DE102012217855A1 - Sample injection needle for sample injection device for injecting fluid sample in measuring device, has needle body and needle lumen with cross-sectional surface for conducting fluid sample which is formed in needle body - Google Patents
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Abstract
Description
TECHNISCHER HINTERGRUNDTECHNICAL BACKGROUND
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Probeninjektionsnadel, eine Probeninjektionsvorrichtung, ein Messgerät und ein Herstellungsverfahren.The present invention relates to a sample injection needle, a sample injection device, a measuring device and a manufacturing method.
In einer HPLC wird typischerweise eine Flüssigkeit (mobile Phase) bei einer sehr genau kontrollierten Flussrate (zum Beispiel im Bereich von Mikrolitern bis Millilitern pro Minute) und bei einem hohen Druck (typischerweise 20 bis 1000 bar und darüber hinausgehend, derzeit bis zu 2000 bar), bei dem die Kompressibilität der Flüssigkeit spürbar ist, durch eine stationäre Phase (zum Beispiel eine chromatographische Säule) bewegt, um einzelne Komponenten einer in die mobile Phase eingebrachten Probenflüssigkeit voneinander zu trennen. Ein solches HPLC-System ist zum Beispiel aus der
Für Flüssigchromatographie ist es erforderlich, eine zu untersuchende Fluid-Probe in das System zu injizieren. In solchen und anderen Messgeräten kann somit ein Injektor zum Injizieren einer Fluid-Probe in einen Pfad zwischen einer Hochdruckpumpe und einer Trennsäule vorgesehen sein. In einer solchen Injektorschleife kann eine Nadel in einem Sitz angeordnet sein, wobei zur Aufnahme der Fluid-Probe die Nadel aus dem Sitz heraus fährt, in ein Probengefäß zum Einsaugen der Fluid-Probe eintaucht und anschließend in den Sitz zurückfährt. Nach Umschalten eines Injektionsventils wird die so aufgenommene Fluid-Probe in den Hochdruckpfad zwischen Hochdruckpumpe und Trennsäule gebracht.For liquid chromatography, it is necessary to inject a fluid sample to be tested into the system. Thus, in such and other meters, an injector may be provided for injecting a fluid sample into a path between a high pressure pump and a separation column. In such an injector loop, a needle may be disposed in a seat, wherein for receiving the fluid sample, the needle moves out of the seat, immersed in a sample vessel for aspirating the fluid sample and then retracts into the seat. After switching over an injection valve, the fluid sample thus accommodated is brought into the high-pressure path between the high-pressure pump and the separation column.
In einem alternativen Konzept kann eine Injektornadel sitzfrei betrieben werden, indem sie in einen Behälter mit einer anzusaugenden Flüssigkeit eingetaucht wird und die Flüssigkeit dann durch die Injektornadel in eine Flüssigkeitsaufnahmeschleife zur Weiterverarbeitung eingezogen wird.In an alternative concept, an injector needle can be operated seat-free by immersing it in a container with a liquid to be aspirated and then drawing the liquid through the injector needle into a fluid receiving loop for further processing.
Injektionsventile können einen Stator mit Ports (und optional Kanälen) und einen Rotor mit Kanälen aufweisen, wobei die Ports statisch an Fluidleitungen angeschlossen sein können und die Kanäle mit dem Rotor gedreht werden können, um so in unterschiedlichen Schaltstellungen verschiedene der Ports mittels eines jeweiligen Kanals fluidisch zu koppeln und andere der Ports fluidisch zu entkoppeln.Injection valves may include a stator with ports (and optionally channels) and a rotor with channels, which ports may be statically connected to fluid conduits and the channels may be rotated with the rotor so as to fluidly communicate in different positions of different ports via a respective channel to couple and fluidly decouple other of the ports.
Injektornadeln sind zum Beispiel in
OFFENBARUNGEPIPHANY
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Injektornadel zum Probenbeladen in einem Messgerät bereitzustellen, die vielfältig einsetzbar ist. Die Aufgabe wird mittels der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen gezeigt.It is an object of the invention to provide an injector needle for loading samples in a measuring device, which can be used in a variety of ways. The object is achieved by means of the independent claims. Further embodiments are shown in the dependent claims.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Probeninjektionsnadel für eine Probeninjektionsvorrichtung zum Injizieren einer Fluid-Probe (insbesondere einer flüssigen Probe) in ein Messgerät geschaffen, wobei die Probeninjektionsnadel einen Nadelkörper, ein erstes Nadellumen mit einer ersten Querschnittsfläche zum Durchführen der Fluid-Probe, das in dem Nadelkörper gebildet ist, und ein zweites Nadellumen mit einer zweiten Querschnittsfläche zum Durchführen der Fluid-Probe aufweist, das in dem Nadelkörper gebildet ist, wobei die zweite Querschnittsfläche (insbesondere an einem Fluidaufnahmeende des Nadelkörpers) kleiner als die erste Querschnittsfläche ist.According to an exemplary embodiment of the present invention, there is provided a sample injection needle for a sample injection device for injecting a fluid sample (especially a liquid sample) into a meter, the sample injection needle having a needle body, a first needle lumen having a first cross-sectional area for passing the fluid sample, formed in the needle body and having a second needle lumen having a second cross-sectional area for passing the fluid sample formed in the needle body, the second cross-sectional area (particularly at a fluid receiving end of the needle body) being smaller than the first cross-sectional area.
Gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel ist eine Probeninjektionsvorrichtung zum Injizieren einer Fluid-Probe bereitgestellt, wobei die Probeninjektionsvorrichtung eine erste Probenaufnahmeeinrichtung (insbesondere eine erste Probenschleife, „sample loop”) zur Aufnahme eines ersten Probenvolumens, eine zweite Probenaufnahmeeinrichtung (insbesondere eine zweite Probenschleife, „sample loop”) zur Aufnahme eines zweiten Probenvolumens, das kleiner als das erste Probenvolumen ist, und eine Probeninjektionsnadel mit den oben beschriebenen Merkmalen aufweist, die selektiv mit der ersten Probenaufnahmeeinrichtung oder mit der zweiten Probenaufnahmeeinrichtung fluidisch koppelbar oder gekoppelt ist, so dass selektiv Fluid-Probe durch das erste Nadellumen in die erste Probenaufnahmeeinrichtung überführbar ist und/oder Fluid-Probe durch das zweite Nadellumen in die zweite Probenaufnahmeeinrichtung überführbar ist.According to another exemplary embodiment, a sample injection device is provided for injecting a fluid sample, wherein the sample injection device comprises a first sample receiving device (in particular a first sample loop for receiving a first sample volume, a second sample receiving device (in particular a second sample loop) loop ") for receiving a second sample volume that is smaller than the first sample volume, and having a Probeninjektionsnadel with the features described above, which is selectively coupled fluidically coupled or coupled to the first sample receiving device or with the second sample receiving device, so that selectively fluid sample can be transferred through the first needle lumen into the first sample receiving device and / or fluid sample can be transferred through the second needle lumen into the second sample receiving device.
Gemäß noch einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel ist ein Messgerät zum Untersuchen einer Fluid-Probe geschaffen, wobei das Messgerät eine Probeninjektionsvorrichtung mit den oben beschriebenen Merkmalen zum Injizieren der Fluid-Probe selektiv in die erste Probenaufnahmeeinrichtung und/oder in die zweite Probenaufnahmeeinrichtung, eine erste Probenmesseinrichtung, die zum Untersuchen der Fluid-Probe eingerichtet ist und die zum Injizieren der in der ersten Probenaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Fluid-Probe in die erste Probenmesseinrichtung mit der ersten Probenaufnahmeeinrichtung koppelbar ist, und eine zweite Probenmesseinrichtung aufweist, die zum Untersuchen der Fluid-Probe eingerichtet ist und die zum Injizieren der in der zweiten Probenaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Fluid-Probe in die zweite Probenmesseinrichtung mit der zweiten Probenaufnahmeeinrichtung koppelbar ist.In accordance with yet another exemplary embodiment, a meter is provided for inspecting a fluid sample, wherein the meter includes a sample injection device having the above-described features for injecting the fluid sample selectively into the first sample receiving device and / or into the second sample receiving device, a first sample measuring device. adapted for examining the fluid sample and being couplable to inject the fluid sample received in the first sample receiving means into the first sample measuring means with the first sample receiving means, and a second sample measuring means adapted to examine the fluid sample; for injecting the in the second sample receiving means recorded fluid sample in the second sample measuring device with the second sample receiving device can be coupled.
