WO2012122980A1 - Solvent storage system for hplc systems with low flow rates - Google Patents

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WO2012122980A1
WO2012122980A1 PCT/DE2012/100066 DE2012100066W WO2012122980A1 WO 2012122980 A1 WO2012122980 A1 WO 2012122980A1 DE 2012100066 W DE2012100066 W DE 2012100066W WO 2012122980 A1 WO2012122980 A1 WO 2012122980A1
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solvent
container
hplc
lid
gas
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PCT/DE2012/100066
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Inventor
Gervin Ruegenberg
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Dionex Softron Gmbh
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    • G01N30/32Control of physical parameters of the fluid carrier of pressure or speed
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    • G01N30/60Construction of the column
    • G01N30/6095Micromachined or nanomachined, e.g. micro- or nanosize

Definitions

  • the invention relates to a supply method and a storage system for systems in high performance liquid chromatography (HPLC).
  • HPLC high performance liquid chromatography
  • solvents are pressurized by a pump and fed to a separation column over the length of which the pressure is reduced. Frequently, different solvents are mixed in the pump in order to vary the solvent composition (gradient operation).
  • a known difficulty in HPLC is that a certain amount of gases is usually dissolved in the solvents used. These gases can originate from the manufacturing or processing process of the solvents or from the ambient air. During prolonged storage in conventional solvent bottles, for example, a diffusion equilibrium arises between the dissolved gases and the air located above the liquid level. This balance depends on the type of solvent, the temperature, the air pressure and the amount of air present.
  • Dissolved gases increase the UV absorption of the liquid. This is noticeable in the usual use of UV absorption detectors in HPLC systems as increased noise.
  • dissolved gas can become gaseous again at normal ambient pressure and form bubbles. This leads to disturbances in practically all customary detection methods, eg interference peaks in the optical detector or spray instabilities in the mass spectrometer.
  • the solvent to be degassed passes through a vacuum chamber, wherein the solvent is separated from the vacuum by a gas-permeable membrane or a gas-permeable tube.
  • the dissolved gases unlike the liquid, can diffuse through the membrane to the vacuum side.
  • the basic method has been known for a long time and is mentioned in the following patents, which deal with specific embodiments: DE 4139735 C3, DE
  • a fundamental problem of online vacuum degassing is that not only dissolved gases, but also solvent vapors can pass through the membrane. As a result, especially volatile components of the solvents are extracted through the membrane (selective extraction). For premixed solvents, selective extraction causes an undesirable, gradual change in the solvent composition, especially if the solvent lingers in the vacuum chamber for a long time. This is especially the case when HPLC operates at very low flow rates ranging from a few tens of n / min to several ⁇ / min (nano-HPLC). Nano-HPLC pumps usually only absorb new solvent at longer intervals, so that the solvent in the vacuum chamber stands still most of the time. This leads to particularly strong selective extraction and variations in the solvent composition. Because of these problems, nano-HPLC usually does not use on-line vacuum degassing.
  • US Pat. No. 4,133,767 discloses a degassing process in which a stream of fine helium bubbles is passed through the solvent in the solvent bottle (helium sparging).
  • the helium itself is only slightly soluble, but it carries other dissolved gases out of the liquid. This process is less efficient and relatively expensive because of the continuous helium demand, also volatile solvent components are also removed here in addition to the dissolved gases, which, similar to the online vacuum degassing can lead to a change in the solvent composition. For these reasons, helium sparging is used only in exceptional cases.
  • a pre-degassing of solvents would be possible for example by heating, filtering, sonication, vacuum treatment (offline vacuum degassing) or a combination of these methods.
  • vacuum treatment offline vacuum degassing
  • gases again diffuse into the liquid until an equilibrium state re-establishes. Because of this Wiederbegasung the effect of Vorentgasung is not permanent, therefore, the solvent must be prepared according to frequently fresh.
  • the present invention is therefore based on the object for the HPLC, in particular for nano-HPLC, to provide a solvent storage system which is suitable for an uninterrupted service life of several days to weeks, without the need for user interaction (such as renewal of the solvents ).
  • the respective solvent in the at least one reservoir is almost completely sealed off from the ambient air, whereby air inclusions can already be avoided during filling or eliminated after filling.
  • the solvent is discharged from the at least one storage container to a conveyor, in particular a pump of an HPLC system, substantially without negative pressure or sucked by the pump without a negative pressure in the reservoir or in connecting lines.
  • a conveyor in particular a pump of an HPLC system
  • dissolved gases become gaseous again and form bubbles that can affect the function of the pump.
  • the variability of the container volume can for example be realized in a simple manner with a rigid container body with preferably straight container wall or with a constant cross-sectional profile in which a movable lid or closure the container interior gas-tight in each volume state.
  • the lid may be formed, for example, as a float or piston, which engages with its Au DTrion in the inner circumference of the body so that it is indeed free to move, but still largely gas-tight manner (fit with minimal play).
  • the lid can be preloaded with a (small) compressive force that can be applied, for example, by spring force or weight.
  • a compressive force that can be applied, for example, by spring force or weight.
  • At least one elastic sealing element is located between the cover outer circumference and the basic body inner circumference.
  • the sealing element itself is also sufficiently diffusion-tight.
  • the at least one reservoir is filled with solvent without air or vented after filling by squeezing out the air.
  • the solvents are, as far as necessary for the application, premixed in the usual way.
  • the solvents may preferably before the Use to be pre-degassed using known methods. For this purpose, preferably offer such degassing, which can be carried out directly in the solvent bottle, ie ultrasound, heat, offline vacuum degassing or combinations of these methods.
  • syringes made of substantially gas-impermeable material, such as glass, are used as the solvent container. Suitable are e.g. so-called all-glass syringes, in which both the cylinder and the piston are made of glass, without the need for further sealing elements. Of course, it is also conceivable to use syringes with elastic sealing elements between the piston and cylinder. The pre-degassed solvents are filled in the syringes or raised by piston movement. Eventually in the syringes with trapped air can be pushed out below. Furthermore, the syringes are connected to the HPLC system via gas-diffusion-tight connection hoses.
  • the syringes and the aforementioned containers can also be made of other materials, such as metal, ceramic, gas-tight plastics, etc., provided that they meet the requirements of chemical resistance and gas-tightness.
  • composite materials such as e.g. metal-coated plastics.
  • the effect according to the invention can also be achieved in that, instead of movable lids in rigid container base bodies, the solvent containers themselves are wholly or partly yielding, e.g. in the form of bags or of containers with deformable membranes.
  • plastics or elastomers which, however, are not usually sufficiently diffusion-tight.
  • the effect is taken into account that the movement of the lid, in particular the piston of the syringes, is directly related to the solvent consumption.
  • the position of the piston is detected by mounting (on, in the container or in the vicinity of the container) of displacement or position sensors, the known principles, such as optical, inductive, capacitive or magnetic sensors as well as mechanical switches o. ä. are usable. In this way, the level of the syringe and thus the amount of solvent still available can be determined.
  • a signal is given only when falling below a certain level, for example, can trigger an alarm or stop the pump.
  • a continuous monitoring is also feasible. For example, based on a discrepancy between solvent consumption and solvent release of the pump, the leak rate of the pump can be determined.
  • light protection may be achieved by using colored or opaque containers, in particular syringes, or by using an appropriate cover.
  • HPLC in particular nano-HPLC
  • flow rates used in the range of some 10 nl / min to several ⁇ / min
  • containers in particular syringes, with a useful volume between about 10 ml and 250 ml, eg 100 ml to use.
