit dem Innenraum einer Ampulle verbunden ist, wenn sich eine Ampulle im Anschluß befindet. Besagte Bohrung ist vorzugsweise die gleiche, durch welche die Kapillare und die Elektrode sich erstrecken, wie bei 50 in den Figuren 3 und 4 dargestellt. Dichtmittel 51 bzw. 52 wurden um die Kapillare und Elektrode zwischen den kastenartigen Elementen bzw. um die Kapillare im oberen kastenartigen Element plaziert.
• Die Dichtmittel 51 und 52 können beide eine Muffe flexiblen Materials, zum Beispiel geeigneten Silikongummis, aufweisen. Figur 3 zeigt die Dichtmittel im gelösten Zustand und Figur 4 zeigt die Dichtmittel im abdichtenden Zustand.
• Die komplette Ampullenaufnahmeeinrichtung funktioniert auffolgende Art. Ausgehend von der in Figur 3 dargestellten Position wird einer Probenampulle 54, die zuerst geöffnet wird oder eine Dichtung hat, die durch die Kapillare oder die Elektrode perforiert werden kann, zum Ampullenanschluß bewegt. Die konische Form des Ampullenanschlußes positioniert die Ampulle automatisch korrekt und erlaubt viele verschiedene Ampullenöffnungsdurchmesser.
• Wenn die Ampulle fest in den Ampullenanschluß gedrückt wird, werden die Federn 55 der teleskopischen Arme zusammengedrückt und das untere kastenartige Element wird zum oberen kastenartigen Element bewegt, bis die Dichtungsbuchse 51 die untere Oberfläche des Kreuzstückes 46 berührt.
• Auf weiteres Drücken der Probenampulle in Aufwärtsrichtung bewegt sich das Kreuzstück, das sich über eine kleine Distanz auf- und abwärts bewegen kann, zum oberen kastenartigen Element. Die obere Nase 56 des Kreuzstückes drückt dabei die Dichtungsbuchse 52 zusammen und gleichzeitig wird die Dichtungsbuchse 51 zusammengedrückt
• Deshalb dichtet die Dichtungsbuchse 51 an ihren oberen und unteren Enden das Kreuzstück und das untere kastenartige Element. Die Dichtungsbuchse 52 wird komprimiert und dichtet dabei um die Kapillare, so daß jeglicher Gasfluß von dem mit Druck beauftragten Raum im unteren kastenartigen Element durch die Buchse 51 und entlang der Bohrung, durch welche sich die Kapillare durch das Kreuzstück erstreckt, durch die Buchse 52 effektiv blockiert wird.
• Der abgedichtete Betriebszustand, in welchem durch die Leitung 24 Druck angelegt werden kann und in welchem die Elektrode 12a und die Kapillare sich in die Probenampulle 54 erstrecken, ist in Figur 4 dargestellt.
• Natürlich wird, wenn die Kapillare gespült wird, die Probenampulle durch eine Ampulle ersetzt, die eine Spülflüssigkeit enthält, wobei die Vorrichtung auf exakt die gleiche Art funktioniert. Der Druck auf das Einlaßfluidreservoire oder die Probenampulle wird für eine gewisse Zeit angelegt, die dem Fluid erlaubt, gemäß Poiseuilles Gesetz des Flußes durch ein Rohr in die Kapillare zu fließen,
• F= Δp π d&sup4;/128 η L (1)
• wobei F die Flußrate oder das Volumen ist, das pro Zeiteinheit fließt, Δp die Druckdifferenz (oder Überdruck) entlang der Kapilare mit der Länge L und dem inneren Durchmesser d und π die Viskosität des Fluids in der Kapillare. Der Überdruck Δp auf das Fluidniveau der Einlaßampulle berechnet sich aus der Kolbenbewegung und den Abmessungen der Glasbuchse und des Pufferbehälters nach Boyles Gesetz
• P V = konstant (bei T = konstant), (2)
• wobei P der absolute Druck und V das Gesamtvolumen von Spritze, Pufferbehälter, Verbindungsleitungen und dem verbleibenden Gasvolumen über dem Fluidniveaü der Einlaßampulle sind.
• Obwohl die absolute Injektionsgenauigkeit dieses Injektionssystems theoretisch von vielen Parametern wie zum Beispiel Barometerstand, Ampullengröße und Fluidniveau, Temperaturverschiebung des Systems, Kompressions- und Dekompressionseffekten, kapilaren Durchmesser und Länge und Viskosität der Flüssigkeit in der Kapillare abhängt, beeinflußt Sie wegen der relativ kurzen Injektionszeit kaum die Injektionsgenauigkeit.