Gemäß noch einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel ist ein Verfahren zum Herstellen einer Probeninjektionsnadel für eine Probeninjektionsvorrichtung zum Injizieren einer Fluid-Probe bereitgestellt, wobei bei dem Verfahren ein erstes Nadellumen mit einer ersten Querschnittsfläche zum Durchführen der Fluid-Probe in einem Nadelkörper gebildet wird, und ein zweites Nadellumen mit einer zweiten Querschnittsfläche zum Durchführen der Fluid-Probe in dem Nadelkörper gebildet wird, wobei die zweite Querschnittsfläche (insbesondere an einem Fluidaufnahmeende des Nadelkörpers) kleiner als die erste Querschnittsfläche ausgebildet wird.According to yet another exemplary embodiment, there is provided a method of manufacturing a sample injection needle for a sample injecting device for injecting a fluid sample, the method comprising forming a first needle lumen having a first cross-sectional area for passing the fluid sample into a needle body, and a second needle lumen Needle lumen is formed with a second cross-sectional area for performing the fluid sample in the needle body, wherein the second cross-sectional area (in particular at a fluid receiving end of the needle body) is formed smaller than the first cross-sectional area.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann eine einzige solche mehrlumige Probeninjektionsnadel zum Beispiel mittels eines Injektionsventils selektiv mit einer ersten Probenaufnahmeeinrichtung oder mit einer zweiten Probenaufnahmeeinrichtung fluidisch koppelbar oder gekoppelt sein, so dass selektiv Fluid-Probe durch das erste Nadellumen in die erste Probenaufnahmeeinrichtung überführbar ist oder alternativ Fluid-Probe durch das zweite Nadellumen in die zweite Probenaufnahmeeinrichtung überführbar ist. Das jeweils andere Nadellumen kann derweil deaktiviert sein, um dann keine Fluid-Probe zu transportieren. Somit kann erfindungsgemäß die Probeninjektionsnadel, die in einen Probenbehälter zum Aufnehmen von Fluid-Probe eintauchen kann, zwei Lumen unterschiedlicher Querschnittsfläche aufweisen. Dann kann durch Handhabung nur einer einzigen Probeninjektionsnadel Fluid-Probe selektiv durch das erste Nadellumen in die erste Probeninjektionsleitung oder durch das zweite Nadellumen in die zweite Probeninjektionsleitung gefördert werden. Das Vorsehen einer solchen doppellumigen (oder allgemein mehrlumigen, d. h. es können auch drei oder mehr Nadellumen in der Probeninjektionsnadel gebildet sein) Injektionsnadel ermöglicht eine kompakte Ausgestaltung einer Probeninjektionsvorrichtung, die mittels Handhabens nur einer Probeninjektionsnadel zwei Probenmesseinrichtungen oder dergleichen mit Fluid-Probe versorgen kann.According to an exemplary embodiment of the invention, a single such multi-lumen sample injection needle may be selectively coupled or coupled to a first sample receiving device or to a second sample receiving device by means of an injection valve selectively so that fluid sample may be selectively transferred through the first needle lumen into the first sample receiving device Alternatively, fluid sample can be transferred through the second needle lumen into the second sample receiving device. In the meantime, the other needle lumen can be deactivated so that no fluid sample can be transported. Thus, according to the invention, the sample injection needle, which can dip into a sample container for receiving fluid sample, have two lumens of different cross-sectional area. Then, by handling only a single sample injection needle, fluid sample can be selectively delivered through the first needle lumen into the first sample injection line or through the second needle lumen into the second sample injection line. The provision of such a double-lumen (or generally multi-lumen, i.e., three or more needle lumens may be formed in the sample injection needle) injection needle enables a compact embodiment of a sample injection device that can provide two sample meters or the like with fluid sample by manipulating only one sample injection needle.
Somit ist eine mehrlumige Probeninjektionsnadel geschaffen, deren mehrere Innenlumen mit unterschiedlichen fluidischen Pfaden gekoppelt sein oder werden können. Auf diese Weise ist es möglich, zum Beispiel nur eine einzige Probeninjektionsnadel einzusetzen, die gleichzeitig einen präparativen Injektionspfad und einen analytischen Injektionspfad bedient. Ein präparativer Injektionspfad ist durch eine große Probenmenge gekennzeichnet, die dort prozessiert wird. Das erste Nadellumen mit der größeren Querschnittsfläche kann den präparativen Injektionspfad mit Fluid-Probe versorgen. Dahingegen kann ein analytischer Injektionspfad ein für eine bestimmte Analyse erforderliches Handhaben einer wesentlich geringeren Probenmenge zum Gegenstand haben. Das zweite Nadellumen mit der kleineren Querschnittsfläche kann den analytischen Injektionspfad mit Fluid-Probe versorgen. Durch das Vorsehen einer gemeinsamen Probeninjektionsnadel zum Bedienen mehrerer solcher oder anderer Injektionspfade mit unterschiedlichen Anforderungen an Probendurchsatz kann eine sehr kompakte Anordnung erreicht werden.Thus, a multi-lumen Probeninjektionsnadel is created, the multiple inner lumen be coupled with different fluidic paths or can be. In this way it is possible, for example, to use only a single sample injection needle, which simultaneously serves a preparative injection path and an analytical injection path. A preparative injection path is characterized by a large amount of sample which is processed there. The first needle lumen with the larger cross-sectional area can provide the preparative injection path with fluid sample. On the other hand, an analytical injection path may involve the handling of a much smaller amount of sample required for a particular analysis. The second needle lumen with the smaller cross-sectional area can provide the analytical injection path with fluid sample. By providing a common sample injection needle for operating a plurality of such or other injection paths with different sample throughput requirements, a very compact arrangement can be achieved.
Im Weiteren werden zusätzliche Ausgestaltungen der Probeninjektionsnadel, der Probeninjektionsvorrichtung, des Messgeräts und des Verfahrens beschrieben.Additional embodiments of the sample injection needle, the sample injection device, the measuring device and the method will be described below.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die erste Querschnittsfläche über den gesamten Nadelkörper bzw. über das gesamte erste Nadellumen hinweg konstant sein und/oder die zweite Querschnittsfläche über den gesamten Nadelkörper bzw. über das gesamte zweite Nadellumen hinweg konstant sein. Durch einen konstanten Querschnitt hinsichtlich Größe und/oder Form können fluidische Störungen, Verwirbelungen oder Artefakte unterdrückt werden. Zum Beispiel kann über den gesamten Nadelkörper hinweg die Querschnittsfläche durch das erste Nadellumen senkrecht zum Flussrichtung kreiszylindrisch sein, und kann die Querschnittsfläche durch das zweite Nadellumen senkrecht zum Flussrichtung kreiszylindrisch sein.According to one embodiment, the first cross-sectional area may be constant over the entire needle body or over the entire first needle lumen and / or the second cross-sectional area may be constant over the entire needle body or over the entire second needle lumen. Due to a constant cross-section in terms of size and / or shape fluidic disturbances, turbulence or artifacts can be suppressed. For example, over the entire needle body, the cross-sectional area through the first needle lumen may be circular cylindrical perpendicular to the flow direction, and the cross-sectional area through the second needle lumen may be circular cylindrical perpendicular to the flow direction.
