PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE102006042170A1 02.08.2007
Titel Fraktionssammlung bei Hochleistungsflüssigkeitschromatographie
Anmelder Agilent Technologies, Inc. (n.d.Ges.d.Staates Delaware), Palo Alto, Calif., US
Erfinder Bidlingmeyer, Brian A., Loveland, Col., US;
Norman, Wesley Miles, Loveland, Col., US
Vertreter Schoppe, Zimmermann, Stöckeler & Zinkler, 82049 Pullach
DE-Anmeldedatum 06.09.2006
DE-Aktenzeichen 102006042170
Offenlegungstag 02.08.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.08.2007
IPC-Hauptklasse G01N 30/80(2006.01)A, F, I, 20060906, B, H, DE
Zusammenfassung Ein System und Verfahren für eine im Wesentlichen kontinuierliche Fraktionssammlung umfasst eine Steuervorrichtung und einen Fluidschalter. Die Steuervorrichtung wählt den Zustand des Fluidschalters aus und bestimmt dadurch, aus welchem einer Mehrzahl von Ausgangstoren ein Eluat austritt.

Beschreibung[de]

Hochleistungsflüssigkeitschromatographie ist ein Prozess, durch den eine Substanz in die Bestandteilsionen oder -Moleküle derselben getrennt werden kann. Typischerweise wird die Substanz in einem Lösungsmittel gelöst und durch eine Pumpe durch eine Säule hindurch getrieben. Die Säule ist mit einem Packungsmaterial gefüllt, das als eine „stationäre Phase" bekannt ist. Die verschiedenen Komponenten der Lösung durchlaufen die stationäre Phase mit unterschiedlichen Raten aufgrund der Wechselwirkung derselben mit der stationären Phase. Anders gesagt werden die verschiedenen Komponenten verschiedene Zeitdauern lang in der Säule gehalten. Deshalb können die verschiedenen Komponenten durch ein Sammeln von Proben der Lösung getrennt werden, wenn dieselbe aus der Säule austritt, weil die Zusammensetzung des Fluids, das aus der Säule austritt, eine Funktion der Zeit ist. Die Ausgabe der Säule kann einem Detektor, wie beispielsweise einem Ultraviolettdetektor, zugeführt werden, um das Vorhandensein eines Analyts in dem Säuleneluat zu erfassen.

Nach einer Messung durch den Detektor kann das Eluat durch eine Röhre hindurch gerichtet werden, die in einem Auslass endet, der über einem Abfluss ausgerichtet ist. Ein Sammelsystem richtet eine Sammelvorrichtung, wie beispielsweise ein Fläschchen oder eine Schale, unter dem Auslass aus, um das Eluat, das aus der Röhre austritt, zu sammeln. Ein Computersystem bildet eine Schnittstelle mit dem Detektor, um eine spezielle Sammelvorrichtung der Zeitperiode, während der dieselbe gefüllt wurde, (und gewöhnlich auch anderen Daten) zuzuordnen. Nach einer Zeitperiode wird die Sammelvorrichtung von dem Füllbereich entfernt und eine andere Sammelvorrichtung unter dem Auslass positioniert.

Das zuvor erwähnte Schema zeigt bestimmte Mängel. Wenn beispielsweise eine Sammelvorrichtung von dem Füllbereich entfernt wird, tritt ein Eluat weiter aus der Röhre aus und läuft in den Abfluss über, bis die nächste Sammelvorrichtung in Position bewegt wird, um die nächste Probe zu sammeln. Die Menge, die in den Abfluss überläuft, ist deshalb verschwendet. Um eine derartige Verschwendung zu verhindern, kann die Röhre durch ein Ventil abgeschlossen sein, das geschlossen ist, während eine Sammelvorrichtung entfernt und eine andere in dem Füllbereich positioniert wird. Eine derartige Strategie verschärft jedoch eine Bandverbreiterung, wie es unten weiter beschrieben ist.

Falls eine Sammelvorrichtung zwischen Zeitpunkten t0 und t0 + &Dgr; in dem Füllbereich positioniert ist, zeigen die Inhalte der Sammelvorrichtung Idealerweise eine Zusammensetzungsvarianz, die eine Funktion von &Dgr; ist. Mit anderen Worten vermischt Dank eines Sammelns von Eluat über eine Zeitspanne gleich &Dgr; hinweg die Sammelvorrichtung Eluat, das aus dem Detektor über eine Zeitspanne gleich &Dgr; hinweg austritt. Die Einbringung eines Ventils bewirkt jedoch ein weiteres Vermischen. Beispielsweise kann das Ventil ein großes Innenvolumen aufweisen, was in der Tat ein Becken innerhalb des Ventils erzeugt, in dem Eluate aus unterschiedlichen Zeitperioden sich vermischen. Ferner neigt die mechanische Handlung des Ventils dazu, das Eluat in unvoraussagbarer Weise umzurühren, was erneut zu einer weiteren Vermischung führt. Deshalb ist bei einer gegebenen Sammelvorrichtung die Zusammensetzungsvarianz verbreitert, eine Wirkung, die als Bandverbreiterung bekannt ist. Eine Bandverbreiterung ist schädlich für das Ziel einer genauen Substanzanalyse und es ist deshalb erwünscht, eine Bandverbreiterung zu minimieren.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System für eine Fraktionssammlung mit verbesserten Charakteristika zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch ein System gemäß Anspruch 1 gelöst.

