ES2968103T3

ES2968103T3 - Espectrómetro de masas en línea para la detección en tiempo real de componentes volátiles de la fase gaseosa y líquida para el análisis de procesos

Info

Publication number: ES2968103T3
Application number: ES16721783T
Authority: ES
Inventors: Martin Joos; Matthias Stier; Stephan Scherle
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2015-05-05
Filing date: 2016-05-04
Publication date: 2024-05-07
Anticipated expiration: 2036-05-04
Also published as: EP3292563A1; US10361072B2; EP3292563B1; WO2016177810A1; EP3292563C0; DE102015208250A1; US20180151341A1

Abstract

La invención se refiere a un método para el análisis mediante espectrómetro de masas de muestras líquidas y/o gaseosas y a un dispositivo (1) para llevar a cabo dicho método. Se utiliza un espectrómetro de masas (29) que tiene un primer elemento de flujo (19) para muestras líquidas y un segundo elemento de flujo (21) para muestras gaseosas. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Espectrómetro de masas en línea para la detección en tiempo real de componentes volátiles de la fase gaseosa y líquida para el análisis de procesos

La presente invención se refiere a un método para analizar sustancias presentes en una muestra líquida y gaseosa por espectrometría de masas y a un dispositivo para llevar a cabo este método.

Los espectrómetros de masas de proceso para analizar una fase gaseosa son conocidos en el estado de la técnica, por ejemplo de Thermo Scientific y Extrel CMS, LLC.

Además, el documento DE 41 33 300 A1 describe un espectrómetro de masas "en línea" con una entrada de membrana, con el que se pueden detectar componentes volátiles de una solución acuosa con una sensibilidad en el rango inferior de ppb (ppb = "partes por billón", es decir, una milmillonésima parte). Según el método descrito en el documento DE 41 33 300 A1, la fase líquida puede introducirse continuamente en una entrada de membrana a través de un capilar utilizando una bomba de baja pulsación, pasar por una membrana de PTFE en su interior y volver al punto de partida a través de otro capilar o desecharse. En el lado del permeado de la entrada de la membrana hay un prevacío que vaporiza continuamente el líquido en la superficie de la membrana. Si se abre una válvula rotativa, parte del flujo de gas en el prevacío, también conocido como vacío fino, alcanza un alto vacío y se mide allí como corriente de iones en el espectrómetro de masas.

El documento WO 2009/146396 A1 divulga un espectrómetro de masas que tiene una entrada para analizar muestras gaseosas procedentes de cromatografía de gases y una entrada de muestra adicional, mediante la cual una solución de muestra introducida en la entrada de muestra se atomiza para formar un aerosol de gotitas líquidas y el aerosol se vaporiza a continuación en un evaporador o con un elemento calefactor.

Sin embargo, no existe ningún espectrómetro de masas conocido en el estado de la técnica que pueda utilizarse para medir simultáneamente en línea, es decir, en tiempo real, tanto a partir de una fase gaseosa como a partir de un líquido y que además pueda funcionar de una manera segura para el proceso y automatizada.

En resumen, puede decirse que existe una gran necesidad de un dispositivo para el análisis espectrométrico de masas de sustancias con el que puedan analizarse automáticamente tanto muestras gaseosas como líquidas, en particular para la monitorización de procesos, sin tener que modificar dicho dispositivo.

Es, por tanto, tarea de la presente invención, en particular, superar los inconvenientes mencionados y, en particular, poder analizar y determinar un método y un dispositivo para llevar a cabo un análisis espectrométrico de masas de sustancias presentes en muestras líquidas y gaseosas, preferentemente en tiempo real y de forma totalmente automática. En particular, el presente método y el presente dispositivo se caracterizan por que el dispositivo se instala una vez en un sistema de reacción y, a continuación, analiza las muestras gaseosas y líquidas presentes en el sistema de reacción y alimentables al dispositivo de forma completamente automática en tiempo real con un índice de utilización preferentemente de al menos el 90%, preferentemente de al menos el 95%, y determina las sustancias volátiles presentes en las mismas y, en caso de que se produzcan errores o problemas, los detecta de forma independiente, preferentemente con ayuda de software o soporte informático, y, en caso necesario, toma las medidas de seguridad adecuadas contra los mismos. En particular, la invención se basa, por lo tanto, en la tarea de crear un método y un dispositivo para determinar sustancias volátiles o presentes en forma gaseosa, que también permitan la determinación continua de estas sustancias, en particular a partir de líquidos que fluyen en tiempo real, de modo que, por ejemplo en la industria química, se puedan llevar a cabo procesos de control con respecto a la concentración de determinadas sustancias en una mezcla líquida y gaseosa.

El problema se resuelve proporcionando los objetos de las reivindicaciones independientes. De las reivindicaciones secundarias se derivan formas de realización ventajosas.

La presente invención se refiere en particular a un método para analizar por espectrometría de masas sustancias presentes en muestras líquidas y gaseosas, que comprende las etapas de

a) introducir al menos una o más sustancias de una muestra líquida, preferentemente acuosa, en un primer elemento de flujo de un dispositivo volatilizando la al menos una sustancia de la muestra líquida, preferentemente acuosa, en una membrana impermeable al líquido y permeable al gas, e introducir al menos una o más sustancias de una muestra gaseosa en un segundo elemento de flujo del dispositivo,

en donde el primer elemento de flujo es diferente del segundo elemento de flujo, de modo que tras la introducción de la al menos una o más sustancias en el primer y segundo elementos de flujo, la al menos una sustancia está presente en forma gaseosa en el elemento de flujo respectivo, y

b) analizar por espectrometría de masas la al menos una o más sustancias presentes en forma gaseosa en la etapa a) a partir de la muestra líquida y la al menos una o más sustancias presentes en forma gaseosa en la etapa a) a partir de la muestra gaseosa.

Gracias a la introducción, preferentemente controlada por válvula, de al menos una sustancia de la muestra líquida en un primer elemento de paso y a la introducción, preferentemente retardada en el tiempo, de al menos una sustancia de la muestra gaseosa en un segundo elemento de paso, resulta ventajoso poder analizar o determinar al menos una o más sustancias de muestras líquidas y gaseosas por espectrometría de masas utilizando un único dispositivo. Al introducir la al menos una sustancia de la muestra gaseosa y de la muestra líquida por medio de dos elementos de flujo diferentes en un mismo dispositivo, se consigue ventajosamente que ya no sea necesaria una conversión del dispositivo si las muestras a medir tienen estados agregados diferentes. Esto facilita el análisis o la determinación de sustancias a partir de muestras gaseosas y líquidas "simultáneamente". En particular, estas sustancias pueden analizarse o determinarse de forma continua durante un largo periodo de tiempo, aunque con un retardo temporal, pero sin necesidad de convertir el dispositivo para el análisis por espectrometría de masas.

En particular, el método según la invención puede llevarse a cabo automáticamente.

Según la invención, está previsto en particular que al menos una sustancia de una muestra líquida se introduzca en un primer elemento de flujo y al menos una sustancia de una muestra gaseosa se introduzca en un segundo elemento de flujo del dispositivo utilizado según la invención, es decir, en dos elementos de flujo diferentes, es decir, no en el mismo elemento de flujo. Según la invención, el primer elemento de flujo es diferente del segundo elemento de flujo en que el primer elemento de flujo se proporciona para introducir al menos una sustancia de una muestra líquida y el segundo elemento de flujo se proporciona para introducir al menos una sustancia de una muestra gaseosa.

La invención prevé un método como el descrito anteriormente, según el cual en el paso a) al menos una o más sustancias de una muestra líquida se introducen, en particular de manera controlada por una válvula, en un primer elemento de flujo de un dispositivo para el análisis por espectrometría de masas de sustancias presentes en muestras líquidas y gaseosas, y al menos una o más sustancias de una muestra gaseosa se introducen en un segundo elemento de flujo de este dispositivo, que es diferente del primer elemento de flujo, y en donde esto se hace de tal manera que, después de la introducción de al menos una o más sustancias en el primer y segundo elemento de flujo, las al menos una o más sustancias en el primer elemento de flujo se introducen en el segundo elemento de flujo, que es diferente del primer elemento de flujo, y en donde esto se hace de tal manera que después de la introducción de al menos una o más sustancias en el primer y segundo elemento de flujo, la al menos una o más sustancias en el primer y segundo elemento de flujo está o están cada una al menos en parte, preferentemente en forma completa, presente en forma gaseosa.

La invención proporciona un método para el análisis por espectrometría de masas utilizando un dispositivo para el análisis por espectrometría de masas de sustancias presentes en muestras líquidas y gaseosas, en donde, en particular de manera controlada por una válvula, en el paso a) las al menos una o más sustancias se volatilizan a partir de una muestra líquida, preferentemente acuosa, es decir, se convierten al estado gaseoso, y se introducen en un primer elemento de flujo del dispositivo parcialmente, preferentemente completamente, en estado gaseoso, es decir, volatilizadas, y en donde al menos una o más sustancias de la muestra gaseosa se introducen o se introducen en un segundo elemento de flujo del dispositivo, que es diferente del primer elemento de flujo, de modo que después de la introducción de al menos una o más sustancias en el primer y segundo elemento de flujo, la al menos una o más sustancias están al menos parcialmente, preferentemente completamente, presentes en forma gaseosa en el elemento de flujo respectivo.

