DE2508182A1

DE2508182A1 - Fluessigkeits-chromatograph

Info

Publication number: DE2508182A1
Application number: DE19752508182
Authority: DE
Inventors: Toyohisa Ishimatsu
Original assignee: Fujisawa Pharmaceutical Co Ltd
Current assignee: Fujisawa Pharmaceutical Co Ltd
Priority date: 1974-02-27
Filing date: 1975-02-26
Publication date: 1975-08-28
Also published as: JPS5630500B2; US3954617A; GB1460126A; FR2262293B1; FR2262293A1; JPS50117494A

Description

Patentanwalt
DipJ.-C/jc/w. F. Schrumpf 25.2.1975

51 ό Duron F 97

Koonenstraßa 20

Fujisawa Pharmaceutical Co., Ltd. Osaka / Japan

Flüssigkeits-Chromatograph

Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeits-Chromatographen mit einer Trennsäule und einer Probenzuführ-Einrichtung.

Im allgemeinen werden zur Einführung einer Probe in die Säule eines Flüssigkeitschromatographen sog. Mikroliter-Spritzen benutzt. Jedesmal, wenn die Probe in die Säule zu injizieren ist, wird die Spritzenkanüle durch ein Kautschukseptum gesteckt, welches am Säuleneinlaß vorgesehen ist. Wenn nun aber das Septum wiederholt durchstochen wird, bildet sich darin ein Loch, das den Austritt von Flüssigkeit ermöglicht. Dies führt wiederum zu dem Problem, daß die eingeführten Probenmengen starken Schwankungen unterliegen. Den gleichen Effekt hat auch die Arbeitsweise, die in die Säule zu injizierenden Probenmengen visuell zu bestimmen. Um diesem Problem zu begegnen, hat man bereits einen Flüssigkeits-Chromatographen entwickelt, der mit einem Probenschaltventil ausgerüstet ist. Dabei wird die Probe von Hand in den Ventileinlaß gespritzt, und das Ventil wird ebenfalls von Hand betätigt, um eine bestimmte Probenmenge in die Säule zu bringen. Der Chromatograph bedingt also nach wie vor eine manuelle Arbeitsweise, die es erschwert, die Probenmenge genau und wirksam zu bestimmen.bezw. zu dosieren.

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Hier schafft die Erfindung Abhilfe. Sie löst die Aufgabe, einen Flüssigkeits-Chromatographen mit automatischer Probenzufuhr zu entwickeln.

Der erfindungsgemäße Flüssigkeits-Chromatograph ist gekennzeichnet durch einen schrittweise drehbaren, runden Tisch, an dessen Rand eine Mehrzahl von Probenbehältern angeordnet sind, ein in der Nähe des Tisches befindliches Aufnahmegefäß für Waschflüssigkeit, ein Probenschaltventil zur intermittierenden Einführung von definierten Mengen verschiedener Proben und von mobiler Phase in die Säule sowie einem Organ zur aufeinanderfolgenden Entnahme der Proben aus den Behältern in regelmäßigen Intervallen unter Drehung des Tisches und zur Abnahme der Waschflüssigkeit aus dem Gefäß während dieser Intervalle sowie abwechselnde Zuführung dieser Proben bzw. der Waschflüssigkeit zu dem Probenschaltventil.

Der Chromatograph nach der Erfindung stellt sicher, daß die Proben in genauen Mengen und mit hoher Leistung eingegeben werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung und den Unteransprüchen.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Flüssigkeits-Chromatographen nach der Erfindung;

Fig. 2 ist ein vergrößerter Schnitt nach Linie II-II von Fig. 1; und

Fig. 3 ist ein vergrößerter Schnitt nach Linie III-III von Fig. 1

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Zunächst sei Fig. 1 betrachtet.

