DE102011050314A1

DE102011050314A1 - Device, particularly solvent-degassing system for high performance liquid chromatography system for executing high performance liquid chromatography method, has liquid channel separated from vacuum chamber in partial region by membrane

Info

Publication number: DE102011050314A1
Application number: DE102011050314A
Authority: DE
Inventors: Gervin Ruegenberg
Original assignee: Dionex Softron GmbH
Current assignee: Dionex Softron GmbH
Priority date: 2011-05-12
Filing date: 2011-05-12
Publication date: 2012-11-15

Abstract

The device has a liquid channel (4) which is separated from a vacuum chamber (5) in a partial region by a membrane (3). The membrane is formed in geometry and from a material such that the membrane has a low gas permeability in the range of certain diffusion volume based on oxygen and having certain pressure difference. The membrane is formed in tubular or planar shape. The membrane consists of a chemically inert fluoropolymer having Teflon(RTM: Polytetrafluroethylene) or fluorinated ethylene propylene.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Lösungsmittel-Entgasungs-System für Hochleistungs-Flüssigkeitschromatografie-Systeme. Die Hochleistungs-Flüssigkeitschromatografie (HPLC) ist ein Verfahren zur Trennung von Stoffgemischen mittels einer Trennsäule, ggf. einschließlich nachfolgender Analyse. Dabei wird mittels einer HPLC-Pumpe ein Lösungsmittelfluss erzeugt, der die Probe, welche das zu trennende Stoffgemisch enthält, durch die Trennsäule transportiert. Die Trennung findet aufgrund chemischer Wechselwirkungen zwischen den Probenbestandteilen und der stationären Phase (Füllmaterial) der Säule statt.The invention relates to a solvent degassing system for high performance liquid chromatography systems. High Performance Liquid Chromatography (HPLC) is a process for separating mixtures by means of a separation column, optionally including subsequent analysis. In this case, a solvent flow is generated by means of an HPLC pump, which transports the sample, which contains the substance mixture to be separated, through the separation column. The separation takes place due to chemical interactions between the sample constituents and the stationary phase (filling material) of the column.

Die vorliegende Erfindung betrifft speziell die HPLC mit geringen Flussraten zwischen wenigen Nanolitern pro Minute und einigen Mikrolitern pro Minute. Dieses Gebiet soll im Folgenden zusammenfassend als NAN-HPLC bezeichnet werden, auch wenn in der Praxis weitere Unterscheidungen üblich sind, z.B. zwischen Nano-HPLC, Capillary-HPLC und Micro-HPLC.The present invention specifically relates to HPLC with low flow rates between a few nanoliters per minute and a few microliters per minute. This area will be collectively referred to below as NAN-HPLC, although further distinctions are customary in practice, e.g. between Nano-HPLC, Capillary-HPLC and Micro-HPLC.

Demgegenüber arbeitet die analytische HPLC mit Flussraten zwischen einigen 100 Mikrolitern pro Minute und einigen Millilitern pro Minute. Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit Entgasungsvorrichtungen für Lösungsmittel (Entgaser) für die NAN-HPLC, die in der folgenden Beschreibung als NAN-Entgaser bezeichnet werden. Im Unterschied dazu werden Entgaser für die analytische HPLC als analytische Entgaser bezeichnet.In contrast, analytical HPLC operates at flow rates of between a few 100 microliters per minute and a few milliliters per minute. The present invention relates to degassing devices for NAN-HPLC (degasifier), which will be referred to as NAN degasser in the following description. In contrast, degasifiers for analytical HPLC are called analytical degassers.

Eine bekannte Schwierigkeit in der HPLC besteht darin, dass in den verwendeten Lösungsmitteln meist eine gewisse Menge an Gasen gelöst ist. Diese Gase können aus dem Herstell- oder Verarbeitungsprozess der Lösungsmittel oder aus der Umgebungsluft stammen. Bei längerer Lagerung in üblichen Lösungsmittelflaschen stellt sich beispielsweise ein Diffusionsgleichgewicht zwischen den gelösten Gasen und der über dem Flüssigkeitsspiegel befindlichen Luft ein. Dieses Gleichgewicht hängt von der Art des Lösungsmittels, der Temperatur, dem Luftdruck und der Menge der vorhandenen Luft ab.A known difficulty in HPLC is that a certain amount of gases is usually dissolved in the solvents used. These gases can originate from the manufacturing or processing process of the solvents or from the ambient air. During prolonged storage in conventional solvent bottles, for example, a diffusion equilibrium arises between the dissolved gases and the air located above the liquid level. This balance depends on the type of solvent, the temperature, the air pressure and the amount of air present.

Das gelöste Gas hat folgende nachteilige Auswirkungen:
Zum einen erhöhen gelöste Gase die UV-Absorption der Flüssigkeit. Dies macht sich bei der üblichen Verwendung von UV-Absorptionsdetektoren als erhöhtes Rauschen bemerkbar.The dissolved gas has the following adverse effects:
On the one hand, dissolved gases increase the UV absorption of the liquid. This is noticeable in the usual use of UV absorption detectors as increased noise.

Zum anderen können bei Verringerung des Drucks (z.B. durch Ansaugunterdruck der Pumpe) gelöste Gase wieder gasförmig werden und Blasen bilden, die die Funktion der Pumpe beeinträchtigen.On the other hand, when the pressure is reduced (for example, by the suction vacuum of the pump), dissolved gases may again become gaseous and form bubbles which interfere with the operation of the pump.

Zudem kann bei höherer Temperatur, wie sie z.B. in der Chromatografie-Säule in der Regel auftritt (durch Reibungswärme und ggf. äußere Beheizung), gelöstes Gas bereits bei normalem Umgebungsdruck wieder gasförmig werden und Blasen bilden. Dies führt bei praktisch allen üblichen Detektionsverfahren zu Störungen, z.B. Störpeaks im optischen Detektor oder Spray-Instabilitäten im Massenspektrometer.In addition, at higher temperatures, e.g. In the chromatographic column usually occurs (by frictional heat and possibly external heating), dissolved gas even at normal ambient pressure again gaseous and bubbles form. This leads to interference in virtually all conventional detection methods, e.g. Noise peaks in the optical detector or spray instabilities in the mass spectrometer.

Diese Probleme treten verschärft auf, wenn wässrige und organische Lösungsmittel gemischt werden. In derartigen Mischungen ist die Löslichkeit von Gasen meist erheblich geringer als in den reinen Lösungsmitteln. Nach dem Mischen ist das Lösungsmittel dann mit Gas übersättigt, was die Tendenz zur Blasenbildung extrem verschärft. Solange das gemischte Lösungsmittel unter hohem Druck steht, wird das Gas noch in Lösung gehalten, sobald sich der Druck aber dem Umgebungsdruck nähert, entstehen Blasen.These problems are exacerbated when aqueous and organic solvents are mixed. In such mixtures, the solubility of gases is usually considerably lower than in the pure solvents. After mixing, the solvent is then supersaturated with gas, which extremely aggravates the tendency to blister. As long as the mixed solvent is under high pressure, the gas is still kept in solution, but as the pressure nears ambient pressure, bubbles are created.

Die Erfindung befasst sich mit der Lösung dieser Probleme speziell im Hinblick auf NAN-HPLC.The invention deals with the solution of these problems, especially with regard to NAN-HPLC.

