JP2004510126A

JP2004510126A - Multi-channel high-throughput purification apparatus and method

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Publication number: JP2004510126A
Application number: JP2001583176A
Authority: JP
Inventors: マイエフスキ　ロメイン; ウェンデル　ドン; クレイコヴァー　ジョナサン　ディー
Original assignee: オンタジェン　コーポレイション
Priority date: 2000-05-11
Filing date: 2001-05-11
Publication date: 2004-04-02
Also published as: EP1281075A2; WO2001086283A3; WO2001086283A2; AU2001261545A1; CA2408410A1

Abstract

本発明は、例えば、多チャンネル高処理量精製装置に使用可能な圧力調整器アセンブリを含む。圧力調整器アセンブリは、精製装置における流体流の圧力制御のために調節可能である。精製装置は、化学ライブラリからの複数の試料、好ましくは４つ又はそれ以上の試料を精製するための多チャンネル高処理量精製装置で使用できる微少サンプリング装置を含む。また、精製装置は、選択された所定の物質質量及び流体量を有する大きな試料を分離するための高処理量液体クロマトグラフィーカラムアセンブリを含む。また、精製装置は、フレームと、３つの軸線の周りで移動するようにフレームに移動可能に連結されている分配ヘッドとを有する画分捕集アセンブリを含む。すすぎステーションは、フレームに連結され、分配ヘッドがすすぎ位置にある場合に、分配管を取外し可能に受入れるように配置される。ピックアップステーションは、ピックアップ位置にある場合に、受け器内への試料の分配に先立って、分配ヘッドによってピックアップされる選択位置において膨張チャンバを保持するために、膨張チャンバ分配アセンブリに隣接して設けられている。The present invention includes a pressure regulator assembly that can be used, for example, in a multi-channel high-throughput purification device. The pressure regulator assembly is adjustable for pressure control of the fluid stream in the purification device. The purification device includes a microsampling device that can be used in a multi-channel, high-throughput purification device to purify multiple samples from a chemical library, preferably four or more samples. The purification device also includes a high-throughput liquid chromatography column assembly for separating large samples having a selected predetermined mass and fluid volume. The purification device also includes a fraction collection assembly having a frame and a distribution head movably connected to the frame for movement about three axes. The rinsing station is connected to the frame and is arranged to removably receive the distribution pipe when the dispensing head is in the rinsing position. A pick-up station is provided adjacent the inflation chamber dispensing assembly to hold the inflation chamber in a selected position where it is picked up by the dispensing head prior to dispensing the sample into the receiver when in the pick-up position. ing.

