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Dokumentenidentifikation DE69316291T2 30.04.1998
EP-Veröffentlichungsnummer 0586249
Titel Vorrichtung zur Festphasenextraktion
Anmelder Hewlett-Packard Co., Palo Alto, Calif., US
Erfinder Price, Thomas E., St. Georges, DE 19733, US
Vertreter Schoppe, F., Dipl.-Ing.Univ., Pat.-Anw., 81479 München
DE-Aktenzeichen 69316291
Vertragsstaaten DE, GB, IT, NL
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 02.09.1993
EP-Aktenzeichen 933069437
EP-Offenlegungsdatum 09.03.1994
EP date of grant 14.01.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.04.1998
IPC-Hauptklasse B01D 15/08
IPC-Nebenklasse G01N 30/60   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf eine Gas- und Flüssigchromatographie und insbesondere auf die Extraktion eines Isolats aus einer Probe unter Verwendung eines Festphasensorptionsmittels.

Die Verwendung von Festphasensorptionsmitteln, wie z. B. einer gebundenen Silika, um ein Isolat, d. h. gewöhnlicherweise eine chemische Verbindung, die in einer Flüssigprobe gelöst oder auf eine andere Weise in derselben dispergiert ist, zu extrahieren, ist bekannt. Beispielsweise offenbart das US-Patent Nr. 4,710,289 von Wermuth u. a. eine Vorsäule, die ein Sorptionsmittel aufweist, das durch eine Fritte gepackt ist. Ähnliche Systeme sind in Sorbent Extraction Technology, Analytichem International Inc., Harbor City, CA 90710 (1985) und Baker-10 SPE Applications Guide, Bd. 1, J.T. Baker Chemical Co., Phillipsburg, NJ 08865 (1985), offenbart. Es ist ferner bekannt, Einwegsäulen zu verwenden, die den Zylindern von medizinischen Einwegspritzen ähneln, die ein Sorptionsmittel zwischen Scheiben aus einem porösen Material oder Fritten zurückhalten. Diese Säulen verwenden an der Unterseite eine Luer-Abdichtung, wie es in ANSI/HIMA MD70.1 (1983) beschrieben ist.

Diese bekannten Systeme weisen jedoch gewisse Einschränkungen und Nachteile auf. Vorbereitete Einwegsäulen, die zwischen den Frittenschichten mit einem aus Partikeln bestehenden Sorptionsmittel gefüllt sind, neigen dazu, daß die obere Fritte versetzt wird und sich Hohlräume in dem Sorptionsmittel bilden, welche die Ergebnisse einer Extraktion und/oder Eluierung des Isolats stören können, sogar wenn die Hohlräume extrem klein sind. Dieses Problem wird durch das US-Patent Nr. 4.655.917 von Shackelford u. a. erkannt. Außerdem eignen sich die bekannten Säulen, die im vorhergehenden beschrieben wurden, nicht für eine Verwendung in automatisierten Systemen. Die Kräfte, die erforderlich sind, um die Luer-Verjüngungsabdichtung außer Eingriff zu bringen, weisen aufgrund der Abmessungstoleranzen, die laut des oben angegebenen ANSI-Standards zugelassen sind, starke Abweichungen auf, und können eine Drehung um die Achse der Luer-Verjüngung erfordern, um eine geeignete Abdichtung sicherzustellen. Diese Anforderungen vereinfachen die Handhabung unter Verwendung herkömmlicher "Robotergreifer" oder anderer Typen einer automatischen Vorrichtung nicht. Zusätzlich haben Modifikationen an der Zylinderform der Spritzensäulen, um eine Robotermanipulation zu ermöglichen, zu einer deutlichen Zunahme des Säulenvolumens geführt, woraus sich eine reduzierte Speicherdichte in einem Gestell oder einem Manipulierungsgerät ergibt.