  • Fig. 2 is an enlarged partial view of the structure of FIG. 1 and
  • Fig. 3 is a schematic partial view of two reservoirs according to the invention with additional filter elements.
  • FIG. 1 shows a preferred embodiment of the invention for a binary nano-HPLC pump 3, ie a nano-HPLC pump, which operates with two different solvents 100a and 100b.
  • the solvents 100a and 100b are located in the syringes 1 a and 1 b serving as storage containers, preferably all-glass syringes with, for example, 100 ml nominal volume, which are connected to the inlets 3a and 3b of the pump 3 via connecting lines 2a and 2b.
  • a solvent supply of 100 ml is sufficient in nano-HPLC systems for a service life of several days to weeks, which of course smaller volumes of a few ml, for example 1 ml to 10 ml or up to 50 ml, are suitable for this purpose. For higher flow rate systems, correspondingly larger volumes of, for example, 200 ml to 500 ml may be used.
  • the pump 3 mixes and doses the two solvents 100a and 100b as required by the particular application and provides at its outlet 3c the solvent mixture for the rest of the HPLC system. This is indicated by the arrow 4.
  • syringes 1 a and 1 b and for any other necessary syringes Ganzglasspritzen can preferably be used, which are advantageously available as a mass-produced product cost.
  • glass syringes are resistant to the solvents customary in HPLC, easy to clean and donate almost no impurities to the solvent.
  • the use of relatively large (1 ml to 10 ml, up to 50 ml and up to 100 ml or even up to 250 ml) Ganzglasspritzen has in addition to the advantages mentioned above, the further advantage that the piston cross section is relatively large - for example the piston cross-section with a syringe volume of 100 ml several cm 2 . If due to dirt between the piston and cylinder friction occurs, this can be easily overcome by the externa ßeren air pressure due to the relatively large piston cross section. Furthermore, in sealless Ganzglasspritzen the piston is very smooth, so that the piston movement is not hindered by friction forces. Thus, no or no appreciable negative pressure is created during suction.
  • connection piece 13 The vertical arrangement of the syringes 1 a, 1 b shown in the drawings with the downwardly directed connection piece 13 is expedient, but not mandatory.
  • the all-glass syringe 1 (as an enlarged example of the syringes 1 a and 1 b) has a sufficiently large useful volume of, for example, 1 ml to 10 ml, or 10 ml up to 250 ml, preferably 100 ml, to a solvent supply for an operating time of an HPLC system from several days to weeks.
  • the syringe 1 is the previously degassed solvent reservoir 100th
  • the syringe 1 has a downwardly directed in the drawing connecting piece 13, to which a gas-tight line 2 is connected.
  • This gas-tight line 2 leads to the pump 3 to be supplied (shown in FIG. 1), the direction of flow of the solvent 100 in the line 2 being indicated by the arrow 20.
  • the syringe 1 consists of a cylinder 10, whose interior is closed at the top by the also made of glass piston 1 1. Both parts are made that between the inner circumference of the cylinder 1 1 and Au JO valu of the likewise cylindrical piston 1 1 only an externa ßer narrow circumferential sealing gap 12 and a cylindrical gap surface (in the form of a cross section formed in the annular gap) remains, the or the sealing effect of the syringe 1 ensures.
  • This gap 12 is shown in Fig. 2 only for better visibility excessively wide.
  • filter elements are usually incorporated into the suction path of the pump to keep particles present in the solvent from the pump. Most of these filter elements are attached directly to the suction lines and thus hang in the solvent containers. This is not readily possible with the solution according to the invention.
  • filter elements 5a, 5b are expediently inserted between the syringes 1 a, 1 b and the pump 3 in the connecting lines 2a, 2b.
  • the filter elements are attached, for example, directly to the syringe or its connection piece 13.

Abstract

The invention relates to a method for supplying HPLC systems with at least one solvent (100, 100a, 100b), in which the solvent (100, 100a, 100b) is discharged from at least one storage container (1, 1a, 1b) that is closed off in a gas-tight manner, wherein the container volume decreases to the same extent as the solvent (100, 100a, 100b) leaves the container. The invention furthermore relates to an apparatus for carrying out this method, and to the use of a glass syringe (1, 1a, 1b) herefor.

Description

Lösungsmittel-Vorrats-System für HPLC-Systeme mit geringen Flussraten  Solvent supply system for low flow rate HPLC systems
Die Erfindung betrifft ein Versorgungsverfahren sowie ein Vorratssystem für Systeme in der Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie (HPLC). In der HPLC werden Lösungsmittel durch eine Pumpe auf Druck gebracht und einer Trennsäule zugeführt, über deren Länge sich der Druck abbaut. Häufig werden dabei unterschiedliche Lösungsmittel in der Pumpe gemischt, um die Lösungsmittelzusammensetzung variieren zu können (Gradientenbetrieb). The invention relates to a supply method and a storage system for systems in high performance liquid chromatography (HPLC). In HPLC, solvents are pressurized by a pump and fed to a separation column over the length of which the pressure is reduced. Frequently, different solvents are mixed in the pump in order to vary the solvent composition (gradient operation).
Eine bekannte Schwierigkeit in der HPLC besteht darin, dass in den verwendeten Lösungsmitteln meist eine gewisse Menge an Gasen gelöst ist. Diese Gase können aus dem Herstell- oder Verarbeitungsprozess der Lösungsmittel oder aus der Umgebungsluft stammen. Bei längerer Lagerung in üblichen Lösungsmittelflaschen stellt sich beispielsweise ein Diffusionsgleichgewicht zwischen den gelösten Gasen und der über dem Flüssigkeitsspiegel befindlichen Luft ein. Dieses Gleichgewicht hängt von der Art des Lösungsmittels, der Temperatur, dem Luftdruck und der Menge der vorhandenen Luft ab. A known difficulty in HPLC is that a certain amount of gases is usually dissolved in the solvents used. These gases can originate from the manufacturing or processing process of the solvents or from the ambient air. During prolonged storage in conventional solvent bottles, for example, a diffusion equilibrium arises between the dissolved gases and the air located above the liquid level. This balance depends on the type of solvent, the temperature, the air pressure and the amount of air present.
Das gelöste Gas hat folgende unerwünschte nachteilige Auswirkungen: The dissolved gas has the following undesirable adverse effects:
Gelöste Gase erhöhen die UV-Absorption der Flüssigkeit. Dies macht sich bei der üblichen Verwendung von UV-Absorptionsdetektoren in HPLC-Systemen als erhöhtes Rauschen bemerkbar. Dissolved gases increase the UV absorption of the liquid. This is noticeable in the usual use of UV absorption detectors in HPLC systems as increased noise.
Bei Verringerung des Drucks (z.B. durch Ansaugunterdruck der Pumpe) können gelöste Gase wieder gasförmig werden und Blasen bilden, die die Funktion der Pumpe beeinträchtigen. When the pressure is reduced (for example, by the suction vacuum of the pump), dissolved gases may again become gaseous and form bubbles which interfere with the operation of the pump.
Bei höherer Temperatur, wie sie z.B. in der Chromatographie-Säule in der Regel (durch Reibungswärme und ggf. äu ßere Beheizung) auftritt, kann gelöstes Gas bereits bei normalem Umgebungsdruck wieder gasförmig werden und Blasen bilden. Dies führt bei praktisch allen üblichen Detektionsverfahren zu Störungen, z.B. Störpeaks im optischen Detektor oder Spray-Instabilitäten im Massenspektrometer. At a higher temperature, as occurs, for example, in the chromatography column usually (due to frictional heat and optionally external heating), dissolved gas can become gaseous again at normal ambient pressure and form bubbles. This leads to disturbances in practically all customary detection methods, eg interference peaks in the optical detector or spray instabilities in the mass spectrometer.