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は、例えば、試料精製に使用可能な装置及び方法に関し、さらに詳細には、例えば、化学ライブラリからの試料の高処理量精製に使用可能な装置及び方法に関する。
【０００２】
（背景技術）
分子の構造と機能との関係は、生物学及び他の化学系の研究における基本的事項である。構造・機能の関係は、例えば、酵素の機能、細胞伝達、細胞制御及びフィードバック機構を理解する上で重要である。ある種の巨大分子は、特異的な三次元空間及び電子分布を有する他の分子と相互作用して結合することが知られている。そのような特異性を有する巨大分子は、いずれも、それが酵素、タンパク質、糖タンパク質又は抗体、或いはＤＮＡ、ＲＮＡのオリゴヌクレオチド配列等であれ、レセプターとみなし得る。レセプターに結合する種々の分子は、リガンドとして知られている。
【０００３】
リガンドを産生させる通常の方法は、液相中又は固相樹脂上で段階方式でもって分子を合成することである。ペプチド類、オリゴヌクレオチド及び小有機分子の液相又は固相合成方法が導入されて以来、液相又は固相技術を用いる新規な方法が開発され、自動化又は手動式技術を用いて、数千種、ある場合には数百万種もの個々の化合物が産生可能である。化合物の収集は、化学ライブラリと一般に称されている。製薬工業においては、化合物の化学ライブラリは、９６ウエルマイクロタイタープレート中にフォーマットされている。この９６ウエルフォーマット化は、本質的に標準となっており、これらの化合物をスクリーニングして生物学的レセプターに対する新規なリガンドを識別する便利な方法を提供している。
【０００４】
最近開発された合成方法においては、従来の合成方法に比較して比較的短時間で大化学ライブラリを構成することが可能である。例えば、試料産生における自動合成方法は、１週間当り４，０００種までの化合物の産生を可能にしている。しかしながら、これらの化合物を含有する試料は、典型的に所望の化合物以外に２０％〜６０％の不純物を含む。これらの不純物を含む試料を新規なリガンド又は生物学的レセプターのような選択されたターゲットに対してスクリーニングする場合、これらの不純物は、誤ったスクリーニング結果を生じ得る。結果として、最初のスクリーニングにおいて陽性結果を得た試料は、さらに分析しスクリーニングして最初のスクリーニング結果の正確性を検証しなければならない。この検証過程には、追加の試料が入手可能であることが必要である。また、検証過程は、ターゲット化合物が存在していることを正確に検証するために必要なコストと時間を増大させる。
【０００５】
試料は、８５％以上の純度を達成するように精製できる。精製試料のスクリーニングは、より正確で意義のある生物学的結果を提供する。しかしながら、通常の精製方法は、極めて遅く費用がかかる。例えば、高圧液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）を用いる通常の精製方法は、各試料を精製するのに約３０分を要する。従って、１週間に産生させた４，０００個の試料の精製には、少なくとも２０００時間（即ち、８３．３日又は２．７７ヶ月）を要する。
【０００６】
また、ＨＰＬＣのような通常の精製方法は、大容量の溶媒を必要とし、大容量の廃溶媒を発生させる。溶媒、とりわけハロゲン化溶媒の廃棄は、法的及び環境的理由により、注意深く管理しなければならず、従って、廃棄過程は労の多い極めてコスト高であり得る。非ハロゲン化溶媒の廃棄は、幾分厳しさは小さい。従って、ハロゲン化溶媒と非ハロゲン化溶媒を使用する場合には、廃溶媒は分離される。しかしながら、大容量の溶媒の分離は、効率的且つ安価に実施するには難しい方法であり得る。従って、大化学ライブラリの精製は、経済的に禁制的であり得る。従って、大化学ライブラリの各試料を精製するもっと迅速でもっと経済的な方法が求められている。
【０００７】
超臨界流体クロマトグラフィー（ＳＦＣ）は、ＨＰＬＣよりも迅速な精製方法を可能にする。ＳＦＣは、超臨界状態の二酸化炭素のようなガスを含む多相流体流、キャリア溶媒及び選択された試料を使用する。流体流は、クロマトグラフィーカラムを通って、次いで、ターゲット化合物を探り出すために分析される。ＳＦＣは、溶媒と試料をガスに担持させるが、精製操作中に必要な溶媒量がＨＰＬＣで使用する溶媒容量よりも実質的に小さいので好都合である。また、操作終了時の廃溶媒量も実質的に少なく、従って、処理すべき廃溶媒も少なくて済む。しかしながら、ＳＦＣは、長時間に亘って正確且つ堅実に制御するのが難しい圧力と温度の調整を必要とする。
【０００８】
装置によって精製される試料の量を増やすために、多チャンネル精製装置が開発されている。多チャンネル内の試料は、ターゲット化合物を検出する目的で分析される。チャンネルから質量分析器又は他の選択された分析装置への高速サンプリングを行う多チャンネル高速精製装置を使用することによって効率を改善できる。しかしながら、これらの高速装置は、多チャンネルから高速サンプリングを行い、高速サンプリングが取出される多チャンネル内での試料の位置を追跡するための複雑で取扱いが難しい技術へと発展した。
【０００９】
多種多様な形状の精製装置が知られている。これらの装置は、化合物を適時に分離するクロマトグラフィー装置に試料を送り、且つ画分捕集器がターゲット化合物を捕集する点で典型的に共通性を有する。これらの装置は、高処理量のプロセスを維持するためには、多くの試料数、さらには物質量及び溶媒量の点でも多くの試料を処理できる必要がある。伝統的に、準予備的又は予備的規模のクロマトグラフィーシステムが典型的なミリグラム合成用に特定化されている。これは達成可能ではあるが、高処理量条件下においては、下記のような幾つかの問題点がその実施に当って明らかになってきているので実現性は低い。即ち、多量の溶媒の使用、多量の廃溶媒の発生、費用高な大きい有孔カラム、及びターゲット化合物の比較的大きい捕集容量である。適切な流速又はカラムサイズを用いなければ、十分なクロマトグラフィー精製は達成されないであろう。
【００１０】
クロマトグラフィーの結果を改善する目的で様々なカラム構成が開発されてきた。米国特許第４，５５４，０７１号は、物質が追跡量だけ提供された時、クロマトグラフィー分析される物質を高圧予備濃縮するための前置カラムを開示している。この前置カラムは、両端において内部が狭まり、且つ選択されたキャリア物質で充填されている舟形体である。この前置カラムは、従来のクロマトグラフィーカラムに連結可能である。液体試料は縮小末端部内に高圧力で注入され、選択成分はキャリア物質によって吸収される。吸収されない流体は、クロマトグラフィーカラムに連結されていない別個の出口管を介して、前置カラムから排出される。濃縮された物質は、溶媒又は溶媒混合物で溶離され、次いで濃縮された試料と溶媒とは、クロマトグラフィーカラム内に装填される。カラムを介したこの濃縮処理と、これに後続する分離処理は、所望の試料分離を達成するために大量の溶媒を使う場合がある。
【００１１】
米国特許第４，７１９，０１１号は、モジュール式高圧液体クロマトグラフィーカラムを開示している。このカラムは、カラムの長さを増減するために組合せることのできるフランジ部を備えるカラムセグメントを含む。また、異なる内径を有するカラムセグメントは、処理されている移動相のためのクロマトグラフィー形式を提供するのに必要と考えられる内径を提供するために組合せることができる。従って、同じモジュール式構成要素を、組合せを変えて、異なるクロマトグラフィー処理のために使用できる。しかしながら、試料の質量と溶媒の量とは、これらのモジュール式カラムセグメントで構成されるカラムの直径と長さを決定する。
【００１２】
高処理量処理のために使用されるカラムは、多数の試料と、物質量及び溶媒量の点で大きな試料を処理できることが必要である。大きな試料のための従来のクロマトグラフィーは、典型的には大口径のカラムと大量の溶媒とを使用する。流速又はカラムサイズが適切でない場合には、所望のクロマトグラフィー純度を得ることはできないであろう。従って、大きな試料のクロマトグラフィーは、大量の溶媒を使用し、大量の廃溶媒を発生し、大口径カラムへ取替える費用がかかり、ターゲット化合物の回収量が比較的多くなる。従って、先行技術において経験する欠点を解消した高処理量精製装置のためのクロマトグラフィーカラムに対するニーズがある。
【００１３】
高処理量精製技術において経験する更なる欠点は、精製装置に通す試料の高圧で高容量又は高流速を調節する装置部材の耐久性である。精製装置は、相互汚染を回避して精製化合物を確実に得るのに極端な正確性と極めて高い許容度を必要とする。従って、装置の各部材は、要求される正確な結果を出しながら侵蝕的環境を受入れるように十分に耐久性でなければならない。装置の各部材の耐久性が低く、あまりにも早く破壊されて修理を必要とする場合には、その部材の交換又は修理のために稼動を停止しなければならない。
【００１４】
従来のＳＦＣ装置は、高圧の極めて敵対性の高い環境に、その部材を曝している。高圧力は、典型的に圧力調整器によって、正確に制御され維持されなくてはならない。しかしながら、極めて侵食性の高い環境は、圧力調整器のバルブ部材を破壊する場合がある。従って、製造業者は、バルブ部材を非常に硬くて耐食性の高い材料で作ってきた。しかしながら、高圧環境においては、硬い材料は脆くて壊れ易く、破砕や割れを起し易い。また、バルブ部材は、高圧ガスの低温にも曝される。結果的にバルブ部材が凍結する可能性があり、そのことが圧力調整の精度を損ねることになる。
【００１５】
また、高圧システムの圧力調整器は、許容可能な圧力制御を得るために、バルブ部材を非常に急速かつ正確に動かし得るものでなくてはならない。バルブ部材を動かすために電磁制御機構が使用されている。そのような機構は、典型的に大形であり、システムを通過する試料の一部が残留する場合がある固有のデッドボリュームをもつ。この固有のデッドボリュームは、試料のキャリーオーバー又はテーリングにより、試料間の相互汚染をもたらす可能性がある。また、バルブ機構を制御するためのこれらの機構は、該機構の偶発的損傷を回避するために可動部材の速度を制御するのが困難である。従って、高い正確性、制御性、及び耐久性を達成する、高侵食性の高圧環境で使用可能な圧力調整器に対するニーズがある。
【００１６】
大きな化学ライブラリの通常の精製過程において経験する更なる欠点は、精製過程中の試料管理である。例えば、化学ライブラリは、９６ウエルマイクロタイタープレートの複数のセットとして典型的に維持されており、各ウエルが個々の試料を含んでいる。各試料は、マイクロタイタープレートの「ウエルアドレス」により追跡される。試料又は試料の一部を精製のためにマイクロタイタープレートの選択されたウエルから取出す場合、精製した試料は、別のコンテナー中に集められ、処理され、最後には同様なマイクロタイタープレートの受入れ用ウエルに戻される。この受入れ用ウエルは、好ましくは、各々のマイクロタイタープレート中の試料位置に関するライブラリ記録の正確さを維持できるように、そのマイクロタイタープレート中に対応するウエルアドレスを有する。
【００１７】
従来の精製方法は、流体（例えば、精製試料を含有する溶媒）の大捕集容量が通常のマイクロタイタープレートの受入れ用ウエルの容量よりも大きいので、精製試料の再フォーマット化を典型的に必要とする。大捕集容量は、受入れ用マイクロタイタープレートのウエルに適合する量に減らさなければならない。また、減量した精製試料含有流体は追跡されて、その試料を精製操作の開始時に採取したウエル位置に正確にマッピングする受入れ用マイクロタイタープレートの適切なウエル中に入れられる。そのような精製試料の受入れ用マイクロタイタープレート中への再フォーマット化は、精製方法の必要時間とコストを増大させる。従って、精製試料を元のマイクロタイタープレートに直接マッピングさせたマイクロタイタープレートに直接捕集させる迅速且つ経済的な試料精製を可能にする精製方法が求められている。
【００１８】
（発明の開示）
本発明は、従来技術において経験する欠点を解決する、化学ライブラリからの試料の多チャンネル高処理量精製に使用可能な装置及び方法に関する。本発明による装置を利用する本発明の例示的な１つの実施形態において、本発明の多チャンネル高処理量精製方法は、化学ライブラリからの複数の、例えば４つの試料を同時に精製する。
【００１９】
本精製方法は、精製装置の４つのチャンネルにおいて４つの試料全部を超臨界流体クロマトグラフィー（ＳＦＣ）により同時に精製することを含む。この方法は、第１チャンネルのＳＦＣ流路に沿って第１の試料を通し、この第１の試料を試料小分け部に分離し、各試料小分け部を第１流体流路の少なくとも一部に沿って互いに隔離することを含む。流体流中の超臨界流体圧は、本発明の実施形態による背圧調整器及び圧力逃し弁により調整する。また、この方法は、分離した試料小分け部を流体流路に沿って移動させ、流体流路に沿って流れる少なくとも１つの試料小分け部を検出することも含む。さらに、この方法は、試料小分け部からのサンプリング物を方向転換させ、このサンプリング物を、試料小分け部の残りが流体流路に沿って流れている間に分析装置に向けさせ、サンプリング物を分析装置によって分析し、１つの試料小分け部が選択された試料特性を有するかどうかを決定することも含む。また、この方法は、１つの試料小分け部を、その試料小分け部が選択された試料特性を有する場合にのみ、第１マイクロタイタープレートのウエルのような第１の受け器に捕集することを含む。試料小分け部が選択された試料特性を有さない場合、その試料小分け部は、第２マイクロタイタープレート中の対応するウエルのような第２受け器内に捕集する。
【００２０】
前記の例示的な多チャンネル高処理量精製方法は、第２チャンネルに沿った第２試料を第１試料の精製と同時に精製することをさらに含む。第２試料の精製は、第２チャンネルの第２流路に沿って第２試料を通し、この第２試料を試料小分け部に分離し、本発明の実施形態による圧力調整器アセンブリを用いて、各試料小分け部を第２流体流路の少なくとも１部に沿って互いに隔離することを含む。また、この方法は、分離した試料小分け部を第２流体流路に沿って移動させ、第２流体流路に沿って流れる少なくとも１つの試料小分け部を検出することも含む。この方法は、本発明の実施形態による圧力調整器アセンブリを用いて、第２試料圧を流路に沿って調整することを含む。さらに、この方法は、１つの試料小分け部からサンプリング分を採取し、このサンプリング物を第１チャンネルで用いた同じ分析装置に向けることを含む。試料小分け部の残りは、第２流路に沿って流動し続ける。
【００２１】
また、この方法は、分析装置で分析することを含み、第１及び第２の各サンプリング分は、選択された分析順位プロトコルに従って別々に分析する。第２サンプリング物の分析により、試料小分け部が選択された試料特性を有するかどうかを決定する。この方法は、試料小分け部を、その試料小分け部が選択された試料特性を有する場合にのみ、上記第１マイクロタイタープレート中の別のウエルのような別の受け器に捕集することを含む。試料小分け部が選択された試料特性を有さない場合、その試料小分け部は、上記第２マイクロタイタープレート中の別のウエルのような他の受け器内に捕集する。
【００２２】
本発明の１つの実施形態においては、この高処理量精製方法は、第１及び第２の試料に関連して前述した精製と同様な方法で、第３及び第４の試料を対応する第３及び第４チャンネルに沿って精製することを含む。この実施形態においては、同じ分析装置を用いて４つの試料全部からのサンプリング物を分析する。各サンプリング物は、選択された分析順位プロトコルに従ってすべて別々に分析する。
【００２３】
本発明の１つの態様は、試料のクロマトグラフィー分離を達成するために、選択された流速でカラム内を流れるように、試料の選択された注入を受入れるよう構成された高処理量液体クロマトグラフィーカラムアセンブリを提供する。試料は、選択された物質量と流体量とを有する。カラムアセンブリは、第１の内径と第１の長さとを有する装填チャンバをその内部に備える装填カラムを含む。装填チャンバは、選択された体積の固体相充填物質を保持するようなサイズに作られる。試料は、この充填物質の上に装填されて、装填チャンバ内で空間的に分配される。装填チャンバの容積は、その内部に試料を十分に装填するのに十分な大きさであるが、装填チャンバの長さは、試料が充填物質を通過する際に試料の選択されたクロマトグラフィー分離を達成するには不十分である。
【００２４】
分離チャンバを備えた分離カラムは、装填カラムからの試料を受入れるように置かれる。分離チャンバは、装填カラムの直径よりも小さな直径を有し、装填カラムの長さよりも大きな長さを有する。分離チャンバは、内部に固体相の充填物質を保持し、分離チャンバの長さは、試料が選択された流速で充填物質を通過する際に選択されたクロマトグラフィー分離を達成するのに十分な長さである。分離カラムの内径は、装填カラムの長さと同じ長さに優先して、分離チャンバが、選択された試料全体に対する装填面として作用するには不十分な容積を有するような大きさである。
【００２５】
本発明の別の態様は、化学ライブラリからの複数の試料を実質的に同時に精製するための多チャンネル高処理量精製装置に使用可能な圧力調整器アセンブリに関する。例示的な１つの実施形態において、この装置は、制御装置とこの制御装置に連結されている試料分析装置とを含み、この分析装置は、各試料が選択された試料特性を有するかどうかを決定するように構成されている。第１、第２、第３、及び第４の各精製チャンネルは、上記試料分析装置に連結されている。第１精製チャンネルは、試料流を受入れ且つ第１試料を試料小分け部に分離し、各試料小分け部を試料流内で互いに隔離するように位置させた分離装置を含む。検出器は、試料流を分離装置から受入れ且つ第１試料内の少なくとも１つの試料小分け部を検出するように位置させる。調整可能な背圧調整器は、検出器からの流体流を受入れ、本発明の実施形態による第１チャンネル内の流体流の圧力を調整する。
【００２６】
本発明の１つの実施形態においては、流体流を通すための流体チャンネルを有する高処理量流体装置内で使用できる圧力調整器アセンブリが提供される。圧力調整器アセンブリは、流体チャンネルに連結可能な入口管と出口管とを含む。調整器本体部は、調整器入口と調整器出口とを含み、調整器入口は入口管に連結され、調整器出口は出口管に連結されている。調整器本体部は、調整器入口及び調整器出口と流体連通しているチャンバをその内部に有する。ノズルは、調整器入口と流体連通状態にある。ノズルは、チャンバに隣接したノズル出口を有する。ステムは、ノズル出口と軸方向に一直線に並んでいる。ステムは、調整面を形成する一方の末端部と、取付け部分を形成する他方の末端部とを有する。調整面は、ノズル出口に隣接して、チャンバを通って調整器出口に向かう流体流を制限するように配置されている。
【００２７】
また、本実施形態における圧力調整器アセンブリは、ステムの取付け部に取付けられる取付けロッドを含む。取付けロッドとステムとは、調整器本体部内でノズル出口に対して軸方向に移動可能である。調節部材は、取付けロッドに連結されており、ノズル出口に対するステムの位置を調節するように軸方向に移動可能になっている。調節機構は、その上に第１と第２のねじを備える二重同心ねじ構造を有する。第１のねじは、取付けロッドに係合し、取付けロッドとステムとを単体としてノズル出口に対して第１の方向へ第１の速度で移動させるように構成される。第２のねじは、調節部材と取付けロッドとステムとを単体としてノズル出口に対して第２の方向へ第２の速度で移動させるように構成される。第２の方向は、第１の方向とは逆であり、第１の速度は第２の速度とは異なっており、ノズル出口に対するステム調整面の減衰された移動を可能にして、チャンバ内の流体流圧力を選択的に調節するようになっている。駆動機構は、調節部材に連結され、流体流の圧力を制御するために、ノズル出口に対するステムの軸方向を調節するための調節部材を回転させるように配置されている。圧力調整器アセンブリは、各試料間の相互汚染をもたらす可能性のあるデッドボリュームを実質的にゼロにして、非常に正確な圧力制御を可能にする。
【００２８】
微少サンプリング装置は、背圧調整器からの試料流を受入れるよう配置され、実質的な連続流体流が装置を通過するのを可能にしながら、開放位置と閉鎖位置との間で移動可能である。閉鎖位置においては、微少サンプリング装置は、流体流が分析装置を通過するのを阻止して、微少サンプリング装置を通って連続的に流れることを可能にする。また、閉鎖位置においては、微少サンプリング装置は、キャリア流体の実質的な連続流がサンプリング装置を介して分析装置へ流れることも可能にする。開放位置においては、微少サンプリング装置は、少なくとも１つの試料小分け部からのサンプリング物を分析用の分析装置に案内するが、試料小分け部の残余部は、微少サンプリング装置を通って実質的に途切れることなく移動する。
【００２９】
１つの実施形態において背圧調整器と同様の圧力逃し弁アセンブリは、微少サンプリング装置からの上記残りの試料流を受入れ、微少サンプリング装置下流の試料流内の選択された圧力を維持する。流れ方向付けバルブは、第１流路と連結しており、圧力逃し弁下流の試料流を受入れるように位置させる。流れ方向付けバルブは、１つの試料小分け部が選択された試料特性を有することを分析装置が決定した場合に、その試料小分け部を１方向に方向付けるように第１位置の方に移動可能である。流れ方向付けバルブは、１つの試料小分け部が選択された試料特性を有しないことを分析装置が決定した場合に、その試料小分け部を別の方向に向けるように第２の位置の方に移動可能である。マイクロタイタープレートのウエルのような第１受け器は、１つの試料小分け部が選択された特性を有するため、流れ方向付け装置が第１位置にあるときに、流れ方向付け装置からのその試料小分け部を受入れるように位置させる。第２マイクロタイタープレートのウエルのような第２受け器は、１つの試料小分け部が選択された特性を有しないため、流れ方向付け装置が第２位置にあるときに、流れ方向付け装置からの試料小分け部を受入れるように位置させる。
【００３０】
精製装置の第２精製チャンネルは、第２試料流を受入れ且つ第２試料を試料小分け部に分離するように位置させた分離装置を含む。別の検出器をこの分離装置に連結し、分離装置からの第２試料を受入れるように位置させる。この検出器は、試料流内の少なくとも１つの試料小分け部を検出するように構成される。微少サンプリング装置を、検出器からの試料流を受入れるように位置させ、開閉位置間を移動可能にする。微少サンプリング装置は、閉鎖位置にある場合、分析装置への通過を遮断しながら第２試料流を通す。開放位置においては、微少サンプリング装置は、試料小分け部からのサンプリング物を分析用分析装置に向けさせ、その間、その試料小分け部の残りは実質的に遮断されないで第２流路に沿って流れ続ける。
【００３１】
背圧調整器と圧力逃し弁は、それぞれ、微少サンプリング装置の上流及び下流の第２試料流を受入れて第２精製チャンネルに沿った第２試料流の圧力を選択的にコントロールする。流れ方向付けバルブは、第２流路と連結しており、第２流路を通る試料流を受入れるように位置させる。流れ方向付けバルブは、１つの試料小分け部が選択された試料特性を有することを分析装置が決定した場合に、その試料小分け部を１方向に向けるように第１の位置の方に移動可能である。流れ方向付けバルブは、１つの試料小分け部が選択された試料特性を有しないことを分析装置が決定した場合に、その試料小分け部を別の方向に向けるように第２の位置の方に移動可能である。廃棄物容器は、試料小分け部を含まない流れの残部を受入れる。
【００３２】
第１マイクロタイタープレートの別のウエルのような受け器は、１つの試料小分け部が選択された特性を有するため、流れ方向付け装置が第１位置にあるときに、流れ方向付け装置からのその試料小分け部を受入れるように位置させる。第２マイクロタイタープレートの別のウエルのようなもう１つの受け器は、１つの試料小分け部が選択された特性を有しないため、流れ方向付け装置が第２位置にあるときに、流れ方向付け装置からのその小分け試料を受入れる
ように位置させる。
【００３３】
本発明の１つの実施形態において、本発明の精製装置は、第３及び第４の試料を、上記第１及び第２試料と実質的に同時に精製する第３及び第４の精製チャンネルを含む。第３及び第４精製チャンネルの各々は、同じ分析装置に連結され、前述のように、各試料小分け部を第１及び第２マイクロタイタープレートのウエルのような各受け器に方向付ける。
【００３４】
１つの実施形態において、精製装置は、制御装置とこれに連結された試料分析装置とを含み、分析装置は、サンプリングが選択された試料特性を有するか否かを判定するように構成される。第１、第２、第３、及び第４の精製チャンネルは、試料分析装置に結合されている。第１の精製チャンネルは、試料流を受入れて第１の試料を試料小分け部に分離するように置かれた分離装置を含み、従って、試料小分け部は、試料流内で互いに間隔をあけて置かれる。検出器は、分離装置からの試料流を受入れて、第１の試料から少なくとも１つの試料小分け部を検出するように置かれている。調節可能な背圧調整器は、検出器からの流れを受入れて、第１のチャンネル内の流れの圧力を制御する。
【００３５】
本発明の別の態様は、試料流入口、試料流出口、及びこれらの間の試料通路を備える本体部を含む微少サンプリング装置を提供する。試料流入口と試料流出口とは、流体装置の試料流路と流体連通するように置くことができる。本体部は、高処理量流体装置のキャリア流体流路と流体連通するように置かれたキャリア流入口とキャリア流出口とを有する。キャリア流入口とキャリア流出口とは、軸方向に一直線になっていない。ステムは、本体部内に移動可能に置かれ且つ試料通路と流体連通している。
【００３６】
ステムは、本体部内において第１の位置と第２の位置との間で移動可能である。ステムは、これが第１の位置にある場合に、バルブ本体部を経由して選択されたキャリア流体を流すために、キャリア流入口とキャリア流出口とを相互に流体連結する流体バイパスを有する。ステムは、第１の位置にある場合に試料通路内の試料流がキャリア流出口へ流れるのを阻止する。第２の位置にある場合に試料流の選択されたサンプリングがキャリア流出口へ流れるのを可能にするために、流体バイパスは、試料通路とキャリア流出口とに流体連通している。１つ又はそれ以上のアクチュエータはステムに連結されており、該ステムが第１の位置と第２の位置との間で移動するように作動可能である。
【００３７】
本発明の別の態様は、固定位置にマイクロタイタープレートを保持し、このマイクロタイタープレートの選択されたウエル内に試料小分け部を分配する自動画分捕集アセンブリを含む。画分捕集アセンブリは分配針を含み、試料小分け部はこの分配針によって使い捨て膨張チャンバ内に、次いでマイクロタイタープレート内に分配される。分配針は、使い捨て膨張チャンバ内に延びる分配ヘッド上に取付けられており、試料小分け部は、膨張チャンバ内で濃縮され、次いでマイクロタイタープレート内に分配される。
【００３８】
分配ヘッドは、膨張チャンバがピックアップされるピックアップステーションから移動可能である。膨張チャンバは、分配アセンブリからピックアップステーションへ送出される。分配ヘッドは、膨張チャンバをピックアップして、マイクロタイタープレート上方の捕集位置へ移動するが、この位置において、試料小分け部はマイクロタイタープレートの選択されたウエル内に分配される。また、分配ヘッドは、分配位置からチャンバ投下位置へ移動可能であり、この位置において、膨張チャンバは廃棄物容器内に放出されるので、分配針は露出する。分配ヘッドは、画分捕集アセンブリ上の洗浄ステーションでの洗浄位置へ更に移動可能であり、この位置において、分配針は、各試料間の相互汚染を避けるために洗浄される。
【００３９】
本発明の１つの態様において、自動画分捕集アセンブリは、３つの移動軸線に沿ってフレームに対して移動可能な分配ヘッドを含む。分配ヘッドは、受け器の受入れウエル内に選択された試料小分け部を置くようになっており、受入れウエルは、試料が取出された供給ウエルに対して１対１で対応する位置を有する。
【００４０】
１つの実施形態は、複数の膨張チャンバを収容するようなサイズで、且つ膨張チャンバをピックアップステーションへ送出するように置かれた送出部材を有するチャンバ送出アセンブリを含む。このチャンバ送出アセンブリは、その内部に複数の膨張チャンバを収容するチャンバ格納部を有する。分配ドラムは、チャンバ格納部に隣接して回転可能に取付けられ、チャンバ格納部から膨張チャンバを受入れるように置かれる。係合部材は、ドラムに隣接して移動可能に置かれ、分配ドラム上の膨張チャンバと係合して、膨張チャンバをピックアップステーションへ案内するようになっている。また、１つの実施形態の画分捕集アセンブリは、すすぎステーションを含み、すすぎステーションは、分配ヘッドの分配針をすすぐために、「流体スキージ」すすぎ作業を可能にする。
【００４１】
（発明を実施するための最良の形態）
本発明の例示的な各実施形態の構造と機能は、図面を参照することによって最も良く理解できる。同じ参照番号が複数の図面において示されている。これらの同じ参照番号は、各図面において同じ又は対応する構造を示す。
【００４２】
図１から図３は、１つの例示的な実施形態による、背圧調整器アセンブリ５５と圧力逃し弁アセンブリとを有する多チャンネル高処理量精製装置１０を示し、その精製装置の各部材は図４〜２２に示される。精製装置１０は、化学ライブラリからの４個の試料１２を同時に精製するように構成されており、各試料を装置内の各々の精製チャンネル１４に沿って精製する。例示的な実施形態における精製は、クロマトグラフィーによって、さらに詳細には、以下で更に詳細に説明する超臨界流体クロマトグラフィー（ＳＦＣ）によって達成される。
【００４３】
各チャンネル１４は、供給用マイクロタイタープレート２０からの選択された試料を受け取る。各チャンネル１４は、各試料の選択された小分け部を予め決められた分析順位プロトコルに従って分析する質量分析器１６等の通常の分析装置に連結されている。１つの実施形態において、この分析装置は、複数の化合物識別装置を含む。例示的な実施形態においては、各供給用マイクロタイタープレート２０は、該供給用マイクロタイタープレートに特定の情報を提供するバーコード又は他の選択された表示又は追跡機構を含む。精製装置１０は、各精製操作において用いる特定の供給マイクロタイタープレート２０を識別するバーコード読取器１５等を含む。
【００４４】
質量分析器１６及びバーコード読取器１５等の各チャンネル１４の各部材は、コンピュータ制御装置１８に接続されており、制御装置は精製操作中の各部材の操作をモニタして制御する。また、質量分析器１６はコンピュータ１７に接続されており、コンピュータは、精製操作時に使用者へ追加的な制御又はモニタリング能力をもたらす。
【００４５】
各試料１２を質量分析器１６で分析した後、実質的に精製された試料小分け部を、受入れ用マイクロタイタープレート２２（図２に示す）の対応するウエル又は他の選択された試料コレクタ中に直接分配する。反応副産物として知られる、上記検出器により検出した試料の残りの部分は、第１のマイクロタイタープレート２４（図２に示す）に直接分配する。従って、４個の試料１２は、供給用マイクロタイタープレート２０から取出され、精製されて、各試料は、その１つが精製ターゲット化合物を収容し、もう１つが反応副産物を収容する２つの受入れ用マイクロタイタープレート２２と２４の対応するウエル位置に直接置かれる。１つの実施形態において、４個の試料は、供給用マイクロタイタープレートから、同じ取出し針アセンブリにより順次取出される。別の実施形態において、４個の試料は、４本の取出し針を有する取出しアセンブリにより実質的に同時に取出される。
【００４６】
受入れ用マイクロタイタープレート２２と２４はその上にバーコード等を有し、バーコード読取器２５（図２）が各受入れ用マイクロタイタープレートに隣接して設けられている。また、第２バーコード読取器２５は、コンピュータ制御装置１８（図１）に接続されて、各マイクロタイタープレートの選択されたウエル中に分配された試料を特定して追跡する。マイクロタイタープレート２２と２４中の精製ターゲット化合物は、その後、特定のターゲット化合物を突きとめるように選択された方法でスクリーニングできる。
【００４７】
マイクロタイタープレート２２は、コンピュータ制御装置１８（図１）に接続された自動画分捕集アセンブリ２３内にしっかりと保持されている。画分捕集アセンブリ２３は、精製されたターゲット化合物又は反応副産物の内の選択された試料小分け部を、マイクロタイタープレート２２又は２４の選択されたウエルへ案内する。画分捕集アセンブリ２３は、蒸気性試料小分け部を凝縮し次いでマイクロタイタープレート２２又は２４に送込む清浄な使い捨て又は再使用可能な膨張チャンバをピックアップするように自動化され構成されている。画分捕集アセンブリ２３は洗浄ステーションを含み、このステーションで、試料分配針は、試料小分け部を各々のマイクロタイタープレートに送り込んだ後で且つ洗浄膨張チャンバの次のセットを次の試料小分け部へ送込むためにピックアップする前に洗浄される。
【００４８】
例示的な実施形態の精製方法において、選択されたマイクロタイタープレート２０は、バーコード読取器１５によって識別され、オートサンプラー２１上に置かれる（図１）。１つの実施形態において、オートサンプラー２１は、ウィスコンシン州ミドルトンのＧｉｌｓｏｎ社製のＧｉｌｓｏｎ　２１５オートサンプラーである。図３の概略図において最も良く分るように、各試料は、供給用マイクロタイタープレート２０の選択されたウエルからオートサンプラー２１によって取出され、４つのチャンネル１４各々の１つの試料流路３０中に供給される。４つの試料１２は、各々の精製チャンネル１４中に実質的に同時に導入される。例示的な実施形態は４つの試料１２を実質的に同時に精製しているが、本発明による装置では、他の数の試料も同時に精製できる。
【００４９】
図３において最もよく分るように、試料１２をＣＯ_２源２９からの二酸化炭素及び溶媒源３３からの改質剤溶媒と混合して、選択された流速で各々のチャンネル１４に流入するキャリア流を生成させる。熱交換器３６からの二酸化炭素流は、再循環冷却浴３５により冷却し、ＣＯ_２ポンプ３７によりミキサー３９に吸引する。また、ＣＯ_２流は、パルスダンパに通してポンプ３７により生じる場合がある脈動を最小にする。改質剤溶媒は、溶媒ポンプ４１からミキサー３９に流入し、そこで二酸化炭素と混合する。次いで、二酸化炭素・溶媒混合物は、試料注入バルブ４３に流れて、そこで試料１２をオートサンプラー２１から受入れ、キャリア流と混合して試料流３１を生成させる。
【００５０】
試料流３１は、熱交換器４５に通し、この時点で、流体は超臨界となり、次いでＳＦＣカラム３２等の分離媒体に通して、このカラムにより試料流３１内の各試料小分け部を空間的に分離する。従って、各試料小分け部は、試料流がＳＦＣカラム３２から出て精製チャンネル１４を通るときに、他の成分から時間的にも空間的にも分離される。
【００５１】
本発明の１つの実施形態において、カラム３２は、図４及び５に示すように、超臨界流体クロマトグラフィーに使用する二構成カラムである。図４において最もよく分るように、カラム３２の各部材は、稀釈チャンバ４０８を備える上部稀釈本体部４００を含む。稀釈本体部４００の頂部は、入口管４１０に連結されており、試料流３１は、そこを通ってカラム３２に移動する。上部稀釈本体部４００は、装填本体部４０２に連結しており、上側端部キャップ４０１によって装填本体部４０２のスレッド上に所定位置でしっかりと保持されている。液体クロマトグラフィーにおいて用いる別の実施形態においては、稀釈チャンバは必要でなく、従って、カラム３２は、装填本体部に取付けられる稀釈本体部を含まない。
【００５２】
例示的な実施形態の稀釈チャンバ本体部４００、上側端部キャップ４０１、及び装填体４０２は、ステンレススチールのような不活性材料で作られている。別の実施形態において、他の不活性材料をカラムの各部材を作るのに使用できる。上端部の分離本体部４０３は、装填本体部４０２の下部に連結されている。分離本体部の下端部は、分離した試料流３１がカラム３２を出る出口管４１２に連結する下側端部キャップ４０４にしっかりと連結されている。
【００５３】
図５の断面図において最もよく分るように、試料流３１は、カラム３２に頂部ねじ込み入口５０５から流入し、入口５０５には、入口管４１０が、入口５０５内の頂部フェルールシール点５０６上に着座している外部フェルールによりシールされている。試料流は、入口管４１０から上部稀釈チャンバ４０８中に、逆型頂部漏斗部５０７により放射状に案内される。頂部漏斗部５０７は、形状的に実質的に円錐であり、稀釈チャンバ４０８の頂部を形成している。稀釈チャンバ４０８の本体部は、実質的に円筒状であるが、別の実施形態において、他の幾何学的形状で構成してもよい。稀釈チャンバ４０８の底部は、稀釈チャンバ本体部から外側に放射状に張り出た逆型漏斗部分５０９を有する。従って、底部漏斗部５０９は、稀釈チャンバ本体部よりも大きい直径を有する下部開口に張り出ている。底部漏斗部５０９の下部開口は、稀釈チャンバ４０８の下にある頂部フリット５１０上に配置されている。
【００５４】
稀釈チャンバの全容積は、固定相物質を含まない。試料流中の試料の稀釈は、試料流が本体部から底部漏斗部５０９へ下方に移動するときに起り、そこから試料流は頂部フリット５１０を通る。頂部フリット５１０は、頂部フリット５１０直下の装填領域５２０内のカラム床５１２上に試料を分布させる。稀釈チャンバ４０８のシールは、頂部フリット５１０において得られ、ここでは稀釈チャンバ本体部４００が装填本体部４０２へ内面的に嵌合されている。
【００５５】
装填本体部４０２は、頂部フリット５１０の下の装填領域５２０とこの装填領域の下の転移領域５２２を有する。装填本体部中の装填領域５２０と転移領域５２２は、カラム３２内のカラム床５１２を形成するシアノ等の固定相物質で満たされている。別の実施形態において、他の固定相物質を用いてカラム床５１２を形成してもよい。装填領域５２０は、分離領域５２４の内径の約２倍以上の内径と分離領域の長さの約半分以下の長さを有する。装填領域５２０において、試料流は、カラム床５１２から、装填本体部４０２により形成された円錐形を有する転移領域５２２に向って下方に進む。転移領域５２２は、試料流をカラム床５１２の分離領域内へ案内する。
【００５６】
試料がカラム床５１２の広い領域に亘って分布するように、装填領域５２０は広くて短い。従って、試料は、大きな水平面に亘って空間的に分布され、結果的に相容性のない装填溶媒から分離される。カラム床５１２は、選択された吸収特性を有する。装填領域５２０の長さ及びカラム床５１２の深さは、カラム床を形成する固定相物質上への試料の十分な吸収を許す最小縦方向吸収形状をもたらす。しかしながら、装填領域５２０の長さは、試料の所定の装填質量と溶媒量に対する試料の選択されたクロマトグラフィー分離のためには不十分である。
【００５７】
装填チャンバ又は領域５２０は、クロマトグラフィー分離のためではなく、試料装填のためのものであるから、装填チャンバは分離のための所要の流速を制御しない。その代わりに、流速は、分離領域５２４の直径によって決定される。試料が装填チャンバ５２０内に適切に装填された状態で、流れの溶離勾配プロセスは、試料を溶離して、それを分離カラムへ直接送ることができる。分離領域５２４の直径は、装填領域の直径よりも小さく、この小さな直径が所定の試料質量及び体積に対する試料の流速を制御する。この小さな直径は、試料流が低い速度で流れることを可能にするので、溶媒消費及び廃溶媒の発生が少なくなる。分離本体部４０３の頂部は、ねじ接続により装填本体部４０２の底部に螺合可能に取付けられており、その間に挟まれた当接フリット５１１によりシールされている。例示した実施形態の分離本体部４０３は、ステンレススチール製であり、カラム床５１２の分離領域５２４を収容する内部チャンバが広い上側端部と狭い下側端部を有する傾斜円筒形状を有するように形成されている。カラム５１２の分離領域５２４の内部チャンバは、固定相物質で満たされている。試料流は、分離領域５２４内のカラム床５１２から底部フリット５１３を通り下側端部キャップ４０４内に形成された底部流体漏斗５１４上へ下方に移動する。分離領域５２４の底部は、分離本体部４０３上に外からねじ込まれた下側端部キャップ４０４によりシールされている。底部フリット５１３は、下側端部キャップ４０４と分離本体部４０３との間に挟まれている。底部流体漏斗５１４は、円錐状であり、下側端部キャップ４０４中に形成された底部ねじ込み口５１６中に流体を案内する。ねじ込み口５１６には、出口管４１２をねじ込むことができる。出口管４１２は、出口５１６にねじ込んだ場合、外部フェルールを用いて底部フェルールシール点５１５で下側端部キャップ４０４に対してシールされる。
【００５８】
図６Ａに示す別の実施形態において、カラム３２は、「一構成」カラムである。２つの実施形態の間の類似性の点から、２つの実施形態における同じ部材は、明瞭にするために、同じ参照番号によって図面中で示されている。一構成カラムは、前述の二構成カラムと実質的に同じであるが、装填本体部６０２と分離本体部６０３とは、単一ステンレススチールユニットから一体的に構成されて、ワンピースの装填及び分離（Ｏｎｅ−Ｐｉｅｃｅ　Ｌｏａｄｉｎｇ　ａｎｄ　Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ：ＯＰＬＡＳ）本体６１７を形成する。従って、二構成カラムに用いた上部フリット５１１は不必要なので省略されている。
【００５９】
図６Ｂの断面図において最もよく分るように、稀釈チャンバ本体部４００は、ＯＰＬＡＳ本体６１７中に内面的に嵌合されており、ＯＰＬＡＳ本体上に外からねじ込んだ上側端部キャップ４０１によって固定されている。ＯＰＬＡＳ本体６１７の下端部は、下側端部キャップ４０４中に内面的にねじ込まれている。したがって、ＯＰＬＡＳ本体６１７内に形成された装填領域５２０は、分離領域５２４の内径の約２倍以上の直径と分離領域の長さの約半分以下の長さを有する。
【００６０】
図７Ａに示す別の実施形態において、カラム３２は、前記で説明し、図４、５に示す「二構成」カラムと同じである。稀釈チャンバ本体部４００は、装填本体部４０２の頂部に着座する下端部４０７を有する。稀釈チャンバ本体部４００は、装填本体部４０２の外径と同じ外径を有する。頂部フリット５１０は、稀釈チャンバ本体部４００の下端部４０７と装填本体部４０２の頂部との間に挟まれている。
【００６１】
例示した実施形態において、支持フリット７０４は、頂部フリット５１０の上方で、稀釈チャンバ４０８の底部漏斗部５０９の直下に配置されている。稀釈チャンバ４０８がプラスチック又はステンレス鋼のビーズ等の不活性物質で充填されている場合には、支持フリット７０４は、不活性媒体を稀釈チャンバ４０８内に保持する。また、支持フリット７０４は、頂部フリット５１０を支持して、それが湾曲するのを防止する。
【００６２】
図７Ｂに示す別の実施形態において、カラム３２は、前記で説明し、図６Ａ、６Ｂに示す「一構成」カラムと同じである。しかしながら、稀釈チャンバ本体部４００は、装填本体部４０２に螺装可能な上側端部キャップ４０１と一体的に連結される。稀釈チャンバ本体部４００と上側端部キャップ４０１とは、装填本体部４０２の頂部に対して頂部フリット５１０を挟むように配置される。この実施形態は、前述のように、任意の不活性媒体が使用された場合には、これを稀釈チャンバ４０８内に保持すると共に頂部フリット５１０が湾曲しないように、これを支持するよう配置された支持フリット７０４を含む。装填本体部４０２は、分離本体部４０３に一体的に連結されている。
【００６３】
図７Ａ、７Ｂに示す別の実施形態の分離本体部４０３は、略円錐形状の分離領域５２４をもつよう図示されている。これとは別の実施形態において、分離領域５２４は、その全長に沿って一定の断面積を有する円筒形状であってもよい。
【００６４】
図７Ｃに示す本発明の別の実施形態において、カラム３２は、相互に間隔をあけて配置される稀釈カラム７４０、装填カラム７４２、及び分離カラム７４４を有する多段カラムアセンブリである。稀釈カラム７４０、装填カラム７４２、及び分離カラム７４４は、小口径管７４６によって直列に接続されている。稀釈カラム７４０は、入口管４１０を受入れる頂部開口７５２を備える稀釈チャンバ本体部７５０を有する。試料が入口管４１０から頂部開口７５２を経由して稀釈チャンバ７５４内に流入するように、入口７５２は、稀釈チャンバ本体部７５０内の稀釈チャンバ７５４と流体連通している。稀釈チャンバ７５４は空であってもよく、又は別の実施形態において、プラスチック又はステンレス鋼のビーズ等の不活性媒体を含むこともできる。ビーズは、試料流が稀釈チャンバ７５４に流入した場合、稀釈を促進する。稀釈チャンバ本体部７５０の底部は、稀釈チャンバ７５４と流体連通する出口７５６を有する。出口７５６は、試料流を稀釈カラム７４０から外へ導くために、小口径管７４６の上方部分７５８に接続される。例示した実施形態において、小口径管７４６は、約０．０１０インチの内径を有するＨＰＬＣ管であるが、その他の管も使用できる。
【００６５】
小口径管７４６の上方部分７５８は、装填カラム７４２の装填本体部４６２に形成された入口７６０に接続される。入口７６０は、装填本体部４６２内に形成された装填チャンバ７６４と流体連通している。装填本体部４６２は、ねじ付き頂部キャップ７６７によって、軸方向に整列した状態で相互にしっかりと保持されている上方部分７６５と下方部分７６６とによって形成される。上方部分７６５は入口７６０を有し、下方部分７６６は出口７６８を有し、これらは装填チャンバ７６４と流体連通している。頂部キャップ７６７は、上方部分７６５を覆って延び、頂部キャップに形成された雌ねじ７６９は、下方部分７６６上に形成された雄ねじ７７０に螺合される。頂部キャップを上方部分の所定位置に固定するために、固定リング７７１は、頂部キャップ７６７の上から装填本体部の上方部分７６５上にスナップ留めされる。
【００６６】
装填チャンバ７６４は、カラム床７７２を形成するシアノ又は他の選択された物質等の選択された固定相物質を含む。例示した実施形態において、カラム床７７２は、これを取り囲む殻部分７７５を有する保護カラムカートリッジ７７３内に収容される。フリット７７４は、保護カラムカートリッジ７７３内のカラム床７７２の頂部及び底部に収容されている。フリット７７４は、試料が装填チャンバ７６４を通って出口７６８へ流れる場合に、試料がそれらのフリットを通過するように置かれる。別の実施形態において、装填カラム７４２は保護カラムカートリッジ７７３を使用しない。カラム床７７２は、装填チャンバ７６４内に直接パックされ、フリット７７４がカラム床の頂部及び底部上に置かれる。
【００６７】
装填チャンバ７６４は、全試料を装填カラム７４２内に装填できる縦方向吸収形状をもたらすために、選択された体積の充填物質を収容する直径及び長さによって定義される容積を有する。しかしながら、装填チャンバの長さは、試料をクロマトグラフィー分離するのには十分ではない。結果的に、装填チャンバ７６４は、大きな試料を受入れて、相容性のない溶媒から試料を分離するために、試料を大きな水平面上に空間的に分布させることができる。
【００６８】
装填本体部７６２の出口７６８は、試料流を装填カラム７４２から運び去る小口径管７４６の下方部分７７６に接続される。管の下方部分７７６は、フィルタ７８０の入口７７８に接続される。フィルタ７８０は、分離カラム７４４の分離本体部に形成された入口７８１に接続される。別の実施形態において、フィルタ７８０は使用されず、管の下方部分７７６は、分離本体部の入口７７８に直接接続される。
【００６９】
分離本体部７８２は、試料流を受入れるために入口７８１と流体連通している細長い分離チャンバ７８４を有する。分離チャンバ７８４は、カラム床７８７を形成する選択された分離媒体を収容する。試料流はこのカラム床を通って移動して、試料の成分がクロマトグラフィー分離される。分離チャンバ７８４は、装填チャンバ７６４の直径の約１／２又はそれ以下の直径を有し、装填チャンバの長さの２倍又はそれ以上の長さを有する。試料流速は、分離チャンバ７８４の直径によって決まる。例示した実施形態の分離チャンバ７８４は、その全長に亘り実質的に連続的な断面積を有する。別の実施形態では、下側端部で直径が小さくなるようテーパ付けされている分離チャンバ７８４を有することができる。
【００７０】
分離本体部７８２の下側端部は、分離チャンバ７８４と流体連通する出口７８８を備える下側端部キャップ７８６に接続されている。分離カラム７８２から流出する分離試料流を受入れるために、出口７８８は、出口管４１２に接続されている。
【００７１】
多段カラムアセンブリは、大量に装填された溶媒を処理できる大径装填カラム７４２の利点、及び選択されたクロマトグラフィー分離を達成しながら、所望の大量処理を可能にする小径分離カラム７４４の利点を利用する。従って、所望の分離効果を得るために大口径のカラムを必要としない。
【００７２】
図７Ｄに例示した別の実施形態において、カラム３２は、装填カラムから間隔をあけて配置されている稀釈チャンバをもたないこと以外は、前述の図７Ｃに示した実施形態と同じ多段カラムアセンブリである。稀釈チャンバ７９０は、装填カラム７４２内に設けられている。装填カラム７４２は、入口７６０において入口管４１０に接続される。装填カラム７４２は、装填本体部の上方部分７６５と保護カラムカートリッジ７７３の頂部との間に挟まれている環状スペーサ７９２を含む。環状スペーサ７９２は、入口７６０と流体連通した開放中央区域７９４と、内部にカラム床７７２を備える保護カラムカートリッジ７７３とを有する。スペーサの開放中央区域７９４は、試料流がカラム床７７２上に装填される前にこれを受入れる稀釈チャンバ７９０を形成する。従って、稀釈チャンバ７９０と装填チャンバ７６４とは、多段カラムアセンブリの同じステージ内で一体的に連結されている。例示した実施形態において、装填チャンバ７６４の上方に空間を形成するために、稀釈チャンバ７９０は空である。別の実施形態において、稀釈チャンバ７９０に不活性ビーズ又は他の物質を収容してもよい。
【００７３】
別の実施形態において、装填チャンバ７６４は、前述のように保護カラムカートリッジ７７３内でカラム床７７２を形成する選択された固定相物質と、その間にカラム床を挟むフリット７７４とを収容する。別の実施形態において、保護カラムカートリッジ７７３は使用されず、カラム床７７２及びフリット７７４は装填チャンバ７６４内に直接パックされている。
【００７４】
装填本体部の下方部分７６６は、前述のように小口径ＨＰＬＣ管７４６へ接続されている出口７６８を有し、装填チャンバ７６４からの試料流を受入れる。小口径管７４６は、図７Ｃに示す実施形態に関連して前述したように、フィルタ７８０の入口７７８に接続されている。
【００７５】
図８Ａ〜Ｃは、本発明に基づいてカラム３２により得られた従来技術を凌ぐ改善を示す３回のクロマトグラフィー操作結果をグラフで示す。３回のクロマトグラフィー操作は、すべて、同じクロマトグラフィー条件下で、同じ装填量の３化合物混合物を注入して行った。操作２００（図８Ａ）は、小容量の溶媒混合物と一緒に注入した従来の単一カラムを用いた分離結果を示す。操作２０１（図８Ｂ）は、操作２００と同じ従来技術単一カラムを用い、このカラムに大容量の溶媒混合物と一緒に注入した分離結果を示す。操作２０２（図８Ｃ）は、前述した本発明の実施形態に従って二構成カラム３２を用いた分離結果を示す。操作２０２は、操作２０１と同じ大容量の溶媒混合物と一緒に注入した。
【００７６】
カラム３２の第１部分（例えば、装填及び転移部分）は、カラムの第２部分（分離領域）よりも大きい内径と短い長さを有する。従って、本発明に従うカラム３２は、複数化合物を含む大容量溶媒混合物を処理することができ、質量分析器等の使用によるような種々の化合物の高度に正確な分離と検出を提供し得る。複数化合物を含む大容量溶媒混合物を処理する対応の速度と組合さったこの正確性は、より迅速でより効率的な処理能力を提供する。
【００７７】
再び図３に関して、試料流３１は、ＳＦＣカラム３２を出て、もう１つの熱交換器４７を通って、検出器３４に流入する。検出器３４は、ＳＦＣカラム３２により互いに分離された試料流３１中の種々の化合物即ちピークを検出するようにしてある。例示した実施形態においては、検出器３４は、紫外線（ＵＶ）検出器である。ＵＶ検出器を例示した実施形態においては用いているけれども、赤外線（ＩＲ）検出器又は試料流３１内のピークを識別できる任意の他の適切な検出器のような他の検出器も使用できる。
【００７８】
各検出器３４は、通常のコンピュータ制御装置１８に接続する。検出器３４は、ピークを識別するとき、コンピュータ制御装置１８に信号を送ってピークを指示する。試料流速は各チャンネルにおいて既知であるので、コンピュータ制御装置１８は、試料流３１がチャンネルを通るときの各チャンネル１４内の各ピークの位置を算出できる。例えば、２つのピークを同じ試料流３１中で検出した場合、コンピュータ制御装置１８は、各ピークがチャンネル１４内のどこかを算出しモニタする。コンピュータ制御装置１８は、各ピークが全体の精製工程中で互いにどこで相対しているかも算出する。
【００７９】
試料流３１は、精製チャンネルを移動するとき、蒸気状態にある。試料流３１が検出器３４を出た後、メーキャップ溶媒４９と称される追加の溶媒を、試料流中の液体容量を増大させるのが必要な時に、試料流に加えて、試料の画分捕集アセンブリへの輸送を容易にする（以下で説明する）。メーキャップ溶媒４９は、溶媒容器から溶媒ポンプ５１により各々の精製チャンネル１４中にポンプ吸引する。溶媒容器と溶媒ポンプ５１は、各々、コンピュータ制御装置１８に接続して、このコンピュータ制御装置が使用した溶媒容量をモニタでき、選択した精製操作において必要なときの溶媒ポンプを制御できるようにする。コンピュータ制御装置１８は、操作中の精製チャンネル内で必要なメーキャップ溶媒４９の量もモニタして、潜在的問題が生ずるかどうかを検知でき、装置の操作者に警報又は他の警告を与えることが出きるようにする。
【００８０】
メーキャップ溶媒４９を必要に応じて試料流３１に加えた後、試料流は、背圧調整器センブリ５５内の背圧調整器モジュール５３を通る。背圧調整器モジュール５３は、チャンネル１４内の背圧を検知し、制御してチャンネル内に所望の圧力を維持する。
【００８１】
図９において最の良く理解できるように、背圧調整器センブリ５５は、各精製チャンネル用の４個の背圧調整器モジュール５３を移動可能に保持しているハウジング９００を含む。アセンブリ５５は、背圧調整器モジュール５３がコンピュータ制御装置１８（図３）との接続のために連結している接続パネル９０２も含む。モジュール５３は、ハウジング９００中にまた接続パネル９０２上にプラグしている。従って、新たな或いは置換えモジュール５３を精製装置内で必要とする場合、それらのモジュールは、１個のモジュールもプラグしてないとき及び置換えモジュールにプラグするときに迅速且つ容易に設置できる。
【００８２】
図１０において最の良く理解できるように、背圧調整器モジュール５３は、冷却グレーターアセンブリ１００４を収容し保護するハウジング１００２を含む。調整器センブリ１００４は、試料流が各々の精製チャンネル１４を通るときに、試料流内の背圧を制御する。調整器センブリ１００４は、精製操作中に必要なとき、調整器センブリを駆動し、調整するステッピングモータ制御装置１００６に電気的に接続されている。ステッピングモータ制御装置１００６は、ハウジング１００２にも接続しているプリント回路基板１００８に接続されている。プリント回路基板１００８は、調整器センブリの接続パネル９０２（図９）中に解除可能にプラグしている複数のコネクター１０１０を含む。従って、コンピュータ制御装置１８は、背圧調整器モジュール５３に上記プリント回路基板を介して接続し、調整器センブリ１００４にはステッピングモータ制御装置１００６により接続する。
【００８３】
背圧調整器モジュール５３は、ハウジング１００２に取付けた前面プレート１０１２も含む。前面プレート１０１２は入口１０１４を有し、この入口内には、精製チャンネルの管が試料流３１を背圧調整器モジュール５３中に通せるように延びている。試料流は圧力センサ１０１３を通り、このセンサは、試料流の圧力を識別するようにプリント回路基板１００８に接続している。後でもっと詳しく説明するように、試料流３１が調整器センブリ１００４に入り、試料流の圧力を必要に応じて修正した後、試料流は、背圧調整器モジュール５３から前面プレート１０１２上の出口１０１８を通って出る。
【００８４】
図１１及び１２において最もよく分るように、調整器センブリ１００４は、ステッピングモータ制御装置１００６（図１０）に接続した配線１１０２を有するステッピングモータ１１００を含む。ステッピングモータ１１００は、このステッピングモータを背圧調整器１１０６に相互接続させているモータマウント１１０４に連結している。背圧調整器１１０６は、モータマウント１１０４を通って延びてステッピングモータ１１００のハウジング中にねじ込んだ複数の取付け用のねじ１１０８によりしっかりと保持されている。
【００８５】
また、調整器センブリ１００４は、精製チャンネルの管内の試料流を加熱して、圧力調整器を交差して生ずる圧力差の結果として生じ得る氷結晶等の生成を防止するようにしたヒーター１１１０も含む。ヒーター１１１０は、背圧調整器１１０６上に延びている熱伝導体１１１２、及びこの熱伝導体上にバンドクランプ１１１６によって型締めされたヒーターバンド１１１４を含む。ヒーターバンド１１１４は、コンピュータ制御装置１８に接続させて、このヒーターバンドがその温度を調節して精製操作中に背圧調整器に種々の加熱状態を与えるようにする。熱伝導体１１１２は、精製操作中に熱伝導体の温度をモニタする温度センサ１１１８を含む。温度センサ１１１８は、コンピュータ制御装置１８（図３）に接続させて、コンピュータ制御装置が調整器センブリ１００４の操作中の必要な時ヒーターバンド１１１４からの熱を調節できるようにする。ヒーター１１１０は、圧力調整器１１０６において氷又は結晶の形成を防止するように制御される。
【００８６】
図１２Ａにおいて最もよく分るように、調整器１１０６は、試料流３１を通す精製管１２０１を受入れるフローフィルタ１２５０を有する。フローフィルタ１２５０は、試料流３１の通路内に置かれたフリット１２５２又は他のフィルタ部材を含む。試料流３１はフリット１２５２を通過し、試料流が調整器１１０６を通過する前にフリットが試料流中の全ての微粒子を濾過する。フローフィルタ１２５０は、濾過された試料流３１を受ける入口１２００内に延びると共に、入口１２００によってしっかりと支持される接続端部１２５４を有する。別の実施形態において、フローフィルタ１２５０は使用されず、調整器１１０６内に入る精製管は、入口１２００内に直接延びている。
【００８７】
入口１２００は、該入口の下方に配置されているノズル１２０４と連通する入口チャンネル１２０２を有する。例示した実施態様におけるノズル１２０４は、ダイアモンドコーティングを有してレギュレーター内に極めて硬質で耐久性のあるノズルを与えるようなセラミックコンポーネントである。ノズル１２０４は、苛性溶媒および２０００ｐｓｉ又はそれ以上の圧力を含む極めて過酷な条件に暴露される。入口１２００は、ノズル保持体１２０５に、入口１２００がノズルの交換が必要な場合にノズル１２０４にアクセスできるように容易に移動可能であるように螺合可能に連結されている。
【００８８】
ノズル１２０４は、その中に延びている入口チャンネル１２１１を含み、このチャンネルは、このチャンネルからの試料流３１を受入れる極小チャンバと連通している。入口チャンネル１２１１の下側端部は、試料流が通るノズルオリフィスを形成する。ノズル１２０４の下にあるステム１２０８は、シール１２１０を通って小チャンバ１２０６内に延びており、入口チャンネル１２１１の下端のノズルオリフィスの直ぐ近くで終端している。ステム１２０８は、ノズルオリフィスに対して移動可能であり、調整器１２０６を通る流路を調整可能に閉鎖する。例示した実施形態において、ステム１２０８は、サファイアステムである。別の実施形態において、ステム１２０８は、ダイヤモンド、ルビー等の他の非常に硬質の耐侵食性材料から作ることができる。ステム１２０８は、ノズル１２０４に対して移動可能であり、開口の大きさを調整して試料流３１の圧力を調節する。
【００８９】
図１２Ｂにおいて最もよく分るように、別の実施形態におけるノズル１２０４は、ノズル本体部１２８１と、空洞１２８２に保持されているノズル挿入体１２８０とを有し、空洞１２８２は、ステム１２０８（図１２Ａ）に対向するノズル本体部の下端部１２８３に形成されている。例示した実施形態におけるノズル挿入体１２８０は、ノズル本体部１２８１の下端部に形成されるロールクリンプによって空洞内に保持される。別の実施形態におけるノズル挿入体１２８０は、ノズル空洞内の所定位置でしっかりと把持する他の適切な方法で保持することができる。
【００９０】
ノズル挿入体１２８０は、十分な硬さと耐侵食性とを有するサファイヤ、ルビー、ダイヤモンド、又は他の適切な材料のような非常に硬い耐侵食性のある材料で作られる。１つの実施形態において、ノズル本体部１２８１はセラミックによって作られ、ノズル挿入体１２８０はサファイヤで作られる。ノズル挿入体は、ノズル本体部内の入口チャンネル１２１１と整列した孔１２８４を有する。孔１２８４の下端部は、試料流が通過するノズルオリフィスを形成する。
【００９１】
試料流３１は、ノズル１２０４からオリフィスを通って、小チャンバ１２０６と連結している出口チャンネル１２１２に移動する。出口チャンネル１２１２は、その中の出口管１２０１を受入れて試料流３１を調整器１１０６から送り出すように出口１２１４を通って延びている。出口管１２０１は、出口１２１４から延びて出口管を加熱するように熱伝導体１１１２の周りを約２倍取り巻いており、それによって精製管内での氷結晶の形成及び出口管外側の凝縮を防止している。精製管１２０１は、熱伝導体１１１２から、調整器センブリを離れて前述したような調整器モジュールの前面プレート１０１２（図１０）上の出口１０１８まで延びている。
【００９２】
例示した実施形態において、ステム１２０８は、調整器センブリ１００４内の高圧で過酷な環境において使用するのに適する硬度及び耐侵食性を有するサファイアステムである。サファイアステム１２０８は、その下端部で、ねじ込み下端部を有する保持部材１２２０内に移動可能に位置させたロッドに連結している。保持部材１２２０は、ノズル１２０４に対してロッド１２１８とステム１２０８を付勢するベルビル（Ｂｅｌｌｖｉｌｌｅ）ウォッシャー、ウェイブウォッシャー等の付勢部材１２２２を含む。ステム１２０８がノズル１２０４に直接係合して追加的な力がステムに加えられた場合には、付勢部材１２２２は、操作中のサファイアステム１２０８又はノズル１２０４の劣化を回避するように縮む。しかしながら、付勢部材１２２２は、精製操作中の精製チャンネル１４の管内の試料流正常圧においては縮まないような十分なばね剛性を有する。
【００９３】
調整器アセンブリ１１０６の調整は、ステム１２０８をノズル１２０４に対して移動させる二重同心スクリューによって与えられる。図１２において最もよく分るように、保持部材１２２０は、調整スクリュー１２２６のシャフト１２２４内に形成された雌ねじ山１２３０中にねじ込まれている。例示した実施形態においては、雌ねじ山１２３０は、１インチ（２．５４ｃｍ）当り２８個のねじ山ピッチ、即ち、２８ｔｐｉのピッチを有する。調整スクリューのシャフト１２２４も、調整器本体部１１０６のねじ込み孔にねじ込む雄ねじ山１２３２を有する。例示した実施形態においては、雄ねじ山１２３２は２７ｔｐｉのピッチを有する。従って、調整スクリュー１２２６の雄ねじ山１２３２は、雌ねじ山１２３０のピッチ数と異なるねじ山ピッチを有する。雌ねじ山１２３０と雄ねじ山１２３２は、双方とも、調整スクリューの回転毎にノズル１２０４に対してステム１２０８の減衰された動きに対して二重同心スクリュー形状を形成するように、反対方向に配向された右手型ピッチねじ山である。
【００９４】
調整スクリュー１２２６は、ステッピングモータ１１００上の駆動スプライン１２３６にしっかりと係合している内部駆動スプライン１２３４を有する。駆動スプライン１２３６は、内部駆動スプライン１２３４内に圧入される。ステッピングモータ１１００をコンピュータ制御装置１８（図示せず）により駆動すると、駆動スプライン１２３６は回転し、それによって調整スクリュー１２２６を回転させる。調整スクリュー１２２６が１回転する際に、二重同心スクリュー形状は、保持部材１２２８、即ちステム１２０８の移動範囲を妨げる。例えば、ステッピングモータ１１００が調整スクリューを完全に１回転させる場合、保持部材１２２０は、雌ねじ山１２３０と雄ねじ山１２３２間のピッチ差のために１ピッチ数しか動かない。
【００９５】
１つの実施形態において、雄ねじ山１２３２に沿った調整スクリューの１回転は調整スクリュー１２２６と保持部材１２２０を約０．０３７３インチ（０．９４７４ｃｍ）動かすであろう。しかしながら、雌ねじ山１２３０は、反対方向に約０．０３５７１インチ（０．９０７０ｃｍ）動き、約０．００１３インチ（０．０３３０ｃｍ）の正味の動きを生ずる。従って、調整器１１０６内の二重同心スクリュー形状は、ノズル１２０４に対するステム１２０８の極めて正確で微細な調整を行って、背圧調整器アセンブリ１００４を通るときの試料流３１内の圧力調整を緊密に制御する。
【００９６】
背圧調整器１００４は、その中を通って延びている生成チャンネル内のデッド容量と未掃去容量を最小量しか有さないように構成されて異なる試料の精製操作における相互汚染のリスクを防止又は最小化している。背圧調整器アセンブリは、圧力スパイク等の事象において背圧調整器の劣化を回避するに十分な安全性を提供しながら、超高圧下での精製操作中に遭遇する過酷な環境に耐える極めて耐久性のある部材によって構成されている。
【００９７】
１つの実施形態において、ステッピングモータは、駆動スプライン１２３６、即ち調整器に対して選択された位置を通過した後の調整スクリュー１２２６の移動を防止する回転ストップ１２２６を含む。移動ストップ１２３８は、ステム１２０８がノズル１２０４に係合した後は、ステッピングモータが調整スクリュー１２２６を余計に駆動するのを防止するように配置され、これによりステッピングモータによるオーバドライブの結果としての二重同心ねじの拘束を防止する。
【００９８】
精製装置の例示した実施形態は、コンピュータ制御装置１８により制御される二重同心スクリュー形状を有する調整器アセンブリを用いる。別の実施形態において、背圧調整器アセンブリ５３は、選択された制御機構を有する独立型の調整器であってもよい。
【００９９】
図３において最良に理解できるように、試料流３１は、背圧調整器アセンブリ５５から微少試料バルブ３８に移動する。微少試料バルブ３８は、操作上、コンピュータ制御装置１８に接続しており、試料流３１のピークが微少試料バルブから移動するときにコンピュータ制御装置により駆動される。駆動時に、微少バルブ３８は、試料流３１からのサンプリング分を方向転換させて、分析のための質量分析器１６に向けさせる。試料流３１の残りの部分は、実質的に遮断されないで、各々のチャンネル１４の流路に沿って流動し続ける。各微少試料バルブ３８が駆動されると、サンプリング分は、正しくピークの選択された成分を含有している。質量分析器１６は、サンプリング分を分析して、ピークがターゲット化合物であるか否かを決定する。
【０１００】
４個の試料流３１がそれぞれのチャンネル１４と検出器３４を同時に移動するとき、４つのチャンネルからのピークは試料操作中の別々の時点で起きるであろう。従って、質量分析器１６は、通常、４つのチャンネルからのサンプリング分をサンプリング間で幾分経時的に受入れる。しかしながら、ある場合には、２個以上の検出器３４が試料流中のピークを試料操作中に同時に或いは重複した時間で検知し得る。コンピュータ制御装置１８は、異なるチャンネル１４における各ピークが同時に或いは重複時間で生じた場合、微少試料バルブ３８の駆動順序を制御する分析順位プロトコルによりプログラミングされている。従って、その順位プロトコルにより、ピークのサンプリング分を質量分析器１６に方向転換させるタイミングを制御し、それによって、各ピークを同じ分析器によって別々に分析できる。１つの実施形態においては、別々のチャンネル１４からのピークを同時に検知した場合、コンピュータ制御装置１８は、微少試料バルブ３８を異なる時間で駆動させて、それぞれのピークを質量分析器１６に順次向けさせるようにする。各微少試料バルブの駆動は、コンピュータ制御装置の分析順位プロトコルを改定して順次的サンプリングを行うようにすることによって制御できる。
【０１０１】
図１３において最良に理解できるように、４個の微少試料バルブ３８は、４個のバルブモジュール１３０２を有する微少試料バルブアセンブリ１３００のパーツである。各バルブモジュール１３０２は、各々の精製チャンネル１４用の微少試料バルブ３８を含む。各バルブモジュール１３０２は、ハウジング１３０４に移動可能に収容されて、接続パネル１３０６に接続された各コネクターにプラグされている。接続パ熱１３０６は、コンピュータ制御装置１８（図示せず）に接続されて、コンピュータ制御装置が各微少試料バルブ３８を駆動できるようになっている。
【０１０２】
図１４Ａ及び１４Ｂにおいて最良に理解できるように、各バルブモジュール１３０２は、微少試料バルブ３８にしっかりと係合している前面プレート１４００と反対側プレート１４０２を含む。全面プレート１４００は、精製チャンネル管を受入れ、試料流をバルブモジュール３８の中外に方向付けする入口１４０４と出口１４０６を有する。
【０１０３】
微少試料バルブ３８は、１対の電磁ソレノイド１４１０間に位置させたバルブ本体部１４０８を含む。各ソレノイド１４１０は、コンピュータ制御装置１８（図示せず）により駆動可能であり、後で詳述するように、微少試料バルブの駆動を制御する。各ソレノイド１４１０は、それぞれ、バルブ本体部１４０８と外側取付けプレート１４１４の間に挟まれており、取付け用スクリュー１４１６が各外側取付けプレートをバルブ本体部に固定している。
【０１０４】
図１５Ａから図１７において最良に理解できるように、バルブ本体部１４０８は、試料入口１５０２、試料出口１５０４（図１５Ａ、１５Ｂ）、溶媒入口１５０６、およぶ流体出口１５０８を有する。溶媒入口１５０６は、流体出口１５０８と軸的に並んでいない。流体出口１５０８は、質量分析器１６は質量分析器１６に連結しており、微少試料バルブ３８から流体出口を通って出る流体を質量分析器１６に送る（図３）。微少試料バルブ３８は、バルブ部本体部１４０８内の内部質５１２内に摺動可能に挿入されたす手無１５１０を有する。ステム１５１０は、バルブ本体部１４０８に摺動可能に延びており、電磁ソレノイド１４１０に反対側末端で接続している。ソレノイド１４１０は、バルブ本体部内のステムの軸位置を制御する。ソレノイド１４１０は、コンピュータ制御装置１８（図３）に接続して、コンピュータ制御装置がステムの軸位置を制御又は調整できるようにしている。上部及び下部シール１５１４は、ソレノイド１４１０に隣接するバルブ本体部１４０８内に位置しており、中心プラスチックスリーブ１５１６が上部及び下部シール間に延びている。ステム１５１０は、上部及び下部シール１５１４、及びプラスチックスリーブ１５１６を通って延びて、その間に流体密封性シールが形成されるようにする。例示した実施形態において、ステム１５１０はプラスチックスリーブ中に圧入させ、それによってステムの周りのデッドスペースを防止している。
【０１０５】
図１６及び１７において最もよく分るように、ステム１５１０は、流体出口１５０８に連結し、さらに質量分析器１６に連結している通し孔１５１８を有する。また、ステム１５１０は、バルブ本体部１４０８の外流動面上に流体出口１５０８に連結した軸溝１５２０も有する。軸溝１５２０は、通し孔１５１８からステム表面に沿って上方に延びており、流体流を通し孔からステム表面と中心プラスチックスリーブ１５１６巻の軸溝に沿って上方に向けるよう形成されている。通し孔１５１８は、キャリア溶媒の流れ又は試料流からのピークサンプリング分のいずれかを質量分析器１６に通すように形成されている。
【０１０６】
以下に、図３、図１５及び図１６に関連して、溶媒入口１５０６（図１５及び１６）は、キャリア溶媒源１６０４（図３）及びキャリア溶媒ポンプ１６０６に連結しているキャリア溶媒ライン１６０２に連結している。キャリア溶媒ポンプ１６０６は、コンピュータ制御装置１８にも連結しており、キャリア溶媒の微少試料バルブ３８への流れを制御している。実質的に連続したキャリア溶媒の流れは、精製操作中、微少試料バルブ３８に供する。例示した実施形態においては、キャリア溶媒ライン１６０２は、１連の４個の微少試料バルブ３８に連結しており、キャリア溶媒が微少試料バルブの全部を通って質量分析器１６に流れるようにする。従って、キャリア溶媒は、キャリア溶媒は、溶媒入口１５０６を通って第１の微少試料バルブ３８に入り（図１５と１６）、流体出口１５０８を通って出て（図１６）、キャリア溶媒ライン１６０２に戻り、次の微少試料バルブにその溶媒入口を通って流入する。その流れは、各微少試料バルブ３８を通り、次いで質量分析器１６に続く。
【０１０７】
また、各精製チャンネル１４内の微少試料バルブ３８は、その中を通る試料流３１の連続流を有する。試料流３１は、試料入口１５０２を通って微少試料バルブ３８に入り（図１５及び１６）、ステム１５１０の直ぐ近くのバルブ本体部１４０８を通って延びている試料ライン１５２２を通り、試料出口１５０４から出る。従って、例示した実施形態における試料流３１は、キャリア溶媒の流れを横切る。
【０１０８】
微少試料バルブ３８が、図１６において示すように、下寄りの正常位置にあるとき、通し孔１５１８は、試料流３１の下にあり、試料流３１との連結は外れている。ステム１５１０は、試料流３１が流体出口１５０８から質量分析器１６（図３）に通るのを遮断している。ステム１５１０が下げた位置にあるとき、キャリア溶媒の連続流は、バルブ本体部１４０８に溶媒入口１５０６を通って入り、通し孔１５１８を通り、軸溝１５２０の上を通り、バルブ本体部を出て質量分析器１６に向う。
【０１０９】
正常な使用中、ピークを識別しないときは、微少試料バルブ３８は、この下げた正常位置に留まり、従って、キャリア溶媒のみが微少試料バルブバルブを通って質量分析器１６に流れる。検出器３４（図３）が試料流中のピークを検出し、コンピュータ制御装置１８が微少試料バルブ３８を駆動したときには、ソレノイド１４１０が、図１７に示すように、ステム１５１０を下げた位置から上げたサンプリング位置まで軸的に直ぐに移動させる。この上げたサンプリング位置においては、ステム１５１０内の通し孔１５１８は、試料ライン１５２２と連結しており、この試料ラインを通って、試料流３１が試料入口１５０２と試料出口１５０４間を移動する。従って、キャリア溶媒の流れは一時的に遮断され、試料ライン１５２２を移動するピークの小サンプリング分が、試料ラインから方向転換されて、通し孔１５１８から流れ出口１５０８に通って、キャリア溶媒が遮断されて入り位置のキャリアラインに入る。次いで、サンプリング分は、分析のための質量分析器１６（図３）に流入する。
【０１１０】
ピークがコンピュータ制御装置１８によって決定されたような選択された時間で通し孔１５１８から移動するとき、ステム１５２１０は、下げ位置にスイッチバックさせる（図１６）。ソレノイド１４１０を駆動し、それによってステム１５１０を軸的に下げ位置に直ちに移動させる、それで、分析のため質量分析器１６が受けた試料流３１の部分のみがピークのサンプリング分である。ステム１５１０を下げ位置に戻したときは、キャリア溶媒の質量分析器１６への流れが再開される。従って、質量分析器１６は流体の連続流を受入れ、サンプリング分は、微少試料バルブ３８が駆動されたとき、その連続流のセグメントとして効率的に挿入される。
【０１１１】
下げ位置と上げサンプリング位置間のステムの軸移動により、位置間の極めて迅速な切替えを可能にし、それによって試料流の選択された部分の少量ではあるが極めて正確なサンプリングを可能にする。例示した実施形態においては、微少試料バルブ３８は、正常下げ位置から、上げサンプリング位置へ、さらに正常下げ位置へ包括的に約１５〜１００ミリ秒の時間で切換えるよう形成されている。１つの実施形態においては、その時間は２０ミリ秒未満であり、約２ピコリットル以下の少量の試料容量を質量分析器１６に向けさせるようにしている。別の実施形態においては、微少試料バルブ３８は、正常下げ位置から、上げサンプリング位置へ、さらに正常下げ位置へ１秒以下で移動可能であるように形成されている。この極めて迅速な切替えは、試料流内の複数のピークのサンプリング分間のある部本体部内での相互汚染の機会も最小にしている。
【０１１２】
微少試料バルブ３８は、バルブ本体部１４０８を通る流路とステム１５１０が、微少試料バルブを通る異なる試料間で相互汚染を生じ得るデッドスペースと未掃去容量を実質的に与えないように設計され、構成される。従って、微少試料バルブ３８は、精製過程において極めて正確な結果を与える。微少試料バルブ３８は、試料流から小試料小分け部を迅速に採取し、それによって微少試料バルブ３８を横切る試料流中の圧力低下を最小にするようにも構成される例示した実施形態においては、微少試料バルブを横切る圧力低下は約５０ｐｓｉ（３．５１５ｋｇ／ｃｍ２）未満である。
【０１１３】
図３において最も理解できるように、各チャンネル１４内の試料流３１は、微少試料バルブ３８から、微少試料バルブの下流の流れ内圧力を制御する圧力逃し弁アセンブリ４１に移動する。例示した実施例においては、圧力逃し弁アセンブリ４１は、前述した背圧調整器アセンブリ５５と同じ構造を有するが、ヒーターを背圧調整器アセンブリ上に設けていない。別の実施形態においては、装置において遭遇する氷の生成又は大きな圧力低下の結果として必要な場合は、ヒーターを使用してもよい。さらに別の実施形態においては、他の背圧調整器も、それらの調整器が十分に耐久性であり、生成バルブにおいて十分な圧力コントロールを与える限り使用できる。
【０１１４】
圧力逃し弁４１の使用は、分析装置への小孔毛管の使用又は能動的背圧調整器のいずれかのため、分析装置への流体容量を極めて小さくする。従って、圧力差は低減され、且つ質量分析器１６への流れ容量も低減される。
【０１１５】
試料流３１は、圧力逃し弁アセンブリ４１を出て、各チャンネルに対して第１と第２の捕集バルブ４０ａ、４０ｂを備える画分捕集バルブアセンブリ４０と呼ばれている、２つの流れ方向付けバルブに流入する。各画分捕集バルブアセンブリ４０は、各チャンネルに対して１つの入口４２、捕集のための２つの出口４４、４６、及び廃棄ポート４７を有する。入口４２は、第１と第２の捕集バルブ４０ａ、４０ｂの両方に接続され、各出口４４、４６は、第１と第２の捕集バルブの内の１つに接続される。また、第１と第２の捕集バルブ４０ａ、４０ｂの各々は、コンピュータ制御装置１８に対して作動的に接続されている。コンピュータ制御装置１８により識別されるような、ピークを含む試料流３１の一部が入口４２を通って画分捕集バルブアセンブリ４０へ入った場合、コンピュータ制御装置は、第１又は第２の画分捕集バルブ４０ａ、４０ｂを駆動して、画分捕集バルブを、試料流中のピークを第１出口４４と第２出口４６のいずれから導くかを制御するようになっている。
【０１１６】
質量分析器１６がピークはターゲット化合物であると判定した場合、コンピュータ制御装置１８は、第１の捕集バルブ４０ａを駆動して第１の位置へ移動させる。この位置において、ピークを含む試料小分け部は、第１の出口バルブ４４を通って第１の捕集バルブ４０ａ（原文は４０）から出る。試料小分け部は、画分捕集アセンブリ４３に向けられて、第１の受入れ用マイクロタイタープレート２２の選択されたウエルの所定の位置に直接捕集される。
【０１１７】
ピークを含む試料流の小分け部が画分捕集バルブアセンブリ４０を通過し、そのピークがターゲット化合物ではなく反応副産物である場合、第２の捕集バルブ４０ｂが切換えられて、第２出口４６を介して試料流の小分け部を案内する。試料流３１の小分け部は、第２出口４６を出て、画分捕集アセンブリ４３を通り、第２の受入れ用マイクロタイタープレート２４の選択されたウエル内に直接捕集される。試料流３１の小分け部が画分捕集バルブを通過し、その小分け部が全くピークを含んでいない場合、その試料流は、廃棄物出口４７を通って廃棄物容器５２に運ばれる。
【０１１８】
例示した実施形態の精製装置１０は、精製された試料を受入れ用マイクロタイタープレート２２又は２４の選択されたウエル内に自動的に分配することを可能にする。精製された各試料小分け部は、精製操作を開始するために試料が最初に取出された供給マイクロタイタープレート２０内のウエルと同じ相対位置を有する、受入れ用マイクロタイタープレート２２又は２４内のウエル２０２４内に分配される。一例として図２５を参照すると、供給用マイクロタイタープレート２０と各受入れ用マイクロタイタープレート２２、２４とは、９６個のウエル２０２４から成る矩形アレイを有する。各ウエル２０２４は、ウエルアレイの行（Ａ−Ｈ）と列（１−１２）とに関連する自身の位置によって定義されるウエルアドレスを有する。従って、図２５に示すような各プレートの上部左隅のウエル２０２４は、ウエルアドレスＡ１を有し、下部右隅のウエルはウエルアドレスＨ１２を有する。
【０１１９】