Die EP-A-0,446,770 offenbart eine Festphasenextraktionskassette, welche eine Säule, die Sorptionsmittelpartikel enthält, mit einer porösen Trennschicht oberhalb und unterhalb der Trennschicht aufweist, wobei es eine Öffnung darin ermöglicht, daß eine Flüssigkeit hindurchtritt. Zum Beseitigen von Hohlräumen zwischen den Trennschichten und zum Anpassen der Kassette für automatische Verfahren ist die Kassette derart entworfen, daß die Endabdeckungen sowohl Abdichtungen aufweisen, die angepaßt sind, um Kanäle für die Flüssigkeit in Eingriff zu nehmen und außer Eingriff zu bringen, als auch zu der Säule zusammendrückbar sind.

Daher wäre es wünschenswert, ein Gerät zu schaffen, das ein Sorptionsmittelbett zurückhalten würde, ohne zuzulassen, daß Hohlräume erzeugt werden, und das von automatisierten Systemen ohne weiteres gehandhabt werden könnte. Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Festphasenextraktionsvorrichtung zu schaffen, die sowohl bei automatischen als auch manuellen Systemen zuverlässig und einfach verwendet werden kann, während ein hohes Maß an Abdichtungsintegrität und Anwendungsflexibilität geschaffen wird. Es ist ferner eine Aufgabe dieser Erfindung, für Gas- und Flüssigchromatographautosampler (Autosampler = automatische Abtasteinrichtung) die Möglichkeit zu schaffen, eine Festphasenextraktionskassette auf eine ähnliche und verbesserte Art und Weise bzgl. der zu manipulieren, die verwendet wird, um Standardprobenviolen zu manipulieren. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Kassette zu schaffen, die mit einer Speicherdichte, die zu der von Standardprobenviolen ähnlich ist, manipuliert werden kann. Es ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, sowohl eine Kassette zu schaffen, die eine Abdichtung aufweist, die Abdichtungskräfte erfordert, die kleiner oder gleich der Größe sind, die für Luer-Abdichtungen erforderlich ist, wodurch es ermöglicht wird, daß die vorliegende Erfindung bei automatisierten Verfahren verwendet wird, als auch eine Kompatibilität mit existierenden halb-automatischen und manuellen Verfahren und Vorrichtungen zu schaffen. Es ist ferner eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, eine Einrichtung innerhalb einer Kassette zu schaffen, um die Versetzung einer Fritte, die an der Oberseite des Sorptionsmittels angeordnet ist, zu verhindern oder weitgehend zu begrenzen. Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, eine Kassette zu schaffen, die ein sich veränderndes inneres Volumen ermöglicht, während eine im wesentlichen konstante äußere Kassettengeometrie beibehalten wird, derart, daß keine Handhabungsmodifikationen notwendig sind, um unterschiedliche Sorptionsmittelvolumina anzupassen.

Um die Einschränkungen und Nachteile des Stands der Technik zu überwinden, und um diese und weitere Aufgaben zu erfüllen, schafft die vorliegende Erfindung eine Kassette für eine Verwendung bei einem Fluidflußsystem, die einen Körper, eine Abdeckung und eine Buchse, die den Körper umgibt, aufweist; wobei der Körper ein Innenvolumen bereitstellt und zwei Enden umfaßt, wobei ein erstes Ende zum Zusammenwirken mit der Abdeckung vorgesehen ist, um eine axial bewegbare Abdichtung zwischen dem Körper und der Abdeckung zu erzeugen, und ein zweites Ende eine äußere Verriegelungsoberfläche und eine äußere Abdichtungsoberfläche aufweist, wobei das zweite Ende und die Abdeckung jeweils einen im wesentlichen axialen Durchgang durch sich aufweisen; wobei der Winkel der Abdichtungsoberfläche kleiner als 45º bezüglich einer Fläche ist, die senkrecht zu dem axialen Durchgang ist, derart, daß eine Abdichtungsineingriffnahme zwischen dem zweiten Ende und einem Fluidflußsystem lediglich während des Anlegens eines axialen Drucks zwischen dem zweiten Ende und einem Fluidflußsystem vorhanden ist, wobei beim Lösen des axialen Drucks kein Widerstand gegen das Entfernen des zweiten Endes aus dem Fluidflußsystem vorhanden; wobei die Buchse eine innere Berührungsfläche zum Zusammenwirken mit der Verriegelungsoberfläche aufweist, um die Buchse auf dem Körper zurückzuhalten. Vorzugsweise ist die Kassette mit einem Sorptionsmittel gefüllt, wobei die Fritten in dem Körper zwischen dem Sorptionsmittel und der Abdeckung, und zwischen dem Sorptionsmittel und dem zweiten Ende angeordnet sind. Bei anderen Ausführungsbeispielen ist der Körper mit einem Filtermaterial, wie z. B. porösen Fasern oder anderen Materialien, gefüllt.

Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die bevorzugte Kombination von konischen Oberflächenabdichtungen und Luerkompatiblen Abdichtungen, die die automatische Handhabung der Kassette erleichtern. Die Kassette weist vorzugsweise eine konische Abdichtungsoberfläche an dem entfernten Ende des Körpers zum Ermöglichen einer Abdichtungsineingriffnahme mit dem axialen Durchgang auf, wobei vorzugsweise die Verriegelungsoberfläche des Körpers ein männliches Luer-kompatibles Anschlußstück ist. Auf ähnliche Weise verwendet die Abdeckung vorzugsweise ferner eine konische Abdichtungsoberfläche, um eine Abdichtungsineingriffnahme mit dem axialen Durchgang zu erzeugen, wobei dieselbe eine weibliche Luerkompatible, sich verjüngende Abdichtungsoberfläche aufweist. Die innere Berührungsfläche der Buchse ist vorzugsweise eine weibliche Luer-kompatible sich verjüngende Abdichtungsoberfläche, wobei dieselbe das entfernte Ende des Körpers in Eingriff nimmt. Die Handhabung der Kassette durch automatisierte Systeme wird weiter gesteigert, indem eine Lippe an dem Körper vorgesehen ist, die eine Verbindungsstelle mit der äußeren Oberfläche der Buchse bildet, um einen Punkt zu definieren, an welchem die Kassette gegriffen wird.

Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Körper zusammen mit der Abdeckung als Küvette für eine Verwendung bei einem Fluidflußsystem verwendet, um eine axial bewegbare Abdichtung zwischen dem Körper und der Abdeckung zu erzeugen. Ein zweiter Körper ist mit der Abdeckung vorzugsweise unter Verwendung von Luer-kompatiblen Anschlußstücken verbunden, wobei der erste Körper, der das Sorptionsmittel enthält, mit einem Fluidflußsystem wieder unter Verwendung des sich verjüngenden, Luer-kompatiblen Endes des Körpers verbunden ist. Der zweite Körper kann mit einer Probe gefüllt werden, wobei die gesamte Anordnung in manuellen oder halb-automatischen Systemen plaziert werden kann.

Fig. 1 ist eine auseinandergezogene Querschnittsansicht einer Vorrichtung, die gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist.

Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht einer Anordnung der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung.

Fig. 3 zeigt eine Querschnittsansicht der Vorrichtung von Fig. 2 vor deren Einfügen in ein Instrument.

Fig. 4 stellt die Vorrichtung von Fig. 2 in einer Abdichtungsineingriffnahme mit einem Instrument dar.

Fig. 5 stellt eine Querschnittsansicht eines weiteren alternativen Ausführungsbeispiels der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung dar.

Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung, das zu dem in Fig. 2 gezeigten ähnlich ist, jedoch ein unterschiedliches Volumen aufweist.

Fig. 7 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung.

Als erstes wird auf Fig. 7 Bezug genommen, worin eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung dargestellt ist. Eine Kassettenbuchse 1 ist vorgesehen, die vorzugsweise ungefähr dieselbe äußere Geometrie einer herkömmlichen Autosampler-Viole aufweist. Wie es sehr detailliert im folgenden beschrieben wird, ist ein Körper 2, der vorzugsweise zum Aufnehmen eines Sorptionsmittels oder eines anderen Materials vorgesehen ist, in die Buchse 1 eingefügt und dort verriegelt. Die Anordnung ist unter Verwendung einer Abdeckung 3, die in dem Körper 2 einen Verschluß vorsieht, geschlossen. Bei diesem Ausführungsbeispiel liefert die vorliegende Erfindung folglich eine Kassette 31, deren äußere Geometrie sich dafür eignet, um mit automatischen Manipulatoren kompatibel zu sein. Wie es im folgenden erklärt wird, ist die Kassette 31 entworfen, um die einfache Herstellung und das einfache Aufbrechen der Abdichtungen in einem Extraktionsgerät oder einem anderen Fluidflußsystem zu erleichtern. Da die äußere Geometrie vorzugsweise durch eine Kombination aus zwei oder mehr Komponenten gebildet ist, ist dieselbe von dem Innenvolumen unabhängig, welches durch den Körper 2 definiert ist, wodurch unterschiedliche Innenvolumina möglich sind, während eine gemeinsame äußere Geometrie beibehalten wird. Es sollte jedoch angemerkt werden, daß, obwohl die Kassette 31 vorzugsweise mit einer automatischen Vorrichtung verwendet wird, dieselbe auch manuell verwendet werden kann.