Diese Probleme treten verschärft auf, wenn wässrige und organische Lösungsmittel gemischt werden. In derartigen Mischungen ist die Löslichkeit von Gasen meist erheb- lieh geringer als in den reinen Lösungsmitteln. Nach dem Mischen ist das Lösungsmittel dann mit Gas übersättigt, was die Tendenz zur Blasenbildung extrem verschärft. Solange das gemischte Lösungsmittel unter hohem Druck steht, wird das Gas noch in Lösung gehalten, sobald sich der Druck aber dem Umgebungsdruck nähert, entstehen Blasen. These problems are exacerbated when aqueous and organic solvents are mixed. In such mixtures, the solubility of gases is usually considerably lower than in the pure solvents. After mixing, the solvent is then supersaturated with gas, which extremely aggravates the tendency to blister. As long as the mixed solvent is under high pressure, the gas is still kept in solution, but as the pressure nears ambient pressure, bubbles are created.
Ein weiteres Problem in der HPLC wird dadurch verursacht, dass die Lösungsmittel bei vielen Anwendungen bereits vor der Verwendung vorgemischt oder mit Additiven versetzt werden. Da die einzelnen Komponenten solcher Lösungsmittelmischungen unterschiedlich hohe Partialdrücke aufweisen, verdunsten sie unterschiedlich schnell (selek- tive Verdunstung), so dass sich das Mischungsverhältnis mit der Zeit verändert. Hierdurch verschlechtert sich die chromatographische Reproduzierbarkeit, die ein wesentliches Qualitätskriterium in der HPLC darstellt. Dies ist umso problematischer, je seltener die Lösungsmittel neu angesetzt werden. Um Flüssigkeiten zu entgasen, also die Menge an gelöstem Gas in den Flüssigkeiten zu reduzieren, existieren verschiedene bekannte Möglichkeiten. Another problem in HPLC is that the solvents are premixed or added to additives in many applications prior to use. Since the individual components of such solvent mixtures have different high partial pressures, they evaporate at different rates (selective evaporation), so that the mixing ratio changes over time. This deteriorates the chromatographic reproducibility, which is an essential quality criterion in HPLC. This is all the more problematic the less often the solvents are recirculated. In order to degas liquids, ie to reduce the amount of dissolved gas in the liquids, various known possibilities exist.
In der HPLC weit verbreitet ist die Online-Vakuum-Entgasung. Dabei passiert das zu entgasende Lösungsmittel eine Vakuumkammer, wobei das Lösungsmittel durch eine gaspermeable Membran oder einen gaspermeablen Schlauch vom Vakuum getrennt ist. Die gelösten Gase können im Unterschied zur Flüssigkeit durch die Membran hindurch auf die Vakuumseite diffundieren. Somit wird dem Lösungsmittel umso mehr gelöstes Gas entzogen, je länger es in der Vakuumkammer verweilt. Das grundsätzliche Verfahren ist schon seit langem bekannt und wird in folgenden Patentschriften, die sich mit speziellen Ausführungsformen befassen, erwähnt: DE 4139735 C3, DEIn the HPLC is widespread online vacuum degassing. In this case, the solvent to be degassed passes through a vacuum chamber, wherein the solvent is separated from the vacuum by a gas-permeable membrane or a gas-permeable tube. The dissolved gases, unlike the liquid, can diffuse through the membrane to the vacuum side. Thus, the more dissolved gas is removed from the solvent the longer it remains in the vacuum chamber. The basic method has been known for a long time and is mentioned in the following patents, which deal with specific embodiments: DE 4139735 C3, DE
4446270 C1 , DE 69828594 T2, EP 1529560 B1 . 4446270 C1, DE 69828594 T2, EP 1529560 B1.
Ein prinzipielles Problem der Online-Vakuumentgasung besteht darin, dass nicht nur gelöste Gase, sondern auch Lösungsmitteldämpfe die Membran passieren können. Dies führt dazu, dass vor allem flüchtige Komponenten der Lösungsmittel durch die Membran hindurch extrahiert werden (selektive Extraktion). Bei vorgemischten Lösungsmitteln bewirkt die selektive Extraktion eine unerwünschte, allmähliche Veränderung der Lösungsmittelzusammensetzung, insbesondere, wenn das Lösungsmittel längere Zeit in der Vakuumkammer verweilt. Dies ist vor allem dann der Fall, wenn die HPLC mit sehr niedrigen Flussraten im Bereich von einigen zig nl/min bis zu einigen μΙ/min arbeitet (Nano-HPLC). Nano-HPLC-Pumpen saugen meist nur in größeren Zeitabständen neues Lösungsmittel an, so dass das Lösungsmittel in der Vakuumkammer die meiste Zeit stillsteht. Dies führt zu besonders starker selektiver Extraktion und Schwankungen der Lösungsmittelzusammensetzung. Wegen dieser Probleme wird in der Nano-HPLC in der Regel keine Online-Vakuum-Entgasung verwendet. A fundamental problem of online vacuum degassing is that not only dissolved gases, but also solvent vapors can pass through the membrane. As a result, especially volatile components of the solvents are extracted through the membrane (selective extraction). For premixed solvents, selective extraction causes an undesirable, gradual change in the solvent composition, especially if the solvent lingers in the vacuum chamber for a long time. This is especially the case when HPLC operates at very low flow rates ranging from a few tens of n / min to several μ / min (nano-HPLC). Nano-HPLC pumps usually only absorb new solvent at longer intervals, so that the solvent in the vacuum chamber stands still most of the time. This leads to particularly strong selective extraction and variations in the solvent composition. Because of these problems, nano-HPLC usually does not use on-line vacuum degassing.
Aus dem US-Patent Nr. 4,133,767 ist ein Entgasungsverfahren bekannt, bei dem in der Lösungsmittelflasche ein Strom feiner Heliumbläschen durch das Lösungsmittel geleitet wird (Helium-Sparging). Das Helium selbst ist nur wenig löslich, transportiert aber andere gelöste Gase aus der Flüssigkeit. Dieses Verfahren ist wenig effizient und wegen des kontinuierlichen Heliumbedarfs relativ teuer, zudem werden außer den gelösten Gasen auch hier flüchtige Lösungsmittelkomponenten mit entfernt, was ähnlich wie bei der Online-Vakuum-Entgasung zu einer Änderung der Lösungsmittelzusammensetzung führen kann. Aus diesen Gründen wird das Helium-Sparging nur noch in Ausnahmefällen eingesetzt. US Pat. No. 4,133,767 discloses a degassing process in which a stream of fine helium bubbles is passed through the solvent in the solvent bottle (helium sparging). The helium itself is only slightly soluble, but it carries other dissolved gases out of the liquid. This process is less efficient and relatively expensive because of the continuous helium demand, also volatile solvent components are also removed here in addition to the dissolved gases, which, similar to the online vacuum degassing can lead to a change in the solvent composition. For these reasons, helium sparging is used only in exceptional cases.
