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Title:
FLUID MIXING BY MEANS OF FLUID SUPPLY LINES WITH LINE-SPECIFICALLY ASSOCIATED FLUID PUMPS FOR LIQUID CHROMATOGRAPHY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/167011
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a liquid chromatography fluid supply device (150) for providing a mixture of several different fluids as a mobile phase for a liquid chromatography sample separation device (10), wherein the fluid supply device (150) comprises a plurality of supply lines (104 to 107), each fluidically coupled to a respective one of a plurality of fluid component sources (100 to 103) for providing a respective one of the fluids, a plurality of fluid pumps (51 to 54), each of which is associated with a respective one of the supply lines (104 to 107), and a combining point (87), at which the fluids from the supply lines (104 to 107) are to be combined, wherein each of the plurality of fluid pumps (51 to 54) does or does not convey a respective fluid from a respective one of the fluid component sources (100 to 103) to the combining point (87) as a function of a respective switching state of the fluid supply device (150).

Inventors:
PLACHETKA, Clemens (Hewlett-Packard-Straße 8, Waldbronn, 76337, DE)
Application Number:
IB2019/051661
Publication Date:
September 06, 2019
Filing Date:
March 01, 2019
Export Citation:
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Assignee:
AGILENT TECHNOLOGIES, INC. (- A Delaware Corporation -, 5301 Stevens Creek Blvd.Santa Clara, California, 95051, US)
International Classes:
F04B13/02; B01D15/16; F04B23/04; G01N30/32; G01N30/34; G01N35/10
Domestic Patent References:
WO2014066769A12014-05-01
Foreign References:
US20150219603A12015-08-06
CH706929A12014-03-14
EP0309596A11989-04-05
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE

1. Flüssigchromatografie-Fluidversorgungsvorrichtung (150) zum Bereitstellen einer Mischung aus mehreren unterschiedlichen Fluiden als mobile Phase für ein Flüssigchromatografie-Probentrenngerät (10), wobei die

Fluidversorgungsvorrichtung (150) aufweist:

eine Mehrzahl von Zuführleitungen (104 bis 107), von denen jede fluidisch mit einer jeweiligen von einer Mehrzahl von Fluidkomponentenquellen (100 bis 103) zum Bereitstellen eines jeweiligen der Fluide fluidisch gekoppelt ist;

eine Mehrzahl von Fluidpumpen (51 bis 54), von denen jede einer jeweiligen der Zuführleitungen (104 bis 107) zugeordnet ist;

einen Vereinigungspunkt (87), an dem die Fluide aus den Zuführleitungen (104 bis 107) zu vereinigen sind;

wobei jede der Mehrzahl von Fluidpumpen (51 bis 54) abhängig von einem jeweiligen Schaltzustand der Fluidversorgungsvorrichtung (150) ein jeweiliges Fluid aus einer jeweiligen der Fluidkomponentenquellen (100 bis 103) zu dem

Vereinigungspunkt (87) fördert oder nicht.

2. Fluidversorgungsvorrichtung (150) gemäß Anspruch 1 , wobei jede der Mehrzahl von Fluidpumpen (51 bis 54) schaltbar ist, so dass abhängig von ihrem jeweiligen Schaltzustand eine jeweilige Fluidpumpe (51 bis 54) ein jeweiliges Fluid aus einer jeweiligen der Fluidkomponentenquellen (100 bis 103) zu dem

Vereinigungspunkt (87) fördert oder nicht.

3. Fluidversorgungsvorrichtung (150) gemäß Anspruch 1 oder 2,

aufweisend mindestens ein Schaltventil (71 , 72);

wobei jede der Mehrzahl von Fluidpumpen (51 bis 54) im Betrieb

durchgehend läuft, so dass abhängig von einem jeweiligen Schaltzustand des mindestens einen Schaltventils (71 , 72) eine jeweilige Fluidpumpe (51 bis 54) ein jeweiliges Fluid aus einer jeweiligen der Fluidkomponentenquellen (100 bis 103) zu dem Vereinigungspunkt (87) fördert oder nicht.

4. Fluidversorgungsvorrichtung (150) gemäß Anspruch 3, wobei zwischen der Mehrzahl von Fluidpumpen (51 bis 54) und dem mindestens einen Schaltventil (71 , 72) mindestens eine fluidische Kapazität (56, 58) als Fluidspeicher angeordnet ist.

5. Fluidversorgungsvorrichtung (150) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, aufweisend eine zusätzliche Fluidfördereinrichtung (20) stromabwärts des

Vereinigungspunkts (87), die zum Fördern, insbesondere zum dosierenden Fördern, der Fluide in dem Flüssigchromatografie-Probentrenngerät (10) eingerichtet ist.

6. Fluidversorgungsvorrichtung (150) gemäß Anspruch 5, aufweisend

zumindest eines der folgenden Merkmale:

wobei die Fluidfördereinrichtung (20) zum Ziehen der Fluide ausgehend von dem Vereinigungspunkt (87) eingerichtet ist;

wobei die Fluidfördereinrichtung (20) zum Fördern der Fluide mit einem Druck von mindestens 500 bar, insbesondere mindestens 1200 bar, eingerichtet ist; wobei die Fluidfördereinrichtung (20) eine Kolbenpumpe (1 1 1 , 112) oder eine Mehrzahl von seriellen oder parallelen Kolbenpumpen (11 1 , 1 12), insbesondere eine Doppelkolbenpumpe, aufweist;

wobei die Fluidfördereinrichtung (20) aus einer Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus einer Binärpumpe, einer Quaternärpumpe und einer Mehrkanalpumpe.

7. Fluidversorgungsvorrichtung (150) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, aufweisend eines der folgenden Merkmale:

wobei die Fluidversorgungsvorrichtung (150) von einer

Proportioniereinrichtung (108) frei ist;

aufweisend eine Proportioniereinrichtung (108), insbesondere aufweisend das mindestens eine Schaltventil (71 , 72) als mindestens ein Proportionierventil, zum Proportionieren von mittels der Zuführleitungen (104 bis 107) zugeführten Paketen des jeweiligen der Fluide.

8. Fluidversorgungsvorrichtung (150) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei jede der Mehrzahl von Fluidpumpen (51 bis 54) in einer jeweiligen der Zuführleitungen (104 bis 107) angeordnet ist.

9. Fluidversorgungsvorrichtung (150) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, aufweisend zumindest eines der folgenden Merkmale: wobei jede der Fluidpumpen (51 bis 54) in einem aktiven Schaltzustand ein jeweiliges Fluid aus einer jeweiligen der Fluidkomponentenquellen (100 bis 103) aktiv hin zu dem Vereinigungspunkt (87) fördert, insbesondere drückt;

wobei jede der Fluidpumpen (51 bis 54) in einem inaktiven Schaltzustand kein jeweiliges Fluid aus einer jeweiligen der Fluidkomponentenquellen (100 bis 103) fördert.

10. Fluidversorgungsvorrichtung (150) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei jede der Fluidpumpen (51 bis 54) aus einer Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus einer Kolbenpumpe, einer Zahnradpumpe, einer Peristaltikpumpe und einer Membranpumpe.

1 1. Fluidversorgungsvorrichtung (150) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, aufweisend mindestens einen Drucksensor (61 , 62) zum Erfassen eines für einen Druck in einer jeweiligen der Zuführleitungen (104 bis 107) indikativen Werts.

12. Fluidversorgungsvorrichtung (150) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , aufweisend ein jeweiliges Schaltventil (71 , 72) in einer jeweiligen der

Zuführleitungen (104 bis 107).

13. Fluidversorgungsvorrichtung (150) gemäß Anspruch 12, wobei mittels der Schaltventile (71 , 72) ein Mehrkanalgradientenventil gebildet ist.

14. Fluidversorgungsvorrichtung (150) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, aufweisend mindestens einen Drucksensor (73, 76) stromabwärts des

Vereinigungspunkts (87).

15. Fluidversorgungsvorrichtung (150) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, aufweisend ein Rückschlagventil (74) stromabwärts des Vereinigungspunkts (87), das eingerichtet ist, einen Rückfluss geförderter Fluide in Richtung zurück zu dem Vereinigungspunkt (87) zu unterbinden.

16. Fluidversorgungsvorrichtung (150) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, aufweisend mindestens einen Schallsensor (210, 212, 214), insbesondere eine Mehrzahl von Schallsensoren (210, 212, 214), das oder die zum Detektieren eines Schaltgeräusches zum Überwachen des Schaltzustands der

Fluidversorgungsvorrichtung (150), insbesondere zum Überwachen des

Schaltzustands zumindest einer der Mehrzahl von Fluidpumpen (51 bis 54) und/oder zum Überwachen des Schaltzustands mindestens eines Schaltventils (71 , 72), eingerichtet ist oder sind, insbesondere mittels Triangulation.

17. Probentrenngerät (10) zum T rennen einer fluidischen Probe mittels

Flüssigchromatografie, wobei das Probentrenngerät (10) aufweist:

eine Fluidversorgungsvorrichtung (150) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16 zum Bereitstellen einer mobilen Phase in Form der an dem Vereinigungspunkt (87) zu vereinigenden Fluide, wobei die fluidische Probe in die mobile Phase zu injizieren ist;

eine Probentrenneinrichtung (30), die zum Trennen der in die mobile Phase injizierten fluidischen Probe in Fraktionen eingerichtet ist.

18. Probentrenngerät (10) gemäß Anspruch 17, ferner aufweisend zumindest eines der folgenden Merkmale:

die Probentrenneinrichtung (30) ist als chromatographische Trenneinrichtung, insbesondere als Chromatographietrennsäule, ausgebildet;

das Probentrenngerät (10) ist zum Analysieren von zumindest einem

physikalischen, chemischen und/oder biologischen Parameter von zumindest einer Fraktion der fluidischen Probe konfiguriert;

das Probentrenngerät (10) weist zumindest eines aus der Gruppe auf, die besteht aus einem Gerät zur chemischen, biologischen und/oder pharmazeutischen Analyse und einem FIPLC-Gerät;

das Probentrenngerät (10) ist als mikrofluidisches Gerät konfiguriert;

das Probentrenngerät (10) ist als nanofluidisches Gerät konfiguriert;

das Probentrenngerät (10) weist einen Detektor (50) zum Detektieren der getrennten Fraktionen auf;

das Probentrenngerät (10) weist einen Injektor (40) zum Injizieren der fluidischen Probe in die mobile Phase auf;

das Probentrenngerät (10) weist einen Probenfraktionierer zum Fraktionieren der getrennten Fraktionen auf.

