CN107921333A - 具有微洗脱床设计的样品提取设备 - Google Patents
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Abstract
一种用于从容器的液体样品中提取分析物的设备,所述容器具有用于使含有分析物的液体样品通过的入口、出口以及在此之间的通路,所述容器具有全径床区和减径床区。容器包括延伸穿过通路的层状结构,从顶部到底部所述容器具有以下一层或多层:(i)上流动分配器/支承层、(ii)上压缩层、(iii)与层(ii)相邻的微粒提取介质提取层、以及(iv)位于与提取层(iii)相邻处的下压缩层,可选地包括一层或多层空气间隙层。至少一些层位于全径床区,并且一些层位于减径床区。所述设备可以具有以阵列和/或串联设置的多个容器,以提供多阶段过滤或提取。
Description
本申请依据35 U.S.C.§119(a)要求2015年5月20日提交的标题“具有微洗脱床设计的样品提取设备”美国临时申请序列号14/718,065优先权,所述国临时申请序列号14/718,065依据35 U.S.C.§119(a)要求2014年5月20日提交的美国临时申请序列号62/000,75,上述各申请的内容通过引用全文纳入本文。
本发明涉及用于从液体样品提取分析物的微柱,特别是从生物液体提取分析物的微柱。
液体样品(例如生物液体,如血液和尿液)中存在的分析物的精确且廉价的检测对健康护理来说很重要。对用于血液和尿液中分析物进行测试以监控患者的健康,检测病症的存在,并监控非法和限制药物的使用。例如,在医生给予药物(例如,抗心律失常(anti-arrythymics)、哮喘药、胰岛素、抗凝剂)时,医生检测血液中药物含量以调节病人的剂量。可以对可能被滥用的药物(例如海洛因、大麻、可卡因和可待因)进行检查以确定药物滥用,例如雇员和运动员的药物滥用。
用于检测分析物的技术包括:从生物液体中将分析物可选地提取到固体介质上。然后通过合适的洗脱液体将分析物从固体介质上去除,并且进行测试已确定分析物是否存在于洗脱液体中。这些测试使用气相色谱-质谱或液相色谱-质谱进行。
提取柱在过去就已经使用。例如,微粒二氧化硅已用于柱中的固体介质。此外,介质可以夹在具有单一直径圆柱形状的柱中的玻璃料之间。虽然这些现有技术的装置可以是有效的,但是需要对这些装置、以及它们对整个过程的影响和它们对下游的环境影响进行改进。需要提取装置改进工艺产量、从样品中去除非常高百分比的分析物、可运输、可存储而不损坏、并且廉价。此外,需要可以与现有自动化设备兼容的任意该装置,并且不会使得洗脱液或可能干扰分析结果的任何化合物浸提到生物液体或其它流体样品中。同样,需要使得介质床体积以及相关死体积最小化,从而使得洗涤洗脱液体的体积降低。通过使得液体体积最小化,获得更浓缩的样品用于分析,并且提高测试的灵敏度。通过保持均匀流体通过提取介质而没有沟流(channeling)且没有死体积,可以获得由最小洗脱体积从样品流体获得的高产率。
发明内容
本发明的实施方式包括用于从液体样品提取分析物的设备。所述设备包括:容器,其具有用于使含有分析物的液体样品通过的入口、出口以及在此之间的通路,所述容器具有全径床区和减径床区。所述设备包括:具有顶部和底部并延伸跨越通路的层状结构,所述层状结构从顶部至底部包括:(i)上流动分配器/支承层、(ii)上压缩层、(iii)与层(ii)相邻的微粒提取介质的提取层、以及(iv)位于与提取层(iii)相邻处的下压缩层,其中,(i)上流动分配器和(ii)上压缩层位于全径床区,(iii)提取层和(iv)下压缩层位于减径床区。在其它实施方式中,所述设备可以包括七层层状结构,其包括:(i)上流动分配器、(ii)上压缩层、(i’)中流动分配器、(ii')在减径床区中的中压缩层、(iii)与层(ii’)相邻的微粒提取介质的提取层、(iv)与层(iii)相邻的下压缩层、以及(v)可选的下流动分配器,其中,层(i)、(ii)、(i’)、和(ii”)位于全径床区中,并且层(iii)-(v)可以位于减径床区中。
在一实施方式中,所述设备具有一层或多层空气间隙层。在一实施方式中,空气间隙层位于减径床区中。其它实施方式的空气间隙层的高度范围为减径床区直径的1/2至减径床区直径的4倍。在其他实施方式中,空气间隙层位于层(i’)和层(ii’)之间。
全径床区与减径床区的有效面积之间比率也可以改变。全径床区的有效面积为AF=πrF 2,其中,rF是在全径床区中的容器内表面半径,并且减径床区的有效面积为Ar=πrr 2,其中rr是减径床区中的容器内表面半径。全径床区的有效床面积与减径床区的有效面积比率范围为10:1至1.5:1。在一实施方式中,提取介质的有效面积和上压缩层的有效面积之间的比率为约1:10。在其它实施方式中,提取介质的有效面积和上压缩层的有效面积之间的比率为约1:4。在另一实施方式中,全径床区的有效面积与减径床区的有效面积之间比率范围为约4:1。
提取介质还可以进行定制以用于特定分析物。在一实施方式中,提取介质的数均粒径为约小于20μm。在另一实施方式中,提取介质的数均粒径为约小于10μm。
本文设备可以具有以阵列设置的多个容器,所述容器可选地具有带有对应孔阵列的收集板。
在其它实施方式中,所述设备具有双筒或配置为两阶段,每个阶段是单个容器或是多个容器。顶部筒或第一阶段装有过滤系统,以在分析样品通过顶部筒时去除不需要的杂质通过顶部筒后,感兴趣的分析物可能被填充有所需量吸附剂的底部筒或第二级柱捕获,能够以相对较小洗脱体积获得相对更干净的提取物。
本发明的其它实施例涉及使用本设备的方法,以及包括本设备的试剂盒。
下面将进一步描述本发明及其多个实施方式。当然,阅读以上说明书后,这些所描述的实施方式的变型对本领域普通技术人员将是显而易见的,并且因此,本领域技术人员将会意识到合适的组合和变型。
附图的一些方面的简要说明
图1A是本设备外部的示意性透视图。图1B是本设备中使用的层的一个实施例的示意性放大横截面侧视图。
图2A是常规微柱M的横截面侧视图。图2B是本设备的替代性实施方式的横截面侧视图。图2C是本设备在外部具有一个或多个肋50的另一替代性实施方式的横截面侧视图。图2D是本设备下部窄直径部分的局部透视图,显示出在路厄端部(luer tip)系统中使用的肋。图2E是本设备的外部侧视图,包括在其出口端的路厄端部。
图3是在包括空气间隙的本设备中使用的层的另一替代性实施方式的示意性横截面侧视图。
图4A是使用10pg/ml多巴胺由本设备获得的示例性数据。图4B是使用10pg/ml多巴胺由本设备获得的示例性数据。图4C是使用10pg/ml去甲肾上腺素由本设备获得的示例性数据。图4D是使用10pg/ml去甲肾上腺素由本设备获得的示例性数据。图4E是使用10pg/ml肾上腺素由本设备获得的示例性数据。图4F是使用10pg/ml肾上腺素由本设备获得的示例性数据。
图5A是使用100pg/ml多巴胺由本设备获得的示例性数据。图5B是使用100pg/ml多巴胺由本设备获得的示例性数据。图5C是使用100pg/ml去甲肾上腺素由本设备获得的示例性数据。图5D是使用100pg/ml去甲肾上腺素由本设备获得的示例性数据。图5E是使用100pg/ml肾上腺素由本设备获得的示例性数据。图5F是使用100pg/ml肾上腺素由本设备获得的示例性数据。
图6A是用本设备从尿液提取丁丙诺啡的校准曲线。图6B是用本设备从尿液提取去甲丁丙诺啡(norbuprenorphine)的校准曲线。
图7A是在包括空气间隙的本设备中使用的层的另一替代性实施方式的示意性横截面侧视图。图7B是在包括多个空气间隙的本设备中使用的层的另一替代性实施方式的示意性横截面侧视图。
图8A是在此处仅包括于上部全径床区中的本设备中使用的层的另一替代性实施方式的示意性横截面侧视图。图8B是在此处仅包括于上部全径床区中的具有任选玻璃料层的本设备中使用的层的另一替代性实施方式的示意性横截面侧视图。
图9A是在此处仅包括于中间减径床区中的本设备中使用的层的另一替代性实施方式的示意性横截面侧视图。图9B是同样仅包括于中间减径床区中的具有任选空气间隙的本设备中使用的层的另一替代性实施方式的示意性横截面侧视图。
图10A是具有双筒或构造成两阶段的本装置的示例性实施方式的透视图。图10B是其上部筒或第一阶段的放大局部横截面侧视图。图10C是其下部筒或第二阶段的放大局部横截面侧视图。
图11A是具有双筒或构造成两阶段的本装置的其它示例性实施方式的透视图。图11B是其上部筒或第一阶段的放大局部横截面侧视图。图11C是其下部筒或第二阶段的放大局部横截面侧视图。
具体实施方式
本发明涉及一种满足以下需求的提取设备:改进下游环境影响和工艺产量;从样品中除去非常高百分比的分析物;可运输;储存而不损坏;价格点;与现有自动化设备兼容;浸出特性;使得介质床体积和相关的死体积尽可能低;以及提高流动通过提取介质的灵敏度和均匀性。
本设备用于从液体样品中提取分析物,并且包括容器(通常是微柱),所述容器具有用于使含有分析物的液体样品通过的入口、出口以及在此之间的通路。
参考图1A和1B,本设备10的微柱12具有在分析物的通路23中的至少两个区域:具有全直径床的区域(也称为“全径床区”,如图1A和图1B中所示为30)和具有减小直径的床的区域(也称为“减径床区”,如图1A和1B中所示为31)。如本文中所使的,“直径床面积”通过容器内腔的水平横截面的表面积进行测量。因此,对于圆柱形容器,直径床面积是其直径(=2r)从容器内腔一侧延伸到内腔另一侧的圆面积(πr2)。直径床面积也可以称为特定层的“有效面积”。