Allgemein gesagt ist dieses Dokument auf einen Fluidschalter gerichtet, der ein Eingangstor, mehrere Ausgangstore und mehrere Zustände aufweist, die bestimmen, welches der Ausgangstore aktiv ist.

Bei einem Aspekt umfasst ein Verfahren zur Fraktionssammlung ein Liefern eines Fluidstroms, der ein Analyt umfasst, zu einem Fluidschalter, der ein erstes Ausgangstor und ein zweites Ausgangstor aufweist. Ein Lenkfluid wird zu dem Fluidschalter geliefert, um das Analyt selektiv zu einem ausgewählten des ersten oder des zweiten Ausgangtors zu lenken. Das Analyt wird von dem ausgewählten Ausgangstor in einer ersten Sammelvorrichtung gesammelt. Eine zweite Sammelvorrichtung wird während zumindest einem Teil der Zeit, während der das Analyt gesammelt wird, unter das nicht ausgewählte Ausgangstor des Schalters bewegt.

Gemäß einem anderen Aspekt umfasst ein System für eine Fraktionssammlung einen Fluidschalter, der ein erstes Ausgangstor und ein zweites Ausgangstor aufweist. Der Fluidschalter ist konfiguriert, um einen Fluidstrom von einer Flüssigkeitschromatographievorrichtung über ein Fluidstromeingangstor zu empfangen. Der Fluidschalter kann gesteuert sein, um sich in einem ersten Zustand, in dem der Fluidstrom zu dem ersten Ausgangstor gelenkt wird, oder einem zweiten Zustand zu befinden, in dem der Fluidstrom zu dem zweiten Ausgangstor gelenkt wird. Eine Steuervorrichtung bestimmt den Zustand des Fluidschalters und bestimmt somit, ob der Fluidstrom über das erste Ausgangstor oder das zweite Ausgangstor aus dem Fluidschalter austritt.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 ein System für eine kontinuierliche Fraktionssammlung gemäß einem möglichen Ausführungsbeispiel;

2 ein anderes System für eine kontinuierliche Fraktionssammlung gemäß einem möglichen Ausführungsbeispiel;

3 ein Verfahren zum Ausführen einer kontinuierlichen Fraktionssammlung gemäß einem möglichen Ausführungsbeispiel;

4 ein anderes System für eine kontinuierliche Fraktionssammlung gemäß einem möglichen Ausführungsbeispiel; und

5 ein anderes System für eine kontinuierliche Fraktionssammlung gemäß einem möglichen Ausführungsbeispiel.

Es werden verschiedene Ausführungsbeispiele detailliert mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen überall in den mehreren Ansichten gleiche Teile und Anordnungen darstellen. Eine Bezugnahme auf verschiedene Ausführungsbeispiele begrenzt den Schutzbereich der hieran beigefügten Ansprüche nicht. Zusätzlich sollen jegliche Beispiele, die in dieser Beschreibung dargelegt sind, nicht einschränkend sein und lediglich einige der vielen möglichen Ausführungsbeispiele für die beigefügten Ansprüche darlegen.

1 zeigt ein System 100 für eine kontinuierliche Fraktionssammlung. Das System 100 umfasst einen Fluidschalter 102 und eine Steuervorrichtung 104. Wie es gezeigt ist, umfasst der Fluidschalter 102 ein Eingangstor 106 und zwei Ausgangstore 108 und 110. Im Prinzip kann der Fluidschalter 102 irgendeine Anzahl von Ausgangstoren besitzen, aber ist hierin zu Darstellungszwecken als zwei Ausgangstore 108 und 110 umfassend beschrieben.

Während eines Betriebs wird ein Säulen-Eluat von einem Flüssigkeitschromatographen durch den Fluidschalter 102 hindurch zugeführt (z. B. gepumpt) und tritt mittels des Eingangstors 106 in den Fluidschalter 102 ein. Das Eluat tritt entweder durch das erste Ausgangstor 108 oder das zweite Ausgangstor 110 hindurch aus dem Schalter aus. Das Ausgangstor 108 oder 110, aus dem das Eluat austritt, ist durch den Zustand des Fluidschalters 102 bestimmt. Der Zustand des Fluidschalters 102 kann durch die Steuervorrichtung 104 bestimmt sein. Somit wählt Dank eines Bestimmens des Zustands des Fluidschalters 102 die Steuervorrichtung 104 aus, welches der zwei Ausgangstore 108 oder 110 aktiv sein soll (d. h. aus welchem Ausgangstor 108 oder 110 ein chromatographisches Eluat austreten soll). Der Zustand des Fluidschalters 102 kann beispielsweise durch ein Bewirken bestimmt werden, dass sich ein Druckgradient zwischen dem Eingangstor 106 und einem der Ausgangstore 108 und 110 des Fluidschalters 102 zeigt (ein exemplarisches Ausführungsbeispiel, das beschreibt, wie dies erzielt wird, ist unten präsentiert); das chromatographische Eluat bewegt sich deshalb auf einem Verlauf, der durch den Druckgradienten bestimmt ist, und tritt über das ausgewählte Ausgangstor 108 oder 110 aus dem Fluidschalter 102 aus.