Eine Proben-Zuführvorrichtung 1 weist einen schrittweise drehbaren runden Tisch 3 auf, der am Rand mit einer Mehrzahl von Probenbehältern 2 versehen ist. Ein Aufnahmegefäß 4 für Waschflüssigkeit ist dicht an dem Tisch 3 angeordnet. Die Vorrichtung 1 ist ferner mit einem Abnahmeorgan 5 versehen, welches mittels eines (nicht dargestellten) Antriebes automatisch zwischen dem Gefäß 4 und dem Probenbehälter 2 hin und her schwenkbar ist, welcher seinerseits durch Weiterschaltung des Tisches 3 in eine bestimmte Position gebracht und dann so lange in dieser Position gehalten wird, daß nacheinander die Proben und die Waschflüssigkeit abgenommen werden können. Als Organ 5 dient ein Taster 5 aus rostfreiem Stahl. Geeignete Waschflüssigkeiten sind destilliertes Wasser plus Tenside oder organische Lösungsmittel. Das Organ 5 ist mit einer Probenzuleitung 7 verbunden, in die ein Blasenfänger 6 eingefügt ist.

Der Flüssigkeits-Chromatograph 9 ist mit einer Säule 8 versehen und weist ferner ein Proben-Schaltventil 10 auf. Der Übersichtlichkeit halber ist dieses Ventil 10 in der Zeichnung von dem Chromatographen 9 getrennt dargestellt. Es besteht aus einem pneumatischen (oder hydraulischen) Zylinder 12, in welchem ein Kolben 11 untergebracht ist, eine Kolbenstange 14, die an ihrem vorderen Ende in der Mantelfläche mit einer Ringnut 13 zur Aufnahme einer definierten Probenmenge versehen ist und dem eigentlichen Ventilkörper 15, der an dem vorderen Ende des Zylinders 12 befestigt ist und von der Kolbenstange 14 durchquert wird.

Der Ventilkörper 15 ist mit einer Bohrung 16 versehen, in der die Kolbenstange 14 verschieblich ist, sowie mit einem ersten Durchgang 17 und einem zweiten Durchgang 18, die parallel zueinander in einem Abstand angeordnet sind, der dem Hub der Kolbenstange 14 entspricht. Die Durchgänge 17 und 18 schneiden die Bohrung 16. Jeder von ihnen hat die Form einer

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Bohrung, die durch den Ventilkörper 15 führt und einen geringeren Durchmesser hat als die Kolbenstange 14. Der erste Durchgang 17 steht an einem Ende mit der Probenzuleitung 7 und am anderen Ende mit einer Probenaustrittsleitung in Verbindung. Das eine Ende des Durchganges 18 kommuniziert mit einer Zuleitung 20 für die mobile Phase und das andere Ende mit einem Rohr 21 , welches seinerseits mit der Säule in Verbindung steht. Die Innenfläche des Ventilskörpers 15, welche die Bohrung 16 definiert, ist an den Stellen, wo die Bohrung 16 von den Durchgängen 17 und 18 geschnitten wird, mit Ringnuten 22 und 35 versehen, durch welche Flüssigkeit hindurchtreten kann. Eine Dosierpumpe 23 ist der Probenzuleitung 7 derart zugeordnet, daß sie abwechselnd jede Probe und die Waschflüssigkeit abzieht und sie in den ersten Durchgang 17 des Probenschaltventiles 10 drückt. An das Aufnahmegefäß 4 ist ein Rohr 24 zur Auffüllung der Waschflüssigkeit angeschlossen. Ein Entlüftungsrohr 25 steht mit dem Blasenfänger 6 in Verbindung. Die Pumpe 23 ist an die Rohre 24 und 25 angeschlossen. Die Probenaustrittsleitung 19 ist mit einer Drossel 26 versehen, um den Zutritt von Luft aus der Kolbenstangen-Bohrung 16 zu verhindern. Die Zuleitung 20 für die mobile Phase wird durch die Vorrichtung 27 unter hohen Druck gesetzt und dadurch in den zweiten Durchgang 18 des Ventiles 10 gepresst.