Según la invención, se prevé así un método para analizar por espectrometría de masas sustancias presentes en muestras volátiles y gaseosas, en donde en el paso a) se introducen tanto al menos una o más sustancias de una muestra líquida en un primer elemento de flujo del dispositivo utilizado como al menos una o más sustancias de una muestra gaseosa en un segundo elemento de flujo del dispositivo, en particular con un retardo de tiempo, de modo que después de la introducción, preferentemente después de la introducción con retardo de tiempo, de la al menos una o más sustancias en el primer y segundo elemento de flujo, la al menos una o más sustancias están presentes al menos parcialmente, preferentemente completamente, en forma gaseosa en el elemento de flujo respectivo, preferentemente con un retardo de tiempo.

La invención prevé analizar la al menos una sustancia procedente de la muestra líquida y la al menos una sustancia procedente de la muestra gaseosa por separado una de otra mediante espectrometría de masas en una etapa b) del proceso.

En un sistema de reacción que contiene al menos una sustancia a analizar en fase líquida y gaseosa, el contenido de las sustancias que pueden convertirse en forma volátil, por ejemplo, el contenido total en relación con la sustancia analizante, puede determinarse ventajosamente en el sistema de reacción medido que consta de fase líquida y gaseosa mediante una introducción desfasada en el tiempo de al menos una sustancia de una muestra líquida y al menos una sustancia de una muestra gaseosa del sistema de reacción.

El método según la invención se lleva a cabo preferentemente mediante un aparato según la invención, en donde este aparato según la invención es un aparato para el análisis espectrométrico de masas de sustancias presentes en muestras líquidas y gaseosas, que comprende al menos aa) un espectrómetro de masas, bb) al menos una entrada para una muestra líquida y cc) al menos una entrada para una muestra gaseosa, en donde un primer elemento de flujo está conectado aguas abajo de la al menos una entrada para una muestra líquida y un segundo elemento de flujo está conectado aguas abajo de la al menos una entrada para una muestra gaseosa, en donde el primer elemento de flujo es diferente del segundo elemento de flujo, y en donde una membrana hidrófoba, al menos parcialmente porosa, está dispuesta en la entrada para una muestra líquida.

Según la invención, la al menos una entrada para introducir al menos una sustancia de una muestra líquida es preferentemente un elemento conectado aguas arriba del primer elemento de flujo en el lado de la muestra.

Según la invención, la al menos una entrada para la introducción de al menos una sustancia de una muestra gaseosa es preferentemente un elemento conectado aguas arriba del segundo elemento de flujo en el lado de la muestra.

De acuerdo con la invención, se proporciona así que la al menos una sustancia a analizar en la muestra líquida se volatilice en o en un dispositivo de membrana presente en la entrada para la muestra líquida. En una forma de realización particularmente preferida, la al menos una entrada para la muestra líquida puede diseñarse como un sensor in situ que comprende una membrana. El dispositivo de membrana también puede diseñarse como un dispositivo de membrana a través del cual se guía la muestra líquida.

La presente invención proporciona un método para analizar por espectrometría de masas sustancias presentes en un sistema de reacción que comprende una fase líquida y una fase gaseosa, que comprende las etapas de: a) introducir al menos una sustancia de una muestra líquida del sistema de reacción en un primer elemento de flujo de un dispositivo volatilizando la al menos una sustancia de la muestra líquida en una membrana impermeable al líquido y permeable al gas e introducir al menos una sustancia de una muestra gaseosa del sistema de reacción en un segundo elemento de flujo del dispositivo, en donde el primer elemento de flujo es diferente del segundo elemento de flujo, de modo que tras la introducción de la al menos una sustancia en los elementos de flujo primero y segundo, la al menos una sustancia está presente en forma gaseosa en los elementos de flujo primero y segundo, y b) analizar por espectrometría de masas la al menos una sustancia presente en forma gaseosa en la etapa a) a partir de la muestra líquida y la al menos una sustancia presente en forma gaseosa en la etapa a) a partir de la muestra gaseosa.

Según la invención, cuando el método según la invención se lleva a cabo en la etapa a), se introduce en el dispositivo al menos una sustancia de una muestra líquida en un primer elemento de flujo y, preferentemente con un retardo de tiempo, se introduce al menos una sustancia de una muestra gaseosa en un segundo elemento de flujo, de modo que, preferentemente con un retardo de tiempo, la al menos una sustancia está presente en forma gaseosa en ambos elementos de flujo.

Un método según la invención permite determinar, por ejemplo, la cantidad total de al menos una sustancia volátil tanto en la fase líquida como en la fase gaseosa en un sistema de reacción que comprende una fase gaseosa y una fase líquida, en particular un sistema de reacción cerrado, mediante un único dispositivo, a saber, el dispositivo según la invención, en un método sencillo y eficaz. El método según la invención permite proporcionar balances metabólicos parciales o completos en una gran variedad de sistemas de reacción, en particular para una gran variedad de reacciones, en particular reacciones biotecnológicas.

En una forma de realización preferida, la presente invención proporciona además un método, en donde las sustancias o fracciones de sustancias presentes en forma no volátil se determinan adicionalmente mediante un detector opcionalmente presente en el dispositivo según la invención para determinar sustancias no volátiles en una fase líquida.

En una forma de realización particularmente preferida, se proporciona un método mencionado anteriormente que comprende las etapas a) y b), en donde en particular se llevan a cabo las etapas del método a), a1), a2) y b) descritos a continuación, en particular i), ii), iii) y iv).

La presente invención se refiere preferentemente a un método en donde, en una etapa a1) que precede a la etapa b), la al menos una o más sustancias presentes en forma gaseosa se introducen en un tercer elemento de flujo del dispositivo, en donde una presión de 0,01 a 0,5 mbar, preferentemente de 0,15 a 0,2 mbar, está presente en el tercer elemento de flujo. Preferentemente, las al menos una o más sustancias presentes en forma gaseosa a partir de la muestra gaseosa se introducen en un primer tercer elemento de flujo y las al menos una o más sustancias presentes en forma gaseosa a partir de la muestra líquida se introducen en un segundo tercer elemento de flujo, donde una presión de 0,01 a 0,5 mbar, preferentemente de 0,15 a 0,2 mbar, está presente en el primer y/o segundo tercer elemento de flujo. Alternativamente, de modo preferible, las al menos una o más sustancias presentes en forma gaseosa de la muestra gaseosa y de la muestra líquida se introducen en el mismo tercer elemento de flujo, en particular con un retardo de tiempo y separadas entre sí.

La presente invención se refiere preferentemente a un método en donde, en una etapa a2) que precede a la etapa b), las al menos una o más sustancias presentes en forma gaseosa se introducen en un cuarto elemento de flujo del dispositivo, en donde existe en el cuarto elemento de flujo una presión de 10-5 mbar o inferior, preferentemente de 10-6 mbar o inferior, preferentemente de 10-7 mbar o inferior, preferentemente de 10-5 mbar a 10-10 mbar.

Preferentemente, la al menos una o más sustancias presentes en forma gaseosa se introducen primero en el tercer elemento de flujo y después en el cuarto elemento de flujo. Preferentemente, las al menos una o más sustancias presentes en forma gaseosa en la muestra gaseosa se introducen primero en un primer tercer elemento de flujo y después en un primer cuarto elemento de flujo. Preferentemente, las al menos una o más sustancias presentes en forma gaseosa en la muestra líquida se introducen primero en un segundo tercer elemento de flujo y después en un segundo cuarto elemento de flujo. Alternativamente, de preferencia, las al menos una o más sustancias presentes en forma gaseosa en los elementos de flujo primero tercero y segundo tercero se introducen en el mismo elemento de flujo cuarto. Preferentemente, una presión de 10-5 mbar o menos, preferentemente 10-6 mbar o menos, preferentemente 10-7 mbar o menos, preferentemente 10-5 mbar a 10-10 mbar, está presente en el primer y/o segundo cuarto elemento de flujo.

La invención se refiere preferentemente a un método, en donde el análisis por espectrometría de masas según la etapa b) comprende las etapas siguientes:

(i) ionizar la al menos una o más sustancias presentes en forma gaseosa de la muestra líquida y la al menos una o más sustancias presentes en forma gaseosa de la muestra gaseosa,

ii) aceleración de al menos una o varias sustancias ionizadas en la etapa i),

iii) seleccionar las al menos una o varias sustancias aceleradas en la etapa ii), y

iv) detectar la al menos una o más sustancias seleccionadas en la etapa iii).

Preferentemente, el análisis por espectrometría de masas según la etapa b) comprende la ionización de la al menos una o más sustancias presentes en forma gaseosa y la posterior detección de la al menos una o más sustancias ionizadas.

Se prefiere un método que comprenda las etapas siguientes:

a) introducción de al menos una o más sustancias de una muestra líquida en un primer elemento de flujo de un dispositivo por volatilización de las al menos una o más sustancias de la muestra líquida en una membrana impermeable a los líquidos y permeable a los gases e introducción de al menos una o más sustancias de una muestra gaseosa en un segundo elemento de flujo del dispositivo, siendo el primer elemento de flujo diferente del segundo elemento de flujo, de modo que tras la introducción de las al menos una o más sustancias en el primer y segundo elemento de flujo las al menos una o más sustancias estén presentes al menos parcialmente, preferentemente completamente, en forma gaseosa,

a1) introducción al menos parcial, preferentemente parcial o completa, de la al menos una o más sustancias presentes en forma gaseosa en el primer y segundo elemento de flujo en un tercer elemento de flujo del dispositivo, en donde una presión de 0,01 a 0,5 mbar, preferentemente de 0,15 a 0,20 mbar, está presente en el tercer elemento de flujo,

a2) introducción al menos parcial, preferentemente parcial o completa, de al menos una o más sustancias presentes en forma gaseosa en el tercer elemento de flujo en un cuarto elemento de flujo del dispositivo, estando presente en el cuarto elemento de flujo una presión de 10-5 mbar o inferior, preferentemente 10-6 mbar o inferior, preferentemente 10-7 mbar o inferior, preferentemente 10-5 mbar a 10-10 mbar, y

b) analizar por espectrometría de masas al menos parcialmente, preferentemente parcial o totalmente, la al menos una o más sustancias presentes en forma gaseosa en el cuarto elemento de flujo, en donde el análisis por espectrometría de masas comprende preferentemente las siguientes etapas:

i) ionización al menos parcial, preferentemente parcial o completa, de la al menos una o más sustancias presentes en forma gaseosa en el cuarto elemento de flujo,

ii) aceleración al menos parcial, preferentemente parcial o completa, de la al menos una o más sustancias ionizadas en la etapa i);

iii) selección al menos parcial, preferentemente parcial o completa, de la al menos una o más sustancias aceleradas en la etapa ii), y

iv) detectar al menos parcialmente, preferentemente parcial o totalmente, la al menos una o más sustancias seleccionadas en la etapa iii).