Es gibt verschiedene bekannte Möglichkeiten, Flüssigkeiten zu entgasen, d.h. die Menge an gelöstem Gas in den Flüssigkeiten zu reduzieren.There are several known ways to degas liquids, i. to reduce the amount of dissolved gas in the liquids.

Ein bekanntes Entgasungsverfahren für die analytische HPLC ist die Online-Vakuum-Entgasung. Dieses Verfahren arbeitet mit einer Vakuumkammer, in welcher ein gegenüber dem normalen Luftdruck stark verringerter Druck herrscht. Dieses Vakuum wird in der Regel durch eine Vakuumpumpe erzeugt. In der Vakuumkammer befindet sich ein Flüssigkeitskanal, der durch eine gaspermeable Membran vom Vakuum getrennt ist. Durch diesen Kanal wird das zu entgasende Lösungsmittel geleitet, dabei können die gelösten Gase im Unterschied zur Flüssigkeit durch die Membran hindurch auf die Vakuumseite diffundieren. Somit wird dem Lösungsmittel umso mehr gelöstes Gas entzogen, je länger es in der Vakuumkammer verweilt. Das grundsätzliche Verfahren ist schon seit langem bekannt. Die Vakuumkammer und der Kanal können auf verschiedenste Weise realisiert werden, z.B. kann als Membran eine flache Folie oder auch ein Schlauch aus gaspermeablem Material verwendet werden. Spezielle Ausführungsformen zu diesem Thema sind beispielsweise in den DE 4139735 C3 , DE 4446270 C1 , DE 69828594 T2 , EP 1529560 B1 , US 4,469,495 A , US 5,340,384 A , US 5,584,914 A , US 6,494,938 B2 und US6,596,058 B2 vorgeschlagen.A well-known degassing method for analytical HPLC is the online vacuum degassing. This method works with a vacuum chamber in which there is a greatly reduced pressure compared to the normal air pressure. This vacuum is usually generated by a vacuum pump. In the vacuum chamber is a liquid channel, which is separated by a gas-permeable membrane from the vacuum. Through this channel, the solvent to be degassed is passed, while the dissolved gases can diffuse through the membrane, unlike the liquid on the vacuum side. Thus, the more dissolved gas is removed from the solvent the longer it remains in the vacuum chamber. The basic procedure has been known for a long time. The vacuum chamber and the channel can be realized in various ways, for example, as a membrane, a flat film or a tube of gas permeable material can be used. Special embodiments of this topic are for example in the DE 4139735 C3 . DE 4446270 C1 . DE 69828594 T2 . EP 1529560 B1 . US 4,469,495 A . US 5,340,384 A . US 5,584,914 A . US 6,494,938 B2 and US6,596,058 B2 proposed.

Um beispielsweise für eine HPLC-Pumpe entgastes Lösungsmittel bereitzustellen, können solche Online-Vakuum-Entgaser in die Ansaugleitungen der Pumpe, also zwischen Pumpe und Lösungsmittelvorratsbehälter, geschaltet werden. Das zu entgasende Lösungsmittel passiert dabei jeweils den Flüssigkeitskanal des Entgasers, der durch die Vakuumkammer verläuft. Da der Partialdruck der in der Flüssigkeit gelösten Gase höher ist als der Druck in der Vakuumkammer, diffundieren die Gase durch die Membran auf die Vakuumseite und werden so der Flüssigkeit entzogen, während diese den Entgaser durchläuft.For example, to provide degassed solvent for an HPLC pump, such on-line vacuum degasifiers may be connected to the suction lines of the pump, that is, between the pump and the solvent reservoir. The solvent to be degassed happens in each case the Liquid channel of the degasser, which passes through the vacuum chamber. Since the partial pressure of the gases dissolved in the liquid is higher than the pressure in the vacuum chamber, the gases diffuse through the membrane to the vacuum side and are thus removed from the liquid while it passes through the degasser.

In der analytischen HPLC hat sich die Online-Vakuum-Entgasung weitgehend durchgesetzt, da sie einen kontinuierlichen Betrieb ermöglicht und einfach anwendbar ist. Die Membranen derartiger analytischer Entgaser bestehen nach heutigem Stand der Technik meist aus Teflon AF (Markenname von Fa. DuPont de Nemours), da dieses Material eine extrem hohe Gasdurchlässigkeit aufweist und gleichzeitig chemisch hoch beständig ist. Bei älteren Entgaser-Konstruktionen besteht die Membran meist aus konventionellen Fluorpolymeren wie z.B. normales Teflon, die jedoch eine erheblich geringere spezifische Gasdurchlässigkeit aufweisen als Teflon AF. Dies machte sehr großflächige oder extrem dünne Membranen erforderlich, was beides mit entsprechenden technischen Schwierigkeiten verbunden war.In analytical HPLC, online vacuum degasification has become widely accepted because it allows for continuous operation and is easy to use. The membranes of such analytical degasser consist of the current state of the art mostly from Teflon AF (brand name of the company. DuPont de Nemours), since this material has an extremely high gas permeability and at the same time is chemically highly resistant. In older degasser designs, the membrane is usually made of conventional fluoropolymers, e.g. normal Teflon, but have a significantly lower specific gas permeability than Teflon AF. This required very large or extremely thin membranes, both of which were associated with corresponding technical difficulties.

In der HPLC, insbesondere in der NAN-HPLC, werden häufig Lösungsmittel mit Zusätzen (Additiven) oder Mischungen von Lösungsmitteln, z.B. von Wasser und Acetonitril, verwendet. In diesem Fall besteht ein prinzipielles Problem der Online-Vakuumentgasung darin, dass nicht nur gelöste Gase, sondern auch Lösungsmitteldämpfe die Membran passieren können. Bei Verwendung gemischter Lösungsmittel werden vor allem flüchtige Komponenten der Lösungsmittel durch die Membran hindurch extrahiert (selektive Extraktion). Diese selektive Extraktion bewirkt eine unerwünschte, allmähliche Veränderung der Lösungsmittelzusammensetzung, insbesondere, wenn das Lösungsmittel längere Zeit in der Vakuumkammer verweilt. Dies ist jedoch vor allem in der NAN-HPLC der Fall, da das Flüssigkeitsvolumen in der Vakuumkammer sehr groß ist im Verhältnis zu den geringen Flussraten in der NAN-HPLC. Außerdem saugen NAN-HPLC-Pumpen meist nur in größeren Zeitabständen neues Lösungsmittel an, so dass das Lösungsmittel in der Vakuumkammer die meiste Zeit stillsteht. Dies führt zu besonders starker selektiver Extraktion und Schwankungen der Lösungsmittelzusammensetzung. Wegen dieser Probleme konnte die Online-Vakuum-Entgasung bisher nicht für die NAN-HPLC genutzt werden.In HPLC, especially in NAN-HPLC, solvents with additives or mixtures of solvents, e.g. of water and acetonitrile. In this case, a fundamental problem of online vacuum degassing is that not only dissolved gases but also solvent vapors can pass through the membrane. When mixed solvents are used, especially volatile components of the solvents are extracted through the membrane (selective extraction). This selective extraction causes an undesirable, gradual change in the solvent composition, especially if the solvent lingers in the vacuum chamber for a long time. However, this is the case above all in NAN-HPLC, since the volume of liquid in the vacuum chamber is very large in relation to the low flow rates in NAN-HPLC. In addition, NAN-HPLC pumps usually suck up new solvent only at relatively long intervals, so that the solvent in the vacuum chamber stands still most of the time. This leads to particularly strong selective extraction and variations in the solvent composition. Because of these problems, the online vacuum degassing could not be used for NAN-HPLC.