Fig. 1 stellt einen Querschnitt der in Fig. 7 gezeigten Komponenten dar. Der Körper 2 weist vorzugsweise eine im wesentlichen zylindrische Seitenwand 8 und ein geschlossenes unteres Ende 2A auf, das einen axialen Durchgang 16 aufweist, der sich durch dasselbe erstreckt. Der Körper 2 weist ferner Leisten 9 zum Zurückhalten der Abdeckung 3 auf, die im folgenden beschrieben werden. Eine Lippe 10 erstreckt sich aus der zylindrischen Seitenwand 8. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind eine konische Abdichtungsoberfläche 14 und eine selbstverriegelnde, männliche, Luer-kompatible, sich verjüngende Abdichtungsoberfläche 13 auf dem Körper 2 vorgesehen. Zum Zwecke der vorliegenden Erfindung bedeutet "Luer-kompatibel", daß sowohl echte Luer-Anschlußstücke als auch Anschlußstücke aufgenommen sind, die mit Luer-Anschlußstücken zusammenwirken, um eine mechanische Verbindung und/oder auch eine Fluid-dichte Abdichtung zu erzeugen. Die konische Oberfläche 14 stellt sicher, daß die Abdichtungsineingriffnahme zwischen dem Körper 2 und einem Fluidflußsystem durch einen axialen Druck erzeugt wird, und es folglich bei einem Lösen des axialen Drucks keinen Widerstand gegen das Entfernen des Körpers 2 aus dem Fluidflußsystem gibt. Wie es für Fachleute offensichtlich ist, wird ein Fluid unter einem äußeren Druck oder Vakuum durch eine Extraktionsvorrichtung oder ein anderes System, die nicht in Fig. 1 gezeigt sind, durch den Durchgang zugeführt.

Die Abdeckung 3 weist eine sich verjüngende Abdichtungsoberfläche 7 auf, die ein Gleiten der Abdeckung 3 in den Körper 2 erleichtert. Vorzugsweise schnappt eine Rückhaltelippe 10 an der Abdeckung 3 nach den Rückhalteleisten 6 in dem Körper, um zu verhindern, daß die Abdeckung 3 aus ihrer zusammengefügten Position herausgleitet. In der Abdeckung 3 ist ein sich axial erstreckender Durchgang 15 vorgesehen, durch welchen Fluide durchtreten, um eine Extraktion durchzuführen. An dem oberen Ende des Durchgangs 15 in der Abdeckung 3 befindet sich eine konische Abdichtungsoberfläche 4. Wie es bezugnehmend auf den Körper 2 im vorhergehenden erklärt wurde, ist der Winkel dieser Oberfläche 4 vorzugsweise derart ausgewählt, daß mit den Berührungsoberflächen keine Selbstverriegelung auftreten wird. Für die Abdichtungsoberfläche 14 ist der Winkel kleiner als 45º bezüglich der Horizontalen, und für die Abdichtungsoberfläche 4 ist dieser Winkel vorzugsweise kleiner als 45º bezüglich der Horizontalen. Somit ist bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel zwischen der Abdeckung und einem Fluidflußsystem lediglich durch einen axialen Druck eine Fluid-dichte Abdichtung wieder erzeugt. Oberhalb der konischen Oberfläche 4 ist vorzugsweise eine selbstverriegelnde, weibliche, Luer-kompatible, sich verjüngende Abdichtungsoberfläche 5 vorgesehen.