Preferentemente el primer, el segundo, el tercero, preferentemente el primero y/o el segundo, el tercero y/o el cuarto, preferentemente el primero y/o el segundo cuarto elemento de flujo es una tubería, preferentemente un tubo o una manguera, preferentemente un tubo metálico o manguera corrugada de metal, preferentemente un tubo de acero inoxidable o una manguera corrugada de acero inoxidable.

En una forma de realización especialmente preferida, el primer, el segundo, el tercero y el cuarto elemento de flujo, en particular el primer y el segundo elemento de flujo, pueden estar diseñados de forma idéntica.

El método según la invención y el dispositivo según la invención se pueden utilizar de forma especialmente ventajosa para la determinación cuantitativa y cualitativa de sustancias volátiles en un sistema de reacción, cuyo sistema de reacción se compone de una fase líquida y una fase gaseosa, en particular tiene una líquido y un gas o una mezcla de gases. El método según la invención y el dispositivo según la invención permiten determinar simultáneamente o en diferentes momentos las sustancias volátiles tanto en la fase líquida como en la gaseosa de un sistema de reacción de este tipo, de modo que, por ejemplo, se midan las concentraciones de educto y producto. Se puede registrar ventajosamente en sistemas de reacción en los que en el contexto se producen una o varias reacciones bioquímicas y cambios en el estado de agregación. Las concentraciones de educto y producto se pueden registrar simultáneamente o casi simultáneamente para obtener la imagen más precisa posible de una reacción que ocurre en un momento específico sin o sin un gran retraso entre la medición del educto y el producto. Esto permite registrar y monitorear directamente la reacción respectiva. El método y el dispositivo según la invención permiten ventajosamente dicho método mediante un único dispositivo y un método realizado con el mismo.

Por lo tanto, la presente invención también proporciona métodos para el análisis espectrométrico de masas de sustancias contenidas en un sistema de reacción compuesto por al menos una fase líquida y al menos una fase gaseosa, un método para el análisis espectrométrico de masas de sustancias presentes en muestras líquidas y gaseosas según la presente invención. Para la determinación de las sustancias se llevan a cabo, en particular, las etapas a) y b), comprendiendo preferentemente las etapas a), a1) y a2) y/o en la etapa b) las etapas i), ii), iii) y iv). En una forma de realización especialmente preferida, un sistema de reacción de este tipo es un biorreactor con al menos un medio de reacción líquido y al menos una fase gaseosa, en particular para la fermentación, la biodegradación de productos, la conversión de sustancias o la producción de sustancias.

En una forma de realización particularmente preferida, este método se puede usar para determinar eficientemente tanto la concentración de los materiales de partida como los productos finales usando un solo dispositivo.

En una forma de realización preferida se puede utilizar un sistema de reacción con una fase líquida y gaseosa en los campos de la biotecnología, la industria química, la petroquímica, la farmacia, la tecnología médica y la industria alimentaria.

El término "y/o" en relación con la presente conexión significa que los miembros de un grupo que están unidos entre sí por el término "y/o" se divulgan alternativamente entre sí, de forma parcial o totalmente acumulativa. Esto significa, por ejemplo, para la expresión “A, B y/o C” que debe entenderse el siguiente contenido de divulgación: A o B o C o (A y B) o (A y C) o (B y C) o (A y B y C).

Preferentemente, los elementos de flujo primero, segundo y tercero están conectados entre sí, preferentemente en forma directa, mediante un primer dispositivo de válvula. El tercer elemento de flujo está conectado preferentemente con el cuarto elemento de flujo a través de un segundo dispositivo de válvula, preferentemente en forma directa. Preferentemente, el primer dispositivo de válvula conecta el primer elemento de flujo con el tercer elemento de flujo en una primera posición. En una segunda posición, el primer dispositivo de válvula conecta el segundo elemento de flujo con el tercer elemento de flujo. En una tercera posición, no hay contacto de fluido entre el primer y segundo elemento de flujo y el tercer elemento de flujo. Preferentemente, el segundo dispositivo de válvula conecta el tercer elemento de flujo con el cuarto elemento de flujo en una primera posición. En una segunda posición, no hay contacto de fluido entre el tercer elemento de flujo y el cuarto elemento de flujo.

En una forma de realización alternativa, el primer elemento de flujo está conectado al tercer elemento de flujo a través de un primer dispositivo de válvula, preferentemente en forma directa. Además, el segundo elemento de flujo está conectado con el tercer elemento de flujo mediante un segundo dispositivo de válvula, preferentemente en forma directa. El tercer elemento de flujo está conectado preferentemente con el cuarto elemento de flujo a través de un tercer dispositivo de válvula, preferentemente en forma directa. Preferentemente, el primer dispositivo de válvula conecta el primer elemento de flujo con el tercer elemento de flujo en una primera posición. En una segunda posición, no hay contacto de fluido entre el primer y el tercer elemento de flujo. Preferentemente, el segundo dispositivo de válvula conecta el segundo elemento de flujo con el tercer elemento de flujo en una primera posición. En una segunda posición, no hay contacto de fluido entre el segundo y el tercer elemento de flujo. Preferentemente, el tercer dispositivo de válvula conecta el tercer elemento de flujo con el cuarto elemento de flujo en una primera posición. En una segunda posición, no hay contacto de fluido entre el tercer y cuarto elemento de flujo.

En una forma de realización alternativa, el primer elemento de flujo está conectado al primer tercer elemento de flujo a través de un primer dispositivo de válvula, preferentemente en forma directa. Además, el segundo elemento de flujo está conectado con el segundo tercer elemento de flujo mediante un segundo dispositivo de válvula, preferentemente en forma directa. Además, los elementos de flujo primero, tercero, segundo, tercero y cuarto están conectados entre sí, preferentemente en forma directa, mediante un tercer dispositivo de válvula. El primer dispositivo de válvula conecta preferentemente el primer elemento de flujo con el primer tercer elemento de flujo en una primera posición. En una segunda posición, no hay contacto de fluido entre el primer elemento de flujo y el primer tercer elemento de flujo. Preferentemente, el segundo dispositivo de válvula conecta el segundo elemento de flujo con el segundo tercer elemento de flujo en una primera posición. En una segunda posición, no hay contacto de fluido entre el segundo elemento de flujo y el segundo tercer elemento de flujo. Preferentemente, el tercer dispositivo de válvula conecta el primer tercer elemento de flujo con el cuarto elemento de flujo en una primera posición. Preferentemente, el tercer dispositivo de válvula conecta el segundo tercer elemento de flujo con el cuarto elemento de flujo en una segunda posición. En una tercera posición, no hay contacto de fluido entre el primer tercer elemento de flujo, el segundo tercer elemento de flujo y el cuarto elemento de flujo.

En una forma de realización alternativa, el primer elemento de flujo está conectado al primer tercer elemento de flujo a través de un primer dispositivo de válvula, preferentemente en forma directa. Además, el segundo elemento de flujo está conectado con el segundo tercer elemento de flujo mediante un segundo dispositivo de válvula, preferentemente en forma directa. Además, el primer tercer elemento de flujo está conectado con el primer cuarto elemento de flujo mediante un tercer dispositivo de válvula, preferentemente en forma directa. Además, el segundo tercer elemento de flujo está conectado con el segundo cuarto elemento de flujo mediante un cuarto dispositivo de válvula, preferentemente en forma directa. El primer dispositivo de válvula conecta preferentemente el primer elemento de flujo con el primer tercer elemento de flujo en una primera posición. En una segunda posición, no hay contacto de fluido entre el primer elemento de flujo y el primer tercer elemento de flujo. Preferentemente, el segundo dispositivo de válvula conecta el segundo elemento de flujo con el segundo tercer elemento de flujo en una primera posición. En una segunda posición, no hay contacto de fluido entre el segundo elemento de flujo y el segundo tercer elemento de flujo. Preferentemente, el tercer dispositivo de válvula conecta el primer tercer elemento de flujo con el primer cuarto elemento de flujo en una primera posición. En una segunda posición, no hay contacto de fluido entre el primer tercer elemento de flujo y el primer cuarto elemento de flujo. Preferentemente, el cuarto dispositivo de válvula conecta el segundo tercer elemento de flujo con el segundo cuarto elemento de flujo en una primera posición. En una segunda posición, no hay contacto de fluido entre el segundo tercer elemento de flujo y el segundo cuarto elemento de flujo.

Cada entrada para una muestra gaseosa o una muestra líquida presenta preferentemente un tercer y un cuarto elemento de flujo, siendo reunidos los diferentes hilos de elementos de flujo sólo a través de un dispositivo de válvula inmediatamente antes del espectrómetro de masas.