供給用マイクロタイタープレート２０の各ウエル２０２４の各試料に関する情報は、精製操作の前に分かっている。例えば、ウエルＡ１からの試料が供給用マイクロタイタープレート２０から取出されて、精製装置１０を通って流れる場合、ターゲット化合物を含有する試料の精製された部分は、ターゲット受入れ用マイクロタイタープレート２２の対応するウエルＡ１に直接置かれる。同じ試料からの精製された反応副産物は、副産物受入れ用マイクロタイタープレート２４のウエルＡ１内に直接置かれる。従って、精製されたターゲット化合物は、元の試料ウエルと１対１で対応するウエルアドレスを有するウエル内に直接置かれる。同様に、反応副産物は、第２の受入れ用マイクロタイタープレートの１対１で対応するウエルアドレスを有するウエル内に直接置かれる。
【０１２０】
このウエル２０２４の１対１のマッピングと、受入れ用マイクロタイタープレート２２又は２４の選択されたウエル内にターゲット化合物を直接置くこととは、試料、精製されたターゲット、及び精製された反応副産物に関する情報の容易な追跡を可能にする。１対１のマッピングとウエル内にターゲット化合物を直接置くこととは、精製されたターゲット化合物がマイクロタイタープレート内に入れられる前の、追加的な処理及びフォーマットを不要にする。従って、精製処理の効率は高くなり、所要時間及びコストが低減される。更に、受入れ用マイクロタイタープレート２２又は２４には、例えばバーコードがラベル付けされているので、各受入れ用マイクロタイタープレート内の精製成分に関する情報を追跡して保存することが容易になる。
【０１２１】
この例示した実施形態の精製装置１０は、８５％以上の純度を有する精製化合物を回収する。勿論、可能な限り１００％に近い純度を有する試料を得ることが好ましい。受入れ用マイクロタイタープレート２２内で精製されたターゲット化合物が回収された時、これらの精製されたターゲット化合物に対しては、直ちにスクリーニング又はその他の選択された処理を行うことができる。
【０１２２】
図１９及び２０において最もよく分るように、画分捕集アセンブリ４３は、フレーム２０００と、このフレームの一方の端部の膨張チャンバ分配アセンブリ２００１とを含む。結合ステーション２００２は、フレームの他方の端部に支持され、受入れ用マイクロタイタープレート２２、２４を取り外し可能に受入れるように配置される。結合ステーション２００２は一連の表示装置を含み、表示装置は、コンピュータ制御装置に接続されて、受入れ用マイクロタイタープレート２２又は２４を結合ステーション上のどこに取付けるかを操作者に指示するように配置されている。別の実施形態において、センサが配置されており、受入れ用マイクロタイタープレート２２又は２４が結合ステーション２００２上に取付けられている場合に、各々の受入れ用マイクロタイタープレートの位置を検出するようになっている。また、画分捕集アセンブリ４３は、フレーム２０００に取付けられているレール２００５、２００６、２００７に沿って移動する分配ヘッド２００４を備え、幾つかの操作位置の間でフレームに対して３つの移動軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ）に沿って移動する。従って、分配ヘッド２００４は、レール２００６に沿ってＺ軸方向に前後に、別のレール２００７に沿ってＸ軸方向に左右に、又は第３のレール２００５に沿ってＹ軸方向に上下方向に動くことができる。この３軸移動は、以下に説明するような画分捕集作業時の分配ヘッド２００４の正確な位置決めを可能にする。
【０１２３】
図２１から分るように、分配アセンブリ２００１は、後方壁２１０４と、左右側壁２１０６、２１０８とで形成されたハウジング２１０２を含む。右側壁１０８は真っ直ぐな垂直壁であり、左側壁２１０６には斜め中間支持部分２１１２が形成される。従って、後方壁２１０４と左右側壁２１０６、２１０８とは、非対称形受入れ区域２１１３を形成する。非対称形受入れ区域２１１３は、清浄な使い捨て又は再使用可能な膨張チャンバ２０１０を収容する非対称形ホッパ２００８を取り外し可能に保持する。ホッパ２００８が受入れ区域２１１３内にある場合、ホッパの下方左側板２０１６は、左側壁の斜め支持板２０１２上に置かれる。従って、ホッパ２００８は、受入れ区域２１１３に対応する非対称形状を有する。
【０１２４】
例示した実施形態のホッパ２００８は、複数の多孔板２１１４によって形成された非対称形容器である。例示した実施形態の多孔板２１１４は、ステンレス鋼板であるが、その他の材料も使用できる。ハウジングの前方壁２１１０に対向するホッパの多孔板２１１４は、ハウジングの左右側壁２１０６、２１０８及び後方壁２１０４に対向する板内の孔よりも小さな孔を有する。ホッパの前方壁内の小孔は、膨張チャンバ２０１０の先端部よりも小さいので、膨張チャンバが孔を貫通することはできない。大きい方の孔は膨張チャンバ２０１０の先端部よりは大きいが、膨張チャンバの開放後端部よりは小さい。つまり、膨張チャンバ２０１０は、先端部を小さい方の孔を有する板の方に前方に向けてホッパ２００８内に取付けられる。従って、ホッパの前方壁内の小孔は、膨張チャンバ２０１０を取付けるための方向付けを行う。この方向付けは、ホッパ２００８内の膨張チャンバ２０１０の容易な識別及び適切な位置合わせを保証する。また、ホッパ２００８の非対称構造は、精製操作前の分配アセンブリ２００１の適切な設定のために、ハウジング２１０２内のホッパの容易な配列及び正確な取付けを可能にする。
【０１２５】
ホッパ２００８は開放頂部２１１８を有しており、ここを経由して膨張チャンバ２０１０を装填することができる。以下に説明するように、ホッパ２００８の底部は分配開口２１２０を有し、ここを経由して分配操作中に膨張チャンバ２０１０が取出される。開放された頂部２１１８を覆うために、取外し可能な頂部カバー２１２２をホッパ２００８に取付けることができ、分配開口２１２０を塞ぐために、底部カバー２１２４を摺動可能にホッパに取付けることができる。１つの実施形態において、ホッパ２００８がハウジング内に取付けられた場合には頂部カバー２１２２はホッパに取付けられない。底部カバー２１２４は、該底部カバーをホッパ２００８上の閉塞位置に保持するために、分配開口２１２０に隣接するホッパ２００８上のレール２１２８を摺動可能に受入れる摺動部分２１２６を有する。
【０１２６】
例示した実施形態において、底部カバー２１２４が分配開口２１２０を覆っている場合、膨張チャンバ２０１０は、ホッパ２００８内に装填することができる。その後、底部カバー２１２４を取付けて、膨張チャンバ２０１０をホッパ２００８内で完全に取り囲むように開放頂部２１１８を塞ぐことができる。ホッパ２００８内に収容されている膨張チャンバ２０１０が清浄でないか、又は精製操作で使用する前に処理を必要とする場合には、精製操作の前処理時に膨張チャンバ２０１０を完全に清浄化するために、頂部カバー及び底部カバーを有するホッパをユニットとして洗浄装置内に装填することができる。その後、清浄な膨張チャンバ２０１０を収容しているホッパ２００８は、分配アセンブリ２００１内にユニットとして直接装填することができる。その後、底部カバー２１２４は取外され、精製処理中に膨張チャンバ２０１０を分配することができる。
【０１２７】
ホッパ２００８及び膨張チャンバ２０１０がハウジングの受入れ区域２１１３に置かれている場合、分配開口２１２０は分配ドラムアセンブリ２１３０の直ぐ上にある。図２１及び図２２において最もよく分るように、ドラムアセンブリ２１３０は、ドラム案内部材２２０４内に回転可能に収容され水平に方向付けされたドラム２２０２を含む。ドラム案内部材２２０４は、別部材の左側案内部２２０６、右側案内部２２０８、及び底部案内部２２１０を有する。ドラム２２０２は、ドラムの長手方向軸線と平行にドラム外表面に沿って形成された複数のチャンネル２２１２を有する。チャンネル２２１２は、ホッパ２００８から分配された膨張チャンバ２０１０を取出し可能に受入れる形状の円弧状チャンネルである（図２１）。例示した実施形態において、ドラム２２０２は、その周囲に形成されている１０本のチャンネル２２１２を有するが、例えば異なるサイズの膨張チャンバ２０１０が使用される場合には、必要に応じて、より多数又は少数のチャンネルを使用することも可能である。
【０１２８】
ドラム案内部材の左側案内部２２０６及び右側案内部２２０８は、ドラム２２０２内のチャンネル２２１２へのアクセスを可能にするドラム案内部材２２０４の上部開口をもたらすために、相互に間隔をあけて配置されている上縁部を有する。膨張チャンバ２０１０は、ホッパ２００８からドラム案内部材の上部開口に隣接するドラムのチャンネル２２１２内に分配される（図２１）。ドラムがドラム案内部材内で回転する際に、ドラム案内部材２２０４は、膨張チャンバ２０１０を各々のチャンネル２２１２内で保持するために、ドラム２２０２の残りの部分の周囲に延びる。従って、膨張チャンバ２０１０は、上側からドラム２２０２内に装填され、ドラムは、別の清浄な膨張チャンバを受入れるために空のチャンネル２２１２をドラム案内部材の開口に隣接して配置するように、ドラム案内部材２２０４内で回転する。
【０１２９】
ドラム２２０２は駆動軸２２１４上に取付けられ、駆動軸の後端部は、ハウジング２１０２の後方壁２１０４に固定されている軸受２２１６に回転可能に取付けられている。駆動軸２２１４の前方部分２２１８は、前方取付け板２２２２の軸受２２２０に回転可能に支持されているが、前方取付け板にはハウジングの前方壁２１１０が連結されている。従って、ドラム２２０２は、ホッパ２００８に対して回転するように水平方向に吊り下げられている。
【０１３０】
図２３から最もよく分るように、ドラム２２０２は、前端部にしっかりと取付けられているハブインデックス２２２４を有する。駆動軸２２１４の前方部分２２１８は、ハブインデックス２２２４を貫通して延びる。ハブインデックス２２２４は、駆動軸の前方部分２２１８に取付けられているインデックスピン２２２８をしっかりと受入れる細長い溝２２２８を有する。従って、駆動軸２２１４からの回転力は、ドラムの同期回転を得るために、インデックスピン２２２８及びハブインデックス２２２４を介してドラム２２０２に伝達される。
【０１３１】
駆動軸２２１４は、前方取付け板２２２２へしっかりと取付けられているドラムアクチュエータ２２３４（図２２）によって回転駆動される。ドラムアクチュエータ２２３４は、駆動軸の前方部分２２１８のキー孔２２３０内に延びるシャフト２２３２を有する。例示した実施形態において、キー孔２２３０は四角形又は六角形等の非円形断面を有し、ドラムアクチュエータ２２３４の同じ形状のシャフト２２３２を受入れる。
【０１３２】
図２２及び図２３において最もよく分るように、ドラム２２０２の後端部にはドラムブレーキ２２４０が連結されている。ブレーキ２２４０は、ハウジングの後方壁２１０４にしっかりと取付けられているブレーキハブ２２４２を含む（図２）。ブレーキハブ２２４２は、ドラムの後端部に形成されている円筒状のブレーキ凹部２２４４内に延びる。図２３において最もよく分るように、ブレーキハブ２２４２は、１対のブレーキパッド２２４８を摺動可能に受入れる拡大チャンネル２２４６を有する。ブレーキパッド２２４８は、１対のスプリング２２４９によって半径方向外向きに付勢され、ブレーキ凹部２２４４内でドラム２２０２と摩擦係合するようになっている。スプリング２２４９は、ブレーキパッド２２４８とドラム２２０２とを摩擦係合させるのに十分な付勢力を与えるように選択され、ドラムアクチュエータ２２３４の駆動時にドラム２２０２の回転を可能にする。しかしながら、摩擦係合は、ドラムアクチュエータ２２３４の回転停止時にドラム２２０２の回転を直ちに停止させるには十分であり、結果的にホッパの分配開口２１２０（図２１）に対するドラムのオーバドライブを防止する。ドラム位置を正確に制御すること及びドラムのオーバドライブを防止することは、チャンネル内への膨張チャンバ２０１０の迅速かつ正確な位置決めを実現するための、ホッパ２００８に対するドラムチャンネル２２４６の正確な位置合わせを可能にする。
【０１３３】
膨張チャンバ２０１０をドラム２２０２内の選択されたチャンネル２２４６内に装填した後に、ドラムアクチュエータ２２３４は、ドラムを回転させて装填された膨張チャンバを分配位置へ移動させる。図２１において分るように、分配ブラケット２２５０は、ドラム２２０２の左側及び右側に隣接して摺動可能に置かれる。各分配ブラケット２２５０は、膨張チャンバ２０１０をそのそれぞれのチャンネル２２１２から軸方向に押出し、それによって膨張チャンバをドラム２２０２から分配するように置かれる。各分配ブラケット２２５０は、略水平方向の分配タブ２２５２でもって膨張チャンバ２０１０と係合する。分配タブ２２５２は、ドラム案内部材２２０４の左側及び右側に形成されている軌道２２５４に沿って摺動するように置かれる。例示した実施形態において、ドラム案内部材２２０４は、左側案内部２２０６と底部案内部２２１０との間の空間によって形成される左側軌道２２５４を有する。右側軌道２２５６は、右側案内部２２０８と底部案内部２２１０との間の空間によって形成される。
【０１３４】
分配タブ２２５２は、それぞれの左側軌道２２５４又は右側軌道２２５６を通り、軌道に隣接するチャンネル２２１２内に部分的に延びるような寸法である。分配タブ２２５２は、それぞれの左側軌道２２５４又は右側軌道２２５６に隣接して置かれたチャンネル２２１２内に収容されている膨張チャンバ２０１０の大径の開放端部と係合する。分配アセンブリが膨張チャンバ２０１０を分配する準備が整うと分配ブラケット２２５０は前方へ移動し、分配タブ２２５２は、軌道２２５４又は２２５６に沿って及びチャンネル２２１２を通って軸方向に摺動し、結果的に膨張チャンバ２０１０をチャンネルから軸方向に押出す。例示した実施形態において、各分配ブラケット２２５０は、選択された精製操作時に、必要に応じて、ドラムアセンブリ２１３０から２つの膨張チャンバ２０１０を分配するために同時に又は単独で移動することができる。
【０１３５】
図２１及び図２４において最もよく分るように、左側及び右側分配ブラケット２２５０の各々は、レール２１６０上に摺動可能に取付けられており、後方位置と前方位置との間を移動できる。図２１において、右側分配ブラケット２２５０は前方位置の状態で、左側分配ブラケット２２５０は後方位置の状態で示されている。各分配ブラケット２２５０は、精製装置１０のコンピュータ制御装置１８に接続されたアクチュエータによって、レール２１６０に沿って直線的に移動可能である。従って、コンピュータ制御装置１８は、それぞれのレール２１６０に沿う分配ブラケット２２５０の移動タイミングを制御して、膨張チャンバ２０１０の分配を制御する。左側及び右側分配ブラケット２２５０の各々のアクチュエータは単独で制御されるので、膨張チャンバ２０１０を分配するために、分配ブラケットは同時に又は別々の時間に移動できる。
【０１３６】
各分配ブラケット２２５０が後方位置から前方位置へ向って移動する際に、分配タブ２２５２は、ドラムのチャンネル２２１２に沿って膨張チャンバ２０１０を前方へ摺動させる。膨張チャンバ２０１０は、まず先端部から前方取付け板２２２２内の開口２２６０を通り、それぞれ左側又は右側位置合わせ取付け部材２２６２を通って摺動する。各位置合わせ取付け部材２２６２は、膨張チャンバ２０１０が分配されるチャンネル２２１２へ同軸状に位置合わせされている。
【０１３７】
膨張チャンバ２０１０がドラム２２０２内の対応するチャンネル２２１２から押出された状態で、分配ブラケット２２５０は後方位置へ戻される。ドラムアクチュエータ２２３４は、ドラム２２０２を回転させて別の清浄な膨張チャンバ２０１０をそれぞれ左側又は右側軌道２２５４と一列に並んだ状態で移動させる。例示した実施形態において、分配アセンブリ２００１は、ドラム２２０２から２つの膨張チャンバ２０１０を同時に分配することができる。従って、ドラムアクチュエータ２２３４は、アクチュエータの各々の駆動に対して、軌道２２５４、２２５６及び分配ブラケット２２５０に対して２つの位置にドラム２２０２を移動させるように指示される。この２位置移動は、チャンネル２２１２内の膨張チャンバが常に両分配ブラケット２２５０と一直線になるタイミング及びパターンをもたらす。例示した実施形態は、２つの位置によるドラムの指示を可能にするが、ドラム２２０２の移動のためにドラムアクチュエータ２２３４を制御することによって、他の指示構成を使用できる。
【０１３８】
図２１及び図２４において最もよく分るように、分配アセンブリは、前方取付け板２２２２上の位置合わせ取付け部材２２６２に隣接して旋回可能に取付けられている左側及び右側膨張チャンバ案内部材２４０２を含む。膨張チャンバ案内部材２４０２は、図２４に示す前方の分配位置と、図２１に左側膨張チャンバ案内部材２４０２で示す後方の収容位置との間で旋回移動可能である。各膨張チャンバ案内部材２４０２は、膨張チャンバが位置合わせ取付け部材２２６２の位置合わせ開口２４０６に押込まれる際に、膨張チャンバ２０１０を受入れるための案内チャンネル２４０４を有する。案内チャンネル２４０４の上方部分２４０８は凸形であり、その上側端部は位置合わせ取付け部材２２６２の位置合わせ開口２４０６の下方に置かれる。案内チャンネルの上方部分２４０８は、その下側端部において直線摺動部２４１０に一体的に連結されている。従って、膨張チャンバ２０１０が位置合わせ開口２４０６内へ押込まれた場合に、膨張チャンバは、案内チャンネル２４０４の凸形上方部分２４０８の上を摺動し、直線摺動部分２４１０を降下する。膨張チャンバ案内部材２４０２が前方の分配位置にある場合、直線摺動部分２４１０は、膨張チャンバ２０１０をピックアップステーション２０１２内へ滑り込むように案内するので、膨張チャンバは、その先端部を下にして垂直方向に保持される。
【０１３９】
膨張チャンバ案内部材２４０２は、それぞれ左側又は右側分配ブラケット２２５０から内向きに突出した変位ピン２４１４によって、後方の収容位置から前方の分配位置へ移動する。図２４に示すように、分配ブラケット２２５０が後方位置から前方位置へ移動する際に、変位ピン２４１４は膨張チャンバ案内部材２４０２の背面に係合して、膨張チャンバ案内部材を前方の分配位置へ前進方向に旋回させる。膨張チャンバ案内部材２４０２は、スプリングによって後方の収容位置の方向へ付勢される。
【０１４０】
例示した実施形態において、変位ピン２４１４は、膨張チャンバ案内部材２４０２に対する位置を調節できるように、分配ブラケット２２５０内の細長い溝２４１６に沿って配置されている。この調整は、膨張チャンバ案内部材が前方の分配位置にある場合に、直線摺動部分２４１０を適切に方向付けして、膨張チャンバ２０１０が一貫してピックアップステーション２０１２内に着地するように、膨張チャンバ案内部材２４０２を正確に位置合わせするために行う。
【０１４１】
分配ブラケット２２５０及び変位ピン２４１４が前方に移動している際に、分配タブ２２５２は、同時に膨張チャンバ２０１０を前方へ押出す。膨張チャンバ２０１０の開放上側端部２０２０が位置合わせ開口２４０６に押込まれるまで膨張チャンバ２０１０が位置合わせ開口２４０６に押込まれる際に、位置合わせ取付け部材２４０６は、膨張チャンバ２０１０を実質的に水平方向に保持するように配置される。膨張チャンバ２０１０が位置合わせ開口２４０６から完全に出た状態で、膨張チャンバは、案内チャンネル２４０４内に落下して、これに沿ってピックアップステーション２０１２内に滑り込む。また、分配ブラケット２２５０及び変位ピン２４１４が後方位置へ戻る場合に、位置合わせ案内部材２４０２は、ピックアップステーション２０１２及び分配膨張チャンバ２０１０から離間した後方の収容位置へ戻る。
【０１４２】
図１９において最もよく分るように、ピックアップステーション２０１２は、膨張チャンバ２０１０を開放上側端部２０２０が上向きになるように実質的に垂直方向に保持する。各ピックアップステーション２０１２は、それぞれ左側又は右側膨張チャンバ案内部材２４０２から膨張チャンバ２０１０を取出し可能に受入れる円筒状開口１９０４を有する円筒状ハウジング１９０２を有する。円筒状ハウジング１９０２は、膨張チャンバ２０１０がピックアップステーション２０１２内に装填される場合に膨張チャンバの先端部を支持するために、円筒状開口１９０４内にスプリング等の付勢部材１９０６を有する。付勢部材１９０６は、膨張チャンバ２０１０へ下向きの力が加えられた場合に、膨張チャンバ２０１０がピックアップステーション２０１２内で軸方向に移動することを可能にする。従って、分配ヘッド２００４が膨張チャンバ２０１０をピックアップする際に、分配ヘッド２００４によって膨張チャンバが軸方向に位置が合っていない場合に、付勢部材１９０６は、その力の一部を吸収して、位置が合っていない膨張チャンバ２０１０の損傷を防止する。
【０１４３】
１つの実施形態において、ピックアップステーション２０１２は、ハウジングの円筒状開口１９０４内に配置され、精製装置のコンピュータ制御装置１８に接続されている光学センサを有する。光学センサは、膨張チャンバがピックアップステーション２０１２内に適切に分配されたか否かを検知する。分配ヘッド２００４がピックアップ操作を開始する際に、光学センサが膨張チャンバを適切に検知しない場合、精製装置のコンピュータ制御装置へ信号が送られて、コンピュータ制御装置はピックアップの作動を停止させてエラーメッセージを発生する。分配ヘッド２００４は、ピックアップステーション２０１２の上方位置までレール２００５、２００６、２００７に沿って移動可能であり、膨張チャンバをピックアップするために下方へ移動可能である。分配ヘッド２００４が下方へ移動する際に、分配ヘッド２００４上の分配針２０１４は、膨張チャンバ２０１０の開放上側端部２０２０を通って膨張チャンバ内へ延びる。例示した実施形態において、分配ヘッド２００４は、最初に分配針２０１４がピックアップステーション２０１２の膨張チャンバ２０１０と同軸状に位置合わせされるように配置される。分配針２０１４が膨張チャンバ２０１０内に延びるように分配ヘッド２００４が下方へ移動する際に、分配ヘッドは、Ｘ軸又はＺ軸に沿って僅かに移動し、結果的に、分配針は、膨張チャンバ内で軸方向に位置が合っていない状態になる。以下に説明するように、分配針２０１４が膨張チャンバ２０１０内で軸方向に位置が合っていないことは、膨張チャンバからの試料捕集を容易にする。
【０１４４】
分配ヘッド２００４が下方位置へ移動する場合、分配ヘッドは、膨張チャンバ２０１０の開放上側端部２０２０を越えて延びる。分配ヘッド２００４は、開放上側端部２０２０の周りで膨張チャンバ２０１０を把持して、ピックアップステーション２０１２から持ち上げる。図２０において最もよく分るように、分配ヘッド２００４は、レール２００５、２００６、２００７に沿って移動し、ピックアップステーション２０１２から受入れ用マイクロタイタープレート２２、２４内の選択されたウエル２０２４上方の分配位置へと膨張チャンバ２０１０を移動させる。分配ヘッド２００４は、コンピュータ制御装置１８に接続されており、コンピュータ制御装置は、ウエル２０２４上方への膨張チャンバ２０１０の位置決めを制御して、前述の１対１のウエルの対応にて、試料を最初に取出されたウエル位置に対応させるようになっている。分配ヘッド２００４は、膨張チャンバ２０１０を少なくとも部分的に選択されたウエル２０２４内に延びるように、下方へ移動させる。膨張チャンバ２０１０が降下した状態で、ターゲット又は試料副産物を含む試料のいずれかは、分配針２０１４から膨張チャンバ２０１０内に、及びマイクロタイタープレート２２又は２４内の選択されたウエル２０２４内に置かれる。
【０１４５】
図１８において最もよく分るように、例示した実施形態の分配ヘッド２００４は、２つの膨張チャンバ２０１０を管状保持部材２０１１内に解放可能に保持する。膨張チャンバ２０１０と解放可能に係合する位置において、空気圧式把持アセンブリ２０１５は、各管状保持部材２０１１に連結される。把持アセンブリ２０１５は、空気圧シリンダ２０１９に連結された１対の把持部材２０１７を含む。空気圧シリンダ２０１９は、把持部材２０１７を管状保持部材２０１１に対する保持位置と解放位置との間で移動させる。保持位置において、各把持部材２０１７は膨張チャンバ２０１０を管状保持部材２０１１に押付けるの、膨張チャンバは管状保持部材内に摩擦保持される。解放位置において、各把持部材２０１７は、それぞれの膨張チャンバ２０１０が管状保持部材２０１１を対して自由に出入りできるように置かれる。
【０１４６】
膨張チャンバ２０１０は、分配ヘッド２００４の把持アセンブリ２０１５によって解放可能に係合される開放上側端部２０２０と、テーパ付き開放下側端部２０２２とを有する管状部材である。開放下側端部２０２２は、マイクロタイタープレート２２又は２４の選択されたウエル２０２４内に部分的に位置合わせ可能である。膨張チャンバの開放上側端部２０２０は、分配針２０１４がそこを通って膨張チャンバの内部区域２０２８内に延びるように置かれている。分配針２０１４は、膨張チャンバと軸方向に位置が合っていない状態で膨張チャンバの側壁に隣接して置かれている。分配針２０１４の遠位端２０１３は、それぞれの膨張チャンバの側壁へ向かうように角度が付けられている。
【０１４７】
各分配針２０１４は、カプラ１８２４の出口１８２２に連結する開放上側端部１８２０を経由して試料小分け部を受入れる。カプラ１８２４は、上側端部１８２０の上に、出口１８２２と同軸状に位置合わせされている試料入口１８２６を有する。従って、カプラ１８２４は、ターゲット又は反応副産物を含む試料小分け部を、膨張チャンバ２０１０内へ送出するために分配針２０１４内に案内する。
【０１４８】
また、例示した実施形態のカプラ１８２４は、カプラの出口１８２０と流体連通する第２の入口１８２８を有する。第２の入口１８２８は、液体二酸化炭素、液体窒素、又は他の選択された冷却液体又は気体を搬送する小口径高圧管１８３０に接続される。つまり、カプラ１８２４は、加圧液体流又は加圧気体流れを分配針２０１４内に選択的に案内することができる。
【０１４９】
１つの実施形態においては、画分捕集アセンブリ２３は、試料小分け部が針を通って案内される前に、高圧液体二酸化炭素流をカプラ１８２４及び分配針２０１４を経由して案内するように構成されている。膨張チャンバ２０１０の側壁に対する高圧液体二酸化炭素の流れは、側壁を冷却して試料小分け部の捕集を容易にする。試料小分け部が分配針２０１４から膨張チャンバ２０１０の内部区域２０２８内へ分配される際に、試料小分け部は噴霧状態にある。噴霧状態の試料小分け部は、分配針の角度が付けられた遠位端２０１３を通って膨張チャンバ２０１０に入り、遠位端２０１３は、試料流を膨張チャンバの側壁に向ける。噴霧状態の試料小分け部は、膨張チャンバの冷却された側壁上で液体に凝縮するので、凝縮液は側壁に沿って下向き螺旋状の方向に移動する。
【０１５０】
凝縮され噴霧状態ではない液体試料小分け部は、膨張チャンバの開放下側端部２０２２からマイクロタイタープレート２２又は２４の選択されたウエル２０２４内に流入する。噴霧状態の試料小分け部が膨張チャンバ２０１０内に分配される際に、ＣＯ_２蒸気が膨張チャンバから開放上側端部２０２０を通って出ていく。例示した実施形態において、膨張チャンバ内には真空が導入され、ＣＯ_２蒸気を膨張チャンバの開放上側端部２０２０から外部へ吸い出して、各チャンネルの間の相互汚染を回避するようになっている。試料小分け部が分配針２０１４を通過した後で、一吹きの二酸化炭素又は他のガスを分配針に通して、針内に残留液体が全く残らないようにする。
【０１５１】
試料小分け部が膨張チャンバ２０１０内で凝縮される際に、細い開放下側端部２０２２の毛細管作用により、液体試料小分け部が膨張チャンバの底部に多少残る可能性がある。この時点で、画分捕集バルブは、残存試料小分け部を洗い落として、残存試料をマイクロタイタープレート２２又は２４内に通すために選択された溶媒を膨張チャンバ内に分配する。試料小分け部が完全に分配された後で、分配ヘッドは、一吹きの二酸化炭素又は他のガスを膨張チャンバ２０１０内へ供給することができる。このガスは、残存液体試料を膨張チャンバ２０１０からウエル２０２４へ強制的に押出す。
【０１５２】
図２６において最もよく分るように、試料がマイクロタイタープレート２２又は２４内に分配された後に、分配ヘッド２００４は膨張チャンバの落下位置へ移動するので、膨張チャンバ２０１０は、フレーム２０００の縁部を通り過ぎた位置に配置される。分配ヘッド２００４の把持アセンブリ２０１５は、解放位置へ移動して、膨張チャンバ２０１０が適切な廃棄物容器内に落下する。１つの実施形態において、膨張チャンバ２０１０は廃棄される。別の実施形態において、膨張チャンバ２０１０は、再使用されるようにリサイクルされる。別の実施形態において、使用済み膨張チャンバ２０１０は、前述の膨張チャンバ分配アセンブリ２００１内のホッパ２００８と実質的に同一の受容ホッパ内に回収される。使用済み膨張チャンバ２０１０を収容した受容ホッパはユニットとして搬送して、膨張チャンバを洗浄する洗浄アセンブリ内に置くことができる。その後、受容ホッパ及び洗浄済み膨張チャンバ２０１０は、分配アセンブリ２００１のハウジング２１０２内に直接装填できる。従って、受容ホッパを使用すると、画分捕集アセンブリ２３内で使用するために膨張チャンバを準備する上で、かなりの時間及び人的資源を節減できる。
【０１５３】
分配ヘッド２００４が膨張チャンバを落下させた後に、分配ヘッドは、図２７に示す針すすぎ位置へ移動する。この針すすぎ位置において、分配ヘッド２００４は、１対のすすぎステーション２０３０の上方に置かれる。図２８において分るように、各すすぎステーション２０３０は、実質的に円筒状の本体部２８０２を含み、この円筒状本体部は、その下側端部において画分捕集アセンブリ２３のフレーム２０００に取付けられている。本体部２８０２は、長手方向軸線に沿って垂直方向に延びる細長い開口２８０４を有する。細長い開口２８０４内には、内側洗浄管２８０３が配置されている。内側洗浄管２８０３の外径は細長い開口の内径よりも小さいので、洗浄管と本体部との間には環状通路２８０６が形成される。
【０１５４】
内側洗浄管２８０３の周りには、外側洗浄管２８１２が同軸状に配置されている。外側洗浄管２８１２の内径は、内側洗浄管の外径よりも大きい。従って、内側洗浄管２８０３と外側洗浄管２８１２との間には環状の溶媒通路２８０６が延びる。内側洗浄管２８０３及び外側洗浄管２８１２は、溶媒通路２８０６の上側端部を閉塞する頂部キャップ２８１４によって同軸上に保持されている。
【０１５５】
本体部２８０２の底部は、溶媒源に接続され、溶媒通路２８０６と流体連通する溶媒入口２８１６を有する。選択された溶媒又は他の洗浄流体は、溶媒入口２８１６を通って溶媒通路２８０６内へ案内される。溶媒通路２８０６の下側端部を閉塞するために、本体部２８０２の底部及び内側洗浄管２８０３の周りには、０リングシール部材２８１８が配置されている。溶媒は、溶媒通路２８０６に入り、通路を上向きに流れる。内側洗浄管２８０３の上端部分は、溶媒通路２８０６と連通する複数の孔２８２０を有する。溶媒通路を流れる溶媒は、孔２８２０を通って内側洗浄管２８０３の内部区域２８２２内に強制的に流れ込む。孔２８２０は、溶媒の噴流を内部区域２８２２の周辺から半径方向内側へ向けるような寸法である。
【０１５６】
分配針２０１４が各すすぎステーション２０３０に降下された場合、分配針は、内側洗浄管の内部区域２８２２に置かれる。コンピュータ制御装置１８は、溶媒源からの溶媒の流れを引き起こし、溶媒は、環状溶媒通路２８０６へ流入し、孔２８２０を通って内部区域２８２２へ流入する。洗浄液の噴流は、分配針２０１４をすすぐか又は洗浄する。典型的な実施形態において、分配針２０１４が内側洗浄管２８０３の外部へ上向きに移動した場合、洗浄液は、孔２８２０を通って分配される。分配針２０１４が上向きに移動する際に、分配針に衝突する洗浄液の噴流は「流体スキージ」として作用し、それによって分配針が内側洗浄管２８０３から引き出されるにつれて、分配針は頂部又は中間部分から先端部に向かって洗浄される。
【０１５７】
内側洗浄管の内部区域２８２２へ流入する洗浄液は、内部区域を通って下向きに流れ、開放下側端部２８２４を通って内側洗浄管から出ていく。開放下側端部２８２４は廃棄物管に接続されており、廃棄物管によって、使用済み洗浄液は廃棄溶媒を貯めるための選択された容器へ搬送される。
【０１５８】
分配針２０１４が洗浄ステーション２０３０から外部へ引き上げられた後に、分配ヘッド２００４は、図１９に示す膨張チャンバピックアップ位置へ戻される。その後、ピックアップ位置に分配された新しく清浄な膨張チャンバ２０１０は、他の試料小分け部をそれぞれの受入れ用マイクロタイタープレート２２及び２４に分配するために、分配ヘッド２００４によってピックアップされる。
【０１５９】
例示的な実施形態の高処理量精製装置１０は、従来の精製方法と比較して、相対的に短時間の試料精製を可能にする。選択された試料の精製操作は、約６分から８分、又はそれよりも短時間に実施できる。従って、９６個のウエルのマイクロタイタープレートに収容された試料の精製は、約１４４分から１９２分を要するであろう。従来の精製技術を用いて４，０００件の試料を精製するのに要する時間が２，０００時間であるのに対して、前述の試料生成技術を用いて１週間で生成される４，０００件の試料の精製は、２５０から３３０．３時間程度しか要しないであろう。従って、本発明による高処理量精製装置は、精製速度を著しく高くすることができる。また、本装置は、試料が最初に取出されたマイクロタイタープレート内のウエルの位置アドレスに対応する位置アドレスを有するマイクロタイタープレートのウエル内に、精製された試料を直接捕集することを可能にする。従って、精製された化合物は、すぐにスクリーニング又は他の処理を行うことができる。その結果、安価な精製方法で著しく高い精製能力を達成できる。
【０１６０】
例示のために本発明の特定の実施形態を説明してきたが、本発明の精神と範囲から逸脱することなく様々な変更をなし得ることが、前述の説明から理解されるであろう。従って、本発明は請求項による以外は限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の１つの実施形態による圧力調整器を備える多チャンネル高処理量精製装置の１部の概略図である。
【図２】
図１の多チャンネル高処理量精製装置の他の部分の概略図である。
【図３】
４本のチャンネルを有する図１及び図２の多チャンネル高処理量精製装置の概略図である。
【図４】
図３の精製装置の二構成カラムの側面図を示す。
【図５】
図４の実質的に線５−５に沿った二構成カラムの断面図を示す。
【図６Ａ】
本発明の別の実施形態による一構成カラムの側面図を示す。
【図６Ｂ】
図６Ａの実質的に線６Ｂ−６Ｂに沿った一構成カラムの断面図を示す。
【図７Ａ】
本発明の別の実施形態によるクロマトグラフィーカラムの断面図である。
【図７Ｂ】
本発明によるクロマトグラフィーカラムの別の実施形態の断面図である。
【図７Ｃ】
本発明によるクロマトグラフィーカラムの別の実施形態の断面図である。
【図７Ｄ】
本発明に従うクロマトグラフィーカラムの別の実施形態の断面図である。
【図８Ａ】
従来技術を越える改善を示す３つのクロマトグラフィー操作の結果を示す。
【図８Ｂ】
従来技術を越える改善を示す３つのクロマトグラフィー操作の結果を示す。
【図８Ｃ】
従来技術を越える改善を示す３つのクロマトグラフィー操作の結果を示す。
【図９】
図３の精製装置からの背圧調整器の拡大分解組立て等角投影図である。
【図１０】
図９のアセンブリからの背圧調整器モジュールの拡大分解組立て等角投影図である。
【図１１】
図１０の背圧調整器モジュールの調整器／モータ・アセンブリの拡大等角投影図である。
【図１２Ａ】
図１１の実質的に線１２−１２に沿った調整器アセンブリの拡大断面図である。
【図１２Ｂ】
別の実施形態による図１２Ａの調整器アセンブリにおける別のノズルの拡大断面図である。
【図１３】
図３の精製装置からの微少試料バルブアセンブリの拡大等角投影図である。
【図１４Ａ】
図１３のアセンブリの微少試料バルブの等角投影図である。
【図１４Ｂ】
図３のアセンブリの微少試料バルブの拡大分解組立て等角投影図である。
【図１５Ａ】
図１４の微少試料バルブのバルブ本体部の平面図である。
【図１５Ｂ】
図１４の実質的に線１５Ｂ−１５Ｂに沿ったバルブ本体部の断面図である。
【図１６】
微少試料バルブが非サンプリング位置で示されている図１４の実質的に線１６−１６に沿った拡大断面図である。
【図１７】
微少試料バルブがサンプリング位置で示されている図１４の実質的に線１７−１７に沿った拡大断面図である。
【図１８】
分配ヘッドが分配位置で示されている図３の精製装置からの分配ヘッドと膨張チャンバの拡大断面図である。
【図１９】
本発明の１つの実施形態による図３の精製装置の自動画分捕集アセンブリの等角投影図であり、この画分捕集アセンブリはチャンバピックアップ位置で示されている。
【図２０】
捕集位置で示した図１９の画分捕集アセンブリの等角投影図である。
【図２１】
明瞭にするためにフレームから取り外して示した、図１９の画分捕集アセンブリの分配アセンブリ及びホッパを一部分解して示した拡大前方等角投影図である。
【図２２】
図２１のドラムアセンブリを一部分解して示した拡大後方等角投影図である。
【図２３】
図２２のドラムアセンブリのチャンバ供給及びブレーキアセンブリの拡大等角投影図である。
【図２４】
図２１の分配アセンブリの拡大部分等角投影図であり、右側の整列案内部材が前側の分配位置にあり、左側の整列案内部材が後退位置にある状態を示す。
【図２５】
未精製試料を収容するためのウエルと、試料の精製された部分をウエル対ウエルのマッピング法にて受入れる、ターゲットと反応副産物のための２つの受入れ用マイクロタイタープレートとを備える供給用マイクロタイタープレートの概略図である。
【図２６】
チャンバ投下位置において示した図１９の画分捕集アセンブリの等角投影図である。
【図２７】
すすぎ位置において示した図１９の画分捕集アセンブリの等角投影図である。
【図２８】
画分捕集アセンブリのすすぎステーションを示した図２６の実質的に線２８−２８に沿った拡大断面図である。[0001]
(Technical field)
The present invention relates to devices and methods that can be used, for example, for sample purification, and more particularly, to devices and methods that can be used, for example, for high-throughput purification of samples from chemical libraries.
[0002]
(Background technology)
The relationship between molecular structure and function is a fundamental issue in the study of biology and other chemical systems. The relationship between the structure and the function is important for understanding, for example, the function of the enzyme, cell transmission, cell regulation and feedback mechanism. Certain macromolecules are known to interact with and bind to other molecules with specific three-dimensional spatial and electron distributions. Any macromolecule having such specificity, whether it is an enzyme, protein, glycoprotein or antibody, or an oligonucleotide sequence of DNA, RNA, etc., can be considered a receptor. Various molecules that bind to the receptor are known as ligands.
[0003]
The usual method of producing a ligand is to synthesize the molecule in a stepwise manner in a liquid phase or on a solid phase resin. Since the introduction of liquid or solid phase synthesis methods for peptides, oligonucleotides and small organic molecules, new methods using liquid or solid phase technology have been developed, using automated or manual techniques to produce thousands of species. In some cases, millions of individual compounds can be produced. Collection of compounds is commonly referred to as a chemical library. In the pharmaceutical industry, chemical libraries of compounds are formatted in 96-well microtiter plates. This 96-well format has become the standard by nature and provides a convenient way to screen these compounds to identify new ligands for biological receptors.
[0004]
With a recently developed synthesis method, it is possible to construct a large chemical library in a relatively short time as compared with a conventional synthesis method. For example, automated synthesis methods in sample production have allowed the production of up to 4,000 compounds per week. However, samples containing these compounds typically contain 20% to 60% impurities in addition to the desired compound. If a sample containing these impurities is screened against a selected target, such as a novel ligand or biological receptor, these impurities can cause incorrect screening results. As a result, a sample that obtained a positive result in the first screening must be further analyzed and screened to verify the accuracy of the first screening result. This verification process requires that additional samples be available. Also, the verification process increases the cost and time required to accurately verify that the target compound is present.
[0005]
The sample can be purified to achieve a purity of 85% or more. Screening purified samples provides more accurate and meaningful biological results. However, conventional purification methods are extremely slow and expensive. For example, a typical purification method using high pressure liquid chromatography (HPLC) requires about 30 minutes to purify each sample. Thus, purification of 4,000 samples produced per week requires at least 2000 hours (ie, 83.3 days or 2.77 months).
[0006]
Also, ordinary purification methods such as HPLC require large volumes of solvent and generate large volumes of waste solvent. The disposal of solvents, especially halogenated solvents, must be carefully controlled for legal and environmental reasons, and the disposal process can therefore be laborious and very costly. The disposal of non-halogenated solvents is somewhat less severe. Therefore, when a halogenated solvent and a non-halogenated solvent are used, the waste solvent is separated. However, separation of large volumes of solvent can be a difficult method to perform efficiently and inexpensively. Thus, purification of large chemical libraries can be economically prohibitive. Therefore, there is a need for a faster and more economical method of purifying each sample of a large chemical library.
[0007]
Supercritical fluid chromatography (SFC) allows for a more rapid purification method than HPLC. SFC uses a multi-phase fluid stream containing a gas such as carbon dioxide in a supercritical state, a carrier solvent and a selected sample. The fluid stream is passed through a chromatography column and then analyzed to find the target compound. SFC allows the solvent and sample to be supported on gas, which is advantageous because the amount of solvent required during the purification operation is substantially smaller than the solvent volume used in HPLC. Also, the amount of waste solvent at the end of the operation is substantially small, and therefore, the amount of waste solvent to be treated is also small. However, SFC requires pressure and temperature regulation that is difficult to control accurately and consistently over time.
[0008]
Multi-channel purification devices have been developed to increase the amount of sample purified by the device. Samples in multiple channels are analyzed for the purpose of detecting target compounds. Efficiency can be improved by using a multi-channel high-speed purifier that provides high-speed sampling from the channel to a mass analyzer or other selected analyzer. However, these high-speed devices have evolved into a complex and difficult-to-handle technique for performing high-speed sampling from multiple channels and tracking the position of a sample within the multiple channels from which the high-speed sampling is taken.
[0009]
A wide variety of shapes of refiners are known. These devices typically have in common that they send the sample to a chromatographic device that separates the compounds in a timely manner and that the fraction collector collects the target compound. In order to maintain a high-throughput process, these devices need to be able to process a large number of samples in terms of a large number of samples, and furthermore, in terms of a substance amount and a solvent amount. Traditionally, semi-preliminary or preliminary-scale chromatography systems have been specified for typical milligram synthesis. While this is achievable, it is less feasible under high throughput conditions, as several problems have become apparent in its implementation, such as: That is, a large amount of solvent is used, a large amount of waste solvent is generated, an expensive large-sized perforated column, and a relatively large collection capacity of the target compound. Without proper flow rates or column sizes, sufficient chromatographic purification will not be achieved.
[0010]
Various column configurations have been developed to improve the results of chromatography. U.S. Pat. No. 4,554,071 discloses a precolumn for high pressure preconcentration of a substance to be chromatographed when the substance is provided in a trace amount. The precolumn is a boat that is narrow at both ends and is filled with a selected carrier material. This precolumn can be connected to a conventional chromatography column. The liquid sample is injected at high pressure into the reduced end and the selected components are absorbed by the carrier material. Unabsorbed fluid exits the front column via a separate outlet tube that is not connected to the chromatography column. The concentrated material is eluted with a solvent or solvent mixture, and the concentrated sample and solvent are then loaded into a chromatography column. This concentration through a column followed by a separation may use a large amount of solvent to achieve the desired sample separation.
[0011]
U.S. Pat. No. 4,719,011 discloses a modular high pressure liquid chromatography column. The column includes column segments with flanges that can be combined to increase or decrease the length of the column. Also, column segments having different inner diameters can be combined to provide inner diameters that would be necessary to provide a chromatographic format for the mobile phase being processed. Thus, the same modular components can be used in different combinations for different chromatographic processes. However, the mass of the sample and the amount of solvent determine the diameter and length of the column composed of these modular column segments.
[0012]
Columns used for high throughput processing need to be able to process large numbers of samples and large samples in terms of material and solvent volumes. Conventional chromatography for large samples typically uses large diameter columns and large amounts of solvent. If the flow rate or column size is not appropriate, the desired chromatographic purity will not be obtained. Therefore, chromatography of large samples uses a large amount of solvent, generates a large amount of waste solvent, is expensive to replace with a large diameter column, and requires a relatively large amount of target compound to be recovered. Accordingly, there is a need for a chromatography column for a high-throughput purification device that overcomes the disadvantages experienced in the prior art.
[0013]
A further disadvantage experienced in high-throughput purification techniques is the durability of equipment components that regulate high pressure or high volume or high flow rates of the sample through the purification device. Purification equipment requires extreme accuracy and very high tolerance to reliably obtain purified compounds while avoiding cross-contamination. Therefore, each component of the device must be sufficiently durable to accept the aggressive environment while producing the exact results required. If the components of the device are of poor durability and are destroyed too quickly and require repair, operation must be stopped to replace or repair the component.
[0014]
Conventional SFC devices expose their components to high pressure, highly hostile environments. The high pressure must be precisely controlled and maintained, typically by a pressure regulator. However, an extremely aggressive environment can destroy the pressure regulator valve member. Accordingly, manufacturers have made valve members from very hard and highly corrosion resistant materials. However, in high pressure environments, hard materials are brittle and fragile, and are prone to crushing and cracking. Further, the valve member is also exposed to the low temperature of the high-pressure gas. As a result, the valve member may freeze, which impairs the accuracy of the pressure adjustment.
[0015]
Also, the pressure regulator of the high pressure system must be able to move the valve member very quickly and accurately to obtain acceptable pressure control. An electromagnetic control mechanism is used to move the valve member. Such features are typically large and have an inherent dead volume where some of the sample passing through the system may remain. This inherent dead volume can result in cross-contamination between samples due to carry-over or tailing of the samples. Also, these mechanisms for controlling valve mechanisms have difficulty controlling the speed of the movable member to avoid accidental damage to the mechanism. Thus, there is a need for a pressure regulator that can be used in highly aggressive high pressure environments that achieves high accuracy, controllability, and durability.
[0016]
A further disadvantage experienced during the normal purification process of large chemical libraries is the sample management during the purification process. For example, chemical libraries are typically maintained as multiple sets of 96-well microtiter plates, each well containing an individual sample. Each sample is tracked by the "well address" of the microtiter plate. When removing a sample or a portion of a sample from selected wells of a microtiter plate for purification, the purified sample is collected and processed in a separate container, and finally for receiving a similar microtiter plate. Returned to the well. The receiving well preferably has a corresponding well address in the microtiter plate so that the accuracy of the library record with respect to the sample position in each microtiter plate can be maintained.
[0017]
Conventional purification methods typically require reformatting of the purified sample because the large collection volume of the fluid (eg, the solvent containing the purified sample) is larger than the volume of the receiving well of a typical microtiter plate And The large collection volume must be reduced to an amount that will fit into the wells of the receiving microtiter plate. Also, the reduced volume of the purified sample-containing fluid is tracked and placed in an appropriate well of a receiving microtiter plate that accurately maps the sample to the well location taken at the beginning of the purification operation. Reformatting such a purified sample into a receiving microtiter plate increases the time and cost of the purification method. Therefore, there is a need for a purification method that allows rapid and economical sample purification by directly collecting the purified sample on a microtiter plate that has been directly mapped to the original microtiter plate.
[0018]
(Disclosure of the Invention)
The present invention relates to devices and methods that can be used for multi-channel, high-throughput purification of samples from chemical libraries, which overcomes the shortcomings experienced in the prior art. In one exemplary embodiment of the present invention utilizing the device according to the present invention, the multi-channel high-throughput purification method of the present invention purifies multiple, eg, four, samples from a chemical library simultaneously.
[0019]
The purification method involves simultaneously purifying all four samples in four channels of a purification device by supercritical fluid chromatography (SFC). The method includes passing a first sample through an SFC channel of a first channel, separating the first sample into sample sub-portions, and connecting each sample sub-portion along at least a portion of the first fluid channel. And isolation from each other. The supercritical fluid pressure in the fluid stream is regulated by a back pressure regulator and a pressure relief valve according to embodiments of the present invention. The method also includes moving the separated sample subdivision along the fluid flow path and detecting at least one sample subdivision flowing along the fluid flow path. Further, the method diverts the sample from the sample subdivision, directs the sample to an analyzer while the remainder of the sample subdivision flows along the fluid flow path, and analyzes the sample. Analyzing by the device to determine whether one sample subdivision has the selected sample characteristics. The method also includes collecting one sample sub-portion into a first receiver, such as a well of a first microtiter plate, only if the sample sub-portion has selected sample characteristics. Including. If the sample aliquot does not have the selected sample characteristics, the sample aliquot collects in a second receiver, such as a corresponding well in a second microtiter plate.
[0020]
The exemplary multi-channel high-throughput purification method further includes purifying the second sample along the second channel simultaneously with the purification of the first sample. Purification of the second sample is performed by passing the second sample along the second flow path of the second channel, separating the second sample into sample subdivisions, and using the pressure regulator assembly according to the embodiment of the present invention. Isolating each sample subdivision along at least a portion of the second fluid flow path. The method also includes moving the separated sample subdivision along the second fluid flow path and detecting at least one sample subdivision flowing along the second fluid flow path. The method includes adjusting a second sample pressure along a flow path using a pressure regulator assembly according to an embodiment of the present invention. Further, the method includes taking a sample from one sample subdivision and directing the sample to the same analyzer used in the first channel. The remainder of the sample subdivision continues to flow along the second flow path.
[0021]
The method also includes analyzing with an analyzer, wherein the first and second samplings are separately analyzed according to a selected analysis order protocol. An analysis of the second sample determines whether the sample subdivision has the selected sample characteristics. The method includes collecting the sample aliquot into another receiver, such as another well in the first microtiter plate, only if the sample aliquot has the selected sample characteristics. . If the sample aliquot does not have the selected sample characteristics, the sample aliquot collects in another receiver, such as another well in the second microtiter plate.
[0022]
In one embodiment of the present invention, the high-throughput purification method comprises the steps of purifying the third and fourth samples in a manner similar to the purification described above in connection with the first and second samples. And purifying along the fourth channel. In this embodiment, the same analyzer is used to analyze samples from all four samples. Each sample is analyzed separately, all according to the chosen analysis order protocol.
[0023]
One aspect of the present invention is a high-throughput liquid chromatography column configured to receive a selected injection of a sample to flow through the column at a selected flow rate to achieve a chromatographic separation of the sample. Provide assembly. The sample has a selected amount of material and fluid. The column assembly includes a loading column having a loading chamber therein having a first inner diameter and a first length. The loading chamber is sized to hold a selected volume of solid phase packing material. The sample is loaded on top of this loading substance and is spatially distributed in the loading chamber. The volume of the loading chamber is large enough to sufficiently load the sample into it, but the length of the loading chamber will allow for the selected chromatographic separation of the sample as it passes through the loading material. Not enough to achieve.
[0024]
A separation column with a separation chamber is positioned to receive the sample from the loading column. The separation chamber has a diameter smaller than the diameter of the loading column and a length greater than the length of the loading column. The separation chamber holds the solid phase packing material therein and the length of the separation chamber is long enough to achieve the selected chromatographic separation as the sample passes through the packing material at the selected flow rate. That's it. The inner diameter of the separation column is sized such that, in preference to the same length as the length of the loading column, the separation chamber has insufficient volume to act as a loading surface for the entire selected sample.
[0025]