Um eine kontinuierliche Fraktionssammlung zu erzielen, kann das System 100 von 1 in der folgenden Weise verwendet werden. Die Steuervorrichtung 104 bestimmt den Zustand des Fluidschalters 102. Wie es vorhergehend erwähnt ist, kann die Steuervorrichtung 104 bewirken, dass sich ein Druckgradient zwischen dem Eingangstor 106 und einem der Ausgangstore 108 und 110 des Fluidschalters 102 zeigt; deshalb bewegt sich das chromatographische Eluat auf einem Verlauf, der durch den Druckgradienten bestimmt ist, und tritt über das ausgewählte Ausgangstor 108 oder 110 aus dem Fluidschalter 102 aus. Beispielsweise versetzt die Steuervorrichtung 104 den Fluidschalter 102 in einen ersten Zustand, wodurch das erste Ausgangstor 108 aktiv ist, was bedeutet, dass ein Eluat, das in den Schalter 102 injiziert wird, mittels des ersten Ausgangstors 108 austritt. Eine Sammelvorrichtung (in 1 nicht gezeigt), wie beispielsweise ein Fläschchen oder eine Schale, ist bei einer Position positioniert, wodurch dieselbe ein Eluat sammelt, das aus dem aktiven Ausgangstor austritt (in dem Kontext dieses Beispiels ist das aktive Tor das erste Ausgangstor 108). Die Sammelvorrichtung kann beispielsweise unterhalb des ersten Ausgangstors 108 positioniert sein.

Angesichts der oben angegebenen Anordnung tritt ein chromatographisches Eluat durch das Eingangstor 106 hindurch in den Fluidschalter 102 ein, tritt durch das erste Ausgangstor 108 aus und wird durch eine Sammelvorrichtung gesammelt, die bei einer Füllposition in der Nähe des ersten Ausgangstors 108 positioniert ist. Die Sammelvorrichtung kann eine Zeitperiode lang, die nur näherungsweise eine Sekunde kurz ist, oder irgendeine andere Zeitperiode lang, die größer als eine Sekunde ist, bei der Füllposition bleiben, währenddessen die Füllvorrichtung ein Eluat von dem Fluidschalter 102 empfängt.

An einem gewissen Punkt, während die Sammelvorrichtung das chromatographische Eluat empfängt, wird eine zweite Sammelvorrichtung in eine Füllposition in der Nähe des zweiten Ausgangstors 110 bewegt. Nachdem die zweite Sammelvorrichtung bei der zweiten Füllposition positioniert ist, versetzt die Steuervorrichtung 104 den Fluidschalter 102 in einen zweiten Zustand, wodurch das zweite Ausgangstor 110 aktiv wird und das erste Ausgangstor 108 inaktiv wird. Deshalb tritt ein chromatographisches Eluat durch das Eingangstor 106 hindurch in den Fluidschalter 102 ein, tritt durch das zweite Ausgangstor 110 aus und wird durch die zweite Sammelvorrichtung gesammelt, die bei der Füllposition in der Nähe des zweiten Ausgangstors 110 positioniert ist. Während die zweite Sammelvorrichtung das chromatographische Eluat empfängt, wird die erste Sammelvorrichtung von der Füllposition derselben entfernt und wird eine andere Sammelvorrichtung anstelle der ersten Sammelvorrichtung zu dieser Füllposition zurückgegeben. Danach versetzt die Steuervorrichtung 104 den Fluidschalter 102 wieder in den ersten Zustand desselben und das Eluat tritt durch das erste Ausgangstor 108 aus. Somit kann der Fluidschalter 102 gesteuert sein, um das chromatographische Eluat in einem abwechselnden Muster erstes Ausgangstor – zweites Ausgangstor – erstes Ausgangstor zu richten.

Die Wirkung des vorhergehenden Ausführungsbeispiels besteht darin, dass ein chromatographisches Eluat kontinuierlich gesammelt werden kann. Mit anderen Worten wird ein Eluat immer gesammelt – entweder von dem ersten Ausgangstor oder von dem zweiten Ausgangstor. Ferner wird kein Eluat verloren, weil eine Sammelvorrichtung bereits positioniert ist, um das Eluat von einem Ausgangstor zu empfangen, bevor das Ausgangstor aktiv wird. Weil schließlich die Vorrichtung, die verwendet wird, um das Schalten zu erzielen, ein Fluidschalter 102 ist, ist das Eluat keinen mechanischen Schaltkräften unterzogen, die Umrührwirkungen oder andere Störungen des Flusses desselben bewirken.

