SE454326B - Sett och anordning for dosering av en provlosning till en vetskekromatografisk kolonn - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 40 454 326 2 otillbörlig spädning av dessa och utan att flödet till kolonnen behöver avbrytas i anslutning till appliceringen. Uppfinningen gör det även möjligt att dosera provlösning i flera omgångar utan att nytt prov behöver satsas vid de enskilda doseringarna, och detta oberoende av önskad doseringsvolym.

Dessa och andra fördelar uppnås ienlighet med uppfinningen med hjälp av den appliceringsmetod och -anordning, som anges i de efterföljande patentkraven och beskrivs närmare nedan.

En grundtanke i uppfinningen är sålunda att utnyttja en provbehållare, som med hjälp av en fritt lagrad kolv är uppdelad i en drivlösningskammare och en provkammare. Kolven är glidbart lagrad i den rörformade behållaren under tätning mot behållarväggen, så att de båda kamrarna normalt inte kommunicerar med varandra. Drivlösningskammaren kan anslutas till en källa för drivlösning, särskilt elueringsmedel, medan provkammaren kan anslutas till kolonnen. Vid inpumpning av drivlösning i drivlösningskammaren kommer den som skiljevägg fungerande kolven att tryckas mot provkammaren och därvid pressa ut provlösning till kolonnen i en mängd, som är direkt proportionell mot mängden inpumpad drivlösning. Eftersom drivlösningskammaren inte står i förbindelse med provkammaren kommer drivlösningen inte att blandas med provet, varför det intesker någon spädning av detta, och detta oberoende av hur stor eller liten mängd prov som pumpas ut.

Anordningen enligt uppfinningen kan kopplas till drivlösningskällan respektive kolonnen via en omställbar ventil av konventionellt slag, varvid drivlösningen pumpas in i drivlösnirtgskammaren under den tid provet skall satsas.

Efter utmatning av önskad provmängd ställer man om ventilen, så att drivlösningen nu pumpas direkt till kolonnen. Genom att provmängden blir direkt proportionell mot mängden inpumpad drivlösning, kan man på enkelt sätt variera och kontrollera provmängden. Man kan exempelvis använda en pump med konstant pumphastíghet, så att mängden satsat prov blir direkt proportionell mot den tid som ventilen är öppen mot provpåsättaren. Provmängden kan då regleras medelst en enkel tidsbaserad styrenhet, som styr ventilens öppethållningstld mot påföringsanordningen.

Man kan med fördel förse behållaren med en kylmantel, som håller provet vid lämplig temperatur. På detta sätt kan man exempelvis redan på morgonen satsa en förhållandevis stor mängd provlösning l behållaren och sedan under dagens lopp applicera ett flertal mindre prov på kolonnen vid önskade tidpunkter och i önskade mängder.

Vid en alternativ utföringsform kan provmängden bestämmas genom att provkammaren endast fylls med önskad engångsdos av provlösningen. Behållaren är utformad på sådant sätt, att drivlösningskammaren sätts i förbindelse med utloppet från provkammaren när skiljekolven nått sitt bottenläge i provkamma- 10 15 20 25 30 35 454 326 3 ren, dvs. när all provlösning utmatats från provkammaren. Detta kan exempelvis uppnås genom att man upptar ett eller flera spår i behållarväggen vid provkammarens bottenparti, så att drivlösningen kan strömma genom dessa spår runt kolven när denna nått sitt bottenläge. Härigenom uppnår man att provet pressas ut från provkammaren utan blandning med drivlösningen så länge det finns prov kvar i provkammaren, medan man samtidigt säkerställer ett kontinuerligt flöde från behållaren genom att drivlösningen kan strömma ut omedelbart efter provlösningen. Anslutningen av drivlösningskammaren till behållarens utlopp i anslutning till att all provlösning utpumpats tjänstgör även som säkerhetsventil, dvs. förhindrar att skadliga övertryck uppstår i drivlösnings- kammaren.

Uttrycket "provlösning" skall här förstås i sin vidaste bemärkelse, nämligen som en godtycklig lösning (eller eventuellt suspension) som skall appliceras på en kolonn i bestämda mängder. Provlösningarna kan sålunda, förutom sådana innehållande ett flertal komponenter som skall separeras, även bestå enbart av lösnings- eller elueringsmedel, som i givna mängder eller proportioner intermittent skall påföras kolonnen i en gradientblandnings- operation. Härvid kan exempelvis drivlösningen utgöras av det andra lösnings- eller elueringsmedlet för gradientblandningen, varvid drivlösningen omväxlande pumpas direkt till kolonnen resp. till drivlösningskammaren för utpumpning av det första elueringsmedlet från provlösningskammaren till kolonnen.

