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Dokumentenidentifikation DE69119233T2 14.08.1996
EP-Veröffentlichungsnummer 0547282
Titel Analytische Trennungsanordnung und Verfahren zur Analyse chemischer Proben
Anmelder Ciba-Geigy AG, Basel, CH
Erfinder Maystre, Francois,Dr., CH-4153 Reinach, CH;
Bruno, Alfredo Emilio,Dr., CH-4104 Oberwil, CH
Vertreter Schwabe, Sandmair, Marx, 81677 München
DE-Aktenzeichen 69119233
Vertragsstaaten AT, BE, CH, DE, DK, ES, FR, GB, IT, LI, NL, SE
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 19.12.1991
EP-Aktenzeichen 918109919
EP-Offenlegungsdatum 23.06.1993
EP date of grant 01.05.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 14.08.1996
IPC-Hauptklasse G01N 30/74

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Analyse chemischer Proben gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Die Erfindung betrifft ebenso eine Trennanordnung wie sie zum Beispiel bei der Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie (HPLC) gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 4 verwendet wird.

Auf dem Gebiet der modernen chemischen Analyse werden aufgrund ihrer hohen Trenn-Wirksamkeiten verschiedene Chromatographietechniken verwendet. Somit sind Trennverfahren, wie zum Beispiel die Gaschromatographie, Mikroporen- Flüssigkeitschromatographie, kapillare überkritische Flüssigkeitschromatographie, kapillare Zonen-Elektrophorese und Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie, die am häufigsten verwendeten. Den Trennsystemen sind verschiedene Arten unterschiedlicher Detektoren zugeordnet. Zum Beispiel sind die bekanntesten Detektoren bei der Hochleistung-Flüssigkeitschromatographie diejenigen, die optische Detektionsverfahren verwenden um Änderungen in der Absorption, in der Lumineszenz, insbesondere in der Fluoreszenz, in der optischen Aktivität im allgemeinen oder im Brechungsindex der Träger zu messen. Ein Hauptnachteil ist, daß die Änderungen in der Absorption, in der Fluoreszenz oder in der optischen Aktivität, die detektiert werden sollen, sehr häufig mit Änderungen des Brechungsindex des Trägers in Verbindung stehen.

Die Änderung des Brechungsindex des Trägers führt sehr häufig zu einer nichtlinearen Antwort des Detektors, zu einem erhöhten Rauschpegel oder sogar zu einer falschen Antwort bzw. Reaktion des Detektors. Es scheint, daß diese Effekte der Qualität der Analyse einer chemischen Probe abträglich sind und in einigen Fällen quantitative Auswertungen des Chromatogramms unmöglich machen. Angesichts dieser Nachteile haben einige Instrumentenhersteller versucht, diese Probleme zu lösen, indem sie die Gestaltung derartiger Trennsysteme und von zugeordneten Detektorzellen verbesserten, wie zum Beispiel in einem Artikel von A.E. Bruno in Analytical Chemistry 1989, 61, Seiten 876 bis 883 umrissen wurde. Nun, während die Lösungsversuche bzw. Ansätze der Instrumentenhersteller etwas Erfolg hatten bei der Reduzierung der Einflüsse der Brechungsindexänderungen, wurde das Problem immer noch nicht zufriedenstellend gelöst und bis heute wurde noch kein Trennsystem ausgebildet, das wirklich unempfindlich bezüglich des Brechungsindex ist. In ihrem Artikel haben Bruno et al. ebenso hervorgehoben, daß die störenden Effekte des Brechungsindex teilweise ein Ergebnis einer komplexen dynamischen Störung des optischen Pfades ist, der zum Beispiel auf Schliereneffekte zurückzuführen ist, die es noch schwieriger machen, eine richtige Korrektur des gesteuerten Chromatograms zu erzielen.

Es ist deshalb eine Aufgabe bzw. ein Ziel der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile der bekannten Trennverfahren und der entsprechenden bekannten Trennsysteme zu vermeiden. Insbesondere ist es ein Ziel, die abträglichen Effekte zu beseitigen, die auf Variationen des Brechungsindex des Trägers während der Trennung zurückzuführen sind.

All diese und noch weitere Ziele werden durch ein Trennverfahren erreicht, das die Schritte umfaßt, die in dem zweiten Teil des Anspruches 1 umrissen sind, und durch eine analytische Trennanordnung, die die Merkmale umfaßt, die im Anspruch 4 beansprucht sind.