Eine erste Fluidleitung 18 führt an einer Stelle vor dem Kolben 11 in den Zylinder 12, während eine zweite Fluidleitung 29 mit dem Zylinder an einer Stelle hinter dem Kolben verbunden ist. Beide Leitungen 28 und 29 gehen von einer Fluid-Hauptleitung 33 aus und werden über elektromagnetische Ventile 31 und 32 zu- bzw. abgeschaltet. Diese Ventile sind in einem Steuerkasten 30 untergebracht. Als Fluid wird Preß-

2 luft mit einem Druck von 3,5 bis 7 kg/cm benutzt. Die elektromagnetischen Ventile 31 und 32 werden abwechselnd geöffnet und geschlossen und bewegen so den Kolben 11 hin und her.

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Zuerst wird der Kolben 11 in der Position nach Fig. 1 angehalten. Dabei greift das Abnahmeorgan 5 in das Aufnahmegefäß 4, wie in Fig. 1 strichpunktiert dargestellt ist, und die Pumpe befindet sich in Betrieb, so daß die Waschflüssigkeit durch die Probenzuleitung 7 in den ersten Durchgang 17 geführt und dieser Durchgang 17 sowie die Ringnut 13 in der Kolbenstange bespült werden. Die Waschflüssigkeit fließt aus dem ersten Durchgang 17 in die Probenaustrittsleitung 19 (s.Fig. 2). Wenn der Spülvorgang abgeschlossen ist, schv/enkt das Abnahmeorgan 5 zum Probenbehälter 2 und entnimmt diesem die Probe. Anschließend gelangt die Probe durch die Zuleitung 7 in den ersten Durchgang 17 des Ventiles 10. Sobald die Probe durch den ersten Durchgang 17 zu fließen beginnt, wird das erste elektromagnetische Ventil 31 geöffnet und gleichzeitig das zweite elektromagnetische Ventil 32 geschlossen, mit dem Ergebnis, daß die Preßluft durch die erste Leitung 28 den Zylinder 12 beaufschlagt und den Kolben 11 zurückschiebt. Der Kolben 11 bewegt seinerseits die Kolbenstange 14 zusammen mit der Probe, welche sich in dem von der Ringnut 13 und der Bohrungswand 16 definierten Raum, befindet, nach hinten, sobald die Ringnut 13 an die Kreuzungsstelle von Bohrung 16 und zweiten Durchgang 18 gelangt (in Fig. 3 gestrichelt angedeutet), wird die Probe in die Ringnut 22 in der Bohrung 16, von dort in den zweiten Durchgang 18 und schließlich über das Rohr in die Säule 8 geleitet. Dadurch, daß die Ringnut 22 vorgesehen ist, fließt die mobile Phase stets durch den zweiten Durchgang 18 über das Rohr 21 in die Säule 8, selbst wenn sich die Ringnut 13 nicht in dem zweiten Durchgang 18 befindet. Die mobile Phase führt die Probe aus der Ringnut 13 weg, worauf das erste Ventil 31 geschlossen und gleichzeitig das zweite Ventil 32 geöffnet wird. Dadurch gelangt die Preßluft über die zweite Leitung 29 in den Zylinder 12 und schiebt die Kolbenstange 14 nach vorn, so daß deren Ringnut 13 an die Kreuzungsstelle von Bohrung 16 und ersten Durchgang 17 gebracht wird. Zu diesem Zeitpunkt fließt die selbe Probe noch

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durch den ersten Durchgang 17. Wenn nun die Ventile 31 und in der obigen Weise geschaltet werden, gibt der Steuerkasten ein Signal 34 an die Probenzuführvorrichtung 1, wodurch das Organ 5 zu dem Gefäß 4 geschwenkt und der Tisch 3 um einen Schritt weitergedreht wird, so daß der nächste Probenbehälter in Abnahmeposition rückt. Wie zu Anfang fließt die von dem Organ 5 abgenommene Waschflüssigkeit durch den ersten Durchgang 17 und spült die vorhergehende Probe aus diesem Durchgang 17 sowie der Ringnut 13 in der Kolbenstange 14 weg. Nach Abschluß des Spülvorganges schwenkt das Organ 5 zum nächsten Probenbehälter 2, worauf sich der beschriebene Vorgang wiederholt. Der Steuerkasten 30 lässt sich auf geeignete Werte für die Probenaufnahmezeit, die Waschflüssigkeitsaufnahmezeit und die Dauer der Bewegung und des Stillstandes des Kolbens 11 in dem Zylinder 12 einstellen.