Eine Vorentgasung von Lösungsmitteln wäre beispielsweise durch Erwärmen, Filtern, Ultraschallbehandlung, Vakuumbehandlung (Offline- Vakuum-Entgasung) oder eine Kombination dieser Verfahren möglich. Wenn das Lösungsmittel in der Lösungsmittelflasche danach wieder der Umgebungsluft ausgesetzt ist, diffundieren jedoch erneut Gase in die Flüssigkeit, bis sich wieder ein Gleichgewichtszustand einstellt. Wegen dieser Wiederbegasung ist der Effekt der Vorentgasung nicht dauerhaft, daher muss das Lösungsmittel entsprechend häufig frisch angesetzt werden. A pre-degassing of solvents would be possible for example by heating, filtering, sonication, vacuum treatment (offline vacuum degassing) or a combination of these methods. However, when the solvent in the solvent bottle is subsequently exposed to the ambient air, gases again diffuse into the liquid until an equilibrium state re-establishes. Because of this Wiederbegasung the effect of Vorentgasung is not permanent, therefore, the solvent must be prepared according to frequently fresh.
Auch um Probleme aufgrund der selektiven Verdunstung zu vermeiden, muss das Lösungsmittel entsprechend häufig frisch angesetzt werden. Dies verursacht zusätzli- chen Aufwand. Also, to avoid problems due to selective evaporation, the solvent must be freshly prepared accordingly often. This causes additional expense.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für die HPLC, insbesondere für die Nano-HPLC, ein Lösungsmittel-Vorratssystem zu schaffen, welches für eine ununterbrochene Betriebsdauer von mehreren Tagen bis Wochen geeignet ist, ohne Notwendigkeit einer Benutzerinteraktion (wie z.B. Erneuern der Lösungsmittel). The present invention is therefore based on the object for the HPLC, in particular for nano-HPLC, to provide a solvent storage system which is suitable for an uninterrupted service life of several days to weeks, without the need for user interaction (such as renewal of the solvents ).
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 , durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 sowie durch die Verwendung einer Spritze mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12 gelöst. This object is achieved by a method with the features of claim 1, by a device having the features of claim 7 and by the use of a syringe with the features of claim 12.
Nach der Erfindung ist das jeweilige Lösungsmittel in dem wenigstens einen Vorratsbehälter nahezu vollständig von der Umgebungsluft abgeschlossen, wobei auch Lufteinschlüsse bereits bei dem Befüllen vermieden oder nach dem Befüllen beseitigt werden können. Durch eine Verringerung des Behältervolumens bei der Abgabe (und entsprechender Vergrößerung des Behältervolumens beim Befüllen) von darin befindlichem Lösungsmittel bei gleichzeitigem durchgehenden gasdichten Abschluss gegenüber der Umgebungsluft kann vorteilhafterweise nicht nur ein zuvor entgastes Lösungsmittel aufgenommen sondern auch über die genannte Betriebsdauer vor Wiederbegasung aus der Umgebungsluft geschützt werden. According to the invention, the respective solvent in the at least one reservoir is almost completely sealed off from the ambient air, whereby air inclusions can already be avoided during filling or eliminated after filling. By reducing the container volume in the delivery (and corresponding increase in the container volume during filling) of solvent therein while continuous gas-tight closure relative to the ambient air can advantageously not only a previously degassed solvent recorded but also protected over the said operating time before Wiederbegasung from the ambient air become.
Da der Gasaustausch zwischen dem Lösungsmittel und der Umgebungsluft erfindungsgemäß in beide Richtungen verhindert wird, kann vorteilhafterweise nicht nur eine Wiederbegasung, sondern auch eine selektive Verdunstung vermieden werden. Since the gas exchange between the solvent and the ambient air according to the invention is prevented in both directions, not only a Wiederbegasung, but also a selective evaporation can be advantageously avoided.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung wird das Lösungsmittel von dem wenigstens einen Vorratsbehälter zu einer Fördereinrichtung, insbesondere einer Pumpe eines HPLC-Systems, im Wesentlichen ohne Unterdruck abgegeben bzw. von der Pumpe angesaugt, ohne dass im Vorratsbehälter oder in Verbindungsleitungen ein Unterdruck entsteht. Hierdurch wird neben vorstehend erläuterten Vorteilen zudem vermieden, dass durch Verringerung des Drucks (z.B. durch Ansaugunterdruck der Pumpe) gelöste Gase wieder gasförmig werden und sich Blasen bilden, die die Funktion der Pumpe beeinträchtigen können. In a preferred embodiment of the invention, the solvent is discharged from the at least one storage container to a conveyor, in particular a pump of an HPLC system, substantially without negative pressure or sucked by the pump without a negative pressure in the reservoir or in connecting lines. As a result, in addition to the advantages explained above, it is also avoided that by reducing the pressure (eg by suction vacuum of the Pump) dissolved gases become gaseous again and form bubbles that can affect the function of the pump.
Die Veränderbarkeit des Behältervolumens kann beispielsweise auf einfache Art und Weise mit einem starren Behältergrundkörper mit vorzugsweise gerader Behälterwand bzw. mit konstantem Querschnittsprofil realisiert werden, in welchem ein bewegbarer Deckel bzw. Verschluss das Behälterinnere in jedem Volumenzustand gasdicht abschließt. Hierbei kann der Deckel beispielsweise als Schwimmer oder Kolben ausgebildet sein, welcher mit seinem Au ßenumfang in den Innenumfang des Grundkörpers derart eingreift, dass er zwar frei beweglich ist, jedoch dennoch weitgehend gasdicht abschließt (Passung mit minimalem Spiel). The variability of the container volume can for example be realized in a simple manner with a rigid container body with preferably straight container wall or with a constant cross-sectional profile in which a movable lid or closure the container interior gas-tight in each volume state. Here, the lid may be formed, for example, as a float or piston, which engages with its Au ßenumfang in the inner circumference of the body so that it is indeed free to move, but still largely gas-tight manner (fit with minimal play).
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung kann der Deckel mit einer (geringen) Druckkraft vorbelastet werden, die beispielsweise durch Feder- oder Gewichtskraft aufgebracht werden kann. Der hierdurch in dem Behälter aufgebaute Druck sorgt beispielsweise dafür, dass die Pumpe auch dann zuverlässig Lösungsmittel ansaugt, wenn die Pumpe selbst noch nicht entlüftet wurde. In a preferred embodiment of the invention, the lid can be preloaded with a (small) compressive force that can be applied, for example, by spring force or weight. The pressure built up thereby in the container ensures, for example, that the pump reliably sucks in solvent even if the pump itself has not yet been vented.
In weiterer Ausgestaltung ist es auch denkbar, dass sich zwischen Deckelau ßenum- fang und Grundkörperinnenumfang wenigstens ein elastisches Dichtelement befindet. Dies hat den Vorteil, dass praktisch kein Spalt vorhanden ist, durch den Gase in oder aus den Lösungsmitteln diffundieren könnten. Um diesen Vorteil zu erreichen, ist das Dichtelement selbst ebenfalls ausreichend diffusionsdicht ausgebildet. Obwohl durch das elastische Dichtelement eine gewisse Reibung entsteht, genügt bei einem ausreichend großen Kolbenquerschnitt bereits ein geringer zu vernachlässigender Ansaugunterdruck im zulässigen Bereich, um diese Reibung zu überwinden. Zudem kann bei Behältern mit einem elastischen Dichtelement eine vorstehend erläuterte aufgebrachte Kraft (Vorspannung) die Reibung an der Dichtung kompensieren. In a further embodiment, it is also conceivable that at least one elastic sealing element is located between the cover outer circumference and the basic body inner circumference. This has the advantage that there is virtually no gap through which gases could diffuse into or out of the solvents. To achieve this advantage, the sealing element itself is also sufficiently diffusion-tight. Although a certain amount of friction is created by the elastic sealing element, with a sufficiently large piston cross section, a low negligible intake negative pressure in the permissible range is sufficient to overcome this friction. In addition, in containers with an elastic sealing element, an applied force (preload) explained above can compensate for the friction on the seal.