Das Ziel wird insbesondere durch ein Trennverfahren zur Analyse chemischer Proben gelöst, bei welchem eine chemische Probe in einen Träger eingeführt wird, der durch ein System von Röhren und an einem optischen Detektor vorbeitransportiert wird, und zusammen mit dem Träger durch eine Trennzone transportiert wird, vorzugsweise eine Trennsäule, und bei welchem nach dem Passieren der Trennsäule der Träger und die Probe, die dann in ihre Bestandteile getrennt ist, am optischen Detektor vorbeitransportiert werden, der vorzugsweise ständig den Träger bezüglich der Änderungen in der Absorption, in der Fluoreszenz oder in der optischen Aktivität überwacht. Gemäß der Erfindung wird der Träger, der aus der Trennzone kommt, bevor er an dem optischen Detektor vorbeitransportiert wird, durch eine einen Brechungsindex ausgleichende Einheit geführt, wo sein Brechungsindex vorzugsweise ständig überwacht wird und wo auf die Detektion von Änderungen des Brechungsindex des Trägers die Abweichungen ausgeglichen werden, indem zu dem Träger ein ausgleichendes Agens zugegeben wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Träger innerhalb der einen Brechungsindex ausgleichenden Einheit durch einen Brechungsindex-Detektor transportiert, der mit einer Steuereinheit verbunden ist. Auf die Detektion einer Abweichung des Brechungsindex des Trägers, steuert die Steuereinheit die Menge des ausgleichenden bzw. kompensierenden Fluids, die zu dem Träger über eine Mischkammer zugegeben wird, die stromaufwärts des Brechungsindex-Detektors angeordnet ist, bis der Sollwert des Brechungsindex des Trägers wieder erreicht ist.

Die Flexibilität des erfindungsgemäßen Verfahrens wird sogar noch weiter erhöht, falls in Abhängigkeit von der Detektion einer positiven oder negativen Abweichung des Brechungsindex, eine gesteuerte Menge eines ausgleichenden Agens mit einem Brechungsindex der jeweils höher oder geringer ist, als der Brechungsindex des Trägers, zugegeben wird.

Eine analytische Trennanordnung gemäß der Erfindung umfaßt ein System von Röhren mit einer Trennzone, vorzugsweise einer Trennsäule, dessen Röhren stromaufwärts der Trennzone mit den Reservoiren für einen Träger und einer chemischen Probe, die zu trennen und zu analysieren ist, verbunden sind und stromabwärts der Trennzone mit einem Abfallbehälter für den Träger, der die Probe beinhaltet, verbunden sind und ebenso mit Transporteinrichtungen für den Träger und die Probe verbunden sind. Dem Röhrensystem ist ein optischer Detektor zur Überwachung von Änderungen in der Absorption, in der Fluoreszenz oder in der optischen Aktivität des Trägers zugeordnet, wenn er durch das Röhrensystem und an dem optischen Detektor vorbeitransportiert wird, der hinter der Trennzone aber vor dem Abfallbehälter in dem Pfad bzw. Weg des Trägers angeordnet ist. Zwischen der Trennzone und dem optischen Detektor ist in dem Pfad des Trägers eine einem Brechungsindex ausgleichende Einheit angeordnet.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung umfaßt die einen Brechungs index ausgleichende Einheit einen Brechungs index-Detektor eine Mischkammer, die stromaufwärts des Brechungsindex-Detektors in dem Pfad bzw. Weg des Trägers angeordnet ist und mit einem Reservoir für ein ausgleichendes Agens verbunden ist, und eine Steuereinheit, die einerseits mit dem Brechungsindex- Detektor und andererseits mit einer Ausgabevorrichtung verbunden ist, die dem Reservoir für das ausgleichende Agens zugeordnet ist.

Die Flexibilität der analytischen Trennanordnung gemäß der Erfindung wird beträchtlich erhöht, falls die Mischkammer mit zwei Reservoiren für zwei Arten von ausgleichenden Agenzien verbunden ist, wobei eines einen Brechungsindex aufweist, der höher ist, als der Sollwert des Brechungsindex des Trägers, und das andere einen entsprechenden niedrigeren Brechungsindex aufweist. Somit ist es möglich, einen breiten Bereich von Abweichungen von dem Sollwert des Brechungsindex des Trägers auszugleichen, und zwar positive Abweichungen genauso wie negative. Vorzugsweise unterscheiden sich die Brechungsindizes der ausgleichenden Agenzien von dem Sollwert des Brechungsindex des Trägers.