Aus dem US-Patent Nr. 4,133,767 ist dagegen ein Entgasungsverfahren bekannt, bei dem in der Lösungsmittelflasche ein Strom feiner Heliumbläschen durch das Lösungsmittel geleitet wird (Helium-Sparging). Das Helium selbst ist nur wenig löslich, transportiert aber andere gelöste Gase aus der Flüssigkeit. Dieses Verfahren ist wenig effizient und wegen des kontinuierlichen Heliumbedarfs relativ teuer, zudem werden außer den gelösten Gasen auch hier flüchtige Lösungsmittelkomponenten mit entfernt, was ähnlich wie bei der Online-Vakuum-Entgasung zu einer Änderung der Lösungsmittelzusammensetzung führen kann. Zudem muss beim Helium-Sparging die richtige Helium-Flussrate in der Regel manuell eingestellt werden, so dass die Wirkung bedienerabhängig ist. Aus diesen Gründen wird das Helium-Sparging nur noch in Ausnahmefällen eingesetzt.From the U.S. Patent No. 4,133,767 In contrast, a degassing method is known in which a stream of fine helium bubbles is passed through the solvent in the solvent bottle (helium sparging). The helium itself is only slightly soluble, but it carries other dissolved gases out of the liquid. This method is not very efficient and relatively expensive because of the continuous helium demand, also here also volatile solvent components are removed in addition to the dissolved gases, which, similar to the online vacuum degassing can lead to a change in the solvent composition. In addition, in helium sparging, the correct helium flow rate usually needs to be manually adjusted so that the effect is operator dependent. For these reasons, helium sparging is used only in exceptional cases.

Zudem wäre eine Vorentgasung von Lösungsmitteln beispielsweise durch Erwärmen, Filtern, Ultraschallbehandlung, Vakuumbehandlung (Offline-Vakuum-Entgasung) oder eine Kombination dieser Verfahren möglich. Wenn das Lösungsmittel in der Lösungsmittelflasche danach wieder der Umgebungsluft ausgesetzt ist, diffundieren jedoch erneut Gase in die Flüssigkeit, bis sich wieder ein Gleichgewichtszustand einstellt. Wegen dieser Wiederbegasung ist der Effekt der Vorentgasung nicht dauerhaft, daher müsste das Lösungsmittel entsprechend häufig erneut entgast werden.In addition, a pre-degassing of solvents, for example by heating, filtering, ultrasonic treatment, vacuum treatment (offline vacuum degassing) or a combination of these methods would be possible. However, when the solvent in the solvent bottle is subsequently exposed to the ambient air, gases again diffuse into the liquid until an equilibrium state re-establishes. Because of this Wiederbegasung the effect of Vorentgasung is not permanent, therefore, the solvent would have to be degassed again frequently.

Hieraus ergibt sich, dass die vorhandenen Lösungsansätze für NAN-HPLC entweder gar nicht oder nur mit großen Einschränkungen geeignet sind. Aus diesem Grund werden heute auf dem Markt befindliche NAN-HPLC-Anlagen in der Regel ohne Entgasungsmöglichkeit angeboten. Dies hat, je nach Betriebsbedingungen, die oben beschriebenen Probleme mit Gasblasen zur Folge.It follows that the existing approaches for NAN-HPLC either not at all or only with great restrictions are suitable. For this reason, NAN-HPLC systems currently on the market are generally offered without degassing capability. This results in the gas bubble problems described above, depending on the operating conditions.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Lösungsmittel-Entgasung zu schaffen, die für die NAN-HPLC geeignet sind. Das Verfahren soll hierbei, wie die bekannte Online-Vakuumentgasung, einen kontinuierlichen Betrieb (Entgasung während des Betriebs) ermöglichen und eine ausreichende Entgasungsleistung erzielen, dabei jedoch deren Probleme, insbesondere die selektive Extraktion flüchtiger Lösungsmittelkomponenten, vermeiden. Gleichzeitig soll die Vorrichtung chemisch inert sein.The present invention is therefore based on the object to provide a method and apparatus for solvent degassing, which are suitable for NAN-HPLC. The method is here, as the well-known online vacuum degassing, a continuous operation (degassing during operation) allow and achieve sufficient degassing performance, while avoiding their problems, especially the selective extraction of volatile solvent components. At the same time, the device should be chemically inert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 2 gelöst.This object is achieved by a method having the features of claim 1 and by a device having the features of claim 2.

Erfindungsgemäß wurde entgegen der bisherigen Lehre erkannt, dass die Probleme der Online-Vakuumentgasung nicht auf deren Grundprinzip an sich zurückzuführen sind, sondern darauf, dass die bisher bekannten Realisierungen für NAN-HPLC ungeeignet sind. Demzufolge basiert die Erfindung auf der gleichen Grundidee wie die Online-Vakuumentgasung, wobei diese im Hinblick auf die NAN-HPLC so verbessert wurde, dass die bekannten Nachteile nahezu vollständig vermieden werden.According to the invention was recognized contrary to the previous teaching that the problems of online vacuum degassing are not due to their basic principle itself, but that the previously known implementations for NAN-HPLC are unsuitable. Accordingly, the invention is based on the same basic idea as the online vacuum degassing, which has been improved with respect to the NAN-HPLC so that the known disadvantages are almost completely avoided.

Gleichzeitig ermöglicht die Erfindung, bei der Fertigung bestehende Komponenten für die Online-Vakuumentgasung so umzurüsten, dass sie für die NAN-HPLC geeignet sind. At the same time, the invention makes it possible to convert existing components for online vacuum degassing during production in such a way that they are suitable for NAN-HPLC.

Erfindungsgemäß wird ähnlich wie bei der aus der analytischen HPLC bekannten Online-Vakuum-Entgasung mindestens eine Vakuumkammer verwendet, in welcher ein gegenüber dem Umgebungsdruck stark reduzierter Luftdruck herrscht, beispielsweise in einem Bereich von 0 bis 400 hPa Absolutdruck, vorzugsweise in einem Bereich von 30 bis 200 hPa Absolutdruck (im Folgenden Vakuum genannt), und in der ein Flüssigkeitskanal durch eine Membran von dem auf diese Weise erzeugten Vakuum bzw. Unterdruck getrennt ist. Das zu entgasende Lösungsmittel wird durch den Flüssigkeitskanal geleitet, so dass gelöste Gase durch die Membran hindurch diffundieren können.According to the invention, at least one vacuum chamber is used similar to the known from analytical HPLC online vacuum degassing, in which a relation to the ambient pressure greatly reduced air pressure prevails, for example in a range of 0 to 400 hPa absolute pressure, preferably in a range of 30 to 200 hPa absolute pressure (hereinafter referred to as vacuum), and in which a liquid channel is separated by a membrane from the vacuum or negative pressure generated in this way. The solvent to be degassed is passed through the liquid channel so that dissolved gases can diffuse through the membrane.