Preferentemente, a cada entrada para una muestra líquida se le asigna un primer elemento de flujo, un tercer y un cuarto elemento de flujo y a cada entrada para una muestra gaseosa se le asigna un segundo elemento de flujo, un tercer y un cuarto elemento de flujo, con las diferentes hebras de elementos de flujo solo se reúnen a través de un dispositivo de válvula inmediatamente antes del espectrómetro de masas.

El primer, segundo, tercer y/o cuarto dispositivo de válvula permite en particular controlar específicamente el flujo másico de sustancias gaseosas hacia el tercer y/o cuarto elemento de flujo.

El primer, segundo, tercer y/o cuarto dispositivo de válvula presenta preferentemente al menos una, preferentemente al menos dos, preferentemente exactamente una, de preferencia, exactamente dos válvulas. Preferentemente, al menos una válvula es una válvula de conmutación, una válvula de tambor o una válvula proporcional. Preferentemente, la al menos una válvula está configurada como válvula eléctrica o neumática.

Las válvulas, preferentemente todas las válvulas, preferentemente se pueden controlar, de preferencia, mediante un programa de control basado en software o un controlador lógico programable.

Preferentemente, se introduce una solución de calibración en el primer elemento de flujo para calibrar el espectrómetro de masas en lugar de una muestra líquida. Para calibrar el espectrómetro de masas se introduce preferentemente en el segundo elemento de flujo en lugar de una muestra gaseosa un gas de calibración o una mezcla de calibración, preferentemente controlado por una válvula.

La presente invención se refiere preferentemente a un método en donde el primer, segundo, tercer y/o cuarto elemento de flujo se calienta a una temperatura de 60 a 80 °C, preferentemente de 70 a 75 °C. Los elementos de flujo se calientan preferentemente mediante un elemento calefactor. Al primer, segundo, tercer y/o cuarto elemento de circulación está asignado preferentemente un elemento calefactor. Preferentemente está presente la misma temperatura en el primer, segundo, tercer y/o cuarto elemento de flujo.

El término "el tercer elemento de flujo" o "el cuarto elemento de flujo" incluye uno o más elementos de flujo del mismo tipo. En consecuencia, estos términos también incluyen el primer tercer/cuarto y el segundo tercer/cuarto elementos de flujo, si están presentes en el dispositivo.

Calentando uno o más elementos de flujo se logra la separación, preferentemente la condensación o la adsorción de al menos una o más sustancias o sustancias presentes en forma gaseosa en el interior del elemento de flujo, preferentemente la tubería, preferentemente el tubo o la manguera, preferentemente el tubo de metal o la manguera corrugada de metal, preferentemente el tubo de acero inoxidable o la manguera corrugada de acero inoxidable.

En particular, el primer, segundo, tercer y/o cuarto dispositivo de válvula evita que cantidades excesivas de la muestra gaseosa o líquida y/o un medio de calibración entren en los elementos de flujo, preferentemente en los elementos de flujo tercero y/o cuarto, o en el espectrómetro de masas. De este modo, se minimizan y preferentemente se evitan daños en particular en el espectrómetro de masas.

La presente invención se refiere preferentemente a un método, en donde la introducción de al menos una o más sustancias de la muestra líquida y gaseosa en el primer y segundo elemento de flujo se controla de tal manera que en el paso a1) y/o a2) iguales cantidades de al menos una o más sustancias gaseosas están presentes en el tercer elemento de flujo. Según la invención, por "cantidades iguales" se entiende que, preferentemente a través del control del dispositivo de válvula, el flujo másico desde el primer elemento de flujo al tercer elemento de flujo y el flujo másico desde el segundo elemento de flujo al el tercer elemento de flujo aumenta en un máximo de ±10%, preferentemente un máximo difiere en ±5%, preferentemente un máximo de ± 1%. Por "flujo másico" se entiende preferentemente la masa de al menos una o más sustancias introducidas en el tercer elemento de flujo durante un tiempo determinado. Mediante este método especial, concretamente introduciendo cantidades iguales de al menos una o varias sustancias gaseosas en el tercer elemento de flujo, es posible en particular, de forma totalmente automatizada, entre el primer y el segundo elemento de flujo, es decir, entre la introducción de al menos una o más sustancias para alternar entre una muestra gaseosa o una muestra líquida. En particular, es posible calibrar el dispositivo para análisis espectrométrico de masas con un único medio de calibración y luego introducir diferentes muestras a través del primer y segundo elementos de flujo.

Preferentemente, al menos una o más sustancias de al menos dos, preferentemente al menos cinco, preferentemente al menos diez muestras líquidas diferentes se introducen a través del primer elemento de flujo a través de diferentes entradas, preferentemente en diferentes momentos.

Preferentemente, a través del primer elemento de flujo se introducen al menos una, preferentemente al menos dos, preferentemente al menos cinco, preferentemente al menos diez, preferentemente como máximo treinta, preferentemente como máximo veinte sustancias diferentes de una muestra líquida.

Preferentemente, al menos una o más sustancias de al menos dos, preferentemente al menos cinco, preferentemente al menos diez muestras gaseosas diferentes se introducen a través del segundo elemento de flujo a través de diferentes entradas, preferentemente en diferentes momentos.

Preferentemente, a través del segundo elemento de flujo se introducen al menos una, preferentemente al menos dos, preferentemente al menos cinco, preferentemente al menos diez, preferentemente como máximo treinta, preferentemente como máximo veinte sustancias diferentes de una muestra gaseosa.

La invención se refiere preferentemente a un método en donde se detecta la presión en el cuarto elemento de flujo. La presión se detecta preferentemente en el primer, segundo, tercer y/o cuarto elemento de flujo. Preferentemente, la presión se detecta tanto en el tercer como en el cuarto elemento de flujo. Esta detección se realiza preferentemente en cada caso por una unidad de detección. Esta unidad de detección está conectada preferentemente a una unidad de control. La unidad de control presenta preferentemente un programa de control basado en software o un controlador lógico programable.

La presente invención se refiere preferentemente a un método en donde un dispositivo de válvula controlable dispuesto entre el tercer y cuarto elemento de flujo se cierra cuando se detecta un aumento de presión en el cuarto elemento de flujo, de modo que no hay contacto de fluido entre el tercer y cuarto elemento de flujo. Preferentemente, cuando se detecta un aumento de presión en el tercer elemento de flujo, se cierra un dispositivo de válvula controlable dispuesto entre el tercer y cuarto elemento de flujo, de modo que no haya contacto de fluido entre el tercer y cuarto elemento de flujo.

Alternativa o adicionalmente, cuando se detecta un aumento de presión en el tercer elemento de flujo, preferentemente se cierra un dispositivo de válvula controlable dispuesto delante del tercer elemento de flujo - en la dirección de flujo de las sustancias gaseosas. Cuando se detecta un aumento de presión en el y/o cuarto elemento de flujo, todos los dispositivos de válvula presentes en el dispositivo están preferentemente cerrados, de modo que no hay contacto de fluido entre los elementos de flujo conectados a estos dispositivos de válvula, preferentemente en forma directa. Cerrar la al menos una válvula evita preferentemente que una cantidad demasiado grande de sustancias gaseosas, pero también una cantidad demasiado grande de una muestra gaseosa o líquida, entre en el dispositivo de medición, es decir, en el espectrómetro de masas utilizado para analizar al menos uno o pueden penetrar más sustancias gaseosas.

Preferentemente, la al menos una o más sustancias gaseosas fluyen desde el cuarto elemento de flujo, preferentemente en forma directa, al espectrómetro de masas, es decir, al dispositivo de ionización del espectrómetro de masas diseñado y previsto para llevar a cabo la etapa i).

El presente proceso consta preferentemente de las etapas de proceso antes mencionadas, preferentemente de las etapas de proceso a), a1), a2), b), i), ii), iii) y iv). Preferentemente, al menos una o más sustancias presentes en forma gaseosa en la etapa a) no se fraccionan antes de analizarlas mediante espectrometría de masas en la etapa b). El método según la invención o el método preferido según la invención está preferentemente libre de fraccionamiento cromatográfico, en particular cromatográfico de gases, preferentemente de al menos una o varias sustancias presentes en forma gaseosa.

Preferentemente se lleva a cabo el análisis espectrométrico de masas de reacciones que ocurren en gases o mezclas de gases o líquidos.

El presente método se utiliza preferentemente para medir corrientes iónicas de una o más sustancias gaseosas, pudiendo calcularse las concentraciones respectivas de estas sustancias.

Para generar el vacío presente en el tercer y/o cuarto elemento de flujo se utiliza una bomba diseñada para generar una presión correspondiente.

Según la presente invención, la muestra líquida para su introducción en el primer elemento de flujo se hace pasar a través de una membrana impermeable a los líquidos pero permeable a los gases, preferentemente presente en un dispositivo de membrana, también denominado módulo de membrana, de tal manera que en las condiciones que prevalecen durante el proceso, al menos una o más sustancias pueden volatilizarse, es decir, llevarse a la fase gaseosa. Las sustancias correspondientes atraviesan la membrana y de este modo se introducen en el primer elemento de flujo. Preferentemente está previsto que el líquido en la zona de la membrana se mantenga a una temperatura constante, preferentemente a una temperatura entre 10 y 30 °C, preferentemente 25 °C.

Preferentemente, la temperatura se puede variar para la aplicación respectiva. Preferentemente, la temperatura permanece constante durante, preferentemente durante todo el período de medición. La calibración se realiza preferentemente a la misma temperatura.

Preferentemente, la al menos una o más sustancias de la muestra líquida se introducen en el primer elemento de flujo y la al menos una o más sustancias de la muestra gaseosa se introducen en el segundo elemento de flujo de tal manera que el primer elemento de flujo o el segundo elemento de flujo está conectado con el tercer elemento de flujo a través del dispositivo de válvula están conectados de manera fluida, preferentemente directa, es decir, debido a la presión negativa presente en el tercer elemento de flujo, se produce un cierto efecto de succión, pero también una presión negativa en el primero y/o surge un segundo elemento de flujo.