• Kompressions- und Dekompressionseffekte würden größere Störungen des Druckprofils in der Einlaßampulle verursachen, wenn sich das System adiabatisch verhielte.
• Jedoch sind die Kompressions- und Dekompressionsdruckstörungen wegen der kleinen Wärmekapazität der Luft und dem guten Wärmeaustausch mit einem tnjektionssystem im eingeschwungenen Zustand mit großer Wärmekapazität relativ klein und löschen sich bei genauer Betrachtung gegenseitig aus, wie in Figur 6 fur ein einzelnes Beispiel dargestellt ist. Figur 6 zeigt ein Druck-Zeit-Diagramm, wie es in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung tatsächlich gemessen wurde. Der Maximaldruck betrug 100 mbar und die Injektionszeit ti 6 Sekunden. Wenn man Kompression am Anfang der Injektionszeit und Dekompression am Ende wählt. kann das Profil wegen der nahen Spiegelbilder der Kompressions (C) und Dekompressionsphasen (D1) des Profils als rechtwinklig in P-t angesehen werden, wie in Figur 6 dargestellt, wobei D1 im wesentlichen D2 gleicht. Aus diesem Grund kann die Gleichung (1) auch ohne exakte Druckmessung angewendet werden. Der konzentrische Aufbau von Druckspritze und Pufferbehälter vermeidet plötzliche Termperaturwechsel (PV/T) des Systems als ganzem sowie Temperaturfluktuation (ΔT) in den separaten Volumina.
• Ampullengröße und Fluidniveau sind Variablen, die das Gasgesamtvolumen beeinflußen, aber die relativ kleine Größe der Ampullen im Vergleich zu Pufferbehälter und Spritze hat einen vernachlässigbaren Effekt auf die genaue Druckerzeugung und kann sogar über Software kompensiert werden.
• Ein größerer Pufferbehälter erzeugt eine höhere Präzision. Theoretisch ergibt sich der Hauptfehler in diesem System aus der Bestimmung der Anfangsposition des Kolbens. Um die Position des Kolbens bestimmen zu können, kann ein optischer Detektor und/oder Indikator vorgesehen sein, zum Beispiel ein Zeiger (nicht dargestellt), der mit dem Lager 28 verbunden ist, und eine Skala (nicht dargestellt), die am Rahmen 30 angebracht ist.
• Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ein Ventil, wie bei 14 in Figur 1 dargestellt, an einem oder beiden Enden der Röhre oder Kapillare vorgesehen sein, um das Ende bzw. die Enden der Röhre oder Kapillare zu schließen oder zu öffnen.
• In Figur 1 ist nur am Auslaßende der Kapillare ein Ventil vorgesehen. Wenn das Ventil geschlossen wird, kann die Ampulle am Einlaßende entfernt und/oder durch eine weitere ausgetauscht werden, ohne daß das Risiko einer Entleerung auftritt. Auch macht es das Ventil 14 möglich, erst das Einlaßende der Kapillare mit Druck zu beaufschlagen und dann an eine präzisem bestimmten Zeitpunkt und/oder bei einer präzise bestimmten Zeitdauer die Injektion der Probe durch Öffnen des Ventiles 14 zu starten.
• Es gibt verschiedene Arte von Ventilen, die benutzt werden können, wie zum Beispiel solche mit einzelnem oder mit mehreren Anschlüssen. Auch kann eine zweite Röhre benutzt werden die über die erste geschoben, am freien Ende geschlossen und mit einer Öffnung in einer Seitenwand versehen wird. Es wäre sogar möglich, das Fluid in der Röhre oder Kapillare lokal einzufrieren.
• Figur 5 zeigt diagrammartig eine Ausführungsform eines Ventils 14, das ein Gleitelement 15 hat, das elektromagnetisch kontrolliert werden kann und das Lumen 11a der Röhre oder Kapillare 11 schließt oder öffnet.
• Nachdem die Probe in die Röhre oder Kapillare injiziert worden ist und nachdem Ventil 14, soweit vorhanden, wieder geschlossen wurde, kann der Prozeß, wenn erwünscht, mit anderen Proben- und/oder Trägerfluiden einige Male wiederholt werden. Die Druckdifferenz kann durch Öffnen des Luftloches 6 über das Mehrwegventil 5 abgebaut werden.
• Nachdem die Probe in die Kapillare eingeführt und das Fluidreservoir 9 reinstalliert wurde, wird eine Spannung über die Elektroden 12 angelegt, um die Probe (N) durch die Kapillare zu bewegen, und die Zusammensetzung der Probe kann im Detektor 16 gemessen werden.