2 zeigt ein mögliches Ausführungsbeispiel des Systems 100 von 1. Wie das System von 1 umfasst das System 200 von 2 einen Fluidschalter 202 und eine Steuervorrichtung 204. Wie es unten detailliert erörtert ist, ist die Steuervorrichtung 204 ein mechanischer Schalter, der verwendet wird, um den Zustand des Fluidschalters 202 zu steuern.

Der Fluidschalter 202 von 2 ist ein Typ eines „Deans-Schalters". Der Fluidschalter 202 umfasst ein erstes Schalttor 206 und ein zweites Schalttor 208. Das erste und das zweite Schalttor 206 und 208 sind durch Kanäle 210 bzw. 212 mit einem ersten bzw. einem zweiten Ausgangstor 214 bzw. 216 gekoppelt. Somit befinden sich Dank der Kanäle 210und 212 das erste und das zweite Schalttor 206 und 208 in einer Fluidkommunikation mit dem ersten bzw. dem zweiten Ausgangstor 214 bzw. 216.

Der Fluidschalter 202 umfasst ferner ein Eingangstor 218, in das ein chromatographisches Eluat geliefert werden kann. Das Eingangstor 218 ist mit jedem der Ausgangstore 214 und 216 durch Kanäle 220 und 222 gekoppelt und befindet sich deshalb in einer Fluidkommunikation mit jedem der Ausgangstore 214 und 216.

Während eines Betriebs wird ein chromatographisches Eluat über das Eingangstor 218 in den Fluidschalter gepumpt. Zu der gleichen Zeit kann ein Lenkfluid in entweder das erste oder das zweite Schalttor 206 und 208 gepumpt werden. Angenommen, dass ein Lenkfluid in das erste Schalttor 206 gepumpt wird (wie es bei dem in 2 gezeigten Beispiel gezeigt ist), dann fließt das Lenkfluid durch den Kanal 210 durch den Fluidschalter 202 hindurch, woraufhin ein Großteil des Lenkfluids an dem ersten Ausgangstor 214 aus dem Fluidschalter 202 austritt. Weil jedoch das Lenkfluid durch den Fluidschalter 202 hindurch mit einem Druck gepumpt wird, der höher als dieser des chromatographischen Eluats ist, durchläuft ein relativ kleiner Teil des Lenkfluids den Kanal 220, der das erste Ausgangstor 220 und das Eingangstor 218 verbindet. Auf ein Erreichen des Eingangstors 218 hin vermischt sich das Lenkfluid mit dem chromatographischen Eluat und treibt das chromatographische Eluat durch den Kanal 222 hindurch zu dem Ausgangstor 216 hin, woraufhin das chromatographische Eluat aus dem zweiten Ausgangstor 216 austritt. Dank der gleichen eben beschriebenen physikalischen Prinzipien bewirkt natürlich eine Lieferung eines Lenkfluids zu dem zweiten Schalttor 208, dass das chromatographische Eluat zu dem ersten Ausgangstor 214 hin gerichtet wird.

Das eben beschriebene Fluidschaltschema ergibt eine schnelle und plötzliche Schalthandlung, die keine sich bewegenden Teile betrifft. Ferner ist selbst ein relativ geringer Lenkfluidstrom ausreichend, um zu bewirken, dass eine Schalthandlung auftritt. Zusätzlich kann das zuvor erwähnte Schaltschema bei hohen Temperaturen wirksam sein, wie beispielsweise bis zu näherungsweise 300°C.

Das System von 2 kann gemäß dem in 3 gezeigten Verfahren verwendet werden (die folgende Erörterung nimmt sowohl auf 2 als auch 3 Bezug). Wie es in 3 gezeigt ist, kann ein Lenkfluid aus dem gleichen Reservoir, das das Mobile-Phase-Fluid enthält (d. h. das Mobile-Phase-Fluid wird als Lenkfluid verwendet), oder von einem getrennten Reservoir (d. h. das Lenkfluid kann eine unterschiedliche chemische Zusammensetzung zu dem Mobile-Phase-Fluid aufweisen) zu dem mechanischen Schalter 204 gepumpt werden, wie es bei Operationen 300 bzw. 302 gezeigt ist.

Der mechanische Schalter 204 wird mit einem Steuersignal versorgt (Operation 304). Der mechanische Schalter 204 ist konfiguriert, um durch ein Annehmen eines Zustands, bei dem das Lenkfluid zu einem von zwei Auslässen gerichtet wird, auf das Steuersignal anzusprechen (Operation 306). Mit anderen Worten ist, falls das Steuersignal angibt, dass das Lenkfluid zu dem ersten Auslass des mechanischen Schalters 204 gerichtet werden soll, dann das Eingangstor des mechanischen Schalters 204 mit dem ersten Auslass desselben gekoppelt. Falls jedoch das Steuersignal angibt, dass das Lenkfluid zu dem zweiten Auslass des mechanischen Schalters 204 gerichtet werden soll, dann ist das Eingangstor des mechanischen Schalters 204 mit dem zweiten Auslass desselben gekoppelt. Folglich tritt das Lenkfluid über einen ausgewählten Auslass aus dem mechanischen Schalter 204 aus und tritt über das Schalttor 206 oder 208, das mit dem ausgewählten Auslass gekoppelt ist, in den Fluidschalter 202 ein.