Für die Empfindlichkeit und die Genauigkeit der analytischen Trennanordnung ist es vorteilhaft, wenn das gesamte aktive Volumen der einem Brechungsindex ausgleichenden Einheit, das aus den Volumina von Trägern in der Mischkammer, dem Brechungsindex-Detektor und den Röhren, die diese beiden Elemente verbinden, besteht, kleiner ist als das Volumen des optischen Detektors.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt das gesamte aktive Volumen der Ausgleichseinrichtung ungefähr 0,5 µl bis ungefähr 1 ml, vorzugsweise ungefähr 10 µl. Bei noch weiter verkleinerten Ausführungsformen der Erfindung, zum Beispiel bei Ein-Chip-Ausführungen, kann das aktive Volumen der Ausgleichseinrichtung nur ungefähr 1 nl betragen.

Es ist besonders vorteilhaft, daß der Aufbau der erfindungsgemäßen analytischen Trennanordnung vereinfacht werden kann, indem Niedrigfluß-Spritzen-Pumpen bzw. Niedrigfluß-Perfusoren als Spender bzw. Ausgabevorrichtungen verwendet werden, die eine Pumprate bzw. einen Pumpfluß von ungefähr 1 µl/min bis ungefähr 100 µl/min aufweisen.

Es ist zu bemerken, daß der Aufbau der Erfindung noch weiter vereinfacht werden kann, und zwar durch die Tatsache, daß die Steuereinheit eine ab Lager lieferbare mikrocomputer-gesteuerte DC-Motorsteuereinrichtung für Spritzen-Pumpen bzw. Perfusoren ist.

Weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen klar werden, die als nicht beschränkende Erläuterungen bereitgestellt werden. Die Zeichnungen:

Figur 1 zeigt schematisch eine analytische Trennanordnung gemäß der Erfindung,

Figur 2 zeigt eine erste Ausführungsform der einen Brechungsindex ausgleichenden Einheit,

Figur 3 zeigt eine zweite Ausführungsform der einen Brechungsindex ausgleichenden Einheit und

Figur 4 ist eine graphische Darstellung, um die Ergebnisse zu erklären, die durch die Erfindung erzielt werden.

In Figur 1 ist eine beispielhafte Ausführungsform einer analytischen Trennanordnung, wie sie bei der Hochleistung-Flüssigkeitschromatographie verwendet wird, schematisch gezeichnet und im allgemeinen mit der Bezugsnummer 1 bezeichnet. Sie stellt die Anordnung dar, die zum Beispiel bei der Flüssigkeitschromatographie, bei der überkritischen bzw. superkritischen Flüssigkeitschromatographie, bei der Hochleistungs-Chromatographie oder sogar bei der Kapillarzonen-Elektrophorese verwendet wird. Die Anordnung umfaßt ein System aus Röhren 2 bis 9, die eine Trennsäule 6 beinhalten. Die Trennsäule ist von dem gepackten Typ, wie sie zum Beispiel in "Praxis der Hochleistungs-Flüssigchromatographie" von Veronika R. Meyer, veröffentlicht von Diesterweg Sauerländer, 5. Auflage, Frankfurt 1979, beschrieben ist. Stromaufwärts der Trennsäule 6 ist das Röhrensystem mit einem Reservoir 10 für einen Träger E und mit einem zweiten Reservoir 11 für eine chemische Probe S verbunden die zu trennen und zu analysieren ist. Stromabwärts der Trennsäule 6 ist das Röhrensystem mit einem Abfallbehälter 12 für den Träger, der die Probe beinhaltet, verbunden, diese Mischung wird im allgemeinen als Abfall W dargestellt.