Another aspect of the invention relates to a pressure regulator assembly that can be used in a multi-channel, high-throughput purification device for purifying multiple samples from a chemical library substantially simultaneously. In one exemplary embodiment, the device includes a controller and a sample analyzer coupled to the controller, the analyzer determining whether each sample has a selected sample characteristic. It is configured to Each of the first, second, third, and fourth purification channels is connected to the sample analyzer. The first purification channel includes a separation device that receives the sample stream and separates the first sample into sample sub-portions, with each sample sub-portion positioned to isolate each other within the sample stream. A detector is positioned to receive the sample stream from the separation device and to detect at least one sample subdivision in the first sample. An adjustable back pressure regulator receives the fluid flow from the detector and regulates the pressure of the fluid flow in the first channel according to an embodiment of the present invention.
[0026]
In one embodiment of the present invention, there is provided a pressure regulator assembly for use in a high-throughput fluid device having a fluid channel for passing a fluid stream. The pressure regulator assembly includes an inlet tube and an outlet tube connectable to the fluid channel. The regulator body includes a regulator inlet and a regulator outlet, wherein the regulator inlet is connected to the inlet pipe and the regulator outlet is connected to the outlet pipe. The regulator body has a chamber therein in fluid communication with the regulator inlet and the regulator outlet. The nozzle is in fluid communication with the regulator inlet. The nozzle has a nozzle outlet adjacent to the chamber. The stem is axially aligned with the nozzle outlet. The stem has one end forming an adjustment surface and the other end forming an attachment portion. The conditioning surface is positioned adjacent the nozzle outlet to restrict fluid flow through the chamber to the regulator outlet.
[0027]
In addition, the pressure regulator assembly in the present embodiment includes a mounting rod that is mounted on the mounting portion of the stem. The mounting rod and the stem are axially movable relative to the nozzle outlet within the regulator body. The adjustment member is connected to the mounting rod and is axially movable to adjust the position of the stem with respect to the nozzle outlet. The adjustment mechanism has a double concentric screw structure with first and second screws thereon. The first screw is configured to engage the mounting rod and move the mounting rod and the stem as a unit at a first speed relative to the nozzle outlet in a first direction. The second screw is configured to move the adjustment member, the mounting rod and the stem as a unit with respect to the nozzle outlet at a second speed in a second direction. The second direction is opposite to the first direction, the first speed being different from the second speed, allowing a damped movement of the stem adjustment surface with respect to the nozzle outlet and providing The fluid flow pressure is selectively adjusted. The drive mechanism is coupled to the adjustment member and is arranged to rotate the adjustment member for adjusting the axial direction of the stem with respect to the nozzle outlet to control the pressure of the fluid flow. The pressure regulator assembly allows for very accurate pressure control with substantially zero dead volume that can result in cross-contamination between each sample.
[0028]
The microsampling device is arranged to receive a sample stream from the back pressure regulator and is movable between an open position and a closed position while allowing a substantially continuous fluid flow to pass through the device. In the closed position, the microsampling device prevents fluid flow from passing through the analyzer and allows continuous flow through the microsampling device. Also, in the closed position, the microsampling device also allows a substantially continuous flow of the carrier fluid to flow through the sampling device to the analyzer. In the open position, the microsampling device guides the sample from at least one sample aliquot to the analyzer for analysis, but the remainder of the sample aliquot is substantially interrupted through the microsampling device. Move without.
[0029]
In one embodiment, a pressure relief valve assembly, similar to a back pressure regulator, receives the remaining sample stream from the microsampling device and maintains a selected pressure in the sample stream downstream of the microsampling device. The flow directing valve is connected to the first flow path and is positioned to receive a sample flow downstream of the pressure relief valve. The flow directing valve is movable toward the first position to orient the sample subdivision in one direction when the analyzer determines that one sample subdivision has selected sample characteristics. is there. The flow directing valve moves to a second position to direct the sample subdivision in another direction when the analyzer determines that one sample subdivision does not have the selected sample characteristic. It is possible. The first receiver, such as the well of a microtiter plate, has a selected portion having a selected characteristic such that when the flow directing device is in the first position, the sample dispensing from the flow directing device is performed. Position to accept part. The second receiver, such as the wells of the second microtiter plate, can be used when one of the sample aliquots does not have the selected characteristics, so that when the flow directing device is in the second position, Position to accept sample subdivision.
[0030]
The second purification channel of the purification device includes a separation device positioned to receive the second sample stream and to separate the second sample into sample portions. Another detector is connected to the separation device and is positioned to receive a second sample from the separation device. The detector is configured to detect at least one sample subdivision in the sample stream. A micro-sampling device is positioned to receive the sample flow from the detector and is movable between open and closed positions. The microsampling device, when in the closed position, passes the second sample stream while blocking passage to the analyzer. In the open position, the micro-sampling device directs the sample from the sample sub-portion to the analyzer for analysis while the remainder of the sample sub-portion continues to flow along the second flow path without substantial obstruction. .
[0031]
The back pressure regulator and the pressure relief valve respectively receive the second sample stream upstream and downstream of the microsampling device and selectively control the pressure of the second sample stream along the second purification channel. A flow directing valve is associated with the second flow path and is positioned to receive a sample flow through the second flow path. The flow directing valve is movable toward the first position to direct the sample sub-portion in one direction when the analyzer determines that one sample sub-portion has selected sample characteristics. is there. The flow directing valve moves to a second position to direct the sample subdivision in another direction when the analyzer determines that one sample subdivision does not have the selected sample characteristic. It is possible. The waste container receives the remainder of the stream without the sample subdivision.
[0032]
The receiver, such as another well of the first microtiter plate, has its selected characteristics from one of the sample aliquots, so that when the flow directing device is in the first position, its flow from the flow directing device is reduced. Position to accept sample subdivision. Another receiver, such as another well of the second microtiter plate, has a flow directing device when the flow directing device is in the second position because one sample aliquot does not have the selected characteristics. Accept the aliquot from the device
Position.
[0033]
In one embodiment of the present invention, the purification device of the present invention includes third and fourth purification channels for purifying the third and fourth samples substantially simultaneously with the first and second samples. Each of the third and fourth purification channels is connected to the same analyzer and directs each sample aliquot to a respective receptacle, such as a well of the first and second microtiter plates, as described above.
[0034]
In one embodiment, the purification device includes a controller and a sample analyzer coupled thereto, wherein the analyzer is configured to determine whether the sampling has the selected sample characteristics. The first, second, third, and fourth purification channels are coupled to a sample analyzer. The first purification channel includes a separation device positioned to receive the sample stream and separate the first sample into sample portions, such that the sample portions are spaced apart from each other in the sample stream. I will A detector is positioned to receive the sample stream from the separation device and detect at least one sample subdivision from the first sample. An adjustable back pressure regulator receives the flow from the detector and controls the pressure of the flow in the first channel.
[0035]
Another aspect of the present invention provides a micro-sampling device including a main body having a sample inlet, a sample outlet, and a sample passage therebetween. The sample inlet and the sample outlet can be placed in fluid communication with the sample flow path of the fluidic device. The body has a carrier inlet and a carrier outlet placed in fluid communication with the carrier fluid flow path of the high throughput fluid device. The carrier inlet and the carrier outlet are not aligned in the axial direction. The stem is movably positioned within the body and is in fluid communication with the sample passage.
[0036]
The stem is movable within the body between a first position and a second position. The stem has a fluid bypass interconnecting the carrier inlet and the carrier outlet for flowing the selected carrier fluid through the valve body when the stem is in the first position. The stem prevents sample flow in the sample passage from flowing to the carrier outlet when in the first position. A fluid bypass is in fluid communication with the sample passage and the carrier outlet to allow selected sampling of the sample stream to flow to the carrier outlet when in the second position. One or more actuators are coupled to the stem and the stem is operable to move between a first position and a second position.
[0037]
Another aspect of the present invention includes an automated fraction collection assembly that holds a microtiter plate in a fixed position and distributes a sample aliquot into selected wells of the microtiter plate. The fraction collection assembly includes a dispensing needle that dispenses the sample aliquot into the disposable inflation chamber and then into the microtiter plate. The dispensing needle is mounted on a dispensing head that extends into the disposable inflation chamber, and the sample aliquot is concentrated in the inflation chamber and then dispensed into the microtiter plate.
[0038]
The dispensing head is movable from a pick-up station where the expansion chamber is picked up. The expansion chamber is delivered from the dispensing assembly to a pickup station. The dispensing head picks up the expansion chamber and moves to a collection position above the microtiter plate, where the sample aliquot is dispensed into selected wells of the microtiter plate. Also, the dispensing head is moveable from the dispensing position to the chamber drop position, where the inflation chamber is expelled into the waste container, exposing the dispensing needle. The dispense head is further movable to a wash position at the wash station on the fraction collection assembly, where the dispense needle is washed to avoid cross-contamination between each sample.
[0039]
In one aspect of the invention, the automatic fraction collection assembly includes a dispensing head movable relative to the frame along three axes of movement. The dispensing head is adapted to place the selected sample aliquot in the receiving well of the receiver, the receiving well having a one-to-one correspondence with the supply well from which the sample was removed.
[0040]
One embodiment includes a chamber delivery assembly sized to accommodate a plurality of expansion chambers and having a delivery member positioned to deliver the expansion chamber to a pickup station. The chamber delivery assembly has a chamber storage housing a plurality of expansion chambers therein. The dispensing drum is rotatably mounted adjacent the chamber storage and is positioned to receive the expansion chamber from the chamber storage. An engagement member is movably positioned adjacent to the drum and adapted to engage an expansion chamber on the distribution drum to guide the expansion chamber to a pick-up station. Also, the fraction collection assembly of one embodiment includes a rinsing station that enables a “fluid squeegee” rinsing operation to rinse the dispensing needle of the dispense head.
[0041]
(Best Mode for Carrying Out the Invention)
The structure and function of each exemplary embodiment of the present invention may be best understood with reference to the drawings. The same reference numbers are shown in multiple figures. These same reference numbers indicate the same or corresponding structures in each drawing.
[0042]
FIGS. 1-3 show a multi-channel high throughput purifier 10 having a back pressure regulator assembly 55 and a pressure relief valve assembly, according to one exemplary embodiment, the components of which are shown in FIG. To 22. Purification device 10 is configured to simultaneously purify four samples 12 from a chemical library, and purifies each sample along each purification channel 14 in the device. Purification in the exemplary embodiment is achieved by chromatography, and more particularly by supercritical fluid chromatography (SFC), described in more detail below.
[0043]
Each channel 14 receives a selected sample from the feed microtiter plate 20. Each channel 14 is connected to a conventional analyzer such as a mass spectrometer 16 that analyzes selected sub-portions of each sample according to a predetermined analysis order protocol. In one embodiment, the analyzer includes a plurality of compound identification devices. In the exemplary embodiment, each serving microtiter plate 20 includes a barcode or other selected display or tracking mechanism that provides information specific to the serving microtiter plate. Purification apparatus 10 includes a barcode reader 15 or the like that identifies a particular supply microtiter plate 20 used in each purification operation.
[0044]
Each member of each channel 14 such as the mass spectrometer 16 and the bar code reader 15 is connected to a computer controller 18, which monitors and controls the operation of each member during the purification operation. Also, the mass analyzer 16 is connected to a computer 17, which provides the user with additional control or monitoring capabilities during the purification operation.
[0045]
After analyzing each sample 12 with the mass spectrometer 16, the substantially purified sample aliquot is placed in a corresponding well of a receiving microtiter plate 22 (shown in FIG. 2) or other selected sample collector. Distribute directly. The remainder of the sample, detected by the detector, known as a reaction by-product, is dispensed directly to the first microtiter plate 24 (shown in FIG. 2). Thus, four samples 12 are removed from the feed microtiter plate 20 and purified, and each sample has two receiving microtiters, one containing the purified target compound and the other containing the reaction by-products. It is placed directly in the corresponding well position of the titer plates 22 and 24. In one embodiment, four samples are sequentially removed from the feeding microtiter plate by the same removal needle assembly. In another embodiment, the four samples are removed substantially simultaneously by a withdrawal assembly having four withdrawal needles.
[0046]
Receiving microtiter plates 22 and 24 have a barcode or the like thereon, and a barcode reader 25 (FIG. 2) is provided adjacent to each receiving microtiter plate. Also, the second barcode reader 25 is connected to the computer controller 18 (FIG. 1) to identify and track the sample dispensed into the selected well of each microtiter plate. The purified target compounds in the microtiter plates 22 and 24 can then be screened by a method selected to locate a particular target compound.
[0047]
The microtiter plate 22 is securely held in an automatic fraction collection assembly 23 connected to the computer controller 18 (FIG. 1). The fraction collection assembly 23 directs selected sample aliquots of the purified target compound or reaction by-product to selected wells of the microtiter plate 22 or 24. The fraction collection assembly 23 is automated and configured to pick up a clean disposable or reusable expansion chamber that condenses the vaporous sample aliquot and then feeds the microtiter plate 22 or 24. The fraction collection assembly 23 includes a wash station where the sample dispensing needle moves the sample aliquots into each microtiter plate and transfers the next set of wash expansion chambers to the next sample aliquot. Washed before picking up for shipping.
[0048]
In the purification method of the exemplary embodiment, the selected microtiter plate 20 is identified by a barcode reader 15 and placed on an autosampler 21 (FIG. 1). In one embodiment, autosampler 21 is a Gilson 215 autosampler from Gilson, Middleton, WI. As best seen in the schematic diagram of FIG. 3, each sample is removed from the selected well of the feeding microtiter plate 20 by the autosampler 21 and placed in one sample channel 30 of each of the four channels 14. Supplied. Four samples 12 are introduced into each purification channel 14 substantially simultaneously. Although the exemplary embodiment purifies four samples 12 substantially simultaneously, other numbers of samples can be purified simultaneously with the device according to the present invention.
[0049]
As best seen in FIG. ₂ Mixing with the carbon dioxide from source 29 and the modifier solvent from solvent source 33 produces a carrier stream entering each channel 14 at a selected flow rate. The carbon dioxide stream from heat exchanger 36 is cooled by recirculating cooling bath 35 and ₂ The mixture is sucked into the mixer 39 by the pump 37. Also, CO ₂ The flow minimizes pulsations that may be generated by the pump 37 through the pulse damper. The modifier solvent flows from solvent pump 41 to mixer 39 where it mixes with carbon dioxide. The carbon dioxide / solvent mixture then flows to the sample injection valve 43, where the sample 12 is received from the autosampler 21 and mixed with the carrier flow to produce a sample flow 31.
[0050]
The sample stream 31 passes through a heat exchanger 45, at which point the fluid becomes supercritical and then passes through a separation medium such as an SFC column 32, which spatially separates each sample subdivision in the sample stream 31. To separate. Thus, each sample subdivision is temporally and spatially separated from other components as the sample stream exits the SFC column 32 and passes through the purification channel 14.
[0051]
In one embodiment of the present invention, column 32 is a dual component column used for supercritical fluid chromatography, as shown in FIGS. As best seen in FIG. 4, each member of the column 32 includes an upper dilution body 400 having a dilution chamber 408. The top of the dilution body 400 is connected to an inlet tube 410 through which the sample stream 31 travels to the column 32. The upper dilution body 400 is connected to the loading body 402 and is securely held in place on the sled of the loading body 402 by the upper end cap 401. In another embodiment for use in liquid chromatography, a dilution chamber is not required, and thus the column 32 does not include a dilution body attached to the loading body.
[0052]
The dilution chamber body 400, upper end cap 401, and charge 402 of the exemplary embodiment are made of an inert material, such as stainless steel. In another embodiment, other inert materials can be used to make the members of the column. The separation main body 403 at the upper end is connected to the lower part of the loading main body 402. The lower end of the separation body is rigidly connected to a lower end cap 404 which connects to an outlet tube 412 where the separated sample stream 31 exits the column 32.
[0053]
As best seen in the cross-sectional view of FIG. 5, the sample stream 31 enters the column 32 from a top screwed inlet 505, which has an inlet tube 410 above the top ferrule seal point 506 in the inlet 505. Sealed by a seated external ferrule. The sample stream is guided radially by an inverted top funnel 507 from the inlet tube 410 into the upper dilution chamber 408. Top funnel 507 is substantially conical in shape and forms the top of dilution chamber 408. The body of the dilution chamber 408 is substantially cylindrical, but may be configured in other embodiments with other geometric shapes. The bottom of the dilution chamber 408 has an inverted funnel portion 509 radiating outwardly from the dilution chamber body. Accordingly, the bottom funnel 509 projects into a lower opening having a larger diameter than the dilution chamber body. The lower opening of the bottom funnel 509 is located on the top frit 510 below the dilution chamber 408.
[0054]
The total volume of the dilution chamber is free of stationary phase material. Dilution of the sample in the sample stream occurs as the sample stream moves down from the body to the bottom funnel 509, from which the sample stream passes through the top frit 510. Top frit 510 distributes the sample on column bed 512 in loading area 520 just below top frit 510. The seal of the dilution chamber 408 is obtained at the top frit 510, where the dilution chamber body 400 is fitted internally to the loading body 402.
[0055]
The loading body 402 has a loading area 520 below the top frit 510 and a transition area 522 below the loading area. The loading region 520 and the transition region 522 in the loading body are filled with a stationary phase material such as cyano that forms a column bed 512 in the column 32. In other embodiments, other stationary phase materials may be used to form column bed 512. The loading area 520 has an inner diameter that is at least about twice the inner diameter of the separation area 524 and a length that is less than about half the length of the separation area. At the loading region 520, the sample stream travels downward from the column bed 512 to a transfer region 522 having a conical shape formed by the loading body 402. The transfer zone 522 directs the sample stream into the separation zone of the column bed 512.
[0056]
The loading area 520 is wide and short so that the sample is distributed over a large area of the column bed 512. Thus, the sample is spatially distributed over a large horizontal plane, and is consequently separated from incompatible loading solvents. Column bed 512 has selected absorption characteristics. The length of the loading region 520 and the depth of the column bed 512 result in a minimum longitudinal absorption profile that allows sufficient absorption of the sample onto the stationary phase material forming the column bed. However, the length of the loading region 520 is not sufficient for the selected chromatographic separation of the sample for a given loading mass of sample and amount of solvent.
[0057]
Because the loading chamber or region 520 is for sample loading, not for chromatographic separation, the loading chamber does not control the required flow rate for separation. Instead, the flow rate is determined by the diameter of the separation region 524. With the sample properly loaded in the loading chamber 520, a flow elution gradient process can elute the sample and send it directly to the separation column. The diameter of the separation region 524 is smaller than the diameter of the loading region, and this small diameter controls the flow rate of the sample for a given sample mass and volume. This small diameter allows the sample stream to flow at a low velocity, thus reducing solvent consumption and waste solvent generation. The top of the separation main body 403 is threadably attached to the bottom of the loading main body 402 by screw connection, and is sealed by a contact frit 511 sandwiched therebetween. The separation body 403 of the illustrated embodiment is made of stainless steel, and is formed such that the internal chamber accommodating the separation area 524 of the column bed 512 has an inclined cylindrical shape having a wide upper end and a narrow lower end. Have been. The internal chamber of the separation region 524 of the column 512 is filled with stationary phase material. The sample stream travels down from the column bed 512 in the separation area 524 through the bottom frit 513 onto a bottom fluid funnel 514 formed in the lower end cap 404. The bottom of the separation area 524 is sealed by a lower end cap 404 screwed onto the separation body 403 from outside. The bottom frit 513 is sandwiched between the lower end cap 404 and the separation main body 403. Bottom fluid funnel 514 is conical and guides fluid into a bottom threaded port 516 formed in lower end cap 404. The outlet tube 412 can be screwed into the screw hole 516. The outlet tube 412, when screwed into the outlet 516, is sealed against the lower end cap 404 at the bottom ferrule seal point 515 using an external ferrule.
[0058]
In another embodiment shown in FIG. 6A, column 32 is a “one-piece” column. Due to the similarity between the two embodiments, the same elements in the two embodiments are indicated in the drawings by the same reference numbers for clarity. The one-component column is substantially the same as the two-component column described above, except that the loading body 602 and the separation body 603 are integrally formed from a single stainless steel unit to provide one-piece loading and separation ( One-Piece Loading and Separation (OPLAS) body 617 is formed. Therefore, the upper frit 511 used for the two-component column is unnecessary and is omitted.
[0059]
As best seen in the cross-sectional view of FIG. 6B, the dilution chamber body 400 is internally fitted into the OPLAS body 617 and is secured by an upper end cap 401 threaded onto the OPLAS body from outside. ing. The lower end of the OPLAS body 617 is internally screwed into the lower end cap 404. Accordingly, the loading area 520 formed in the OPLAS body 617 has a diameter that is about twice or more the inner diameter of the separation area 524 and a length that is about half or less the length of the separation area.
[0060]
In another embodiment, shown in FIG. 7A, column 32 is the same as the "dual" column described above and shown in FIGS. Dilution chamber body 400 has a lower end 407 that sits on top of loading body 402. The dilution chamber body 400 has the same outer diameter as the outer diameter of the loading body 402. The top frit 510 is sandwiched between the lower end 407 of the dilution chamber body 400 and the top of the loading body 402.
[0061]
In the illustrated embodiment, the support frit 704 is located above the top frit 510 and directly below the bottom funnel 509 of the dilution chamber 408. If the dilution chamber 408 is filled with an inert material such as a plastic or stainless steel bead, the support frit 704 retains the inert medium in the dilution chamber 408. The support frit 704 also supports the top frit 510 to prevent it from bending.
[0062]
In another embodiment, shown in FIG. 7B, the column 32 is the same as the "one component" column described above and shown in FIGS. 6A, 6B. However, the dilution chamber body 400 is integrally connected to an upper end cap 401 that can be screwed onto the loading body 402. The dilution chamber main body 400 and the upper end cap 401 are arranged so as to sandwich the top frit 510 with respect to the top of the loading main body 402. This embodiment, as described above, is arranged to hold any inert media within the dilution chamber 408 and to support the top frit 510 from bowing if used. A support frit 704 is included. The loading main body 402 is integrally connected to the separation main body 403.
[0063]
Another embodiment of the separation body 403 shown in FIGS. 7A and 7B is shown having a generally conical separation region 524. In another embodiment, the isolation region 524 may be cylindrical with a constant cross-sectional area along its entire length.
[0064]
In another embodiment of the present invention, shown in FIG. 7C, column 32 is a multi-stage column assembly having a dilution column 740, a loading column 742, and a separation column 744 that are spaced apart from one another. The dilution column 740, the loading column 742, and the separation column 744 are connected in series by a small-diameter tube 746. Dilution column 740 has a dilution chamber body 750 with a top opening 752 for receiving inlet tube 410. The inlet 752 is in fluid communication with the dilution chamber 754 in the dilution chamber body 750 such that the sample flows from the inlet tube 410 into the dilution chamber 754 via the top opening 752. Dilution chamber 754 may be empty or, in another embodiment, may include an inert medium such as plastic or stainless steel beads. The beads facilitate dilution when the sample stream enters the dilution chamber 754. The bottom of the dilution chamber body 750 has an outlet 756 in fluid communication with the dilution chamber 754. The outlet 756 is connected to the upper portion 758 of the small diameter tube 746 for directing the sample stream out of the dilution column 740. In the illustrated embodiment, the small diameter tube 746 is an HPLC tube having an inside diameter of about 0.010 inches, although other tubes can be used.
[0065]
The upper portion 758 of the small diameter tube 746 is connected to an inlet 760 formed in the loading main body 462 of the loading column 742. Inlet 760 is in fluid communication with a loading chamber 764 formed in loading body 462. The loading body 462 is formed by an upper portion 765 and a lower portion 766 that are held together in an axially aligned manner by a threaded top cap 767. The upper portion 765 has an inlet 760 and the lower portion 766 has an outlet 768, which are in fluid communication with the loading chamber 764. Top cap 767 extends over upper portion 765, and female threads 769 formed on the top cap are threaded into male threads 770 formed on lower portion 766. To secure the top cap in place in the upper portion, a retaining ring 771 is snapped over the top cap 767 and onto the upper portion 765 of the loading body.
[0066]
The loading chamber 764 contains a selected stationary phase material, such as cyano or other selected material forming a column bed 772. In the illustrated embodiment, the column bed 772 is contained within a protective column cartridge 773 having a shell 775 surrounding it. The frit 774 is housed at the top and bottom of the column bed 772 in the protection column cartridge 773. Frit 774 is positioned so that samples pass through the frit as they flow through loading chamber 764 to outlet 768. In another embodiment, the loading column 742 does not use a protection column cartridge 773. The column bed 772 is packed directly into the loading chamber 764 and the frit 774 is placed on the top and bottom of the column bed.
[0067]
The loading chamber 764 has a volume defined by a diameter and length that contains a selected volume of packing material to provide a longitudinal absorption configuration that allows the entire sample to be loaded into the loading column 742. However, the length of the loading chamber is not sufficient to chromatographically separate the sample. As a result, the loading chamber 764 can spatially distribute the sample over a large horizontal plane to receive the large sample and separate the sample from incompatible solvents.
[0068]
The outlet 768 of the loading body 762 is connected to the lower portion 776 of a small diameter tube 746 that carries the sample stream away from the loading column 742. The lower portion 776 of the tube is connected to the inlet 778 of the filter 780. The filter 780 is connected to an inlet 781 formed in the separation main body of the separation column 744. In another embodiment, the filter 780 is not used and the lower portion 776 of the tube is connected directly to the inlet 778 of the separation body.
[0069]
The separation body 782 has an elongated separation chamber 784 in fluid communication with an inlet 781 for receiving a sample stream. Separation chamber 784 contains a selected separation medium that forms column bed 787. The sample stream travels through the bed and the components of the sample are chromatographically separated. The separation chamber 784 has a diameter that is about one-half or less than the diameter of the loading chamber 764, and has a length that is twice or more the length of the loading chamber. The sample flow rate depends on the diameter of the separation chamber 784. The separation chamber 784 of the illustrated embodiment has a substantially continuous cross-sectional area along its entire length. In another embodiment, the lower end may have a separation chamber 784 that is tapered to a smaller diameter.
[0070]
The lower end of the separation body 782 is connected to a lower end cap 786 having an outlet 788 in fluid communication with the separation chamber 784. Outlet 788 is connected to outlet tube 412 to receive a separated sample stream flowing out of separation column 782.
[0071]
The multi-stage column assembly takes advantage of the advantages of a large-diameter packed column 742 that can handle large volumes of solvent and the advantage of a small-diameter separation column 744 that enables the desired high-throughput while achieving selected chromatographic separations. I do. Therefore, a large-diameter column is not required to obtain a desired separation effect.
[0072]
In another embodiment illustrated in FIG. 7D, column 32 has the same multi-stage column assembly as the previous embodiment shown in FIG. 7C, except that it does not have a dilution chamber spaced from the loading column. It is. Dilution chamber 790 is provided in loading column 742. Loading column 742 is connected to inlet tube 410 at inlet 760. The loading column 742 includes an annular spacer 792 sandwiched between the upper portion 765 of the loading body and the top of the protection column cartridge 773. Annular spacer 792 has an open central section 794 in fluid communication with inlet 760 and a protective column cartridge 773 having a column bed 772 therein. The open central area 794 of the spacer forms a dilution chamber 790 that receives the sample stream before it is loaded onto the column bed 772. Thus, dilution chamber 790 and loading chamber 764 are integrally connected within the same stage of a multi-stage column assembly. In the illustrated embodiment, the dilution chamber 790 is empty to create a space above the loading chamber 764. In another embodiment, dilution chamber 790 may contain inert beads or other materials.
[0073]