在减径床区31中的通道23内是微粒提取介质层。提取介质14可以包括任何已知的吸附剂和各种颗粒。设备中使用的吸附剂颗粒包括能够具有至少一种物质吸附到其上的任何颗粒物质,所述至少一种物质是目标物、或者干扰物。可在本发明中出采用的吸附剂颗粒的说明性例子包括但不限于:离子交换吸附剂;反相吸附剂;和正相吸附剂。更具体地,吸附剂颗粒可以是无机材料,例如SiO2或有机聚合材料,例如聚(二乙烯基苯)。在本发明的一些实施方式中,吸附剂颗粒可以用有机官能团如C2-C22官能团、优选C8-C18官能团进行处理。在一个实施方式中,提取介质的吸附剂包括二氧化硅基颗粒(例如二氧化硅基羧酸)、硅藻土颗粒、聚合物基颗粒、单分散二氧化硅和聚合物颗粒、和/或碳石墨颗粒。对介质进行选择用于从液体样品中提取分析物。合适的二氧化硅提取介质描述于美国专利No.4,650,714号,其通过引用纳入本文。优选的微粒二氧化硅提取介质可从新泽西州菲利浦斯勃格(Phillipsburg,N.J.)的阿凡特性能材料公司(Avantor Performance Materials)(以前称为特鲁利贝克化学公司(J.T.Baker Chemical Company)获得,并以其目录号7049-01出售。
提取介质14的数均粒度小于约40微米,小于约30微米,小于约25微米,小于约20微米,小于约15微米,小于约10微米,或小于约5微米。在一实施方式中,提取介质的数均粒径为约小于20微米,或者更优选小于约10微米。此外,提取介质不一定是均一的,而是可以在单个床中使用不同的提取介质,或者所述设备可以包括用于从样品中提取不同分析物的多个提取介质床。
提取介质14夹在至少两个压缩层之间。在一实施方式中,提取介质的直径床面积低于上部压缩层的直径床面积,使得上部压缩层的有效面积与提取介质层的有效面积的比率为约10:1、约9:1、约8:1、约7:1、约6:1、约5:1、约4:1、约3:1、约2:1、或约1.5:1。在一实施方式中,上压缩层的有效面积与提取介质层的有效面积的比率为约4:1。
提取介质可以松散地堆叠(其中,吸附剂松散地夹在压缩层之间并自由移动)、或是压实的提取介质床(其中,提取介质在两层之间压实,或者在颗粒之间具有相对较小的额外可能空间)。
提取介质夹在上压缩层18a和下压缩层18b之间、或中压缩层18c和下压缩层18b之间,并将提取介质压在这之间。上压缩层18a位于全径床区30中,中压缩层18c可以位于全径床区30或减径床区31中,并且下压缩层18b位于减径床区31中。在一实施方式中,仅使用两层压缩层。在一实施方式中,仅使用三层压缩层。
压缩层是足够多孔的以使得液体样品能够从其中流过,并且由柔性材料形成。压缩层中的一层或多层可以是平坦的、球形的或适应通过设备的流体流的最佳形状(例如截锥体、棱柱形、截棱锥等)。图3显示出中压缩层和下压缩层(分别是18c和18b)为球形的实施方式。可在单个微柱中使用压缩层的形状混合体。
窄孔三明治设计与为了功能的低死体积柱设计相匹配。压缩层18的主要目的是将提取介质14保持在适当位置并压缩为薄的提取层。在一实施方式中,一层或多层压缩层的孔径小于提取介质的粒度,并且用作流速限制器。它们是足够多孔的以使得液体样品能够从其中流过,并且由柔性亲水材料构成。压缩层优选由不含粘合剂的海绵状玻璃纤维形成。
合适的压缩层包括由分析上干净的材料制成的玻璃微纤维介质。合适的材料可从美国新泽西州费尔菲尔德的沃特曼特殊产品公司(Whatman Specialty Products,Inc.)购得,包括分析上干净的硼硅酸盐玻璃纤维,且不包括粘合剂。购买时该材料具有光滑侧和粗糙侧,其中光滑侧的孔隙率低于粗糙侧。优选地,其是光滑侧设置为与提取层14的微粒接触。其它合适的材料包括玻璃料和过滤器,例如聚合物(例如聚丙烯或聚乙烯)玻璃料材料。所述玻璃料或过滤器可以是圆柱形、模切(die cut)或球形,具有适合于柱内腔的直径;例如在全径部分或减径部分中。
优选地,压缩层18是弹性的或“海绵状”,以使得微粒保持在适当位置。一方面,压缩层的孔径小于10微米,小于5微米,或小于3微米。压缩层18通常具有相同的厚度,其厚度通常为约0.1mm至约3.25mm、约0.25mm至约3.25mm、约0.5mm至约3.0mm、约0.75mm至约3mm、约0.25至约2.5mm、约0.25mm至约2mm、约0.25mm至约1.5mm、约0.25mm至约1.25mm、约0.25mm至约1.0mm、约0.1mm至约0.75mm mm、或约0.1mm至约0.5mm。一方面,压缩层的厚度为约0.5mm。
这与现有技术的微洗脱柱不同,所述微洗脱柱以圆柱形注射器筒管或漏斗状样品储存器制成(参见例如US 2006/0163163)。尽管这些微洗脱柱中的一些减少了床之后的死体积,但是这些设计并不能解决上压缩层的有效面积与提取介质层的有效面积之间的比率。
相对于上压缩层的有效面积,提取介质床的有效面积(πr2)下降约4-1会导致吸附剂材料体积相应减小以及试剂死体积减小。
由柔性网格材料形成的流动分配器16有助于提供样品通过柱的均匀流动,并在物理上将压缩层和微粒材料保持在柱中的合适位置。优选网格为200目或以下(即网号为200或以上)。在该实施方式的方面,网号为150或以上、170或以上、200或以上、250或以上、270或以上、325或以上、或400或以上。网格可以由任何柔性生物惰性材料制成。在一实施方式中,网格由如下制成:聚苯硫醚(Polyphenelyne Sulfide,PPS)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚醚酮(PEEK)、聚甲醛(POM)、乙烯-丙烯-二烯共聚物(EPDM)、氟化弹性体(FKM)、全氟弹性体(FFKM)、聚砜(PSU)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚丙烯(PP)、(聚)三氟氯乙烯(PCTFE/CTFE)、聚苯乙烯、高密度聚乙烯、聚碳酸酯、尼龙、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、硅、橡胶或聚酯。在该实施方式的方面中,网格由聚丙烯、或者聚四氟乙烯制成。合适材料购自来自纽约布莱尔克利夫庄园(Briarcliff Manor)的张力计公司(Tetko,Inc)的目录号5-420134。
在一实施方式中,微柱12还包括用于支撑的在上压缩层18a上方的上网格流动分配器16a;以及可选地,中流动分配器16b和/或下流动分配器16c。在一实施方式中,流动分配器可以分层或模制在压缩层之上和之下的壳体中,将压缩层18和提取介质层14夹在其之间。流动分配器16将提取介质14和压缩层18保持在微柱12的减径床区31中,并且有助于分配液体样品流以避免沟流。如图1B的实施方式所示,上流动分配器16a位于全径床区30中,中流动分配器16b也位于全径床区30中,并且下流动分配器16c(如果使用)位于减径床区31中柱的下部。在一个实施方式中,上流动分配器16a进行调整以使得其通过压缩配合保持在微柱12的孔中。类似地,其它流动分配器层也可以进行调整用于压缩配合。
由于窄孔提取介质和压缩层夹心的组合,可以实现用所述设备从流体快速提取分析物,其中所述设备配置为用于如下量级的非常小体积的洗脱液体:约0.025mL-约0.25mL、约0.025mL-约0.2mL、约0.025mL-约0.15mL、约0.025mL-约0.100mL、低至0.5mL-0.5mL。这种较小的洗脱体积直接适合用于自动化的自动采样盘。较小的体积消除了浓缩步骤和小瓶转移以及相关的交叉污染失败。此外,本发明提取装置的使用和制造便宜,在储存和运输过程中是稳定的,并且与现有的自动化设备兼容。下文的实验数据显示出使用常规Cerex柱与窄孔(Narrow Bore)版(本公开的柱)比较的进行临床实验在性能上的有效改进。
用于从液体样品中提取分析物的装置10也显示于图1A中。如图1A所示,设备10包括微柱12,所述微柱12用作提取夹心系统的容器。在一实施方式中,微柱12通常具有管状构造,并且具有入口20、相对的出口22和在此之间的通路23。通路23(也称为中心孔)包括提取系统。通道23具有两个区,上全径床区30和下减径床区31.出口22可以可选地位于具有“端部”构造的单独区33中。
多个层可以彼此相邻地定位,并且可与周围层直接接触或可不与周围层直接接触。也就是说,参见图3,在两个层之间可能存在一个或多个空气间隙301,这些空气间隙刻意进行定位以防止滴落或毛细管流,并使得柱转移到合适的接收容器或板。例如,在一实施方式中,在中流动分配器16b和中压缩层18c之间存在空气间隙层301。也就是说,在一实施方式中,跨越全径床区30到减径床区31的过渡的层之间可能存在气体间隙。在另一实施方式中,可能存在位于下层压缩层18b之后、但可选的下分配器层16c之前的策略性空气间隙301。
在一实施方式中,气体间隙位于减径床区的顶部边缘处或位于减径床区的顶部边缘下方,并且其高度可以从减径床区的直径的1/2到减径床区的直径的4倍。在该实施方式的方面,气体间隙的高度可以是减径床区的直径的约1/2至约1倍、约1/2至约1.5倍、约1/2至约2倍、约1/2至约2.5倍、约1/2至约3倍、约1/2至约3.5倍、约1/2至约4倍、约1至约1.5倍、约1至约2倍、约1至约2.5倍、约1至约3倍、约1至约3.5倍、约1至约4倍、约1.5至约2倍、约1.5至约2.5倍、约1.5至约3倍、约1.5至约3.5倍、约1.5倍至约4倍、约2至约2.5倍、约2倍约2至约3.5倍、约2至约4倍、约2.5至约3倍、约2.5至约3.5倍、约2.5至约4倍、约3至约3.5倍、约3倍约4倍、或约3.5至约4倍。
当策略性地置于减径床区的入口处时,空气间隙会防止某些类别的溶剂或样品的无辅助毛细管流与向下毛细管转移到下一层的间隙桥接、然后通过介质床。空气间隙在具有较小直径的区域中特别有用,因为气隙的强度基于流过设备的液体和位于空气间隙中的气体之间的表面张力。
间隙高度可能会根据待测试的目标分析物而进行改变,并且可以根本不存在。在将测试样品添加到微柱之前压缩层是湿的或进行了预处理的方法中,空气间隙特别有用。