19. Verfahren zum Bereitstellen einer Mischung aus mehreren unterschiedlichen Fluiden als mobile Phase für ein Flüssigchromatografie-Probentrenngerät (10), wobei das Verfahren aufweist:

fluidisches Koppeln einer jeweiligen einer Mehrzahl von Zuführleitungen (104 bis 107) mit einer jeweiligen von einer Mehrzahl von Fluidkomponentenquellen (100 bis 103) zum Bereitstellen eines jeweiligen der Fluide;

Vorsehen einer Mehrzahl von Fluidpumpen (51 bis 54), von denen jede einer jeweiligen der Zuführleitungen (104 bis 107) zum Fördern des jeweiligen der Fluide zugeordnet ist;

Vereinigen der Fluide aus den Zuführleitungen (104 bis 107) an einem Vereinigungspunkt (87);

sequenzielles Zuführen der Fluide aus den Zufuhrleitungen (104 bis107) an den Vereinigungspunkt (87) derart, dass jede der Mehrzahl von Fluidpumpen (51 bis 54) abhängig von einem jeweiligen Schaltzustand ein jeweiliges Fluid aus einer jeweiligen der Fluidkomponentenquellen (100 bis 103) zu dem Vereinigungspunkt (87) fördert oder nicht.

20. Verfahren gemäß Anspruch 19, wobei das Verfahren ein Fördern,

insbesondere ein dosiertes Fördern, der Fluide mittels einer zusätzlichen

Fluidfördereinrichtung (20) stromabwärts des Vereinigungspunkts (87) aufweist.

Description:
BESCHREIBUNG

FLUIDMISCHEN MITTELS FLUIDZUFÜHRLEITUNGEN MIT LEITUNGSSPEZIFISCH ZUGEORDNETEN FLUIDPUMPEN FÜR DIE FLÜSSIGCHROMATOGRAFIE

TECHNISCHER HINTERGRUND

[0001 ] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flüssigchromatografie- Fluidversorgungsvorrichtung, ein Flüssigchromatografie-Probentrenngerät und ein Verfahren zum Bereitstellen einer Mischung aus mehreren unterschiedlichen Fluiden als mobile Phase für ein Flüssigchromatografie-Probentrenngerät.

[0002] 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 sein kann, durch eine sogenannte stationäre Phase (zum Beispiel in einer chromatografischen Säule), bewegt, um einzelne Fraktionen einer in die mobile Phase eingebrachten Probenflüssigkeit voneinander zu trennen. Nach Durchlaufen der stationären Phase werden die getrennten Fraktionen der fluidischen Probe in einem Detektor detektiert. Ein solches HPLC-System ist bekannt zum Beispiel aus der EP 0,309,596 B1 derselben Anmelderin, Agilent Technologies, Inc.

[0003] Für Flüssigchromatografie und andere Anwendungen der Probentrennung ist es erforderlich, eine Mischung aus unterschiedlichen Fluiden, zum Beispiel unterschiedlichen Lösungsmitteln, durchzuführen, wobei die gemischte Fluidzusammensetzung aus diesen Fluiden genau definiert gebildet sein sollte.

[0004] Stromaufwärts eines Fluidantriebs bzw. einer Fluidfördereinrichtung (insbesondere einer chromatographischen Hochdruckpumpe) befinden sich mehrere Lösungsmittelbehälter, aus denen Lösungsmittel (wie zum Beispiel Wasser und Ethanol) für einen chromatographischen Trennlauf (zum Beispiel einen Gradientenlauf) bereitgestellt werden. Diese Fluide bzw. Lösungsmittel werden unter dem Einfluss der Gravitation beschleunigt, wenn sie sich durch Fluidleitungen, durch eine Proportioniereinrichtung, zu einem Misch- oder Vereinigungspunkt bis hin zu der Hochdruckpumpe bewegen. Somit beeinflussen Gravitationseffekte und auch die Massenträgheit des Fluids, insbesondere den Pfad zwischen den Lösungsmittelbehältern und dem Mischpunkt bzw. Einlass der Hochdruckpumpe. Das Füllniveau der Lösungsmittelbehälter kann lediglich abgeschätzt werden, wenn der durchgeführte Fluss integriert wird. Aufgrund der beschriebenen Effekte ist die Genauigkeit der Fluidzusammensetzung abhängig von der Lagerhöhe der Lösungsmittelbehälter und von deren Füllstand. Dies bedeutet auch, dass sich die Genauigkeit des Betriebs einer Flüssigchromatographieapparatur verschlechtern kann, wenn sich die Höhe der Flaschen bezogen auf einen Mischpunkt oder die Schlauchgeometrie verändert. Daher sind die Höhe und der Füllstand der Lösungsmittelbehälter korreliert mit der Präzision eines Trennexperiments unter Verwendung eines Flüssigchromatographie-Probentrenngeräts. Für reproduzierbare Ergebnisse wäre es daher erforderlich, dass Benutzer Lösungsmittel immer auf einer gleichen erhöhten Position anordnen. Dies beeinträchtigt die Flexibilität des Betriebs eines Probentrenngeräts sowie die Reproduzierbarkeit von Trennergebnissen. Die beschriebenen Gravitationseffekte sowie Viskositätsschwankungen der Fluide und die Massenträgheit der Fluide führen daher zu einer Ungenauigkeit in der Lösungsmittelzusammensetzung und folglich in der Probentrennung.

[0005] Außerdem hat sich herausgestellt, dass bei der beschriebenen Konfiguration beim Schalten des Proportioniereinrichtung Volumenfehler der zu mischenden Fluide auftreten können. Die genaue Flüssigkeitsmenge, die an dem Misch- oder Vereinigungspunkt aus einer Fluidleitung zugeführt wird, ist daher manchmal unklar oder ungenau. Auch hat sich herausgestellt, dass bei der beschriebenen Konfiguration Fluid zwischen den Fluidleitungen in unerwünschter Weise umgeleitet werden kann. Die beschriebenen parasitären Effekte führen zu Fehlvolumina der zu mischenden Fluide. Insbesondere können Druckverhältnisse zwischen den Lösungsmittelbehältern und dem Pumpenkopf Undefiniert sein.

OFFENBARUNG

[0006] Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Zusammensetzung aus mehreren zu mischenden Fluiden für die Flüssigchromatografie unter reproduzierbaren und definierten Bedingungen zu erzeugen. Die Aufgabe wird mittels der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen gezeigt.

[0007] Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Flüssigchromatografie-Fluidversorgungsvorrichtung zum Bereitstellen einer Mischung aus mehreren unterschiedlichen Fluiden als mobile Phase für ein Flüssigchromatografie-Probentrenngerät geschaffen, wobei die Fluidversorgungsvorrichtung eine Mehrzahl von Zuführleitungen, von denen jede fluidisch mit einer jeweiligen von einer Mehrzahl von Fluidkomponentenquellen zum Bereitstellen eines jeweiligen der Fluide fluidisch gekoppelt ist, eine Mehrzahl von Fluidpumpen, von denen jede einer jeweiligen der Zuführleitungen zugeordnet ist, und einen Vereinigungspunkt aufweist, an dem die Fluide aus den Zuführleitungen zu vereinigen sind, wobei jede der Mehrzahl von Fluidpumpen abhängig von einem jeweiligen Schaltzustand der Fluidversorgungsvorrichtung ein jeweiliges Fluid aus einer jeweiligen der Fluidkomponentenquellen zu dem Vereinigungspunkt fördert oder nicht fördert.

[0008] Gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel ist ein Probentrenngerät zum Trennen einer fluidischen Probe mittels Flüssigchromatografie bereitgestellt, wobei das Probentrenngerät eine Fluidversorgungsvorrichtung mit den oben beschriebenen Merkmalen zum Bereitstellen einer mobilen Phase in Form der an dem Vereinigungspunkt zu vereinigenden Fluide, in welche die fluidische Probe zu injizieren ist, und eine Probentrenneinrichtung aufweist, die zum Trennen der in die mobile Phase injizierten fluidischen Probe in Fraktionen eingerichtet ist.

[0009] Gemäß noch einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel ist ein Verfahren zum Bereitstellen einer Mischung aus mehreren unterschiedlichen Fluiden (insbesondere mittels einer Fluidversorgungsvorrichtung, weiter insbesondere mit den oben genannten Merkmalen) als mobile Phase für ein Flüssigchromatografie-Probentrenngerät bereitgestellt, wobei das Verfahren ein fluidisches Koppeln einer jeweiligen einer Mehrzahl von Zuführleitungen mit einer jeweiligen von einer Mehrzahl von Fluidkomponentenquellen zum Bereitstellen eines jeweiligen der Fluide, ein Vorsehen einer Mehrzahl von Fluidpumpen, von denen jede einer jeweiligen der Zuführleitungen zum Fördern des jeweiligen der Fluide zugeordnet ist, ein Vereinigen der Fluide aus den Zuführleitungen an einem Vereinigungspunkt, und ein sequenzielles Zuführen der Fluide aus den Zufuhrleitungen an den Vereinigungspunkt derart aufweist, dass jede der Mehrzahl von Fluidpumpen abhängig von einem jeweiligen Schaltzustand (insbesondere der Fluidversorgungsvorrichtung) ein jeweiliges Fluid aus einer jeweiligen der Fluidkomponentenquellen zu dem Vereinigungspunkt fördert oder nicht fördert.

[0010] Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird unter dem Begriff „Fluid“ insbesondere eine Flüssigkeit und/oder ein Gas verstanden bzw. ein Stoff im superkritischen Zustand, optional aufweisend Festkörperpartikel. Ein solches Fluid kann im Rahmen des Betriebs eines Probentrenngeräts als Betriebsfluid eingesetzt werden, welches während des Trennvorgangs durch Fluidleitungen des Probentrenngeräts mittels einer Fluidfördereinrichtung (zum Beispiel eine Flochdruckpumpe) gefördert wird. Als ein solches Betriebsfluid kann eine mobile Phase (das heißt ein Lösungsmittel oder eine Lösungsmittelzusammensetzung) angesehen werden, die im Rahmen des Probentrennens ein Trägermedium darstellen kann und/oder die beim Probentrennen einen funktionalen Beitrag liefern kann. Dies bedeutet, dass die mobile Phase eine zu trennende fluidische Probe als Trägermedium mitfördern kann, aber auch (zum Beispiel im Rahmen eines chromatographischen Trennverfahrens) einem funktionalen Beitrag zum fraktionsweisen Ablösen einer zuvor an einer Probentrenneinrichtung aufgefangenen oder dadurch retardierten fluidischen Probe leisten kann.