In besonderer Ausgestaltung der Erfindung wird der wenigstens eine Vorratsbehälter ohne Luft mit Lösungsmittel befüllt oder nach dem Befüllen durch Herausdrücken der Luft entlüftet. Die Lösungsmittel werden, soweit für die Anwendung erforderlich, in der üblichen Weise vorgemischt. Zudem können die Lösungsmittel vorzugsweise vor der Verwendung mit bekannten Methoden vorentgast werden. Hierzu bieten sich vorzugsweise solche Entgasungsverfahren an, die sich direkt in der Lösungsmittelflasche durchführen lassen, also Ultraschall, Wärme, Offline-Vakuum-Entgasung oder Kombinationen aus diesen Verfahren. In a particular embodiment of the invention, the at least one reservoir is filled with solvent without air or vented after filling by squeezing out the air. The solvents are, as far as necessary for the application, premixed in the usual way. In addition, the solvents may preferably before the Use to be pre-degassed using known methods. For this purpose, preferably offer such degassing, which can be carried out directly in the solvent bottle, ie ultrasound, heat, offline vacuum degassing or combinations of these methods.
In besonders bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung werden als Lösungsmittelbehälter Spritzen aus weitgehend gasundurchlässigem Material, wie beispielsweise Glas, verwendet. Geeignet sind z.B. sogenannte Ganzglasspritzen, bei denen sowohl der Zylinder als auch der Kolben aus Glas bestehen, ohne dass weitere Dichtungselemen- te benötigt werden. Selbstverständlich ist es aber auch denkbar, Spritzen mit elastischen Dichtelementen zwischen Kolben und Zylinder zu verwenden. Die vorentgasten Lösungsmittel werden in die Spritzen gefüllt bzw. durch Kolbenbewegung aufgezogen. Eventuell in den Spritzen mit eingeschlossene Luft kann nachfolgend herausgedrückt werden. Im Weiteren werden die Spritzen über gasdiffusionsdichte Verbindungs- Schläuche mit dem HPLC-System verbunden. In a particularly preferred embodiment of the invention, syringes made of substantially gas-impermeable material, such as glass, are used as the solvent container. Suitable are e.g. so-called all-glass syringes, in which both the cylinder and the piston are made of glass, without the need for further sealing elements. Of course, it is also conceivable to use syringes with elastic sealing elements between the piston and cylinder. The pre-degassed solvents are filled in the syringes or raised by piston movement. Eventually in the syringes with trapped air can be pushed out below. Furthermore, the syringes are connected to the HPLC system via gas-diffusion-tight connection hoses.
Die Spritzen sowie vorgenannte Behälter können statt aus Glas selbstverständlich auch aus anderen Materialien, wie beispielsweise Metall, Keramik, gasdichten Kunststoffen, etc., gefertigt sein, sofern diese die Anforderungen an chemische Beständig- keit und Gasdichtigkeit erfüllen. Es können aber auch Verbundmaterialien, wie z.B. metallbeschichtete Kunststoffe, verwendet werden. Dies bietet den Vorteil, dass die positiven Eigenschaften der verschiedenen Materialien, wie z.B. Unzerbrechlichkeit und geringe Gasdurchlässigkeit, kombiniert werden können. Der erfindungsgemäße Effekt kann grundsätzlich auch dadurch erreicht werden, dass anstelle von beweglichen Deckeln in starren Behältergrundkörpern die Lösungsmittelbehälter selbst ganz oder teilweise nachgiebig sind, z.B. in Form von Beuteln oder von Behältern mit deformierbaren Membranen. Für die Realisierung derartiger Ausführungsformen bieten sich Kunststoffe oder Elastomere an, welche jedoch in der Regel nicht ausreichend diffusionsdicht sind. Obwohl sich die praktische Umsetzung solcherOf course, instead of glass, the syringes and the aforementioned containers can also be made of other materials, such as metal, ceramic, gas-tight plastics, etc., provided that they meet the requirements of chemical resistance and gas-tightness. However, composite materials, such as e.g. metal-coated plastics. This offers the advantage that the positive properties of the different materials, e.g. Unbreakability and low gas permeability, can be combined. In principle, the effect according to the invention can also be achieved in that, instead of movable lids in rigid container base bodies, the solvent containers themselves are wholly or partly yielding, e.g. in the form of bags or of containers with deformable membranes. For the realization of such embodiments are offered to plastics or elastomers, which, however, are not usually sufficiently diffusion-tight. Although the practical implementation of such
Ausführungsformen daher schwierig gestaltet, ist sie bei entsprechender Materialwahl (zum Beispiel metallbeschichtete Kunststoffe o.ä.) nicht unmöglich. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird dem Effekt Rechnung getragen, dass die Bewegung der Deckel, insbesondere der Kolben der Spritzen, in unmittelbarem Zusammenhang mit dem Lösungsmittelverbrauch steht. Hierzu wird die Position der Kolben durch Anbringen (an, in dem Behälter oder in der Nähe des Behälters) von Weg- oder Positionssensoren erfasst, wobei die bekannten Prinzipien, wie zum Beispiel optische, induktive, kapazitive oder magnetische Sensoren ebenso wie mechanische Schalter o.ä. verwendbar sind. Auf diese Weise lässt sich der Füllstand der Spritze und damit die noch verfügbare Lösungsmittelmenge bestimmen. Im einfachsten Fall wird lediglich bei Unterschreiten eines bestimmten Füllstandes ein Signal gegeben, das beispielsweise einen Alarm auslösen oder die Pumpe stoppen kann. Mit aufwändigeren Sensoren, die die Position des Kolbens innerhalb eines Arbeitsbereichs messen, ist zudem eine kontinuierliche Überwachung realisierbar. Beispielsweise kann anhand einer Diskrepanz zwischen Lösungsmittelverbrauch und Lösungsmittelabgabe der Pumpe die Leckrate der Pumpe bestimmt werden. Embodiments therefore made difficult, it is not impossible with appropriate choice of material (for example, metal-coated plastics or the like). In a further embodiment of the invention, the effect is taken into account that the movement of the lid, in particular the piston of the syringes, is directly related to the solvent consumption. For this purpose, the position of the piston is detected by mounting (on, in the container or in the vicinity of the container) of displacement or position sensors, the known principles, such as optical, inductive, capacitive or magnetic sensors as well as mechanical switches o. ä. are usable. In this way, the level of the syringe and thus the amount of solvent still available can be determined. In the simplest case, a signal is given only when falling below a certain level, for example, can trigger an alarm or stop the pump. With more sophisticated sensors that measure the position of the piston within a working area, a continuous monitoring is also feasible. For example, based on a discrepancy between solvent consumption and solvent release of the pump, the leak rate of the pump can be determined.
Im Falle von Lösungsmitteln, welche vor Licht geschützt werden müssen, um Algenbildung oder chemischen Veränderungen entgegenzuwirken, kann der Lichtschutz durch Verwendung eingefärbter oder lichtundurchlässiger Behälter, insbesondere Spritzen, oder durch Verwendung einer entsprechenden Abdeckung erreicht werden. In the case of solvents which must be protected from light to counteract algae formation or chemical changes, light protection may be achieved by using colored or opaque containers, in particular syringes, or by using an appropriate cover.