端部区33的结构没有特别限制,并且在一实施方式中可以是圆柱形或圆锥形。端部区33的直径可以与减径床区31相同,或者其直径小于减径床区31。在一实施方式中,端部区33具有与减径床区31相同的占地面积,在另一实施方式中,端部区33的占地面积具有与减径床区31不同形状的占地面积。在一实施方式中,端部区33任选地为路厄端部或类似形式,这使得设备10与设计成接收具有路厄端部的提取柱常规自动提取设备能够一起使用。
在另一个实施方式中,图2C提供在外部具有一个或多个肋50的本设备10的垂直横截面,但是为了简明起见,去除了所有内部层或特征。图2D是本设备10下部窄直径部分的局部透视图,显示出在路厄端部系统中使用的肋50。图2E是本设备10的侧视图,包括在本设备出口端的路厄端部。
液体样品沿图1B中显示的箭头26的方向通过通路23。
提取夹心系统上方的部分微柱12用作待提取分析物的液体样品储存器,以及用于洗涤液体和洗脱液体的储存器。
在一实施方式中,提取系统包括四层夹心结构,其具有:(i)上流动分配器/支承物、(ii)上压缩层、(iii)提取层、以及(iv)下压缩层,其中,上流动分配器位于全径床区中,并且上压缩层、提取层和下压缩层位于减径床区。
在一实施方式中,提取系统包括五层夹心结构,包括:(i)上流动分配器、(ii)圆柱形或织物压缩层、(iii)作为压缩层的球形或圆柱形玻璃料、(iv)微粒提取介质、和(v)作为下压缩层的球形或圆柱形玻璃料。层(i)-(ii)位于全径床区,其中层(iii)-(v)位于减径床区。
在一实施方式中,提取系统包括六层夹心结构,包括:(i)上流动分配器、(ii)圆柱形或织物压缩层、(iii)下流动分配器、(iv)作为压缩层的球形或圆柱形玻璃料、(v)微粒提取介质、和(vi)作为下压缩层的球形或圆柱形玻璃料。层(i)-(iii)位于全径床区,其中层(iv)-(vi)位于减径床区。在一实施方式中,如图1B所示,提取系统包括七层夹心结构,包括:(i)上流动分配器16a、(ii)上压缩层18a、(iii)中流动分配器16b、(iv)在减径床区31中的中压缩层18c、(v)微粒提取介质的提取层14、(vi)下压缩层18b、以及可选地(vii)可以模塑为容器一部分的下流动分配器/支承物16c。在该实施方式中,层(i)-(iii)可以位于全径床区,并且层(iv)-(vii)可以位于减径床区。或者,全直径和减小直径之间的划分可以发生在层(ii)和(iii)之间。可以加入额外的层。
在如图3所示的另一实施例中,提取系统由八层夹心结构组成,其包括:(i)上流动分配器16a、(ii)上压缩层18a、(iii)中流动分配器16b、(iv)空气间隙层301、(v)在减径床区31中的中压缩层18c、(vi)微粒提取介质的提取层14、(vii)下压缩层18b、以及可选地(viii)可以模塑为容器一部分的下流动分配器/支承物16c。在该实施方式中,层(i)-(iii)可以位于全径床区,并且层(iv)-(viii)可以位于减径床区。或者,全直径和减小直径之间的划分可以发生在层(ii)和(iii)之间。可以加入额外的层。
在如图7A所示的另一实施方式中,提取系统由七层夹心结构组成,其包括:(i)上流动分配器16a、(ii)上压缩层18a、(iii)中流动分配器16b、(iv)在减径床区31中的中压缩层18c、(v)替代提取层14(图1B和3)的空气间隙层314、(vi)下压缩层18b、以及可选地(viii)可以模塑为容器一部分的下流动分配器/支承物16c。在该实施方式中,层(i)-(iii)可以位于全径床区,并且层(iv)-(vii)可以位于减径床区。或者,全直径和减小直径之间的划分可以发生在层(ii)和(iii)之间。可以加入额外的层。
在如图7B所示的另一实施例中,提取系统由八层夹心结构组成,其包括:(i)上流动分配器16a、(ii)上压缩层18a、(iii)中流动分配器16b、(iv)空气间隙层301、(v)在减径床区31中的中压缩层18c、(vi)替代提取层14(图1B和3)的空气间隙层314、(vii)下压缩层18b、以及可选地(viii)可以模塑为容器一部分的下流动分配器/支承物16c。在该实施方式中,层(i)-(iii)可以位于全径床区,并且层(iv)-(viii)可以位于减径床区。或者,全直径和减小直径之间的划分可以发生在层(ii)和(iii)之间。可以加入额外的层。
结合图7A和7B的替代性实施方式,在两个层之间同样可能存在一个或多个空气间隙301、314,这些空气间隙刻意进行定位以防止滴落或毛细管流,并使得柱能够转移到合适的接收容器或板。例如,在一个这样的实施方式中,中压缩层18c和下压缩层18b之间存在代替提取层14(图1B和图3)的空气间隙层314,但是它可以是除了该提取层14之外的。或者,中流动分配器16b和中压缩层18c之间也可以具有空气间隙层301,从而有效地具有通过至少一层材料层分隔的两个气体间隙,进一步有助于防止滴落或毛细管流动。也就是说,在一实施方式中,跨越全径床区30到减径床区31的过渡的层之间和/或减径床区31的层之间可能存在气体间隙。在任何这样的实施方式中,正如材料层那样,任何特定气体间隙厚度的高度可以根据上下文变化,使得所有附图理解为说明性的而不是按比例绘制的,并因此是非限制性的。
在如图8A所示的另一实施方式中,提取系统由三层夹心结构组成,其包括:(i)上流动分配器16a、(ii)上压缩层18a、和(iii)中流动分配器16b。在该实施方式中,层(i)-(iii)可以位于全径床区,没有层位于减径床区。或者,全直径和减小直径之间的划分可以发生在层(ii)和(iii)之间。可以加入额外的层。
在如图8B所示的另一实施方式中,提取系统由四层夹心结构组成,其包括:(i)上流动分配器16a、(ii)上压缩层18a、(iii)任选玻璃料17、和(iv)中流动分配器16b。在该实施方式中,层(i)-(iv)可以位于全径床区,没有层位于减径床区。或者,全直径和减小直径之间的划分可以发生在层(iii)和(iv)之间。可以加入额外的层。
根据图8A和图8B的替代性示例性实施方式,应当理解,微柱12显示出具有位于上全径床区中的第一或上提取系统或层状结构,但是在下减径床区中没有提取系统或层,其中固相提取等如本文其它实施方式那样进行。该减小提取系统将具有在单阶段或双阶段应用中的其它临床应用,例如,如下所述结合图10。
在如图9A所示的另一实施方式中,提取系统由四层夹心结构组成,其包括:(i)在减径床区31中的中压缩层18c、(ii)微粒提取介质的提取层14、(iii)下压缩层18b、以及可选地(iv)可以模塑为容器一部分的下流动分配器/支承物16c。在该实施方式中,层(i)-(iv)可以位于减径床区,没有层位于全径床区。可以加入额外的层。
在如图9B所示的另一实施方式中,提取系统由四层夹心结构组成,其包括:(i)在减径床区31中的中压缩层18c、(ii)替代提取层14的空气间隙层314、(iii)下压缩层18b、以及可选地(iv)可以模塑为容器一部分的下流动分配器/支承物16c。在该实施方式中,层(i)-(iv)可以同样位于减径床区,没有层位于全径床区。可以加入额外的层。
根据图9A和图9B的替代性示例性实施方式,应当理解,微柱12显示出具有位于下减径床区中的第二或下提取系统或层状结构,但是在上全径床区中没有提取系统或层,其中上流动分配器层或中流动分配器层16a、16b等按本文其它实施方式那样。该缩小的提取系统将具有在单阶段或双阶段应用中的其它临床应用,例如,如下结合图10和11。
设备10的所有组件由对生物流体基本是惰性的材料制成,使得当生物流体(例如血液或尿液)通过设备10时,基本上没有从设备10进入血液或尿液。在一实施方式中,微柱12由生物惰性材料制成。一方面,生物惰性材料是塑料。在该实施方式的方面中,生物惰性材料是氟化聚合物或聚丙烯。在其它方面,材料是聚苯硫醚(PPS)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚醚酮(PEEK)、聚甲醛(POM)、乙烯-丙烯-二烯共聚物(EPDM)、氟化弹性体(FKM)、全氟弹性体(FFKM)、聚砜(PSU)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚丙烯(PP)、(聚)三氟氯乙烯(PCTFE/CTFE)、聚苯乙烯、高密度聚乙烯、聚碳酸酯、尼龙、或聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、硅、橡胶、聚酯、或陶瓷。
根据本发明的典型微柱的内径为约0.01英寸至约2英寸、约0.025英寸至约1.75英寸、约0.05英寸至约1.5英寸、约0.075英寸至约1.25英寸的内径、约0.1英寸至约1英寸。在该实施方式的其它方面中,内径为至少0.01英寸、至少0.025英寸、至少0.05英寸、0.075英寸、至少0.1英寸、至少0.25英寸、至少0.5英寸、至少0.75英寸、至少1英寸、至少1.25英寸、至少1.5英寸、至少1.75英寸、或至少2英寸。在该实施方式的其它方面中,内径为至多0.01英寸、至多0.025英寸、至多0.05英寸、0.075英寸、至多0.1英寸、至多0.25英寸、至多0.5英寸、至多0.75英寸、至多1英寸、至多1.25英寸、至多1.5英寸、至多1.75英寸、或至多2英寸。在优选实施方式中,微柱内径为约0.1英寸至1.0英寸。