Wie es bei einer Operation 308 gezeigt ist, kann unterdessen ein chromatographisches Eluat von einer Quelle 226 (wie beispielsweise von dem Chromatographen) zu dem Eingangstor 218 des Fluidschalters 202 gepumpt werden. Es ist zu beachten, dass der Druck, mit dem das Lenkfluid durch den Fluidschalter hindurch gepumpt wird, diesen des chromatographischen Eluats übersteigt. Falls somit ein Lenkfluid über das erste Schalttor 206 in den Fluidschalter 202 eintritt, dann durchläuft, wie vorhergehend erwähnt, ein Teil des Lenkfluids den Kanal 210 und den Kanal 220, vermischt sich mit dem chromatographischen Eluat und tritt über das zweite Ausgangstor 216 aus dem Fluidschalter aus. Falls jedoch ein Lenkfluid über das zweite Schalttor 208 in den Fluidschalter 202 eintritt, dann durchläuft ein Teil des Lenkfluids den Kanal 212 und den Kanal 222, vermischt sich mit dem chromatographischen Eluat und tritt über das erste Ausgangstor 214 aus dem Fluidschalter aus. Wie es bei einer Operation 310 gezeigt ist, wird somit das Ausgangstor 214 oder 216, durch das das chromatographische Eluat aus dem Fluidschalter 202 austritt, dadurch bestimmt, durch welches Schalttor 206 oder 208 das Lenkfluid in den Fluidschalter 202 eintritt (was wiederum durch den Zustand des mechanischen Schalters 204 bestimmt ist).

Nach einem Austritt aus dem ausgewählten Schalttor 206 oder 208 wird das chromatographische Eluat durch eine Sammelvorrichtung 228 empfangen, wie es bei einer Operation 312 gezeigt ist. Nachdem dieselbe mit einem Eluat gefüllt wurde, wird eine Sammelvorrichtung 228 (z. B. durch das Spursystem) zu einer Anordnungsvorrichtung getragen, wie beispielsweise einem Roboterarm, wie es bei einer Operation 314 gezeigt ist. Die Anordnungsvorrichtung empfängt die Sammelvorrichtung 228 und positioniert die Sammelvorrichtung 228 bei einer Position, wie beispielsweise einer Position an einer Ablage, die angibt, wann die spezielle Sammelvorrichtung 228 relativ zu anderen Sammelvorrichtungen gefüllt wurde (Operation 316). Beispielsweise kann die Anordnungsvorrichtung die Sammelvorrichtungen 228 gemäß einem Schema positionieren, bei dem die zuerst gefüllte Sammelvorrichtung die obere linke Ecke einer Ablage einnimmt. Die Sammelvorrichtung, die die Position einnimmt, die unmittelbar zu der Rechten der zuvor erwähnten zuerst gefüllten Vorrichtung liegt, ist die als zweites gefüllte Sammelvorrichtung, usw. Während die Sammelvorrichtung 228 das Eluat empfängt, das aus dem aktiven Ausgangstor austritt, wird eine andere Sammelvorrichtung zu einer Füllposition transportiert, die dem inaktiven Ausgangstor entspricht (Operation 318).

4 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Systems 200 von 2. Das in 4 gezeigte Ausführungsbeispiel umfasst den Fluidschalter 202 und den mechanischen Schalter 204. Das Ausführungsbeispiel umfasst ferner eine Pumpe 200, die eine Mobile-Phase-Flüssigkeit zu einem Eingangstor einer Flüssigkeitschromatographiesäule 402 treibt. Vor einer Injektion in die Säule wird die Substanz, die analysiert werden soll, in dem Mobile-Phase-Fluid gelöst. Das Eluat aus der Säule 402 wird durch einen Detektor 404, wie beispielsweise einen Ultraviolett-Detektor, getrieben und wird letztendlich für eine Fraktionssammlung zu dem Fluidschalter 202 geliefert, wie es mit Bezug auf 2 und 3 beschrieben ist.

Wie es in 4 gezeigt ist, ist eine Eingangsleitung 406, die den mechanischen Schalter 204 speist, in eine Röhrenverbindung 408 zwischengeschaltet, die das Mobile-Phase-Fluid von der Pumpe 400 zu der Säule 402 liefert. Gemäß dem Ausführungsbeispiel von 4 verwendet somit der mechanische Schalter ein Mobile-Phase-Fluid als ein Lenkfluid. Diese Anordnung weist den Vorteil eines doppelten Verwendens des Mobile-Phase-Fluids und eines Erforderns von lediglich einer einzigen Pumpe 400 auf. Es kann jedoch ein getrennter Vorrat eines Lenkfluids verwendet werden, das in einer chemischen Zusammensetzung zu dem Mobile-Phase-Fluid unterschiedlich ist, in welchem Fall das System eine zweite Pumpe für eine Lieferung des Lenkfluids zu dem mechanischen Schalter 204 verwenden kann. Eine derartige Anordnung kann bevorzugt sein, wenn beispielsweise das Mobile-Phase-Fluid eine chemische Zusammensetzung aufweist, die den Schalter 204 zerstört.