Besonderes Kennzeichen der Erfindung ist, dass die Gasdurchlässigkeit der gesamten wirksamen Membran wesentlich geringer ist als bei analytischen Entgasern. Als Maßstab für die Gasdurchlässigkeit kann z.B. die Permeabilität für Sauerstoff verwendet werden. Diese wird zweckmäßig in cm³ pro Tag angegeben, bezogen auf eine normierte Druckdifferenz von 1013 hPa. Auch das angegebene Volumen bezieht sich auf normalen Druck. Bei erfindungsgemäß geeigneten Membranen liegt diese zwischen 0,5 und 50 cm³ pro Tag, während bei typischen analytischen Entgasern die Gaspermeabilität bei ca. 500 cm³ pro Tag liegt.A particular feature of the invention is that the gas permeability of the entire active membrane is substantially lower than in analytical degasifiers. As a measure of the gas permeability, for example, the permeability to oxygen can be used. This is expediently given in cm ³ per day, based on a normalized pressure difference of 1013 hPa. The stated volume also refers to normal pressure. In membranes suitable according to the invention, this is between 0.5 and 50 cm ³ per day, while in typical analytical degassers the gas permeability is about 500 cm ³ per day.

Die erfindungsgemäß erwünschte, relativ geringe Gasdurchlässigkeit wird vorzugsweise durch Verwendung eines Membranmaterials mit geringer spezifischer Gasdurchlässigkeit erreicht. Da gleichzeitig an die chemische Inertheit der Membran hohe Anforderungen gestellt werden, eignen sich hierzu vor allem chemisch inerte Kunststoffe. Beispiele für geeignete Materialien sind Fluorkunststoffe, z.B. FEP (Fluoriertes Ethylen-Propylen), PTFE (PolyTetraFluorEthylen), PFA (Perfluoralkoxy), PCTFE (PerChlorTriFluorEthylen), ECTFE (Ethylen-TriFluorchlorEthylene) sowie PEEK (PolyEther-EtherKetone).The inventively desired, relatively low gas permeability is preferably achieved by using a membrane material with low specific gas permeability. Since high demands are placed on the chemical inertness of the membrane at the same time, especially chemically inert plastics are suitable for this purpose. Examples of suitable materials are fluoroplastics, e.g. FEP (Fluorinated Ethylene-Propylene), PTFE (Polytetrafluoroethylene), PFA (Perfluoroalkoxy), PCTFE (PerChlorTriFluorEthylene), ECTFE (Ethylene-TriFluorochloroethylene) and PEEK (PolyEther EtherKetone).

Durch die erfindungsgemäße, vergleichsweise geringe Gasdurchlässigkeit der Membran wird vorteilhafterweise eine übermäßige Extraktion flüchtiger Lösungsmittelkomponenten verhindert. Durch die geringen Flussraten von wenigen Nanolitern pro Minute bis zu einigen Mikrolitern pro Minute, die in der NAN-HPLC verwendet werden, ist das Volumen des Flüssigkeitskanals hierzu relativ groß, so dass für jede Teilmenge des Lösungsmittels, das die Entgasungsvorrichtung passiert, eine ausreichend lange Verweilzeit und somit eine ausreichend gute Entgasungsleistung gewährleistet ist.The inventive comparatively low gas permeability of the membrane advantageously prevents excessive extraction of volatile solvent components. Due to the low flow rates of a few nanoliters per minute to several microliters per minute, which are used in NAN-HPLC, the volume of the liquid channel is relatively large, so that for each subset of the solvent that passes through the degasser, a sufficiently long Residence time and thus a sufficiently good degassing performance is guaranteed.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist das Volumen des im Wirkungsbereich der Membran befindlichen Flüssigkeitskanals mindestens so hoch (vorzugsweise doppelt so hoch) ausgebildet, wie das Volumen, das eine NAN-HPLC-Pumpe pro Ansaugzyklus ansaugt. Bei NAN-HPLC-Pumpen liegt das Ansaugvolumen in der Regel zwischen 10 μl und 100 μl, so dass der Flüssigkeitskanal des erfindungsgemäßen Entgasers vorzugsweise ein maximales Volumen von einigen 100 μl aufweist.In a preferred embodiment of the invention, the volume of the liquid channel located in the region of action of the membrane is at least as high (preferably twice as high) as the volume which sucks in a NAN-HPLC pump per suction cycle. In the case of NAN-HPLC pumps, the aspiration volume is generally between 10 μl and 100 μl, so that the liquid channel of the degasser according to the invention preferably has a maximum volume of a few 100 μl.

In besonderer Ausgestaltung der Erfindung kann die Membran schlauchförmig oder flächig (eben oder gekrümmt) ausgebildet sein. Hierdurch kann vorteilhafterweise eine in geometrischen Abmessungen identische Membran zu herkömmlichen Entgasern (Schlauch oder flächige Membran) bei der Herstellung eines NAN-Entgasers verwendet werden, und auf diese Weise ohne wesentliche Änderung des Herstellungsprozesses auf einen Großteil von (bei der Herstellung von analytischen Entgasern verwendeten) Komponenten zurückgegriffen werden.In a particular embodiment of the invention, the membrane may be formed tubular or flat (flat or curved). This advantageously makes it possible to use a membrane which is identical in geometrical dimensions to conventional degasifiers (hose or flat membrane) in the manufacture of a NAN degasser, and in this way to a large part of (used in the production of analytical degasifiers) without substantially changing the production process. Components are used.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung besteht die Membran aus einem konventionellen, chemisch inerten Fluorpolymer mit geringer spezifischer Gaspermeabilität (im Vergleich zu Teflon AF). Hierdurch können die Membranen vorteilhafterweise auf kostengünstige Art und Weise leicht hergestellt bzw. kostengünstige Membranen erfindungsgemäß eingesetzt werden.In a further embodiment of the invention, the membrane consists of a conventional, chemically inert fluoropolymer with low specific gas permeability (in comparison to Teflon AF). As a result, the membranes can advantageously be easily manufactured in a cost-effective manner or cost-effective membranes can be used according to the invention.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung besteht die Membran aus FEP. Dieses Material hat gegenüber ähnlichen Fluorkunststoffen wie z.B. PTFE den Vorteil, dass es thermoplastisch und somit sehr viel leichter und kostengünstiger zu verarbeiten ist. Zudem wird FEP in der Elektronik als Isolierfolie verwendet und ist daher auf dem Markt in Folienform in verschiedenen Stärken erhältlich. Weiterhin kann FEP aufgrund seiner thermoplastischen Eigenschaft wie ein Schmelzkleber verwendet werden, was besonders kostengünstige Konstruktionen der Vakuumkammer ermöglicht.In an advantageous embodiment of the invention, the membrane is made of FEP. This material has compared to similar fluoroplastics such. PTFE has the advantage that it is thermoplastic and therefore much easier and less expensive to process. In addition, FEP is used in electronics as an insulating film and is therefore available in the market in foil form in various strengths. Furthermore, because of its thermoplastic nature, FEP can be used as a hot melt adhesive, allowing for particularly cost effective vacuum chamber designs.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die Verbindungsleitungen zwischen dem erfindungsgemäßen NAN-Entgaser und der NAN-HPLC-Pumpe (oder sonstigem Verbraucher, für den das entgaste Lösungsmittel bereitgestellt werden soll), im Vergleich zur Membran möglichst wenig gasdurchlässig, um zu vermeiden, dass Gase aus der Umgebungsluft durch die Wände der Verbindungsleitungen in die Flüssigkeit diffundieren und diese erneut mit Gas anreichern. Hierzu können Schläuche aus chemisch beständigen und weitgehend gasdichten Kunststoffen, z.B. PEEK, ECTFE oder PVDF (PolyVinyliDenFluorid) verwendet werden. Die erwünschte, geringere Gaspermeabilität des Schlauchs im Vergleich zur Membran ergibt sich daraus, dass die Wandstärke derartiger Schläuche in der Regel erheblich höher ist als die Dicke der Membran (beispielsweise 50 μm) im Entgaser. Zusätzlich kann der Schlauch so dimensioniert werden, dass die wirksame Oberfläche der Verbindungsleitung möglichst gering ist. Hierzu werden Länge und Innendurchmesser der Leitung so kurz wie möglich gewählt. Alternativ kann die Forderung nach einer weitgehend gasdichten Verbindungsleitung auch durch Verwendung von Materialien, die praktisch vollkommen gasundurchlässig sind, erfüllt werden. In Frage kommen z.B. Metall oder Glas oder auch metallisierte Kunststoffe. Bei diesen Materialien ist die Gaspermeabilität so gering, dass keine Einschränkungen bzgl. Länge oder Innendurchmesser der Leitung beachtet werden müssen.In an advantageous embodiment of the invention, the connecting lines between the NAN degasser according to the invention and the NAN-HPLC pump (or other consumer, for which the degassed solvent is to be provided) compared to the membrane as little gas permeable, to avoid gases From the ambient air through the walls of the connecting lines diffuse into the liquid and re-enrich with gas. Hoses made of chemically resistant and largely gas-tight plastics, eg PEEK, ECTFE or PVDF (polyvinylidene fluoride) can be used for this purpose. The desired, lower gas permeability of the tube compared to the membrane results from the fact that the Wall thickness of such hoses is usually much higher than the thickness of the membrane (for example, 50 microns) in the degasser. In addition, the hose can be dimensioned so that the effective surface of the connecting line is as low as possible. For this purpose, the length and inner diameter of the pipe are chosen as short as possible. Alternatively, the requirement for a largely gas-tight connection line can also be met by using materials which are virtually completely impermeable to gas. In question, for example, come metal or glass or metallized plastics. For these materials, the gas permeability is so low that no restrictions on the length or inner diameter of the line must be observed.