Alternativ kann das erste Nadellumen am die erste Querschnittsfläche definierenden (unterseitigen) Fluidaufnahmeende des Nadelkörpers eine erste (zum Beispiel konische) Verjüngung haben. Alternativ oder ergänzend kann das zweite Nadellumen am die zweite Querschnittsfläche definierenden (unterseitigen) Fluidaufnahmeende des Nadelkörpers eine zweite (zum Beispiel konische) Verjüngung haben. Dann kann sich im Inneren des Nadelkörpers beispielsweise ein konisches Lumenende an einen zylindrischen Lumenbereich anschließen. Am Fluidaufnahmeende kann somit mindestens eines der Nadellumen gegenüber dem Rest des jeweiligen Nadellumens die engste Stelle haben, was Probenverschleppung unterdrückt oder verringert. In diesem Fall sind die beiden Querschnittsflächen nadelendseitig definiert.Alternatively, the first needle lumen may have a first (eg, conical) taper at the fluid receiving end of the needle body defining the first cross-sectional area. Alternatively or additionally, the second needle lumen can have a second (for example conical) taper at the (cross-sectional) fluid receiving end of the needle body defining the second cross-sectional area. Then, for example, a conical lumen end may adjoin a cylindrical lumen area inside the needle body. At the fluid receiving end, at least one of the needle lumens can thus have the narrowest point relative to the remainder of the respective needle lumen, which suppresses or reduces sample carryover. In this case, the two cross-sectional areas are defined on the needle end side.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Nadelkörper ein kreiszylindrischer Körper mit einer Verjüngung, insbesondere mit einer konischen Verjüngung, an einem Fluidaufnahmeende (an dem Fluid-Probe in die Injektionsnadel einzusaugen ist) sein. Ein derartiger Nadelkörper kann zum Beispiel aus einem Stab, insbesondere einem Rundstab, hergestellt werden, der in axialer Richtung in eine Vielzahl von Rohlinge abgelängt (zum Beispiel abgeschnitten) werden kann, womit eine Vielzahl von Kreiszylindern entstehen. In diese Rohlinge können dann die zwei oder mehr Nadellumen gebohrt werden. Ferner kann ein dem Fluidaufnahmeende gegenüberliegender Endabschnitt des so geformten Nadelkörpers mit fluidischen Anschlüssen, wie zum Beispiel Fluidleitungen, versehen werden. Der Nadelkörper kann bedarfsweise auch fluidanschlussseitig gehäust werden. Die Fluidleitungen können außerhalb der Nadellumen an den Nadelkörper fluiddicht angestückt sein oder können sich ganz oder teilweise durch das jeweilige Nadellumen hinein erstrecken. Eine konische Verjüngung kann gebildet werden, indem das probenaufnahmeseitige Ende des Rohlings (vor oder nach dem Bilden der Nadellumen und/oder von deren Fluidanschlüssen) mittels Materialabtrags entsprechend konisch geformt wird. Somit ist die Probeninjektionsnadel mit einem sehr einfachen Herstellungsverfahren und somit kostengünstig herstellbar. Die endseitige Verjüngung, die zum Beispiel kegelstumpfförmig geformt werden kann, fördert mit Vorteil ein Abtropfen eines Probenrests vom Nadelende, so dass unerwünschte Probenverschleppung (Carryover) vermieden oder verringert werden kann.According to one embodiment, the needle body may be a circular cylindrical body with a taper, in particular with a conical taper, at a fluid receiving end (at which fluid sample is to be aspirated into the injection needle). Such a needle body can for example be made of a rod, in particular a round rod, in the axial direction in a variety cut from blanks (for example, cut off) can be, resulting in a variety of circular cylinders. In these blanks, the two or more needle lumens can then be drilled. Further, an end portion of the thus formed needle body opposite to the fluid receiving end may be provided with fluidic ports such as fluid lines. If necessary, the needle body can also be housed on the fluid connection side. The fluid lines can be fluid-tightly fitted to the needle body outside the needle lumens or can extend completely or partially through the respective needle lumen. A conical taper may be formed by conically shaping the sample receiving end of the blank (before or after forming the needle lumens and / or their fluid ports) by material removal. Thus, the Probeninjektionsnadel with a very simple production process and thus inexpensive to produce. The end taper, which may be frusto-conically shaped, for example, advantageously promotes dripping of sample residue from the tip of the needle so that undesirable sample carryover can be avoided or reduced.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Nadelkörper an einem Fluidaufnahmeende eine Schneidkante, insbesondere eine vollumfänglich geschlossene Schneidkante oder eine nur teilumfängliche Schneidkante, aufweisen, die zum Schneiden einer Membranabdeckung eines die Fluid-Probe aufnehmenden Probenaufnahmegefäßes eingerichtet ist. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann die Schneidkante nur entlang genau eines Teilumfangs des Nadelkörpers gebildet sein. Ein verbleibender restlicher Teilumfang kann somit von der Schneidkante frei bleiben. Es hat sich gezeigt, dass eine solche nur teilumfänglich vorgesehene Schneidkante am Probenaufnahmeende des Nadelkörpers ein effizientes Durchtrennen einer Membran auf einem Probenbehälter bewirken kann, in welchem die Probe enthalten ist und in welche die Nadel eintaucht, um die Probe nachfolgend anzusaugen. Anschaulich wird mit einer Schneidkante nur entlang genau eines Teilumfangs des Nadelkörpers ein zum Beispiel im Wesentlichen U-förmiger Schnitt durch diese Membran generiert, so dass der dadurch eingeschnittene Teilbereich der Membran mit geringem Kraftaufwand nach unten wegklappbar ist.According to one embodiment, the needle body at a fluid receiving end a cutting edge, in particular a fully closed cutting edge or a teilumfängliche only cutting edge, which is adapted for cutting a membrane cover of the fluid sample receiving sample receiving vessel. According to a preferred embodiment, the cutting edge can only be formed along exactly one partial circumference of the needle body. A remaining remaining partial circumference can thus remain free of the cutting edge. It has been found that such a partially provided cutting edge at the sample receiving end of the needle body can effectively sever a membrane on a sample container in which the sample is contained and into which the needle is dipped to subsequently aspirate the sample. Clearly, with a cutting edge only along a part of the circumference of the needle body, for example, a substantially U-shaped section through this membrane is generated, so that the thereby cut portion of the membrane with little effort can be folded down.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Probeninjektionsnadel eine erste Fluidleitung aufweisen, die fluiddicht an oder in dem ersten Nadellumen angeschlossen ist, und kann eine zweite Fluidleitung aufweisen, die fluiddicht an oder in dem zweiten Nadellumen angeschlossen ist. Die erste Fluidleitung kann einen größeren Querschnitt aufweisen als die zweite Fluidleitung. Eine solche Fluidleitung kann gemäß einem Ausführungsbeispiel außenseitig an den Nadelkörper angestückt sein und sich dann nicht in den Nadelkörper hinein erstrecken. Gemäß einer anderen Ausgestaltung kann dagegen eine Kapillare oder sonstige Fluidleitung in das Nadellumen eindringen.In one embodiment, the sample injection needle may include a first fluid conduit fluid-tightly connected to or in the first needle lumen, and may include a second fluid conduit fluid-tightly connected to or in the second needle lumen. The first fluid line may have a larger cross section than the second fluid line. According to one exemplary embodiment, such a fluid line can be attached to the outside of the needle body and then not extend into the needle body. In contrast, according to another embodiment, a capillary or other fluid line can penetrate into the needle lumen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel können das erste Nadellumen und das zweite Nadellumen in dem Nadelkörper nebeneinander oder ineinander angeordnet sein. Bevorzugt ist eine Anordnung der Nadellumen nebeneinander im Inneren des Nadelkörpers, da dadurch breite Fluidkanäle erreicht werden können, womit Reibung der Fluid-Probe an einer die Nadellumen begrenzenden Wandung des Nadelkörpers gering gehalten werden kann.According to an exemplary embodiment, the first needle lumen and the second needle lumen can be arranged next to or in one another in the needle body. Preferably, an arrangement of the needle lumen next to each other in the interior of the needle body, since thereby broad fluid channels can be achieved, whereby friction of the fluid sample can be kept low on a needle lumen limiting wall of the needle body.