Der Chromatograph weist schließlich noch einen Detektor auf, und dessen Meßwerte werden in Form elektrischer Signale 36 einer Aufzeichnungsvorrichtung 37 zugeleitet und auf einem Blatt 38 wiedergegeben.

Mit dem erfindungsgemäßen Chromatographen wurden unter Verwendung einer Lösung, die das Natriumsalz von Cephalosporin C (im nachstehenden als CCNa" abgekürzt) quantitative Bestimmungen durchgeführt, um die Ergebnisse mit denen konventioneller Versuche zu vergleichen.

Eine Lösung mit einem Gehalt von 0,5 mg/ml CCNa wurde mit Hilfe des erfindungsgemäßen Chromatographen untersucht. Als Waschflüssigkeit diente eine 10%ige Lösung von Methanol in Wasser. Die flüssige Probe wurde 2 Minuten und die Waschflüssigkeit 3 Minuten zugeführt. Die Säule des Flüssigkeits-Chromatographen war mit- Zipax SCX (Handelsname für ein Kationenaustauscherharz der E.I. du Pont de Nemours & Co) als Adsorbens gepackt. Die Säule hatte eine Länge von 50 cm

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und wurde auf einer Temperatur von 30 C gehalten. Als mobile Phase diente Pufferlösung nach Mcllvaine (eine gemischte Lösung von Zitronensäure und sekundärem Natriumphosphat mit einem pH-Wert von 2,5). Der erfindungsgemäße Chromatograph

2 wurde das eine Mal mit einem Säulendruck von 30 kg/cm (Versuch I nach der Erfindung) und das andere Mal mit 6O kg/cm' (Versuch II nach der Erfindung) betrieben. Ferner wurde ein Versuch in herkömmlicher Weise durchgeführt, indem das Probenventil zur quantitativen Bestimmung von CCNa in der CCNahaltigen Lösung manuell betätigt wurde (konventioneller Versuch). Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle zusammengefasst, in der η die Zahl der Wiederholungen, X die durchschnittliche Höhe der Peaks auf dem Chromatogramm, SD die Standardabweichung und CV den Variationskoeffizienten bedeuten, wobei CV = SD/X χ 100 ist.

	Konventioneller Versuch	Versuch I	Versuch II
	Peakhöhe	Peakhöhe	Peakhöhe
1	18,71 cm	18,71 cm	12,66 cm
2	18,54 cm	19,17 cm	12,69 cm
3	17,24 cm	18,96 cm	12,70 cm
4	14,00 cm	19,00 cm	12,76 cm
5	13,75 cm	19,08 cm	12,51 cm
6	13,66 cm	19,15 cm	12,69 cm
7	13,20 cm	19,15 cm	12,65 cm
8	13,53 cm	19,06 cm	12,71 cm
9	13,05 cm	18,97 cm	12,66 cm
10	17,92 cm	19,20 cm	12,72 cm
η	10	10	10
X	15,36	19,07	12,68
SD	2,406	0,095	0,067
CV	15,7 %	0,50 %	0,52 %

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Wie die Tabelle zeigt, erbringt der erfindungsgemäße Chromatograph Daten mit sehr geringen Schwankungen bei sehr hohem Säulendruck und ermöglicht es dadurch, die Analysenzeit beträchtlich abzukürzen, weist also einen hohen Gebrauchswert