Dessa och andra kännetecken för och fördelar med sättet och anord- ningen enligt uppfinningen förklaras närmare nedan i anslutning till en speciell utföringsform, till vilken uppfinningen dock inte är begränsad, varvid hänvisas till de bifogade ritningarna i vilka Fig. l är en schematisk längdsektionsvy av en utföringsform av prov- behållaren enligt uppfinningen, Fig. 2 visar bottenpartiet av provbehållaren betraktat enligt pilarna l-l i Fig. l, och Fig. 3 är ett principschema som illustrerar en utföringsíorm av prov- påföringsförfarandet enligt uppfinningen.

Den i Fig. I och 2 visade provbehållaren består väsentligen av ett behâllarrör l, som är försett med en övre tillslutningspropp 2 och en undre tillslutningspropp 3, och en i röret l glidbart lagrad kolv 14. Kolven ll delar upp utrymmet inne i röret l i en övre kammare 5, här kallad drivlösningskammare, och en undre kammare 6, här kallad provlösningskammare. Vid den visade utföringsformen är kolven 4 förbunden med en kolvstång 7, som löper genom den övre tillslutningsproppen 2 och på utsidan av denna är försedd med ett manöverhandtag 8. Det av röret l och tillslutningspropparna 2, 3 bildade 10 15 20 25 30 35 40 454 326 ll aggregatet hålls samman med hjälp av fästplattor 9 och bultförband 10.

Den övre tillslutningsproppen 2 är försedd med en inloppskanal ll för tillförsel av drivlösning till drivlösningskammaren 7, medan den undre tillslut- ningsproppen 3 på motsvarande sätt är försedd med en utloppskanal 12 för provlösning (vid behov även drivlösning, såsom förklaras närmare nedan).

Tilloppskanalen ll kan på lämpligt sätt anslutas till en tillförselledning 13 för drivlösning, medan utloppskanalen l2 pâ motsvarande sätt kan anslutas till en lämplig utloppsledning lll. I det speciellt visade fallet ansluts ledningarna 13, lll till kanalerna ll resp. 12 medelst i tillslutningspropparna 2 resp. 3 iskruvade anslutningshylsor 15 resp. 16. Tätningar 17 tätar mellan kolvstângen 7 och den övre tillslutningsproppen 2, tätningar 18 mellan röret l och tillslutningsproppen 2, och tätningar 19 mellan röret l och den undre tillslutningsproppen 3. Kolven ll är på. sin periferi försedd med en tätningsring 20, som säkerställer tätning mot rörets l innervägg och samtidigt medger förskjutning av kolven ll i röret l.

Röret l är vid sitt bottenparti försett med spår 2l i sin inneryta.

Spåren 21, som företrädesvis är upptagna mittemot utloppet lll för att säker- ställa bortsköljning av de sista resterna provlösning från utloppskanalen eller -utrymmet 12, har sådan höjd, att de sätter drivlösningskammaren 5 i förbindelse med utloppet 12 just när all provlösning utmatats ur provlösningskammaren 6 (vars volym då blir väsentligen lika med noll).

Den beskrivna provbehållaren fungerar i princip pâ följande sätt.

Kolven ll förs till sitt bottenläge med hjälp av manöverhandtaget 8. Om röret l inte är rengjort kan man först skölja detta genom att ansluta ledningen lll till disk-/sköljlösning och pumpa denna in och ur kamrarna 5, 6 ett antal gånger genom att föra kolven omväxlande uppåt och nedåt. Kolven förs därefter äter till sitt bottenläge och ledningen lll ansluts till önskad provlösning, som sugs in i provlösningskammaren 6 genom att kolven ll förs uppåt. Man kan härvid antingen suga in en obestämd eller grovt uppskattad provlösningsmängd eller, vid engángsdosering, exakt önskad mängd provlösning. För detta ändamål kan röret l vara graderat i lämplig skala. Vid påfyllning av en större provlösningsmängd, som skall utportioneras under längre tid, är det lämpligt att förse röret l med någon lämplig kylmantel, eventuellt termostaterad, eftersom provlösningar av avsett slag ofta är temperaturkänsligafig. 3 visar schematiskt en vattenkylmantel 29 av konventionell typ, med ett undre kylvatteninlopp 30 och ett övre utlopp 31. Efter avslutad provpäfyllning, varvid man även ser till att drivlösningskammaren 5 fyllts med drivlösning, portioneras provlösningen ut genom ledningen lll alltefter- som drivlösning pumpas in genom ledningen 13, vilket beskrivs närmare nedan med hänvisning till Fig. 3. När all provlösning utmatats (avsiktligt eller oavsiktligt) säkerställs kontinuitet i utflödet genom ledningen lll, eftersom drivlösningen då sätts i förbindelse med utloppet 12 tack vare spåren 2l i rörväggen. 10 l5 20 25 30 35 454 326 5 Fig. 3 visar schematiskt en provbehâllare ansluten till en omställbar ventil 22 av i och för sig känd typ. Provbehällaren har samma principiella uppbyggnad som enligt Fig. l och 2, dvs. den omfattar väsentligen ett behâllarrör l och en i röret l glidbart lagrad kolv lla, som under tätning avgränsar en drivlös- ningskammare 5 och en provlösningskammare 6. Även om det är föredraget att utnyttja en provbehâllare av i Fig. I visat slag, dvs. med möjlighet att utifrån manuellt manövrera kolven ll med hjälp av kolvstângen 7 och manöverhandtaget 8, så omfattar uppfinningen även användning av en fri kolv løa enligt Fig. 3.