Somit stellt die Erfindung entgastes Lösungsmittel für die NAN-HPLC zur Verfügung, ohne dass eine nachteilige, übermäßige Extraktion flüchtiger Lösungsmittelkomponenten auftritt. Demnach löst die Erfindung die zugrunde liegende Aufgabenstellung.Thus, the invention provides degassed solvent for NAN-HPLC without detrimental, excessive extraction of volatile solvent components. Accordingly, the invention solves the underlying problem.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich im Vergleich zu analytischen Entgasern nach dem Stand der Technik. Bei diesen hat die hohe Gasdurchlässigkeit der Membran zur Folge, dass neben gelösten Gasen auch nennenswerte Mengen an Lösungsmitteldämpfen die Membran passieren können. Diese Lösungsmitteldämpfe können wieder kondensieren und dann die Funktion der Vakuumpumpe stören bzw. deren Effizienz verringern. Um dies zu vermeiden, wird das Vakuumsystem von analytischen Entgasern nach dem Stand der Technik entweder zeitweise oder kontinuierlich belüftet, um solche Lösungsmitteldämpfe zu entfernen. Dies erfordert zusätzlichen Aufwand und verringert die verfügbare Leistung der Vakuumpumpe, da sie die zugeführte Luft zusätzlich entfernen muss.Another advantage is compared to prior art analytical degasers. In these, the high gas permeability of the membrane has the consequence that in addition to dissolved gases and significant amounts of solvent vapors can pass through the membrane. These solvent vapors can condense again and then disturb the function of the vacuum pump or reduce its efficiency. To avoid this, the vacuum system of prior art analytical degasers is either temporarily or continuously vented to remove such solvent vapors. This requires additional effort and reduces the available power of the vacuum pump, as it must additionally remove the supplied air.

Bei einem erfindungsgemäßen NAN-Entgaser ist die Durchlässigkeit der Membran so gering, dass dieses Problem nicht oder nur in sehr geringem Maße auftritt. In der Regel genügt bereits die Gasdurchlässigkeit der Verbindungsleitungen im Vakuumsystem, um eine ausreichende Luftzufuhr sicherzustellen.In a NAN degasser according to the invention, the permeability of the membrane is so low that this problem does not occur or occurs only to a very small extent. As a rule, the gas permeability of the connection lines in the vacuum system is already sufficient to ensure a sufficient supply of air.

Nach der Erfindung und entgegen der bisherigen Lehre wird das Grundprinzip der Online-Vakuumentgasung erstmals für die NAN-HPLC nutzbar gemacht, indem das Material und/oder die Geometrie der Membran und das Volumen des Lösungsmittelkanals in der Entgasungsvorrichtung so gewählt werden, dass die bekannten Nachteile, insbesondere unerwünschte Veränderungen der Lösungsmittelzusammensetzung, vermieden werden.According to the invention and contrary to the previous teaching, the basic principle of online vacuum degassing is made available for the first time for NAN-HPLC by the material and / or the geometry of the membrane and the volume of the solvent channel are selected in the degassing device so that the known disadvantages , in particular undesirable changes in the solvent composition, are avoided.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing. In the drawing shows:

1 einen schematischen Querschnitt durch einen Entgaser mit einer flachen Membran nach der Erfindung. 1 a schematic cross section through a degasser with a flat membrane according to the invention.

1 zeigt als Ausführungsbeispiel einen schematischen Querschnitt durch einen Entgaser mit einer flachen Membran. Der grundsätzliche Aufbau ist identisch für einen analytischen Entgaser nach dem Stand der Technik ebenso wie für einen erfindungsgemäßen NAN-Entgaser. 1 shows an exemplary embodiment of a schematic cross section through a degasser with a flat membrane. The basic structure is identical for an analytical degasser according to the prior art as well as for a NAN degasser according to the invention.