[001 1 ] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter dem Begriff „Pakete von Fluiden“ insbesondere eine zeitliche und räumliche Abfolge von Abschnitten von hintereinander bzw. sequenziell fließenden Fluiden in einer Fluidleitung verstanden, welche Abschnitte sich hinsichtlich des Stoffs bzw. Materials des jeweiligen Fluidpakets voneinander unterscheiden. Zum Beispiel kann eine Proportioniereinrichtung (beispielsweise ein Proportionierventil) eine die Lösungsmittelzusammensetzung führende Leitung abwechselnd mit unterschiedlichen Zuführleitungen fluidisch koppeln, wobei von einer jeweiligen Zuführleitung aus ein jeweiliges Fluidpaket in diese Leitung eingekoppelt und gefördert wird. Dadurch ergibt sich eine Abfolge von zunächst schwach durchmischten und separaten Fluidpaketen, die dann durchmischt werden können. [0012] Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Fluidversorgungsvorrichtung für die Flüssigchromatografie bereitgestellt, bei der mehrere zu mischende Fluide durch entsprechende Zuführleitungen geführt und an einem Vereinigungspunkt gemischt werden. Mit Vorteil wird ein zu einem bestimmten Zeitpunkt zuzuführendes Fluid mittels einer Fluidpumpe, die spezifisch einer jeweiligen Zuführleitung zugeordnet ist, aktiv gefördert, so dass das Fluid mittels dieser Fluidpumpe hin zu dem Vereinigungspunkt und von dort zum Beispiel zu einer Fluidfördereinrichtung (wie einer fluidischen Flochdruckpumpe) transportiert wird. Fluide, die zu einem bestimmten Zeitpunkt nicht bereitgestellt werden sollen, können durch Fluidpumpen, die entsprechenden anderen Zuführleitungen zugeordnet sind, in einem entsprechenden Schaltzustand nicht gefördert werden. Auf diese Weise stellen die inaktiven Fluidpumpen zu einem bestimmten Zeitpunkt entsprechend einem zugehörigen Schalt- oder Betriebszustand der Fluidversorgungsvorrichtung hohe fluidische Restriktionen dar, die ein Fördern des entsprechenden Fluids durch die zugeordnete Fluidpumpe und gegebenenfalls durch eine stromabwärts des Vereinigungspunkts angeordnete Fluidfördereinrichtung nicht oder nicht nennenswert zulassen. Im Unterschied dazu bildet eine ein jeweiliges Fluid fördernde Fluidpumpe in einer zugehörigen freigeschalteten Fluidleitung eine geringe fluidische Restriktion und fördert auf diese Weise selektiv das zugeordnete Fluid, gegebenenfalls unterstützt durch eine stromabwärts des Vereinigungspunkts angeordnete Fluidfördereinrichtung. Durch diese Architektur können Pakete von Fluiden mit exakt definierter Fluidmenge bereitgestellt werden, die an dem Vereinigungspunkt miteinander vermischt werden können. Mit Vorteil ist eine solche Fluidversorgungsvorrichtung weitestgehend unabhängig von einem Füllstand oder einer vertikalen Höhenposition von Lösungsmittelbehältern, die als Fluidkomponentenquellen fungieren. Dadurch ist unabhängig von einem Füllgrad oder einer Positionierung der Fluidkomponentenquellen mit entsprechender Auswirkung auf die Gravitationskräfte oder Massenträgheiten eine reproduzierbare, schnelle und exakte Bereitstellung einer Mischung aus mehreren Fluiden ermöglicht. Ein zugehöriges Flüssigchromatografie-Probentrenngerät kann daher sehr präzise arbeiten. Auf diese Weise ist es möglich, schwankende und Undefinierte Bedingungen beim Zuführen von Lösungsmitteln zum Bilden einer Lösungsmittelzusammensetzung zu vermeiden und das Mischen der Fluide unter reproduzierbaren und definierten Bedingungen durchzuführen. Auch unerwünschte Druckschwingungen sowie die Bildung von störenden Gasblasen in der Lösungsmittelzusammensetzung können mit der Architektur gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung wirksam unterdrückt und ausgeregelt werden. Mittels der Fluidpumpen kann das Fluid auf einen normierten Vordruck gebracht werden und dann in eine nachgeschaltete Fluidfördereinrichtung stromabwärts des Vereinigungspunkts überführt werden, die auch als Dosiereinrichtung dienen kann. Anschaulich können die als Vorpumpen dienenden Fluidpumpen zwischen den Fluidkomponentenquellen und einer dem Vereinigungspunkt nachgeschalteten Fluidfördereinrichtung ein definiertes Druckniveau am Pumpeneingang schaffen.

[0013] Im Weiteren werden zusätzliche Ausgestaltungen der Fluidversorgungsvorrichtung, des Verfahrens und des Probentrenngeräts beschrieben.

[0014] Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann jede der Fluidpumpen nur genau einer jeweiligen der Zuführleitungen individuell zugeordnet sein. Auch kann jede der Zuführleitungen nur genau einer der Fluidpumpen individuell zugeordnet sein. Im Unterschied hierzu kann die unten näher beschriebene Fluidfördereinrichtung allen Zuführleitungen gemeinsam zugeordnet sein.

[0015] Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann jede der Mehrzahl von Fluidpumpen schaltbar (insbesondere ein- oder ausschaltbar) ausgebildet sein (zum Beispiel gesteuert mittels einer Steuereinrichtung), so dass abhängig von ihrem jeweiligen Schaltzustand (der dann dem oben genannten Schaltzustand der Fluidversorgungsvorrichtung entsprechen kann) eine jeweilige Fluidpumpe ein jeweiliges Fluid aus einer jeweiligen der Fluidkomponentenquellen zu dem Vereinigungspunkt fördert (nämlich wenn die entsprechende Fluidpumpe eingeschaltet ist) oder nicht fördert (nämlich wenn die entsprechende Fluidpumpe ausgeschaltet ist). Ist eine jeweilige der Fluidpumpen eingeschaltet, wird zugehöriges Fluid durch die zugehörige Fluidleitung gefördert. Ist hingegen eine jeweilige der Fluidpumpen ausgeschaltet, trägt diese zu einem derart hohen fluidischen Widerstand, auch im Verhältnis zur gerade aktiven Fluidpumpe, bei, dass selbst eine Fluidfördereinrichtung keine nennenswerte Menge des zugehörigen Fluids durch die zugehörige Fluidleitung fördern kann. Vorzugsweise können zu einem bestimmten Zeitpunkt alle Fluidpumpen bis auf eine ausgeschaltet sein, wodurch ein zu diesem Zeitpunkt gerade gefördertes Fluid definiert wird. Diejenige Fluid- bzw. Vorpumpe, die zu einem bestimmten Zeitpunkt als einzige aktiv oder eingeschaltet ist, hat aufgrund ihres Laufens den mit Abstand geringsten fluidischen Widerstand von allen Fluidzuführkanälen. Eine potentielle Leckage ist aufgrund der hohen fluidischen Widerstände der ausgeschalteten Fluidpumpen hierbei auch aufgrund der oben beschriebenen großen Widerstandsdifferenz einer aktiven und inaktiven Fluidförderpumpe vernachlässigbar.

[0016] Alternativ oder ergänzend kann die Fluidversorgungsvorrichtung mindestens ein (vorzugsweise als Fluidventil ausgebildetes) Schaltventil (insbesondere ein jeweiliges Schaltventil pro Fluidleitung) aufweisen, wobei jede der Mehrzahl von Fluidpumpen im Betrieb durchgehend läuft, so dass abhängig von einem jeweiligen Schaltzustand des mindestens einen Schaltventils (der dann dem oben genannten Schaltzustand der Fluidversorgungsvorrichtung entspricht) eine jeweilige Fluidpumpe ein jeweiliges Fluid aus einer jeweiligen der Fluidkomponentenquellen zu dem Vereinigungspunkt fördert (nämlich wenn die entsprechende Fluidpumpe eingeschaltet ist und das zugehörige Schaltventil geöffnet ist) oder nicht fördert (nämlich wenn die entsprechende Fluidpumpe eingeschaltet oder ausgeschaltet ist und das zugehörige Schaltventil geschlossen ist). Gemäß dieser Ausgestaltung können auch alle Fluidpumpen in den Fluidleitungen durchgehend eingeschaltet bleiben, wobei (vorzugsweise genau) ein in einem jeweiligen Öffnungszustand befindliches Schaltventil definiert, welches Fluid aus welcher Fluidleitung zum gegenwärtigen Zeitpunkt zu dem Vereinigungspunkt gefördert wird.

[0017] Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann zwischen der Mehrzahl von Fluidpumpen und dem mindestens einen Schaltventil mindestens eine fluidische Kapazität als Fluidspeicher bzw. als Druckspeicher angeordnet sein. In diesem Ausführungsbeispiel können die Verbindungen von den Fluidpumpen zu den optionalen Proportionierventilen also auch bewusst mit einer oder mehreren fluidischen Kapazitäten versehen werden, die die maximal erreichbare Fördermenge der Dosiereinheit erhöht und den Fluss glättet. Die maximale Fierstellungsgeschwindigkeit von Fluidzusammensetzungen steigt dadurch ebenfalls. [0018] Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Fluid, dessen Konstituenten gemischt werden sollen, eine mobile Phase sein, in welche die zu trennende fluidische Probe beim (insbesondere chromatographischen) Probentrennen einzuleiten ist. Eine solche mobile Phase kann insbesondere ein Lösungsmittel oder eine konstante oder variable Lösungsmittelzusammensetzung sein, welche(s) die eigentlich zu trennende fluidische Probe entlang der Fluidleitungen des Probentrenngeräts mitfördert. Bei einem chromatographischen Trennexperiment kann die mobile Phase zum Beispiel in einem Gradientenbetrieb nach Adsorbieren von Fraktionen der fluidischen Probe an einer stationären Phase einer Probentrenneinrichtung die Fraktionen von der Probentrenneinrichtung (wie einer chromatographischen Trennsäule) fraktionsweise ablösen, indem die Lösungsmittelzusammensetzung der mobilen Phase sukzessive verändert wird. Alternativ ist zum Beispiel auch ein isokratischer Modus möglich, bei dem die Lösungsmittelzusammensetzung zeitlich konstant bleiben kann. Die exakte Zusammensetzung der mobilen Phase hat einen Einfluss auf die Flussrate bzw. eine geförderte Fluidvolumenmenge. Dieser Einfluss wiederum beeinflusst die Genauigkeit des Trennergebnisses, insbesondere die Position und Amplitude (insbesondere Höhe) von Peaks in einem Chromatogramm. Indem die Exaktheit der Zusammensetzung und die Herstellungsgeschwindigkeit der mobilen Phase erhöht wird, können besser vergleichbare Trenndaten erhalten werden und kann das Trennergebnis (zum Beispiel ein Chromatogramm bei einem chromatographischen Trennverfahren) präzisiert werden.