En una forma de realización preferida de la presente invención está previsto que la muestra de líquido que pasa a través de la membrana sea conducida en el ramal o ramal secundario hacia el flujo de líquido a examinar. En una forma de realización preferida, el dispositivo de membrana para introducir sustancias volátiles de una muestra líquida está construido de tal manera que funciona como un bypass, siendo retirada la muestra líquida de un recipiente o de una tubería mediante una bomba de baja pulsación y opcionalmente regresado nuevamente.

Preferentemente, la membrana está soportada por un disco poroso. La membrana se sella en una carcasa de membrana mediante un anillo de sellado recubierto de politetrafluoroetileno.

Para mantener constante el vacío en el tercer y/o cuarto elemento de flujo, los dispositivos de detección de vacío asignados al tercer y/o cuarto elemento de flujo están conectados a través de circuitos de control con las bombas de vacío asignadas a estos elementos de flujo, en particular controlado a través de una unidad de control.

En una forma de realización particularmente preferida, se proporciona un método para analizar sustancias presentes en muestras líquidas y gaseosas mediante espectrometría de masas según el método descrito anteriormente, que comprende además una etapa de determinar sustancias no volátiles presentes en una muestra líquida. En una forma de realización especialmente preferida, una determinación de este tipo se realiza con un dispositivo según la invención, que presenta un detector para la determinación de sustancias no volátiles presentes en una muestra líquida.

La presente invención también se refiere a un dispositivo para el análisis espectrométrico de masas de sustancias presentes en muestras líquidas y gaseosas, que comprende

aa) un espectrómetro de masas,

bb) al menos una entrada para una muestra líquida y

cc) al menos una entrada para una muestra gaseosa,

en donde al menos una entrada para una muestra líquida va seguida de un primer elemento de flujo y a la al menos una entrada para una muestra gaseosa va seguida de un segundo elemento de flujo, en donde el primer elemento de flujo es diferente del segundo elemento de flujo, y en donde en la entrada para una muestra líquida está dispuesta al menos una membrana hidrófoba parcialmente porosa.

Preferentemente, al menos una entrada para una muestra líquida es diferente de al menos una entrada para una muestra gaseosa.

El dispositivo según la invención presenta preferentemente los elementos de flujo descritos anteriormente, en particular un primer elemento de flujo conectado después de al menos una entrada para una muestra líquida y un segundo elemento de flujo conectado después de al menos una entrada para una muestra gaseosa y opcionalmente un tercer y/o cuarto elemento de flujo, en donde el primer elemento de flujo es diferente del segundo elemento de flujo.

La presente invención se refiere preferentemente a un dispositivo, en donde el dispositivo está configurado para llevar a cabo un método según la invención o un método preferido según la invención.

El método según la invención o preferente según la invención se lleva a cabo preferentemente con ayuda de un dispositivo según la invención o preferente según la invención.

En particular, el presente dispositivo según la invención se caracteriza porque es un dispositivo muy compacto con poco volumen muerto.

La presente invención se refiere a un dispositivo en donde al menos una entrada para una muestra líquida tiene una membrana hidrófoba, al menos parcialmente porosa. Esta membrana se encuentra preferentemente en un dispositivo de membrana.

La membrana es una membrana hidrofóbica. La membrana presenta preferentemente un gran número de poros, teniendo preferentemente el radio medio de los poros un valor de 0,001 a 0,1 jm, preferentemente de 0,01 a 0,05 |jm. La membrana tiene preferentemente un espesor de 1 a 100 jm, preferentemente de 10 a 80 jm, preferentemente de 40 a 60 jm. La membrana tiene preferentemente una porosidad del 40 al 80%, preferentemente del 50 al 70%. La membrana es preferentemente una membrana de pervaporación, preferentemente una membrana de politetrafluoroetileno (PTFE) o una membrana de silicona, preferentemente una membrana de polidimetilsiloxano (PDMS), preferentemente una membrana de politetrafluoroetileno (PTFE). Alternativamente, se pueden utilizar otras membranas específicas que sean selectivas para determinadas sustancias para obtener una mejor resolución de la medición si es necesario. Como membrana también se utilizan preferentemente membranas de pervaporación densas, preferentemente una membrana de silicona, preferentemente una membrana de PDMS.

Una membrana de PTFE se utiliza preferentemente como entrada para al menos una sustancia volatilizable de una muestra líquida en un proceso de fermentación o proceso de cultivo celular, en particular como parte integral de un proceso de fermentación o recipiente de proceso de cultivo celular, preferentemente un recipiente desechable correspondiente.

Preferentemente, la invención se refiere a un dispositivo que presenta adicionalmente al menos una entrada para un medio de calibración.

La presente invención se refiere preferentemente a un dispositivo que tiene al menos un dispositivo de válvula dispuesto entre las entradas y el espectrómetro de masas.

Preferentemente, el al menos un dispositivo de válvula está dispuesto espacial y/o funcionalmente entre las entradas y el espectrómetro de masas.

La presente invención se refiere preferentemente a un dispositivo en donde al menos una entrada para una muestra líquida está configurada como sensor in situ.

De manera especialmente preferida, el presente dispositivo presenta un dispositivo de membrana configurado como sensor in situ. Este sensor in situ sirve en particular para extraer las sustancias volatilizables de este medio directamente en un medio de reacción líquido o en un medio líquido, de modo que estas sustancias puedan introducirse en el primer elemento de flujo. Este sensor in situ se puede utilizar en particular en biotecnología, especialmente en forma de casquillo Ingold. Se considera una conexión de conexión estándar para instalación en recipientes de proceso, especialmente en reactores, tuberías y/u otros componentes del sistema.

El sensor in situ presenta preferentemente una parte interior cilíndrica con rosca exterior y un manguito con rosca interior, preferentemente está compuesto por éste, enroscándose la parte interior cilíndrica en el manguito, interactuando la rosca interior y la rosca exterior. La parte interior presenta además un conducto que se extiende longitudinalmente, preferentemente un taladro, mediante el cual se produce una conexión fluida entre el medio líquido o la muestra y la entrada del dispositivo para las muestras líquidas. En particular, esta línea está electropulida. Este electropulido evita ventajosamente la adsorción, es decir, la condensación de las sustancias gaseosas aportadas a través de la membrana sobre la superficie de esta línea. El sensor in situ presenta preferentemente un elemento calefactor, de modo que en el método preferido según la invención o según la invención se puede calentar todo el sensor y también se calienta durante el uso. La membrana se sujeta entre la parte interior y el manguito mediante una junta adecuada, preferentemente una junta tórica, de preferencia, enroscando firmemente el manguito. El manguito tiene en este extremo una abertura, preferentemente un orificio, de modo que la muestra líquida pueda humedecer la membrana en cantidad suficiente cuando se utilice según lo previsto. Por consiguiente, el único camino previsto del líquido, es decir, la muestra de líquido, hacia el primer elemento de flujo, según lo previsto, sólo es posible a través de la membrana. Esta membrana se inserta preferentemente en el sensor in situ de tal manera que se produzca una curvatura, preferentemente ligera, hacia fuera, es decir, en dirección al líquido o a la muestra. Esta curvatura preferida aumenta la superficie de contacto de la membrana con el líquido, preferentemente que fluye, de modo que se mejora la volatilización de las sustancias volátiles presentes en el medio y/o la formación de biopelículas sobre la membrana en un fermentador, en particular debido a A la mejor superficie de ataque del líquido que fluye preferentemente, se reduce. Para evitar la formación de biopelículas, de manera alternativa o adicional está previsto preferentemente un elemento de limpieza. Esta membrana está soportada preferentemente por un disco, preferentemente un disco sinterizado, preferentemente contra la curvatura. Mediante una tuerca de unión, también presente, el sensor in situ puede fijarse preferentemente a un recipiente de reacción, preferentemente a un fermentador, y cerrar preferentemente a ras, preferentemente de forma estanca a los líquidos, preferentemente de forma estanca a los fluidos, con el interior del reactor preferentemente interior del fermentador, a través de un sello anular en el exterior del manguito. En el método según la invención o en el método preferido según la invención se tienen en cuenta preferentemente el flujo de líquido y la presión sobre la membrana. Alternativamente, el sensor in situ también puede estar configurado como sensor de flujo, que se instala preferentemente en una tubería, preferentemente en un tubo.

El sensor in situ también puede integrarse en un agitador, un deflector o en la pared del reactor de un recipiente de reacción. El sensor in situ se utiliza preferentemente como parte integral de un recipiente para un proceso de fermentación o un recipiente para un proceso de cultivo celular, preferentemente un recipiente desechable correspondiente. El sensor in situ destinado a alojar la membrana está fabricado preferentemente de plástico, preferentemente de PTFE, u otros materiales. La membrana puede estar hecha del mismo material o de otro diferente.

La presente invención se refiere preferentemente a un dispositivo en donde la al menos una entrada para una muestra gaseosa está configurada como entrada capilar.

La presente invención se refiere preferentemente a un dispositivo en donde la entrada del capilar presenta un capilar calentable revestido de cuarzo.

La presente invención se refiere preferentemente a un dispositivo en donde el espectrómetro de masas tiene una fuente de iones, un analizador y un detector.

La presente invención se refiere preferentemente a un dispositivo en donde el espectrómetro de masas es un espectrómetro de masas cuadrupolo.

La presente invención se refiere preferentemente a un dispositivo en donde el espectrómetro de masas es un espectrómetro de masas de proceso.