Die Anordnung besteht aus einer Grundplatte 1 und einer Abdeckplatte 2, zwischen denen eine Membran 3 angeordnet ist. Beide Platten sind so geformt, dass sie an ihren umlaufenden Außenkanten 15 bzw. 25 auf der Membran 3 aufliegen, während im inneren Bereich oberhalb und unterhalb der Membran 3 jeweils ein Zwischenraum bleibt. Dabei werden Grundplatte 1 und Abdeckplatte 2 durch Befestigungselemente, die in 1 zur besseren Übersicht weggelassen wurden, aufeinander gepresst, so dass die Außenkanten der Grundplatte 1 und der Abdeckplatte 2 jeweils umlaufend zur Membran 3 hin dichten. Somit bildet der untere der vorgenannten Zwischenräume eine nach außen abgeschlossene Kammer, welche den Flüssigkeitskanal 4 darstellt. Der obere Zwischenraum bildet die ebenfalls nach außen abgeschlossene Vakuumkammer 5.The arrangement consists of a base plate 1 and a cover plate 2 between which a membrane 3 is arranged. Both plates are shaped to fit at their outer peripheral edges 15 respectively. 25 on the membrane 3 rest, while in the inner area above and below the membrane 3 each one space remains. This will be base plate 1 and cover plate 2 by fasteners that are in 1 have been omitted for clarity, pressed together so that the outer edges of the base plate 1 and the cover plate 2 each circumferential to the membrane 3 close down. Thus, the lower of the aforementioned spaces forms an outwardly sealed chamber which defines the fluid channel 4 represents. The upper intermediate space forms the likewise closed to the outside vacuum chamber 5 ,

Der Flüssigkeitskanal 4 ist durch entsprechende Bohrungen in der Grundplatte 1 mit einem Eingangsstutzen 11 und einem Ausgangsstutzen 12 fluidisch verbunden, so dass das zu entgasende Lösungsmittel den Flüssigkeitskanal 4 durchströmen kann. In ähnlicher Weise ist die Vakuumkammer 5 durch entsprechende Bohrungen in der Abdeckplatte 2 mit einem Vakuumstutzen 21 verbunden, über den die Vakuumkammer 5 evakuiert werden kann.The fluid channel 4 is through appropriate holes in the base plate 1 with an inlet neck 11 and an outlet nozzle 12 fluidly connected so that the solvent to be degassed the liquid channel 4 can flow through. Similarly, the vacuum chamber 5 through corresponding holes in the cover plate 2 with a vacuum nozzle 21 connected via the vacuum chamber 5 can be evacuated.

In der Realität weisen die Platten 1 und 2 und die Membran 3, somit auch der Flüssigkeitskanal 4 und die Vakuumkammer 5 eine Ausdehnung senkrecht zur Ansichtsebene auf.In reality, the plates show 1 and 2 and the membrane 3 , thus also the liquid channel 4 and the vacuum chamber 5 an extension perpendicular to the plane of view.

Im Betrieb ist der Druck im Flüssigkeitskanal 4 höher als in der Vakuumkammer 5. Die dadurch entstehende Druckkraft wirkt großflächig auf die Membran 3 und drückt diese gegen die Abdeckplatte 2. Damit die durch die Membran 2 hindurchtretenden Gase dennoch ungehindert abfließen können, ist die Abdeckplatte 2 mit einer Anzahl von senkrecht zur Zeichenebene angeordneten Kanälen 23 versehen; weitere Kanäle sind in der Zeichenebene (senkrecht zu den Kanälen 23) und ebenfalls coplanar zur Membran 3 angeordnet. Die Abdeckplatte 2 bildet mit ihren Kanälen 23 folglich eine gitterförmige Stützstruktur (mit Pyramidenstümpfen, an welchen die Membran bei Verformung anliegt), die eine übermäßige Verformung der Membran verhindert und gleichzeitig den Abtransport der entzogenen Gase erlaubt.In operation, the pressure in the fluid channel 4 higher than in the vacuum chamber 5 , The resulting compressive force acts over a large area on the membrane 3 and pushes it against the cover plate 2 , So that through the membrane 2 passing gases can flow freely, is the cover plate 2 with a number of channels perpendicular to the plane of the drawing 23 Mistake; other channels are in the drawing plane (perpendicular to the channels 23 ) and also coplanar with the membrane 3 arranged. The cover plate 2 forms with their channels 23 therefore one grid-shaped supporting structure (with truncated pyramids against which the membrane rests when deformed), which prevents excessive deformation of the membrane and at the same time allows the evacuation of the extracted gases.

Die Darstellung in 1 ist nur als Ausführungsbeispiel zu verstehen, das zum besseren Verständnis der Erfindung dienen soll; der genaue Aufbau kann hiervon abweichen. So kann z.B. der Abstand zwischen der Membran 3 und der Abdeckplatte 2 weggelassen werden, da im Betrieb die Membran ohnehin durch den Flüssigkeitsdruck gegen die Abdeckplatte gedrückt wird. Weiterhin können z.B. die Anschlüsse 11, 12 und 21 und die zugehörigen Zuführungsbohrungen völlig anders angeordnet sein. Der Flüssigkeitskanal 4, der in 1 durch den Spalt zwischen der Grundplatte 1 und der Membran 3 gebildet wird, kann auch stattdessen durch den Spalt zwischen zwei Membranen gebildet werden. Ebenso kann z.B. anstelle von flachen Membranen auch ein durchgehender Schlauch verwendet werden, der gleichzeitig den Flüssigkeitskanal 4 bildet. Dieses und weitere Ausführungsbeispiele sind im Stand der Technik für analytische Entgaser beschrieben.The representation in 1 is to be understood only as an exemplary embodiment, which is to serve for a better understanding of the invention; the exact structure may differ from this. For example, the distance between the membrane 3 and the cover plate 2 be omitted, since in operation, the membrane is already pressed by the liquid pressure against the cover plate. Furthermore, for example, the connections 11 . 12 and 21 and the associated feed bores be arranged completely differently. The fluid channel 4 who in 1 through the gap between the base plate 1 and the membrane 3 may instead be formed by the gap between two membranes instead. Likewise, for example, instead of flat membranes and a continuous tube can be used, at the same time the liquid channel 4 forms. This and other embodiments are described in the prior art for analytical degasser.

Ein erfindungsgemäßer NAN-Entgaser kann prinzipiell genauso aufgebaut sein wie ein analytischer Entgaser nach dem Stand der Technik, wobei jedoch die Geometrie und/oder das Material der Membran so gewählt werden, dass der erfindungsgemäße Effekt erzielt wird.An inventive NAN degasser can in principle be constructed in the same way as an analytical degasser according to the prior art, but the geometry and / or the material of the membrane are chosen so that the effect according to the invention is achieved.

Die erfindungsgemäß erforderliche Permeabilität der Membran wird dabei durch geeignete Wahl der Geometrie (effektive Membranfläche und Membrandicke) und des Materials erreicht.The inventively required permeability of the membrane is achieved by suitable choice of the geometry (effective membrane area and membrane thickness) and the material.

Eine erfindungsgemäße Entgasungsvorrichtung lässt sich besonders einfach dadurch realisieren, dass die Membran eines existierenden, analytischen Entgasers ersetzt wird durch eine Membran mit gleicher Geometrie, jedoch bestehend aus einem Material mit entsprechend geringerer Gasdurchlässigkeit. Dies ist relativ einfach möglich, da analytische Entgaser nach dem Stand der Technik meist mit Membranen aus Teflon AF arbeiten. Dieses Material hat eine extrem hohe Gasdurchlässigkeit, die mehr als 20× höher ist als bei anderen Fluorpolymeren wie z.B. FEP (Fluorinated Ethylene Propylene) oder PTFE (PolyTetraFluorEthylen).A degassing device according to the invention can be realized particularly simply by replacing the membrane of an existing analytical degasser with a membrane having the same geometry, but consisting of a material with a correspondingly lower gas permeability. This is relatively easily possible, since prior art analytical degasers mostly work with Teflon AF membranes. This material has an extremely high gas permeability, which is more than 20 times higher than other fluoropolymers, e.g. FEP (Fluorinated Ethylene Propylene) or PTFE (Polytetrafluoroethylene).