Claims (28)

1. Verfahren zum Einleiten eines mengenmäßig definierten Volumens mindestens einer Fluidprobe in ein Röhrchen oder eine Kapillare (11) mittels Gasdruck, insbesondere zur Verwendung in Kapillar-Elektrophorese-Systemen, durch Eintauchen mindestens eines Endes des Röhrchens oder der Kapillare (11) in das Fluid, das in das Röhrchen oder die Kapillare eingeleitet werden soll, und Erzeugen eines Überdruckes in einem abgedichteten Raum über der Oberfläche des einzuleitenden Fluids gekennzeichnet durch Einleiten des Volumens des Fluids in das Röhrchen oder die Kapillare durch Verwendung einer Spritzeneinrichtung (1,2; 20), die einen Zylinder 1; 22), einen Kolben (2; 21) und eine Kolbenvorschubsteuereinrichtung zur gesteuerten Bewegung des Kolbens in einem Zylinder aufweist, wobei der Zylinder mit einem geeigneten Gas gefüllt und mit dem Raum, der über der Oberfläche des in das Röhrchen oder die Kapillare (1) einzuleitenden Fluids angeordnet ist, verbunden ist; Komprimieren des geeigneten Gases in einer Kompressionsphase (C) durch gesteuertes Bewegen des Kolbens in dem Zylinder; und Dekomprimieren des Gases in einer Dekompressionsphase (D1) durch gesteuertes Bewegen des Kolbens in dem Zylinder, derart, daß die Kompressionsphase und die Dekompressionsphase im wesentlichen Spiegelbilder des durch die Bewegung des Kolbens bewirkten Drucklzeit-Profils sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Bewegung des Kolbens (2; 21) durch einen Schrittmotor (32) gesteuert wird, der seinerseits durch eine geeignete Steuereinrichtung (33) gesteuert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Zylinder (1; 22) mit einem Pufferbehälter (4; 25) verbunden ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Pufferbehälter (25) konzentrisch um den Zylinder (1; 22) herum angeordnet und durch eine in der Wand des Zylinders ausgebildete Öffnung (26) mit dem Zylinder verbunden ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der Kolben (21) zur Erzeugung eines relativ niedrigen Druckes in einen unterhalb der Öffnung (26) gelegenen ersten Abschnitt des Zylinders (22) bewegbar ist und zur Erzeugung eines relativ hohen Druckes in einen jenseits der Öffnung (26) gelegenen Abschnitt bewegbar ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 5, gekennzeichnet durch Schließen des anderen Endes des Röhrchens oder der Kapillare (vor dem Erzeugen eines Überdruckes in einem Raum über der Oberfläche des mittels der Spritzeneinrichtung (1, 2; 20) einzuleitenden Fluids; Öffnen des anderen Endes des Röhrchens oder der Kapillare (11) für eine vorbestimmte Zeitdauer, derart, daß das mindestens eine Fluid in das Röhrchen oder die Kapillare (11) strömt, und erneutes Schließen des anderen Endes nach der vorbestimmten Zeitdauer, wobei ein mengenmäßig definiertes Volumen des mindestens einen Fluids in das Röhrchen oder die Kapillare (11) eingeleitet wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,. dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einleiten des mindestens einen Fluids mindestens ein zweites Fluid in gleicher Weise eingeleitet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Fluid mit einem hohen Druck in das Röhrchen oder die Kapillare (11) eingeleitet wird und anschließend mindestens eine Fluidprobe mit einem relativ niedrigen Druck in das Röhrchen oder die Kapillare eingeleitet wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzeneinrichtung (1, 2; 20) belüftet wird, wenn sich der Kolben (2; 21) aus dem ersten Abschnitt in den zweiten Abschnitt bewegt.