Um einen Lösungsmittelvorrat für eine Betriebsdauer von mehreren Tagen bis Wochen zu gewährleisten, ist es in der HPLC, insbesondere Nano-HPLC, bei verwendeten geringen Flussraten im Bereich von einigen 10 nl/min bis zu einigen μΙ/min ausreichend, Behälter, insbesondere Spritzen, mit einem Nutzvolumen zwischen etwa 10 ml und 250 ml, z.B. 100 ml zu verwenden. Hierdurch werden die vorstehend erläutertenIn order to ensure a solvent supply for a service life of several days to weeks, it is sufficient in HPLC, in particular nano-HPLC, with low flow rates used in the range of some 10 nl / min to several μΙ / min, containers, in particular syringes, with a useful volume between about 10 ml and 250 ml, eg 100 ml to use. As a result, the above-explained
Vorteile über die gesamte genannte Betriebsdauer erzielt. Benefits over the entire operating life achieved.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigen: Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims. The invention will be explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the drawings. In the drawing show:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Nano-HPLC-Pumpe mit zwei Vorratsbehältern nach der Erfindung; Fig. 1 is a schematic view of a nano-HPLC pump with two storage containers according to the invention;
Fig. 2 eine vergrößerte Teilansicht des Aufbaus nach Fig. 1 und Fig. 2 is an enlarged partial view of the structure of FIG. 1 and
Fig. 3 eine schematische Teilansicht auf zwei Vorratsbehälter nach der Erfindung mit zusätzlichen Filterelementen. Fig. 3 is a schematic partial view of two reservoirs according to the invention with additional filter elements.
Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung für eine binäre Nano- HPLC-Pumpe 3, also eine Nano-HPLC-Pumpe, die mit zwei unterschiedlichen Lösungsmitteln 100a und 100b arbeitet. Die Lösungsmittel 100a und 100b befinden sich in den als Vorratsbehälter dienenden Spritzen 1 a und 1 b, vorzugsweise Ganzglasspritzen mit beispielsweise 100 ml Nennvolumen, die über Verbindungsleitungen 2a und 2b mit den Eingängen 3a und 3b der Pumpe 3 verbunden sind. Ein Lösungsmittelvorrat von 100 ml genügt bei Nano-HPLC-Systemen für eine Betriebsdauer von etlichen Tagen bis Wochen, wobei selbstverständlich auch kleinere Volumina von einigen ml, beispielsweise 1 ml bis 10 ml oder bis zu 50 ml, hierfür geeignet sind. Für Systeme mit höheren Flussraten können entsprechend größere Volumina von beispielsweise 200 ml bis 500 ml verwendet werden. 1 shows a preferred embodiment of the invention for a binary nano-HPLC pump 3, ie a nano-HPLC pump, which operates with two different solvents 100a and 100b. The solvents 100a and 100b are located in the syringes 1 a and 1 b serving as storage containers, preferably all-glass syringes with, for example, 100 ml nominal volume, which are connected to the inlets 3a and 3b of the pump 3 via connecting lines 2a and 2b. A solvent supply of 100 ml is sufficient in nano-HPLC systems for a service life of several days to weeks, which of course smaller volumes of a few ml, for example 1 ml to 10 ml or up to 50 ml, are suitable for this purpose. For higher flow rate systems, correspondingly larger volumes of, for example, 200 ml to 500 ml may be used.
Für Pumpen mit mehr oder weniger als zwei Lösungsmittel-Kanälen können entsprechend mehr oder weniger Spritzen und Verbindungsleitungen vorgesehen sein. Die Pumpe 3 mischt und dosiert die beiden Lösungsmittel 100a und 100b, wie für die jeweilige Anwendung erforderlich, und stellt an ihrem Ausgang 3c die Lösungsmittelmischung für den Rest des HPLC-Systems zur Verfügung. Dies ist durch den Pfeil 4 angedeutet. Als Spritzen 1 a und 1 b, sowie für eventuelle weitere notwendige Spritzen können vorzugsweise Ganzglasspritzen eingesetzt werden, welche vorteilhafterweise als Massen produkt kostengünstig erhältlich sind. Vorteilhafterweise sind Glasspritzen gegen die in der HPLC üblichen Lösungsmittel beständig, leicht zu reinigen und geben nahezu keine Fremdstoffe an die Lösungsmittel ab. Die Verwendung von relativ großen (1 ml bis 10 ml, bis zu 50 ml und bis zu 100 ml oder auch bis zu 250 ml) Ganzglasspritzen hat neben den oben erwähnten Vorteilen den weiteren Vorteil, dass der Kolbenquerschnitt relativ groß ist - beispielsweise be- trägt der Kolbenquerschnitt bei einem Spritzenvolumen von 100 ml etliche cm2. Falls durch Schmutz zwischen Kolben und Zylinder Reibung entsteht, kann diese aufgrund des relativ großen Kolbenquerschnitts leicht durch den äu ßeren Luftdruck überwunden werden. Weiterhin ist bei dichtungslosen Ganzglasspritzen der Kolben sehr leichtgängig, so dass die Kolbenbewegung nicht durch Reibungskräfte behindert wird. Somit entsteht beim Ansaugen kein bzw. kein nennenswerter Unterdruck. For pumps with more or less than two solvent channels, more or fewer syringes and connecting lines may be provided accordingly. The pump 3 mixes and doses the two solvents 100a and 100b as required by the particular application and provides at its outlet 3c the solvent mixture for the rest of the HPLC system. This is indicated by the arrow 4. As syringes 1 a and 1 b, and for any other necessary syringes Ganzglasspritzen can preferably be used, which are advantageously available as a mass-produced product cost. Advantageously, glass syringes are resistant to the solvents customary in HPLC, easy to clean and donate almost no impurities to the solvent. The use of relatively large (1 ml to 10 ml, up to 50 ml and up to 100 ml or even up to 250 ml) Ganzglasspritzen has in addition to the advantages mentioned above, the further advantage that the piston cross section is relatively large - for example the piston cross-section with a syringe volume of 100 ml several cm 2 . If due to dirt between the piston and cylinder friction occurs, this can be easily overcome by the externa ßeren air pressure due to the relatively large piston cross section. Furthermore, in sealless Ganzglasspritzen the piston is very smooth, so that the piston movement is not hindered by friction forces. Thus, no or no appreciable negative pressure is created during suction.
Die in den Zeichnungen dargestellte senkrechte Anordnung der Spritzen 1 a, 1 b mit dem nach unten gerichteten Anschlussstutzen 13 ist zwar zweckmäßig, aber nicht zwingend erforderlich. The vertical arrangement of the syringes 1 a, 1 b shown in the drawings with the downwardly directed connection piece 13 is expedient, but not mandatory.
Im Folgenden wird die genaue Arbeitsweise der Erfindung und der Aufbau der Spritzen 1 a und 1 b anhand von Fig. 2 erläutert. Hierbei entsprechen die folgenden Merkmale 1 , 2 und 100 den Merkmalen 1 a, 1 b; 2a, 2b und 100a, 100b. Die übrigen in Fig. 2 dargestellten Merkmale 10-14 stehen für die in den Spritzen 1 a und 1 b selbstverständlich ebenfalls identisch vorhandenen Merkmale. In the following, the exact operation of the invention and the structure of the syringes 1 a and 1 b will be explained with reference to FIG. 2. Here, the following features 1, 2 and 100 correspond to the features 1 a, 1 b; 2a, 2b and 100a, 100b. The remaining features 10-14 shown in Fig. 2 are for the in the syringes 1 a and 1 b, of course, also identical features present.