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Nadelkörper aus einem bioinerten und/oder abriebfestem Material ausgebildet sein. Der bioinerte Charakter des Nadelkörpers erlaubt eine Durchführung biochemischer Anwendungen. In diesem Fall sollte zumindest die mit einer biologischen oder biochemischen Fluid-Probe in Berührkonkakt tretende freiliegende Oberfläche des Nadelkörpers aus einem nicht-metallischen Material vorgesehen sein. Die Abriebfestigkeit des Nadelkörpers bietet den Vorteil, dass dadurch unerwünschte, durch Abrieb des Nadelkörpers verursachte Artefakte oder Verschmutzungen in der Fluid-Probe vermieden werden können.According to one embodiment, the needle body may be formed of a bio-inert and / or abrasion-resistant material. The bioinert character of the needle body allows biochemical applications to be carried out. In this case, at least the exposed surface of the needle body made of a non-metallic material should be provided in tact contact with a biological or biochemical fluid sample. The abrasion resistance of the needle body has the advantage that unwanted, caused by abrasion of the needle body artifacts or contamination in the fluid sample can be avoided.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Nadelkörper aus einem Metall (zum Beispiel Stahl), einer Keramik und/oder einem Hartkunststoff (zum Beispiel PEEK) bestehen. Bedarfsweise kann zumindest ein Teil der Oberfläche des Nadelkörpers mit einer Beschichtung versehen sein, welche Eigenschaften wie Druckstabilität, Bioinertheit und/oder Abriebfestigkeit fördern kann.According to one embodiment, the needle body may be made of a metal (for example steel), a ceramic and / or a hard plastic (for example PEEK). If desired, at least part of the surface of the needle body can be provided with a coating which can promote properties such as pressure stability, bioinertness and / or abrasion resistance.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die erste Querschnittsfläche einen Wert in einem Bereich zwischen ungefähr 0.5 mm2 und ungefähr 2 mm2, insbesondere in einem Bereich zwischen ungefähr 0.8 mm2 und ungefähr 1.6 mm2 haben. Zum Beispiel kann ein Durchmesser der ersten Querschnittsfläche zwischen 1 mm und 1.5 mm betragen. Dies entspricht Anforderungen für einen präparativen Pfad eines Chromatographiegerät.According to an exemplary embodiment, the first cross-sectional area may have a value in a range between approximately 0.5 mm 2 and approximately 2 mm 2 , in particular in a range between approximately 0.8 mm 2 and approximately 1.6 mm 2 . For example, a diameter of the first cross-sectional area may be between 1 mm and 1.5 mm. This corresponds to requirements for a preparative path of a chromatography device.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die zweite Querschnittsfläche einen Wert in einem Bereich zwischen ungefähr 0.05 mm2 und ungefähr 0.2 mm2, insbesondere in einem Bereich zwischen ungefähr 0.07 mm2 und ungefähr 0.15 mm2 haben. Zum Beispiel kann ein Durchmesser der zweiten Querschnittsfläche zwischen 0.3 mm und 0.4 mm betragen. Dies entspricht Anforderungen für einen analytischen Pfad eines Chromatographiegeräts.According to an embodiment, the second cross-sectional area may have a value in a range between about 0.05 mm 2 and about 0.2 mm 2 , in particular in a range between about 0.07 mm 2 and about 0.15 mm 2 . For example, a diameter of the second cross-sectional area may be between 0.3 mm and 0.4 mm. This corresponds to requirements for an analytical path of a chromatography device.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann ein Außendurchmesser des Nadelkörpers (insbesondere in einem kreiszylindrischen Abschnitt des Nadelkörpers) in einem Bereich zwischen ungefähr 2 mm und ungefähr 4 mm sein. Zum Beispiel kann ein Außendurchmesser des Nadelkörpers auch zwischen 2.5 mm und 3.5 mm betragen. According to one embodiment, an outer diameter of the needle body (in particular in a circular cylindrical portion of the needle body) may be in a range between about 2 mm and about 4 mm. For example, an outer diameter of the needle body may be between 2.5 mm and 3.5 mm.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Probeninjektionsnadel mindestens ein drittes Nadellumen mit einer dritten Querschnittsfläche zum Durchführen der Fluid-Probe aufweisen, wobei auch das mindestens eine dritte Nadellumen in dem Nadelkörper gebildet ist. Auf diese Weise kann mit derselben Injektionsnadel mindestens ein weiterer Injektionspfad mit Fluid-Probe versorgt werden. Die dritte Querschnittsfläche kann von der ersten Querschnittsfläche und von der zweiten Querschnittsfläche unterschiedlich sein.In one embodiment, the sample injection needle may include at least a third needle lumen having a third cross-sectional area for passing the fluid sample, wherein the at least one third needle lumen is also formed in the needle body. In this way, at least one further injection path can be supplied with fluid sample with the same injection needle. The third cross-sectional area may be different from the first cross-sectional area and the second cross-sectional area.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Probeninjektionsvorrichtung ein Injektionsventil zum selektiven fluidischen Koppeln der Probeninjektionsnadel (insbesondere eines jeweiligen Nadellumens der Probeninjektionsnadel) mit der ersten Probenaufnahmeeinrichtung oder mit der zweiten Probenaufnahmeeinrichtung aufweisen. Ein solches Injektionsventil kann geschaltet werden, dass das erste Nadellumen mit der ersten Probenaufnahmeeinrichtung in Fluidverbindung gebracht wird. In einem anderen Betriebszustand wird die zweite Probenaufnahmeeinrichtung mit dem zweiten Nadellumen in Fluidverbindung gebracht. Somit kann durch eine kompakte Anordnung eine jeweils gewünschte fluidische Schaltlogik erreicht werden.According to one embodiment, the sample injection device may include an injection valve for selectively fluidically coupling the sample injection needle (in particular a respective needle lumen of the sample injection needle) to the first sample receiving device or to the second sample receiving device. Such an injection valve may be switched to fluidly communicate the first needle lumen with the first sample receiving device. In another operating condition, the second sample receiving means is fluidly connected to the second needle lumen. Thus, by a compact arrangement, a respective desired fluidic switching logic can be achieved.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Probeninjektionsvorrichtung eine erste Fluidfördereinrichtung zum Fördern der Fluid-Probe durch das erste Nadellumen der Probeninjektionsnadel in die erste Probenaufnahmeeinrichtung, und eine zweite Fluidfördereinrichtung zum Fördern der Fluid-Probe durch das zweite Nadellumen der Probeninjektionsnadel in die zweite Probenaufnahmeeinrichtung aufweisen. Solche Fluidfördereinrichtungen können Spritzenpumpen oder Schlauchpumpen sein, die bei relativ niedrigen Drücken arbeiten und Fluid-Probe aus einem Aufnahmebehälter durch eines der Nadellumen in eine zugehörige Probenaufnahmeeinrichtung fördern.According to one embodiment, the sample injection device may include a first fluid delivery device for delivering the fluid sample through the first needle lumen of the sample injection needle into the first sample receiving device, and a second fluid delivery device for delivering the fluid sample through the second needle lumen of the sample injection needle into the second sample receiving device. Such fluid conveyors may be syringe pumps or peristaltic pumps that operate at relatively low pressures and convey fluid sample from a receptacle through one of the needle lumens into an associated sample receptacle.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Injektionsventil derart schaltbar sein, dass die erste Fluidfördereinrichtung mittels des Injektionsventils mit einer ersten Probenmesseinrichtung des Messgeräts so koppelbar ist, dass mittels der ersten Fluidfördereinrichtung die Fluid-Probe von der ersten Probenaufnahmeeinrichtung in die erste Probenmesseinrichtung überführbar ist. Das Injektionsventil kann ferner derart schaltbar sein, dass die zweite Fluidfördereinrichtung mittels des Injektionsventils mit einer zweiten Probenmesseinrichtung des Messgeräts so koppelbar ist, dass mittels der zweiten Fluidfördereinrichtung die Fluid-Probe von der zweiten Probenaufnahmeeinrichtung in die zweite Probenmesseinrichtung überführbar ist. Nach dem Überführen der Fluid-Probe von dem jeweiligen Nadellumen in die jeweilige Probenaufnahmeeinrichtung kann durch Umdrehen der Förderrichtung der Fluidfördereinrichtung die in die Probenaufnahmeeinrichtung injizierte Fluid-Probe einem angeschlossenen Fluidpfad zugeführt werden, zum Beispiel einer zugeordneten Probenmesseinrichtung des Messgeräts.According to one exemplary embodiment, the injection valve may be switchable such that the first fluid delivery device can be coupled to a first sample measuring device of the measuring device by means of the injection valve such that the fluid sample can be transferred from the first sample receiving device into the first sample measuring device by means of the first fluid delivery device. The injection valve can also be switchable such that the second fluid delivery device can be coupled to a second sample measuring device of the measuring device by means of the injection valve such that the fluid sample can be transferred from the second sample receiving device into the second sample measuring device by means of the second fluid delivery device. After transferring the fluid sample from the respective needle lumen into the respective sample receiving device, by inverting the conveying direction of the fluid conveying device, the fluid sample injected into the sample receiving device can be supplied to a connected fluid path, for example an associated sample measuring device of the measuring device.