In another embodiment, the loading chamber 764 contains a selected stationary phase material that forms a column bed 772 within the protective column cartridge 773 as described above, and a frit 774 that sandwiches the column bed therebetween. In another embodiment, the protective column cartridge 773 is not used and the column bed 772 and frit 774 are packed directly into the loading chamber 764.
[0074]
The lower portion 766 of the loading body has an outlet 768 connected to a small diameter HPLC tube 746 as described above to receive a sample stream from the loading chamber 764. The small diameter tube 746 is connected to the inlet 778 of the filter 780 as described above in connection with the embodiment shown in FIG. 7C.
[0075]
8A-C graphically illustrate the results of three chromatographic runs showing the improvement over the prior art obtained with column 32 according to the present invention. All three chromatographic runs were performed under the same chromatographic conditions, injecting the same loading of the three compound mixture. Operation 200 (FIG. 8A) shows the separation results using a conventional single column injected with a small volume of the solvent mixture. Operation 201 (FIG. 8B) shows the separation results using the same prior art single column as operation 200 and injecting this column with a large volume of the solvent mixture. Operation 202 (FIG. 8C) shows the results of the separation using the dual component column 32 according to the embodiments of the present invention described above. Operation 202 was injected with the same large volume of solvent mixture as operation 201.
[0076]
The first portion of column 32 (eg, loading and transfer portion) has a larger inner diameter and a shorter length than the second portion of the column (separation region). Thus, the column 32 according to the present invention is capable of processing large volume solvent mixtures containing multiple compounds and can provide highly accurate separation and detection of various compounds, such as by using a mass spectrometer or the like. This accuracy, combined with the corresponding speed of processing large volume solvent mixtures containing multiple compounds, provides faster and more efficient throughput.
[0077]
Referring again to FIG. 3, the sample stream 31 exits the SFC column 32, passes through another heat exchanger 47, and enters the detector. Detector 34 is adapted to detect various compounds or peaks in sample stream 31 separated from each other by SFC column 32. In the illustrated embodiment, detector 34 is an ultraviolet (UV) detector. Although a UV detector is used in the illustrated embodiment, other detectors may be used, such as an infrared (IR) detector or any other suitable detector that can identify peaks in the sample stream 31.
[0078]
Each detector 34 connects to a conventional computer controller 18. When the detector 34 identifies a peak, it sends a signal to the computer controller 18 to indicate the peak. Since the sample flow rate is known for each channel, the computer controller 18 can calculate the position of each peak in each channel 14 as the sample stream 31 passes through the channel. For example, if two peaks are detected in the same sample stream 31, computer controller 18 calculates and monitors where each peak is within channel 14. Computer controller 18 also calculates where each peak is relative to each other during the entire purification process.
[0079]
The sample stream 31 is in a vapor state as it moves through the purification channel. After the sample stream 31 exits the detector 34, an additional solvent, called makeup solvent 49, is added to the sample stream when needed to increase the volume of liquid in the sample stream, and a sample fraction collection is performed. Facilitates transport to the collection assembly (described below). The makeup solvent 49 is pumped from the solvent container into each purification channel 14 by the solvent pump 51. The solvent container and the solvent pump 51 are each connected to the computer controller 18 so that the computer controller can monitor the solvent volume used and control the solvent pump as needed in the selected purification operation. The computer controller 18 can also monitor the amount of makeup solvent 49 required in the purification channel during operation to detect if a potential problem occurs and provide an alarm or other warning to the operator of the device. Let me come out.
[0080]
After adding makeup solvent 49 to sample stream 31 as needed, the sample stream passes through back pressure regulator module 53 in back pressure regulator assembly 55. Back pressure regulator module 53 senses and controls the back pressure in channel 14 to maintain the desired pressure in the channel.
[0081]
As best seen in FIG. 9, the backpressure regulator assembly 55 includes a housing 900 movably holding four backpressure regulator modules 53 for each purification channel. Assembly 55 also includes a connection panel 902 to which back pressure regulator module 53 is coupled for connection with computer controller 18 (FIG. 3). Module 53 plugs into housing 900 and onto connection panel 902. Thus, if new or replacement modules 53 are required in the purifier, they can be quickly and easily installed when no module is plugged and when plugging into the replacement module.
[0082]
As best seen in FIG. 10, the back pressure regulator module 53 includes a housing 1002 that houses and protects the cooling greater assembly 1004. Regulator assembly 1004 controls the back pressure in the sample stream as it passes through each purification channel 14. The regulator assembly 1004 is electrically connected to a stepper motor controller 1006 that drives and regulates the regulator assembly as needed during the purification operation. The stepper motor controller 1006 is connected to a printed circuit board 1008 which is also connected to the housing 1002. The printed circuit board 1008 includes a plurality of connectors 1010 that are releasably plugged into a connection panel 902 (FIG. 9) of the regulator assembly. Accordingly, the computer controller 18 is connected to the back pressure regulator module 53 via the printed circuit board, and is connected to the regulator assembly 1004 by the stepping motor controller 1006.
[0083]
Back pressure regulator module 53 also includes a front plate 1012 mounted to housing 1002. The front plate 1012 has an inlet 1014 into which the channels of the purification channel extend to allow the sample stream 31 to pass through the back pressure regulator module 53. The sample stream passes through a pressure sensor 1013, which is connected to a printed circuit board 1008 to identify the pressure of the sample stream. As will be described in more detail below, after the sample stream 31 enters the regulator assembly 1004 and modifies the sample stream pressure as needed, the sample stream is passed from the back pressure regulator module 53 to the outlet on the front plate 1012. Exit through 1018.
[0084]
As best seen in FIGS. 11 and 12, the regulator assembly 1004 includes a stepper motor 1100 having a wiring 1102 connected to a stepper motor controller 1006 (FIG. 10). Stepper motor 1100 is coupled to a motor mount 1104 that interconnects the stepper motor to back pressure regulator 1106. The back pressure regulator 1106 is securely held by a plurality of mounting screws 1108 extending through the motor mount 1104 and threaded into the housing of the stepper motor 1100.
[0085]
The regulator assembly 1004 also includes a heater 1110 that heats the sample stream in the tube of the purification channel to prevent the formation of ice crystals and the like as a result of a pressure differential across the pressure regulator. . The heater 1110 includes a thermal conductor 1112 extending over the back pressure regulator 1106, and a heater band 1114 clamped onto the thermal conductor by a band clamp 1116. A heater band 1114 is connected to the computer controller 18 so that the heater band adjusts its temperature to provide various heating conditions to the back pressure regulator during the purification operation. Thermal conductor 1112 includes a temperature sensor 1118 that monitors the temperature of the thermal conductor during the purification operation. Temperature sensor 1118 is connected to computer controller 18 (FIG. 3) so that the computer controller can adjust the heat from heater band 1114 when needed during operation of regulator assembly 1004. Heater 1110 is controlled to prevent ice or crystal formation at pressure regulator 1106.
[0086]
As best seen in FIG. 12A, the regulator 1106 has a flow filter 1250 that receives a purification tube 1201 through which the sample stream 31 passes. Flow filter 1250 includes a frit 1252 or other filter member located in the passage of sample stream 31. The sample stream 31 passes through the frit 1252, which filters any particulates in the sample stream before the sample stream passes through the regulator 1106. The flow filter 1250 extends into an inlet 1200 that receives the filtered sample stream 31 and has a connection end 1254 that is securely supported by the inlet 1200. In another embodiment, the flow filter 1250 is not used and the purification tube entering the regulator 1106 extends directly into the inlet 1200.
[0087]
The inlet 1200 has an inlet channel 1202 that communicates with a nozzle 1204 located below the inlet. The nozzle 1204 in the illustrated embodiment is a ceramic component that has a diamond coating to provide a very hard and durable nozzle in the regulator. Nozzle 1204 is exposed to extremely harsh conditions including caustic solvents and pressures of 2000 psi or higher. The inlet 1200 is threadably connected to the nozzle holder 1205 so that the inlet 1200 can be easily moved so that the nozzle 1204 can be accessed when the nozzle needs to be replaced.
[0088]
Nozzle 1204 includes an inlet channel 1211 extending therethrough, which communicates with a microchamber receiving sample flow 31 from the channel. The lower end of the inlet channel 1211 forms a nozzle orifice through which the sample stream passes. A stem 1208 below the nozzle 1204 extends through the seal 1210 into the small chamber 1206 and terminates near the nozzle orifice at the lower end of the inlet channel 1211. The stem 1208 is movable with respect to the nozzle orifice and adjustably closes a flow path through the regulator 1206. In the illustrated embodiment, stem 1208 is a sapphire stem. In another embodiment, stem 1208 can be made from other very hard erosion resistant materials such as diamond, ruby, and the like. The stem 1208 is movable with respect to the nozzle 1204, and adjusts the size of the opening to adjust the pressure of the sample stream 31.
[0089]
As best seen in FIG. 12B, a nozzle 1204 in another embodiment has a nozzle body 1281 and a nozzle insert 1280 held in a cavity 1282, wherein the cavity 1282 includes a stem 1208 (FIG. 12A). ) Is formed at the lower end portion 1283 of the nozzle main body portion facing the nozzle body. The nozzle insert 1280 in the illustrated embodiment is held in the cavity by a roll crimp formed at the lower end of the nozzle body 1281. The nozzle insert 1280 in another embodiment may be held in any other suitable manner that grips securely in place within the nozzle cavity.
[0090]
Nozzle insert 1280 is made of a very hard, erosion resistant material, such as sapphire, ruby, diamond, or other suitable material having sufficient hardness and erosion resistance. In one embodiment, the nozzle body 1281 is made of ceramic and the nozzle insert 1280 is made of sapphire. The nozzle insert has a hole 1284 aligned with the inlet channel 1211 in the nozzle body. The lower end of the hole 1284 forms a nozzle orifice through which the sample stream passes.
[0091]
The sample stream 31 travels from the nozzle 1204 through an orifice to an outlet channel 1212 which is connected to a small chamber 1206. The outlet channel 1212 extends through the outlet 1214 to receive the outlet tube 1201 therein and to pump the sample stream 31 from the regulator 1106. The outlet tube 1201 extends about twice around the heat conductor 1112 to extend from the outlet 1214 and heat the outlet tube, thereby preventing ice crystal formation in the purification tube and condensation outside the outlet tube. ing. Purification tube 1201 extends from thermal conductor 1112 away from the regulator assembly to an outlet 1018 on regulator module faceplate 1012 (FIG. 10) as described above.
[0092]
In the illustrated embodiment, the stem 1208 is a sapphire stem having hardness and erosion resistance suitable for use in high pressure and harsh environments within the regulator assembly 1004. The sapphire stem 1208 is connected at its lower end to a rod movably positioned within a retaining member 1220 having a threaded lower end. The holding member 1220 includes a biasing member 1222 such as a Bellville washer or a wave washer that biases the rod 1218 and the stem 1208 against the nozzle 1204. If the stem 1208 directly engages the nozzle 1204 and additional force is applied to the stem, the biasing member 1222 contracts to avoid degradation of the sapphire stem 1208 or nozzle 1204 during operation. However, the biasing member 1222 has sufficient spring stiffness so that it does not contract at normal sample flow pressure in the tube of the purification channel 14 during the purification operation.
[0093]
Adjustment of adjuster assembly 1106 is provided by a double concentric screw that moves stem 1208 relative to nozzle 1204. As best seen in FIG. 12, the retaining member 1220 is threaded into a female thread 1230 formed in the shaft 1224 of the adjusting screw 1226. In the illustrated embodiment, the internal threads 1230 have a pitch of 28 threads per inch, or 28 tpi. The adjusting screw shaft 1224 also has external threads 1232 that thread into threaded holes in the adjuster body 1106. In the illustrated embodiment, the external threads 1232 have a pitch of 27 tpi. Therefore, the external thread 1232 of the adjusting screw 1226 has a thread pitch different from the pitch number of the internal thread 1230. Both the internal thread 1230 and the external thread 1232 are oriented in opposite directions so as to form a double concentric screw shape for the damped movement of the stem 1208 relative to the nozzle 1204 with each rotation of the adjusting screw. It is a right-handed pitch thread.
[0094]
Adjustment screw 1226 has an internal drive spline 1234 that securely engages drive spline 1236 on stepper motor 1100. Drive spline 1236 is press fit into internal drive spline 1234. When stepper motor 1100 is driven by computer controller 18 (not shown), drive spline 1236 rotates, thereby causing adjustment screw 1226 to rotate. As the adjusting screw 1226 makes one revolution, the double concentric screw shape impedes the range of movement of the retaining member 1228, ie, the stem 1208. For example, if the stepping motor 1100 causes the adjustment screw to make one full revolution, the holding member 1220 will move only one pitch due to the pitch difference between the female thread 1230 and the male thread 1232.
[0095]
In one embodiment, one revolution of the adjustment screw along external thread 1232 will move adjustment screw 1226 and retaining member 1220 about 0.0373 inches. However, the internal thread 1230 moves about 0.03571 inches (0.9070 cm) in the opposite direction, resulting in a net movement of about 0.0013 inches (0.0330 cm). Accordingly, the double concentric screw configuration within the regulator 1106 provides for very accurate and fine adjustment of the stem 1208 relative to the nozzle 1204 to tightly regulate pressure within the sample stream 31 as it passes through the back pressure regulator assembly 1004. Control.
[0096]
Back pressure regulator 1004 is configured to have a minimal amount of dead and unscavenged volume in the production channel extending therethrough to prevent the risk of cross-contamination in different sample purification operations. Or minimized. The backpressure regulator assembly is extremely durable to withstand the harsh environments encountered during ultrahigh pressure purification operations, while providing sufficient safety to avoid backpressure regulator degradation in the event of pressure spikes and other events It is constituted by a member having the property.
[0097]
In one embodiment, the stepper motor includes a drive spline 1236, a rotation stop 1226 that prevents movement of the adjustment screw 1226 after passing through a selected position relative to the adjuster. Movement stop 1238 is positioned to prevent the stepper motor from driving excessive adjustment screw 1226 after stem 1208 is engaged with nozzle 1204, thereby providing dual drive as a result of overdrive by the stepper motor. Prevents concentric screws from binding.
[0098]
The illustrated embodiment of the refiner uses a regulator assembly having a double concentric screw configuration controlled by a computer controller 18. In another embodiment, the back pressure regulator assembly 53 may be a stand-alone regulator with a selected control mechanism.
[0099]
As best seen in FIG. 3, the sample stream 31 travels from the back pressure regulator assembly 55 to the micro sample valve 38. The microsample valve 38 is operatively connected to the computer controller 18 and is driven by the computer controller as the peak of the sample stream 31 moves from the microsample valve. When activated, the microvalve 38 diverts the sampled volume from the sample stream 31 to the mass analyzer 16 for analysis. The remainder of the sample stream 31 remains substantially unbroken and continues to flow along the flow path of each channel 14. As each microsample valve 38 is actuated, the sampled portion contains the selected component with the correct peak. The mass analyzer 16 analyzes the sampling to determine whether the peak is the target compound.
[0100]
As the four sample streams 31 move simultaneously through each channel 14 and detector 34, peaks from the four channels will occur at different times during sample operation. Thus, mass analyzer 16 typically accepts samples from the four channels with some lapse between samples. However, in some cases, more than one detector 34 may detect peaks in the sample stream simultaneously or at overlapping times during sample manipulation. The computer controller 18 is programmed with an analysis order protocol that controls the order in which the microsample valves 38 are actuated when each peak in a different channel 14 occurs simultaneously or at overlapping times. Thus, the ranking protocol controls when to redirect the sampled peaks to the mass analyzer 16 so that each peak can be analyzed separately by the same analyzer. In one embodiment, when simultaneously detecting peaks from separate channels 14, computer controller 18 drives microsample valve 38 at different times to direct each peak to mass analyzer 16 sequentially. To do. The operation of each microsample valve can be controlled by revising the analysis order protocol of the computer controller to perform sequential sampling.
[0101]
As best seen in FIG. 13, the four micro sample valves 38 are parts of a micro sample valve assembly 1300 having four valve modules 1302. Each valve module 1302 includes a micro sample valve 38 for each purification channel 14. Each valve module 1302 is movably housed in a housing 1304 and plugged into each connector connected to a connection panel 1306. The connection heat 1306 is connected to the computer controller 18 (not shown) so that the computer controller can drive each micro sample valve 38.
[0102]
As best seen in FIGS. 14A and 14B, each valve module 1302 includes a front plate 1400 and an opposing plate 1402 that are securely engaged with the microsample valve 38. The full face plate 1400 has an inlet 1404 and an outlet 1406 for receiving the purification channel tubes and directing the sample flow into and out of the valve module 38.
[0103]
The micro sample valve 38 includes a valve body 1408 located between a pair of electromagnetic solenoids 1410. Each solenoid 1410 can be driven by a computer controller 18 (not shown) and controls the driving of a micro sample valve, as will be described in detail later. Each solenoid 1410 is sandwiched between the valve body 1408 and the outer mounting plate 1414, and mounting screws 1416 fix each outer mounting plate to the valve body.
[0104]
As best seen in FIGS. 15A-17, the valve body 1408 has a sample inlet 1502, a sample outlet 1504 (FIGS. 15A, 15B), a solvent inlet 1506, and a fluid outlet 1508. Solvent inlet 1506 is not axially aligned with fluid outlet 1508. The fluid outlet 1508 connects the mass analyzer 16 to the mass analyzer 16 and directs fluid exiting the microsample valve 38 through the fluid outlet to the mass analyzer 16 (FIG. 3). The micro sample valve 38 has a hand 1510 slidably inserted into an internal material 512 in the valve body 1408. The stem 1510 slidably extends to the valve body 1408 and is connected to the electromagnetic solenoid 1410 at the opposite end. The solenoid 1410 controls the axial position of the stem in the valve body. Solenoid 1410 is connected to computer controller 18 (FIG. 3) so that the computer controller can control or adjust the axial position of the stem. The upper and lower seals 1514 are located in the valve body 1408 adjacent to the solenoid 1410 and a central plastic sleeve 1516 extends between the upper and lower seals. Stem 1510 extends through upper and lower seals 1514 and plastic sleeve 1516 such that a fluid tight seal is formed therebetween. In the illustrated embodiment, the stem 1510 is pressed into a plastic sleeve, thereby preventing dead space around the stem.
[0105]
As best seen in FIGS. 16 and 17, the stem 1510 has a through hole 1518 that connects to the fluid outlet 1508 and further connects to the mass analyzer 16. The stem 1510 also has an axial groove 1520 connected to the fluid outlet 1508 on the outer flow surface of the valve body 1408. The axial groove 1520 extends upwardly along the stem surface from the through hole 1518 and is formed to direct the fluid flow upward from the through hole along the stem surface and the axial groove of the central plastic sleeve 1516 turns. The through hole 1518 is formed so that either the flow of the carrier solvent or the peak sampling from the sample flow passes through the mass analyzer 16.
[0106]
In the following, referring to FIGS. 3, 15 and 16, a solvent inlet 1506 (FIGS. 15 and 16) is connected to a carrier solvent line 1602 which is connected to a carrier solvent source 1604 (FIG. 3) and a carrier solvent pump 1606. Connected. The carrier solvent pump 1606 is also connected to the computer controller 18 and controls the flow of the carrier solvent to the micro sample valve 38. A substantially continuous stream of carrier solvent is provided to the microsample valve 38 during the purification operation. In the illustrated embodiment, the carrier solvent line 1602 is connected to a series of four microsample valves 38 so that the carrier solvent flows through all of the microsample valves to the mass analyzer 16. Thus, the carrier solvent enters the first microsample valve 38 through the solvent inlet 1506 (FIGS. 15 and 16), exits through the fluid outlet 1508 (FIG. 16), and enters the carrier solvent line 1602. Return and flow into the next microsample valve through its solvent inlet. The flow passes through each microsample valve 38 and then to the mass analyzer 16.
[0107]
Also, the microsample valve 38 in each purification channel 14 has a continuous flow of the sample stream 31 therethrough. Sample stream 31 enters microsample valve 38 through sample inlet 1502 (FIGS. 15 and 16), passes through sample line 1522 extending through valve body 1408 immediately adjacent stem 1510, and from sample outlet 1504. Get out. Thus, the sample stream 31 in the illustrated embodiment traverses the carrier solvent stream.
[0108]
When the micro sample valve 38 is in the lower normal position as shown in FIG. 16, the through hole 1518 is below the sample flow 31 and is disconnected from the sample flow 31. Stem 1510 blocks sample flow 31 from flowing from fluid outlet 1508 to mass analyzer 16 (FIG. 3). When the stem 1510 is in the lowered position, the continuous flow of carrier solvent enters the valve body 1408 through the solvent inlet 1506, passes through the through hole 1518, passes over the axial groove 1520, and exits the valve body. It goes to the mass analyzer 16.
[0109]
During normal use, when no peaks are identified, the microsample valve 38 remains in this lowered normal position, so that only the carrier solvent flows through the microsample valve valve to the mass analyzer 16. When the detector 34 (FIG. 3) detects a peak in the sample flow and the computer controller 18 drives the micro sample valve 38, the solenoid 1410 raises the stem 1510 from the lowered position as shown in FIG. Immediately to the sampling position. In the raised sampling position, the through hole 1518 in the stem 1510 is connected to the sample line 1522, and the sample flow 31 moves between the sample inlet 1502 and the sample outlet 1504 through this sample line. Accordingly, the flow of the carrier solvent is temporarily shut off, and a small sampling of the peak traveling on the sample line 1522 is turned from the sample line, passes through the through hole 1518 to the flow outlet 1508, and the carrier solvent is shut off. Enter the carrier line at the entry point. The sample then flows into the mass analyzer 16 (FIG. 3) for analysis.
[0110]
As the peak moves out of the through hole 1518 at a selected time as determined by the computer controller 18, the stem 15210 switches back to the lowered position (FIG. 16). Drive solenoid 1410, thereby immediately moving stem 1510 axially to the down position, so that only the portion of sample stream 31 received by mass analyzer 16 for analysis is the peak sampling. When the stem 1510 is returned to the lowered position, the flow of the carrier solvent to the mass analyzer 16 is resumed. Thus, mass analyzer 16 accepts a continuous stream of fluid, and the sampled portion is efficiently inserted as a segment of the continuous stream when microsample valve 38 is actuated.
[0111]
The axial movement of the stem between the lowered position and the raised sampling position allows for very quick switching between positions, thereby allowing a small but very accurate sampling of selected portions of the sample stream. In the illustrated embodiment, the micro sample valve 38 is configured to switch from the normal lowered position to the raised sampling position and then to the normally lowered position in a comprehensive time period of about 15 to 100 milliseconds. In one embodiment, the time is less than 20 milliseconds, such that a small sample volume of no more than about 2 picoliters is directed to the mass analyzer 16. In another embodiment, the micro sample valve 38 is configured to be movable from the normally lowered position to the raised sampling position and then to the normally lowered position in less than one second. This very rapid switching also minimizes the chance of cross-contamination within some body during sampling of multiple peaks in the sample stream.
[0112]
The micro sample valve 38 is designed such that the flow path through the valve body 1408 and the stem 1510 provide substantially no dead space and unscavenged volume that can cause cross-contamination between different samples passing through the micro sample valve. Is composed. Thus, the micro sample valve 38 gives very accurate results during the purification process. In the illustrated embodiment, the microsample valve 38 is also configured to rapidly remove a small sample aliquot from the sample stream, thereby minimizing pressure drop in the sample stream across the microsample valve 38. The pressure drop across the microsample valve is less than about 50 psi (3.515 kg / cm2).
[0113]
As best seen in FIG. 3, the sample stream 31 in each channel 14 moves from the micro sample valve 38 to a pressure relief valve assembly 41 that controls the pressure in the flow downstream of the micro sample valve. In the illustrated embodiment, the pressure relief valve assembly 41 has the same structure as the back pressure regulator assembly 55 described above, but does not include a heater on the back pressure regulator assembly. In another embodiment, a heater may be used if necessary as a result of ice formation or a large pressure drop encountered in the device. In yet another embodiment, other back pressure regulators can be used as long as they are sufficiently durable and provide sufficient pressure control at the production valve.
[0114]
The use of a pressure relief valve 41 results in a very small fluid volume to the analyzer, either because of the use of a stoma capillary in the analyzer or an active back pressure regulator. Therefore, the pressure difference is reduced and the flow capacity to the mass analyzer 16 is also reduced.
[0115]
The sample stream 31 exits the pressure relief valve assembly 41 and has two flow directions, referred to as a fraction collection valve assembly 40 comprising first and second collection valves 40a, 40b for each channel. Flows into the mounting valve. Each fraction collection valve assembly 40 has one inlet 42 for each channel, two outlets 44, 46 for collection, and a waste port 47. Inlet 42 is connected to both first and second collection valves 40a, 40b, and each outlet 44, 46 is connected to one of the first and second collection valves. Also, each of the first and second collection valves 40a, 40b is operatively connected to the computer controller 18. If a portion of the sample stream 31, including the peak, as identified by the computer controller 18 enters the fraction collection valve assembly 40 through the inlet 42, the computer controller proceeds to the first or second The fraction collection valves 40a and 40b are driven to control whether the fraction collection valve guides the peak in the sample flow from the first outlet 44 or the second outlet 46.
[0116]
If the mass analyzer 16 determines that the peak is the target compound, the computer controller 18 drives the first collection valve 40a to move it to the first position. In this position, the sample subdivision containing the peak exits the first collection valve 40a through the first outlet valve 44. The sample subdivision is directed to the fraction collection assembly 43 and collected directly at a predetermined location in a selected well of the first receiving microtiter plate 22.
[0117]
If an aliquot of the sample stream containing the peak passes through the fraction collection valve assembly 40 and the peak is a reaction by-product rather than a target compound, the second collection valve 40b is switched to allow the second outlet 46 to pass through. Through the sample flow subsection. An aliquot of the sample stream 31 exits the second outlet 46, passes through the fraction collection assembly 43, and is collected directly into selected wells of the second receiving microtiter plate 24. If an aliquot of the sample stream 31 passes through the fraction collection valve and the aliquot does not contain any peaks, the sample stream is conveyed through the waste outlet 47 to the waste container 52.
[0118]
The purification device 10 of the illustrated embodiment allows for automatically dispensing the purified sample into selected wells of the receiving microtiter plate 22 or 24. Each purified sample aliquot has a well 2024 in the receiving microtiter plate 22 or 24 that has the same relative position as the well in the supply microtiter plate 20 from which the sample was first taken to initiate the purification operation. Distributed within. Referring to FIG. 25 as an example, the supply microtiter plate 20 and each receiving microtiter plate 22, 24 have a rectangular array of 96 wells 2024. Each well 2024 has a well address defined by its location associated with the row (AH) and column (1-12) of the well array. Accordingly, the well 2024 in the upper left corner of each plate as shown in FIG. 25 has the well address A1, and the well in the lower right corner has the well address H12.
[0119]
Information about each sample in each well 2024 of the feeding microtiter plate 20 is known prior to the purification operation. For example, if a sample from well A1 is withdrawn from the supply microtiter plate 20 and flows through the purification device 10, the purified portion of the sample containing the target compound will correspond to the target receiving microtiter plate 22 Directly on the well A1. The purified reaction by-product from the same sample is placed directly into well A1 of the by-product receiving microtiter plate 24. Thus, the purified target compound is placed directly in a well having a one-to-one corresponding well address with the original sample well. Similarly, reaction by-products are placed directly into wells with one-to-one corresponding well addresses on the second receiving microtiter plate.
[0120]
This one-to-one mapping of well 2024 and placing the target compound directly in the selected well of the receiving microtiter plate 22 or 24 is equivalent to information about the sample, the purified target, and the purified reaction by-product. Allows for easy tracking. One-to-one mapping and placing the target compound directly in the well eliminates the need for additional processing and formatting before the purified target compound is placed in the microtiter plate. Therefore, the efficiency of the purification process is increased, and the required time and cost are reduced. In addition, the receiving microtiter plates 22 or 24 are labeled, for example, with a barcode, which facilitates tracking and storing information about the purified components in each receiving microtiter plate.
[0121]
The purification device 10 of the illustrated embodiment recovers a purified compound having a purity of 85% or more. Of course, it is preferable to obtain a sample having a purity as close to 100% as possible. When the purified target compounds are collected in the receiving microtiter plate 22, these purified target compounds can be immediately subjected to screening or other selected treatments.
[0122]
As best seen in FIGS. 19 and 20, the fraction collection assembly 43 includes a frame 2000 and an expansion chamber distribution assembly 2001 at one end of the frame. Coupling station 2002 is supported at the other end of the frame and is arranged to removably receive receiving microtiter plates 22,24. Coupling station 2002 includes a series of displays, which are connected to a computer controller and arranged to indicate to an operator where to place receiving microtiter plate 22 or 24 on the coupling station. I have. In another embodiment, a sensor is positioned to detect the position of each receiving microtiter plate when the receiving microtiter plate 22 or 24 is mounted on the binding station 2002. I have. The fraction collection assembly 43 also includes a dispensing head 2004 that moves along rails 2005, 2006, 2007 mounted on the frame 2000, with three axes of movement relative to the frame between several operating positions. It moves along (X, Y, Z). Thus, the dispensing head 2004 moves back and forth in the Z-axis direction along the rail 2006, left and right in the X-axis direction along another rail 2007, or up and down in the Y-axis direction along the third rail 2005. be able to. This three-axis movement allows for accurate positioning of the dispensing head 2004 during fraction collection operations as described below.
[0123]