Den i Fig. 3 visade ventilen 22 är, förutom till ledningarna 13 och 14, ansluten till en pump 23 och en kolonn 24, som skall förses med provlösning.

Ventilen 22 är vidare ansluten till ett provlösningsförrâd 25 och ett drivlös- ningsförräd 26. Den av pumpen 23 levererade drivlösningen hämtas från ett andra drivlösningsförrâd 27 (som kan vara samma som drivlösningsförrâdet 26). Pumpen 23 har företrädesvis konstant flöde. Ventilen 22 är kopplad till en lämpligen tidsbaserad styrenhet 28.

Ventilen 22 är omställbar mellan ett provpåföringsläge och ett elueringsläge. De heldragna förbindelselinjerna i ventilen 22 markerar provpâ- föringsläge, medan de streckade förbindelselinjerna markerar elueringsiäge. I det heldragna provpàföringsläget pumpar pumpen 23 drivlösning 27 genom ledningen ' 13 till drivlösningskammaren 5, varvid utloppsledningen lll står i förbindelse med kolonnen 21+. Övriga förbindelser i ventilen är härvid i princip oväsentliga. I det streckade elueringsläget matar pumpen 23 provlösníng 27 direkt till kolonnen 215, varvid tilloppsledningen 13 är ansluten till drivlösningskällan 26 och utlopps- ledningen lll är ansluten till provlösningskällan 25. Man kan härvid, analogt med vad som beskrivits i anslutning till Fig. l, diska behållaren l och fylla på provlösning genom att omväxlande pumpa in drivlösning genom ledningen 13 resp. provlösning genom ledningen lll. Givetvis kan man åstadkomma samma resultat utan att gå via ventilen 22.

Det i Fig. 3 illustrerade systemet kan enligt uppfinningen användas på följande sätt. Önskad mängd provlösning sugs in pà ovan beskrivet sätt i provlösningskammaren 6, varvid drivlösningskammaren 5 hålls fylld med drivlös- ning. När provlösningen skall appliceras på kolonnen 21+ ställs ventilen 22 i det med heldragna linjer markerade provpáföringsläget, så att pumpen 23 pumpar in drivlösning i drivlösningskammaren 5 via ledningen 13. Härvid kommer kolven 1:a att pressas nedåt under utmatning av provlösníng genom ledningen 14 och vidare till kolonnen 24. När önskad mängd provlösning satsats på kolonnen 214 avbryts drivlösningstillförseln till kammaren 5, vilket vid den visade utföringsformen sker genom omställning av ventilen 22 till det med streckade linjer markerade elueringsläget. Vid denna omställning kommer flödet från pumpen 23 att matas 10 15 20 25 30 35 454 326 6 direkt till kolonnen 21:. Provbehållaren l är då bortkopplad och kan vid behov fyllas med ny provlösning från förrådet 25, sköljas och förses med annan provlösning, etc.

Omställningen av ventilen 22 kan ske manuellt, men utförs företrädesvis med hjälp av styrenheten 28, som automatiskt ställer om ventilen när önskad provmängd satsats. Om man använder en pump 23 med konstant flöde är styrenheten 28 lämpligen tidsbaserad, eftersom mängden utmatad provlösning då kommer att varadirekt proportionell mot den mängd drivlösning, som pumpas in i kammaren 5, resp. mot mängden utmatat prov. Styrenheten 28 kan sålunda vara en enkel tidursmekanism av konventionellt slag, som slår om ventilen 22 efter önskad, inställd tid. Av praktiska skäl graderas styrenheten 28 lämpligen i volym i stället för tid. Ett tänkbart, men mindre lämpligt, alternativ är att låta styrenheten 28 reglera pumpen 23. Vid en sådan utföringsform har man inget direkt behov av ventilen 22, utan pumpen 23 kan kopplas direkt till ledningen 13 och ledningen lll direkt till kolonnen 21+. En uppenbar nackdel med ett sådant arrangemang är att man inte kan utföra eluering i omedelbar anslutning till provpåföringen genom samma system, utan man måste använda ett separat elueringssystem. Doseringen blir också mindre tillförlitlig på grund av oundvikliga variationer i flödet vid till- och frånslagning av pumpen 23. Vid användning av systemet för gradienteluering, dvs. när drivlösningen och provlös- ningen skall tillföras kolonnen med i tiden varierande proportioner, kan man med fördel använda en mera sofistikerad styrenhet 28, som medger kontinuerlig eller stegvis ändring av tidsrelationen mellan elueringsläge och provpåföringsläge (som då också är ett elueringsläge). För att man skall uppnå optimala resultat är det vid denna användning lämpligt att införa en blandningskammare mellan ventilen 22 och kolonnen 24.