En una forma de realización preferida, el dispositivo tiene un dispositivo de membrana para volatilizar sustancias presentes en una muestra líquida, un capilar para la entrada de una muestra gaseosa y un sensor in situ para la entrada de una muestra líquida; estos componentes se encuentran preferentemente a través de un travesaño y válvulas conmutables conectadas y controladas automáticamente. En una forma de realización preferida, el dispositivo tiene al menos dos dispositivos de membrana para volatilizar sustancias presentes en una muestra líquida y un capilar para la entrada de una muestra gaseosa, estando diseñado al menos un dispositivo de membrana como sensor in situ para la entrada de una muestra líquida.

En particular, el dispositivo está diseñado como módulo transportable y autónomo. El presente dispositivo se encuentra preferentemente en una carcasa transportable. Por consiguiente, el dispositivo se puede integrar en flujos de proceso existentes.

El presente dispositivo es en particular capaz de suministrar diferentes muestras, tanto gaseosas como líquidas, y medios de calibración, preferentemente soluciones de calibración, para un análisis espectrométrico de masas o una determinación de sustancias presentes en forma gaseosa sin necesidad de convertir el dispositivo.

Preferentemente, el dispositivo presenta también una entrada para un ácido o una base. Al añadir un ácido o una base, se aumenta la sensibilidad del espectrómetro de masas a determinadas sustancias mejorando su volatilidad mediante protonación o desprotonación, dependiendo del valor de pKa de la sustancia a medir. En particular, el ácido o la base se introduce primero en la muestra líquida mediante una bomba, especialmente si el dispositivo de membrana está montado en una derivación. En particular, el uso de dos bombas de baja pulsación permite introducir un ácido o una base en el bypass.

Con el presente dispositivo, se puede llevar a cabo alternativamente un análisis espectrométrico de masas o una determinación de las sustancias volátiles correspondientes a partir de una muestra líquida y una muestra gaseosa sin ninguna modificación. Mediante al menos una conexión de elemento de flujo desmontable con un dispositivo de válvula, también llamado brida, se pueden proporcionar una o más entradas adicionales para muestras gaseosas y/o líquidas.

El presente dispositivo presenta preferentemente al menos un elemento calefactor por cada elemento de flujo presente. Estos elementos calefactores pueden garantizar en particular un perfil de temperatura uniforme para evitar la adsorción o condensación de sustancias gaseosas en el interior de los elementos de flujo, en particular en el conducto.

Todos los elementos de flujo y dispositivos de válvula, en particular todas las superficies con las que pueden entrar en contacto las sustancias gaseosas, están preferentemente electropulidas. El electropulido también evita la adsorción o condensación de sustancias gaseosas.

El dispositivo según la invención o preferido según la invención presenta en particular un sistema de control. El sistema de control permite la comunicación con el espectrómetro de masas, los dispositivos de válvula, en particular las válvulas, y las bombas instaladas. Esto significa que el dispositivo se puede utilizar de forma independiente en una amplia gama de aplicaciones.

El sistema de control del dispositivo preferido según la invención permite en particular controlar el método según la invención de tal manera que al menos una sustancia de una muestra líquida y al menos una sustancia de una muestra gaseosa, en particular de un sistema de reacción que contiene una fase líquida y gaseosa, se eliminan en diferentes momentos y uno tras otro en estado gaseoso para el análisis espectrométrico de masas de las sustancias a analizar.

Las corrientes iónicas medidas en el espectrómetro de masas, preferentemente con otros parámetros del proceso, se transfieren preferentemente al sistema de control. Esto significa que se puede detectar y registrar una caída o un aumento de presión y, si se sospecha un accidente, por ejemplo una entrada de líquido, se pueden cerrar parte o todas las válvulas del dispositivo, en particular las entradas.

Preferentemente, los modelos matemáticos se almacenan en el sistema de control, mediante el cual las corrientes iónicas se convierten en concentraciones basándose en una calibración automática. Los parámetros necesarios para llevar a cabo el proceso, como los eductos utilizados y los productos esperados, se pueden solicitar en la interfaz de usuario del sistema de control. El sistema de control tiene preferentemente un programa de calibración automatizado. Ciertas secuencias de procesos se pueden programar con el sistema de control. En particular, los intervalos entre la medición de una muestra gaseosa, una muestra líquida o un medio de calibración se pueden determinar, en particular mediante el control de las diferentes válvulas.

En particular, en el dispositivo está integrada también al menos una interfaz, mediante la cual los valores espectrométricos de masas medidos en el presente caso pueden transmitirse a sistemas de control superiores, en particular a sistemas de control de reactores. También es posible transmitir valores medidos con otros dispositivos de medición, en particular el valor del pH, las presiones parciales de oxígeno y dióxido de carbono, la conductividad, la cantidad de sustancias añadidas y la densidad óptica en un medio de reacción, a través de interfaces apropiadas. Por lo tanto, el dispositivo según la invención comprende en particular un sistema de control que presenta interfaces para otros dispositivos, por ejemplo para registrar parámetros de funcionamiento, y para valores obtenidos de otros dispositivos de medición, por ejemplo para la medición, preferentemente cualitativa y/o cuantitativa, determinación de sustancias no volátiles en la muestra líquida o para detectores para determinar el valor de pH, presiones parciales de oxígeno y dióxido de carbono, conductividad, cantidad de sustancias a añadir y/o densidad óptica. El sistema de control utilizado según la invención tiene una estructura compacta. El sistema de control asigna preferentemente interfaces para la entrada y salida de valores medidos y parámetros de proceso, interfaces para memorias de datos, interfaces que permiten el acceso remoto incluyendo un modo de mantenimiento y un servicio de mantenimiento, interfaces para sistemas de control de procesos, en particular para determinar valores de control integrando al mismo tiempo otros datos del sistema de control de procesos, interconecta un módulo de calibración o tiene un módulo de calibración integrado, en particular para la calibración automática de los componentes a medir mediante el control de válvulas, bombas y sensores, en particular con respecto a las posiciones de las válvulas para el nivel de la solución de calibración y la temperatura, así como al menos un dispositivo de comunicación con el propio espectrómetro de masas, las bombas utilizadas, en particular bombas de alto vacío y de vacío previo y, preferentemente a través de las válvulas, con la al menos una entrada para una muestra líquida y la al menos una entrada para una muestra gaseosa y, si es necesario, a más entradas para más muestras de gas o líquido. En una forma de realización preferida, el sistema de control presenta una carcasa y una pantalla, en particular una pantalla táctil.

Otras variables medidas, preferentemente el número de células vivas de microorganismos, se estiman preferentemente mediante un sensor blando.

El término "sensor blando" (compuesto por las palabras "software" y "sensor"), también conocido como sensor virtual o fusión de sensores, no significa un sensor real existente, sino más bien una simulación de dependencia de variables medidas representativas de un variable objetivo. Esto significa que la variable objetivo no se mide directamente, sino que se calcula utilizando variables medidas que se correlacionan con ella y un modelo de correlación. Así, por ejemplo, la concentración de sustancias no volátiles se puede deducir basándose en sustancias gaseosas y/o volatilizables, en particular si la concentración de la sustancia no volátil se correlaciona con la concentración de las sustancias gaseosas y/o volatilizables debido a una reacción que tiene lugar.

En una forma de realización particularmente preferida, el dispositivo según la invención para el análisis espectrométrico de masas de sustancias presentes en muestras líquidas y gaseosas presenta aa) un espectrómetro de masas, bb) al menos una entrada para una muestra líquida, cc) al menos una entrada para una muestra gaseosa, la al menos una entrada para una muestra líquida, un primer elemento de flujo y la al menos una entrada para una muestra gaseosa, un segundo elemento de flujo están cada uno conectado aguas abajo, siendo el primer elemento de flujo diferente del segundo elemento de flujo, y en la entrada está dispuesta una membrana hidrófoba, al menos parcialmente porosa, y adicionalmente un detector para la determinación, en particular cuantitativa y/o cualitativa, de sustancias no volátiles presentes en una muestra líquida.

Por lo tanto, el dispositivo según la invención es capaz preferentemente de detectar las sustancias volátiles en la fase líquida y/o gaseosa de un sistema de reacción mediante espectrometría de masas y, por otra parte, utilizar el detector para la detección cualitativa y/o cuantitativa en la fase líquida del sistema de sustancias no volátiles existentes para determinar estas sustancias no volátiles.

En una forma de realización preferida, el detector es un detector óptico, un detector de radiación electromagnética o un detector ultrasónico.

Ventajosamente, las reacciones se pueden analizar y registrar en tiempo real con el presente dispositivo.

La expresión "en tiempo real" significa que la al menos una sustancia introducida puede analizarse en segundos, preferentemente en un segundo.

Además, se caracteriza por una alta robustez, alta especificidad y facilidad de uso, bajo mantenimiento, bajos costos operativos y la posibilidad de integrar el sistema de medición en los procesos existentes.

Además, con el presente dispositivo es posible medir sustancias incluso en concentraciones muy bajas a partir de una muestra tanto líquida como gaseosa con un retraso de tiempo insignificante.

Están surgiendo nuevas ventajas, especialmente en lo que respecta a la biotecnología industrial. En particular, la concentración del producto en fermentaciones se puede determinar con precisión y sin mucho esfuerzo en tiempo real midiendo los productos resultantes. Por consiguiente, con la medición en tiempo real de los productos y subproductos se puede optimizar la fermentación con respecto a la velocidad máxima de formación de producto y se puede aumentar el rendimiento espacio-temporal. Además, al dispositivo según la invención se pueden conectar varios reactores.