[0019] Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Fluidversorgungsvorrichtung (zusätzlich zu den Fluidpumpen) eine Fluidfördereinrichtung stromabwärts des Vereinigungspunkts aufweisen, die zum Fördern der Fluide als mobile Phase in dem Flüssigchromatografie- Probentrenngerät eingerichtet ist. Insbesondere kann die kanalübergreifende bzw. für alle Zuführleitungen gemeinsam vorgesehene Fluidfördereinrichtung zum Dosieren der von ihr geförderten Fluide ausgebildet sein. Eine solche Fluidfördereinrichtung kann zum Beispiel eine Hochdruckpumpe sein. Diese kann zum Beispiel als Kolbenpumpe oder als Anordnung mehrerer serieller und/oder parallel angeordneter Kolbenpumpen ausgebildet sein. Bei einer solchen Kolbenpumpe reziproziert ein zugehöriger Kolben in einer Kolbenkammer und fördert dadurch Fluid an einer Position stromabwärts des Vereinigungspunkts. Insbesondere zwei serielle und in einer festen Phasenbeziehung miteinander arbeitende Kolbenpumpen können eine sehr homogene Fluidzusammensetzung bewerkstelligen. Eine solche Fluidfördereinrichtung kann die einzelnen Fluide durch die Fluidversorgungsvorrichtung fördern. Mit Vorteil kann die Fluidfördereinrichtung zum Fördern der Fluide (aus welchen eine mobile Phase zusammengesetzt sein kann) mit einem Druck von mindestens 500 bar, insbesondere mindestens 1200 bar, eingerichtet sein. Somit kann die Fluidfördereinrichtung höchste Drücke bereitstellen, wie dies für moderne FIPLC- oder sogar UFIPLC-Anwendungen vorteilhaft ist. Dies qualifiziert die Fluidversorgungsvorrichtung in besonderer Weise zur Implementierung in einem Probentrenngerät mit höchsten Anforderungen an unter Hochdruck durchgeführten Fluiden, was zum Beispiel für HPLC-Anwendungen oder UHPLC-Anwendungen vorteilhaft ist. Zum Beispiel kann die

Fluidfördereinrichtung aus einer Gruppe ausgewählt sein, die besteht aus einer Binärpumpe, einer Quaternärpumpe und einer Mehrkanalpumpe.

[0020] Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Fluidfördereinrichtung zum Aufnehmen der Fluide, durch die hier beschriebenen Aufbauten insbesondere zum gezielten Dosieren in den Pumpenraum, ausgehend von dem Vereinigungspunkt eingerichtet sein. Anschaulich kann ein Fluid also in einen Pumpenraum eingeschoben werden. Das Bereitstellen einer Fluidfördereinrichtung stromabwärts des Vereinigungs- bzw. Mischpunkts der aus den einzelnen Fluidkomponentenquellen bereitgestellten Fluidzusammensetzung kann mit Vorteil dafür sorgen, dass die Fluidfördereinrichtung an diesem Vereinigungspunkt die durch die einzelnen Zuführleitungen geförderten Fluide mit hoher Saugkraft zieht bzw. unter Überdruckbeaufschlagung des Fluids präziser absorbiert und mit weiterer Druckbeaufschlagung freigibt. Gemäß einer solchen Ausgestaltung können die Vorpumpen mit Vorteil schieben, und der primäre Kolben der HPLC-Pumpe muss nicht zwingend ziehen, sondern braucht dann bloß den Weg für das Fluid freigeben. Die Pumpe kann dann eine Dosiereigenschaft haben. Erst nach Schließen des Einlassventils am Pumpenkopf fördert der primäre Kolben aktiv in den sekundären Kolben. Aufgrund der ganz unterschiedlichen fluidischen

Restriktionen der einzelnen Zuführleitungen infolge der unterschiedlichen Schaltzustände der einzelnen Fluidpumpen zieht die Fluidfördereinrichtung in nennenswerter Weise nur das Fluid oder die Fluide, dessen oder deren zugeordnete Fluidpumpen und/oder Schaltventile gerade in einem aktiven Zustand befindlich sind. Einflüsse von Gravitationskräften aufgrund erhöht angeordneter Fluidkomponentenquellen und dergleichen sind gegenüber der Wirkung der einzelnen Fluidpumpen in guter Näherung vernachlässigbar und stören die Genauigkeit der Fluidzusammensetzung bzw. die Reproduzierbarkeit eines Probentrennlaufs nicht. Die oben erwähnten, optionalen fluidischen Kapazitäten können hierbei erhöhte Volumenanforderungen durch die Pumpe abfangen und den Einfluss von parasitären Restriktionen im Ansaugpfad mindern.

[0021 ] Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Fluidversorgungsvorrichtung von einer Proportioniereinrichtung (insbesondere zwischen den Fluidkomponentenquellen und dem Vereinigungspunkt) frei sein. Da das Schalten der Fluidpumpen, die den einzelnen Zuführleitungen zugeordnet sind, bereits eine proportionierende Wirkung hat und aufgrund der aktiven Zeitintervalle sowie der Sequenz der aktiven Zustände der einzelnen Fluidpumpen die Größe der einzelnen zu mischenden Fluidpakete aus den unterschiedlichen Fluiden einstellt, ist bei einer besonders einfachen Ausgestaltung der Fluidversorgungsvorrichtung das Bereitstellen einer separaten Proportioniereinrichtung entbehrlich. Auf diese Weise kann eine besonders kompakte und einfach betreibbare Fluidversorgungsvorrichtung geschaffen werden.

[0022] Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel kann die Fluidversorgungsvorrichtung zusätzlich zu den leitungsspezifischen Fluidpumpen eine Proportioniereinrichtung (insbesondere aufweisend mindestens ein Proportionierventil) zum Proportionieren von mittels der Zuführleitungen zugeführten Paketen des jeweiligen der Fluide aufweisen. Die Proportioniereinrichtung kann mittels des oben angesprochenen mindestens einen Schaltventils (vorzugsweise einer Mehrzahl solcher Schaltventile, bevorzugt ein Schaltventil pro Zuführleitung) ausgebildet sein. Bei einer Fluidversorgungsvorrichtung mit besonders exakter Genauigkeit der Fluidzusammensetzung ist es also möglich, zusätzlich eine Proportioniereinrichtung zum Proportionieren der Mengen der zu mischenden Fluide in dem fluidischen Pfad zu implementieren. Vorzugsweise kann eine solche Proportioniereinrichtung stromabwärts der Fluidpumpen und stromaufwärts des

Vereinigungspunkts angeordnet sein, und kann die einzelnen Zuführleitungen einzeln mit dem Vereinigungspunkt und somit einer Fluidfördereinrichtung stromabwärts des Vereinigungspunkts fluidisch koppeln oder davon entkoppeln. Eine in einem aktiven Schaltzustand befindliche Fluidpumpe kann dann durch eine solche Proportioniereinrichtung zeitgleich eine ausgewählte Fluidleitung definieren, durch welche ein zugehöriges Fluid dem Vereinigungspunkt zugeführt wird. Auf diese Weise kann die Proportioniereinrichtung präzise die einzelnen Fluidmengen der zu mischenden Fluide bestimmen, während die Fluidpumpe in einer jeweils ausgewählten bzw. aktiven Zuführleitung die Fluidzusammensetzung im Wesentlichen unabhängig von Gravitationseffekten, Massenträgheitseffekten und Schwingungsphänomenen macht, die mit einem Füllstand und mit einer Flöhenposition der einzelnen Fluidkomponentenquellen Zusammenhängen.

[0023] Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann jede der Mehrzahl von (insbesondere individuell schaltbaren) Fluidpumpen in einer jeweiligen der Zuführleitungen angeordnet sein. Indem jede der Fluidpumpen in der zugehörigen Fluidleitung implementiert ist, kann deren wahlweise hohe oder niedrige fluidische Restriktion (zugehörig einem inaktiven bzw. einem aktiven Zustand der Fluidpumpe) besonders präzise zur Definition einer homogenen und genauen Fluidzusammensetzung verwendet werden.

[0024] Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann jede der Fluidpumpen in einem aktiven Schaltzustand ein jeweiliges Fluid aus einer jeweiligen der Fluidkomponentenquellen aktiv hin zu dem Vereinigungspunkt fördern, insbesondere drücken. Anschaulich kann eine aktiv geschaltete Fluidpumpe das Fluid aus einer zugehörigen Fluidkomponentenquelle ansaugen und nach Durchlaufen der Fluidpumpe in Richtung des Vereinigungspunkts drücken. Hinter der Fluidpumpe wird dann auch eine Saug- bzw. Zugwirkung einer vorteilhaft vorgesehenen Fluidfördereinrichtung wirksam.

[0025] Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann jede der Fluidpumpen in einem inaktiven Schaltzustand kein jeweiliges Fluid aus einer jeweiligen der Fluidkomponentenquellen fördern. Ist eine Fluidpumpe in einer zugehörigen Zuführleitung ausgeschaltet, bildet sie eine so hohe fluidische Restriktion, dass durch diese Zuführleitung in einem inaktiven Schaltzustand der Fluidpumpe praktisch kein Fluid aus der zugehörigen Fluidkomponentenquelle gefördert wird. [0026] Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann jede der Fluidpumpen als Kolbenpumpe, Zahnradpumpe, Peristaltikpumpe oder Membranpumpe ausgebildet sein. Eine solche Fluidpumpe kann mit geringem Aufwand ausgebildet werden und eindeutig einem zugehörigen Kanal bzw. einer zugehörigen Zuführleitung zugeordnet sein und ausschließlich Fluid aus einer Fluidkomponentenquelle durch diese zugeordnete Zuführleitung fördern.

[0027] Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann zwischen der Mehrzahl von Fluidkomponentenquellen und den Fluidpumpen ein Entgaser angeordnet sein. Ein Entgaser kann gegebenenfalls in den Lösungsmitteln, die von den einzelnen Fluidkomponentenquellen (insbesondere Lösungsmittelbehälter) durch eine zugehörige Fluidpumpe und gegebenenfalls eine gemeinsame Fluidfördereinrichtung gefördert werden, befindliches Gas aus der zugehörigen Flüssigkeit entfernen. Solche Gasbläschen in einem flüssigen Lösungsmittel können die Genauigkeit einer Fluidzusammensetzung beeinträchtigen. Zum Beispiel kann ein solcher Entgaser das zu fördernde Lösungsmittel durch eine permeable Membran mit einem Austauschmedium fluidisch koppeln, so dass Gasbläschen in dem flüssigen Lösungsmittel in das Austauschmedium diffundieren. Das Vorsehen eines Entgasers stromaufwärts der Fluidpumpen führt zu einer besonders genauen Fluidzusammensetzung.

[0028] Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Fluidversorgungsvorrichtung einen oder mehrere Drucksensoren zum Erfassen eines für einen Druck in einer jeweiligen der Zuführleitungen indikativen Werts aufweisen. Alternativ oder ergänzend kann die Fluidversorgungsvorrichtung mindestens einen Drucksensor stromabwärts des Vereinigungspunkts aufweisen. Das Vorsehen von Drucksensoren (oder alternativ Flusssensoren zur Erfassung einer Flussrate, das heißt Volumenfluss oder Massenfluss eines zugehörigen Fluids pro Zeiteinheit) erlaubt eine Überwachung des störungsfreien Betriebs der Fluidversorgungsvorrichtung. Die Erfassung von Druck oder Flussrate in einer jeweiligen Zuführleitung erlauben eine Überwachung, ob in Einklang mit einem aktuellen Schaltzustand der Fluidpumpen und/oder Schaltventile tatsächlich nur das Fluid oder die Fluide hin zu dem Vereinigungspunkt gefördert werden, dessen oder deren Fluidpumpen aktiv geschaltet ist oder sind. Auf diese Weise kann der Betrieb der Fluidversorgungsvorrichtung noch zuverlässiger gestaltet werden. [0029] Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Fluidversorgungsvorrichtung ein jeweiliges Schaltventil in einer jeweiligen der Zuführleitungen aufweisen. Mittels der Schaltventile kann ein Mehrkanalgradientenventil gebildet sein, das als Proportioniereinrichtung eingesetzt werden kann. Das Vorsehen eines zusätzlichen Schaltventils in einer jeweiligen der Zuführleitungen kann die Definition, welche Zuführleitung aktuell alleinig ein Fluid liefern soll, präzise vornehmen. Ein solches Schaltventil kann zum Beispiel zwischen einem Öffnungszustand und einem Schließzustand überführt werden, wobei ein Öffnungszustand des Schaltventils einem Fluidfördern der zugehörigen Fluidpumpe entsprechen kann. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine Steuereinrichtung zum gemeinsamen Steuern der Fluidpumpen sowie der optionalen Schaltventile vorgesehen. Bei einer solchen Steuerlogik kann die Funktionalität der beschriebenen Komponenten synchronisiert bzw. koordiniert werden.

