WO2010084180A1 - Verfahren und vorrichtung zum injizieren einer in einer pipettenspitze befindlichen probe in ein hplc-system - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum injizieren einer in einer pipettenspitze befindlichen probe in ein hplc-system Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and an apparatus for carrying out the method.
  • sample is taken from a sample vessel and metered into a sample loop. This allows the sample to be injected afterwards. After each injection, the parts in contact with the sample must be washed. These washing functions have a direct influence on the duration of an injection cycle and on carryover.
  • Conventional samplers for high performance liquid chromatography have the dosing functions and the washing functions correspondingly elaborately implemented. Nevertheless, infectious or radioactive samples contaminate the autosampler.
  • HPLC systems coupled with a mass spectrometer are highly sensitive analytical systems which enable a qualitative and quantitative statement even with very small sample volumes.
  • the blood sampling required for bioanalytics or diagnostics in neonates and small animals is very limited.
  • a blood sample from the same animal would have to be taken several times, which is often not possible due to the amount of sample.
  • more animals or a larger species is needed.
  • the removal of a small defined amount of sample, their processing and transfer into an LC-MS system is often not possible or only with great effort.
  • the invention is therefore based on the object to provide a sample handling system with which even with small sample volume a qualitative and quantitative
  • Urine, cerebrospinal fluid can be transferred directly into an LC-MS system, in the result of which experimental animals can be saved, the sampler does not pipette liquid samples and therefore must not be contaminated and washed, the sample logistics are simplified, and certain analyzes in infants and neonates and other new applications are possible.
  • the pipette tip can serve as a HPLC high-pressure suitable sample carrier for single use.
  • Fig. 1 a pipette tip with an inner support sleeve
  • Fig. 2 is a pipette tip with a sucked
  • Fig. 3 is a closure sleeve to the pipette tip
  • Fig. 4 is a label adapter for a 2D
  • labeling 5 shows a pipette tip with a closure sleeve and a labeling adapter
  • Fig. 6 is an opened and decoupled via the HPLC valve holding device
  • Fig. 7 is a closed holding device with HPLC valve in injection position
  • Fig. 1 shows a pipette tip 1 with an inner support sleeve 2 and an inner cone 3 to couple the pipette tip with a pipette.
  • a precisely metered sample 4 shown in FIG. 2 is aspirated with a pipette.
  • On the press fit 5 a shown in Fig. 4 2D labeling adapter 10 is pressed with a labeling field 11. By means of this labeling adapter, the sample identification can be done automatically.
  • the inside of the pipette tip can be provided with a coating that influences the properties of the sample.
  • a sealing sleeve 6 shown in FIG. 3 has a sealing edge 9 on the inside, a reservoir 7 and a sealing membrane 8.
  • the reservoir may contain a reagent or diluent which influences the properties of the sample.
  • FIG. 5 shows a closed with a closure sleeve 6 pipette tip 1 with pressed-label adapter 10.
  • a capillary opening in the inner support sleeve 2 allows the suction of the sample 4 and prevents the Pressing the closure sleeve 6 an internal pressure is built up.
  • the sample 4 is stably positioned and sealed by the pressed-on closure sleeve 6 with the sealing edge 9 and by the inner support sleeve 2.
  • the labeling adapter 10 pressed onto the press fit 5 with the labeling field 11 for a 2D code enables sample identification.
  • Fig. 6 shows a holding device with interchangeable holding jaws 26 in the open state and between the jaws a pipette tip 1 in a closure sleeve 6 and with an inner support sleeve 2.
  • a sample 4 to be injected into an HPLC system.
  • the HPLC system shows only the usual HPLC valve 14 and a sample loop consisting of transfer lines 19, 22 and capillary needles 24, 25, but which is not closed in the illustrated state.
  • the rotor 15 of the HPLC valve is such that an incoming via an input line 12 HPLC eluent is conveyed directly through the output line 13.
  • the holding jaws 26 are used to hold the closure sleeve 6 and the pipette tip and to support against the effect of high HPLC pressure, so that no leaks occur even at high HPLC pressures.
  • the two capillary needles 24, 25 are arranged in needle adapters 16, 23, which can be moved axially into the pipette tip by means of a feed system consisting of pistons 18, 21 and lifting cylinders 17, 20.
  • a feed system consisting of pistons 18, 21 and lifting cylinders 17, 20.