根据本发明的典型的微柱的长度(如果端部存在,则不包括端部)为约0.25英寸至约5英寸、0.5英寸至约4.5英寸、0.5英寸至约4英寸、0.5英寸至约3.5英寸、约0.5英寸至约2.5英寸、约0.5英寸至约2英寸、约0.5英寸至约1.5英寸、约0.5英寸至约1英寸、约1.75英寸至约3英寸、约2英寸英寸至约3英寸、约2.5英寸至约3英寸。在本发明的其他方面,微柱的长度为至少0.25英寸、至少0.5英寸、至少0.75英寸、至少1英寸、至少1.25英寸、至少1.5英寸、至少2英寸、至少2.25英寸、至少2.5英寸、至少2.75英寸、至少3英寸、至少3.25英寸、至少3.5英寸、至少3.75英寸、至少4英寸、至少4.25英寸、至少4.5英寸、至少4.75英寸、或至少5英寸。在另外的方面、微柱的长度(如果端部存在,则不包括端部)为至多0.25英寸、至多0.5英寸、至多0.75英寸、至多1英寸、至多1.25英寸、至多1.5英寸、至多2英寸、至多2.25英寸、至多2.5英寸、至多2.75英寸、至多3英寸、至多3.25英寸、至多3.5英寸、至多3.75英寸、至多4英寸、至多4.25英寸、至多4.5英寸、至多4.75英寸、或至多5英寸。在优选实施方式中,不包括端部的微柱长度为约0.5英寸至约3英寸。端部(如果存在)的产固定没有特别限制,但是可以为约0.1英寸至1英寸。
上全径床区通常包括总微柱长度的至少约40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%或85%。在一实施方式中,上全径床区包括总微柱长度的至少约75%。
该设备的微柱不是必须具有如附图所示的形状。例如,微柱并不必须是圆柱形的,并且可以替代地具有方形占地面积,多边形占地面积(例如,六边形、八边形等),管状或者包括多种形状的组合。如本文中所用的,“占地面积”描述了微柱内腔(即,通路23)的水平横截面的形状。在一实施方式中,全径床区具有第一占地面积形状,并且减径床区具有第二占地面积形状,并且端部(如果存在)可以具有第三占地面积形状(或者可以具有与全径床区或减径床区相同的占地面积)。
此外,在本发明一实施方式中,入口20可设计或构造为接收连接配件,以将微柱连接到流体输入装置。这种连接配件包括路厄端部、各种类型的路厄锁(luer-lock)延伸部或锥形物、各种类型的公型和母型连接、螺纹连接、或倒钩连接。
如本文所用,“流体输入装置”是与入口接触并且以连接的方式将样品或试剂直接转移到入口20的任何装置。流体输入装置可以包括:自动流体分配系统、自动液体处理平台、注射器、和微型分配器。流体输入装置可以将样品或试剂自动、半自动或手动分配到微柱。例如,流体输入装置可以包括容纳液体样品的储存器,其一旦连接到入口,可以自动地将样品分配到微柱体。
减径区中的窄孔夹心层可以作为独立的柱筒设计进行组装,或以一件式模块形式进行图案化,用于自动化处理。
本设备可以是用于制备少量样品方便且经济有效的单列形式,或适合于制备大量的样品平行多列阵列或形式(也称为“提取板”)。
本发明一实施方式是构造为上述窄孔柱的提取板或包含上述窄孔柱的提取板。该提取板可以是包含多个列的模塑板。可以对列进行排列以与常规“多孔”形式的孔对准或嵌入,使得每个柱将会在标准(或定制的)多孔板中洗脱成孔。多孔形式通常与自动流体分配系统(例如自动进样器)一起使用。典型的多孔形式不受限制,但包括48孔、96孔、和384孔、和1584孔标准板形式。
通常或者通过具有特别设计的真空歧管在设备上抽真空、或者通过使用离心力或重力,使流体强制通过本设备并进入收集容器(或“收集盘”或“板”的孔)中。在特别设计的真空歧管系统中,柱和接收装置(例如孔或收集管)可以集成到真空系统中以使得提取优化。通过将设备与合适的收集管或托盘一起放入为所需目的特别设计的离心机中来产生离心力。然而,在一实施方式中,重力可能也足以迫使流体通过本设备。
本设备可以使用常规的收集容器或收集板,例如玻璃管、离心管、埃彭道夫管(Eppendorf tube)、或者标准多孔板或盘。或者,本设备可使用与本提取板相容的特别设计的收集容器。
使用本发明的方法包括从测试样品提取分析物。测试样品是指可能含有感兴趣的分析物的任何样品。测试样品可以是生物样品,即,从任何生物来源获得的样品,如动物、植物、真菌、微生物、细胞培养物、器官培养物等。在该实施方式的各方面,生物样品包括:血液样品,包括全血样品、血浆样品、或血清样品,唾液样品,尿液样品,脑脊液样品,胆汁样品,组织样品,或从生物来源获得、提取或分离的其它任何样品。例如,该生物样品可以从患者获得;即,将自己置于用于诊断、预后或治疗疾病或病症的临床环境中的有生命的人、男性或女性。在一实施方式中,样品从患者获得,例如,血浆样品。血浆样品可以使用或不使用抗凝剂
测试样品可以是环境样品。环境样品是从污物、植物物质或流体源(如地下水、海洋或河流等)获取的样品。污物(也叫做土壤样品)可以从农业场所或感兴趣的环境场所获取,并且可具有提取的分析物,包括除去微粒物质。
使用本设备的方法包括使设备与液体缓冲液中的样品接触,并用洗脱缓冲液从设备中洗脱样品。进一步的步骤可能包括调节设备和洗涤步骤(在与样品接触设备之前、期间或之后)。
本设备还可以包括在特别设计用于捕获和分离感兴趣的特定分析物的试剂盒中。微粒提取介质可以进行改变以分离感兴趣的特定分析物。试剂盒可以包括浓缩形式或适于直接使用形式的合适试剂(示踪剂(label)、洗涤剂等)、缓冲液或洗脱缓冲液。试剂盒还可以包括如上所述的提取板或柱阵列,以及用于将板连接到分配装置和/或用于接收含样品洗脱溶液流体的板或小瓶的附带联接器。
接下来转到图10A-10C,其显示出用于从液体样品中提取分析物的设备110的另一示例性实施方式,此处设备110通过将一微柱阵列堆叠、或嵌套在另一个上面或上方构造为微柱112、212的串联多柱阵列或形式(又称提取板),其设置适合于平行制备大量样品,并进一步用于如下文进一步描述的多级提取或洗脱。此处,因此形成了第一微柱112的上部第一阵列170和第二微柱212的下部第二阵列270。在所示实施方式中,每个阵列170、270包括保持基本平行的多个微柱112、212,以及通过相应顶板160、260和基座162、262(如图所示)的偏移图案或设置,每个阵列170、270具有九十六(96)个这样的微柱112、212,但是应当理解这仅仅是示例性的。第一和第二微柱112、212的嵌套可以采用现在已知或以后研发的任何适当技术实现。然而,虽然通常构造的紧密配合、或过盈配合、或基本密封的设置可以用于将第一和第二微柱112、212串联嵌套,其中,通过施加压力或真空、或通过离心力或重力同时使得样品同时抽吸通过两个微柱112、212,独特地,根据本发明的方面,使用第一和第二微柱112、212的松散或非密封嵌套,从而能够从顶部对上部或第一微柱112加压而使得液体不通过下部或第二微柱212,更详细的在下文进行说明。值得注意的是,第一微柱112的出口22或端部区33和/或减径床区31(图1A)的构造使得当嵌套在第二微柱212的全径床区的入口20中时,存在松散配合或留下间隙,从而能够排气,因此从上方进行加压,并激活第一微柱112,而无需激活、加压或流过第二微柱212。
参见图10B,显示出沿着图10A的剖面线10B-10B截取的与设备110的上部或第一阶段或阵列170相关联的上部或第一微柱112的放大局部横截面图。与图8A和图8B的示例性实施方式类似,第一微柱112显示为具有位于上全径床区130中的第一或上提取系统或层状结构,但是在下减径床区131中没有提取系统或层。具体来说,上部第一层状结构包括:(i)构造为网筛或网格的上流动分配器116a、(ii)上压缩层118a(例如玻璃纤维过滤器材料)、(iii)任选的吸附剂或提取层119、和(iv)任选的玻璃料117。另外,可以进行额外层的添加或替代,例如注意到任选的玻璃料117的替代性位置在层的底部,而不是中间位置处,并且在上部吸附剂119而不是第二流动分配器层(与图1B、3、7A、7B、8A和8B的中流动分配器16b相比)。
并且图10C中显示出沿着图10A的剖面线10C-10C截取的与如图10A所示设备110的下部或第二阶段或阵列270相关联的下部或第二微柱212的放大局部横截面图。与图9A和图9B的示例性实施方式类似,第二微柱212显示为具有位于下减径床区231中的第二或下提取系统或层状结构,但是在上全径床区230中没有提取系统或层。具体来说,下部第二层状结构包括:(i)中压缩层218c、(ii)微粒提取介质的提取层214、以及(iii)下压缩层218b。同样,可以进行额外层的添加或替代,此处应当注意,例如,下压缩层218b和中压缩层218c可以是玻璃料或界定提取层214的任何其它材料,并且可以模制成容器一部分的任选下流动分配器/支撑物16c(图9A和图9B)并不包括在与设备10的第二阶段或阵列270相关联的替代性示例性下部或第二微柱212中。同样如图10C所示,任选地,微柱通路223可以从上部全径床区230向减径床区231逐渐变细,可以理解这将有助于样品或洗脱液体从一个床区过渡到另一个床区。