Die Ganzglasspritze 1 (als vergrößertes Beispiel der Spritzen 1 a und 1 b) hat ein ausreichend großes Nutzvolumen von beispielsweise 1 ml bis 10 ml, oder 10 ml bis zu 250 ml, vorzugsweise 100 ml, um einen Lösungsmittelvorrat für eine Betriebsdauer eines HPLC-Systems von mehreren Tagen bis Wochen aufzunehmen. In der Spritze 1 befindet sich der zuvor entgaste Lösungsmittelvorrat 100. The all-glass syringe 1 (as an enlarged example of the syringes 1 a and 1 b) has a sufficiently large useful volume of, for example, 1 ml to 10 ml, or 10 ml up to 250 ml, preferably 100 ml, to a solvent supply for an operating time of an HPLC system from several days to weeks. In the syringe 1 is the previously degassed solvent reservoir 100th
Die Spritze 1 weist einen in der Zeichnung nach unten gerichteten Anschlussstutzen 13 auf, an welchen eine gasdichte Leitung 2 angeschlossen ist. Diese gasdichte Leitung 2 führt zu der zu versorgenden (in Fig. 1 dargestellten) Pumpe 3, wobei durch den Pfeil 20 die Flussrichtung des Lösungsmittels 100 in der Leitung 2 angedeutet ist. Die Spritze 1 besteht aus einem Zylinder 10, dessen Innenraum nach oben hin durch den ebenfalls aus Glas bestehenden Kolben 1 1 abgeschlossen ist. Beide Teile sind so gefertigt, dass zwischen Innenumfang des Zylinders 1 1 und Au ßenumfang des ebenfalls zylindrischen Kolbens 1 1 nur ein äu ßerst schmaler umlaufender Dichtspalt 12 bzw. eine zylinderförmige Spaltfläche (in Form eines im nicht dargestellten Querschnitt ausgebildeten Ringspalts) verbleibt, der bzw. die die Dichtwirkung der Spritze 1 sicherstellt. Dieser Spalt 12 ist in Fig. 2 nur zur besseren Erkennbarkeit übermäßig breit dargestellt. The syringe 1 has a downwardly directed in the drawing connecting piece 13, to which a gas-tight line 2 is connected. This gas-tight line 2 leads to the pump 3 to be supplied (shown in FIG. 1), the direction of flow of the solvent 100 in the line 2 being indicated by the arrow 20. The syringe 1 consists of a cylinder 10, whose interior is closed at the top by the also made of glass piston 1 1. Both parts are made that between the inner circumference of the cylinder 1 1 and Au ßenumfang of the likewise cylindrical piston 1 1 only an externa ßer narrow circumferential sealing gap 12 and a cylindrical gap surface (in the form of a cross section formed in the annular gap) remains, the or the sealing effect of the syringe 1 ensures. This gap 12 is shown in Fig. 2 only for better visibility excessively wide.
Das Material von Zylinder 10 und Kolben 1 1 sowie die am Stutzen 13 angeschlossene Verbindungsleitung sind gasundurchlässig, deshalb könnte ein Gasaustausch zwischen Lösungsmittel und Umgebungsluft allenfalls entlang des Dichtspalts 12 zwischen Zylinder und Kolben stattfinden. Dieser umlaufende Dichtspalt ist jedoch so eng wie möglich bemessen und stellt daher einen extrem schmalen und vergleichsweise langen Pfad zwischen dem Lösungsmittel 100 und der Umgebungsluft dar. Somit findet nahezu kein Gasaustausch zwischen dem Lösungsmittel 100 und der Umgebungsluft statt. Wenn die HPLC-Pumpe 3 Lösungsmittel ansaugt, verringert sich das in der Spritze 1 befindliche Lösungsmittelvolumen 100. Hierdurch bewegt sich der frei bewegliche Kolben 1 1 entsprechend nach, wie es in Fig. 2 durch den Pfeil 14 angedeutet ist. Somit tritt während dieses Vorgangs keine Luft in die Spritze 1 ein, und es entsteht kein oder zumindest kein nennenswerter Unterdruck. Das in der Spritze 1 befindliche Lösungs- mittel 100 bleibt dabei von der Au ßenluft abgeschlossen. The material of cylinder 10 and piston 1 1 and the connecting line 13 connected to the connection line are gas-impermeable, therefore, a gas exchange between solvent and ambient air could possibly take place along the sealing gap 12 between the cylinder and piston. However, this circumferential sealing gap is dimensioned as narrow as possible and therefore represents an extremely narrow and comparatively long path between the solvent 100 and the ambient air. Thus, there is almost no gas exchange between the solvent 100 and the ambient air. When the HPLC pump 3 aspirates solvent, the solvent volume 100 contained in the syringe 1 is reduced. As a result, the freely movable piston 1 1 moves according to, as indicated in Fig. 2 by the arrow 14. Thus, during this process, no air enters the syringe 1, and there is no or at least no appreciable negative pressure. The solvent 100 contained in the syringe 1 remains closed by the outside air.
Zusätzlich verhindern die Spritzen 1 bzw. 1 a und 1 b weitgehend den Zutritt von Schmutz, beispielsweise Staub oder Flüssigkeitströpfchen aus der Umgebungsluft, zu den Lösungsmitteln. Dadurch können vorteilhafterweise unerwünschte Kontaminatio- nen der Lösungsmittel 100 bzw. 100a und 100b vermieden werden. In addition, the syringes 1 and 1 a and 1 b largely prevent the ingress of dirt, such as dust or liquid droplets from the ambient air, to the solvents. As a result, undesirable contaminations of the solvents 100 or 100a and 100b can advantageously be avoided.
Das Befüllen der Spritzen kann im einfachsten Fall manuell erfolgen, indem der Anschlussstutzen 13 entweder direkt oder über eine Verbindungsleitung in den Behälter mit dem vorentgasten Lösungsmittel gehalten wird und dann das gewünschte Lö- sungsmittelvolumen durch Betätigen des Kolbens 1 1 angesaugt wird. Anschließend kann bei Bedarf etwaig mitangesaugte Luft aus der Spritze herausgedrückt werden, da diese sonst mit der Zeit wieder in Lösung gehen könnte. Danach wird wieder die Verbindungsleitung 2 an den Anschlussstutzen 13 angeschlossen. Für ein bequemeres Befüllen können zusätzliche Vorrichtungen wie Absperrventile und Verzweiger in die Verbindungsleitung 20 geschaltet werden. Hierdurch lässt sich verhindern, dass beim normalen Befüllen Luft eingebracht wird, so dass ein Entlüften nur beim erstmaligen Befüllen nötig ist. Ebenso kann das Befüllen über eine Pumpe erfolgen. The filling of the syringes can be done manually in the simplest case by the connecting piece 13 is held either directly or via a connecting line in the container with the vorentgasten solvent and then the desired solvent volume is sucked by operating the piston 1 1. Subsequently, if necessary mitged-sucked air can be forced out of the syringe, as this could otherwise go into solution over time. Thereafter, the connecting line 2 is connected to the connecting piece 13 again. For a more convenient filling additional devices such as shut-off valves and branching can be switched into the connecting line 20. This makes it possible to prevent air from being introduced during normal filling, so that venting is only necessary when filling for the first time. Likewise, the filling can be done by a pump.
In der HPLC werden in der Regel in den Ansaugpfad der Pumpe Filterelemente eingebaut, um etwa im Lösungsmittel vorhandene Partikel von der Pumpe fernzuhalten. Meist sind diese Filterelemente direkt auf die Ansaugleitungen aufgesteckt und hängen somit in den Lösungsmittelbehältern. Dies ist bei der erfindungsgemäßen Lösung nicht ohne weiteres möglich. In HPLC, filter elements are usually incorporated into the suction path of the pump to keep particles present in the solvent from the pump. Most of these filter elements are attached directly to the suction lines and thus hang in the solvent containers. This is not readily possible with the solution according to the invention.