Som ovan nämnts kan man som alternativ införa exakt önskad mängd prov ("engångsdos") i provlösningskammaren 6. l detta fall är man inte beroende av exakt reglering av ventilen 22, eftersom, såsom ovan förklarats, provlös- ningskammaren 6 härvid töms helt och omedelbart följs av drivlösning från drivlösningskammaren 5 tack vare förbiledningsspåren 21 i behållarröret l (se Fig. 1 och 2).

Uppfinningen är givetvis inte inskränkt till de ovan speciellt beskrivna och i ritningarna visade utföringsformerna vad gäller detaljutformning och användningsområde, utan många modifikationer och variationer är möjliga inom ramen för de efterföljande patentkraven.

Claims (8)

10 15 20 25 30 454 326 7 PATENTKRAV

1. l. Sätt att dosera en provlösning på en vätskekromatografisk kolonn under utnyttjande av en drivlösningsström som drivkälla, k ä n n e t e c k n a t av att drivlösningen pumpas in i en drivlösningskammare (5) för att förskjuta en däri anordnad, íritt rörlig kolv (4, ka) i riktning mot en provlösningskammare (6), så att provlösning pressas ut från provlösningskammaren (6) till kolonnen. (24), och att tillförseln av drivlösning till drivlösningskammaren (5) ovbryts när önskad mängd provlösning utmatats till kolonnen och drivlösningen därefter förs direkt till kolonnen, varvid förskjutningen av kolven (4, Ala) sker på sådant sätt, att mängden utpressad provlösning blir proportionell mot mängden inpumpad drivlösning och varvid kolven (4, Ita) förhindrar att drivlösningen blandas med provlösningen i provlösningskammaren.

2. Sätt enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a t av att man tillför drivlösníng till drivlösningskammaren (5) och provlösning till kolonnen via en ventilanordning (22), som är omställbar mellan ett provpâíöringsläge och ett elueringsläge, i vilket drivlösning förs direkt till kolonnen.

3. Sätt enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a t av att man för dosering av en provlösning till kolonnen ställer ventilanordningen i provpåíöringsläge under en tidrymd, som motsvarar utmatning av önskad mängd provlösning, och att man därefter ställer om ventil- anordningen till elueringsläge.

4. 14. Anordning för dosering av en provlösning till en vätskekromatografisk kolonn med användning av sättet enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar en behållare med likformig tvärsek- tion (l), en i denna glidbart anordnad kolv (4, fia), som tätande anligger mot behållarväggen och uppdelar behållaren i en drivlösningskammare (5) och en provlösningskammare (6), varvid kolven (4, l+a) är anordnad att vid inpumpning av drivlösning i drivlösningskammaren (5) íörskjutas mot provlösningskammaren (6) under utpressning av en mot mängden inpumpad drivlösning proportionell mängd provlösning från provlösningskammaren utan att drivlösningen därvid blandas med provlösningen, och vidare en ventilanordning (22), som är omställbar mellan ett provpâföringsläge, i vilket den förbinder drivlösningskammaren (5) med en drivlösningskälla (23) och provlösningskammaren (6) med kolonnen (Zll), Och ett elueringsläge, i vilket den förbinder drivlösningskällan (23) med kolonnen (24%). 10 15 454 326

5. Anordning enligt patentkravet 4, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar organ (21), som är anordnade att förbinda drivlösningskammaren (5) med utloppet (12) från provlösningskammaren (6) när all provlösning pressats ut från denna.

6. Anordning enligt patentkravet 5, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda förbindelseorgan innefattar minst ett urtag (21), som är upptaget i behâllarens (1) innervägg vid bottnen av provlös- ningskammaren (6).

7. Anordning enligt något av patentkraven 14-6, k ä n n e t e c k n a d av att kolven (4) är förbunden med en från behållarens (l) utsida manövrerbar kolvstång (7), som möjliggör manuell förflyttning av kolven (li) i behållaren (l).

8. Anordning enligt något av patentkraven 4-7, k ä n n e t e c k n a d av att behållaren (1) omges av en eventuellt termostat- reglerad kylmantel för temperering av provlösningen.