10. Verfahren zum Auftrennen und/oder Analysieren eines Fluidmaterials, das eine mindestens zwei Komponenten enthaltende Mischung oder Lösung aufweist, in einem Röhrchen (11) mittels Chromatographie, Elektrophorese oder Flltration und mit oder ohne Anlegen eines pH-Gradienten, wobei das Fluid gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 9 in das Röhrchen (1) eingeleitet wird.

11. Vorrichtung zum Einleiten eines mengenmäßig definierten Volumens mindestens einer Fluidprobe in ein Röhrchen oder eine Kapillare (11) mittels Gasdruck, insbesondere zur Verwendung in Elektrophorese-Systemen, wobei die Vorrichtung eine Druckerzeugungseinrichtung und Einrichtungen (40) zur Aufnahme eines Fluidbehälters (9; 54) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckerzeugungseinrichtung eine Spritzeneinrichtung (1, 2; 20) mit einem Zylinder (1; 22), einem in dem Zylinder bewegbaren Kolben (2; 21) und einer eine Antriebseinrichtung für den Kolben enthaltende Kolbenvorschubsteuereinrichtung aufweist, wobei der Zylinder durch eine Druckleitung (7; 24) mit einem Druckraum verbunden ist, der über dem im Behälter befindlichen Fluid angeordnet ist, wobei die Kolbenvorschubsteuereinrichtung derart ausgebildet ist, daß sie den Kolben in einer Kompressionsphase (C) und einer Dekompressionsphase (D1) so bewegt, daß die Kompressionsphase und die Dekompressionsphase im wesentlichen Spiegelbilder des durch die Bewegung des Kolbens bewirkten Druck/Zeit-Profils sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (1; 20) der Spritzeneinrichtung (1, 2; 20) mit einem Pufferbehälter (25) verbunden ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Pufferbehälter (25) um den Zylinder (1; 20) herum angeordnet ist und durch eine in der Wand des Zylinders ausgebildete Öffnung (26) mit dem Zylinder verbunden ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (2; 21) ein Dichtelement (23) aufweist und daß die Öffnung (26) und das Dichtelement (23) derart ausgebildet sind, daß sie ein Auslaufen hinter dem Dichtelement (23) erzeugen, wenn sich das Dichtelement auf der Ebene der Öffnung (26) befindet.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der unterhalb des Dichtelementes (23) des Kolbens (2: 21) angeordnete Raum in Verbindung mit der Atmosphäre steht.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 - 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (21) eine Kolbenstange (27) aufweist, die sich durch eine Stirnwand des Zylinders erstreckt und über ein Muttern-Element und eine Gewindestangeneinrichtung (31) in Antriebsbeziehung mit einem Schrittmotor (32) verbunden ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrittmotor (32) mit einer Steuereinrichtung (33) verbunden ist, die die Aktivierung des Schrittmotors steuert.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (27) mit mindestens einem Halteelement (28) versehen ist, das gleitbar mit mindestens einer Führungsstange (29) verbunden ist, die irn wesentlichen parallel zu der Gewindestange verläuft.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 - 18, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Aufnahme eines Fluidbehälters vorgesehenen Einrichtungen (40) eine Ampullen-Halterung (48) mit einem konisch ausgebildeten Ampullenaufnahmeraum (47) zur Aufnahme der Öffnung einer Ampulle (9; 54) aufweisen, wobei in der Ampullen-Halterung am oberen Ende des konisch ausgebildeten Raumes eine Bohrung (50) ausgebildet ist, die den konisch ausgebildeten Raum (47) mit dem Druck-Raum verbindet.

20 Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Aufnahme des Fluidbehälters vorgesehenen Einrichtungen (40) Einrichtungen (51; 52) aufweisen, mit denen ein Endabschnitt des Röhrchens oder einer Kapillare (11) derart angeklemmt werden kann, daß sich das Röhrchen oder die Kapillare bei Betrieb durch die in der Armpullen-Halterung (48) ausgebildete Bohrung (50) erstreckt.

21. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Aufnahme eines Fluidbehälters vorgesehenen Einrichtungen (40) Einrichtungen (49, 51) zum Halten einer Elektrode (12a) aufweisen, wobei sich die Elektrode bei Betrieb durch die in der Ampullen-Halterung (48) ausgebildete Bohrung (50) erstreckt.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 - 21, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Aufnahme eines Fluidbehälters (9; 54) vorgesehenen Einrichtungen ein erstes kastenförmigs Element (42) aufweisen, das durch mindestens einen Arm (44, 45) mit einem im wesentlichen parallel zu dem ersten kastenförmigen Element (42) angeordnet zweiten kastenförmigen Element (43) verbunden ist, wobei das zweite kastenförmige Element (43) derart angeordnet ist, daß es entlang des mindestens einen Armes (44, 45) zu und von dem ersten kastenförmigen Element (2) zwischen einer betätigungslosen Position (Fig. 3) und einer Betätigungsposition (Fig. 4) bewegbar ist, und wobei das erste kastenförmige Element (42) mit Einrichtungen (52) zum Anklemmen des Röhrchens oder der Kapillare (11) versehen ist, und wobei zwischen den ersten und zweiten kastenförmigen Elementen (42, 43) ein die Elektrode (12a) haltendes Kreuzteil (46) versehen ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Anklemmen des Röhrchens oder der Kapillare (11) vorgesehenen Einrichtungen (52) eine kurze Manschette aus flexiblem Material aufweisen, die in dem ersten kastenförmigen Element (42) um das Röhrchen oder die Kapillare (11) herum plaziert ist, wobei die Manschette in der Betätigungsposition des zweiten kastenförmigen Elementes (43) durch einen Teil (56) des Kreuzteils (46) in Längsrichtung komprimiert wird und sich dadurch dichtend um das Röhrchen oder die Kapillare (11) legt.

24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem zweiten kastenförmigen Element (43) und dem Kreuzteil (46) eine Manschette (51) aus flexiblem Material vorgesehen ist, die um das Röhrchen oder die Kapillare (11) und die Elektrode (12a) plaziert ist und in der Betätigungsposition des zweiten kastenförmigen Elementes (43) in Längsrichtung komprimiert wird, um eine gasundurchlässige Dichtung zwischen dem Kreuzteil (46) und dem zweiten kastenförmigen Element (43) und um das Röhrchen oder die Kapillare (11) und die Elektrode (12a) zu bilden.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 - 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (1; 22) einen ersten Abschnitt für eine Kolbenbewegung unter der Öffnung (26) und einen zweiten Abschnitt jenseits der Öffnung (26) aufweist, wobei der oberhalb des Kolbens gelegene Raum mit dem Pufferbehälter (25) verbunden ist, solange sich der Kolben in dem ersten Abschnitt befindet, und der oberhalb des Kolbensoberhalb des Kolbens gelegene Raum von dem Pufferbehälter (25) getrennt ist, wenn sich der Kolben in der zweiten Position befindet.

26. Vorrichtung zum Auftrennen und /oder Analysieren eines Fluidmaterials, mit einer Vorrichtung zum Einleiten eines Fluid-Volumens nach einem der Ansprüche 11 - 25, einem Röhrchen oder einer Kapillare (11) mit einem Einlaßende und einer an dem Röhrchen oder der Kapillare (11) plazierten Detektoreinrichtung (16), dadurch gekennzeichnet, daß mindestens an dem Auslaßende des Röhrchens oder der Kapillare (11) steuerbare Schließeinrichtungen (14, 15) vorgesehen sind, um das Ende des Röhrchens oder der Kapillare (11) zu gewünschten Zeitpunkten zu schließen oder zu öffnen.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließeinrichtungen ein Schieberventil (15) aufweisen.

28. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß in der Druckleitung (7, 24), die die Spritzeneinrichtung (1,2; 20) mit dem Druck-Raum in den zur Aufnahme eines Fluidbehälters (9; 54) vorgesehenen Einrichtungen (40) verbindet, ein Mehrwege-Ventil (5) vorgesehen ist, das zwei Anschlüsse, die mit der Druckleitung (7) verbunden sind, und einen dritten Anschluß aufweist, der mit einer zweiten Druckleitung (8) verbunden ist, wobei die zweite Druckleitung zu einem zweiten Druck-Raum an dem Auslaßende des Röhrchens oder der Kapillare (11) führt, wobei das Mehrwege-Ventil (5) in einer ersten Position eine Durchgangsverbindung für die erste Druckleitung (7, 24) bildet und in einer zweiten Position die Spritzeneinrichtung (1,2; 20) mit der zweiten Druckleitung (8) verbindet.