  • the piston 18 with the needle adapter 23 and the capillary needle 24 far into the pipette tip 1 to the tip of the capillary needle the inner support sleeve 2 impinges and seals the capillary opening.
  • the lifting cylinder 20 presses the piston 21 with the needle adapter 16 and the capillary needle 25 onto the closure sleeve 6.
  • the tip of the capillary needle 25 perforates the closure membrane 8 and simultaneously seals the closure sleeve 6 against the outside.
  • Fig. 7 shows the closed holding device in which the pipette tip is fixed to the closure sleeve.
  • the capillary needles are located in the mentioned manner within the pipette tip.
  • Valve is such that the HPLC eluent from the pump through the input line 12, through the transfer line 19, through the needle adapter 23, through the capillary needle

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Abstract

Zum Injizieren einer Probe, die sich in einer Pipettenspitze befindet, in ein HPLC-System, wird das probenseitige Ende der Pipettenspitze druckdicht in eine stirnseitig mit einer Membran verschlossene Verschlusshülse eingepresst und die Verschlusshülse mit der in ihr befindlichen Pipettenspitze in eine Haltevorrichtung eingespannt. In beide Enden der Pipettenspitze werden Kapillarnadeln eingeführt, derart, dass durch die Pipettenspitze die Probenschlaufe eines HPLC-Injektionssystems geschlossen wird, wobei die Pipettenspitze als HPLC hochdrucktauglicher Probenträger für den einmaligen Gebrauch dient.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Injizieren einer in einer Pipettenspitze befindlichen Probe in ein HPLC-System.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens .
Beim Probenhandling für die Hochleistungs- Flüssigkeitschromatographie (HPLC) werden seit langem grosse Anstrengungen unternommen, um mit geringem Aufwand möglichst exakte und reproduzierbare Resultate zu erhalten. Oft steht auch nur ein geringes Probenvolumen für die Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie zur Verfügung. Das Probenhandling von der Probenentnahme über die Probenverteilung, Probenaufarbeitung, Probenlagerung bis zur Injektion der Probe in das HPLC-System birgt eine Vielzahl von möglichen Fehlern, welche das analytische Resultat verfälschen oder gar unbrauchbar machen. Verschleppungen der Probe (Crosscontamination) , Verwechslungen oder Fehler beim Pipettieren und Dosieren können sowohl bei manuellen wie auch bei automatisierten Arbeitsschritten erfolgen.
Bei den herkömmlichen Probengebern in der Hochleistungsflüssigkeitschromatographie wird Probe aus einem Probengefäss genommen und in eine Probenschlaufe dosiert. Dadurch kann die Probe anschliessend injiziert werden. Nach jeder Injektion müssen die mit Probe in Berührung gekommenen Teile gewaschen werden. Diese Waschfunktionen haben einen direkten Einfluss auf die Dauer eines Injektionszyklus und auf die Verschleppung. Bei herkömmlichen Probengebern für die Hochleistungs- Flüssikeitschromatographie sind die Dosierfunktionen und die Waschfunktionen entsprechend aufwendig umgesetzt. Trotzdem kontaminieren infektiöse oder radioaktive Proben den Probengeber.
HPLC-Systeme gekoppelt mit einem Massenspektrometer (LC- MS) sind hochempfindliche analytische Systeme welche bereits mit sehr geringen Probenmengen eine qualitative und quantitative Aussage ermöglichen. Die für die Bioanalytik oder Diagnostik notwendige Blutprobenentnahmemenge bei Neugeborenen und bei kleinen Tieren ist sehr eingeschränkt. Für Kinetik-Studien bei Tieren müsste vom gleichen Tier mehrmals eine Blutprobe entnommen werden, was oft auf Grund der Probenmenge nicht möglich ist. Dies hat zur Folge, dass mehr Tiere oder eine grossere Spezie gebraucht wird. Die Entnahme einer kleinen definierten Probenmenge, deren Aufarbeitung und Überführung in ein LC-MS- System ist oft nicht oder nur mit sehr grossem Aufwand möglich.
Zudem ist das Aufarbeiten von kleinen Probenmengen oft sehr aufwendig und weniger genau als von grosseren Probenmengen, weshalb vielfach grossere Probenmengen aufgearbeitet werden, obwohl für die Analytik eine sehr kleine Probenmenge genügen würde. Speziell bei biologischen Proben hat die Probenmenge und die mögliche Infektionsgefahr bei der Aufarbeitung immer eine grosse Bedeutung .