Daraus ergibt sich überraschenderweise, dass in der Produktfertigung statt eines solchen analytischen Entgasers allein dadurch ein NAN-Entgaser hergestellt werden kann, dass statt der Teflon AF-Membran eine Membran aus einem konventionellen Fluorpolymer (wie z.B. FEP oder PTFE), welches weniger gasdurchlässig ist als Teflon AF, verwendet wird. Das Volumen des Flüssigkeitskanals beträgt bei analytischen Entgasern meist einige 100 μl; somit ist auch die Forderung nach einer ausreichenden Verweilzeit des Lösungsmittels erfüllt. Hierdurch kann vorteilhafterweise bei der Produktion eines NAN-Entgasers auf das Produktdesign herkömmlicher analytischer Entgaser zurückgegriffen werden und auf diese Weise Kosten (beispielweise Verwendung von bereits vorhandenen bzw. entwickelten und am Markt erhältlichen Komponenten) eingespart werden.It follows, surprisingly, that instead of such an analytical degasser, a NAN deaerator can be produced in product production alone, that instead of the Teflon AF membrane, a membrane of a conventional fluoropolymer (such as FEP or PTFE), which is less permeable to gas than Teflon AF, is used. The volume of the liquid channel in analytical degasifiers is usually a few 100 μl; Thus, the requirement for a sufficient residence time of the solvent is met. This can advantageously be used in the production of a NAN degasser on the product design of conventional analytical degasser and in this way costs (for example, use of existing or developed and available on the market components) can be saved.

Diese Überlegungen gelten für sämtliche von analytischen Entgasern bekannten Bauformen. So kann ein analytischer Entgaser mit flachen Teflon AF-Membranen in einen NAN-Entgaser fertigungstechnisch gesehen umgewandelt werden, indem die Membranen durch solche aus weniger gaspermeablem Material wie FEP oder PTFE ersetzt werden. Entsprechend kann ein analytischer Schlauchentgaser mit Teflon AF-Schlauch durch Verwendung eines Schlauchs aus den o.g. Materialien in einen NAN-Entgaser umgewandelt werden.These considerations apply to all types of analytical degasser known. Thus, an analytical degasser with flat Teflon AF membranes can be converted into a NAN degasser from a manufacturing standpoint by replacing the membranes with those made of less gas permeable material such as FEP or PTFE. Similarly, an analytical tube degasser with Teflon AF tube may be made by using a tube from the above mentioned. Materials are converted into a NAN degasser.

Eine Sonderform eines analytischen Schlauchentgasers ist in der US-Patentschrift Nr. 7,144,443 beschrieben. Dabei bildet ein durchgehender Schlauch aus hochpermeablem Material, z.B. Teflon AF, die Membran und gleichzeitig den Flüssigkeitskanal. Um diesen Schlauch herum ist ein weiterer, äußerer Schlauch aus wenig permeablem Material angeordnet, welcher als Vakuumkammer dient. Ein Vorteil dieser Anordnung ist, dass der Entgaser ohne zwischengeschaltete Leitungen direkt an den Eingang der Pumpe angeschlossen werden kann. Hierdurch erübrigt sich die Notwendigkeit, Leitungen mit extrem geringer Gaspermeabilität zwischenzuschalten. Ein solcher analytischer Schlauchentgaser kann in einen erfindungsgemäßen NAN-Entgaser umgewandelt werden, indem beide Schläuche aus einem gering permeablen Material wie z.B. FEP, vorzugsweise beide aus dem gleichen Material, gefertigt werden. Dann weist der innere Schlauch eine erfindungsgemäße, geringe Gaspermeabilität auf. Aufgrund der ebenfalls vorhandenen, wenn auch gleichfalls geringen Gaspermeabilität des äußeren Schlauchs kann in diesem Fall eine geringe Menge Luft aus der Umgebung in das Vakuumsystem gelangen. Dies bewirkt die oben beschriebene, erwünschte Belüftung, so dass Lösungsmitteldämpfe aus dem Vakuumsystem entfernt werden können. Somit wird einer Störung der Funktion der Vakuumpumpe durch kondensierte Lösungsmitteldämpfe entgegengewirkt, ohne dass hierzu zusätzliche Maßnahmen erforderlich wären.A special form of an analytical Schlauchentgasers is in the U.S. Patent No. 7,144,443 described. In this case, a continuous tube of highly permeable material, eg Teflon AF, forms the membrane and at the same time the fluid channel. Around this tube, another, outer tube of little permeable material is arranged, which serves as a vacuum chamber. An advantage of this arrangement is that the deaerator can be connected directly to the input of the pump without intermediate lines. This eliminates the need to intervene lines with extremely low gas permeability. Such an analytical hose degasser can be converted into a NAN degasser according to the invention by making both hoses from a low permeability material such as FEP, preferably both of the same material. Then, the inner tube has a low gas permeability according to the invention. Due to the likewise existing, albeit also low gas permeability of the outer tube, a small amount of air from the environment can enter the vacuum system in this case. This effects the desired ventilation described above so that solvent vapors can be removed from the vacuum system. Thus, a malfunction of the function of the vacuum pump is counteracted by condensed solvent vapors without additional measures would be required.

Neben dem Membranmaterial kann weiterhin die Geometrie (rund oder eckig, vorzugsweise quadratisch) der Membran gegenüber einem analytischen Entgaser verändert werden, um die Gaspermeablilität an die Erfordernisse anzupassen. Besonders einfach ist eine Anpassung der Membrandicke (beispielsweise 10 μm bis 150 μm, vorzugsweise im Bereich von 50 μm) möglich, da in diesem Fall die Konstruktion des Entgasers weitgehend von einem entsprechenden analytischen Entgaser übernommen werden kann. Daneben besteht die Möglichkeit, die aktive Fläche (beispielsweise 10 cm² bis 20 cm²) der Membran so zu wählen, dass die gewünschte Gaspermeabilität erzielt wird.In addition to the membrane material, the geometry (round or square, preferably square) of the membrane can also be changed with respect to an analytical degasser in order to adapt the gas permeability to the requirements. Especially easy is an adjustment of the membrane thickness (For example, 10 .mu.m to 150 .mu.m, preferably in the range of 50 microns) possible, since in this case, the construction of the degasser can be largely taken over by a corresponding analytical degasser. In addition, it is possible to choose the active area (for example, 10 cm ² to 20 cm ² ) of the membrane so that the desired gas permeability is achieved.

In der Praxis ist es zweckmäßig, die Permeabilität in erster Linie durch die Wahl eines geeigneten Materials festzulegen. Dies hat zusätzlich den Vorteil, dass für die Membran statt des extrem teuren Materials Teflon AF erheblich kostengünstigere Materialien, wie z.B. FEP, verwendet werden können.In practice, it is useful to define the permeability primarily by choosing a suitable material. This has the additional advantage that for the membrane instead of the extremely expensive material Teflon AF significantly less expensive materials, such as. FEP, can be used.

Hierdurch lassen sich die Herstellungskosten eines erfindungsgemäßen NAN-Entgasers gegenüber einem entsprechenden analytischen Entgaser erheblich senken.As a result, the production costs of a NAN degasser according to the invention compared to a corresponding analytical degasser can be significantly reduced.