Die Buchse 1 ist angepaßt, um den Körper 2 aufzunehmen. Die Buchse 1 wird auf den Körper 2 gedrückt, bis die untere Oberfläche 2A eine innere Berührungsfläche 19 der Buchse 1 trifft. Die Buchse 1 wird auf dem Körper 2 durch den Eingriff der sich verjüngenden Oberflächen 13 und 18, die auf dem Körper 2 bzw. der Buchse 1 gebildet sind, gehalten. Dieser Eingriff wird vorzugsweise unter Verwendung einer Luerkompatiblen Abdichtung gebildet. Wie es im vorhergehenden erwähnt wurde, nimmt die Kassettenlippe 10, die an dem Körper 2 gebildet ist, eine sich verjüngende Oberfläche 17, die vorzugsweise an der Buchse 1 gebildet ist, in Eingriff.

Nun wird auf Fig. 2 Bezug genommen. Es ist eine Anordnung der Komponenten, die im vorhergehenden bezugnehmend auf Fig. 1 erörtert wurden, gezeigt. Bei gewissen bevorzugten Ausführungsbeispielen wird eine Menge eines Sorptionsmittels 21 in dem Körper 2 zwischen zwei porösen Scheiben oder Fritten 22 zurückgehalten. Die obere Fritte wird durch die Abdeckung 3 an Ort und Stelle gehalten. Wie es im vorhergehenden erwähnt wurde, erstreckt sich die Kassettenlippe 10, die an dem Körper 2 gebildet ist, über den sich verjüngenden oberen Abschnitt der Buchse 1 hinaus, um einen "Kragen" zu erzeugen, der als Stelle nützlich ist, an welcher eine automatische Vorrichtung die Kassette 31 greifen kann. Wenn die Kassette 31, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, von einem Robotermanipulator oder einem anderen automatischen Handhabungsgerät aufgenommen wird; wird dieselbe auf dieselbe Weise wie eine 2- mm-Standard-Probenviole gehandhabt. Die sich verjüngende Oberfläche 17 ergibt die Kassette 31, die nach unten gleitet, während dieselbe gegriffen ist, bis die Kassettenlippe 10 auf der Oberseite des Greifelements ruht, woraus sich eine beständige Trageposition für die Kassette 31 ergibt. Aus diesem Grund sollte für die Buchse ein Material gewählt werden, das relativ starr und gegenüber Verschleiß widerstandsfähig ist, und das einen niedrigen Reibungskoeffizienten aufweist