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist das Injektionsventil ein erstes Ventilteil mit einer Mehrzahl von Ports (und optional Kanälen) zum Anschließen von Fluidleitungen auf, wobei ein erster Port zum Anschließen einer ersten Probenzuführleitung zum Zuführen der Fluid-Probe vorgesehen und ein zweiter Port zum Anschließen einer zweiten Probenzuführleitung zum Zuführen der Fluid-Probe vorgesehen ist, wobei zwei dritte Ports zum Anschließen einer ersten Probenaufnahmeeinrichtung zur Aufnahme eines ersten Probenvolumens vorgesehen sind und zwei vierte Ports zum Anschließen einer zweiten Probenaufnahmeeinrichtung zur Aufnahme eines zweiten Probenvolumens vorgesehen sind, wobei ein fünfter Port zum Anschließen einer ersten Probenmesseinrichtung zum Untersuchen der Fluid-Probe vorgesehen ist und ein sechster Port zum Anschließen einer zweiten Probenmesseinrichtung zum Untersuchen der Fluid-Probe vorgesehen ist, und ein zweites Ventilteil mit einer Mehrzahl von Kanälen zum Koppeln jeweiliger der Ports gemäß einer jeweiligen Schaltstellung des Injektionsventils aufweist, wobei die Ports des ersten Ventilteils und die Kanäle des zweiten Ventilteils relativ zueinander derart schaltbar ausgebildet sind, dass in einer ersten Schaltstellung Fluid-Probe von der ersten Probenzuführleitung in die erste Probenaufnahmeeinrichtung überführbar ist, in einer zweiten Schaltstellung Fluid-Probe von der ersten Probenaufnahmeeinrichtung in die erste Probenmesseinrichtung überführbar ist, in einer dritten Schaltstellung Fluid-Probe von der zweiten Probenzuführleitung in die zweite Probenaufnahmeeinrichtung überführbar ist, und in einer vierten Schaltstellung Fluid-Probe von der zweiten Probenaufnahmeeinrichtung in die zweite Probenmesseinrichtung überführbar ist. Gemäß einem solchen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Injektionsventil mit der Probeninjektionsnadel verkoppelt, das in einer Probeninjektionsvorrichtung zum Injizieren einer Fluid-Probe in ein Messgerät zwei unterschiedliche Probenzuführleitungen zum Zuführen von Fluid-Probe aus einem Probenbehälter, zwei unterschiedliche Probenaufnahmeeinrichtungen zum Zwischenspeichern einer von der jeweiligen Probenzuführleitung zugeführten Fluid-Probe und zwei unterschiedliche Probenmesseinrichtungen mittels Schaltens des Injektionsventils bedienen kann und dabei alle gewünschten fluidischen Kopplungen und fluidischen Entkopplungen bewerkstelligen kann. Ein Ventil kann somit gemeinsam zwei (oder mehr, zum Beispiel zur Entwicklung chromatographischer Methoden) unterschiedlich dimensionierte bzw. skalierte Probenmesseinrichtungen mit Fluid-Probe versorgen, wofür stets die mehrlumige Injektionsnadel eingesetzt wird. Zum Beispiel können die beiden Probenmesseinrichtungen nach dem gleichen Prinzip arbeiten – insbesondere nach dem Prinzip der Flüssigchromatographie – aber verschiedene Anwendungen mit verschiedenen Volumina zu verarbeitender Fluid-Proben zum Gegenstand haben. Die beiden Probenmesseinrichtungen können fluidische Pfade sein, in denen die in der jeweiligen Probenaufnahmeeinrichtung zwischengespeicherte Fluid-Probe ausgemessen, analysiert oder getrennt wird. Das Steuern der Probenzufuhr in zwei solche fluidische Pfade durch ein gemeinsames Injektionsventil ist insbesondere vorteilhaft, wenn eine Messanordnung einerseits für analytische Untersuchungen und andererseits für präparative Untersuchungen verwendet werden soll. Zum Beispiel kann es wünschenswert sein, eine Fluid-Probe mit sehr geringem Volumen einer analytischen Untersuchung, zum Beispiel Trennung, zu unterziehen, um die Probe zu analysieren. Dagegen kann eine präparative Untersuchung, die häufig nach einer analytischen Untersuchung durchgeführt wird, zum Gegenstand haben, ein sehr großes Volumen der Fluid-Probe zu verarbeiten, insbesondere zu trennen. Gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel kann das bereitgestellte Injektionsventil in verschiedene Schaltstellungen gebracht werden, die in einem ersten Betriebsmodus (zum Beispiel ein präparativer Betriebsmodus mit einem ersten Durchsatz der Fluid-Probe) zunächst ein Beladen der ersten Probenaufnahmeeinrichtung mit einer Fluid-Probe aus der ersten Probenzuführleitung und nach Schalten dieses Injektionsventils ein Injizieren der in der ersten Probenaufnahmeeinrichtung zwischengespeicherten Fluid-Probe in die zugehörige erste Probenmesseinrichtung durchführt. In einem alternativen zweiten Betriebsmodus (zum Beispiel ein analytischer Betriebsmodus mit einem zweiten Durchsatz der Fluid-Probe, der geringer als der erste Durchsatz sein kann) kann zunächst ein Beladen der zweiten Probenaufnahmeeinrichtung mit Fluid-Probe aus der zweiten Probenzuführleitung und nach Schalten des Injektionsventils ein Injizieren der in der zweiten Probenaufnahmeeinrichtung zwischengespeicherten Fluid-Probe in die zugehörige zweite Probenmesseinrichtung erfolgen. Diese Dualfunktion wird durch die Koppellogik der fluidischen Ports gegenüber den fluidischen Kanälen erreicht, die in zwei korrespondierenden Ventilteilen gebildet sind.According to an exemplary embodiment of the present invention, the injection valve has a first valve part with a plurality of ports (and optionally channels) for connecting fluid lines, a first port for connecting a first sample supply line for supplying the fluid sample and a second port for Connecting a second sample supply line for supplying the fluid sample is provided, wherein two third ports are provided for connecting a first sample receiving means for receiving a first sample volume and two fourth ports for connecting a second sample receiving means for receiving a second sample volume are provided, wherein a fifth port for connecting a first sample measuring device for examining the fluid sample, and a sixth port for connecting a second sample measuring device for examining the fluid sample, and a second valve part having a plurality of channels for coupling respective ones of the ports according to a respective switching position of the injection valve, wherein the ports of the first valve member and the channels of the second valve member are formed switchable relative to each other so that in a first switching position fluid sample from the first Probenzuführleitung in the first sample receiving device can be transferred, fluid sample can be transferred from the first sample receiving device into the first sample measuring device in a second switching position, fluid sample can be transferred from the second sample supply line into the second sample receiving device in a third switching position, and fluid sample in a fourth switching position from the second sample receiving device into the second sample measuring device can be transferred. According to such an exemplary embodiment of the invention, an injection valve is coupled to the sample injection needle, which in a sample injecting device for injecting a fluid sample into a meter has two different sample supply lines for delivering fluid sample from a sample container, two different sample receiving devices for latching one of the respective Sample supply line supplied fluid Serve sample and two different sample measuring devices by switching the injection valve and can accomplish all the desired fluidic couplings and fluidic decoupling. A valve can thus jointly provide two (or more, for example, for the development of chromatographic methods) differently sized or scaled sample measuring devices with fluid sample, for which always the multi-lumen injection needle is used. For example, the two sample measuring devices can operate on the same principle - in particular according to the principle of liquid chromatography - but have different applications with different volumes of fluid samples to be processed. The two sample measuring devices may be fluidic paths in which the fluid sample cached in the respective sample receiving device is measured, analyzed or separated. Controlling the sample supply in two such fluidic paths through a common injection valve is particularly advantageous if a measuring arrangement is to be used on the one hand for analytical investigations and on the other hand for preparative investigations. For example, it may be desirable to subject a very low volume fluid sample to analytical testing, for example, separation, to analyze the sample. In contrast, a preparative study, which is often carried out after an analytical examination, have the object to process a very large volume of the fluid sample, in particular to separate. According to the described embodiment, the provided injection valve can be brought into various switching positions, which in a first operating mode (for example a preparative operating mode with a first throughput of the fluid sample), first loading the first sample receiving device with a fluid sample from the first sample supply line and after switching of this injection valve, injecting the fluid sample temporarily stored in the first sample receiving device into the associated first sample measuring device. In an alternative second mode of operation (eg, an analytical mode of operation having a second flow rate of the fluid sample that may be less than the first flow rate), first loading the second sample receiver with fluid sample from the second sample delivery line and switching the injection valve Inject the fluid sample temporarily stored in the second sample receiving device into the associated second sample measuring device. This dual function is achieved by the coupling logic of the fluidic ports with respect to the fluidic channels, which are formed in two corresponding valve parts.