Al analizar los gases de escape en bioprocesos, a menudo se miden las presiones parciales de CO<2>y O<2>para poder sacar conclusiones sobre el crecimiento celular y la tasa de formación de productos. La estructura según la invención, en particular el método y el dispositivo, permite medir toda la composición de los gases de escape, incluidos los productos. Además, a través de la entrada de la muestra líquida se puede medir la concentración de CO<2>y oxígeno disueltos en gas y todas las demás sustancias volátiles del caldo de fermentación.

El dispositivo es adecuado para medir una amplia variedad de productos y, por lo tanto, también se puede utilizar para diferentes procesos de producción que cambian según la disponibilidad estacional de materia prima y/o la demanda del cliente. En consecuencia, el presente dispositivo se puede implementar como un dispositivo de análisis personalizado integrado en sistemas de producción.

Además del seguimiento del proceso, también es importante el control de la calidad del producto. En biotecnología, la contaminación se produce en el producto a través de diferentes vías metabólicas. Por ejemplo, el etanol está contaminado por metanol, acetaldehído, acetato de etilo y diacetilo. Estos contaminantes se pueden detectar utilizando el presente dispositivo. Por lo tanto, puede utilizarse como dispositivo analítico para la detección de contaminación por sustancias volátiles, es decir, para el control de calidad. Por lo tanto, el dispositivo según la invención se puede utilizar preferentemente en la producción de cerveza.

El presente dispositivo se puede utilizar en el campo de la investigación y el desarrollo, la supervisión de procesos de todo tipo de medios de proceso con componentes volátiles y el control de calidad, por ejemplo en la industria química, la industria petroquímica, la biotecnología, la farmacia, la tecnología médica y la industria alimentaria. Puede utilizarse en laboratorios y/o plantas piloto e instalaciones de producción, en particular para optimizar el proceso de producción que allí se desarrolla. También se puede utilizar en producción en sistemas modulares y flexibles.

Debido a la posibilidad de detectar trazas de sustancias con el presente dispositivo, este dispositivo también es adecuado para el control de calidad en áreas de producción sensibles, así como para el control de agua potable y/o aguas residuales. En particular, con el presente dispositivo es posible medir todos los componentes volátiles de un líquido, preferentemente acuoso, así como de muestras gaseosas y poder registrar cambios de concentración durante ocho décadas desde el rango bajo de ppb hasta el rango de alta potencia. Además, el dispositivo tiene tiempos de respuesta cortos y la posibilidad de medir hasta 30, preferentemente 20, sustancias al mismo tiempo.

En particular, el presente dispositivo se puede utilizar en biotecnología industrial y en producción de base biológica como dispositivo de medición para el análisis de procesos. En particular, el dispositivo se puede utilizar en procesos enzimáticos, por ejemplo en la producción de butanodiol, propanodiol, ácido succínico, etanol a partir de lignocelulosa, butanol, polioles, acrilato de butilo, tioles, ésteres y ácido láctico.

El dispositivo también se puede utilizar en tecnología médica, por ejemplo para poder medir la composición gaseosa del aire respirable, las emisiones de gases de la piel y todos los componentes volátiles directamente de la sangre.

La descripción del método para el análisis espectrométrico de masas, abreviado también como método de análisis, y la descripción del dispositivo para el análisis espectrométrico de masas, abreviado también como dispositivo de análisis, deben entenderse como complementarias entre sí. Los pasos del método de análisis que se han descrito explícita o implícitamente en relación con el dispositivo de análisis son preferentemente pasos de una forma de realización preferida del método de análisis individualmente o combinados entre sí. Las características del dispositivo de análisis que se han descrito explícita o implícitamente en relación con el método de análisis son preferentemente características individuales o combinadas entre sí de un ejemplo de realización preferido del dispositivo de análisis. Esto se caracteriza preferentemente por al menos una característica que se produce mediante al menos un paso de una forma de realización preferida del método de análisis. El método de análisis se caracteriza preferentemente por al menos un paso del método, que está provocado por al menos una característica del dispositivo de análisis.

La invención se explica con más detalle a continuación con referencia a los cinco dibujos siguientes. Allí:

La Figura 1 muestra una representación esquemática de un dispositivo preferido según la invención para el análisis espectrométrico de masas de muestras tanto líquidas como gaseosas.

La Figura 2 muestra un sensor in situ diseñado como un casquillo Ingold según la presente invención.

La Figura 3 muestra corrientes de iones (IC) en [A] de diversas sustancias a lo largo del tiempo t en [min] durante la incineración de una fibra de carbono.

La Figura 4 muestra corrientes de iones (IC) en [A] de varios gases presentes en un llamado interruptor de láminas a lo largo del tiempo t en [s].

La Figura 5 muestra la cinética enzimática medida y el modelado matemático basado en una ecuación de velocidad hiperbólica, y

La Figura 6 muestra una representación esquemática de un dispositivo alternativo preferido según la invención para el análisis espectrométrico de masas de muestras tanto líquidas como gaseosas.

En particular, la Figura 1 muestra un dispositivo 1 en donde se puede introducir una muestra líquida desde un espacio de muestreo a través de una entrada 2 que tiene una línea 3 y una muestra gaseosa se puede introducir a través de las entradas 4, 6 que tienen las líneas 5 y 7. Alternativa o adicionalmente, se puede introducir una solución de calibración almacenada en un recipiente 9 a través de una entrada 8 que tiene una línea 11. La muestra líquida o la solución de calibración se alimenta a un dispositivo de membrana M401 mediante una bomba P401. La bomba P401 se caracteriza por un caudal de 0 a 50 mililitros por minuto, preferentemente 10 mililitros por minuto, por lo que puede generar una presión del sistema de 0 a 400 bar. A través de una válvula V401, preferentemente neumática, se puede suministrar la muestra líquida en forma líquida al dispositivo de membrana M401 a través del conducto 3 o la solución de calibración a través del conducto 11 mediante la bomba P401. La muestra líquida o la solución de calibración fluye a través de una membrana 13 presente en el dispositivo de membrana M401. Según la invención, la membrana 13 es una membrana hidrófoba, al menos parcialmente porosa, con cuya ayuda las sustancias volátiles presentes en la solución de calibración o en la muestra líquida se pueden convertir en un estado agregado gaseoso. La porción líquida no volátil que sirve para humedecer la membrana 13 se drena a un recipiente 17 a través de una tubería 15 o se devuelve al espacio de muestreo a través de una tubería 16. Esto se puede controlar con una válvula V402, preferentemente neumática. Las sustancias volatilizadas de la muestra líquida o de la solución de calibración se encuentran en forma gaseosa en un primer elemento de flujo 19, preferentemente una tubería 19. El primer elemento de flujo 19 se puede calentar preferentemente mediante un elemento calefactor H401. Los conductos 5 y 7 destinados a las muestras gaseosas también se pueden calentar mediante los elementos calefactores H301 y H302. Las muestras gaseosas pueden introducirse opcionalmente en un segundo elemento de flujo 21, preferentemente una tubería 21, a través de una válvula V301, preferentemente neumática, o una válvula V302, preferentemente neumática. Al segundo elemento de flujo 21 también está asociado preferentemente un elemento calefactor. Las sustancias gaseosas se pueden introducir en un tercer elemento de flujo 23 a través de una válvula V201, preferentemente neumática, a través del elemento de flujo 21 o a través de una válvula V202, preferentemente neumática, a través del elemento de flujo 19. La introducción se realiza, por un lado, mediante la conmutación y apertura correspondiente de las válvulas V201 y V202 y, por otro lado, mediante el efecto de succión generado por una bomba P101. En particular, la bomba P101 genera un prevacío, es decir, existe una presión de 0,01 a 0,5 mbar.

Otro elemento de flujo 22, que está en contacto fluido con el tercer elemento de flujo, puede usarse, por un lado, como ventilación o para conectar un sensor in situ mostrado en la Figura 2. Una válvula V203, preferentemente neumática, cierra el elemento de flujo 22 en una posición de conmutación y establece una conexión de fluido con el exterior o con el sensor in situ en otra posición de conmutación. Al tercer elemento de flujo 23 también se le asigna un manómetro PIRSA PIRSA101 (P = presión; I = visualización; R = registro; S = conmutable; A = alarma). Las sustancias gaseosas pasan desde el tercer elemento de flujo 23 a un cuarto elemento de flujo 25 a través de una válvula manual VH101. La válvula manual VH101 también puede diseñarse como válvula accionable mediante un control. Al cuarto elemento de flujo 25 se le asigna una bomba P102, que es particularmente adecuada para generar alto vacío, es decir, para generar un vacío con una presión de 10-5 mbar o menos. A este elemento de flujo 25 también está asignado un manómetro PIRSA PIRSA102. Los manómetros PIRSA PIRSA101 y PIRSA102 se utilizan en particular para medir y registrar la presión presente en el tercer y cuarto elemento de flujo 23 y 25 y, si es necesario, para activar una alarma si la presión real difiere de una presión objetivo preestablecida. A la válvula manual VH101 está asignado un elemento calefactor H101. Todos los elementos calefactores H101, H201, H301, H302, H401 sirven en particular para evitar el empañamiento, es decir, la condensación o adsorción de las sustancias gaseosas en los elementos de flujo correspondientes. Las sustancias gaseosas presentes en el cuarto elemento de flujo 25 llegan entonces a un filamento F101 presente en un espectrómetro de masas 29, con lo que las sustancias presentes en forma gaseosa se ionizan. Los iones generados son acelerados por un campo eléctrico estático y vuelan a través de cuatro barras de electrones paralelas en el centro, cuyas intersecciones con un plano perpendicular al eje del cilindro forman un cuadrado, el llamado cuadrupolo 27. En el campo alterno entre las barras cuadrupolares se realiza una selección m/e, de modo que sólo pueden atravesar el campo partículas con una masa definida. A continuación, los iones inciden en un detector E101 con un amplificador de medición, que mide la corriente iónica y la convierte mediante el software del PC conectado en tasa de conteo o presión parcial. El detector E101 es un multiplicador de electrones secundario E101_1 (abreviado como SEM o SEV). También dispone de un colector Faraday E101_2. El espectrómetro de masas 29 también tiene un sensor QIR QIR101 (Q = cantidad, I = visualización, R = registro). Además, el manómetro PIRSA101 y las bombas P101 y P102 están conectados a la electrónica de accionamiento a través de una interfaz RS485.