As seen in FIG. 21, the dispensing assembly 2001 includes a housing 2102 formed by a rear wall 2104 and left and right side walls 2106, 2108. The right side wall 108 is a straight vertical wall, and the left side wall 2106 is formed with an oblique intermediate support portion 2112. Accordingly, the rear wall 2104 and the left and right side walls 2106, 2108 form an asymmetric receiving area 2113. Asymmetric receiving area 2113 removably holds an asymmetric hopper 2008 containing a clean disposable or reusable inflation chamber 2010. When the hopper 2008 is in the receiving area 2113, the lower left side plate 2016 of the hopper is placed on the diagonal support plate 2012 on the left side wall. Accordingly, the hopper 2008 has an asymmetric shape corresponding to the receiving area 2113.
[0124]
The hopper 2008 of the illustrated embodiment is an asymmetric container formed by a plurality of perforated plates 2114. The perforated plate 2114 of the illustrated embodiment is a stainless steel plate, but other materials can be used. The perforated plate 2114 of the hopper facing the front wall 2110 of the housing has holes smaller than the holes in the plate facing the left and right side walls 2106, 2108 and the rear wall 2104 of the housing. The stoma in the front wall of the hopper is smaller than the tip of the expansion chamber 2010 so that the expansion chamber cannot penetrate the hole. The larger hole is larger than the distal end of the expansion chamber 2010 but smaller than the open rear end of the expansion chamber. In other words, the expansion chamber 2010 is mounted in the hopper 2008 with the front end directed forward toward the plate having the smaller hole. Thus, the eyelets in the front wall of the hopper provide orientation for mounting the expansion chamber 2010. This orientation ensures easy identification and proper alignment of the expansion chamber 2010 in the hopper 2008. Also, the asymmetric structure of the hopper 2008 allows for easy alignment and accurate mounting of the hopper within the housing 2102 for proper setting of the dispensing assembly 2001 prior to the purification operation.
[0125]
The hopper 2008 has an open top 2118 through which the expansion chamber 2010 can be loaded. As will be described below, the bottom of the hopper 2008 has a dispensing opening 2120, through which the expansion chamber 2010 is removed during the dispensing operation. A removable top cover 2122 can be attached to the hopper 2008 to cover the open top 2118, and a bottom cover 2124 can be slidably attached to the hopper to close the distribution opening 2120. In one embodiment, the top cover 2122 is not mounted on the hopper when the hopper 2008 is mounted in the housing. The bottom cover 2124 has a sliding portion 2126 that slidably receives a rail 2128 on the hopper 2008 adjacent to the distribution opening 2120 to hold the bottom cover in a closed position on the hopper 2008.
[0126]
In the illustrated embodiment, the expansion chamber 2010 can be loaded into the hopper 2008 if the bottom cover 2124 covers the distribution opening 2120. Thereafter, a bottom cover 2124 can be attached to close the open top 2118 to completely surround the expansion chamber 2010 in the hopper 2008. If the expansion chamber 2010 contained in the hopper 2008 is not clean or requires processing before use in a purification operation, the expansion chamber 2010 may be completely cleaned during pre-processing of the purification operation. A hopper having a top cover and a bottom cover can be loaded as a unit into the cleaning device. Thereafter, the hopper 2008 containing the clean expansion chamber 2010 can be loaded directly into the dispensing assembly 2001 as a unit. Thereafter, the bottom cover 2124 is removed and the expansion chamber 2010 can be dispensed during the purification process.
[0127]
When the hopper 2008 and the expansion chamber 2010 are located in the receiving area 2113 of the housing, the dispensing opening 2120 is directly above the dispensing drum assembly 2130. As best seen in FIGS. 21 and 22, the drum assembly 2130 includes a horizontally oriented drum 2202 rotatably contained within a drum guide member 2204. The drum guide member 2204 includes a left guide portion 2206, a right guide portion 2208, and a bottom guide portion 2210, which are separate members. Drum 2202 has a plurality of channels 2212 formed along the outer drum surface parallel to the longitudinal axis of the drum. The channel 2212 is an arcuate channel shaped to removably receive the dispensed expansion chamber 2010 from the hopper 2008 (FIG. 21). In the illustrated embodiment, the drum 2202 has ten channels 2212 formed therearound, although more or fewer as needed, for example, if different sized expansion chambers 2010 are used. It is also possible to use channels.
[0128]
The left and right guides 2206 and 2208 of the drum guide are spaced from one another to provide an upper opening of the drum guide 2204 that allows access to the channel 2212 in the drum 2202. It has an upper edge. The expansion chamber 2010 is dispensed from the hopper 2008 into a channel 2212 of the drum adjacent the upper opening of the drum guide (FIG. 21). As the drum rotates within the drum guide, the drum guide 2204 extends around the remainder of the drum 2202 to retain the expansion chamber 2010 in each channel 2212. Thus, the expansion chamber 2010 is loaded into the drum 2202 from above, and the drum guides the drum guide so that an empty channel 2212 is positioned adjacent the drum guide member opening to receive another clean expansion chamber. It rotates within the member 2204.
[0129]
The drum 2202 is mounted on a drive shaft 2214, and the rear end of the drive shaft is rotatably mounted on a bearing 2216 fixed to a rear wall 2104 of the housing 2102. A front portion 2218 of the drive shaft 2214 is rotatably supported by a bearing 2220 of the front mounting plate 2222, to which a front wall 2110 of the housing is connected. Therefore, the drum 2202 is suspended in the horizontal direction so as to rotate with respect to the hopper 2008.
[0130]
As best seen in FIG. 23, the drum 2202 has a hub index 2224 securely attached to the front end. A forward portion 2218 of drive shaft 2214 extends through hub index 2224. The hub index 2224 has an elongated groove 2228 for securely receiving an index pin 2228 mounted on the front portion 2218 of the drive shaft. Accordingly, the rotational force from the drive shaft 2214 is transmitted to the drum 2202 via the index pin 2228 and the hub index 2224 to obtain the synchronous rotation of the drum.
[0131]
The drive shaft 2214 is rotationally driven by a drum actuator 2234 (FIG. 22) which is securely mounted to the front mounting plate 2222. The drum actuator 2234 has a shaft 2232 that extends into a keyhole 2230 in the front portion 2218 of the drive shaft. In the illustrated embodiment, keyhole 2230 has a non-circular cross-section, such as a square or hexagon, and receives a similarly shaped shaft 2232 of drum actuator 2234.
[0132]
As best seen in FIGS. 22 and 23, a drum brake 2240 is connected to the rear end of the drum 2202. The brake 2240 includes a brake hub 2242 that is securely mounted to the rear wall 2104 of the housing (FIG. 2). The brake hub 2242 extends into a cylindrical brake recess 2244 formed at the rear end of the drum. As best seen in FIG. 23, the brake hub 2242 has an enlarged channel 2246 that slidably receives a pair of brake pads 2248. Brake pad 2248 is biased radially outward by a pair of springs 2249 to frictionally engage drum 2202 within brake recess 2244. The spring 2249 is selected to provide a biasing force sufficient to frictionally engage the brake pad 2248 with the drum 2202 and allow the drum 2202 to rotate when the drum actuator 2234 is driven. However, the frictional engagement is sufficient to immediately stop rotation of the drum 2202 when the rotation of the drum actuator 2234 stops, thereby preventing overdrive of the drum with respect to the hopper distribution opening 2120 (FIG. 21). Precise control of the drum position and prevention of drum overdrive requires precise alignment of the drum channel 2246 with respect to the hopper 2008 to achieve quick and accurate positioning of the expansion chamber 2010 within the channel. enable.
[0133]
After loading expansion chamber 2010 into selected channel 2246 in drum 2202, drum actuator 2234 rotates the drum to move the loaded expansion chamber to a dispensing position. As seen in FIG. 21, the distribution bracket 2250 is slidably positioned adjacent the left and right sides of the drum 2202. Each distribution bracket 2250 is positioned to axially push the expansion chamber 2010 out of its respective channel 2212, thereby distributing the expansion chamber from the drum 2202. Each distribution bracket 2250 engages the expansion chamber 2010 with a generally horizontal distribution tab 2252. The distribution tab 2252 is slid along a track 2254 formed on the left and right sides of the drum guide 2204. In the illustrated embodiment, the drum guide 2204 has a left track 2254 formed by the space between the left guide 2206 and the bottom guide 2210. Right track 2256 is formed by the space between right guide 2208 and bottom guide 2210.
[0134]
The distribution tab 2252 is dimensioned to extend through a respective left or right track 2254 or 2256 and partially into a channel 2212 adjacent to the track. The distribution tab 2252 engages a large open end of the expansion chamber 2010 housed in a channel 2212 located adjacent to the respective left track 2254 or right track 2256. When the dispensing assembly is ready to dispense the inflation chamber 2010, the dispensing bracket 2250 moves forward and the dispensing tab 2252 slides axially along the track 2254 or 2256 and through the channel 2212, and consequently The expansion chamber 2010 is pushed axially out of the channel. In the illustrated embodiment, each dispensing bracket 2250 can move simultaneously or independently to dispense the two expansion chambers 2010 from the drum assembly 2130 during a selected refining operation, as needed.
[0135]
As best seen in FIGS. 21 and 24, each of the left and right distribution brackets 2250 is slidably mounted on rails 2160 and is movable between a rearward position and a forward position. In FIG. 21, the right distribution bracket 2250 is shown in a front position, and the left distribution bracket 2250 is shown in a rear position. Each distribution bracket 2250 is linearly movable along a rail 2160 by an actuator connected to the computer controller 18 of the refiner 10. Accordingly, the computer controller 18 controls the timing of movement of the distribution bracket 2250 along each rail 2160 to control the distribution of the expansion chamber 2010. Since the actuators on each of the left and right distribution brackets 2250 are controlled independently, the distribution brackets can be moved simultaneously or at different times to dispense the expansion chamber 2010.
[0136]
As each dispensing bracket 2250 moves from the rearward position to the forward position, the distributing tabs 2252 slide the expansion chamber 2010 forward along the channels 2212 of the drum. The expansion chamber 2010 first slides from the distal end through an opening 2260 in the front mounting plate 2222 and through the left or right alignment mounting member 2262, respectively. Each alignment mounting member 2262 is coaxially aligned with the channel 2212 where the expansion chamber 2010 is dispensed.
[0137]
With the expansion chamber 2010 pushed out of the corresponding channel 2212 in the drum 2202, the distribution bracket 2250 is returned to the rear position. Drum actuator 2234 rotates drum 2202 to move another clean expansion chamber 2010 in line with left or right track 2254, respectively. In the illustrated embodiment, the dispensing assembly 2001 can dispense two expansion chambers 2010 from the drum 2202 simultaneously. Accordingly, drum actuator 2234 is instructed to move drum 2202 to two positions relative to tracks 2254, 2256 and distribution bracket 2250 for each drive of the actuator. This two position movement results in a timing and pattern in which the expansion chamber in channel 2212 is always in line with both distribution brackets 2250. While the illustrated embodiment allows for pointing of the drum by two positions, other pointing configurations can be used by controlling the drum actuator 2234 for movement of the drum 2202.
[0138]
As best seen in FIGS. 21 and 24, the dispensing assembly includes left and right inflation chamber guide members 2402 pivotally mounted adjacent the alignment mounting member 2262 on the front mounting plate 2222. The expansion chamber guide 2402 is pivotable between a front dispensing position shown in FIG. 24 and a rear storage position shown in FIG. 21 as the left expansion chamber guide 2402. Each expansion chamber guide member 2402 has a guide channel 2404 for receiving the expansion chamber 2010 as the expansion chamber is pushed into the alignment opening 2406 of the alignment mounting member 2262. The upper portion 2408 of the guide channel 2404 is convex and its upper end is located below the alignment opening 2406 of the alignment mounting member 2262. The upper portion 2408 of the guide channel is integrally connected at its lower end to a linear slide 2410. Thus, when the expansion chamber 2010 is pushed into the alignment opening 2406, the expansion chamber slides over the convex upper portion 2408 of the guide channel 2404 and descends the linear slide portion 2410. When the expansion chamber guide member 2402 is in the forward dispensing position, the linear sliding portion 2410 guides the expansion chamber 2010 to slide into the pick-up station 2012 so that the expansion chamber is vertically oriented with its tip down. Is held.
[0139]
The expansion chamber guide 2402 is moved from the rear storage position to the front distribution position by displacement pins 2414 projecting inward from the left or right distribution bracket 2250, respectively. As shown in FIG. 24, as the dispensing bracket 2250 moves from the rearward position to the forward position, the displacement pins 2414 engage the backside of the expansion chamber guide member 2402 to advance the expansion chamber guide member to the front distribution position. Turn in the direction. The expansion chamber guide 2402 is biased by a spring in the direction of the rear storage position.
[0140]
In the illustrated embodiment, the displacement pin 2414 is positioned along an elongated groove 2416 in the distribution bracket 2250 so that its position with respect to the expansion chamber guide 2402 can be adjusted. This adjustment is such that when the expansion chamber guide is in the forward dispensing position, the linear slide portion 2410 is properly oriented so that the expansion chamber 2010 consistently lands in the pick-up station 2012. This is performed to accurately position the guide member 2402.
[0141]
As the distribution bracket 2250 and the displacement pin 2414 are moving forward, the distribution tab 2252 simultaneously pushes the expansion chamber 2010 forward. As the expansion chamber 2010 is pushed into the alignment opening 2406 until the open upper end 2020 of the expansion chamber 2010 is pushed into the alignment opening 2406, the alignment mounting member 2406 causes the expansion chamber 2010 to move substantially horizontally. It is arranged to hold. With the expansion chamber 2010 completely out of the alignment opening 2406, the expansion chamber falls into the guide channel 2404 and slides along it into the pickup station 2012. Also, when the dispensing bracket 2250 and the displacement pin 2414 return to the rearward position, the alignment guide 2402 returns to the rear receiving position, which is separated from the pick-up station 2012 and the dispensing and expansion chamber 2010.
[0142]
As best seen in FIG. 19, the pick-up station 2012 holds the expansion chamber 2010 in a substantially vertical orientation with the open upper end 2020 facing up. Each pickup station 2012 has a cylindrical housing 1902 having a cylindrical opening 1904 for removably receiving the expansion chamber 2010 from the left or right expansion chamber guide member 2402, respectively. The cylindrical housing 1902 has a biasing member 1906, such as a spring, within the cylindrical opening 1904 to support the distal end of the expansion chamber 2010 when the expansion chamber 2010 is loaded into the pickup station 2012. The biasing member 1906 allows the expansion chamber 2010 to move axially within the pick-up station 2012 when a downward force is applied to the expansion chamber 2010. Thus, when the dispensing head 2004 picks up the expansion chamber 2010 and the dispensing head 2004 causes the expansion chamber to be misaligned in the axial direction, the biasing member 1906 absorbs some of its force and To prevent damage to the mismatched expansion chamber 2010.
[0143]
In one embodiment, the pick-up station 2012 has an optical sensor located within the cylindrical opening 1904 of the housing and connected to the computer controller 18 of the purifier. An optical sensor detects whether the expansion chamber has been properly dispensed into the pick-up station 2012. If the optical sensor does not properly detect the expansion chamber when the dispensing head 2004 initiates the pick-up operation, a signal is sent to the computer control of the purifier, which stops the operation of the pick-up and an error message Occurs. The dispensing head 2004 is movable along the rails 2005, 2006, 2007 to a position above the pick-up station 2012 and is movable down to pick up the expansion chamber. As the dispensing head 2004 moves downward, the dispensing needle 2014 on the dispensing head 2004 extends through the open upper end 2020 of the expansion chamber 2010 into the expansion chamber. In the illustrated embodiment, the dispensing head 2004 is initially positioned so that the dispensing needle 2014 is coaxially aligned with the expansion chamber 2010 of the pick-up station 2012. As the dispensing head 2004 moves downward such that the dispensing needle 2014 extends into the inflation chamber 2010, the dispensing head moves slightly along the X or Z axis, with the result that the dispensing needle moves In the axial direction. As described below, the dispensing needle 2014 not being axially aligned within the expansion chamber 2010 facilitates sample collection from the expansion chamber.
[0144]
When the dispense head 2004 moves to the lower position, the dispense head extends beyond the open upper end 2020 of the expansion chamber 2010. Dispensing head 2004 grips and lifts expansion chamber 2010 around open upper end 2020 from pickup station 2012. As best seen in FIG. 20, dispensing head 2004 moves along rails 2005, 2006, 2007 and dispensing position above selected well 2024 in receiving microtiter plates 22, 24 from pickup station 2012. The expansion chamber 2010 is moved to. The dispensing head 2004 is connected to the computer controller 18 which controls the positioning of the expansion chamber 2010 over the wells 2024 to initially load the sample in the one-to-one well correspondence described above. Corresponding to the well position taken out. Dispensing head 2004 moves expansion chamber 2010 downwardly so as to extend at least partially into selected well 2024. With the expansion chamber 2010 lowered, either the target or the sample containing the sample by-product is placed into the expansion chamber 2010 from the dispensing needle 2014 and into the selected well 2024 in the microtiter plate 22 or 24.
[0145]
As best seen in FIG. 18, the dispensing head 2004 of the illustrated embodiment releasably holds two inflation chambers 2010 in a tubular holding member 2011. In a position that releasably engages the inflation chamber 2010, a pneumatic gripping assembly 2015 is coupled to each tubular retention member 2011. The gripping assembly 2015 includes a pair of gripping members 2017 connected to a pneumatic cylinder 2019. The pneumatic cylinder 2019 moves the gripping member 2017 between a holding position with respect to the tubular holding member 2011 and a release position. In the holding position, each gripping member 2017 presses the expansion chamber 2010 against the tubular holding member 2011 while the expansion chamber is frictionally held within the tubular holding member. In the release position, each gripping member 2017 is positioned so that the respective inflation chamber 2010 can freely enter and exit the tubular holding member 2011.
[0146]
Inflation chamber 2010 is a tubular member having an open upper end 2020 releasably engaged by gripper assembly 2015 of dispensing head 2004 and a tapered open lower end 2022. The open lower end 2022 is partially alignable within a selected well 2024 of the microtiter plate 22 or 24. The open upper end 2020 of the expansion chamber is positioned so that the dispensing needle 2014 extends therethrough into the interior area 2028 of the expansion chamber. Dispensing needle 2014 is positioned adjacent to the side wall of the expansion chamber without being axially aligned with the expansion chamber. The distal end 2013 of the dispensing needle 2014 is angled toward the side wall of the respective inflation chamber.
[0147]
Each dispensing needle 2014 receives a sample aliquot via an open upper end 1820 that connects to an outlet 1822 of a coupler 1824. The coupler 1824 has a sample inlet 1826 on the upper end 1820 that is coaxially aligned with the outlet 1822. Accordingly, coupler 1824 guides a sample aliquot containing the target or reaction by-product into dispensing needle 2014 for delivery into expansion chamber 2010.
[0148]
The coupler 1824 of the illustrated embodiment also has a second inlet 1828 in fluid communication with the outlet 1820 of the coupler. The second inlet 1828 is connected to a small bore high pressure pipe 1830 that carries liquid carbon dioxide, liquid nitrogen, or another selected cooling liquid or gas. That is, the coupler 1824 can selectively guide the pressurized liquid or gas flow into the dispensing needle 2014.
[0149]
In one embodiment, the fraction collection assembly 23 is configured to direct the high pressure liquid carbon dioxide stream via the coupler 1824 and the dispensing needle 2014 before the sample aliquot is guided through the needle. Have been. The flow of high pressure liquid carbon dioxide to the side wall of the expansion chamber 2010 cools the side wall and facilitates collection of the sample subdivision. As the sample aliquot is dispensed from the dispensing needle 2014 into the interior area 2028 of the expansion chamber 2010, the sample aliquot is in a spray state. The nebulized sample aliquot enters the expansion chamber 2010 through the angled distal end 2013 of the dispensing needle, and the distal end 2013 directs the sample flow to the side wall of the expansion chamber. The atomized sample subdivision condenses into liquid on the cooled side wall of the expansion chamber, so that the condensate moves in a downward spiral direction along the side wall.
[0150]
The condensed, non-sprayed liquid sample aliquot flows into the selected well 2024 of the microtiter plate 22 or 24 from the open lower end 2022 of the expansion chamber. When the sprayed sample sub-portion is distributed into the expansion chamber 2010, CO 2 ₂ Steam exits the expansion chamber through the open upper end 2020. In the illustrated embodiment, a vacuum is introduced into the expansion chamber and the CO2 ₂ Vapors are drawn out through the open upper end 2020 of the expansion chamber to avoid cross-contamination between the channels. After the sample aliquot passes through the dispensing needle 2014, a blow of carbon dioxide or other gas is passed through the dispensing needle so that no residual liquid remains in the needle.
[0151]
As the sample aliquot is condensed in the expansion chamber 2010, some liquid sample aliquot may remain at the bottom of the expansion chamber due to the capillary action of the narrow open lower end 2022. At this point, the fraction collection valve rinses out the remaining sample aliquot and distributes the solvent selected to pass the remaining sample into the microtiter plate 22 or 24 into the expansion chamber. After the sample aliquot has been completely dispensed, the dispensing head can supply a blow of carbon dioxide or other gas into the expansion chamber 2010. This gas forces the remaining liquid sample from the expansion chamber 2010 into the well 2024.
[0152]
As best seen in FIG. 26, after the sample has been dispensed into the microtiter plate 22 or 24, the dispensing head 2004 moves to the fall position of the inflation chamber so that the inflation chamber 2010 It is placed in a position past. The gripper assembly 2015 of the dispense head 2004 moves to the release position and the expansion chamber 2010 falls into a suitable waste container. In one embodiment, expansion chamber 2010 is discarded. In another embodiment, the expansion chamber 2010 is recycled for reuse. In another embodiment, the used expansion chamber 2010 is collected in a receiving hopper that is substantially the same as the hopper 2008 in the expansion chamber dispensing assembly 2001 described above. The receiving hopper containing the used expansion chamber 2010 can be transported as a unit and placed in a cleaning assembly that cleans the expansion chamber. Thereafter, the receiving hopper and the cleaned expansion chamber 2010 can be loaded directly into the housing 2102 of the dispensing assembly 2001. Thus, the use of a receiving hopper can save considerable time and human resources in preparing the expansion chamber for use in the fraction collection assembly 23.
[0153]
After the dispense head 2004 drops the expansion chamber, the dispense head moves to the needle rinse position shown in FIG. In this needle rinsing position, the dispensing head 2004 is positioned above a pair of rinsing stations 2030. As can be seen in FIG. 28, each rinse station 2030 includes a substantially cylindrical body portion 2802, which is attached at its lower end to the frame 2000 of the fraction collection assembly 23. Have been. Body portion 2802 has an elongated opening 2804 that extends vertically along a longitudinal axis. Inside the elongated opening 2804, an inner washing tube 2803 is arranged. Since the outer diameter of the inner washing tube 2803 is smaller than the inner diameter of the elongated opening, an annular passage 2806 is formed between the washing tube and the main body.
[0154]
An outer washing tube 2812 is coaxially arranged around the inner washing tube 2803. The inner diameter of the outer cleaning tube 2812 is larger than the outer diameter of the inner cleaning tube. Accordingly, an annular solvent passage 2806 extends between the inner washing tube 2803 and the outer washing tube 2812. The inner washing tube 2803 and the outer washing tube 2812 are held coaxially by a top cap 2814 closing the upper end of the solvent passage 2806.
[0155]
The bottom of body portion 2802 has a solvent inlet 2816 connected to a solvent source and in fluid communication with solvent passage 2806. The selected solvent or other cleaning fluid is directed through solvent inlet 2816 and into solvent passageway 2806. An O-ring seal member 2818 is disposed around the bottom of the main body 2802 and around the inner cleaning tube 2803 to close the lower end of the solvent passage 2806. Solvent enters solvent passage 2806 and flows upward through the passage. The upper end portion of the inner cleaning tube 2803 has a plurality of holes 2820 communicating with the solvent passage 2806. Solvent flowing through the solvent passages is forced through hole 2820 and into interior area 2822 of inner wash tube 2803. The holes 2820 are sized to direct the jet of solvent radially inward from the periphery of the interior area 2822.
[0156]
When the dispense needle 2014 is lowered to each rinse station 2030, the dispense needle is placed in the inner area 2822 of the inner wash tube. Computer controller 18 causes a flow of solvent from the solvent source, which flows into annular solvent passage 2806 and through hole 2820 into interior area 2822. The jet of cleaning liquid rinses or cleans the dispensing needle 2014. In an exemplary embodiment, when the dispensing needle 2014 moves upwardly to the outside of the inner washing tube 2803, the washing liquid is dispensed through the hole 2820. As the dispensing needle 2014 moves upward, the jet of cleaning liquid impinging on the dispensing needle acts as a "fluid squeegee" whereby the dispensing needle is moved from the top or middle portion as the dispensing needle is withdrawn from the inner flush tube 2803. Washed towards the tip.
[0157]
The cleaning liquid entering the inner section 2822 of the inner washing tube flows downward through the inner section and exits the inner washing tube through the open lower end 2824. The open lower end 2824 is connected to a waste tube through which the used cleaning solution is transported to a selected container for storing waste solvent.
[0158]
After dispensing needle 2014 has been pulled out of wash station 2030, dispensing head 2004 is returned to the expansion chamber pick-up position shown in FIG. The new clean expansion chamber 2010 that has been dispensed to the pick-up location is then picked up by the dispensing head 2004 to dispense another sample aliquot to the respective receiving microtiter plates 22 and 24.
[0159]
The high-throughput purification apparatus 10 of the exemplary embodiment allows for relatively short sample purification compared to conventional purification methods. The operation of purifying the selected sample can be performed in about 6 to 8 minutes or less. Thus, purification of a sample contained in a 96-well microtiter plate would take approximately 144-192 minutes. While the time required to purify 4,000 samples using conventional purification techniques is 2,000 hours, the 4,000 samples generated in one week using the aforementioned sample generation technology Purification of this sample would require only about 250 to 330.3 hours. Therefore, the high-throughput purification apparatus according to the present invention can significantly increase the purification rate. The device also enables the purified sample to be directly collected in a microtiter plate well having a location address corresponding to the location address of the well in the microtiter plate from which the sample was first removed. I do. Thus, the purified compound can be immediately screened or otherwise processed. As a result, a remarkably high purification capacity can be achieved by an inexpensive purification method.
[0160]
While particular embodiments of the present invention have been described by way of example, it will be understood from the foregoing description that various changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the invention is not limited except as by the appended claims.
[Brief description of the drawings]
FIG.
1 is a schematic diagram of a portion of a multi-channel high-throughput purification device with a pressure regulator according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2
FIG. 2 is a schematic diagram of another portion of the multi-channel high-throughput purification device of FIG. 1.
FIG. 3
FIG. 3 is a schematic diagram of the multi-channel high throughput purifier of FIGS. 1 and 2 having four channels.
FIG. 4
FIG. 4 shows a side view of a two component column of the purification device of FIG. 3.
FIG. 5
FIG. 5 shows a cross-sectional view of the two-part column substantially along line 5-5 of FIG.
FIG. 6A
FIG. 4 shows a side view of one component column according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6B
FIG. 6B shows a cross-sectional view of one configuration column substantially along line 6B-6B of FIG. 6A.
FIG. 7A
FIG. 4 is a cross-sectional view of a chromatography column according to another embodiment of the present invention.
FIG. 7B
FIG. 4 is a cross-sectional view of another embodiment of a chromatography column according to the present invention.
FIG. 7C
FIG. 4 is a cross-sectional view of another embodiment of a chromatography column according to the present invention.
FIG. 7D
FIG. 4 is a cross-sectional view of another embodiment of a chromatography column according to the present invention.
FIG. 8A
3 shows the results of three chromatographic runs showing improvements over the prior art.
FIG. 8B
3 shows the results of three chromatographic runs showing improvements over the prior art.
FIG. 8C
3 shows the results of three chromatographic runs showing improvements over the prior art.
FIG. 9
FIG. 4 is an enlarged exploded isometric view of the back pressure regulator from the refiner of FIG. 3.
FIG. 10
FIG. 10 is an enlarged exploded isometric view of the back pressure regulator module from the assembly of FIG. 9;
FIG. 11
FIG. 11 is an enlarged isometric view of the regulator / motor assembly of the back pressure regulator module of FIG.
FIG. 12A
FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view of the regulator assembly taken substantially along line 12-12 of FIG.
FIG. 12B
FIG. 12B is an enlarged cross-sectional view of another nozzle in the regulator assembly of FIG. 12A according to another embodiment.
FIG. 13
FIG. 4 is an enlarged isometric view of the microsample valve assembly from the purification device of FIG. 3.
FIG. 14A
FIG. 14 is an isometric view of the microsample valve of the assembly of FIG. 13.
FIG. 14B
FIG. 4 is an enlarged exploded isometric view of the microsample valve of the assembly of FIG. 3.
FIG. 15A
FIG. 15 is a plan view of a valve body of the micro sample valve of FIG. 14.
FIG. 15B
15 is a cross-sectional view of the valve body substantially along line 15B-15B of FIG.
FIG.
FIG. 17 is an enlarged cross-sectional view taken substantially along line 16-16 of FIG. 14 with the microsample valve shown in a non-sampling position.
FIG.
FIG. 17 is an enlarged cross-sectional view taken substantially along line 17-17 of FIG. 14 with the micro sample valve shown in the sampling position.
FIG.
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the dispensing head and expansion chamber from the purifier of FIG. 3 with the dispensing head shown in a dispensing position.
FIG.
FIG. 4 is an isometric view of the automatic fraction collection assembly of the purification device of FIG. 3 according to one embodiment of the present invention, wherein the fraction collection assembly is shown in a chamber pickup position.
FIG.
FIG. 20 is an isometric view of the fraction collection assembly of FIG. 19 shown in a collection position.
FIG. 21
FIG. 20 is an enlarged front isometric view with the dispensing assembly and hopper of the fraction collection assembly of FIG. 19 partially exploded and shown removed from the frame for clarity.
FIG.
FIG. 22 is an enlarged rear isometric view of the drum assembly of FIG. 21 partially exploded.
FIG. 23
FIG. 23 is an enlarged isometric view of the chamber supply and brake assembly of the drum assembly of FIG. 22.
FIG. 24
FIG. 22 is an enlarged partial isometric view of the dispensing assembly of FIG. 21 with the right alignment guide in the front distribution position and the left alignment guide in the retracted position.
FIG. 25
A supply microtiter plate comprising a well for accommodating an unpurified sample and two receiving microtiter plates for a target and a reaction by-product for receiving a purified portion of the sample by a well-to-well mapping method. FIG.
FIG. 26
FIG. 20 is an isometric view of the fraction collection assembly of FIG. 19 shown in a chamber release position.
FIG. 27
FIG. 20 is an isometric view of the fraction collection assembly of FIG. 19 shown in a rinse position.
FIG. 28
FIG. 27 is an enlarged cross-sectional view taken substantially along line 28-28 of FIG. 26 illustrating the rinsing station of the fraction collection assembly.