Wie es in Fig. 3 und 4 dargestellt ist, kann die Kassette 31 der vorliegenden Erfindung mit einer unteren Sonde 26 oder einem anderen Anschlußstück in Verbindung gebracht werden, derart, daß der axiale Durchgang 16 in dem Körper 2 mit einem axialen Durchgang 28 in der unteren Sonde 26 in Verbindung steht. Fachleuten wird es offensichtlich, daß die untere Sonde 26 oder eine ähnliche Einrichtung vorzugsweise Teil des Fluidflußsystems einer Extraktionsvorrichtung oder eines anderen Geräts sind. Wie es im vorhergehenden erklärt wurde, hat es sich herausgestellt, daß das Sorptionsmittel 21 dazu tendiert, sich mit der Zeit zu setzen, woraus ein Hohlraumvolumen 35 resultiert, das sich zwischen der Oberseite des Sorptionsmittels 21 und der unteren Oberfläche der oberen Fritte 22 entwickelt, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Wenn sich die obere Sonde 23, welche die Abdeckung 3 in Eingriff nimmt, zwischen einer zurückgezogenen Position, die in Fig. 3 gezeigt ist, und einer sich axial erweiterten Position, die in Fig. 4 gezeigt ist, bewegt, drückt dieselbe nach unten auf die Abdeckung 3, welche axial gleitet, wodurch bewirkt wird, daß sich die Fritte 22 nach unten bewegt, wodurch das Hohlraumvolumen 35 aufgefüllt wird, wie es in Fig. 4 gezeigt ist. Solange die maximale axiale Länge des Hohlraumvolumens 35 kleiner als die axiale Entfernung zwischen der Abdeckung 3 und dem Körper 2 ist, kann das Hohlraumvolumen 35 beseitigt werden. Wenn es keine weitere relative Bewegung zwischen den Kassettenteilen gibt, bilden die obere Sonde 23 und die untere Sonde 26 eine Fluid-dichte Abdeckung unter Verwendung von konischen Abdichtungsoberflächen 24, 27, die die konischen Abdichtungsoberflächen 4, 14 des Körpers 2 und der Abdeckung 3 in Eingriff nehmen, während sich dieselben unter einer axialen Last befinden. Diese abgedichtete Anordnung, die in Fig. 4 gezeigt ist, ermöglicht es, daß ein Fluid durch die Kassette 31 fließt und eine Extraktion oder einen anderen Betrieb durchführt.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die obere Sonde 23 zurückgezogen und die Kassette 31 bleibt mit der unteren Sonde 26 in Verbindung, wobei jedoch keine zusätzlichen Kräfte außer der Schwerkraft erforderlich sind, damit diese dort bleibt. Dies erlaubt es einem Robotermanipulator oder einem anderen Handhabungsgerät, die Kassette 31 zu entfernen. Folglich ist ein Aspekt des dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung das Vorsehen von Innenwänden in der Abdeckung 3, die abgeschrägt sind und eine Größe aufweisen, derart, daß die obere Sonde 23 keinen Reibungssitz mit der Abdeckung 3 erzeugt, und folglich im wesentlichen keine axiale Kraft erforderlich ist, um die Abdichtungsineingriffnahme aufzubrechen. Auf ähnliche Weise erzeugt die Ineingriffnahme zwischen dem unteren Abschnitt der Buchse 1 und der unteren Sonde 26 aufgrund der Verjüngung der unteren Sonde keine widerstandsfähige axiale Kraft, wie es in Fig. 4 gezeigt ist. Die unteren Sonde 26 ist jedoch vorzugsweise geformt, um als "Halter" für die Kassette zu wirken, bis ein Manipulator dieselbe aus dem Fluidflußsystem entfernt.

Die Kombination von konischen Abdichtungen und Luer-Typ-Abdichtungen, die hierin offenbart sind, ermöglichen es, daß die Kassette 31 der vorliegenden Erfindung bei Vakuumsystemen ebenso wie bei unter inneren Überdruck gesetzten Systemen verwendet wird. Diese Kombination einer Abdichtungsgeometrie erleichtert ferner eine Selbstzentrierung der Kassette aufgrund der eingebauten sich verjüngenden Abschnitte und definierten Abdichtungsoberflächen, die im vorhergehenden beschrieben wurden.

Ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 5 dargestellt. Bei diesem Beispiel ist ein Material, wie z. B. eine poröse Faser 33, innerhalb eines Körpers 2 plaziert, wie es im vorhergehenden beschrieben wurde, wodurch eine Filterkassette 34 erzeugt wird. Die Fasern 33 sind in dem Körper 2 durch eine Abdeckung 3 abgedichtet, wobei die Anordnung in eine Buchse 1 eingeschoben ist, wie es im vorhergehenden beschrieben wurde. Weitere Typen von Materialien oder Kombinationen von unterschiedlichen Materialien könnten ferner verwendet werden, um den Körper 2 zu füllen.

Ein Verwendungsbeispiel der vorliegenden Erfindung besteht beispielsweise darin, Urinproben auf einen Mißbrauch von Medikamenten/Drogen zu analysieren. Gegenwärtig werden Urinproben entweder unter Verwendung halb-automatischer oder manueller Verfahren genommen oder für eine Extraktion vorbereitet.