Los elementos del dispositivo marcados con el símbolo A se pueden controlar con un controlador lógico programable digital o analógico. Los elementos marcados con un símbolo B tienen conexión OPC. Los elementos marcados con un símbolo C tienen una conexión de interfaz RS485 y los elementos marcados con un símbolo D tienen una conexión externa pero ninguna conexión al controlador lógico almacenado.

La Figura 2 muestra un sensor in situ 100, que tiene una parte interior cilíndrica 101 con roscas externas invisibles y un manguito 102 con roscas internas invisibles, estando atornillada la parte interior cilíndrica 101 en el manguito 102, interactuando la rosca interna y la rosca externa. La parte interior 101 también tiene una línea invisible que se extiende longitudinalmente, preferentemente un orificio, por lo que hay una conexión fluida entre el medio líquido o muestra y la entrada del dispositivo para las muestras líquidas. El sensor in situ 100 tiene preferentemente un elemento calefactor, de modo que se pueda calentar todo el sensor 100. Se sujeta una membrana 109 entre la parte interior 101 y el manguito 102 usando una junta adecuada, preferentemente una junta tórica, preferentemente atornillando firmemente el manguito 102. El manguito 102 tiene una abertura, preferentemente un orificio, en este extremo de la membrana, de modo que la muestra líquida pueda humedecer la membrana en cantidad suficiente cuando se use según lo previsto. Esta membrana 109 se inserta preferentemente en el sensor in situ 100 de tal manera que se produzca una curvatura, preferentemente ligera, hacia afuera, es decir, en la dirección del líquido o de la muestra. Esta curvatura preferida mejora la volatilización de las sustancias volátiles presentes en el medio y/o reduce la formación de biopelículas sobre la membrana en un fermentador. Para evitar la formación de biopelículas, de manera alternativa o adicional está previsto preferentemente un elemento de limpieza. Esta membrana 109 está soportada preferentemente por un disco invisible, preferentemente un disco sinterizado, preferentemente contra la curvatura. Mediante una tuerca de unión 105, también presente y con una rosca 107, el sensor in situ se puede fijar preferentemente a un recipiente de reacción, preferentemente a un fermentador, y preferentemente se cierra a ras del interior del reactor, preferentemente del interior del fermentador a través de una junta anular 111 en el exterior del manguito 102 de forma estanca a los líquidos, preferentemente estanca a los fluidos. En el extremo del sensor 100 opuesto al extremo de la membrana se encuentra una rosca exterior 103 con la que se puede conectar el sensor in situ 100 al dispositivo 1, en particular al elemento de flujo 19, preferentemente en forma directa.

La Figura 3 muestra las corrientes iónicas (IC) en [A] a lo largo del tiempo t en [min] cuando se incinera una fibra de carbono a 700 °C. La curva 200 muestra la corriente iónica de CO2, la curva 201 muestra la corriente iónica de hidrógeno, la curva 202 muestra benceno, la curva 203 muestra hidrocarburos alifáticos y la curva 204 muestra hidrocarburos aromáticos.

La Figura 4 muestra las corrientes iónicas (IC en [A]) a lo largo del tiempo t en [s] de varios gases presentes en un interruptor de láminas (nitrógeno (curva 300), hidrógeno (curva 301), oxígeno (curva 302) y helio (curva 303)). Para la medición en línea de la composición del gas del tubo de vidrio del interruptor de láminas, éste se rompió in situ directamente al vacío con un imán.

La Figura 5 muestra la concentración de metanol en la producción enzimática de metanol y ácido fórmico a partir de formaldehído. Calibrando previamente el espectrómetro de masas es posible convertir las corrientes iónicas en concentraciones. Gracias a la alta densidad de datos de la cinética, es posible la modelización matemática de la reacción enzimática. En consecuencia, la Figura 5 muestra la concentración de metanol c en g/l durante el tiempo de avance t en minutos.

La Figura 6 muestra un dispositivo alternativo 1, que corresponde al dispositivo mostrado en la Figura 1, pero con un sensor in situ 100, introducido en un biorreactor, no mostrado, que representa la entrada para una muestra líquida en el primer elemento de flujo 19. En el sensor in situ 100, las sustancias volátiles a analizar se convierten de la muestra líquida al estado gaseoso y se introducen en el primer elemento de flujo 19.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Método para análisis espectrométrico de masas mediante un dispositivo para análisis espectrométrico de masas de sustancias presentes en muestras líquidas y gaseosas, que comprende las etapas:

a) introducir al menos una sustancia de una muestra líquida en un primer elemento de flujo (19) de un dispositivo (1) volatilizando al menos una sustancia de la muestra líquida sobre una membrana (13) impermeable a los líquidos y permeable a los gases e introducir al menos una sustancia de una muestra gaseosa en un segundo elemento de flujo (21) del dispositivo (1), en donde el primer elemento de flujo (19) es diferente del segundo elemento de flujo (21), de modo que, después de introducir al menos una sustancia en los elementos de flujo primero y segundo (19, 21), la al menos una sustancia está presente en forma gaseosa en el elemento de flujo respectivo, y

b) analizar espectrométricamente las masas de al menos una sustancia presente en forma gaseosa en la etapa a) de la muestra líquida y de la al menos una sustancia presente en forma gaseosa en la etapa a) de la muestra gaseosa.

2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde en una etapa a1) anterior a la etapa b), la al menos una sustancia presente en forma gaseosa en la etapa a) de la muestra líquida y la al menos una sustancia presente en forma gaseosa en la etapa a) se introducen en un tercer elemento de flujo (23) del dispositivo (1), estando presente una presión de 0,01 a 0,5 mbar en el tercer elemento de flujo (23).

3. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde en una etapa a2) anterior a la etapa b), al menos una sustancia presente en forma gaseosa en la etapa a) de la muestra líquida y al menos una sustancia presente en forma gaseosa en la etapa a) de la muestra gaseosa se introducen en un cuarto elemento de flujo (25) del dispositivo, estando presente una presión de 10-5 mbar o menos en el cuarto elemento de flujo.

4. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde el análisis espectrométrico de masas según la etapa b) comprende las siguientes etapas:

i) ionizar la al menos una sustancia gaseosa de la muestra líquida y la al menos una sustancia gaseosa de la muestra gaseosa,

ii) acelerar la al menos una sustancia ionizada en la etapa i),

iii) seleccionar al menos una sustancia acelerada en la etapa ii), y

iv) detectar al menos una sustancia seleccionada en la etapa iii).

5. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde el primer, segundo, tercer y/o cuarto elemento de flujo (19, 21, 23, 25) se calienta a una temperatura de 60 a 80 °C.

6. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde la introducción de al menos una sustancia de la muestra líquida y de la al menos una sustancia de la muestra gaseosa en el primer y segundo elemento de flujo (19, 21) se controla de tal manera que en la etapa a1) y/o a2) estén presentes cantidades iguales de la al menos una sustancia gaseosa en el tercer elemento de flujo (23).

7. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde se detecta la presión en el cuarto elemento de flujo (25).

8. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde, cuando se detecta un aumento de presión en el cuarto elemento de flujo, se cierra un dispositivo de válvula controlable dispuesto entre los elementos de flujo tercero y cuarto, de modo que no hay contacto de fluido entre el tercer y cuarto elemento de flujo.

9. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde las sustancias no volátiles en una muestra líquida se determinan mediante un detector para la determinación de sustancias no volátiles en una muestra líquida.

10. Dispositivo (1) para la forma de realización de un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9 para el análisis espectrométrico de masas de sustancias presentes en muestras líquidas y gaseosas, que presenta aa) un espectrómetro de masas (29),

bb) al menos una entrada (2) para una muestra líquida y

cc) al menos una entrada (4, 6) para una muestra gaseosa,

en donde un primer elemento de flujo (19) está conectado aguas abajo de al menos una entrada (2) para una muestra líquida y un segundo elemento de flujo (21) está conectado aguas abajo de al menos una entrada (4, 6) para una muestra gaseosa y en donde el primer elemento de flujo (19) se diferencia del segundo elemento de flujo (21), caracterizado porque en la entrada (2) está dispuesta una membrana hidrófoba, al menos parcialmente porosa (13).

11. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 10, que presenta además al menos una entrada (8) para un medio de calibración.

12. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 u 11, que presenta al menos un dispositivo de válvula (VH101, V201, V301, V401) dispuesto entre las entradas (2, 4, 6, 8) y el espectrómetro de masas (29).

13. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 12, en donde la al menos una entrada (2) para una muestra líquida está configurada como sensor in situ.

14. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 13, en donde la al menos una entrada (4, 6) para una muestra gaseosa está configurada como entrada capilar.

15. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 14, en donde la entrada del capilar presenta un capilar calentable y recubierto de cuarzo.

16. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 15, en donde el espectrómetro de masas (29) presenta una fuente de iones (F101), un analizador (27) y un detector (E101).

17. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 16, en donde el espectrómetro de masas (29) es un espectrómetro de masas cuadrupolo (29).

18. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 17, en donde el espectrómetro de masas (29) es un espectrómetro de masas de proceso (29).

19. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 18, en donde el dispositivo comprende además un detector de sustancias no volátiles en una muestra líquida.