Claims

A pressure regulator assembly usable in a high-throughput fluid device having a fluid channel for passing a fluid flow, comprising:
An inlet tube and an outlet tube connectable to the fluid channel;
A regulator main body having a regulator inlet connected to the inlet pipe, and a regulator outlet connected to the outlet pipe, and having a chamber in fluid communication with the regulator inlet and the regulator outlet. ,
A nozzle in fluid communication with the regulator inlet, the nozzle having a nozzle outlet adjacent the chamber;
One end forming an adjustment surface and the other end forming an attachment portion are axially aligned with the nozzle outlet, and the adjustment surface is disposed adjacent to the nozzle outlet. A stem arranged to regulate fluid flow through the chamber toward the regulator outlet;
A mounting rod mounted on the mounting portion of the stem;
A drive mechanism coupled to the adjustment member and arranged to rotate the adjustment member to axially adjust the stem;
With
The mounting rod and the stem are axially movable in the adjuster body relative to the nozzle outlet, and the adjustment member is coupled to the mounting rod and positions the stem relative to the nozzle outlet. Wherein the adjusting member has a double coaxial thread structure comprising a first thread and a second thread, wherein the first thread comprises: The second thread is configured to engage with a mounting rod to move the mounting rod and the stem as a unit relative to the nozzle outlet at a first speed in a first direction; The adjustment member, the mounting rod, and the stem are configured to move at a second speed in a second direction with respect to the nozzle outlet as a unit, wherein the second direction corresponds to the first direction. Is The first speed is different from the second speed so as to allow the damped movement of the stem adjustment surface relative to the nozzle outlet to selectively adjust the pressure of the fluid flow in the chamber. A pressure regulator assembly.

The nozzle has a body portion with a cavity formed therein, wherein the nozzle insert is retained within the cavity of the body portion, wherein the body portion is made of a first material; The pressure regulator assembly according to claim 1, wherein is made of a second material.

The pressure regulator assembly according to claim 2, wherein the nozzle insert is made of one of ruby, sapphire, and diamond.

The pressure regulator assembly according to claim 1, further comprising a biasing member disposed to bias the stem toward the nozzle.

The pressure regulator assembly according to claim 1, wherein the stem is made of one of ruby, sapphire, and diamond.

The adjustment member has a threaded axial opening to receive the mounting rod, the first thread is a female thread in the axial opening, and the second thread is external to the adjustment member. The pressure regulator assembly according to claim 1, wherein the assembly is a male thread on a surface.

Wherein the first thread has a first thread pitch, the second thread has a second thread pitch, and the first thread pitch is greater than the second thread pitch. The pressure regulator assembly of any preceding claim.

The pressure regulator assembly according to claim 1, wherein both the first thread and the second thread are right pitch threads.

The pressure regulator assembly according to claim 1, wherein the second thread engages the regulator body.

The pressure regulator assembly according to claim 1, wherein the driving mechanism is a stepping motor that rotationally drives the adjustment member.

The high-throughput fluid device is a supercritical fluid chromatography purification device, wherein the inlet tube and the outlet tube, the regulator inlet and the regulator outlet, the chamber, the nozzle, and the stem are pressurized super-fluid. The pressure regulator assembly according to claim 1, wherein the pressure regulator assembly is shaped and dimensioned to direct a critical fluid flow.

The pressure regulator assembly according to claim 1, further comprising a seal member disposed within the chamber and sealingly engaging the stem at a location spaced from the adjustment surface of the stem.

The pressure regulator assembly according to claim 1, further comprising a rotational stop member positioned to prevent movement of the stem past a predetermined location with respect to the regulator body.

A heating assembly coupled to the regulator body and engaging a portion of the outlet tube, wherein the heating assembly heats a portion of the fluid flow in the outlet tube such that the fluid flow is The pressure regulator assembly according to claim 1, wherein the pressure regulator assembly is arranged to heat the fluid stream after exiting a regulator outlet.

The heating assembly includes a heat transfer body connected to the regulator body, and a heating band attached to the heat transfer body, wherein a heat transfer portion of the outlet tube surrounds the heat transfer body. The pressure regulator assembly according to claim 14, wherein the pressure regulator assembly is wrapped around the pressure regulator.

A pressure regulator assembly usable in a high-throughput fluid device having a fluid channel with an inlet tube and an outlet tube for passing a fluid flow, comprising:
A regulator inlet connectable to the inlet tube of the fluid channel, and a regulator outlet connectable to the outlet tube of the fluid channel, the regulator inlet being sized to inflow and outflow of the fluid flow, respectively; A regulator body having a regulator inlet and a chamber in fluid communication with the regulator outlet;
A nozzle arranged in fluid communication with the regulator inlet to receive the fluid flow from the regulator inlet, the nozzle having a nozzle outlet in fluid communication with the chamber for guiding the fluid flow to the chamber;
Adjustablely connected to the regulator body, having a mounting portion and an adjustment surface, wherein the adjustment surface is disposed in the chamber adjacent the nozzle outlet, and wherein the adjustment surface is spaced from the nozzle outlet An adjustment mechanism arranged to regulate fluid flow through the chamber to the regulator outlet;
An adjusting member coupled to the mounting portion of the adjusting mechanism and movably held in the adjuster body;
A drive mechanism coupled to the adjustment member and arranged to move the adjustment member relative to the adjuster body to adjust the pressure of the fluid flow moving toward the adjuster outlet; ,
With
The adjusting member is movable to adjust a position of the adjusting surface of the adjusting mechanism with respect to the nozzle outlet, and has a first and a second adjusting portion, and the first adjusting portion includes the adjusting portion. Engaging with a mechanism, the adjustment member is movable to move the adjustment surface relative to the nozzle outlet at a first speed in a first direction when the adjustment member moves a selected predetermined distance. The second adjustment unit is movable to move the adjustment surface in a second direction at a second speed, the second direction being opposite to the first direction, and the nozzle The first speed is different from the second speed to allow a damped movement of the adjustment surface relative to an outlet to selectively adjust a pressure of the fluid flow in the chamber. Pressure regulator assembly.

The nozzle has a body portion having a cavity formed therein, the body portion is made of a first material, and a nozzle insert is retained within the cavity of the body portion and the chamber insert includes 17. The pressure regulator assembly according to claim 16, wherein the nozzle insert is in direct communication and is made of a second material different from the first material.

The pressure regulator assembly according to claim 17, wherein the second material is one of ruby, sapphire, and diamond.

The adjustment mechanism includes a stem axially aligned with the nozzle outlet, the stem having a first end and a second end, wherein the first end includes the adjustment surface. Wherein the adjusting mechanism has a mounting rod mounted to the second end of the stem, the mounting rod having an end forming the mounting portion of the adjusting mechanism. 17. The pressure regulator assembly according to claim 16, wherein the pressure regulator assembly is coupled to a pressure regulator.

20. The pressure regulator of claim 19, wherein the mounting rod is axially movable with respect to the adjustment shaft, and a biasing member biases the mounting rod toward the nozzle. assembly.

20. The pressure regulator assembly according to claim 19, wherein said stem is made of one of ruby, sapphire, and diamond.

The adjuster body has a threaded opening therein, the mounting portion of the adjustment mechanism has a thread thereon, and the adjustment member has a first adjustment body and a second adjustment body thereon. A shaft having an adjusting body, wherein the first adjusting body is a first thread, and the second adjusting body is a second screw provided coaxially with the first thread. Wherein the first thread has a first pitch, the second thread has a second pitch different from the first pitch, and the thread on the mounting portion is The first thread of the shaft portion engages the second thread on the shaft portion with the adjuster body in a threaded opening; , The first thread and the second thread are rotatable with respect to the mounting portion and the adjuster body. Directionally, the rotation of the shaft portion of the adjusting mechanism moves the shaft portion in one axial direction relative to the adjuster main body at a first speed, and the rotation is performed by the adjustment. 17. The pressure regulator assembly of claim 16, wherein the mechanism moves the mechanism in the opposite direction at the second speed different from the first speed.

The first adjusting body and the second adjusting body are a first thread and a second thread provided coaxially with each other, and the first thread has a first pitch. 23. The method of claim 22, wherein the second thread has a second pitch different from the first pitch, and wherein the first thread engages the adjustment mechanism. Pressure regulator assembly.

23. The pressure regulator assembly according to claim 22, wherein the first thread pitch is greater than the second thread pitch.

23. The pressure of claim 22, wherein both the first thread and the second thread are right-handed threads that are both oriented in opposite directions to form a double coaxial adjusting screw structure. Regulator assembly.

23. The pressure regulator assembly according to claim 22, wherein said second screw engages said regulator body.

The pressure regulator assembly according to claim 22, wherein the driving mechanism is a stepping motor that rotationally drives the adjustment member.

17. The pressure regulator assembly according to claim 16, further comprising a seal member disposed within the chamber and sealably engaged with the adjustment member at a location spaced from the adjustment surface.

17. The pressure regulator assembly according to claim 16, further comprising a rotation stop member positioned to prevent movement of the stem past a predetermined position with respect to the regulator body.

17. The pressure regulator assembly according to claim 16, further comprising a filter arranged to receive and filter said fluid stream before said fluid stream enters said regulator inlet.

A heating assembly coupled to the inlet of the regulator body and positioned in alignment with the outlet tube of the fluid channel, wherein the heating assembly is configured to release the fluid stream after exiting the regulator outlet. 17. The pressure regulator assembly of claim 16, wherein the pressure regulator assembly is arranged to heat a portion of an outlet tube to heat the fluid stream.

The heating assembly includes a heat transfer body coupled to the regulator body and a heating band attached to the heat transfer body, the heat transfer body receiving the outlet tube therearound. The pressure regulator assembly according to claim 31, having a surface.

17. The pressure regulator assembly of claim 16, wherein said nozzle and said conditioning surface are made of a selected material such that it can be used at a selected caustic solvent and at a pressure greater than about 2000 psi.