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel können die Ports des ersten Ventilteils und die Kanäle des zweiten Ventilteils relativ zueinander derart schaltbar ausgebildet sein, dass in einer fünften Schaltstellung ein erster Teilbereich der Probeninjektionsvorrichtung durch Fördern eines Spülfluids spülbar ist und in einer sechsten Schaltstellung ein zweiter Teilbereich der Probeninjektionsvorrichtung durch Fördern eines Spülfluids spülbar ist. Gemäß dieser Ausgestaltung kann ein effizientes Spülen einstellbarer fluidischer Pfade in Fluidkommunikation mit dem Injektionsventil ermöglicht werden. Zum Beispiel kann die fünfte Schaltstellung eingenommen werden, nachdem eine Fluid-Probe durch die erste Probenzuführleitung und die erste Probenaufnahmeeinrichtung in die erste Probenmesseinrichtung befördert worden ist und bevor eine Handhabung einer anderen Fluid-Probe von der zweiten Probenzuführleitung in die zweite Probenaufnahmeeinrichtung und von dort in die zweite Probenmesseinrichtung durchgeführt wird. Die sechste Schaltstellung kann eingenommen werden, nachdem eine Fluid-Probe durch die zweite Probenzuführleitung und die zweite Probenaufnahmeeinrichtung in die zweite Probenmesseinrichtung befördert worden ist, um das System für eine nachfolgende Probenprozessierung vorzubereiten.According to one exemplary embodiment, the ports of the first valve part and the passages of the second valve part may be configured so switchable that in a fifth shift position a first portion of the sample injection device can be flushed by conveying a flushing fluid and in a sixth switching position a second portion of the sample injection device can be conveyed a flushing fluid is flushable. According to this embodiment, efficient flushing of adjustable fluidic paths in fluid communication with the injection valve can be enabled. For example, the fifth switching position may be taken after a fluid sample has been conveyed through the first sample delivery line and the first sample receiving device into the first sample measuring device and before handling another fluid sample from the second sample feeding line into and from the second sample receiving device the second sample measuring device is performed. The sixth shift position may be taken after a fluid sample has been conveyed through the second sample delivery line and the second sample receiving device into the second sample measuring device to prepare the system for subsequent sample processing.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Probeninjektionsvorrichtung mindestens einen Nadelsitz aufweisen, der zum fluiddichten formschlüssigen Aufnehmen der Probeninjektionsnadel ausgebildet ist, so dass in einer der Probenaufnahmeeinrichtungen aufgenommene Fluid-Probe durch eines der Nadellumen der Probeninjektionsnadel, durch einen des mindestens einen Nadelsitzes und durch eine an diesen Nadelsitz anschließbare oder angeschlossene Fluidleitung überführbar ist. Gemäß dieser Ausgestaltung kann die Probeninjektionsnadel aus dem Sitz herausgefahren und in einen Probenbehälter eingeführt werden, um Fluid-Probe aus dem Probenbehälter durch eines der Nadellumen der Injektionsnadel in eine angeschlossene Probenaufnahmeeinrichtung zu überführen. Nachfolgend kann die Nadel aus dem Probenbehälter heraus und in den Nadelsitz hineingefahren werden, wonach durch Umkehrung der vorherigen Fluidflussrichtung die in der Probenaufnahmeeinrichtung zwischengespeicherte Fluid-Probe von dort durch das Nadellumen in der Injektionsnadel, durch ein Sitzlumen der Sitzeinrichtung und weiter in eine angeschlossene fluidische Leitung überführt wird.According to an exemplary embodiment, the sample injection device may have at least one needle seat which is designed to receive the sample injection needle in a fluid-tight manner, such that a fluid sample received in one of the sample receptacles passes through one of the needle lumens of the sample injection needle, through one of the at least one needle seat and through a needle seat connectable or connected fluid line can be transferred. According to this embodiment, the sample injection needle can be moved out of the seat and introduced into a sample container to transfer fluid sample from the sample container through one of the needle lumens of the injection needle into a connected sample receiving device. Subsequently, the needle can be moved out of the sample container and into the needle seat, whereby, by reversing the previous fluid flow direction, the fluid sample temporarily stored in the sample receiver will pass from there through the needle lumen in the injection needle, through a seat lumen of the seat assembly and further into a connected fluidic conduit is transferred.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Nadelsitz ein erstes Sitzlumen aufweisen, das im die Probeninjektionsnadel aufnehmenden Zustand fluidisch mit dem ersten Nadellumen gekoppelt und fluidisch von dem zweiten Nadellumen entkoppelt ist, wobei derselbe Nadelsitz ein zweites Sitzlumen aufweist, das im die Probeninjektionsnadel aufnehmenden Zustand fluidisch mit dem zweiten Nadellumen gekoppelt und fluidisch von dem ersten Nadellumen entkoppelt ist. Somit können in ein und demselben Nadelsitz zwei (oder mehr) Sitzlumen vorgesehen werden, von denen jedes mit einem jeweils zugeordneten Nadellumen der Injektionsnadel fluidisch korrespondiert. Ist die Injektionsnadel also in dem Nadelsitz aufgenommen, so kann die durch ein jeweiliges der Nadellumen fließende Fluid-Probe in das fluiddicht gekoppelte jeweilige Sitzlumen der Sitzeinrichtung überführt werden. Diese Ausgestaltung eines Nadelsitzes ist besonders kompakt.In one embodiment, the needle seat may include a first seat lumen fluidly coupled to the first needle lumen in the sample injection needle and fluidly decoupled from the second needle lumen, wherein the same needle seat has a second seat lumen fluidly communicating with the second needle lumen in the sample injection needle Needle lumen coupled and fluidly decoupled from the first needle lumen. Thus, in one and the same Needle seat two (or more) seat lumens are provided, each of which fluidly corresponds to a respective associated needle lumen of the injection needle. If the injection needle is thus received in the needle seat, then the fluid sample flowing through a respective one of the needle lumens can be transferred into the fluid-tightly coupled respective seat lumen of the seat device. This embodiment of a needle seat is particularly compact.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel können ein erster Nadelsitz und ein separater zweiter Nadelsitz vorgesehen sein, wobei der erste Nadelsitz ein einziges Sitzlumen aufweist, das im die Probeninjektionsnadel aufnehmenden Zustand fluidisch mit dem ersten Nadellumen gekoppelt und fluidisch von dem zweiten Nadellumen entkoppelt ist. Der zweite Nadelsitz weist ein einziges Sitzlumen auf, das im die Probeninjektionsnadel aufnehmenden Zustand fluidisch mit dem zweiten Nadellumen gekoppelt und fluidisch von dem ersten Nadellumen entkoppelt ist. Gemäß dieser Ausgestaltung können zwei unterschiedliche Nadelsitze bereitgestellt sein, von denen jeder genau ein Sitzlumen aufweist. Je nachdem, ob das erste oder das zweite Nadellumen zum Fördern von Fluid-Probe aktiviert werden soll, wird die Injektionsnadel in den ersten Nadelsitz oder in den zweiten Nadelsitz eingeführt.According to another embodiment, a first needle seat and a separate second needle seat may be provided, wherein the first needle seat has a single seat lumen fluidly coupled to the first needle lumen in the receiving state of the sample injection needle and fluidly decoupled from the second needle lumen. The second needle seat has a single seat lumen which is fluidly coupled to the second needle lumen in the receiving state of the sample injection needle and fluidly decoupled from the first needle lumen. According to this embodiment, two different needle seats can be provided, each of which has exactly one seat lumen. Depending on whether the first or the second needle lumen is to be activated for conveying fluid sample, the injection needle is inserted into the first needle seat or into the second needle seat.