Ferner ist in 4 ein Abfluss 410 gezeigt. Der Abfluss 410 ist als unterhalb des ersten Ausgangstors 214 positioniert gezeigt (das in dem Kontext des mit Bezug auf 2 beschriebenen Beispiels das inaktive Ausgangstor ist). Somit wird in der Zeitperiode, die einer Entfernung der Sammelvorrichtung von der Füllposition unterhalb des Ausgangstors folgt und einer Einbringung einer neuen Sammelvorrichtung vorausgeht, ein Lenkfluid, das aus dem ersten Ausgangstor 214 austritt, durch den Abfluss 410 empfangen. Obwohl es in 4 nicht gezeigt ist, ist ein zweiter Abfluss unterhalb des zweiten Ausgangstors 216 positioniert. Während ein Ausgangstor aktiv ist, ist eine Sammelvorrichtung 412 zwischen dem Abfluss und dem Fluidschalter 202 angeordnet.

5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Systems 500 für eine Fraktionssammlung. Das System 500 ist aus einer Draufsicht gezeigt. Das System 500 umfasst einen Fluidschalter 502 und eine Steuervorrichtung 504, die den Zustand des Fluidschalters 502 steuert, wie es vorhergehend erörtert wurde. Verdunkelte Punkte 506 und 508 stellen die Ausgangstore des Fluidschalters 502 dar.

Ein Spursystem 510 fördert Sammelvorrichtungen 512516 zu und von den Ausgangstoren 506 und 508 des Fluidschalters 502. Das Spursystem 510 umfasst zwei Verzweigungen: eine erste Verzweigung 518, die Sammelvorrichtungen zu und von dem ersten Ausgangstor 506 fördert, und eine zweite Verzweigung 520, die Sammelvorrichtungen zu und von dem zweiten Ausgangstor 508 fördert.

Das System 500 von 5 ist gemäß den Prinzipien des Verfahrens von 3 wirksam. Wie es aus 3 zu sehen ist, ist eine erste Sammelvorrichtung 514 bei einer Füllposition positioniert, um ein Eluat von dem Fluidschalter 502zu empfangen. Zu der gleichen Zeit wird eine zweite (gefüllte) Sammelvorrichtung von dem zweiten Ausgangstor 508 weg gefördert und wird eine dritte Sammelvorrichtung 512 zu diesem Tor 508 gefördert. Somit ist zu dem Zeitpunkt, der in 5 gezeigt ist, die Verzweigung 518 gesteuert, um statisch zu sein, während sich die Verzweigung 520 in Bewegung befindet.

Ein erster Sequenzer 522 und ein zweiter Sequenzer 524 sind in der Nähe des Schnittpunkts der ersten und der zweiten Verzweigung 518 und 520 positioniert. Der erste Sequenzer 522 bewirkt, dass eine Sammelvorrichtung (wie beispielsweise die Sammelvorrichtung 512) selektiv entweder die erste oder die zweite Verzweigung 518 oder 520 des Spursystems 510 durchläuft. Der zweite Sequenzer 524 unterstützt bei einem Zurückgeben einer Sammelvorrichtung von der ersten oder der zweiten Verzweigung 518 oder 520.

Das System 500 von 5 umfasst ein Rechensystem 526. Das Rechensystem 526 kann als ein einziger Computer oder mehrere Computer ausgeführt sein, die miteinander zusammenwirken, um die oben beschriebenen Ergebnisse zu erzielen.

Das Rechensystem 526 umfasst einen oder mehrere Eingabe-/Ausgabe-Kanäle (I/O-Kanäle; I/O = Input/Output) 528, die die Kommunikation von Daten- und Steuersignalen zwischen dem Computersystem 526 und dem ersten Sequenzer 522, dem zweiten Sequenzer 524, der Steuervorrichtung 504 und dem Flüssigkeitschromatographen 530 gestatten. Beispielsweise kann das Rechensystem 526 eine Netzwerkschnittstellenkarte (NIC = Network Interface Card) umfassen, die das Rechensystem mit einem lokalen Netz (LAN = Local Area Network) koppelt, mit dem die zuvor erwähnten Vorrichtungen ebenfalls gekoppelt sind. Gemäß einem derartigen Ausführungsbeispiel kommunizieren das Rechensystem 526 und die zuvor erwähnten Vorrichtungen über das LAN. Alternativ kann jede der Vorrichtungen mit einer entsprechenden Peripheriegerätekarte gekoppelt sein, die mit einem I/O-Bus in dem Rechensystem 526 verbunden ist. Somit kommuniziert das Rechensystem 526 durch ein Richten von I/O-Befehlen zu einer speziellen Peripheriegerätekarte und deshalb einer speziellen Vorrichtung mit einer gegebenen Vorrichtung. Andere Schemata zum Kommunizieren mit Vorrichtungen sind bekannt und innerhalb des Schutzbereichs dieser Offenbarung enthalten.