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Claims

Patentansprüche

1. Flüssigkeits-Chromatograph mit einer Trennsäule und einer Probenzuführ-Einrichtung, gekennzeichnet durch einen schrittweise drehbaren, runden Tisch (3), an dessen Rand eine Mehrzahl von Probenbehältern (2) angeordnet sind, ein in der Nähe des Tisches (3) befindliches Aufnahmegefäß (4) für Waschflüssigkeit, ein Probenschaltventil (10) zur intermittierenden Einführung von definierten Mengen verschiedener Proben und von mobiler Phase in die Säule (8), sowie einem Organ (5) zur aufeinanderfolgenden Entnahme der Proben aus den Behältern (2) in regelmäßigen Intervallen unter Drehung des Tisches (3) und zur Abnahme der Waschflüssigkeit aus dem Gefäß (4) während dieser Intervalle sowie abwechselnde Zuführung dieser Proben bzw. der Waschflüssigkeit zu dem Probenschaltventil (10).

2. Chromatograph nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Probenschaltventil (10) folgenden Aufbau hat: ein pneumatischer oder hydraulischer Zylinder (12), eine Kolbenstange (14) , die in ihrer Mantelfläche mit einer Ringnut (13) zur Aufnahme der definierten Probenmenge versehen ist, und ein Ventilkörper (15), der an dem vorderen Ende des Zylinders (12) befestigt ist, von der Kolbenstange (14) durchquert wird, und eine Bohrung (16), die die Kolbenstange (14) verschieblich aufnimmt, sowie einen ersten Durchgang (17) zum abwechselnden Durchleiten der Proben und der Waschflüssigkeit sowie einen zweiten Durchgang (18) zum ständigen Durchleiten der mobilen Phase und intermittierenden Durchleiten der einfließenden Proben aufweist, wobei die Durchgänge (17,18) die Bohrung (16) kreuzen und in einem Abstand voneinander liegen, der dem Hub der Kolbenstange (14) entspricht.

3. Chromatograph nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Organ (5) ein zwischen dem Gefäß (4) und dem durch

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die intermittierende Drehung des Tisches (3) in eine bestimmte Position gebrachten Probenbehälter (2) hin und her schwenkbar und so dann eine bestimmte Zeitspanne in der Stellung anhaltbar ist, um abwechselnd die Proben und die Waschflüssigkeit abzuziehen, wobei zwischen dem Abnahmeorgan (5) und dem ersten Durchgang (17) in dem Ventil (10) eine Probenzuleitung (7) angeordnet ist, welcher eine Pumpe (23) zugeordnet ist.

4. Chromatograph nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (23) eine Dosierpumpe ist.

5. Chromatograph nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Probenzuleitung (7) mit einem Blasenfänger (6) versehen ist.

6. Chromatograph nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgänge (17,18) parallel zueinander verlaufen und die Form von Bohrungen haben, die durch den Ventilkörper (15) gehen und einen geringeren Durchmesser haben als die Kolbenstange (14), wobei der erste Durchgang (17) an einem Ende mit der Probenzuleitung (7) und am anderen Ende mit einer Probenaustrittsleitung (19) in Verbindung steht, während der zweite Iurchgang (18) an einem Ende mit einer Zuleitung (20) für die mobile Phase und am anderen Ende mit einem Rohr (21) kommuniziert, welches seinerseits mit der Säule (8) in Verbindung steht, und die Innenwandung des Ventilskörpers (15), welche die Bohrung (16) definiert, an den Kreuzungsstellen der Bohrung (16) und des Durchganges (17) bzw. (18) mit einer Ringnut als Flüssigkeitsdurchlaß versehen ist.

7. Chromatograph nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Probenaustrittsleitung (19) mit einer Drossel (26) versehen ist, mit deren Hilfe der Zutritt von Luft aus der Bohrung (16) verhinderbar ist.

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8. Chromatograph nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmegefäß (4) mit einer Leitung zur Ergänzung der Waschflüssigkeit verbunden ist.

9. Chromatograph nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierpumpe (23) mit dieser Leitung verbunden ist,

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