Transporteinrichtungen 13 bzw. 14 werden bereitgestellt, um den Träger E durch das Röhrensystem 2 - 9 zu transportieren bzw. um eine vorbestimmte Menge der chemischen Probe E in den Strom des Trägers E einzuspritzen. Vorzugsweise handelt es sich bei den Transporteinrichtungen 13 und 14 um Dosierpumpen, die es erlauben, die Pumprate zu steuern. Die Transporteinrichtung 14 weist ebenso ein Einspritzventil (nicht gezeigt) auf, um die chemische Probe S in den Träger E einzuführen. Um die Volumen zu verringern, die mit dem Träger E zu füllen sind und um ebenso die Menge der chemischen Probe S zu verringern, die für vernünftige analytische Ergebnisse benötigt wird, weist das System von Röhren 2 - 9 vorzugsweise Kapillarröhren mit einem inneren Durchmesser auf, der geringer ist als oder gleich ist wie ungefähr 300 µm. Somit sind Dosierpumpen mit einer Pumprate von ungefähr 1 ml/min üblicherweise ausreichend.

Anstelle von Dosierpumpen für den Transport des Trägers E und der Probe S, könnten ebenso Elektroden bereitgestellt werden, die mit den Reservoiren 10 bzw. 11 für den Träger E bzw. die Probe S und mit dem Abfallbehälter 12 in Verbindung stehen, um elektrische Felder für den Transport von Agenzien anzulegen. Es könnten zusätzliche Elektroden bereitgestellt werden, die mit den einzelnen Segmenten des Systems von Röhren 2 - 9 verbunden sind, um in der Lage zu sein, das elektrische Feld nur segmentweise anzulegen. Somit könnte trotz der beschränkenden isolierenden Eigenschaften der Materialien, die für die Röhren verwendet werden, das gesamte elektrische Feld, das in dem Röhrensystem angelegt wird, sogar erhöht werden.

Stromabwärts der Trennsäule 6 aber bevor die Endabschnitte 8, 9 des Systems der Kapillarröhren 2 - 9 in dem Abfallbehälter 12 enden, ist ein optischer Detektor 15 in dem Weg bzw. Pfad des Trägers E angeordnet. Der optische Detektor 15 ist ausgebildet, um Änderungen in der Absorption, in der Fluoreszenz oder in der optischen Aktivität des Trägers zu überwachen. Ein derartiger Detektor ist zum Beispiel im US-Patent Nr. US-A-4,989,974 beschrieben. Soweit entspricht die analytische Trennanordnung jenen, die vom Stand der Technik bekannt sind.

Gemäß der Erfindung ist zwischen der Trennsäule 6 und dem optischen Detektor 15 in dem Pfad bzw. Weg des Trägers E eine den Brechungsindex ausgleichende Einheit 16 angeordnet. Die Anordnung einer ersten beispielhaften Ausführungsform der einem Brechungsindex ausgleichenden Einheit ist genauer in der Figur 2 gezeigt. Sie weist einen Brechungsindex-Detektor 19, eine Mischkammer 17, die in dem Pfad bzw. Weg des Trägers E stromaufwärts des Detektors 19 angeordnet ist und mit einem Reservoir 21 für ein ausgleichendes Agens C verbunden ist, und eine Röhre 18 auf, die die Mischkammer 17 und den Detektor 19 verbindet. Weiter weist die ausgleichende Einheit eine Steuereinheit 20 auf, die einerseits mit dem Brechungsindex-Detektor und andererseits mit einer Ausgabevorrichtung 22 verbunden ist, der über die Röhren 23 bzw. 24 das Reservoir 21 bzw. die Mischkammer 17 zugeordnet sind.

Grundsätzlich kann jeder Brechungs index-Detektor verwendet werden, jedoch weist in einer bevorzugten Ausführungsform die einen Brechungsindex ausgleichende Einheit 16 einen Brechungsindex-Detektor 19 auf, wie er zum Beispiel in EP-A- 0,440,577 oder in A.E. Bruno et al. "On-Column Laser-Based Refractive Index Detector for Capillary Electrophoresis", Anal. Chem. 1991, 63, 2689-2697, beschrieben ist. Die Hauptanforderungen an den Brechungsindex-Detektor sind, daß sein aktives Volumen kleiner ist, als das Volumen des getrennten Bestandteils der eingespritzten chemischen Probe S und daß die Antwortzeit bzw. Reaktionszeit schnell genug ist, um verschiedene Bestandteile der Probe S aufzulösen und zu detektieren, die den Detektor eins nach dem anderen in kurzen Zeitabständen passieren. Vorzugsweise ist die Reaktionszeit kurzer als 10 s. Die Mischeinheit 17 muß ebenso ein kleines aktives Volumen aufweisen, um ein Ausbreiten bzw. Streuen der Bestandteile in dem Träger zu vermeiden, der den Mischer passiert. Somit werden die besten Ergebnisse mit einer einen Brechungsindex ausgleichenden Einheit 17 erreicht, die ein gesamtes aktives Volumen, das aus den aktiven Volumina der Mischkammer 17, des Brechungsindex-Detektors 19 und der verbindenden (Kapillar-)Röhre 18 besteht, aufweist, das kleiner ist, als das Volumen des optischen Detektors 15. Hier sind die aktiven Volumina als die Volumina des Trägers E definiert, der durch die jeweiligen Elemente 17, 18 und 19 fließt. Insbesondere sollte das gesamte Volumen der einem Brechungs index ausgleichenden Einheit 16 ungefähr 0,5 µl bis ungefähr 1 ml, vorzugsweise ungefähr 10 µl betragen. In noch weiter verkleinerten Ausführungsformen der Erfindung zum Beispiel in einer Ein-Chip- Ausführung, beträgt das gesamte aktive Volumen der Ausgleichseinrichtung nur ungefähr 1 nl.