更通常地,继续参考图10A-10C应当理解通过将设备构造为在串联的两个单独微柱112、212的两阶段中,上部的第一微柱112在其上部全径床区130中构造有层状结构,而下部的第二微柱212在其下部减径床区231中构造有层状结构,实现了有些类似于在具有两个不同床区域以及相关层状结构或者两个有效阶段的单个微柱12中进行的多阶段提取系统,但是通过在串联的两个微柱112、212中这样做有利地实现了更加灵活使用。例如,通过对两个微柱112、212之间的上部和下部提取或过滤系统进行物理分离,在此之间形成更大的体积或空间,尽管具有更小的死空间,但二者都用作样品或洗脱液体的功能性储存器,并有效地形成了空气间隙以防止或减轻滴落或毛细管流动,并使得一个或多个柱能在彼此之间转移或转移到适当的接收容器或板中。因此,在这方面提供了新的功能性用途并增加了使用领域。在一实施方式中,这样的单阶段或多阶段微柱单独或在一个阵列中用作试管或孵育装置,其中,提供了一种独立式(self-contained)系统,其中基于受支持表面张力和其它因素,水溶液将不容易泄漏,还具有也用作有效固相(sold phase)提取装置的能力。此外,在其中与第一阶段相关的上部或第一微柱112包括任选的吸附剂或提取层119的示例性具体实施方式中,应该理解,因此提供了真正的双阶段或两阶段固相提取设备110。本领域技术人员应理解,可采用微柱112、212的各种其它设置和在其内的层状结构而不背离本发明的精神和范围。作为进一步说明而非限制,当第一微柱112和第二微柱212构造为如本文所述从而以未密封或通气方式嵌套时,应当理解当样品在上部或第一阶段微柱112中首先进行过滤或提取时会从上方向其施加压力,以便在该实例中将样品推过位于各上部全径床区130中的第一或上部提取系统或层状结构,并且,使样品向下流动并收集在位于各下部第二微柱212的下部减径床区231中的第二或下部提取系统或层状结构上方的相应下部或第二微柱212的通路223内,而没有同样由于施加到上部第一微柱112的压力被排出而从中流过或受力。一旦通过经由第一微柱112的过滤或提取来制备样品,则可简单地移除或抛弃微柱112的上部或第一阵列170,然后在微柱212的下部或第二阵列270上进行进一步处理,如通过随后对第二微柱212加压和/或使用洗脱溶剂以释放感兴趣的分析物。应当理解,根据本发明的方法,可以采用利用微柱112上部第一阵列170、然后利用微柱212下部第二阵列270的手动、半自动或自动选择性地激活或过滤的机理(无论现在已知或以后研发),这将通过本文中的进一步讨论和实施例进行进一步理解。还应当理解的是,同时可以使用压力、离心力或重力完成第二阶段过滤或提取活化,或者也可以采用抽吸样品通过第二微柱212的已知或以后研发出的其它此类技术,而不偏离本发明的精神和本发明的范围。
接下来参考图11A-11C,其显示出与图10A-10C类似的用于从液体样品中提取分析物的设备110的另一示例性实施方式,设备110同样通过将一微柱阵列堆叠或嵌套在另一个上面或上方构造为微柱112、212的串联多柱阵列或形式(又称“提取板”)。因此再一次形成了第一微柱112的上部第一阵列170和第二微柱212的下部第二阵列270。在所示实施方式中,每个阵列170、270包括保持基本平行的多个微柱112、212,以及通过相应顶板160、260和基座162、262(同样如图所示)的偏移图案或排列,每个阵列170、270具有九十六(96)个这样的微柱112、212,但是应当理解这仅仅是示例性的。相应第一微柱112和第二微柱212的嵌套可以使用现在已知或以后开发的任何适当技术来实现,包括密封(紧密)和未密封(松散)配合设置,尽管在本多阶段设置和微量洗脱床设置中同样具有使得相应微柱112、212松散嵌套从而在其间排气的优点。
类似于图8A和8B以及图10B的示例性实施方式,如沿着图11A的剖面线11B-11B截取的与图11B的设备110上部或第一阶段或阵列170相关联的上部或第一微柱112的放大局部横截面图所示,第一微柱112显示为具有位于上部全径床区130中的第一或上部提取系统或层状结构,其包括:(i)构造为网筛或网格的上流动分配器116a、(ii)上压缩层118a(例如玻璃纤维过滤器材料)、(iii)任选的吸附剂或提取层119、和(iv)任选的玻璃料117。此外,上部或第一微柱112还包括在减径床区131中的额外提取系统或层状结构,此处更多的类似于图7B的实施方式中的那样,其中,提供了:(i)中压缩层118c、(ii)空气间隙层114(而不是如图1B和3中所示的提取层)、以及(iii)下压缩层118b。应当理解的是,在上部提取系统或层状结构(此处包括作为玻璃料117的任选最下层)与下部提取系统或层状结构的顶部(此处是中压缩层118c)之间的空间限定了类似于图7B空气间隙层301的另一空气间隙层。因此,在该替代性示例性实施方式中,在上部或第一微柱112中单独存在两个气隙层。本领域技术人员同样应当理解,任何该空气间隙的数量、设置、以及实际或成比例尺寸仅是阐述本发明的方面,而非限制。同样结合图11B,应当注意到,类似于图7B所示的该分配器16c的任选下部流动分配器/支撑物(尽管没有示出)可以模塑为容器一部分、或以其它方式设置为上部或第一微柱112的下部减径床区131的一部分。请注意:也可以进行额外层的添加或替代,例如任选玻璃料117的替代性位置和上部吸附剂119的内含物而不是第二流动分配器层(与图1B、3、7A、7B、8A和8B的中流动分配器16b相比)。
并且图11C中同样显示出沿着图11A的剖面线11C-11C截取的与如图11A所示设备110的下部或第二阶段或阵列270相关联的下部或第二微柱212的放大局部横截面图。为了简单起见,图11C的第二微柱212显示为与图10C相同,尽管应当理解可以采用位于下部减径床区231中的下部或第二提取系统或层状结构的其它该构造,并利用或无需利用上部全径床区230中的提取系统或层,而不偏离本发明的精神和范围。在所示实施方式中,下部第二层状结构同样包括:(i)中压缩层218c、(ii)微粒提取介质的提取层214、以及(iii)下压缩层218b,以及根据本文添加或替代额外的层。同样如图11C所示,任选地,微柱通路223可以从上部全径床区230向减径床区231逐渐变细,以有助于样品或洗脱液体从一个床区过渡到另一个床区。
关于如图11A-11C所示的设备110的替代性实施方式,同样应当理解的是,提供了具有串联的两个单独微柱112、212的两阶段,上部第一微柱112至少在其上部全径床区130中构造有层状结构,而下部第二微柱212在其下部减径床区231中构造有层状结构。因此,再一次实现了如本文一般所示和所述的具有至少两个不同的床区和相关层状结构或者两个有效阶段的多阶段提取系统,同样在串联的两个微柱112、212中也这样做。如结合本实施方式的替代性上部或第一微柱112的上文所指出,通过包括间隔开的中压缩层118c和下部压缩层118b,仅在第一微柱112中就提供两个空气间隙,并且同样通过对两个微柱112、212之间的上部和下部提取或过滤系统进行物理分离,在此之间形成更大的体积或空间用作空气间隙,所有的该空气间隙有助于防止或减轻滴落或毛细管流动,并使得一个或多个柱能在彼此之间转移或转移到适当的接收容器或板中。此外,在如图11B所示的上部或第一微柱112的示例性设置中,其它替代性的实施方式可以包括与图1B、3、和9A(而不是如图11B所示气体间隙114)类似的提取层或吸附剂。应当理解,根据本发明的方面,在该替代性示例性实施方式中的结果将是有效的三提取系统或者使用串联的两个新型微柱112、212获得的三阶段固相提取系统,并且两个这样的阶段在上部第一微柱112中,有效的第三阶段在下部第二微柱212中。进一步应当理解,可以通过在下部或第二微柱212的上部全径床区230中还包括提取系统来提供四阶段设置,或者在如图10B和11B所示上部第一微柱112中可以只有一个阶段,并替代下部第二微柱212中的两个阶段。同样,本领域技术人员应当理解,可以采用任何这样的设置或构造而不背离本发明的精神和范围,包括具有两个或更多个阶段以及串联的两个或更多个微柱,并且所述阶段以各种设置分布在微柱中。因此,在这方面,再一次提供了根据本发明的方面的提取设备110中的新功能性用途并增加了使用领域,由此即使使用相同或更小的洗脱集体,也可以实现通过绝对回收率或以其它方式测定的相对更有效的提取,导致更少的死体积或未使用体积、以及所提取分析物中更少的污染物。
虽然参考某些优选的实施方式相当详细地阐述了本发明,但也可采用其他方式。例如,设备10不限于与生物流体一起使用,而是可以用于例如测试地下水、饮用水和其他液体的污染物。
本说明书各方面可以按如下进行描述:
1.用于从液体样品中提取分析物的设备,所述设备包括:a)容器,其具有用于使含有分析物的液体样品通过的入口、出口以及在此之间的通路,所述容器具有全径床区和减径床区;b)在减径床区中的通路内的微粒提取介质薄层,其中,提取介质层具有顶部表面、底部表面、和外周边缘,并且提取介质层沿通路进行取向,以使得液体从提取介质层顶部表面通过提取介质层到达底部表面;c)在全径床区中位于提取介质层顶部表面处或在其上方的具有有效直径床区的上压缩层、以及在减径床区中位于提取介质层底部表面处或在其下方的下压缩层,两个压缩层将提取介质压制在其间,其中,提取介质的有效面积小于上压缩层的有效面积;以及d)在上压缩层上方的上网格流动分配器,用于将液体样品流均匀分配到提取介质层顶部表面。
2.如实施方式1的设备,其中,提取介质的有效面积和上压缩层的有效面积之间的比率为约1:10。
3.如实施方式1或实施方式2的设备,其中,提取介质的有效面积和上压缩层的有效面积之间的比率为约1:4。
4.如实施方式1-3中任一项的设备,其中,提取介质的数均粒径为约小于20μm。
5.如实施方式1-4中任一项的设备,其中,提取介质的数均粒径小于约40微米,小于约30微米,小于约25微米,小于约20微米,小于约15微米,小于约10微米,或小于约5微米。
6.实施方式1-5中任一项的设备,其中,提取介质包括是吸附剂颗粒的颗粒,所述吸附剂颗粒选自离子交换吸附剂、反相吸附剂、和正相吸附剂的。
7.实施方式6的设备,其中,吸附剂颗粒选自:无机材料,例如SiO2;或有机聚合物材料,例如,聚(二乙烯基苯)、二氧化硅基颗粒(例如二氧化硅基羧酸)、硅藻土颗粒、聚合物基颗粒、单分散二氧化硅和聚合物颗粒、和/或碳石墨颗粒。
8.实施方式7的设备,其中,吸附剂颗粒可以用有机官能团如C2-C22官能团、优选C8-C18官能团进行处理。
9.实施方式1-8任一项的设备,其中,提取床包括在单一床中的至少连种不同提取介质。
10.实施方式1-9任一项的设备,其中,所述设备进一步包括一个或多个另外的提取床。
11.实施方式1-10任一项的设备,其中,所述提取介质松散堆叠或压实。
12.实施方式1-11任一项的设备,其中,一层或多层压缩层是平坦的、球形的、截锥体、棱柱形、或截棱锥。
13.实施方式1-12任一项的设备,其中,一层或多层压缩层的孔径小于提取介质的粒度。