Unabhängig von der genauen Realisierung des Entgasers wird zur Evakuierung der Vakuumkammer bzw. zum Abtransport der Gase, welche der Flüssigkeit entzogen wurden, ein Vakuum benötigt, welches zweckmäßigerweise durch eine Vakuumpumpe erzeugt wird, die z.B. in 1 an den Vakuumstutzen 21 angeschlossen ist. Vakuumpumpen, die für analytische Entgaser konzipiert sind, können ohne Änderung auch für NAN-Entgaser verwendet werden. Ebenso können Regelsysteme für die Vakuumpumpe, welche beispielsweise die Pumpendrehzahl so regeln, dass gerade ein ausreichend starkes Vakuum erzielt wird, weiter verwendet werden.Regardless of the exact realization of the degasser, a vacuum is required to evacuate the vacuum chamber or to remove the gases which have been withdrawn from the liquid, which vacuum is expediently produced by a vacuum pump, for example, in 1 to the vacuum nozzle 21 connected. Vacuum pumps designed for analytical degassers can also be used for NAN degasser without modification. Likewise, control systems for the vacuum pump, which regulate, for example, the pump speed so that just a sufficiently strong vacuum is achieved, continue to be used.

Während der Inbetriebnahme von NAN-HPLC-Systemen können sehr viel höhere Flussraten verwendet werden als im normalen Betrieb, um das System mit Lösungsmittel zu füllen oder alte Lösungsmittel und eventuelle Luftblasen zu entfernen. Da der erfindungsgemäße NAN-Entgaser bei derart hohen Flussraten nahezu wirkungslos ist, würde das System während der Inbetriebnahme mit nahezu nicht entgastem Lösungsmittel gefüllt werden. Dieses Problem kann durch folgende Maßnahmen vermieden werden:
In einer Ausgestaltung der Erfindung werden die Lösungsmittel vor der Verwendung mit einer der bekannten Methoden vorentgast. Da der entgaste Zustand während einer gewissen Zeit bestehen bleibt, genügt dies zur Inbetriebnahme des Systems und zum Füllen mit entgasten Lösungsmitteln. Im anschließenden Betrieb des Systems passiert das Lösungsmittel den Entgaser wieder mit der normalen Flussrate, so dass wieder die normale Entgasungswirkung erzielt wird.During start-up of NAN-HPLC systems, much higher flow rates can be used than during normal operation to fill the system with solvent or to remove old solvents and possible air bubbles. Since the NAN degasser according to the invention is almost ineffective at such high flow rates, the system would be filled during startup with virtually no degassed solvent. This problem can be avoided by the following measures:
In one embodiment of the invention, the solvents are pre-degassed prior to use with one of the known methods. Since the degassed state persists for a certain time, this is sufficient for commissioning the system and for filling with degassed solvents. In the subsequent operation of the system, the solvent passes the degasser again at the normal flow rate, so that the normal degassing effect is achieved again.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird, während das System mit frischem Lösungsmittel befüllt wird, anstelle des NAN-Entgasers ein analytischer Entgaser in die Ansaugleitung geschaltet. Dies kann beispielsweise über ein manuelles oder ein automatisches Ventil erfolgen.In another embodiment of the invention, while the system is being filled with fresh solvent, an analytical degasser is connected to the suction line instead of the NAN degasser. This can be done for example via a manual or an automatic valve.

Die zweckmäßig zu wählende Gasdurchlässigkeit der Membran in beliebiger Ausgestaltung hängt von der Bauform des Entgasers, von der Flussrate des zu entgasenden Lösungsmittels sowie von der Höhe des Unterdrucks ab, den die Vakuumpumpe erzeugt. Übliche (analytische) Entgasungsvorrichtungen sind so konstruiert, dass das Lösungsmittel möglichst gut mit der Membran in Kontakt kommt, um eine möglichst gute Entgasungsleistung zu erhalten, ohne das Innenvolumen des Flüssigkeitskanals unnötig groß zu machen. Bei einem Entgaser mit flacher Membran entsprechend 1 wird dies dadurch erreicht, dass der Flüssigkeitskanal nur eine sehr geringe Höhe (im Zehntel-Millimeterbereich) aufweist. Übliche Vakuumpumpen für Entgasungsvorrichtungen erzeugen im Betrieb einen Absolutdruck zwischen ca. 50 und 300 hPa, vorzugsweise ca. 100 hPa. Unter der Voraussetzung eines solchen üblichen Aufbaus des Entgasers und der Vakuumpumpe sind folgende Gesamt-Gasdurchlässigkeiten der Membran zweckmäßig (bezogen auf Sauerstoff und normale Raumtemperatur):
Für Flussraten 0 bis 2 µl/min: 2 bis 20 cm³/(bar·24 h)
Für Flussraten größer als 1 µl/min: 5 bis 50 cm³/(bar·24 h)The appropriate gas permeability of the membrane in any configuration depends on the design of the degasser, on the flow rate of the solvent to be degassed and on the amount of negative pressure generated by the vacuum pump. Conventional (analytical) degassing devices are designed so that the solvent comes into contact with the membrane as well as possible in order to obtain the best possible degassing performance, without rendering the internal volume of the liquid channel unnecessarily large. In a degasser with a flat membrane accordingly 1 This is achieved in that the liquid channel has only a very small height (in tenths of a millimeter range). During operation, conventional vacuum pumps for degassing devices produce an absolute pressure between about 50 and 300 hPa, preferably about 100 hPa. Assuming such a conventional construction of the degasifier and the vacuum pump, the following total gas permeabilities of the membrane are appropriate (based on oxygen and normal room temperature ):
For flow rates 0 to 2 μl / min: 2 to 20 cm ³ / (bar · 24 h)
For flow rates greater than 1 μl / min: 5 to 50 cm ³ / (bar · 24 h)

Besonders zweckmäßig für den gesamten Flussbereich von NAN-HPLC-Systemen ist eine Gasdurchlässigkeit von ca. 10 bis 20 cm³/(bar·24 h).Particularly suitable for the entire flow range of NAN-HPLC systems is a gas permeability of about 10 to 20 cm ³ / (bar · 24 h).

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 4139735 C3 [0011]
DE 4446270 C1 [0011]
DE 69828594 T2 [0011]
EP 1529560 B1 [0011]
US 4,469,495 A [0011]
US 5340384 A [0011]
US 5584914 A [0011]
US 6494938 B2 [0011]
US 6596058 B2 [0011]
US 4133767 [0015]
US 7144443 [0049]

Claims

Device for carrying out a method according to claim 1 with a liquid channel ( 4 ), which at least in a partial area through at least one membrane ( 3 ) of at least one vacuum chamber ( 5 ), the membrane ( 3 ) is formed in geometry and / or material such that it has a low gas permeability in the range of a diffusion volume of at least 0.5 cm ³ and at most 50 cm ³ per day based on oxygen and a pressure difference of 1013 hPa.

Device according to claim 1, characterized in that the membrane ( 3 ) is formed tubular or flat.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the membrane ( 3 ) consists of a conventional, chemically inert fluoropolymer with a low relative to Teflon AF specific gas permeability.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the membrane ( 3 ) consists of fluorinated ethylene-propylene (FEP).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the volume of the in the region of action of the membrane ( 3 ) located liquid channel ( 4 ) is at least as high (preferably twice as high) as the volume that aspirates a NAN-HPLC pump per aspiration cycle.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that in the region of action of the membrane ( 3 ) located liquid channel ( 4 ) has a volume of at least a few microliters to at most one milliliter.