Figur 3 zeigt eine noch bevorzugtere zweite beispielhafte Ausführungsform der einen Brechungsindex ausgleichenden Einheit 16 der analytischen Trennanordnung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform sind zwei Reservoire 21 und 26, die mit der Mischkammer 17 verbunden sind, für zwei Arten von ausgleichenden Agenzien C1 und C2 vorgesehen, wobei eines einen Brechungsindex aufweist, der höher ist als der Sollwert des Brechungsindex des Trägers E und das andere einen niedrigeren Brechungsindex aufweist. Entsprechend umfaßt die einem Brechungsindex ausgleichende Einheit 16 zwei Ausgabevorrichtungen 22 bzw. 27, die den beiden Reservoiren 21 bzw. 26 zugeordnet sind. Der Brechungsindex- Detektor 19 ist mit zwei Steuereinheiten 20 und 25 verbunden, von denen jede eine der zwei Ausgabevorrichtungen steuert. Es ist selbstverständlich, daß nur eine Steuereinheit mit zwei Kanälen zum Steuern der zwei Ausgabevorrichtungen 22 und 27 vorgesehen werden könnte

Vorzugsweise handelt es sich bei den Ausgabevorrichtungen 22 und 27 um Niedrigfluß-Spritzen-Pumpen bzw. Niedrigfluß-Perfusoren, die einen einstellbaren Pumpfluß von ungefähr 1 µl/min bis ungefähr 100 µl/min aufweisen. Bei der Steuereinheit 20 bzw. 25 handelt es sich vorzugsweise um eine von einem (Mikro)computer gesteuerte DC-Motorsteuereinrichtung für die Spritzen-Pumpen bzw. Perfusoren.

Es sollte bemerkt werden, daß in sehr ähnlicher Weise zu der Möglichkeit, mit Hilfe eines elektrischen Feldes den Träger zu transportieren und die chemische Probe einzuspritzen bzw. einzugeben, die ausgleichenden Agenzien ebenso in die Mischkammer eingeführt werden könnten, indem elektrische Felder zwischen dem jeweiligen Reservoir und der Mischkammer angelegt werden. Somit müßte es sich bei der Steuereinheit nicht mehr um eine DC-Steuereinrichtung handeln, sondern um eine steuerbare Umschalteinrichtung bzw. ein steuerbares Relais, die bzw. das die notwendigen Verbindungen der entsprechenden Elektroden mit einer Spannungsquelle bereitstellen würde. Die Menge des ausgleichenden Agens könnte über die Länge der Zeitdauer, über die das elektrische Feld angelegt wird, geregelt werden. Die notwendigen Signale könnten durch einen Mikrocomputer bereitgestellt werden, der mit dem Brechungsindex-Detektor und dem Relais bzw. der Umschalteinrichtung verbunden ist.