Das Rechensystem 526 kommuniziert Steuersignale zu der Steuervorrichtung 504 und zu dem ersten und dem zweiten Sequenzer 522 und 524. Das Rechensystem 526 ist programmiert, um Steuersignale zu der Steuervorrichtung 504 zu liefern, um so zu bewirken, dass die Steuervorrichtung 504 eine Handlung durchführt, die darin resultiert, dass der Fluidschalter 502 zu einem erwünschten Zustand übergeht. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Steuervorrichtung 504 beispielsweise ein Schalter, der angeordnet ist, wie es mit Bezug auf 2 erörtert ist, und kommuniziert das Rechensystem 526 ein erstes Steuersignal zu demselben, um zu bewirken, dass der Schalter 504 ein Lenkfluid zu einem erwünschten Schalttor liefert. Somit steuert das Rechensystem 526 den Zustand des Fluidschalters 502.

Das Rechensystem 526 kann programmiert sein, um den Zustand des Fluidschalters gemäß irgendeinem Zeitsteuerschema zu steuern. Beispielsweise kann das Computersystem 526 bewirken, dass der Fluidschalter in regelmäßigen Intervallen in einer Art Erster Zustand – Zweiter Zustand – Erster Zustand-Muster zwischen einem ersten und einem zweiten Zustand abwechselt. Gemäß einem anderen Beispiel kann das Rechensystem 526 Zustandsübergänge in unregelmäßigen Intervallen bewirken, so dass eine spezielle Sammelvorrichtung ein Eluat empfängt, das zu einer speziellen Zeit aus dem Chromatographen austrat.

Das Rechensystem 526 kommuniziert ferner Steuersignale zu dem ersten und dem zweiten Sequenzer 522 und 524. Deshalb bewirkt das Rechensystem 526, dass eine Sammelvorrichtung (wie beispielsweise 512) eine Verzweigung (wie beispielsweise die Verzweigung 520) des Spursystems 510 durchläuft, während die andere Verzweigung (wie beispielsweise die Verzweigung 518) statisch bleibt, um so eine Sammlung zu gestatten.

Das Rechensystem 526 führt einen internen Takt aus und zeichnet die Zeitperiode auf, während der eine gegebene Sammelvorrichtung 512516 ein Eluat von dem Fluidschalter empfängt (Füllzeit). Das Rechensystem 526 empfängt ferner Daten von dem Flüssigkeitschromatographen 530 und kombiniert die Daten von demselben, um eine Datenaufzeichnung zu erzeugen, die jeder Sammelvorrichtung entspricht. Das Rechensystem kann beispielsweise jeder Sammelvorrichtung, unter anderen Daten, eine Haltezeit und eine Füllzeit zuordnen.

Nachdem dieselbe mit einem Eluat gefüllt wurde, wird eine Sammelvorrichtung 512516 durch das Spursystem 510 zu einer Anordnungsvorrichtung 534 getragen, wie beispielsweise einem Roboterarm. Die Anordnungsvorrichtung 534 empfängt eine Sammelvorrichtung 512516 und positioniert die Sammelvorrichtung 512516 bei einer Position an einer Ablage 536, die angibt, wann die spezielle Sammelvorrichtung relativ zu den anderen Sammelvorrichtungen gefüllt wurde. Die Anordnungsvorrichtung 534 kann beispielsweise die Sammelvorrichtung gemäß einem Schema positionieren, bei dem die zuerst gefüllte Sammelvorrichtung die obere linke Ecke der Ablage einnimmt. Die Sammelvorrichtung, die die Position unmittelbar zu der Rechten der zuvor erwähnten zuerst gefüllten Vorrichtung einnimmt, ist die als zweites gefüllte Vorrichtung, usw.

Die Ausführungsbeispiele des Fluidschalters, die hierin gezeigt sind, wurden als in Verbindung mit einer Hochleistungsflüssigkeitschromatographie verwendet beschrieben. Der Schalter ist jedoch in einer Verwendung desselben nicht so eingeschränkt. Der Schalter kann in irgendeiner Umgebung verwendet werden, in der ein Fluid gesammelt werden muss.

Aspekte des Ausführungsbeispiels, das als durch die Rechenvorrichtung 526 ausgeführt beschrieben ist, oder anderweitig als ein Verfahren zur Steuerung oder Manipulation von Daten beschrieben ist, können in einer Hardware, einer Firmware oder einer Software oder einer Kombination derselben implementiert sein. Ausführungsbeispiele können auch als Anweisungen implementiert sein, die auf einem maschinenlesbaren Medium gespeichert sind und die durch zumindest einen Prozessor gelesen und ausgeführt werden können, um die hierin beschriebenen Operationen durchzuführen. Ein maschinenlesbares Medium kann irgendeinen Mechanismus zum Speichern oder Übertragen von Informationen in einer Form umfassen, die durch eine Maschine (z. B. einen Computer) lesbar ist. Beispielsweise kann ein maschinenlesbares Medium einen Nur-Lese-Speicher (ROM = Read-Only Memory), einen Direktzugriffspeicher (RAM = Random-Access Memory) Magnetplattenspeichermedien, optische Speichermedien, Flash-Speichervorrichtungen, eine elektrische, optische, akustische oder andere Form von ausgebreiteten Signalen (z. B. Trägerwellen, Infrarotsignale, Digitalsignale, etc.) und andere umfassen.