[0030] Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Fluidversorgungsvorrichtung ein Rückschlagventil stromabwärts des Vereinigungspunkts aufweisen. Durch ein solches Rückschlagventil kann ein unerwünschtes Zurückströmen von gefördertem Fluid von dem Vereinigungspunkt hin zurück in die einzelnen Zuführleitungen verunmöglicht werden. Anders ausgedrückt kann das Rückschlagventil eingerichtet sein, einen Rückfluss geförderter Fluide in Richtung zurück zu dem Vereinigungspunkt zu unterbinden. Dadurch ist es möglich, dass kein Lösungsmittel in unerwünschter Weise in die einzelnen Zuführleitungen zurückfließen kann. Dies erhöht weiter die Zuverlässigkeit, Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Fluidzusammensetzung.

[0031 ] Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Zusammensetzung zumindest ein erstes Lösungsmittel, insbesondere Wasser, und ein zweites Lösungsmittel, insbesondere ein organisches Lösungsmittel, aufweisen.

[0032] Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Fluidversorgungsvorrichtung mindestens einen Schallsensor (insbesondere eine Mehrzahl von Schallsensoren) aufweisen. Der mindestens eine Schallsensor kann zum Detektieren eines Schaltgeräusches (das zum Beispiel beim Schalten einer Fluidpumpe und/oder beim Schalten eines Schaltventils auftreten kann) zum Überwachen des Schaltzustands der Fluidversorgungsvorrichtung ausgebildet sein. Insbesondere kann der mindestens eine Schallsensor zum Überwachen des Schaltzustands zumindest einer der Mehrzahl von Fluidpumpen und/oder zum Überwachen des Schaltzustands des mindestens einen Schaltventils eingerichtet sein. Wenn mehrere, insbesondere genau drei oder mindestens drei Schallsensoren vorgesehen sind, kann die Zuordnung eines detektierten Schaltgeräusches zu einer bestimmten Fluidpumpe bzw. zu einem bestimmten Fluidventil mittels Triangulation durchgeführt werden. Wenn die Schaltgeräusche der Fluidversorgungsvorrichtung mit Mikrofonen oder anderen Schallsensoren überwacht werden und die räumliche Position eines erfassten Schaltsignals durch eine richtungssensitive Detektion und/oder rechnerisch durch Triangulation oder dergleichen ermittelt wird, kann ein exakter Schaltzeitpunkt bestimmt werden. Dadurch kann die Richtigkeit und Präzision der Steuerung der Fluidversorgungsvorrichtung überwacht und gegebenenfalls korrigiert werden.

[0033] Das Probentrenngerät kann ein mikrofluidisches Messgerät, ein Life Science-Gerät, ein Flüssigkeitschromatographiegerät, eine FIPLC (High Performance Liquid Chromatography), eine UHPLC-Anlage oder ein SFC- (superkritische Flüssigkeitschromatographie) Gerät sein. Allerdings sind viele andere Anwendungen möglich.

[0034] Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Probentrenneinrichtung als chromatographische Trenneinrichtung, insbesondere als

Chromatographietrennsäule, ausgebildet sein. Bei einer chromatographischen Trennung kann die Chromatographietrennsäule mit einem Adsorptionsmedium, versehen sein. An diesem kann die fluidische Probe aufgehalten werden und erst nachfolgend bei Anwesenheit einer spezifischen Lösungsmittelzusammensetzung fraktionsweise wieder abgelöst werden, womit die Trennung der Probe in ihre Fraktionen bewerkstelligt wird.

[0035] Das Pumpsystem kann zum Beispiel dazu eingerichtet sein, das Fluid bzw. die mobile Phase mit einem hohen Druck, zum Beispiel einige 100 bar bis hin zu 1000 bar und mehr, durch das System hindurch zu befördern.

[0036] Das Probentrenngerät kann einen Probeninjektor zum Einbringen der Probe in den fluidischen Trennpfad aufweisen. Ein solcher Probeninjektor kann eine mit einem Sitz koppelbare Injektionsnadel in einem entsprechenden Flüssigkeitspfad aufweisen, wobei die Nadel aus diesem Sitz herausgefahren werden kann, um Probe aufzunehmen, wobei nach dem Wiedereinführen der Nadel in den Sitz die Probe sich in einem Fluidpfad befindet, der, zum Beispiel durch das Schalten eines Ventils, in den Trennpfad des Systems hineingeschaltet werden kann, was zum Einbringen der Probe in den fluidischen Trennpfad führt.

[0037] Das Probentrenngerät kann einen Fraktionssammler zum Sammeln der getrennten Komponenten aufweisen. Ein solcher Fraktionssammler kann die verschiedenen Komponenten der aufgetrennten Probe zum Beispiel in verschiedene Flüssigkeitsbehälter führen. Die analysierte Probe kann aber auch einem Abflussbehälter zugeführt werden.

[0038] Vorzugsweise kann das Probentrenngerät einen Detektor zur Detektion der getrennten Komponenten aufweisen. Ein solcher Detektor kann ein Signal erzeugen, welches beobachtet und/oder aufgezeichnet werden kann, und welches für die Anwesenheit und Menge der Probenkomponenten in dem durch das System fließenden Fluid indikativ ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

[0039] 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.

[0040] Figur 1 zeigt ein HPLC-System mit einer Fluidversorgungsvorrichtung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.

[0041 ] Figur 2 zeigt ein Fluidversorgungssystem gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.

[0042] Figur 3 zeigt ein Probentrenngerät mit einem Fluidversorgungssystem ohne Proportionierventil gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. [0043] Figur 4 zeigt ein Probentrenngerät mit einem Fluidversorgungssystem mit Proportionierventil gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.

[0044] Figur 5 stellt ein Diagnosesystem für die Diagnose des Betriebszustandes einzelner Komponenten eines Probentrenngeräts dar.

[0045] Die Darstellung in der Zeichnung ist schematisch.

[0046] Bevor bezugnehmend auf die Figuren exemplarische Ausführungsbeispiele beschrieben werden, sollen einige grundlegende Überlegungen zusammengefasst werden, basierend auf denen exemplarische Ausführungsbeispiele der Erfindung abgeleitet worden sind.

[0047] Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung werden in einer Fluidversorgungsvorrichtung einzelne Fluidpumpen in einzelnen Zuführleitungen stromabwärts einzelner Fluidkomponentenquellen angeordnet. Durch Aktiv- oder Inaktivschalten der einzelnen Fluidpumpen selbst und/oder damit wirkgekoppelter leitungsspezifischer Schaltventile kann unabhängig von Gravitationseffekten betreffend Füllständen oder Positionshöhen der Fluidkomponentenquellen eine präzise Fluidzusammensetzung an einem Vereinigungspunkt der Zuführleitungen erreicht werden. Das Vorsehen solcher separater und leitungs- bzw. kanalspezifischer Fluidpumpen vermeidet Gasphasen, da die Flüssigkeiten unter Druck in einem Saugbereich stromaufwärts einer Fluidfördereinrichtung (insbesondere einer chromatographischen Flochdruckpumpe) zugeführt werden. Zudem wird durch diese Maßnahme eine Ansauggeschwindigkeit der Fluide erhöht, die durch den Vordruck der Fluidpumpen und eine Saugwirkung der Fluidfördereinrichtung bewirkt bzw. bestimmt wird. Störungen infolge variierender und schwer einzustellender Fluidsäulen und samt zugehöriger Gravitationseffekte, welche die Reproduzierbarkeit einer Probentrennung mittels einer entsprechenden Fluidversorgungsvorrichtung beeinträchtigen, können gemäß exemplarischen Ausführungsbeispielen reduziert oder sogar eliminiert werden. Auch können Störungen durch die Bewegung von Fluidleitungen durch die steuernde Wirkung der Fluidpumpen reduziert oder sogar ganz eliminiert werden. Das Ansaugen der Fluide kann unter streng kontrollierten und präzise definierten Bedingungen erfolgen, was eine besonders genaue Dosierung ermöglicht. Anschaulich kann gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel eine Mehrkanalgradientenpumpanordnung aus den Fluidpumpen, die den einzelnen Zuführleitungen zugeordnet sind, geschaffen werden. Auf diese Weise kann eine Fluidzusammensetzung einer mobilen Phase exakt und störungsfrei eingestellt werden, was eine präzise Probentrennung mittels eines Probentrenngeräts ermöglicht.

[0048] Anschaulich kann gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel in einer jeweiligen Zuführleitung eine zugehörige Fluidpumpe implementiert werden, die einen sehr hohen hydraulischen Widerstand bzw. eine hohe hydraulische Restriktion bildet, wenn sie ausgeschaltet ist. Im Vergleich dazu stellt eine zu einem bestimmten Zeitpunkt eingeschaltete Fluidpumpe in einer Zuführleitung eine sehr niedrige fluidische Restriktion dar, und fördert aktiv zugehöriges Fluid bzw. Lösungsmittel zu dem Vereinigungs- oder Mischpunkt. Folglich dominiert eine zu einem bestimmten Zeitpunkt eingeschaltete Fluidpumpe die Lösungsmittelzufuhr, wenn gleichzeitig die anderen Fluidpumpen ausgeschaltet sind. Alternativ oder ergänzend zum Schalten eines Schaltventils zum Auswählen eines gewünschten Lösungsmittels können also Fluidpumpen bzw. Kanalpumpen zu diesem Zweck implementiert werden. Gravitationsartefakte können dadurch besonders zuverlässig vermieden werden.

[0049] Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann pro Kanal bzw.