Bei einem Trennverfahren für die Analyse chemischer Proben gemäß der vorliegenden Erfindung wird die chemische Probe S, bevor sie in die Trennsäule 6 eintritt, in den Träger E eingeführt bzw. eingegeben, der durch das System von Röhren 2 - 9 transportiert und an dem optischen Detektor 15 vorbeigeleitet wird. Nach dem Passieren der Trennsäule 6 werden der Träger E und die Probe S, die in ihre Bestandteile getrennt sind, an dem optischen Detektor 15 vorbeitransportiert, der vorzugsweise ständig den Träger E bezüglich Änderungen in der Absorption, in der Fluoreszenz oder in der optischen Aktivität überwacht. Bevor er an dem optischen Detektor 15 vorbeitransportiert wird, wird der Träger E, der von der Trennsäule 6 kommt, direkt durch die einem Brechungsindex ausgleichende Einheit 16 hindurchgeführt, wo sein Brechungsindex vorzugsweise ständig überwacht wird und wo auf die Detektion von Änderungen des Brechungsindex des Trägers E die Abweichung ausgeglichen wird, indem zu dem Träger E ein ausgleichendes Argens C bzw. C1 oder C2 zugegeben wird.

Indem ausgleichende Agenzien C oder C1 bzw. C2 zugegeben werden, die Brechungsindizes aufweisen, die eine große positive oder negative Differenz zu dem Sollwert des Brechungsindex des Trägers E zeigen, kann die Spanne von möglichen Kompensationen von Brechungsindexabweichungen erheblich aufgeweitet werden. Natürlich werden nur ausgleichende Agenzien gewählt, deren optische Eigenschaften bezüglich Absorption, Fluoreszenz oder optischer Aktivität nicht mit jenen der zu analysierenden chemischen Probe störend überlagern.

Innerhalb der einen Brechungsindex ausgleichenden Einheit wird der Träger E durch den Brechungsindex-Detektor 19 transportiert, der mit den Steuereinrichtungen 20 bzw. 25 verbunden ist. Auf die Detektion einer Abweichung des Brechungs index des Trägers E, steuert die entsprechende Steuereinheit 20 oder 25 die Menge des ausgleichenden Agens C bzw. C1 oder C2, die dem Träger E über die Mischkammer 17 zugegeben wird, die stromaufwärts des Brechungsindex-Detektors angeordnet ist, bis der Sollwert des Brechungsindex des Trägers E wieder erreicht ist.

Die Flexibilität des erfindungsgemäßen Verfahrens wird erhöht und sogar verdoppelt, falls in Abhängigkeit von der Detektion positiver oder negativer Abweichungen des Brechungsindex, eine gesteuerte Menge des ausgleichenden Agens C1 bzw. C2, das einen Brechungsindex aufweist, der niedriger bzw. höher ist, als der Brechungsindex des Trägers E, zugegeben wird.

In den beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung, wie sie unter Bezugnahme auf die Figuren 1-3 beschrieben sind, werden die Variationen bzw. Abweichungen des Brechungsindex von dem Träger E ausgeglichen bzw. kompensiert, indem eine definierte Menge eines ausgleichenden Agens vorzugsweise eine ausgleichende Flüssigkeit C bzw. C1 oder C2, zugegeben wird. Es sollte bemerkt werden, daß die Kompensation bzw. der Ausgleich der Brechungsindexänderungen ebenso erreicht werden kann, indem zu dem Träger E in Abhängigkeit von den detektierten Abweichungen eine definierte Menge von zum Beispiel Zucker oder Salz oder ähnlichen Mitteln, die in dem Träger lösbar sind und in der Lage sind, seinen Brechungsindex in einen höheren oder niedrigeren Wert als detektiert zu ändern, zugegeben wird. Der Ausgleich der Änderungen des Brechungsindex des Trägers E kann ebenso erreicht werden, indem zum Beispiel die Temperatur oder der Druck des Trägers E in einer gesteuerten Art und Weise in Abhängigkeit von den detektierten Brechungsindexabweichungen geändert wird.

Das folgende Beispiel dient zur noch detaillierteren Erläuterung des Trennverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.

Beispiel:

Um das System unter HPLC-ähnlichen Bedingungen zu simulieren, wird ein einfaches Fluß-Einspritz-Analysesystem aufgebaut. Um hohe Änderungen im Brechungsindex zu erzielen, wird 500 µl einer Zuckerlösung (0,05 % Sacharose in Wasser) in einen gleichmäßigen Wasserfluß injiziert bzw. eingespritzt, der eine Flußrate innerhalb des Röhrensystems von 0,5 ml/min aufweist. Die Abmessungen des Röhrensystems, das aus Glaskapillaren gemacht ist, werden so gewählt, daß eine Signalantwort bei dem optischen Detektor erzeugt wird, die sehr ähnlich ist zu jenen, die bei der HPLC-Analyse beobachtet werden. Ein kapillarer Brechungsindex-Detektor, wie in Analytical Chemistry 1989, 61, Seiten 876 - 883 beschrieben, mit einem gesamten aktiven Volumen von ungefähr 6 µl wird zusammen mit einer Mischkammer von ungefähr 10 µl verwendet, die zum Beispiel in dem Prospekt Nr. 411 7306141 durch die Firma Brechbuehler AG von der Schweiz beschrieben ist. Bei dem Spender bzw. der Ausgabevorrichtung handelt es sich um eine Niedrigfluß- Spritzen-Pumpe bzw. einen Niedrigfluß-Perfusor. Bei der Steuereinheit handelt es sich um eine ab Lager lieferbare DC-Motorregeleinrichtung. Das ausgleichende Agens weist einen hohen Brechungsindex im Vergleich zu der eingespritzten bzw. injizierten Zuckerlösung auf und besteht aus 0,5 % Sacharose in Wasser. Zwei identische Einspritzungen werden aufeinanderfolgend durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Figur 4 gezeigt. In dem ersten Teil der graphischen Darstellung ist die erste Injektion ohne Aktivierung der einem Brechungsindex ausgleichenden Einheit gezeigt. Der hohe Peak bzw. Zacken zeigt eine große Abweichung des Brechungsindex an. Nach ungefähr 100 s wird die einem Brechungsindex ausgleichende Einheit aktiviert (durch den Pfeil A in der Figur 4 symbolisiert) und die zweite Einspritzung bzw. Injektion wird durchgeführt. Indem das ausgleichende Agens zugeführt wird, werden die Peakhöhen bzw. Zackenhöhen beachtlich verringert, was zu Anderungen im Brechungsindex führt, die den natürlichen Änderungen der Qualität und Reinheit des Trägers entsprechen. Somit können die Einflüsse der Brechungsindexvariationen in aufeinanderfolgenden optischen Messungen wirksam verringert und sogar eliminiert werden.

Während bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gezeigt worden sind, ist es selbstverständlich, daß die Erfindung in anderer Weise als hierin speziell erläutert oder beschrieben ausgeführt werden kann und daß gewisse Änderungen in der Ausgestaltung und Anordnung der Elemente bzw. Bestandteile und in der bestimmten Art und Weise der Ausführung der Erfindung gemacht werden können, ohne von den zugrundeliegenden Ideen oder Prinzipien dieser Erfindung innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche abzuweichen.


Anspruch[de]
13

1. Verfahren zur Analyse chemischer Proben (S), bei welchem eine chemische Probe (S) in einen Träger (E) eingeführt wird, der durch ein System von Röhren (2-9) und an einem optischen Detektor (15) vorbei transportiert wird, und zusammen mit dem Träger (E) durch eine Trennzone (6) transportiert wird, und bei welchem nach dem Passieren der Trennzone (6) der Träger (E) und die Probe (S), die nun in ihre Bestandteile getrennt ist, am optischen Detektor (15) vorbeitransportiert werden, der den Träger (E) bezüglich Änderungen in der Absorption, in der Fluoreszenz oder in der optischen Aktivität überwacht, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (E), der aus der Trennzone (6) kommt, bevor er am optischen Detektor (15) vorbeitransportiert wird, durch eine einen Brechungsindex ausgleichenden Einheit (16) geführt wird, wo sein Brechungsindex überwacht wird und wo auf die Detektion von Änderungen des Brechungsindex des Trägers (E) die Abweichung ausgeglichen wird, indem zu dem Träger ein ausgleichendes Agens (C, C1, C2) zugegeben wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei welchem bei der einen Brechungsindex ausgleichenden Einheit (16) der Träger (E) durch einen Brechungsindex-Detektor (19) transportiert wird, der mit einer Steuereinheit (20, 25) verbunden ist, und bei welchem weiter auf die Detektion einer Abweichung des Brechungsindex (E) die Steuereinheit (20, 25) die Menge des ausgleichenden Agens (C, C1, C2) steuert, die zu dem Träger (E) über eine Mischkammer (17) zugegeben wird, die stromaufwärts des Brechungsindex-Detektors (19) angeordnet ist, bis der Sollwert des Brechungsindex des Trägers (E) wieder erreicht wird.

3. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 oder 2, bei welchem in Abhängigkeit von der Detektion einer positiven oder negativen Abweichung des Brechungsindex, eine gesteuerte bzw. dosierte Menge des ausgleichenden Agens (C, C1, C2), das einen Brechungsindex aufweist, der jeweils niedriger oder höher ist, als der Brechungsindex des Trägers (E), zugegeben wird.

4. Analytische Trennanordnung mit einem System von Röhren (2 - 9), das eine Trennzone (6) beinhaltet, diese Röhren sind stromaufwärts der Trennzone (6) mit den Reservoiren (10, 11) für einen Träger (E) und einer chemischen Probe (S), die zu trennen und zu analysieren ist, verbunden und stromabwärts mit einem Abfallbehälter (12) für den Träger verbunden, der die Probe (W) enthält, und ebenso mit einer Transporteinrichtung (13, 14) für den Träger (E) und die Probe (S) verbunden, und weiterhin mit einem optischen Detektor (15) zum Überwachen von Änderungen in der Absorption, in der Fluoreszenz oder in der optischen Aktivität des Trägers (E), wenn er durch das Röhrensystem (2 - 9) und an dem optischen Detektor (15) vorbeitransportiert wird, der in dem Pfad des Trägers (E) hinter der Trennzone (6) aber vor dem Abfallbehälter (12) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Trennzone (6) und dem optischen Detektor (15) in dem Pfad des Trägers (E) eine einen Brechungsindex ausgleichende Einheit (16) angeordnet ist, um den Brechungsindex des Trägers (E) zu überwachen und um auf die Detektion von Änderungen des Brechungsindex diese Abweichungen auszugleichen.

5. Eine analytische Trennanordnung (1) gemäß Anspruch 4, bei welcher die einen Brechungs index ausgleichende Einheit (16) einen Brechungsindex-Detektor (19), eine Mischkammer (17), die stromaufwärts des Brechungsindex-Detektors (19) in dem Pfad des Trägers (E) angeordnet ist und mit einem Reservoir (21) für ein ausgleichendes Agens (C) verbunden ist, und eine Steuereinheit (20), die einerseits mit dem Brechungsindex-Detektor (19) und andererseits mit einer Ausgabevorrichtung (22), die dem Reservoir (21) für das ausgleichende Agens (C) zugeordnet ist, verbunden ist, umfaßt.

6. Eine analytische Trennanordnung (1) gemäß Anspruch 5, bei welcher zwei Reservoire (21, 26) für zwei Arten ausgleichender Agenzien (C1, C2) vorgesehen sind, wobei eines einen Brechungsindex aufweist, der höher ist als der Sollwert des Brechungsindex des Trägers (E), und der andere einen entsprechend geringeren Brechungsindex aufweist, die mit der Mischkammer (17) verbunden sind, und bei welcher eine Ausgabevorrichtung (22, 27), die jedem Reservoir (21, 26) zugeordnet ist, vorhanden ist, die durch ihre jeweilige Steuereinheit (20, 25) gesteuert wird.

7. Analytische Trennanordnung (t) gemäß irgendeinem der Ansprüche 4 bis 6, bei welchem das gesamte aktive Volumen der einen Brechungsindex ausgleichenden Einheit (16), das aus den Volumina des Trägers (E) in der Mischkammer (17), in dem Brechungsindex-Detektor (19) und in der Röhre (18), die diese beiden Elemente verbindet, besteht, kleiner ist, als das Volumen des optischen Detektors (15).

8. Analytische Trennanordnung (1) gemäß Anspruch 7, bei welcher das gesamte aktive Volumen der einen Brechungsindex ausgleichenden Einheit (16) von ungefähr 0,5 µl bis ungefähr 1 ml vorzugsweise ungefähr 10 µl beträgt.

9. Analytische Trennanordnung (1) gemäß irgendeinem der Ansprüche 5 bis 8, bei welchem es sich bei den Ausgabevorrichtungen (22, 27) um Niedrigfluß-Spritzen- Pumpen bzw. Niedrigfluß-Perfusoren handelt, die eine Pumprate bzw. ein Pumpfluß von ungefähr 1 µl/min bis ungefähr 100 µl/min aufweisen.

10. Analytische Trennanordnung (1) gemäß Anspruch 9, bei welcher es sich bei der Steuereinheit (20, 25) um eine mikrocomputer-gesteuerte DC-Motorsteuereinrichtung für Spritzen-Pumpen bzw. Perfusoren handelt.







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