14.实施方式13的设备,其中,一层或多层压缩层的孔径小于5微米、或小于3微米。
15.实施方式1-14任一项的设备,其中,所述压缩层包含柔性疏水性材料。
16.实施方式15的设备,其中,所述压缩层包含玻璃微纤维介质和/或聚合物。
17.实施方式15的设备,其中,所述压缩层包含聚丙烯或聚乙烯。
18.实施方式1-17任一项的设备,其中,所述压缩层的厚度范围为约0.1mm至约3.25mm、约0.25mm至约3.25mm、约0.5mm至约3.0mm、约0.75mm至约3mm、约0.25mm至约2.5mm、约0.25mm至约2mm、约0.25mm至约1.5mm、约0.25mm至约1.25mm、约0.25mm至约1.0mm、约0.1mm至约0.75mm、或者约0.1mm至约0.5mm。
19.实施方式1-18任一项的设备,其中,所述流动分配器是具有200或更高的网目号的柔性网格材料。
20.实施方式1-19任一项的设备,其中,所述流动分配器包含如下的一种或多种:聚苯硫醚(Polyphenelyne Sulfide,PPS)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚醚酮(PEEK)、聚甲醛(POM)、乙烯-丙烯-二烯共聚物(EPDM)、氟化弹性体(FKM)、全氟弹性体(FFKM)、聚砜(PSU)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚丙烯(PP)、(聚)三氟氯乙烯(PCTFE/CTFE)、聚苯乙烯、高密度聚乙烯、聚碳酸酯、尼龙、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、硅、橡胶或聚酯。
21.实施方式1-20任一项的设备,其中,所述设备进一步包括:在上压缩层下的中流动分配器和/或在下压缩层下的下流动分配器。
22.实施方式21的设备,其中,所述流动分配器可以分层或模制在压缩层之上和之下的壳体中。
23.实施方式22的设备,其中,所述上流动分配器位于全径区,并且下流动分配器位于具有减小直径的设备下部部分。
24.根据实施方式1-23任一项的设备,其中,所述装置构造成洗脱体积为约0.025ml至约0.25ml、约0.025ml至约0.2ml、约0.025ml至约0.15ml、约0.025ml至约0.100ml。
25.根据实施方式1-24任一项的设备,其中,入口构造为接收连接配件,以将设备连接到流体输入装置。
26.根据实施方式1-25任一项的设备,其中,流体输入装置包括:自动流体分配系统、自动液体处理平台、注射器、和微型分配器。
27.一种提取板,其包括多个根据实施方式1-26任一项的设备。
28.实施方式27的提取板,其中,所述设备设置在多柱阵列中。
29.用于从液体样品中提取分析物的设备,所述设备包括:a)容器,其具有用于使含有分析物的液体样品通过的入口、出口以及在此之间的通路,该容器具有全径床区和减径床区;以及b)具有顶部和底部并延伸跨越通路的层状结构,所述层状结构从顶部至底部包括:(i)上流动分配器/支承层、(ii)上压缩层、(iii)与层(ii)相邻的微粒提取介质的提取层、以及(iv)位于与提取层(iii)相邻处的下压缩层,其中,(i)上流动分配器和(ii)上压缩层位于全径床区,(iii)提取层和(iv)下压缩层位于减径床区。
30.实施方式29的设备,其中,全径床区的有效面积由AF=πrF 2测定,其中,rF是在全径床区中的容器内表面半径,并且Ar=πrr 2,其中rr是减径床区中的容器内表面半径,并且其中,全径床区的有效床面积与减径床区的有效面积比率范围为10:1至1.5:1。
31.实施方式29的设备,其中,全径床区的有效床面积与减径床区的有效面积之间比率范围为约4:1。
32.实施方式29的设备,其中,具有顶部和底部并延伸跨越通路的层状结构从顶部至底部包括:(i)上流动分配器、(ii)上压缩层、(i’)中流动分配器、(ii')在减径床区中的中压缩层、(iii)与层(ii’)相邻的微粒提取介质的提取层、(iv)与层(iii)相邻的下压缩层、以及(v)可选的下流动分配器,其中,层(i)、(ii)、(i’)、和(ii”)位于全径床区,并且层(iii)-(v)可以位于减径床区。
33.实施方式29的设备,其中,具有顶部和底部并延伸跨越通路的层状结构从顶部至底部包括:(i)上流动分配器、(ii)上压缩层、(i’)中流动分配器、(ii')在减径床区中的中压缩层、(iii)与层(ii’)相邻的微粒提取介质的提取层、(iv)与层(iii)相邻的下压缩层、以及(v)可选的下流动分配器,其中,层(i)、(ii)、和(i’)位于全径床区,并且层(ii’)-(v)位于减径床区。
34.实施方式29的设备,其中,所述设备进一步包括一层或多层空气间隙层。
35.实施方式34的设备,其中,空气间隙层位于减径床区中。
36.实施方式35的设备,其中,所述空气间隙层的高度范围为减径床区直径的1/2至减径床区直径的4倍。
37.实施方式33的设备,其中,所述设备进一步包括位于层(i’)和层(ii’)之间的空气间隙层。
38.实施方式37的设备,其中,所述空气间隙层位于减径床区中。
39.实施方式34-38的设备,其中,气体间隙的高度是减径床区的直径的约0.5至约1倍、约0.5至约1.5倍、约0.5至约2倍、约%至约2.5倍、约0.5至约3倍、约0.5至约3.5倍、约%至约4倍、约1至约1.5倍、约1至约2倍、约1至约2.5倍、约1至约3倍、约1至约3.5倍、约1至约4倍、约1.5至约2倍、约1.5至约2.5倍、约1.5至约3倍、约1.5至约3.5倍、约1.5至约4倍、约2至约2.5倍、约2至约3倍、约2至约3.5倍、约2至约4倍、约2.5至约3倍、约2.5至约3.5倍、约2.5至约4倍、约3至约3.5倍、约3至约4倍、或约3.5至约4倍。
40.实施方式1-26或实施方式29-39任一项的设备,其中,所述设备进一步包括端部区。
41.实施方式40所述的设备,其中,所述端部区是圆柱形或圆锥形。
42.实施方式41所述的设备,其中,所述端部区具有与减径床区相同的直径或小于减径床区的直径床。
43.实施方式40-42任一项的设备,其特征在于,其中,所述端部区是路厄端部形式的。
44.用于从液体样品中提取分析物的设备,所述设备包括:a)微柱,其具有用于使含有分析物的液体样品通过的入口、出口以及在此之间的通路,微柱具有全径床区和减径床区;以及b)具有顶部和底部并延伸跨越通路的提取系统,所述提取系统包括以下至少一个:第一层状结构,其从顶部到底部包括:(i)上流动分配器层和(ii)上压缩层,所述第一层状结构位于全径床区;以及第二层状结构,其从顶部到底部包括:(iii)中压缩层和(iv)下压缩层,所述第二层状结构位于减径床区。
45.实施方式44的设备,其中,所述提取系统仅包括第一层状结构。
46.实施方式45的设备,其中,所述第一层状结构进一步包括位于上压缩层下方的中间流动分布器层。
47.实施方式46的设备,其中,所述第一层状结构进一步包括位于中间流动分布器层和上压缩层之间的玻璃料。
48.实施方式44-47的设备,其中,所述第一层状结构进一步包括位于上压缩层下方的玻璃料。
49.实施方式44-48的设备,其中,所述第一层状结构进一步包括在上压缩层下方的提取层。
50.实施方式44的设备,其中,所述提取系统仅包括第二层状结构。
51.实施方式44-50的设备,其中,所述第二层状结构进一步包括位于中压缩层和下压缩层之间的微粒提取介质提取层。
52.实施方式44-51的设备,其中,所述第二层状结构进一步包括位于中压缩层和下压缩层之间的空气间隙。
53.实施方式44-52的设备,其中,所述第二层状结构进一步包括在下压缩层下方的下流动分配器。
54.实施方式44-53的设备,其中,所述气体间隙形成于第一层状结构的上压缩层和第二层状结构的中压缩层之间。
55.实施方式44的设备,其中,所述提取系统包括至少一个第一层状结构和至少一个第二层状结构。
56.实施方式44-55的设备,其中,所述设备进一步包括呈阵列的多个微柱。
57.实施方式44-56的设备,其中,所述设备进一步包括串联的多个微柱,从而至少限定与第一阶段相关的第一微柱和与第二阶段相关的第二微柱。
58.实施方式57的设备,其中,所述第一微柱以非密封嵌套与第二微柱接合。
59.用于从液体样品中提取分析物的设备,所述设备包括:a)选择性串联的上部第一微柱和下部第二微柱,各微柱具有用于使含有分析物的液体样品通过的入口、出口以及在此之间的通路,由此,第一微柱限定了的第一通路,并且第二微柱限定了第二通路,各微柱进一步具有全径床区和减径床区;b)具有顶部和底部并延伸跨越第一微柱第一通路的第一层状结构,所述第一层状结构从顶部至底部包括:(i)上流动分配器层和(ii)上压缩层,所述第一层状结构位于第一微柱的全径床区;以及c)具有顶部和底部并延伸跨越第二微柱第二通路的第二层状结构,所述第二层状结构从顶部至底部包括:(iii)微粒提取介质提取层以及(iv)下压缩层,所述第二层状结构位于第二微柱的减径床区。
60.实施方式59的设备,其中,所述第一层状结构进一步包括在上压缩层下方的提取层。
61.实施方式59或实施方式60的设备,所述设备包括:具有顶部和底部并延伸跨越第一微柱第一通路的第三层状结构,所述第三层状结构从顶部至底部包括:(i)中压缩层和(ii)下压缩层,所述第三层状结构位于第一微柱的减径床区。
62.实施方式61的设备,其中,所述第三层状结构进一步包括位于中压缩层和下压缩层之间的空气间隙。
63.实施方式61或实施方式62的设备,其中,所述第三层状结构进一步包括位于中压缩层和下压缩层之间的提取层。
64.用于从样品中提取分析物的方法,所述方法包括:a)将实施方式1-63中任意的设备或提取板与液体缓冲液中的样品接触,以及b)用洗脱缓冲液从设备中洗脱样品。