Zuführleitung eine Low-Budget-Fluidpumpe vorgesehen werden. Da die kanalbezogenen Fluidpumpen keine Dosierfunktion wahrnehmen müssen - dies kann eine nachgeschaltete Fluidfördereinrichtung (insbesondere ein Primärkolben einer Flochdruckdoppelkolbenpumpe) übernehmen - können die Fluidpumpen mit sehr geringem Aufwand implementiert werden, da sie lediglich eine kanalbezogene

Pumpkraft bereitzustellen haben und zum Beispiel keine Feindosierung bewerkstelligen können. Eine solche, auf eine jeweilige Zuführleitung bezogene

Fluidpumpe kann anschaulich einen festen oder normierten Druck bereitstellen, und zwar vorzugsweise unabhängig von einem Füllstand von Lösungsmittelbehältern sowie unabhängig von anderen Gravitationseffekten und dergleichen. Bevorzugt schiebt eine solche Fluidpumpe das zugehörige Fluid zu dem Misch- oder

Vereinigungspunkt. Ein Schieben eines Fluids kann mit höherer Genauigkeit und artefaktärmer durchgeführt werden als ein Ziehen. Insbesondere kann eine schiebend statt ziehend operierende Fluidpumpe mit einem in einem Lösungsmittel enthaltenen Restgas (das selbst nach Durchlaufen eines optionalen Entgasers noch in der Flüssigkeit enthalten sein kann) besser umgehen. Auch erlaubt ein Schieben des Fluids hin zu dem Misch- oder Vereinigungspunkt das Erreichen einer höheren Flussrate als bei einem ziehenden Betrieb. Durch eine entsprechende Steuerung der kanalbezogenen Fluidpumpen und/oder von kanalbezogenen Schaltventilen können normierte bzw. definierte Einlass- und Mischbedingungen erreicht werden. Gemäß einer Ausgestaltung kann in jeder der Zuführleitungen eine separate Fluidpumpe implementiert werden, die zum Bereitstellen von Fluid aus einer zugehörigen Fluidkomponentenquelle eingeschaltet werden kann, um das genannte Fluid zu liefern. Ist die jeweilige Fluidpumpe einer Zuführleitung ausgeschaltet, so wird von dieser Zuführleitung gegenwärtig kein Fluid zu dem Vereinigungspunkt gefördert. Gemäß einer anderen Ausgestaltung können die Fluidpumpen in den einzelnen Zuführleitungen zum Beispiel durchgehend laufen (d.h. eingeschaltet bleiben), wohingegen ein jeweiliges Fluidventil pro Zuführleitung geöffnet werden kann, um das zugehörige Fluid zu liefern. Ist das jeweilige Fluidventil einer Zuführleitung geschlossen, so wird von dieser Zuführleitung gegenwärtig kein Fluid zu dem Vereinigungspunkt gefördert.

[0050] Figur 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines FIPLC-Systems als Beispiel für ein Flüssigchromatografie-Probentrenngerät 10 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie es zum Beispiel zur

Flüssigkeitschromatographie verwendet werden kann. Eine Fluidfördereinrichtung 20, die mit Lösungsmitteln aus einer Zuführeinrichtung 25 versorgt wird, treibt eine mobile Phase durch eine Probentrenneinrichtung 30 (wie zum Beispiel eine chromatographische Säule), die eine stationäre Phase beinhaltet. Die

Zuführeinrichtung 25 umfasst eine erste Fluidkomponentenquelle 100 zum Bereitstellen eines ersten Fluids (zum Beispiel Wasser) und eine zweite Fluidkomponentenquelle 101 zum Bereitstellen eines anderen zweiten Fluids (zum Beispiel ein organisches Lösungsmittel). Ein optionaler Entgaser 27 kann die mittels der ersten Fluidkomponentenquelle 100 und mittels der zweiten Fluidkomponentenquelle 101 bereitgestellten Lösungsmittel entgasen, bevor diese der Fluidfördereinrichtung 20 zugeführt werden. Eine Probenaufgabeeinheit 40, die auch als Injektor bezeichnet werden kann, ist zwischen der Fluidfördereinrichtung 20 und der Probentrenneinrichtung 30 angeordnet, um eine Probenflüssigkeit in den fluidischen Trennpfad einzubringen. Hierfür kann ein Injektorventil 90 entsprechend geschaltet werden. Die stationäre Phase der Probentrenneinrichtung 30 ist dazu vorgesehen, Komponenten der Probe zu separieren. Ein Detektor 50, der eine Flusszelle aufweisen kann, detektiert separierte Komponenten der Probe, und ein Fraktionierungsgerät 60 kann dazu vorgesehen werden, separierte Komponenten der Probe in dafür vorgesehene Behälter auszugeben. Nicht mehr benötigte Flüssigkeiten können in einen Abflussbehälter bzw. in ein Waste (nicht gezeigt) ausgegeben werden.

[0051 ] Während ein Flüssigkeitspfad zwischen der Fluidfördereinrichtung 20 und der Probentrenneinrichtung 30 typischerweise unter Hochdruck steht, wird die Probenflüssigkeit unter Normaldruck zunächst in einen vom Flüssigkeitspfad getrennten Bereich, eine so genannte Probenschleife (englisch: Sample Loop), der Probenaufgabeeinheit 40 bzw. des Injektors eingegeben, die dann wiederum die Probenflüssigkeit in den unter Hochdruck stehenden Flüssigkeitspfad einbringt. Während des Zuschaltens der zunächst unter Normaldruck stehenden Probenflüssigkeit in der Probenschleife in den unter Hochdruck stehenden Flüssigkeitspfad wird der Inhalt der Probenschleife auf den Systemdruck des als HPLC ausgebildeten Probentrenngeräts 10 gebracht. Eine Steuereinrichtung 70 steuert die einzelnen Komponenten 20, 25, 30, 40, 50, 60 des Probentrenngeräts 10.

[0052] Figur 1 zeigt auch eine Flüssigchromatografie- Fluidversorgungsvorrichtung 150 zum Bereitstellen einer Mischung aus mehreren unterschiedlichen Fluiden als Lösungsmittelzusammensetzung bzw. mobile Phase für das Flüssigchromatografie-Probentrenngerät 10. Die

Fluidversorgungsvorrichtung 150 weist im gezeigten Ausführungsbeispiel zwei Zuführleitungen 104, 105 auf, von denen jede fluidisch mit einer jeweiligen von zwei als Fluidkomponentenquellen 100, 101 bezeichneten Lösungsmittelbehältern zum Bereitstellen eines jeweiligen der Fluide bzw. Lösungsmittelkomponenten A und B fluidisch gekoppelt ist. Zum Beispiel ist Lösungsmittelkomponente A Wasser und Lösungsmittelkomponente B ein organisches Lösungsmittel (wie zum Beispiel

Ethanol, Methanol oder Acetonitril). In jeder der Zuführleitungen 104, 105 ist eine jeweilige Fluidpumpe 51 , 52 implementiert (und daher einer jeweiligen der Zuführleitungen 104, 105 zugeordnet), die mittels der Steuereinrichtung 70 steuerbar und schaltbar sind. Genauer gesagt kann die Steuereinrichtung 70 jede der Fluidpumpen 51 , 52 zu einem bestimmten Zeitpunkt zum Fördern der zugehörigen Lösungsmittelkomponente A bzw. B einschalten oder zum Deaktivieren des gegenwärtigen Förderns der zugehörigen Lösungsmittelkomponente A bzw. B ausschalten. Insbesondere kann die Steuereinrichtung 70 zu jedem Zeitpunkt maximal eine der beiden Fluidpumpen 51 , 52 einschalten, während die verbleibende mindestens eine andere der beiden Fluidpumpen 51 , 52 ausgeschaltet ist. Folglich fördert eine jeweilige der Fluidpumpen 51 , 52 abhängig von ihrem jeweiligen Schaltzustand (anschaulich„ein“ oder„aus“) das jeweilige Fluid bzw. die jeweilige Lösungsmittelkomponente A bzw. B aus einer jeweiligen der Fluidkomponentenquellen 100, 101 , oder fördert dieses nicht. Das jeweilige Fluid bzw. die jeweilige Lösungsmittelkomponente A bzw. B wird durch die jeweilige Zuführleitung 104 bzw. 105, durch den Entgaser 27 und durch die jeweilige Fluidpumpe 51 bzw. 52 zu einem Misch- oder Vereinigungspunkt 87 gefördert, an dem die Fluide bzw. Lösungsmittelkomponenten A bzw. B aus den Zuführleitungen 104, 105 miteinander vereinigt werden. An dem Vereinigungspunkt 87, der auch als Mischpunkt bezeichnet werden kann, fließen die Fluidpakete aus den Zuführleitungen 104, 105 also unter Bildung einer homogenen Lösungsmittelzusammensetzung zusammen. Letztere wird dann der Fluidfördereinrichtung 20 zugeführt.

[0053] Die Steuereinrichtung 70 steuert die Schaltzustände der einzelnen Fluidpumpen 51 , 52. Schaltet die Steuereinrichtung 70 eine entsprechende der Fluidpumpen 51 , 52 in einen aktiven Zustand oder in einen eingeschalteten Zustand, so kann Fluid aus der zugehörigen Fluidkomponentenquelle 100 bzw. 101 durch die zugehörige Zuführleitung 104 bzw. 105 und durch die aktiv geschaltete Fluidpumpe 51 bzw. 52 zu dem Vereinigungspunkt 87 fließen. Ist hingegen, gesteuert durch die Steuereinrichtung 70, eine der Fluidpumpen 51 bzw. 52 in einen inaktiven bzw. ausgeschalteten Zustand geschaltet, so fördert diese nicht aktiv Fluid aus der zugehörigen Fluidkomponentenquelle 100 bzw. 101 zu dem Vereinigungspunkt 87, da die ausgeschaltete Fluidpumpe 51 bzw. 52 dann eine hohe fluidische Restriktion darstellt, die auch der Fluidfördereinrichtung 20 verunmöglicht, nennenswerte Mengen des zugehörigen Fluids zu dem Vereinigungspunkt 87 zu fördern. Aufgrund der Pumpwirkung der jeweiligen Kanal oder Fluidpumpe 51 bzw. 52 in ihrem eingeschalteten Zustand können Gravitationseffekte, zum Beispiel im Zusammenhang mit einer Füllstandsabhängigkeit der Fluidkomponentenquellen 100 bzw. 101 oder mit einer Flöhenposition derselben, stark unterdrückt werden. Die Wirkung der jeweils aktiv geschalteten Fluidpumpe 51 , 52 dominiert stark über solche dann vernachlässigbaren Gravitationseffekte.

[0054] Figur 2 zeigt ein Fluidversorgungssystem 150 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.