Die Proben werden typischerweise manuell zu einem halb-automatischen Festphasenextraktionssystem übertragen, bei dem die Probe extrahiert wird, und das Isolat in einer Teströhre gesammelt, verdampft und zu einer Probenviole übertragen wird. Die Probenviole wird daraufhin manuell zu einem Autosampler übertragen, der dieselbe für eine Probenanalyse in einen Gaschromatographen injiziert. Es können jedoch deutliche Verbesserungen beim Probendurchsatz erreicht werden, falls die Proben durch eine Extraktion unter Verwendung einer Kassette 31, wie sie im vorhergehenden beschrieben wurde, verarbeitet werden, welche automatisch zu einem Autosampler übertragen und durch den Chromatographen analysiert wird, wobei verschiedene Schritte und ein Küvettentransfer beseitigt werden, und es ermöglicht wird, daß der gesamte Prozeß automatisiert wird. Viele weitere halb-automatische und manuelle Manipulationsaufgaben können beseitigt oder vereinfacht werden, um einen Betrieb von der Verarbeitung einer Probe bis zum Empfangen eines Berichts über diese Probe zu modernisieren. Die vorliegende Erfindung eignet sich ferner für viele weitere Anwendungen. Mehrere Körper und/oder Kassetten, die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt sind, können "gestapelt" werden, um einen kundenspezifischen Flußweg zu erzeugen. Folglich können beispielsweise zwei Kassetten 31, wie sie in Fig. 2 gezeigt sind, die jedoch unterschiedliche Typen von Sorptionsmittelmaterialien enthalten, miteinander gestapelt werden. Alternativ kann eine Sorptionsmittelkassette 31 mit einer Filterkassette 34 gestapelt sein, die in Fig. 5 dargestellt ist. Bei einem Ausführungsbeispiel kann der Körper 2 verwendet werden, um eine Probe oder ein beliebiges Material zurückzuhalten, und nicht ein Sorptionsmittel oder ein Filtermaterial. Die Auswahlmöglichkeiten sind somit beinahe unbegrenzt. Bei diesen Ausführungsbeispielen gibt es jedoch ein kleines Hohlraumvolumen zwischen jedem Körper.

Ein weiterer Vorteil der Mehrstückkassetten, die hierin beschrieben sind, besteht darin, daß unterschiedliche Komponenten aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sein können. Folglich ist für eine Manipulation der Kassette mittels eines Autosamplers das Material der Buchse 1, die das Autosampler-Hilfsmittel berührt, ausgewählt, damit dasselbe verschleißfest ist. Andererseits berührt das Material des Sorptionsmittel enthaltenden Körpers 2 die Probe, das daher bezüglich der Probe, den Lösungsmitteln, dem Sorptionsmittel und anderen Materialien, die dasselbe berühren, chemisch inert sein muß. Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, daß zwei oder mehr unterschiedliche Materialien für diese Funktionen verwendet werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Buchse 1 entfembar und wiederverwendbar ist. Folglich können Buchsen mit unterschiedlichen Farben unterschiedliche Proben oder unterschiedliche Verarbeitungsstufen verdeutlichen, oder Buchsen mit variierenden äußere Geometrien können ersetzt werden, falls dies für eine bestimmte Verarbeitungsvorrichtung erforderlich ist. Bei gewissen Anwendungen ist es notwendig, die Integrität der Proben sicherzustellen, wodurch es vorzuziehen ist, die Buchse an dem Körper derart zu befestigen, daß dieselbe nicht entfernt werden kann, ohne daß ein Beweis eines unbefugten Herumhantierens vorhanden ist. Aus diesem Grund kann es bei bestimmten Ausführungsbeispielen wünschenswert sein, die Buchse 1 und den Körper 2 als ein Stück zusammenzuformen oder dieselben permanent aneinander zu befestigen.

Ein weiterer Vorteil des Mehrstückaufbaus der Kassette der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß das Volumen des Körpers 2 innerhalb gewisser Grenzen variiert werden kann, ohne die Geometrie der Buchse 1 zu beeinflussen. Folglich kann beispielsweise, wie es in Fig. 6 zu sehen ist, ein Körper 2" aufgebaut sein, der einen kleineren Durchmesser als der in Fig. 2 gezeigte aufweist, während die Buchse 1 und die Abdeckung 3 im wesentlichen dieselbe Geometrie behalten. Dieses Merkmal liefert eine weitere Flexibilität, während die Kompatibilität mit beliebigen Robotermanipulatoren oder einer anderen automatischen oder halb-automatischen Vorrichtung beibehalten wird, die verwendet wird, um die Kassetten 31 zu handhaben.