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Probenhandlingsystem bereitzustellen, mit dem bereits mit kleinen Probenvolumen eine qualitative und quantitative
Aussage ermöglicht wird, biologische Proben (Blut, Plasma,
Urin, Liquor) direkt in ein LC-MS System überführt werden können, in der Folge Versuchstiere eingespart werden können, der Probengeber keine flüssigen Proben pipettiert und daher nicht kontaminiert und gewaschen werden muss, die Probenlogistik vereinfacht wird, sowie gewisse Analysen bei Kleinkindern und Neugeborenen und weitere neue Anwendungen möglich werden.
Erfindungsgemäss wird dies erreicht durch ein Injektionsverfahren mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen, sowie durch eine Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 2.
Mit dem Verfahren und der Vorrichtung nach der Erfindung wird erreicht, dass die Pipettenspitze als HPLC- hochdrucktauglicher Probenträger für den einmaligen Gebrauch dienen kann.
Im Folgenden wird anhand der beiliegenden Zeichnungen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben .
Es zeigen
Fig. 1 eine Pipettenspitze mit einer Innenstützhülse
Fig. 2 eine Pipettenspitze mit einer angesaugten
Probe
Fig. 3 eine Verschlusshülse zur Pipettenspitze
Fig. 4 einen Beschriftungsadapter für eine 2D
Beschriftung Fig. 5 eine Pipettenspitze mit Verschlusshülse und einem Beschriftungsadapter
Fig. 6 eine geöffnete und über das HPLC Ventil abgekoppelte Haltevorrichtung
Fig. 7 eine geschlossene Haltevorrichtung mit HPLC Ventil in Injektposition
Fig. 1 zeigt eine Pipettenspitze 1 mit einer Innenstützhülse 2 und einem Innenkonus 3, um die Pipettenspitze mit einer Pipette zu koppeln. Eine in Fig. 2 gezeigte, genau dosierte Probe 4 wird mit einer Pipette angesaugt. Auf dem Presssitz 5 wird ein in Fig. 4 gezeigter 2D Beschriftungsadapter 10 mit einem Beschriftungsfeld 11 aufgepresst. Mittels dieses Beschriftungsadapters kann die Probenidentifizierung automatisch erfolgen.
Die Innenseite der Pipettenspitze kann mit einer die Eigenschaften der Probe beeinflussenden Beschichtung versehen sein.
Eine in Fig. 3 gezeigte Verschlusshülse 6 hat eine Dichtungskante 9 auf der Innenseite, ein Reservoir 7 und eine Verschlussmembran 8. Im Reservoir kann ein die Eigenschaften der Probe beeinflussendes Reagenz- oder Verdünnungsmittel enthalten sein.
Fig. 5 zeigt eine mit einer Verschlusshülse 6 verschlossene Pipettenspitze 1 mit aufgepresstem Beschriftungsadapter 10. Eine Kapillaröffnung in der Innen-Stützhülse 2 ermöglicht das Ansaugen der Probe 4 und verhindert, dass beim Aufpressen der Verschlusshülse 6 einen Innendruck aufgebaut wird. Die Probe 4 ist durch die aufgepresste Verschlusshülse 6 mit Dichtungskante 9 und durch die Innenstützhülse 2 stabil positioniert und abgekapselt. Der auf dem Presssitz 5 aufgepresste Beschriftungsadapter 10 mit dem Beschriftungsfeld 11 für einen 2D Code ermöglicht die Probenidentifizierung.
Fig. 6 zeigt eine Haltevorrichtung mit auswechselbaren Haltebacken 26 in geöffnetem Zustand und zwischen den Backen eine Pipettenspitze 1 in einer Verschlusshülse 6 und mit einer Innenstützhülse 2. In der Pipettenspitze befindet sich eine Probe 4, die in ein HPLC-System injiziert werden soll. Vom HPLC-System ist nur das übliche HPLC-Ventil 14 und eine aus Transferleitungen 19, 22 und Kapillarnadeln 24, 25 bestehende Probenschlaufe gezeigt, die jedoch im dem dargestellten Zustand nicht geschlossen ist. Der Rotor 15 des HPLC- Ventils steht so, dass ein über eine Eingangsleitung 12 ankommendes HPLC-Laufmittel direkt durch die Ausgangsleitung 13 gefördert wird. Die Haltebacken 26 dienen dazu, die Verschlusshülse 6 und die Pipettenspitze festzuhalten und gegen die Wirkung des hohen HPLC-Drucks zu stützen, so dass auch bei hohen HPLC-Drücken keine Undichtigkeiten auftreten.