[0055] Gemäß Figur 2 werden die Fluide bzw. Lösungsmittelkomponenten A bzw. B in den Fluidkomponentenquellen 100 bzw. 101 durch die Zuführleitungen 104 bzw. 105 gefördert. Bevor das jeweilige Fluid eine jeweilige der Fluidpumpen 51 , 52 (falls eingeschaltet) in einer jeweiligen der Zuführleitungen 104 bzw. 105 erreicht, durchläuft das jeweilige Fluid noch Entgaser 27, um aus dem jeweiligen Fluid unerwünschte Gasbläschen weitestgehend zu entfernen. Das jeweilige Fluid fließt dann (falls geöffnet) durch ein jeweiliges optionales fluidisches Schaltventil 71 bzw. 72. Jedes der Schaltventile 71 bzw. 72 kann beispielsweise als fluidisches Rotorventil mit einer Statorkomponente mit Fluidanschlüssen und einer Rotorkomponente mit korrespondierenden Fluidleitungen ausgebildet sein. Das jeweilige Fluid erreicht dann den Misch- oder Vereinigungspunkt 87 (zum Beispiel ausgebildet als fluidisches T-Stück) und schließlich eine als Hochdruckdoppelkolbenpumpe ausgebildete Fluidfördereinrichtung 20 stromabwärts des Vereinigungspunkts 87. Gemeinsam mit den Fluidpumpen 51 , 52 ist die Fluidfördereinrichtung 20 zum Fördern der Fluide eingerichtet und dient simultan alleine als Dosiereinrichtung zum Dosieren der jeweiligen Fluidmenge. Anschaulich zieht die Fluidfördereinrichtung 20 die Fluide ausgehend von dem Vereinigungspunkt 87 stromabwärts mit einem Druck von zum Beispiel 1000 bar. Danach kann die gebildete Lösungsmittelzusammensetzung einer stromabwärts der Fluidfördereinrichtung 20 angeordneten Probenaufgabeeinheit 40 und schließlich einer Probentrenneinrichtung 30 (vergleiche Figur 1 ) zugeführt werden.

[0056] Die Fluidpumpen 51 , 52 und die Schaltventile 71 , 72 werden mittels der Steuereinrichtung 70 geschaltet. In einem aktiven Schaltzustand einer jeweiligen Fluidpumpe 51 , 52 bzw. eines jeweiligen Schaltventils 71 , 72 wird ein jeweiliges Fluid aus einer jeweiligen der Fluidkomponentenquellen 100, 101 von der jeweiligen Fluidpumpe 51 , 52 aktiv hin zu dem Vereinigungspunkt 87 gedrückt. In einem inaktiven Schaltzustand einer jeweiligen Fluidpumpe 51 , 52 bzw. eines jeweiligen Schaltventils 71 , 72 wird dagegen ein jeweiliges Fluid nicht aus einer jeweiligen der Fluidkomponentenquellen 100, 101 zu der Fluidfördereinrichtung 20 gefördert. Jedes der Schaltventile 71 , 72 ist in einer jeweiligen der Zuführleitungen 104, 105 angeordnet und ermöglicht in einem geöffneten Zustand bzw. verunmöglicht in einem geschlossenen Zustand einen Fluss des Fluids durch die zugeordnete Zufuhrleitung 104, 105.

[0057] Sind die optionalen Schaltventile 71 , 72 in den Zuführleitungen 104, 105 implementiert, können die Fluidpumpen 51 , 52 durchgehend laufen, und das Schalten der Schaltventile 71 bzw. 72 mittels der Steuereinrichtung 70 definiert, aus welcher Zuführleitung 104 bzw. 105 aktuell Fluid zu dem Vereinigungspunkt 87 geliefert wird. Fehlen die optionalen Schaltventile 71 , 72 hingegen, so kann die Steuereinrichtung 70 direkt die Fluidpumpen 51 , 52 ein- bzw. ausschalten, um dadurch ein Liefern von Fluid aus einer zugehörigen Zuführleitung 104 bzw. 105 zu dem Vereinigungspunkt 87 selektiv zu ermöglichen oder zu verunmöglichen.

[0058] An die Zuführleitungen 104, 105 angeschlossen und stromabwärts der

Fluidpumpen 51 , 52 angeordnet sind Drucksensoren 61 , 62 zum Erfassen eines für einen Druck in einer jeweiligen der Zuführleitungen 104, 105 indikativen Werts vorgesehen. Eine Druckmessung mittels der Drucksensoren 61 , 62 ermöglicht anschaulich eine Diagnose der einzelnen Zuführleitungen 104, 105. Ferner weist die

Fluidversorgungsvorrichtung 150 gemäß Figur 2 einen Drucksensor 73 stromabwärts des Vereinigungspunkts 87 auf. Der Drucksensor 73 ist gleichzeitig stromaufwärts des Rückschlagventils 74 angeordnet, kann zum Erfassen eines

Druckwerts an dieser Stelle des Flusspfads ausgebildet sein und kann diesen

Druckwert der Steuereinrichtung 70 zuführen, sodass basierend auf dem von dem

Drucksensor 73 erfassten Druckwert eine Kompensation von etwaigen Schaltfehlern durchgeführt werden kann. Anschaulich liefert der Drucksensor 73 ein Signal, das dafür indikativ ist, ob das Timing des Schaltens der Fluidpumpen 51 , 52 und/oder der Schaltventile 71 , 72 durch die Steuereinrichtung 70 korrekt gewesen ist. Mit Bezugszeichen 76 ist ein weiterer optionaler Drucksensor dargestellt, der stromabwärts des Rückschlagventils 74 angeordnet ist und alternativ oder ergänzend zu dem Drucksensor 73 zu Diagnosezwecken bereitgestellt werden kann.

[0059] Schließlich ist das als Einlassventil zu der Fluidfördereinrichtung 20 ausgebildete Rückschlagventil 74 stromabwärts des Vereinigungspunkts 87 angeordnet, das ein unerwünschtes Zurückfließen von Fluid von der Fluidfördereinrichtung 20 zurück in Richtung des Vereinigungspunkts 87 verhindert. Die Fluidfördereinrichtung 20 kann zum Beispiel als Doppelkolbenpumpe ausgebildet sein.

[0060] Da für die Fluide bzw. Lösungsmittelkomponenten A bzw. B unter einem niedrigen Druck von größenordnungsmäßig 1 bar die Kompressibilität eine untergeordnete Rolle spielt, ist die Menge angesaugten Fluids direkt durch die Bewegung eines Primärkolbens (vgl. Figur 3) der Fluidfördereinrichtung 20 bestimmt. Es werden gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel also zwei Pumpwirkungen kombiniert: Die Kanal- oder Fluidpumpe 51 bzw. 52 drückt aktiv die zugehörige Lösungsmittelkomponente A bzw. B in den Kolben der Fluidfördereinrichtung 20, während dieser Kolben eine unterstützende Saugwirkung beisteuert.

[0061 ] Optional, aber sehr vorteilhaft können bei der Fluidversorgungsvorrichtung 150 gemäß Figur 2 in den Zuführleitungen 104, 105 zwischen den Fluidpumpen 51 , 52 und den Schaltventilen 71 , 72 fluidische Kapazitäten 56, 58 als Fluidspeicher oder Druckspeicher angeordnet sein. Ein solcher Druckspeicher kann also zwischen den Fluidpumpen 51 , 52 einerseits und den Schaltventilen 71 , 72 andererseits liegen. Dabei kann die Anordnung des einen oder der mehreren Speicher in Form einer Kapazität 56, 58 wahlweise stromaufwärts oder stromabwärts der Drucksensoren 61 , 62 erfolgen. Durch das Vorsehen mindestens einer solchen fluidischen Kapazität 56, 58 kann eine erreichbare Fördermenge vergrößert werden und simultan der Fluss geglättet werden. Darüber hinaus fördert diese Maßnahme eine rasche Erstellung einer Fluidzusammensetzungen durch die Fluidversorgungsvorrichtung 150. Wenn zusätzlich ein oder mehrere Schaltventile 71 , 72 implementiert sind, können eine oder mehrere Kapazitäten 56, 58 als Druckspeicher vorgesehen werden, die ein noch schnelleres Ansaugen durch das jeweilige Schaltventil 71 , 72 und durch die Zuführleitungen 104, 105 ermöglicht. Exemplarisch sind Maximalraten ab 100 ml/min für Wasser. Ein Druckspeicher kann auch einen optional zugesetzten Filter zumindest teilweise ausgleichen.

[0062] Figur 3 zeigt ein Probentrenngerät 10 mit einem Fluidversorgungssystem 150 ohne Proportionierventil (sie Bezugszeichen 108 in Figur 4) gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 ist die Fluidversorgungsvorrichtung 150 also von einer Proportioniereinrichtung 108 frei.

[0063] Figur 3 zeigt das Fluidversorgungssystem 150 zum Bereitstellen einer exakten und zeitlich veränderlichen Fluidzusammensetzung (im gezeigten Beispiel eine mobile Phase) an einen Fluidabnehmer (im gezeigten Beispiel die Probentrenneinrichtung 30 bzw. der Detektor 50 des Probentrenngeräts 10 gemäß Figur 1 ). Die Zeitabhängigkeit der bereitgestellten Fluidzusammensetzung an die Probentrenneinrichtung 30 ist in Figur 3 schematisch mit Bezugszeichen 199 dargestellt. Die zeitlich variable Fluidzusammensetzung gemäß Figur 3 dient zum Beispiel zum Durchfahren eines Gradientenprofils 199 mit der Charakteristik, wie in Figur 3 dargestellt. Bei dem Gradientenprofil 199 variiert der Prozentsatz %B der fluidischen Komponente B für das Beispiel einer Mischung mit der fluidischen Komponente A in Abhängigkeit von der Zeit t. Für andere Anwendungen können andere Fluidzusammensetzungen gewünscht werden, zum Beispiel aus allen möglichen Komponenten A, B, C und D. Auch ist es möglich, eine zeitlich konstante Fluidzusammensetzung bereitzustellen, zum Beispiel in einem isokratischen Trennmodus.

[0064] Die Zuführeinrichtung 25 weist gemäß Figur 3 vier Zuführleitungen 104 bis 107 auf, von denen jede fluidisch mit einer jeweiligen von vier Fluidkomponentenquellen 100 bis 103 zum Bereitstellen einer jeweiligen fluidischen Komponente A bis D fluidisch gekoppelt ist. Die einzelnen Fluidpakete gelangen zu einem Vereinigungspunkt 87.

[0065] Die Steuereinrichtung 70 steuert jede der Fluidpumpen 51 bis 54 in den vier Zuführleitungen 104 bis 107 kanalspezifisch so an, dass nacheinander Sequenzen von Fluidpaketen einer oder einiger der Komponenten A, B, C und D (zum Beispiel der Komponenten A und B gemäß dem Gradientenprofil 199) durch ein Einlassventil 1 13 und durch den Einlass 189 einer primären Kolbenpumpe 11 1 fließen.