Es ist aus dem vorhergehenden offensichtlich, daß aus der Kassettengrundarchitektur durch Modifizieren der Kassetteninhalte oder der Größe und Anordnung der Kassettenkomponenten viele Anwendungsmöglichkeiten erhalten werden können. Fachleute werden erkennen, daß eine neue und verbesserte Vorrichtung zum Zuführen von flüssigen Proben geschaffen worden ist. Im Gegensatz zum Stand der Technik muß die Probe nicht in der Kassette plaziert sein, bevor die Probenvorbereitung beginnt, sondern kann statt dessen zu einem späteren Zeitpunkt in die Kassette aufgenommen werden.


Anspruch[de]

1. Eine Kassette (31) für eine Verwendung in einem Fluidflußsystem, die einen Körper (2), eine Abdeckung (3) und eine Buchse (1) aufweist, die den Körper umgibt; wobei der Körper (2) ein Innenvolumen bereitstellt und zwei Enden umfaßt, wobei ein erstes Ende zum Zusammenwirken mit der Abdeckung (3) vorgesehen ist, um eine axial bewegbare Abdichtung zwischen dem Körper (2) und der Abdeckung (3) zu erzeugen, und wobei ein zweites Ende (2A) eine äußere Verriegelungsoberfläche (13) und eine äußere Abdichtungsoberfläche (14) aufweist, wobei sowohl das zweite Ende (2A) als auch die Abdeckung (3) einen im wesentlichen axialen Durchgang (15, 16) durch sich aufweisen; wobei der Winkel der Abdichtungsoberfläche (14) kleiner als 45º bezüglich einer Fläche ist, die zu dem axialen Durchgang senkrecht ist, derart, daß eine Abdichtungsineingriffnahme zwischen dem zweiten Ende (2A) und einem Fluidflußsystem lediglich während des Anlegens eines axialen Drucks zwischen dem zweiten Ende und dem Fluidflußsystem existiert, wobei bei einem Lösen des axialen Drucks kein Widerstand gegen ein Entfernen des zweiten Endes von dem Fluidflußsystem vorhanden ist; wobei die Buchse (1) eine innere Berührungsfläche (18) zum Zusammenwirken mit der Verriegelungsoberfläche (13) aufweist, um die Buchse (1) an dem Körper (2) zurückzuhalten.

2. Die Kassette (31) gemäß Anspruch 1, die ein Sorptionsmittel (21) aufweist, das das Innenvolumen im wesentlichen ausfüllt.

3. Die Kassette (31) gemäß Anspruch 2, die ferner eine Fritte (22) aufweist, die in dem Körper (2) zwischen dem Sorptionsmittel (21) und der Abdeckung (3) angeordnet ist.

4. Die Kassette (31) gemäß Anspruch 2 oder 3, die ferner eine Fritte (22) aufweist, die in dem Körper (2) zwischen dem Sorptionsmittel (21) und dem zweiten Ende (2A) des Körpers (2) angeordnet ist.

5. Die Kassette (31) gemäß Anspruch 1, die ein Filtermaterial aufweist, das das Innenvolumen im wesentlichen ausfüllt.

6. Die Kassette (31) gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Verriegelungsoberfläche (13) des Körpers (2) ein männliches Luer-kompatibles Anschlußstück ist.

7. Die Kassette (31) gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Abdeckung (3) eine konische Abdichtungsoberfläche (4) zum Ermöglichen einer Abdichtungsineingriffnahme mit dem axialen Durchgang (15) aufweist.

8. Die Kassette (31) gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Abdeckung (3) eine weibliche Luer-kompatible Abdichtungsoberfläche (5) aufweist, und die innere Berührungsfläche (18) der Buchse (1) eine weibliche Luer-kompatible, Abdichtungsoberfläche ist.

9. Die Kassette (31) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Buchse (1) eine äußere Oberfläche (17) und der Körper (2) eine Lippe (10) aufweisen, wobei die äußere Oberfläche (17) und die Lippe (10) eine Verbindungsstelle bilden, die angepaßt ist, um von einem automatischen Handhabungsgerät gegriffen zu werden.







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