Gemäß noch einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Probeninjektionsvorrichtung eine nadelsitzfreie Probeninjektionsvorrichtung sein. Anders als bei den zuvor beschriebenen Ausgestaltungen kann die Anordnung auch vollkommen ohne Nadelsitz auskommen. Bei einer solchen Fixed-Loop-Konfiguration kann die Fluid-Probe durch eines der Nadellumen in der Injektionsnadel angesaugt und in die zugehörige Probenaufnahmeeinrichtung überführt werden. Von dort aus kann die Fluid-Probe dann, ohne durch das Nadellumen der Injektionsnadel zurückzuströmen, einer fluidischen Zielkomponente (zum Beispiel der zugehörigen Probenmesseinrichtung) zugeführt werden.According to yet another embodiment, the sample injection device may be a needle-seat-free sample injection device. Unlike the embodiments described above, the arrangement can also manage completely without needle seat. In such a fixed-loop configuration, the fluid sample can be sucked through one of the needle lumens in the injection needle and transferred to the associated sample receiving device. From there, the fluid sample can then, without flowing back through the needle lumen of the injection needle, be supplied to a fluidic target component (for example, the associated sample measuring device).
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die erste Probenaufnahmeeinrichtung zur Aufnahme eines ersten Probenvolumens mit einem Volumenbereich zwischen ungefähr 1 ml und ungefähr 100 ml, insbesondere in einem Volumenbereich zwischen ungefähr 5 ml und ungefähr 50 ml, ausgebildet sein. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die zweite Probenaufnahmeeinrichtung zur Aufnahme eines zweiten Probenvolumens in einem Volumenbereich zwischen ungefähr 10 μl und ungefähr 1 ml, insbesondere in einem Volumenbereich zwischen ungefähr 50 μl und ungefähr 500 μl, ausgebildet sein. Das erste Probenvolumen kann somit auf die Erfordernisse eines präparativen Messpfads zugeschnitten sein, wohingegen das zweite Probenvolumen auf die Bedürfnisse eines analytischen Messpfads zugeschnitten sein kann.According to one embodiment, the first sample receiving means may be configured to receive a first sample volume having a volume range of between about 1 ml and about 100 ml, more preferably in a volume range between about 5 ml and about 50 ml. According to an exemplary embodiment, the second sample receiving device may be designed to receive a second sample volume in a volume range between approximately 10 μl and approximately 1 ml, in particular in a volume range between approximately 50 μl and approximately 500 μl. The first sample volume can thus be tailored to the requirements of a preparative measuring path, whereas the second sample volume can be tailored to the requirements of an analytical measuring path.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Probeninjektionsvorrichtung druckfest eingerichtet sein zum Betrieb bei einem Druck von bis zu ungefähr 100 bar, insbesondere zum Betrieb bei einem Druck von bis zu ungefähr 500 bar, weiter insbesondere zum Betrieb bei einem Druck von bis zu ungefähr 1000 bar. Derart hohen Drücken, die bei modernen Flüssigchromatographieanwendungen (insbesondere eine HPLC-Anwendung) zum Einsatz kommen, kann die erfindungsgemäße Probeninjektionsvorrichtung standhalten. Um einen Verschleiß des Probeninjektionsventils und damit druckgekoppelter Komponenten gering zu halten, kann bei einer solchen Ausgestaltung eine Druckentlastung während eines Umschaltprozesses zwischen einem Hochdruckpfad und einem Niederdruckpfad implementiert werden, um übermäßige Druckstöße zu dämpfen und übermäßige bzw. abrasive Flussgeschwindigkeiten zu reduzieren oder den Hochdruck vor Erreichen eines bestimmten Niederdruckpfades definiert abzubauen. Solche Druckstöße können herkömmlich zu einer Schädigung oder Zerstörung der externen Komponenten, insbesondere des Injektionsventils und/oder von Schläuchen oder dergleichen, führen.According to one embodiment, the sample injection device may be pressure-resistant configured for operation at a pressure of up to about 100 bar, in particular for operation at a pressure of up to about 500 bar, more particularly for operation at a pressure of up to about 1000 bar. Such high pressures used in modern liquid chromatography applications (particularly HPLC applications) can withstand the sample injection device of the present invention. In order to minimize wear of the sample injection valve and thus pressure coupled components, in such an embodiment a pressure relief during a switching process between a high pressure path and a low pressure path may be implemented to dampen excessive pressure surges and reduce excessive or abrasive flow rates or high pressure before reaching defined defined low pressure path to reduce. Such pressure surges can conventionally lead to damage or destruction of the external components, in particular of the injection valve and / or of hoses or the like.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann zumindest eine der ersten Probenmesseinrichtung und der zweiten Probenmesseinrichtung einen Probentrennpfad zum Trennen unterschiedlicher Fraktionen der Fluid-Probe aufweisen, insbesondere einen chromatographischen Probentrennpfad, weiter insbesondere einen flüssigchromatographischen Probentrennpfad. Somit kann die Fluid-Probe, die zuvor durch eine Probenzuführleitung in eine der Probenaufnahmeeinrichtungen eingezogen worden ist, nach Einkoppeln in die jeweilige Probenmesseinrichtung einer Trennung in unterschiedliche Fraktionen unterzogen werden. Dabei kann vorzugsweise ein chromatographisches Trennverfahren zum Einsatz kommen.According to one exemplary embodiment, at least one of the first sample measuring device and the second sample measuring device may have a sample separation path for separating different fractions of the fluid sample, in particular a chromatographic sample separation path, more particularly a liquid chromatographic sample separation path. Thus, the fluid sample, which has previously been drawn through a sample supply line in one of the sample receiving devices, after being coupled into the respective sample measuring device of a separation into different fractions can be subjected. In this case, preferably a chromatographic separation process can be used.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die erste Probenmesseinrichtung und/oder die zweite Probenmesseinrichtung eine Trennsäule zum Trennen unterschiedlicher Fraktionen der injizierten Fluid-Probe aufweisen. Eine solche Trennsäule kann mit einem Adsorptionsmedium gefüllt sein, zum Beispiel poröse Beads aus Silicagel oder Aktivkohle. Durch chemische Wechselwirkung mit diesen porösen Beads kann dann die fluidische Probe an der Trennsäule zeitweilig immobilisiert oder adsorbiert werden. Zum Beispiel durch Einstellung eines Gradienten einer Lösungsmittelzusammensetzung können dann die einzelnen Fraktionen von dem Adsorptionsmedium einzeln abgelöst bzw. desorbiert und nachfolgend detektiert werden. According to an embodiment, the first sample measurement device and / or the second sample measurement device may comprise a separation column for separating different fractions of the injected fluid sample. Such a separation column may be filled with an adsorption medium, for example porous beads of silica gel or activated carbon. By chemical interaction with these porous beads, the fluidic sample can then be temporarily immobilized or adsorbed on the separation column. For example, by adjusting a gradient of a solvent composition, the individual fractions can then be individually detached or desorption from the adsorption medium and subsequently detected.