[0066] Die primäre Kolbenpumpe 1 1 1 (siehe auch Bezugszeichen„I“), der mittels der Zuführeinrichtung 25 zu pumpendes Fluid mit zeitlich variierender Lösungsmittelzusammensetzung paketweise zuführbar ist, weist einen zum Fördern des Fluids in einem primären Kolbenraum 1 17 reziprozierfähig angeordneten primären Kolben 1 15 auf. Der primäre Kolben 1 15 sowie ein zwischen der primären Kolbenpumpe 1 11 und einer sekundären Kolbenpumpe 112 (siehe auch Bezugszeichen „II“) angeordnetes Fluidventil 1 14 (in einer fluidischen Verbindungsleitung 187) zum Ermöglichen oder Verunmöglichen einer Fluidkommunikation zwischen den beiden Kolbenpumpen 11 1 , 112 sind ebenfalls mittels der Steuereinrichtung 70 steuerbar. Das Fluidventil 1 14 kann jedoch auch passiv ausgebildet sein. Der sekundären Kolbenpumpe 1 12 ist mittels der primären Kolbenpumpe 11 1 gepumptes Fluid zuführbar, indem die Flüssigkeit das Fluidventil 1 14 öffnet. Die sekundäre Kolbenpumpe 1 12 weist einen zum Fördern des Fluids in einem sekundären Kolbenraum 120 reziprozierfähig angeordneten sekundären Kolben 1 18 auf, der ebenfalls mittels der Steuereinrichtung 70 steuerbar ist und stellt an ihrem Auslass 180 Fluid bereit, das durch eine Fluidleitung 121 zum Injektor 40 und schließlich in die Probentrenneinrichtung 30 und dann in den Detektor 50 fließt.

[0067] Die Fluidversorgungsvorrichtung 150 dient somit zum Versorgen des Probentrenngeräts 10 (das unter anderem die Probentrenneinrichtung 30 und den Detektor 50 umfasst) zum Trennen einer fluidischen Probe mit mobiler Phase. Die fluidische Probe wird mittels des Injektors bzw. der Probenaufgabeeinheit 40 durch eine entsprechende Schaltung eines Injektorventils 90 in die mobile Phase eingebracht/eingeführt.

[0068] Die Steuereinrichtung 70 dient gemäß Figur 3 zum Steuern des gesamten Probentrenngeräts 10, insbesondere der Kolbenpumpen 1 1 1 , 1 12, der Ventile 113, 1 14 und des Injektorventils 90 sowie der Fluidpumpen 51 bis 54. Die Fluidfördereinrichtung 20 ist gemäß Figur 3 als Flochdruckpumpe zum Fördern der mobilen Phase mit einem Druck von zum Beispiel 1200 bar, eingerichtet.

[0069] Figur 3 zeigt also ein Ausführungsbeispiel, bei dem eine präzise Fluidzusammensetzung ohne Vorsehen einer Proportioniereinrichtung 108 (vgl. Figur 4) ermöglicht ist. Stattdessen wird gemäß Figur 3 eine Fluidzusammensetzung lediglich durch Aktivschalten von einer der vier Fluidpumpen 51 bis 54 und gleichzeitiger unterstützender Saugwirkung der Fluidfördereinrichtung 20 bewerkstelligt. Da alle zu einem bestimmten Zeitpunkt nicht aktiv geschalteten Fluidpumpen 51 bis 54 einen so hohen fluidischen Widerstand bilden, dass das durch die zugehörige Zuführleitung 104 bis 107 geförderte Fluid A, B, C bzw. D vernachlässigbar gering ist, kann durch Aktivschalten oder Einschalten einer der Fluidpumpen 51 bis 54 zu einem bestimmten Zeitpunkt eine Auswahl eines gerade zu pumpenden Fluids A, B, C bzw. D erfolgen.

[0070] Figur 4 zeigt ein Probentrenngerät 10 mit einem Fluidversorgungssystem 150 mit Proportionierventil 108 gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel von Figur 4 weist die Fluidversorgungsvorrichtung 150 zusätzlich eine Proportioniereinrichtung 108 mit einem Proportionierventil auf und dient zum Proportionieren von mittels der Zuführleitungen 104 bis 107 zugeführten Paketen des jeweiligen der Fluide.

[0071 ] Die Proportioniereinrichtung 108 ist zwischen den Zuführleitungen 104 bis

107 und dem Einlass 189 der primären Kolbenpumpe 1 1 1 angeordnet. Die Proportioniereinrichtung 108 ist mittels der Steuereinrichtung 70 zum Modulieren der Zusammensetzung des Fluids aus Paketen der fluidischen Komponenten A bis D stromaufwärts der primären Kolbenpumpe 1 1 1 mittels sequenziellen Koppelns ausgewählter der Zuführleitungen 104 bis 107 mit der primären Kolbenpumpe 11 1 steuerbar.

[0072] Dies bedeutet, dass die Steuereinrichtung 70 die Proportioniereinrichtung

108 (insbesondere gemäß einem Multiplexerschema) so ansteuert, dass nacheinander Sequenzen von Fluidpaketen einer oder einiger der Komponenten A, B, C und D (zum Beispiel der Komponenten A und B gemäß dem Gradientenprofil 199) durch ein Einlassventil 1 13 und durch den Einlass 189 der primären Kolbenpumpe 1 1 1 fließen. Die einzelnen Fluidpakete gelangen zuvor zu einem Vereinigungspunkt 87 am Ausgang der Proportioniereinrichtung 108.

[0073] Gemäß Figur 4 ist eine Fluidversorgungsvorrichtung 150 mit einer noch genaueren Bereitstellung einer Lösungsmittelzusammensetzung geschaffen. Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 unterscheidet sich von jenem gemäß Figur 3 insbesondere dadurch, dass nun die Proportioniereinrichtung 108 vorgesehen ist. Die Proportioniereinrichtung 108 koppelt den Vereinigungspunkt 87 fluidisch zu einem jeweiligen Zeitpunkt mit nur einer der Zuführleitungen 104 bis 107, abhängig vom Schaltzustand der Schaltventile (vgl. Bezugszeichen 71 , 72 in Figur 2) der Proportioniereinrichtung 108. Auf diese Weise kann gemäß Figur 4 anschaulich das Prinzip der Mehrkanalgradientenpumpen in Form der Fluidpumpen 51 bis 54 mit dem Prinzip eines Mehrkanalgradientenventils in Form der Proportioniereinrichtung 108 synergistisch kombiniert werden. Die Proportioniereinrichtung 108 kann dann aktiv einen Flusspfad des Fluids öffnen bzw. schließen und kann somit eine Ventilwirkung für jeden einzelnen Kanal bereitstellen.

[0074] Figur 5 stellt ein Diagnosesystem gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung für die Diagnose des Betriebszustandes einzelner Komponenten eines Probentrenngeräts 10 dar. Das Diagnosesystem kann in ein beliebiges der Ausführungsbeispiele gemäß Figur 1 bis Figur 4 implementiert werden.

[0075] Das Prinzip gemäß Figur 5 kann als Ansatz für eine Diagnose bzw. eine Statusdetektion von aktiven und passiven Schaltventilen in einer FIPLC bezeichnet werden. In einer HPLC hängt der Ansaugfluss bei einer Hochdruckquaternärpumpe von der exakten Bestimmung eines Dekompressionspunkts ab. Dieser entspricht einem Zeitpunkt, zu dem ein Einlassventil der Pumpe öffnet. Während der Ansaugphase wird das Volumen des primären Kolbens der Pumpe dekomprimiert, bis der Druck dem Umgebungsdruck entspricht. Von diesem Zeitpunkt an komprimiert jede Bewegung des Kolbens das Fluid nicht mehr. Stattdessen wird Fluid angesaugt. Wenn dieser exakte Zeitpunkt nicht ermittelt wird, führt dies zu einem Fehler betreffend die berechnete Menge von neu angesaugtem Fluid. [0076] Das Nachverfolgen des Moments, zu dem ein Einlassventil bzw. ein Schaltventil, ein Gradientenventil, ein Rotorventil oder ein passives/aktives Ventil öffnet oder schließt, komplettiert die Bestimmung. Folglich kann ein Steueralgorithmus implementiert werden, der den Ansaugfehler aktiv reduziert. Die Verzögerung zwischen dem ermittelten Moment und dem tatsächlichen Moment des Öffnens des Ventils kann dadurch verringert werden. Die Zusammensetzung wird exakter, wenn reale Öffnungszeiten zum Dosieren verwendet werden.

[0077] Um Fehler zu reduzieren, wird der Dekompressionspunkt nur berechnet. Störungen können allerdings diese Bestimmung verschlechtern oder zerstören.

[0078] Gemäß dem hier beschriebenen exemplarischen Ausführungsbeispiel wird davon ausgegangen, dass die Bewegung des Einlassventils ein detektierbares Rauschen, Impulse, Beschleunigung, Vibrationen und Druckvariationen innerhalb oder außerhalb der Flüssigkeit erzeugt. Diese Werte können durch Drucksensoren vor und nach dem Vereinigungspunkt 87 in Figur 2 gemessen werden, siehe die dortigen Drucksensoren 61 , 62, 73, 76. Druckfluktuationen, die durch das agierende Ventil induziert werden, können erfasst werden. Es ist ferner möglich, hydrophone Effekte innerhalb der Fluidsäulen vor und/oder nach dem Einlassventil zu erfassen. Ein Flydrophon ist ein Gerät, das Rauschen innerhalb von Flüssigkeiten erfassen kann. Wenn dies durchgeführt wird, werden weitere Signale des Systems beobachtet, wie zum Beispiel der Zustand der Pumpe, von Lagern, Schaltpositionen von Ventilen, Kavitationseffekte, etc. Es ist auch möglich, einen Beschleunigungssensor vorzusehen, der die Bewegungspulse der Ventile nachverfolgt. Ein Öffnen und Schließen eines Ventils induziert einen detektierbaren Puls, da das Ventil hierfür innere Teile bewegen muss.

[0079] Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Überwachung ist folgender: Ein rigider oder flüssiger Körper, der die Pumpe bzw. den Pumpenkopf und/oder Mehrkanalgradientenventile und/oder ein Einlassventil verbindet oder verbinden, erlaubt eine weiter verfeinerte Diagnose und Steuerung durch eine reduzierte Anzahl von Sensoren. Zum Beispiel ist es möglich, ein Hydrophon oder ein Mikrofon oder ein Beschleunigungsmessgerät in oder nahe einem rigiden oder flüssigen Körper anzuordnen, und Rauschen von allen verbundenen Teilen der Pumpeneinheit zu überwachen. [0080] Figur 5 zeigt ein Beispiel für eine Anordnung mit einer entsprechenden Diagnosefähigkeit. Bezugszeichen 200, 202, 204, 206 bezeichnen hierbei vier Ventile (zum Beispiel so implementiert wie Schaltventile 71 , 72). Bezugszeichen 210, 212 und 214 bezeichnen zugehörige Sensoren, insbesondere Schallsensoren. Mit Bezugszeichen 220 ist eine Pumpe bzw. ein Pumpenkopf, eine Druckkammer, ein Einlassventil und/oder ein Auslassventil bezeichnet.

[0081 ] Mit der beschriebenen Diagnosefunktion ist es möglich, einen Umkehrpunkt von Motoren und Pumpen zu bestimmen. Alternativ oder ergänzend ist es möglich, ein Spiel von miteinander in Eingriff befindlichen Teilen zu ermitteln, wenn diese bewegt werden. Kavitationseffekte können erfasst werden. Ein Schließen bzw. ein Öffnen von passiven und aktiven Ventilen kann detektiert werden. Auch kann die Position von mechanischen oder fluidischen Ereignissen durch Methoden der Triangulation ermittelt werden.

[0082] 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.