Stattdessen können, wie in Fig. 3 dargestellt, Filterelemente 5a, 5b zweckmäßigerweise zwischen den Spritzen 1 a, 1 b und der Pumpe 3 in die Verbindungsleitungen 2a, 2b eingefügt werden. Bei der in Fig. 3 dargestellten Lösung sind die Filterelemente beispielsweise direkt auf die Spritzen bzw. deren Anschlussstutzen 13 aufgesteckt. Instead, as shown in Fig. 3, filter elements 5a, 5b are expediently inserted between the syringes 1 a, 1 b and the pump 3 in the connecting lines 2a, 2b. In the solution shown in Fig. 3, the filter elements are attached, for example, directly to the syringe or its connection piece 13.
Selbstverständlich ist es aber auch denkbar, bereits beim Befüllen der Spritzen Filter zwischenzuschalten, um eventuelle Partikel gar nicht erst in die Spritzen gelangen zu lassen. Diese müssen dann jedoch im Betrieb weggelassen oder umgedreht werden, da sich die Flussrichtung (Aufnahmerichtung zu Abgaberichtung) dann umkehrt. Of course, it is also conceivable to interpose filter already when filling the syringes in order to prevent any particles from getting into the syringes. However, these must then be omitted or reversed during operation, since the flow direction (recording direction to discharge direction) then reverses.
Bezugszeichenliste , 1a, b GanzglasspritzenList of Reference Numerals, 1a, b Ganzglasspritzen
, 2a, b Verbindungsleitungen , 2a, b connecting lines
Nano-HPLC-Pumpe Nano-HPLC-pump
c Ausgang c output
Pfeil in Richtung Rest des HPLC-Systemsa, b Filterelemente Arrow towards the rest of the HPLC systema, b filter elements
0 Zylinder 0 cylinder
1 Kolben1 piston
2 Dichtspalt2 sealing gap
3 Anschlussstutzen3 connecting pieces
0 Pfeil für die Flussrichtung des Lösungsmittels00, 100a, 100b Lösungsmittel 0 arrow for the flow direction of the solvent 100, 100a, 100b solvent

Claims

Patentansprüche claims
1 . Verfahren zur Versorgung von HPLC-Systemen mit wenigstens einem Lösungsmittel (100, 100a, 100b), dadurch gekennzeichnet, dass aus wenigstens einem gasdicht abgeschlossen Vorratsbehälter (1 , 1 a, 1 b) das Lösungsmittel (100, 100a, 100b) abgegeben wird, wobei das Behältervolumen in demselben Maße abnimmt, wie das Lösungsmittel (100, 100a, 100b) aus dem Behälter austritt. 1 . Method for supplying HPLC systems with at least one solvent (100, 100a, 100b), characterized in that the solvent (100, 100a, 100b) is dispensed from at least one gas-tightly sealed storage container (1, 1a, 1b), wherein the volume of the container decreases as the solvent (100, 100a, 100b) exits the container.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittel (100, 100a, 100b) von dem wenigstens einen Vorratsbehälter (1 , 1 a, 1 b) zu einer Fördereinrichtung (3) eines HPLC-Systems im Wesentlichen ohne Unterdruck abgegeben wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that the solvent (100, 100a, 100b) from the at least one storage container (1, 1 a, 1 b) to a conveyor (3) of an HPLC system is discharged substantially without negative pressure ,
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Behältervolumen abnimmt, indem sich ein in einem starren Behältergrundkörper (10) beweglicher Deckel (1 1 ) in Richtung des Behälterinneren bewegt. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the container volume decreases by moving in a rigid container base body (10) movable cover (1 1) in the direction of the container interior.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Vorratsbehälter (1 , 1 a, 1 b) ohne Luft befüllt wird oder nach dem Befüllen durch Herausdrücken der Luft entlüftet wird. 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the at least one storage container (1, 1 a, 1 b) is filled without air or is vented after filling by squeezing out the air.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Deckel (1 1 ) einer geringen Druckkraft in Richtung zum Behälterinneren vorbelastet wird. 5. The method according to claim 3 or 4, characterized in that the movable lid (1 1) is biased a low compressive force in the direction of the container interior.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des Deckels (1 1 ) erfasst wird, um den Füllstand und/oder den Entleerund/oder Befüllvorgang zu überwachen. 6. The method according to any one of claims 3 to 5, characterized in that the movement of the lid (1 1) is detected to monitor the level and / or the emptying and / or filling process.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit wenigstens einem Vorratsbehälter (1 , 1 a, 1 b), dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Vorratsbehälter (1 , 1 a, 1 b) gasdicht abgeschlossen ist und aus dem wenigstens einen Vorratsbehälter (1 , 1 a, 1 b) ein darin enthaltenes Lösungsmittel (100, 100a, 100b) abgegeben werden kann, wobei das Behältervolumen in demselben Maße abnimmt, wie das Lösungsmittel (100, 100a, 100b) aus dem Behälter (1 , 1 a, 1 b) austritt. 7. An apparatus for performing the method according to any one of the preceding claims with at least one reservoir (1, 1 a, 1 b), characterized in that the at least one reservoir (1, 1 a, 1 b) is gas-tight and from the at least a reservoir (1, 1 a, 1 b) a solvent contained therein (100, 100a, 100b) can be discharged, wherein the container volume decreases to the same extent as the solvent (100, 100a, 100b) from the container (1, 1 a, 1 b) emerges.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Vorratsbehälter (1 , 1 a, 1 b) aus einem starren Behältergrundkörper (10) besteht, in welchem sich ein das Behälterinnere abschließender und das Behältervolumen veränderbarer beweglicher Deckel (1 1 ) befindet. 8. The device according to claim 7, characterized in that the at least one storage container (1, 1 a, 1 b) consists of a rigid container base body (10), in which a container interior of the final and the container volume variable movable lid (1 1) located.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Behältergrundkörper als Zylinder (10) und der Deckel als Kolben (1 1 ) oder Schwimmer ausgebildet ist. 9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the container base body as a cylinder (10) and the lid as a piston (1 1) or float is formed.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (1 1 ) mit einer geringen zum Behälterinneren wirkenden Druckkraft vorbelastet ist. 10. The device according to claim 8 or 9, characterized in that the lid (1 1) is biased with a small pressure acting on the container interior compressive force.
1 1 . Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass an oder in dem wenigstens einen Vorratsbehälter (1 , 1 a, 1 b) wenigstens ein Sensor angeordnet ist, um die Bewegung des Deckels (1 1 ) zu erfassen. 1 1. Device according to one of claims 8 to 10, characterized in that on or in the at least one storage container (1, 1 a, 1 b) at least one sensor is arranged to detect the movement of the lid (1 1).
12. Verwendung einer Spritze (1, 1a, 1b), mit wenigstens einem Zylinder (10) aus Glas, als Vorratsbehälter (1 , 1a, 1b) nach einem der Ansprüche 7 bis 11. 12. Use of a syringe (1, 1a, 1b), with at least one cylinder (10) made of glass, as a storage container (1, 1a, 1b) according to one of claims 7 to 11.
PCT/DE2012/100066 2011-03-15 2012-03-14 Solvent storage system for hplc systems with low flow rates WO2012122980A1 (en)

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DE201110001270 DE102011001270A1 (en) 2011-03-15 2011-03-15 Solvent supply system for low flow rate HPLC systems
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