65.实施方式64的方法,所述方法进一步包括在与样品接触设备之前、期间或之后的一个或多个调节或洗涤步骤。
66.实施方式64或实施方式65的方法,其中,与所述设备进行接触的步骤包括:通过将第一微柱非密封嵌套在第二微柱中以提供换气,使得样品在压力下通过第一微柱进行过滤并使得样品在减压下流入第二微柱。
67.实施方式64-66的方法,其中,与所述设备进行接触的步骤进一步包括:去除第一微柱,并且使得样品通过第二微柱进行过滤;并且将样品从设备上洗脱的步骤包括:使得洗脱缓冲液流过第二微柱。
68.一种试剂盒,其包括根据实施方式1-63任一项的设备或提取板。
69.实施方式68的试剂盒,所述试剂盒进一步包括一种或多种洗脱缓冲液或洗涤缓冲液。
实施例
提供以下非限制性实施例仅用于说明性目的,以便于更完整地理解所公开的主题。这些实施例不应当构成限制任何本说明书中所述实施方式,包括涉及其中所用设备以及使用本设备的方法。
实施例1
从血浆中提取儿茶酚胺
对照单一直径柱: WCX 1cc 10mg柱。
本设备“窄孔柱”:窄孔柱是有效面积比率为4:1(全径相对于减径)的1cc柱。所述柱的层为:(i)上流动分配器网筛、(ii)圆柱形织物压缩层、(iii)下流动分配器网筛、(iv)作为压缩层的球形玻璃料、(v)微粒提取介质、和(vi)作为下压缩层的球形玻璃料。层(i)-(iii)位于全径床区,其中层(iv)-(vi)位于减径床区。提取介质与 WCX 1cc10mg柱中所用提取介质相同。
正常人血清样品从生物再生公司(Bioreclamation Corp.)获得,并且在固相提取前掺入儿茶酚胺。空白和血浆样品中掺有内标物(例如,多巴胺-D4、肾上腺素-D6和去甲肾上腺素-D6)。
用0.5ml的甲醇、然后0.5ml的10mM磷酸盐缓冲液pH 6.8调节 WCX(1cc/10mg)柱(对照和窄孔)。
0.5ml 10mM磷酸盐缓冲液与100μL样品混合。将pH6.8的样品/缓冲液混合物在2-3psi的压力下加载到柱上。柱在6psi下用1ml去离子水洗涤,然后在6psi下用1ml乙腈洗涤。
对各种类型的柱加载两组柱。一半的柱(对照和窄孔)用0.5mL的洗脱缓冲液(25:75的100mM碳酸钾:乙腈)进行洗脱。一半的柱用0.1mL的25:75的100mM碳酸钾:乙腈进行洗脱。
对于LC-MS/MS反应,使用或加载25μL的洗脱液。
实施例2
儿茶酚胺的LC-MS/MS分析
将提取获得的25μL溶液自动注入 C18 3μm粒径50x 2.1mm的分析柱。将二元HPLC梯度用于分析柱,从而将肾上腺素、去甲肾上腺素和多巴胺包含在样品中的其他分析物分离开来。流动相A是含0.1%甲酸、pH为3.0的5.0mM甲酸铵,流动相B是含0.1%甲酸的乙腈。HPLC梯度在35℃的温度、流速500μl/分钟下按如下进行5分钟。
梯度:
使用APPLIED BIOSYSTEMS MDS SCIEX进行MS/MS,虽然还已知其它合适的MS/MS设备。在本实施例中使用以下软件程序:ANALYST虽然还已知其它合适的软件系统。从分析柱排出的液体溶剂/分析物流动到MS/MS分析仪的加热的雾化器界面。溶剂/分析物混合物在界面的加热管道中转化为蒸汽。雾化溶剂中的分析物通过加热的ESI进行电离。
离子通过第一四极(Q1),所述第一四极选择具有由分析物之一产生的母离子的质荷比的离子。进入四极2(Q2)的离子与氩气碰撞以产生离子碎片,其被传送至四极3(Q3)用于进一步选择。测定指示分析物之一的离子之后,将Q1调节至选择具有来自第二分析物的母离子的质荷比的离子。这些离子在Q2中与氮气碰撞,并且离子碎片进入Q3用于进一步选择。测定这些离子之后,将Q1调节至选择具有来自第三分析物的母离子的质荷比的离子。这些离子在Q2中与氩气碰撞,并且离子碎片进入Q3用于进一步选择。同时,用内标物、多巴胺-D4和/或肾上腺素-D6和/或去甲肾上腺素-D6进行采用同位素稀释质谱的相同的过程。以下质量转变用于检测和定量在来自相同样品注射的正极上确认期间的肾上腺素、去甲肾上腺素和多巴胺(及其相应的内标物)。
表1显示了表示掺有1ng/ml儿茶酚胺的血浆样品的儿茶酚胺回收百分率的数据。显然,在所有洗脱体积上,对于所有儿茶酚胺,窄孔柱表现显著更好。特别是小体积洗脱(即,0.1ml洗脱)表现出是使用常规柱的小体积洗脱的至少约3倍。
如图4A-F和图5A-F的色谱所示,将通过使用本发明设备(即,窄孔柱)从健康供体血浆中提取和检测儿茶酚胺相对于时间作图。
色谱证明了分析的灵敏性。绝对回收率图证明,即使在较小的洗脱体积下,相对于常规柱,使用窄孔柱也改进了回收率并改进了再现性。
本设备的另一优点是:由于减少有效床直径的较小洗脱体积,本设备能够收集到更小的容器中,并消除或减少转移。
实施例3
从尿液提取丁丙诺啡和去甲丁丙诺啡
窄孔提取柱的特征为高容量、高效率、低床质量吸附剂,能够使用低洗脱体积(50-100μL)。这些洗脱体积本身提供至在正压SPE处理器单元如ALDIIITM或IP8TM(加利福尼亚鲍德温公园的SPEware公司)内蒸发,消除了对单独溶剂蒸发器的需要。这允许使用选择性洗脱溶剂,产生比可使用高溶剂强度(低特异性)洗脱溶剂更干净的提取物。
选择丁丙诺啡和去甲丁丙诺啡作为模型化合物有几个原因。它们经常作为合格测试实验室中“痛板”的一部分进行监测。它们的相关浓度相对较低,因此需要低LLOD。此外,它们主要以葡糖苷酸偶联物的形式在尿中排泄,提供了用窄孔SPE柱对固相提取效率进行评估的机会。
实验试剂
a)水;b)阴性对照尿液(用于标准曲线的稀释剂);以及c)含有pH 4.8的100mM乙酸钠缓冲液、内标物溶液(B-d4和N-d3)、和β-葡萄糖苷酸酶溶液(2500单位/样品,目录号#BG100,红鲍贝,加利福尼亚英格尔伍德的库那生物技术公司(Kura Biotec))的“主混合物”。
工艺
通过系列稀释从单一高校准物制备校准曲线。将“主混合物”放置在板加热器(预热到68℃)上的96孔孵育板的所有孔中。然后将校准物和对照(100μL样品体积)转移到孵育板上。15分钟后,孵育板的内容物转移到96孔SPE板中用于提取。
固相提取:
将样品施加到具有PSCX吸附剂(2.5mg)的窄孔提取柱上。
洗涤w/250μL去离子水
洗涤w/150μL 100mM乙酸
洗涤w/300μL甲醇
干吸附剂1分钟
将SPE板转移至收集
洗脱w/50μL洗脱溶剂(乙酸乙酯:甲醇:浓缩NH4OH=93:5:2)
使溶剂干燥
将残留物溶解在重构溶剂中(100mL,甲酸水溶液0.1%:甲醇=80:20)
分析条件
LC条件:
柱:Haisil C18HL,50x2.1mm,5μΜ(加利福尼亚山景城的希金斯分析公司(Higgins Analytical,Inc.,))
流速:400μL/分钟
注射体积:10μL
A=0.1%甲酸水溶液;B=甲醇;
梯度:0.5分钟内20-40%B,2分钟内40-60%B
MS条件:Sciex 5000,源=ESI;正离子MRM
丁丙诺啡468.25—>55.10(定量),83.2(定性(qual))
丁丙诺啡-d4 472.42—>59.0(定量),83.0(定性)
去甲丁丙诺啡414.200—>55.10(定量),83.0(定性)
去甲丁丙诺啡-d4 417.01—>54.8(定量),83.1(定性)
结果和结论
对于B和N的校准曲线显示于图6A-B。回归是二次的,1/x加权。基于定量离子的s/n比和曲线精度的评估(在低校准物处要求标称值(nominal value)的±20%),对于B和N,LLOQ分别确定为0.313ng/mL和0.625。
未验证的对照样品(各n=10)的分析结果如下:
RSD小于5%。对于B和N,使用具有2.5mg床质量的窄孔提取柱从尿液的绝对回收率分别为91%和97%。使用以20,000ng/mL补充吗啡的尿液样品重复实验。没有发现绝对回收率的差异。
实施例4
从尿液提取苯甲酰芽子碱、丁丙诺啡、EDDP和甲丙氨酯
下面的实验比较了常规CEREX HPSCX NBE柱和一组双阶段SPE柱在尿液中的四(4)种常用分析物的提取回收率,一组双阶段SPE柱具有仅在第一阶段的过滤以及在窄孔第二阶段中的HPSCX吸附剂,而不具有顶部过滤层。
空白尿液样品中掺入100ng的具有氘代内标物的苯甲酰芽子碱、丁丙诺啡、EDDP和甲丙氨酯。
样品制备
常规NBE柱:
尿液样品(50μL)与100mN乙酸钠(水溶液,pH4.8,250μL)混合并加载到NBE SPE柱中。用100M HCl(300μL)洗涤柱,然后用DI水(500μL)洗涤柱,用氮气流对柱进行干燥10分钟。用洗脱缓冲液(DCM:IPA:NH4OH=80:18:2,50uL)将样品洗脱。经洗过的样品用氮气进行干燥。残留物用200μL的0.1%甲酸水溶液:甲醇=95:5的混合物进行重构,并掺入IS。通过LCMS对样品进行分析。
用双阶段NBE柱进行固相提取:
尿液样品(50μL)与100mN乙酸钠(水溶液,pH4.8,250μL)混合并加载到双阶段NBE柱中。所述样品通过第一柱施加到第二阶段柱。将第一阶段柱去除。将样品加载到第二阶段柱中的吸附剂上。用100M HCl(300μL)对具有吸附剂的柱进行洗涤,然后用DI(500μL)进行洗涤。通过氮气流将柱干燥10分钟。残留物用100μL的0.1%甲酸水溶液:甲醇=90:10的混合物进行重构,并掺入IS。通过LCMS对样品进行分析。
工艺
LCMS方法:
提取物的分析在与Shimadzu Nexera XR UHPLC连接的SCIEX 5500质谱仪上进行。使用预定的MRM(对于各分析物的两种产物离子,在对于各内标物的产物离子上)构建采集程序。
表4-MRM表:
分析条件
MS条件:
Sciex 5000,源=ESI
正离子MRM,预定MRM
源温度600℃
去溶GS1、GS2:50
HPLC梯度概况:
流动相A:0.1%甲酸(水溶液)
流动相B:MeOH+0.1%甲酸
流量:0.7mL/分钟
注入体积:5μl
LC条件:
Shimadzu Nexera XR UHPLC
柱:RaptorTM联苯,50mm x 2.1mm,2.7um,用Raptor联苯5mm保护柱,宾夕法尼亚贝尔丰特的Restek公司
流速:700μL/分钟
柱温:40℃(SPEware柱温箱)
注射体积:5μL
A=0.1%甲酸水溶液;B=甲醇中的0.1%甲酸
结果和结论
以下结果表明,除了丁丙诺啡外,用双阶段NBE装置的SPE具有比用50uL洗脱溶剂的常规NBE色谱柱明显更好的回收率。
表5——四种分析物的实验结果
最后,应该理解的是,虽然本说明书的各方面通过参照特定实施方式进行强调,但是本领域技术人员将容易地理解,这些公开的实施方式仅仅阐述说明本文所公开主题的原理。因此,应当理解,所公开的主题并不局限于本文描述的特定方法、方案和/或试剂等。这样,所公开的主题的各种修改或改变或替代性结构可根据本文中的教导进行而不脱离本说明书的精神。最后,在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例的目的,而不是用来限制本发明的范围,本发明的范围仅由权利要求书限定。因此,本发明并不限于具体所示和所述的内容。
本文描述了本发明的某些实施方式,包括本发明人已知的实施本发明所需的最佳模式。当然,阅读以上说明书后,所述实施方式的变型对本领域普通技术人员将是显而易见的。本发明人预期,普通技术人员将适当地利用这些变型,并且本发明人旨在使本发明以本文具体描述之外其它方式实施。因此,根据申请原则,本发明包括所附权利要求书所涉及主题的所有修改和等同形式。而且,所有可能的变型中的上述要素的任意组合包括在本发明范围内,除非另有说明或者清楚指出相反。
本发明的可选实施方式、要素或步骤的分组不应解释为限制性的。各组成员都可被单独提及并要求保护,或与本文公开的其它组成员的任意组合。预期由于便利和/或专利性的原因,可以包括或者删除组的一个或多个成员。在发生任何这种包括或者删除时,说明书被认为包括经修饰的组,因而满足所附权利要求书中使用的所有马库什组(Markushgroup)的书面描述。
除非另有说明,本说明书和权利要求书所用的表示特征、项目、含量、参数、性质、术语等的所有数值应理解为在所有情况下均被术语“约”修饰。如本文所用,术语“约”表示限定的特征、项目、数量、参数、属性涵盖了在所述特征、项目、数量、参数、特性或属性的值之上或之下加上或减去10%。因此,除非有相反说明,在说明书和所附权利要求中所述的数值参数是可以变化的近似值。例如,质谱分析仪可以在测定给定分析物的质量时进行轻微变化,术语离子质量或离子质/荷比的“约”是指+/-0.50原子质量单位。
并非试图限制将等同原则应用在权利要求的范围,最起码,每个数值至少应根据所记录的有效数字的位数并考虑到运用了常用的四舍五入规则进行解释。
参考一个实施方式或实施方式的一方面中,使用术语“可”或“可能”还带有“不”或“不能”的替代含义。这样,如果本说明书公开的实施方式或实施方式的一方面可以是或者可能被包含作为本发明的主题的一部分,则负面限制或排除条件也明确表示,也就是说一个实施方式或者实施方式的一个方面可以不是或不能被包含作为本发明的主题。以类似的方式,使用术语"任选地"参考一个实施方式或实施方式的一方面意味着这样的实施方式或实施方式的方面可以被包括作为本发明主题的部分或可以不被包括作为本发明的主题。是否采用该负面限制或排他条件将基于负面限制或排他条件是否在所要求保护的主题中进行了叙述。
虽然限定本发明宽泛范围的数值范围和值是近似值,但是具体实施例中列出的数值范围和值是尽可能准确记录的。然而,任何数值范围或值不可避免地包含由其各自的实验测定中存在的标准偏差所必然造成的某些误差。本文中对数值范围的引用仅仅意图用作一种速记方法,单独表示落在该范围内的各个独立的值。除非另有说明,否则,各个独立的数值范围包括在说明书范围内,如同它们被单独引用。
描述本发明的内容时使用的术语“一个”、“一种”、“该”等类似表达(尤其在权利要求书的内容中)应解释为涵盖单数和复数,除非另有说明或者上下文明确指出另有所指。所有本文所述的方法可以任何合适的顺序进行,除非另有说明或上下文明确另有所指。本文提供任何和所有实施例、或者示例性的语言(例如,“例如”)的使用仅仅是为了更好地阐述本发明,而不是对本发明范围的限制。本发明说明书中的所有语言都不应解释为指示对本发明实施必需的非要求的元件。
本文所公开的具体实施方式可以使用“由…组成”或“基本由…组成”的语言在权利要求书中进行进一步限制。当在权利要求中使用时,无论是提交时的或是每次修改添加的,过渡术语“由…组成”不包括没有在该权利要求中指定的任何元件、步骤或成分。过渡术语“基本由…组成”将权利要求的范围限制到指定材料或步骤以及本质上不影响基本特征和新特征的那些。所保护的本发明实施方式在本文中固有地或明确地描述并且能够实现。
在本说明书中引用并标识的所有专利、专利出版物和其它出版物被单独且明确地以引用方式全文并入本文,用于描述和公开的目的,例如,这些出版物中描述的组合物和方法可以与本发明结合使用。本文讨论的出版物仅提供针对其在本申请提交日之前的公开。在这方面,不应被解释为承认本发明人无权凭借在先发明或任何其它原因早于这些公开的日期。因此,所有关于日期或表示为这些文档的内容的声明是基于申请人可获得的信息,不构成对这些文献的日期或内容的正确性的任何认可。
Claims (23)
1.用于从液体样品中提取分析物的设备,所述设备包括:
a)微柱,其具有用于使含有分析物的液体样品通过的入口、出口以及在所述入口和出口之间的通路,微柱具有全径床区和减径床区;以及
b)具有顶部和底部并延伸跨越通路的提取系统,所述提取系统包括以下至少一中:第一层状结构,其从顶部到底部包括:(i)上流动分配器层和(ii)上压缩层,所述第一层状结构位于全径床区中;以及第二层状结构,其从顶部到底部包括:(iii)中压缩层和(iv)下压缩层,所述第二层状结构位于减径床区中。
2.如权利要求1所述的设备,其特征在于,所述提取系统仅包括第一层状结构。
3.如权利要求2所述的设备,其特征在于,所述第一层状结构进一步包括位于上压缩层下方的中流动分配器层。
4.如权利要求3所述的设备,其特征在于,所述第一层状结构进一步包括位于中流动分配器层和上压缩层之间的玻璃料。
5.如权利要求2所述的设备,其特征在于,所述第一层状结构进一步包括位于上压缩层下方的玻璃料。
6.如权利要求2所述的设备,其特征在于,所述第一层状结构进一步包括在上压缩层下方的提取层。
7.如权利要求1所述的设备,其特征在于,所述提取系统仅包括第二层状结构。
8.如权利要求7所述的设备,其特征在于,所述第二层状结构进一步包括位于中压缩层和下压缩层之间的微粒提取介质的提取层。
9.如权利要求7所述的设备,其特征在于,所述第二层状结构进一步包括位于中压缩层和下压缩层之间的空气间隙。
10.如权利要求7所述的设备,其特征在于,所述第二层状结构进一步包括在下压缩层下方的下流动分配器。
11.如权利要求1所述的设备,其特征在于,所述气体间隙形成于第一层状结构的上压缩层和第二层状结构的中压缩层之间。
12.如权利要求1所述的设备,其特征在于,所述提取系统包括至少一个第一层状结构和至少一个第二层状结构。
13.如权利要求1所述的设备,其特征在于,所述设备进一步包括呈阵列的多个微柱。
14.如权利要求1所述的设备,所述设备进一步包括串联的多个微柱,从而至少限定与第一阶段相关的第一微柱和与第二阶段相关的第二微柱。
15.如权利要求14所述设备,其特征在于,所述第一微柱以非密封嵌套与第二微柱接合。
16.用于从液体样品中提取分析物的设备,所述设备包括:
a)选择性串联的上部第一微柱和下部第二微柱,各微柱具有用于使含有分析物的液体样品通过的入口、出口以及在所述入口和出口之间的通路,由此,第一微柱限定了的第一通路,并且第二微柱限定了第二通路,各微柱进一步具有全径床区和减径床区;
b)具有顶部和底部并延伸跨越第一微柱第一通路的第一层状结构,所述第一层状结构从顶部至底部包括:(i)上流动分配器/支承层和(ii)上压缩层,所述第一层状结构位于第一微柱的全径床区中;以及
c)具有顶部和底部并延伸跨越第二微柱第二通路的第二层状结构,所述第二层状结构从顶部至底部包括:(iii)微粒提取介质的提取层以及(iv)下压缩层,所述第二层状结构位于第二微柱的减径床区中。
17.如权利要求16所述的设备,其特征在于,所述第一层状结构进一步包括在上压缩层下方的提取层。
18.如权利要求16所述设备,所述设备包括:第三层状结构,其具有顶部和底部并延伸跨越第一微柱的第一通路,所述第三层状结构从顶部至底部包括:(i)中压缩层和(ii)下压缩层,所述第三层状结构位于第一微柱的减径床区中。
19.如权利要求18所述的设备,其特征在于,所述第三层状结构进一步包括位于中压缩层和下压缩层之间的空气间隙。
20.如权利要求18所述的设备,其特征在于,所述第三层状结构进一步包括位于中压缩层和下压缩层之间的提取层。
21.用于从样品中提取分析物的方法,所述方法包括:
a)使得权利要求16的设备与液体缓冲液中的样品接触;以及
b)用洗脱缓冲液将样品从设备上洗脱。
22.如权利要求21所述的方法,其特征在于,与所述设备进行接触的步骤包括:通过将第一微柱非密封嵌套在第二微柱中以提供换气,使得样品在压力下通过第一微柱进行过滤并使得样品在减压下流入第二微柱。
23.如权利要求22所述的方法,其特征在于,与所述设备进行接触的步骤进一步包括:去除第一微柱,并且使得样品通过第二微柱进行过滤;并且将样品从设备上洗脱的步骤包括:使得洗脱缓冲液流过第二微柱。
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