Die beiden Kapillarnadeln 24, 25 sind in Nadeladaptern 16,23 angeordnet, die mittels eines Vorschubsystems bestehend aus Kolben 18,21 und Hubzylindern 17, 20 axial in die Pipettenspitze bewegt werden können. Wenn die Pipettenspitze mit der Verschlusshülse in der Haltevorrichtung fixiert ist, drückt auf der Eingangsseite der Hubzylinder 17, den Kolben 18 mit dem Nadeladapter 23 und der Kapillarnadel 24 soweit in die Pipettenspitze 1 bis die Spitze der Kapillarnadel auf die Innenstützhülse 2 auftrifft und deren Kapillaröffnung abdichtet. Auf der Ausgangsseite drückt der Hubzylinder 20 den Kolben 21 mit dem Nadeladapter 16 und der Kapillarnadel 25 auf die Verschlusshülse 6. Dabei perforiert die Spitze der Kapillarnadel 25 die Verschlussmembran 8 und dichtet die Verschlusshülse 6 gleichzeitig gegen aussen ab.
Fig. 7 zeigt die geschlossene Haltevorrichtung, in der die Pipettenspitze mit der Verschlusshülse fixiert ist.
Die Kapillarnadeln befinden sich in der erwähnten weise innerhalb der Pipettenspitze. Der Rotor 15 des HPLC-
Ventils steht so, dass das HPLC Laufmittel von der Pumpe durch die Eingangsleitung 12, durch die Transferleitung 19, durch den Nadeladapter 23, durch die Kapillarnadel
24, durch die Pipettenspitze 1, durch die Kapillarnadel
25, durch den Nadeladapter 16, durch die Transferleitung 22 und durch die Ausgangsleitung 13 gefördert wird. Durch diesen Vorgang wird die Probe 4 quantitativ in das HPLC-System injiziert und kann entsprechend analysiert werden .

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Injizieren einer Probe, die sich in einer Pipettenspitze mit einem pipettenseitigen offenen Ende und einem probenseitigen offenen Ende befindet, in ein HPLC-System, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren der Pipettenspitze eine mit einer Kapillaröffnung versehene Innenstützhülse angeordnet wird, das probenseitige Ende der Pipettenspitze druckdicht in eine stirnseitig mit einer Membran verschlossenen Verschlusshülse eingepresst wird, die Verschlusshülse mit der in ihr befindlichen Pipettenspitze in eine Haltevorrichtung eingespannt wird und in beide Enden der Pipettenspitze Kapillarnadeln eingeführt werden, derart, dass durch die Pipettenspitze die Probenschlaufe eines HPLC- Inj ektionssystems geschlossen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eingangsseitig eingeführte Kapillarnadel an der Innenstützhülse druckdicht anschliesst.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die ausgangsseitige Kapillarnadel die
Membran der Verschlusshülse perforiert wird und gegen aussen druckdicht an der Kapillarnadel anschliesst.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass an der Pipettenspitze ein
Beschriftungsadapter angebracht wird, mittels dessen eine Probenidentifizierung automatisch erfolgt.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Pipettenspitze mit einem pipettenseitigen offenen Ende und einem probenseitigen offenen Ende, einer im Inneren der Pipettenspitze angeordnete, mit einer Kapillaröffnung versehene Innenstützhülse, einer stirnseitig mit einer Membran verschlossenen Verschlusshülse zur druckdichten Aufnahme des probenseitigen Endes der Pipettenspitze, einer Haltevorrichtung mit Haltebacken zum Festhalten der Verschlusshülse und der Pipettenspitze und Stützen derselben gegen den HPLC Druck und an einem Vorschubsystem angeordnete, axial in die Pipettenspitze einführbare Kapillarnadeln .
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen an der Pipettenspitze angebrachten
Beschriftungsadapter .
7. Eine Pipettenspitze mit Innenstützhülse, eingepresst in eine Verschlusshülse, als Probencontainer für Transport und Lagerung für den Einsatz in einem Verfahren nach Anspruch 1 und einer Vorrichtung nach Anspruch 5.
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