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die erste Probenmesseinrichtung und/oder die zweite Probenmesseinrichtung eine Pumpe zum Befördern der injizierten Fluid-Probe gemeinsam mit einer mobilen Phase aufweisen. Die mobile Phase kann eine Lösungsmittelzusammensetzung sein, die zeitlich konstant sein kann oder sich einstellbar ändern kann und die nach dem Einkoppeln der Fluid-Probe durch das Injektionsventil in den Probentrennpfad mit der Fluid-Probe gemischt wird. Das Gemisch aus mobiler Phase und Fluid-Probe kann dann durch eine Hochdruckpumpe durch den chromatographischen Trennpfad hin zu einer Trennsäule gepumpt werden. Das Messgerät kann also eine oder mehrere Pumpen zum Befördern der injizierten Fluid-Probe gemeinsam mit einer mobilen Phase durch zumindest einen Teil des Messgeräts aufweisen. Eine solche Pumpe kann zum Beispiel dazu eingerichtet sein, die mobile Phase mit einem hohen Druck, zum Beispiel einige 100 bar bis hin zu 1000 bar und mehr durch das System hindurch zu pumpen.According to an exemplary embodiment, the first sample measuring device and / or the second sample measuring device may have a pump for conveying the injected fluid sample together with a mobile phase. The mobile phase may be a solvent composition which may be constant in time or adjustably varied and which is mixed with the fluid sample after injection of the fluid sample through the injection valve into the sample separation path. The mixture of mobile phase and fluid sample may then be pumped through a high pressure pump through the chromatographic separation path to a separation column. Thus, the meter may include one or more pumps for conveying the injected fluid sample along with a mobile phase through at least a portion of the meter. For example, such a pump may be configured to pump the mobile phase through the system at a high pressure, for example, from a few hundred bars up to 1000 bars or more.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Messgerät als mikrofluidisches Messgerät, Flüssigchromatographiegerät oder HPLC eingerichtet sein. Das Messgerät kann also als Probenseparationsgerät und insbesondere als ein HPLC-Gerät (High Performance Liquid Chromatography oder Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie), ein Life Science-Gerät oder ein SFC-Gerät (Supercritical Fluid Chromatography) ausgebildet sein. Allerdings sind andere Anwendungen möglich.According to one embodiment, the measuring device may be configured as a microfluidic measuring device, liquid chromatography device or HPLC. The measuring device can therefore be designed as a sample separation device and in particular as an HPLC device (High Performance Liquid Chromatography or High Performance Liquid Chromatography), a life science device or an SFC device (Supercritical Fluid Chromatography). However, other applications are possible.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Messgerät einen Probendetektor zur Detektieren von getrennten Komponenten der Fluid-Probe aufweisen. Ein solcher Probendetektor kann auf einem Detektionsprinzip basieren, das elektromagnetische Strahlung (zum Beispiel im UV-Bereich oder im sichtbaren Bereich) detektiert, die von bestimmten Komponenten der Fluid-Probe stammt.According to one embodiment, the meter may include a sample detector for detecting separate components of the fluid sample. Such a sample detector may be based on a detection principle that detects electromagnetic radiation (for example in the UV range or in the visible range) originating from certain components of the fluid sample.
Alternativ oder ergänzend kann das Messgerät einen Probenfraktionierer zum Fraktionieren der getrennten Komponenten aufweisen. Ein solcher Fraktionierer kann die verschiedenen Komponenten zum Beispiel in verschiedene Flüssigkeitsbehälter führen. Die analysierte Fluid-Probe kann aber auch einen Waste-Container zugeführt werden.Alternatively or additionally, the meter may include a sample fractionator for fractionating the separated components. Such a fractionator may carry the various components, for example, into different liquid containers. The analyzed fluid sample can also be fed to a waste container.
Gemäß einer Ausgestaltung können die einzelnen fluidischen Komponenten (Pumpe, Trennsäule, Detektor, Fraktionierer, etc.) für die erste Probenmesseinrichtung ein zweites Mal separat für die zweite Probenmesseinrichtung vorgesehen sein. Dadurch ist eine – insbesondere dimensionsmäßig – spezielle Anpassung dieser Komponenten an die Erfordernisse der jeweiligen Probenmesseinrichtung möglich. Alternativ kann jedoch auch eine oder mehrere dieser Komponenten (zum Beispiel Pumpe oder Detektor) gemeinsam für beide Probenmesseinrichtungen, d. h. nur einmal, vorgesehen sein. Dadurch kann ein kompaktes Messgerät bereitgestellt werden.According to one embodiment, the individual fluidic components (pump, separation column, detector, fractionator, etc.) for the first sample measuring device can be provided a second time separately for the second sample measuring device. As a result, it is possible to adapt these components to the requirements of the particular sample measuring device, in particular in terms of dimensions. Alternatively, however, one or more of these components (eg, pump or detector) may be common to both sample meters, i. H. only once, be provided. This can provide a compact meter.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Andere Ziele und viele der begleitenden Vorteile von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung werden leicht wahrnehmbar werden und besser verständlich werden unter Bezugnahme auf die folgende detailliertere Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen. Merkmale, die im wesentlichen oder funktionell gleich oder ähnlich sind, werden mit denselben Bezugszeichen versehen.Other objects and many of the attendant advantages of embodiments of the present invention will be readily appreciated and become better understood by reference to the following more particular description of embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. Features that are substantially or functionally the same or similar are given the same reference numerals.
Die Darstellung in der Zeichnung ist schematisch.The illustration in the drawing is schematic.
Das HPLC-Gerät
Die zu untersuchende Fluid-Probe
Im Weiteren wird exemplarisch die erste Probenmesseinrichtung
Eine Pumpe
Während ein Flüssigkeitspfad zwischen der Pumpe
Die Probenmesseinrichtung
Die Komponenten zwischen der Probenmesseinrichtung
Im Weiteren wird bezugnehmend auf
Wie unten bezugnehmend auf
Wie in einem Detail
Eine schematische Draufsicht in
Ein erster Port
Die erste Spritzenpumpe
Zwei neunte Ports
Zwei zehnte Ports
Ferner weist das erste Ventilteil
Die diversen Ports
In
Im Weiteren werden bezugnehmend auf
In einer in
Gemäß
In einem in
Gemäß
In einem in
Gemäß
In einer in
Gemäß
In einer in
Gemäß
In einer in
Gemäß
Es soll noch darauf hingewiesen werden, dass der als Hammerkanal ausgebildete Kanal
Im Weiteren werden gemäß
Die Probeninjektionsnadel
Der Nadelkörper
An dem Fluidaufnahmeende
Wie
Wie ferner in
Folglich kann die mehrlumige Injektionsnadel
Es sollte angemerkt werden, dass der Begriff „aufweisen” nicht andere Elemente ausschließt und dass das „ein” nicht eine Mehrzahl ausschließt. Auch können Elemente, die in Zusammenhang mit unterschiedlichen Ausführungsbeispielen beschrieben sind, kombiniert werden. Es sollte auch angemerkt werden, dass Bezugszeichen in den Ansprüchen nicht als den Schutzbereich der Ansprüche beschränkend ausgelegt werden sollen.It should be noted that the term "comprising" does not exclude other elements and that the "one" does not exclude a plurality. Also, elements described in connection with different embodiments may be combined. It should also be noted that reference signs in the claims should not be construed as limiting the scope of the claims.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 0309596 B1 [0002] EP 0309596 B1 [0002]
- US 5316954 [0006] US 5316954 [0006]
- US 7555937 [0006] US 7555937 [0006]
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