Die verschiedenen oben beschriebenen Ausführungsbeispiele sind lediglich durch eine Darstellung vorgesehen und sollten nicht als die hieran beigefügten Ansprüche begrenzend aufgefasst werden. Fachleute auf dem Gebiet erkennen ohne weiteres verschiedene Modifikationen und Veränderungen, die vorgenommen werden können, ohne den exemplarischen Ausführungsbeispielen und Anwendungen zu folgen, die hierin dargestellt und beschrieben sind, und ohne von der echten Wesensart und dem Schutzbereich der folgenden Ansprüche abzuweichen.


Anspruch[de]
System für eine Fraktionssammlung, das folgende Merkmale aufweist:

einen Fluidschalter (102), der ein erstes Ausgangstor (108) und ein zweites Ausgangstor (110) aufweist, wobei der Fluidschalter (102) konfiguriert ist, um einen Fluidstrom von einer Flüssigkeitschromatographievorrichtung (402) über ein Fluidstromeingangstor (106) zu empfangen, wobei der Fluidschalter (102) gesteuert sein kann, um sich in einem ersten Zustand, in dem der Fluidstrom zu dem ersten Ausgangstor (108) gelenkt ist, oder einem zweiten Zustand zu befinden, in dem der Fluidstrom zu dem zweiten Ausgangstor (110) gelenkt ist; und

eine Steuervorrichtung (104), die den Zustand des Fluidschalters (102) bestimmt, wodurch bestimmt wird, ob der Fluidstrom über das erste Ausgangstor (108) oder das zweite Ausgangstor (110) aus dem Fluidschalter austritt.
System gemäß Anspruch 1, bei dem die Steuervorrichtung (104) folgendes Merkmal aufweist:

einen mechanischen Schalter (204), der einen ersten und einen zweiten Auslass aufweist, wobei der erste Auslass des mechanischen Schalters (204) mit einem ersten Schalttor (206) des Fluidschalters (202) gekoppelt ist, wobei der zweite Auslass des mechanischen Schalters (204) mit einem zweiten Schalttor (208) des Fluidschalters (202) gekoppelt ist, wobei der mechanische Schalter (204) konfiguriert ist, um das Lenkfluid selektiv zu einem ausgewählten des ersten oder des zweiten Auslasses des mechanischen Schalters (204) zu richten.
System gemäß Anspruch 2, bei dem der Fluidschalter (202) konfiguriert ist, um den Fluidstrom einschließlich des Analyts zu dem zweiten Ausgangstor (216) während Perioden zu richten, wenn das Lenkfluid durch das erste Schalttor (206) empfangen wird, und den Fluidstrom einschließlich des Analyts zu dem ersten Ausgangstor (214) während Perioden zu richten, wenn das Lenkfluid durch das zweite Schalttor (208) empfangen wird. System gemäß Anspruch 2 oder 3, bei dem der Fluidschalter ferner folgende Merkmale aufweist:

einen Kanal (210), der eine Fluidkommunikation zwischen dem ersten Schalttor (206) und dem ersten Ausgangstor (214) liefert;

einen Kanal (212), der eine Fluidkommunikation zwischen dem zweiten Schalttor (208) und dem zweiten Ausgangstor (216) liefert;

ein Fluidstromeingangstor (218);

einen Kanal (220), der eine Fluidkommunikation zwischen dem ersten Fluidstromeingangstor (218) und dem ersten Ausgangstor (214) liefert; und

einen Kanal (222), der eine Fluidkommunikation zwischen dem Fluidstromeingangstor (218) und dem zweiten Ausgangstor (216) liefert.
System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, das ferner folgende Merkmale aufweist:

eine Quelle von leeren Sammelvorrichtungen (512);

ein Fördersystem (510), das konfiguriert ist, um eine der leeren Sammelvorrichtungen (512) in die Nähe eines ausgewählten des ersten (506) oder zweiten (508) Ausgangstors zu bewegen.
System gemäß Anspruch 5, bei dem die Sammelvorrichtungen (512) Fläschchen oder Schalen aufweisen. System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, das ferner eine Flüssigkeitschromatographievorrichtung (402) aufweist, die mit dem Fluidschalter (102) gekoppelt ist. System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, das ferner einen Sequenzer (524) aufweist, der konfiguriert ist, um eine Sammelvorrichtung (516) zu einer physischen Position zu richten, die angibt, wann die Sammelvorrichtung (516) relativ zu anderen Sammelvorrichtungen (514) gefüllt wurde. System gemäß Anspruch 8, bei dem der Sequenzer (524) konfiguriert ist, um die Sammelvorrichtung (516) zu einer Position innerhalb einer sequenziellen Folge von Sammelfläschchen zu richten. System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, das ferner eine Steuerungsschaltung (526) aufweist, die konfiguriert ist, um Signale zu erzeugen, basierend auf denen die Steuervorrichtung (504) konfiguriert ist, um den Zustand des Fluidschalters (502) zu bestimmen.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com