A pressure regulator assembly for use in a high-throughput fluid device having a fluid channel for passing a selected fluid flow, comprising:
A regulator body having a regulator inlet and a regulator outlet connectable to the fluid channel with a fluid passage sized to inflow and outflow of the fluid flow, respectively, and having a threaded opening therein; ,
A nozzle having a nozzle passage arranged in fluid communication with the fluid passage within the regulator inlet to receive a selected fluid flow from the regulator inlet, wherein the nozzle passage comprises a selected one of the nozzle passages; A nozzle inlet for receiving a fluid flow into the nozzle, and a nozzle outlet for allowing the fluid flow to exit the nozzle, wherein the nozzle outlet is in fluid communication with the pressure control chamber of the regulator body. A nozzle in communication with the pressure control chamber, the nozzle in fluid communication with the regulator outlet;
An adjusting end disposed within the pressure control chamber adjacent the nozzle outlet, the adjusting end spaced from the nozzle outlet to draw a selected one of the fluid streams exiting the nozzle outlet; A regulator stem disposed in the regulator stem to selectively increase or decrease the space between the regulator stem and the nozzle outlet to adjust the pressure of the selected fluid stream traveling to the regulator outlet. A regulator stem, wherein the regulator stem is movable with respect to the nozzle outlet;
Coupled to the regulator stem and arranged to urge the stem toward the nozzle in response to movement of the stem away from the nozzle, wherein the regulator stem directly engages the nozzle. A biasing member adapted to block the
A stem retaining member having a threaded shaft engaged with the mounting end of the stem;
An adjusting shaft having a female screw and a male screw forming a double coaxial thread, wherein said male screw is rotatable with said adjuster body at a threaded opening of said adjuster body having a first pitch. And the female screw engages with the stem support member and has a second pitch different from the first pitch, the female screw and the male screw have the same directionality, and An adjusting shaft having an engagement end spaced from the female thread and the male thread;
Coupled to the engagement end of the adjustment shaft, rotating the adjustment shaft to cause a damped movement of the adjustment shaft relative to the adjuster body, and moving the adjuster stem relative to the nozzle. A drive mechanism rotatable to control the pressure of the fluid stream traveling to the outlet;
A pressure regulator assembly comprising: a pressure regulator assembly;

Each of the female screw and the male screw has a number of threads per inch, and the number of threads per inch of the female screw is one greater than the number of threads per inch of the male screw. 35. The pressure regulator assembly of claim 34.

A micro-sampling device for use in a high-throughput fluid device having a flow channel having a sample channel, a carrier channel, and a fluid receiving member that is in fluid communication with the sample channel and the carrier channel,
A body having a sample inlet, a sample outlet, and a sample passage therebetween, wherein the sample inlet and the sample outlet are positionable to be in fluid communication with the sample passage. The main body has a carrier inlet and a carrier outlet and can be positioned so as to be in fluid communication with the carrier flow path. The carrier inlet and the carrier outlet are axially aligned. A main body that is configured not to
A stem movably disposed within the body portion and in fluid communication with the sample passage, wherein the stem is movable between a first position and a second position; A fluid bypass fluidly connecting the carrier inlet and the carrier outlet to each other to allow a selected fluid to flow through a valve body when the stem is in the position When in the first position, prevents the sample flow in the sample passage from flowing to the carrier outlet, and when in the second position, the fluid bypass includes the sample passage and the carrier. A stem in fluid communication with the outlet so that a selected sample of the sample stream can flow to the carrier outlet;
An actuator coupled to the stem and drivable to substantially instantaneously move the stem between the first position and the second position;
A micro-sampling device comprising:

37. The fluid bypass of claim 36, sized to deliver a selected predetermined amount of the sample stream to the carrier outlet without causing a substantial pressure drop across the microsample valve. 2. The micro sampling device according to 1.

The body has an internal chamber and an insert disposed in the internal chamber, and the stem is provided with a substantially liquid-tight seal member formed between the insert and the insert. 37. The micro-sampling device of claim 36, wherein the micro-sampling device is sealably engaged with the insert to prevent fluid from entering between the insert and the stem.

The main body has an internal chamber and an insert disposed in the internal chamber, and a part of the sample passage extends through the insert and a part of the carrier flow path. 37. The micro-sampling device of claim 36, wherein the device extends through the insert.

The stem sealingly engages the insert to form a substantially liquid-tight seal with the insert to allow the sample passage or the sample to pass between the insert and the stem. 37. The micro-sampling device according to claim 36, wherein fluid intrusion from a fluid bypass is prevented.

37. The micro sampling device according to claim 36, wherein the stem is slidable in the axial direction within the main body between the first position and the second position.

37. The micro-sampling device of claim 36, wherein the stem has a longitudinal axis substantially transverse to a longitudinal axis of the sample passage.

37. The micro-sampling device of claim 36, wherein the sample passage has a longitudinal axis that is substantially coplanar with a longitudinal axis of the carrier outlet.

37. The micro-sampler of claim 36, wherein the sample passage has a longitudinal axis substantially perpendicular to a longitudinal axis of the carrier outlet.

The micro sampling device according to claim 36, wherein the actuator includes an electromagnetic solenoid that engages the stem.

The actuator is adapted to move the stem from the first position to the second position and back to the first position within a time on the order of about 15 to 100 milliseconds. 37. The micro sampling device according to claim 36, wherein:

The actuator is adapted to move the stem from the first position to the second position and back to the first position within a time period of about 20 milliseconds or less. The micro sampling device according to claim 36, wherein

The actuator moves the stem from the first position to the second position and within a selected time period to return a sample volume of less than about 2 picoliters to the carrier outlet within a selected time period. The micro sampling device according to claim 36, wherein the micro sampling device is moved to the first position.

The actuator is adapted to move the stem from the first position to the second position and back to the first position within a time period of about 20 milliseconds or less. 49. The micro sampling device according to claim 48, wherein

The micro sampling device according to claim 36, wherein the fluid bypass includes a through hole extending through the stem.

The through-hole is substantially axially aligned with the carrier inlet when the stem is in the first position, and the carrier outlet when the stem is in the second position. 51. The microsampling device of claim 50, wherein the microsampling is substantially axially aligned.

52. The micro sampling device according to claim 51, wherein when in the second position, the through-hole is substantially in the same plane as the sample passage and the carrier outlet, and is in a direct communication state. .

When the stem is in the first position, the fluid bypass includes a through-hole extending through the stem substantially in axial alignment with the carrier inlet, and wherein the groove includes the stem. 37. The micro-sampling device according to claim 36, wherein the groove is formed in an outer surface of the first hole, and the groove is in communication with the through hole when the stem is at the first position.

The system of claim 1, further comprising a seal member coupled to the body portion and sealingly engaging the stem, wherein a portion of the stem extends through the seal member and engages the actuator. 36. The minute sampling device according to 36.

For use with a high throughput fluid device having an analyzer, the sample inlet and the sample outlet connected to a sample flow channel, and the carrier inlet and the carrier outlet connected to a carrier solvent flow tube. Wherein the carrier outlet is connectable to the analyzer, and the sample passage and the fluid bypass are shaped and dimensioned to pass a supercritical fluid sample flow. 37. The micro sampling device according to claim 36, wherein:

A micro-sampling device for use in a high-throughput fluid device having a flow channel having a sample channel, a carrier channel, and a fluid receiving member that is in fluid communication with the sample channel and the carrier channel,
A body having a sample inlet, a sample outlet, and a sample passage therebetween, wherein the sample inlet and the sample outlet are positionable to be in fluid communication with the sample passage. The main body has a carrier inlet and a carrier outlet and can be positioned so as to be in fluid communication with the carrier flow path. The carrier inlet and the carrier outlet are aligned in the axial direction. A body having an internal chamber,
An insert located in the internal chamber;
A stem movably disposed within the body portion and in fluid communication with the sample passage, wherein the stem is movable between a first position and a second position; A fluid bypass fluidly connecting the carrier inlet and the carrier outlet to each other to allow a selected fluid to flow through the valve body when the stem is in the position When in the first position, prevents the sample flow in the sample passage from flowing to the carrier outlet, and when in the second position, the fluid bypass includes the sample passage and the carrier. In fluid communication with an outlet, the selected sample of the sample stream is capable of flowing to a carrier outlet, the stem being sealingly engaged with the insert and substantially therebetween. Liquid tight seal, Serial insert and a stem adapted to prevent fluid from entering from the sample passage or the fluid bypass to between said stem,
An actuator coupled to the stem and capable of driving the stem between the first position and the second position;
A micro-sampling device comprising:

57. The micro sampling device according to claim 56, wherein a part of the sample passage extends through the insert, and a part of the carrier flow path extends through the insert.

The sample passage is pressurized to a first pressure, the carrier flow passage is pressurized to a second pressure, the pressure difference between the first pressure and the second pressure is greater than about 800 psi, and 57. The microsampling device of claim 56, wherein the seal is maintained at or above 800 psi.

A flow channel having a sample flow path, a carrier flow path, a micro sample valve for use in a high throughput fluid device having a fluid receiving member that is in fluid communication with the sample flow path and the carrier flow path,
A sample passage provided with a sample inlet and a sample outlet, and having a sample passage that can be positioned so as to be in fluid communication with the sample flow path, and that can be positioned so as to be in fluid communication with the carrier flow path; A valve body having a carrier inlet and a carrier outlet that are not aligned in the direction,
A flow control member movably disposed within the valve body and in fluid communication with the sample passage, wherein the flow control member is slidable axially between a closed position and a sampling position; A member fluidly interconnects the carrier inlet and the carrier outlet so that the selected fluid can flow through the valve body when the flow control member is in the closed position. A bypass, wherein the flow control member prevents the sample from flowing into the sample flow channel from the carrier outlet when in the closed position, and wherein the fluid bypass is in the sampling position. Wherein the sample stream and the carrier outlet are in fluid communication so that a selected sample of the sample stream can flow to a carrier outlet. And it is controlled member,
An actuator coupled to the flow control member and drivable to move the flow control member between the first position and the second position;
A micro sample valve comprising:

The valve body has an internal chamber and an insert disposed in the internal chamber, and the flow control member is provided by a substantially liquid-tight seal member formed between the internal body and the insert. 60. The microsample valve of claim 59, wherein the microsample valve is sealably engaged with the insert to prevent fluid from entering between the insert and the flow control member.

61. The microsample valve of claim 60, wherein a portion of the sample passage extends through the insert, and a portion of the carrier flow path extends through the insert.

61. The microsample valve of claim 60, wherein the insert is a plastic sleeve disposed coaxially around the flow control member.

The micro sample valve according to claim 59, wherein the flow control member is slidable in the axial direction between the closed position and the sampling position within the valve main body.

60. The microsample valve of claim 59, wherein the sample passage has a longitudinal axis that is substantially coplanar with a longitudinal axis of the carrier outlet.

60. The microsample valve of claim 59, wherein the sample passage has a longitudinal axis substantially perpendicular to a longitudinal axis of the carrier outlet.

The actuator is adapted to move the flow control member from the closed position to the sample position and back to the closed position within a time on the order of about 15 to 100 milliseconds. A micro sample valve according to claim 59.

The actuator of claim 10, wherein the actuator is configured to move the flow control member from the closed position to the sample position and back to the closed position within a time period of about 20 milliseconds or less. 59. The micro sample valve according to 59.

The actuator moves the flow control member from the closed position to the sample position and within the selected position within a selected time period to divert less than about 2 picoliters of sample to the carrier outlet. 60. The micro sample valve according to claim 59, wherein the valve is moved to a position.

The fluid bypass includes a through hole extending through the flow control member substantially axially aligned with the carrier inlet when the flow control member is in the closed position; The fluid bypass is formed on an outer surface of the flow control member and includes a groove that is in fluid communication with the through hole and the carrier outlet when the flow control member is in the closed position. 59. The micro sample valve according to 59.

The fluid bypass includes a through-hole extending through the flow control member, wherein the through-hole is aligned with the carrier inlet when the flow control member is in the closed position, and the flow through the flow control member is in the closed position. The micro sample valve according to claim 59, wherein the control member is aligned with the carrier outlet when the control member is at the sampling position.

60. The micro sample valve according to claim 59, wherein when in the sampling position, the through-hole is substantially flush with the sample passage and the carrier outlet and is in direct communication therewith.

For use with a high throughput fluid device having an analyzer, the sample inlet and the sample outlet connected to a sample flow channel, and the carrier inlet and the carrier outlet connected to a carrier solvent flow tube. Wherein the carrier outlet is connectable to the analyzer, and the sample passage and the fluid bypass are shaped and dimensioned to pass a supercritical fluid sample flow. The micro sample valve according to claim 59, wherein:

A micro sample valve assembly for use in a high throughput fluid device having a flow channel with a sample flow path and a carrier flow path, the flow channel having first and second sample flow paths; A micro sample valve for use in a high throughput fluid device having a carrier flow path,
A first microsample valve and a second microsample valve interconnected by the carrier flow tube;
The first micro sample valve comprises:
A first valve body having a first sample passage having a first sample inlet and a first sample outlet, wherein the first sample passage includes a first sample passage and a fluid. The first valve body has a first carrier inlet and a first carrier outlet, and the first valve body and the first carrier are in communication with each other. The outlet can be positioned so as to be in fluid communication with the carrier flow channel, and the first carrier inlet and the first carrier outlet are not axially aligned, and the A first valve outlet connected to the carrier flow tube;
A first flow control member movably disposed within the first valve body and in fluid communication with the first sample passage, wherein the first flow control member has a first closed position and a first closed position; The first flow control member is slidable in the axial direction between the first flow control member and the first flow control member when the first flow control member is in the first closed position. A first fluid bypass in fluid communication with the first carrier inlet and the first carrier outlet to allow fluid to flow therethrough, wherein the first flow control member comprises Blocking the first sample from flowing into the first sample flow channel from the first carrier outlet when in the closed position, and preventing the first sample from flowing into the first sample flow channel when in the first sampling position. A first fluid bypass is selected for the first sample stream. A first flow control member adapted to be in fluid communication with the first sample stream and the first carrier outlet to allow the sample to flow to the first carrier outlet. When,
A first actuator coupled to the first flow control member and operable to move the first flow control member between the first closed position and the first sampling position;
With
The second micro sample valve is
A second valve body having a second sample passage having a second sample inlet and a second sample outlet, wherein the second sample passage is in fluid communication with a second sample passage. The second valve body has a second carrier inlet and a second carrier outlet, and the second carrier inlet and the second carrier outlet. Can be positioned so as to be in fluid communication with the second carrier flow path, the second carrier inlet and the second carrier outlet are not axially positioned, and the second carrier An outlet is connected to the carrier flow tube and adapted to receive a carrier fluid from the first microsample valve, a second valve body;
A second flow control member movably disposed within the second valve body and in fluid communication with the second sample passage, wherein the second flow control member includes a second closed position and a second closed position. The second flow control member is slidable in the axial direction between the second sampling position and the second flow control member when the second flow control member is in the second closed position. A second fluid bypass in fluid communication with the second carrier inlet and a second carrier outlet to allow fluid to flow, wherein the second flow control member comprises the second flow control member; When in the closed position, the second sample is prevented from flowing into the second sample flow channel from the second carrier outlet, and when in the second sampling position, the second sample is prevented from flowing into the second sample flow channel. A fluid bypass of the second sample stream A second flow control member adapted to be in fluid communication with the second sample stream and the second carrier outlet to allow the sample to flow to the second carrier outlet; ,
A second actuator coupled to the second flow control member and drivable to move the second flow control member between the second closed position and the second sampling position;
A micro sample valve assembly comprising:

The first valve body has an internal chamber and an insert disposed in the internal chamber, and the first flow control member is substantially formed between the internal body and the insert. 74. The microsample of claim 73, wherein the microsample is sealingly engaged with the insert by a liquid tight seal to prevent fluid from entering between the insert and the first flow control member. Valve assembly.

75. The micrometer of claim 74, wherein a portion of the first sample passage extends through the insert, and a portion of the first carrier channel extends through the insert. Sample valve assembly.

75. The microsample valve assembly of claim 74, wherein the insert is a plastic sleeve coaxially disposed about the first flow control member.

74. The system of claim 73, wherein the first flow control member is a stem slidable axially between the first closed position and the first sampling position within the valve body. Micro sample valve assembly.

74. The microsample valve of claim 73, wherein the first sample passage has a longitudinal axis that is substantially coplanar with a longitudinal axis of the first carrier outlet.

74. The microsample valve assembly of claim 73, wherein the first sample passage has a longitudinal axis substantially perpendicular to a longitudinal axis of the first carrier outlet.

The first actuator moves the first flow control member from the first closed position to the second sampling position and returns the first flow control member within a time period on the order of about 15 to 100 milliseconds. 74. The microsample valve assembly of claim 73, wherein the microsample valve assembly is adapted to be moved to a closed position.

The first actuator moves the first flow control member from the first closed position to the first sampling position and to the original first closed position within a time period of about 20 milliseconds or less. 74. The microsample valve assembly according to claim 73, wherein the microsample valve assembly is adapted to be moved to.

The first actuator moves the first flow control member to the first closed position within a selected time to divert a sample volume of about 2 picoliters or less to the first carrier outlet. 74. The microsample valve assembly of claim 73, wherein the microsample valve assembly is adapted to be moved from the first sampling position to the first sampling position and back to the first closed position.

The first fluid bypass includes a first through-hole extending through the first flow control member, wherein the first through-hole is configured such that the first flow control member is in the first closed position. And the first flow control member is aligned with the first carrier outlet when the first flow control member is at the first sampling position. 74. The microsample valve assembly of claim 73.

The first fluid bypass is configured to be substantially axially aligned with the first carrier inlet when the first flow control member is in the first closed position. Wherein the first bypass is formed in an outer surface of the first flow control member, and wherein the first flow control member is in the first closed position. 74. The microsample valve assembly of claim 73, further comprising a groove in fluid communication with the through hole and the first carrier outlet.

A high-throughput liquid chromatography column assembly configured to receive a selected sample flowing to achieve a selected chromatographic separation of a sample having a predetermined mass weight and fluid volume. hand,
A loading column having a loading chamber of a first inner diameter and a first length, wherein the loading chamber is sized to contain a predetermined volume of a first loading substance having longitudinal absorption properties; The loading chamber is sized to hold a predetermined amount of packing material selected to spatially distribute the sample within the loading chamber for loading the sample prior to chromatographic separation of the sample. A loading column whose length is insufficient to achieve the selected chromatographic separation of the sample as the sample passes through the loading chamber;
A separation column in fluid communication with the loading chamber and arranged to receive the sample from the loading column, wherein the separation chamber has a second diameter smaller than a first inner diameter; And a second length greater than the first length, wherein the separation chamber is sized to hold a second packing material, and wherein the second length of the separation chamber is The sample is of sufficient length to effect chromatographic separation of the sample as it passes through the separation chamber, the separation chamber acting as a loading area for the selected entire sample. A high-throughput liquid chromatography column assembly having a predetermined amount of a second packing material over a length equal to the first length that is insufficient.

86. The chromatography column according to claim 85, wherein said first diameter is twice or more than said second diameter.

86. The chromatography column according to claim 85, wherein said first length is less than or equal to half of said second length.

The loading column has an outlet, the separation column has an inlet, the loading column and the separation column are separated from each other, and a carrier tube connected to an outlet of the loading column and an inlet of the separation column. 86. The chromatography column assembly according to claim 85, wherein the column assemblies are interconnected by a.

86. The chromatography column assembly according to claim 85, further comprising a dilution column having a dilution chamber in fluid communication with the loading chamber.

The dilution chamber has a first inlet and a first outlet, the loading column has a second inlet and a second outlet, the separation column has a third inlet, the dilution column; The loading column and the separation column are spaced apart from each other, and the dilution column is via a first carrier tube connected to the first outlet and the second inlet of the loading column. In fluid communication with the loading chamber and the loading column is fluidly connected to the separation column by a second carrier tube connected to a second outlet of the loading column and a third inlet of the separation column. 90. The chromatography column assembly according to claim 89, wherein said column is in communication.

The dilution column, the loading column, and the separation column are spaced apart from each other, the dilution column is fluidly connected to the loading chamber by a first carrier tube, and the loading column is connected to a second column. 90. The chromatography column assembly according to claim 89, wherein the chromatography column assembly is fluidly connected to the separation column by a carrier tube.

92. The chromatography column assembly according to claim 91, wherein said first carrier tube and said second carrier tube are small diameter high pressure liquid chromatography tubes.

90. The chromatography column assembly of claim 89, wherein said dilution chamber contains an inert packing material therein.

86. The chromatography column assembly according to claim 85, wherein the loading column and the separation column are spaced apart from each other and are in fluid communication by a carrier tube extending therebetween.

86. The chromatography column assembly according to claim 85, wherein the loading column and the separation column are integrally connected to each other.

86. The chromatography column assembly according to claim 85, comprising a Teflon-coated portion of the first column and the second column in contact with a fluid.

A dilution column having a dilution chamber in fluid communication with the loading chamber, wherein a portion of the dilution column is disposed within the loading chamber and the dilution chamber and the loading chamber are separated by a frit. 86. The chromatography column assembly according to claim 85.

97. The chromatograph of claim 97, wherein said frit is positionable within said loading chamber and is sandwiched between said dilution column and said first packing material within said loading chamber. Graphy column assembly.

The dilution column further comprising a dilution chamber in fluid communication with the loading chamber, wherein a lower end of the dilution column is rigidly connected to an upper end of the loading column. 85. The chromatography column assembly according to 85.

100. The chromatography column assembly according to claim 99, wherein the frit is sandwiched between the dilution column and the loading column.

86. The chromatography column assembly according to claim 85, wherein said separation chamber has a substantially constant cross-sectional area along said second length.

The separation chamber has a first end and a second end, the first end being closest to the loading column, and the second diameter at a first end. 86. The chromatography column assembly according to claim 85, wherein said separation chamber has a third diameter at said second end that is smaller than said second diameter.

86. The chromatography column assembly of claim 85, wherein said separation chamber is frusto-conical.

An apparatus for liquid chromatography, comprising:
A carrier tube having an inlet portion and an outlet portion; and a first column and a second column column, wherein the first column is connected to the inlet portion of the carrier tube and has a length of the second column. And having an inner diameter of about twice or more the inner diameter of the second column, wherein the second column is connected to the outlet portion of the carrier tube. Characteristic device.

105. The apparatus of claim 104, including a dilution chamber adjacent to and in front of the first column, wherein the dilution chamber has a selected geometric interior volume.

106. The apparatus of claim 105, wherein the first column and the second column are integrally connected to each other.

105. The apparatus of claim 104, wherein said first column and said second column are integrally connected to each other.

105. The apparatus of claim 104, further comprising a Teflon coated portion of the first column and the second column in contact with a fluid.

A chromatography column comprising a first column portion and a second column portion, wherein the first column portion has a loading chamber of a first inner diameter and a first length, wherein the second column portion comprises The portion has a second inner diameter and a second length of separation chamber, wherein the first inner diameter is about twice as large as the second inner diameter, and wherein the first length is equal to the second length. A chromatography column characterized in that it is about さ or less.

110. The column of claim 109, wherein the first inner diameter is at least about two times greater than the second inner diameter.

The column of claim 110, wherein the first length is less than or equal to about one-half of the second length.

110. The column of claim 109, wherein the first length is approximately equal to or less than one-half of the second length.

110. The column of claim 109, wherein the first column portion and the second column portion include a stationary phase material.

110. The column of claim 109, further comprising a dilution chamber adjacent to the first chamber, wherein the first chamber is between the dilution chamber and the second chamber.

110. The column of claim 109, wherein the first column portion has a funnel-shaped transition connected to the second column portion.

110. The column according to claim 109, wherein the first column portion is detachably connected to the second column portion.

110. The column of claim 109, wherein the first column portion is integrally connected to the second column portion.

110. The column of claim 109, wherein the second column portion is a tapered chamber that decreases in diameter away from the first column portion.

A method for chromatographically separating a selected sample having a selected mass and volume to achieve a selected chromatographic separation, comprising:
Chromatography having a loading column having a loading chamber of a first inner diameter and a first length, and a separation column of a smaller diameter than the first diameter and a second length longer than the first length. Preparing a column assembly;
Loading the sample into the loading chamber containing a first loading substance having absorbing properties, the first loading substance receiving and partially distributing the sample within the loading chamber. Stage,
Passing the sample to the separation chamber via the loading chamber, wherein the length of the loading chamber is insufficient to achieve the selected chromatographic separation of the sample. Stage
Passing the sample through the separation column after the sample has passed through the loading column, wherein the separation chamber is configured to achieve the selected chromatographic separation that separates the sample into sample components. Having a length volume of the second filler material therein; and
Separating the sample into sample components using a second packing material in the separation chamber to achieve the selected chromatographic separation of the sample.

A fraction collection assembly operable to collect a purified target portion of a selected sample taken from one of a plurality of supply wells in a supply container, wherein one of the supply wells is within the supply container. Having a well location address for that location,
Frame and
A dispensing head configured to dispense the target portion of the selected sample and movable along three axes of movement with respect to the frame;
A receptacle having a plurality of receiving wells sized to receive the target portion of the selected sample when the dispensing head is in a dispensing position, each receiving well having a well position address;
A coupling station for releasably holding the receptacle at a selected location to receive the target portion;
A computer controller configured to identify a well location address for one supply well for the supply container;
With
The receiver connected to a dispensing head and controlling movement of the dispensing head relative to the coupling station to directly correspond to the well location address of one of the supply wells relative to the supply container; A fraction collection assembly configured to distribute the selected target portion directly into a receiving well having a well location address for the location of the receiving well.

The target sample aliquot is supplied to the dispensing head in a vapor state, and the fraction collection assembly receives the target part in a vapor state and brings the target part into a liquid state for direct delivery to the receiving well. 121. The fraction collection assembly of claim 120, further comprising a tubular expansion chamber configured to condense.

A pick-up station coupled to the frame, and an inflation chamber dispensing assembly, wherein the pick-up station releasably holds the inflation chamber in a selected position to achieve engagement by a dispensing head. A member having a dispensing member disposed adjacent the pick-up station for receiving and dispensing the inflation chamber to the selected location of the pick-up station. 124. The fraction collection assembly according to clause 121.

The coupling station has an indicator connected to the computer controller, the indicator being arranged to identify where the receiver should be located at the coupling station. 121. The fraction collection assembly of claim 120.

121. The fraction collection assembly of claim 120, wherein said receiver is a multi-well microtiter plate.

An automatic fraction collection assembly operable to collect a sample subdivision of a selected sample, comprising:
Frame and
A dispensing head movably connected to a frame and configured to receive and dispense the sample subdivision, such that the selected sample is provided to the dispensing head in a substantially vapor state. Dispensing head,
A receiver having a plurality of receiving wells, each sized to receive the sample subdivision of the selected sample;
A sample head is engageable with a dispensing head for receiving the sample portion in a vapor state and condensing the sample portion into a liquid state for direct delivery to a selected one of the receiving wells. A molded expansion chamber;
A pick-up station having a retaining member that releasably retains the expansion chamber at a selected location to achieve engagement by a dispensing head;
A chamber delivery assembly sized to receive a plurality of inflation chambers and having a delivery member arranged to deliver the inflation chamber to the pick-up station;
A fraction collection assembly comprising:

126. The fraction collection assembly of claim 125, wherein said delivery member delivers the expansion chamber to the selected location of the pickup station.

131. The expansion chamber delivery assembly of claim 125, wherein the expansion chamber delivery assembly includes a hopper containing the plurality of expansion chambers, the hopper having an opening positioned to deliver the expansion chamber to a delivery member. The described fraction collection assembly.

130. The expansion chamber delivery assembly includes a hopper containing the plurality of expansion chambers, the hopper having a direction indicator for orienting the expansion chamber within the hopper. 4. The fraction collection assembly according to claim 1.

The expansion chamber delivery assembly includes a housing and a hopper removably retained within the housing, the hopper containing the plurality of expansion chambers, the hopper having the expansion chamber being a unit. 126. The fraction collection assembly of claim 125, wherein the assembly is insertable and removable from the housing.

The inflation chamber delivery assembly includes a chamber storage portion that houses the plurality of expansion chambers, and is rotatably mounted adjacent the chamber storage portion and is arranged to receive the expansion chamber from the chamber storage portion. And an engaging member movably disposed to engage the expansion chamber on the distribution drum and guide the expansion chamber to the pick-up station. 126. The fraction collection assembly of claim 125.

131. The fraction collection assembly of claim 130, further comprising a linear actuator coupled to the engagement member and arranged to linearly move the engagement member relative to the distribution drum.

The distribution drum is formed with a plurality of channels for receiving the expansion chamber, and a drum guide is disposed adjacent to the drum so that the distribution drum rotates with respect to the chamber storage portion. 131. The fraction collection assembly of claim 130, further comprising holding the expansion chamber in a selected channel.

Wherein the holding member of the pick-up station is a first holding member, the pick-up station has a second holding member, the engaging member of the chamber delivery assembly is a first engaging member, The delivery assembly has a second engagement member, the first engagement member and the second engagement member such that they are independently directed toward the first holding member and the second, respectively. 135. The fraction collection assembly of claim 132, wherein the assembly is movable.

Wherein the holding member of the pick-up station is a first holding member, the pick-up station has a second holding member, the engaging member of the chamber delivery assembly is a first engaging member, The delivery assembly has a second engagement member, and the first engagement member and the second engagement member move so that both are simultaneously directed to the first holding member and the second, respectively. 133. The fraction collection assembly of claim 132, wherein the assembly is capable.

The delivery member of the chamber delivery assembly includes a sliding portion movable relative to the holding member of the pick-up station, the sliding portion receiving the expansion chamber and the expansion chamber being located at the pickup station. 126. The fraction collection assembly of claim 125, wherein the fraction collection assembly is slidably disposed along a sliding portion along a track to the holding member.

An automatic fraction collection assembly operable to collect a sample subdivision of a selected sample, comprising:
Frame and
A distribution head movably connected to the frame, for receiving and distributing the sample subdivision, and further movable between a distribution position and a rinsing position;
A receiver comprising a receiving well arranged to receive the sample subdivision of the selected sample dispensed from the distribution pipe when the dispensing head is in the dispensing position;
A rinsing station coupled to the frame and arranged to removably receive the distribution pipe when the dispensing head is in the rinsing position;
A fraction collection assembly comprising:

The cleaning station includes a cleaning tube having an open end, the cleaning tube being dimensioned to removably receive the distribution pipe therein through an open end, wherein the cleaning pipe includes the cleaning pipe. 137. The fraction collection assembly of claim 136, wherein the fraction collection assembly is configured to contain a cleaning fluid drawn into the tubing to clean the distribution pipe.

138. The fraction collection assembly of claim 137, wherein the distribution line is a distribution needle.

139. The fraction collection assembly of claim 136, wherein the rinsing station includes a rinsing tube sized to receive a portion of the dispense line.

A fraction collection assembly operable to collect a sample subdivision of a selected sample, comprising:
Frame and
At least one distribution pipe movably connected to the frame and configured to dispense a sample subdivision of a selected sample, and is movable between a pick-up position, a wash position, and a distribution position. A dispensing head,
A pick-up station configured to releasably hold a selected chamber in a position for achieving engagement by the dispensing head when in the pick-up position;
A washing station arranged to removably receive the distribution line when the dispensing head is in the washing position;
A coupling station configured to hold a receiver for receiving the sample aliquot of the selected sample when the dispensing head is in the dispensing position;
A fraction collection assembly comprising:

141. The fraction collection assembly of claim 140, further comprising a containment containing the selected chamber before the selected chamber is placed in the pickup station.

A fraction collection assembly operable to collect a purified target portion of a selected sample taken from one of a plurality of supply wells in a supply container, wherein one of the supply wells is within the supply container. Having a well location address for that location,
Frame and
A distributing pipe configured to dispense the target portion of the selected sample, movable along three movement axes with respect to the frame, and receiving and distributing the sample subdivision; A dispensing head movable between a position and a rinsing position, wherein the sample subdivision is further supplied in a substantially vapor state;
A receiver having a plurality of receiving wells sized to receive the sample subdivision of the selected sample when the dispensing head is in the dispensing position, each having a plurality of receiving wells having a well position address;
A sample head is engageable with a dispensing head for receiving the sample portion in a vapor state and condensing the sample portion into a liquid state for direct delivery to a selected one of the receiving wells. A molded expansion chamber;
A pick-up station having a retaining member that releasably retains the expansion chamber at a selected location to achieve engagement by a dispensing head;
A chamber delivery assembly sized to receive a plurality of inflation chambers and having a delivery member arranged to deliver the inflation chamber to the pick-up station;
A coupling station for releasably holding the receptacle at a selected location to receive the sample aliquot;
A computer controller configured to identify a well location address for one supply well for a supply container;
A rinsing station coupled to the frame and arranged to removably receive the distribution line when the dispensing head is in the rinse position;
With
The receiver connected to a dispensing head and controlling movement of the dispensing head relative to the coupling station to directly correspond to the well location address of one of the supply wells relative to the supply container; A fraction collection assembly configured to directly dispense said sample sub-portion into a receiving well having a well location address for a location of said receiving well.

The coupling station has an indicator connected to the computer controller, the indicator being arranged to identify where the receiver should be located at the coupling station. 144. The fraction collection assembly of claim 142.

146. The expansion chamber delivery assembly of claim 142, wherein the expansion chamber delivery assembly includes a hopper containing the plurality of expansion chambers, the hopper having an opening positioned to deliver the expansion chamber to a delivery member. The described fraction collection assembly.

The expansion chamber delivery assembly includes a housing and a hopper removably retained within the housing, the hopper containing the plurality of expansion chambers, the hopper having the expansion chamber being a unit. 143. The fraction collection assembly of claim 142, wherein the assembly is insertable and removable from the housing.

The inflation chamber delivery assembly includes a chamber storage portion that houses the plurality of expansion chambers, and is rotatably mounted adjacent the chamber storage portion and is arranged to receive the expansion chamber from the chamber storage portion. And an engaging member movably disposed to engage the expansion chamber on the distribution drum and guide the expansion chamber to the pick-up station. 143. The fraction collection assembly of claim 142.

149. The fraction collection assembly of claim 146, further comprising a linear actuator coupled to the engagement member and arranged to linearly move the engagement member relative to the distribution drum.

The distribution drum is formed with a plurality of channels for receiving the expansion chamber, and a drum guide is disposed adjacent to the drum so that the distribution drum rotates with respect to the chamber storage portion. 147. The fraction collection assembly of claim 146, further comprising retaining the expansion chamber in a selected channel.

Wherein the holding member of the pickup station is a first holding member, the pickup station has a second holding member, the engaging member of the chamber delivery assembly is a first engaging member, The delivery assembly has a second engagement member, and the first engagement member and the second engagement member move so that both are simultaneously directed to the first holding member and the second, respectively. 143. The fraction collection assembly of claim 142, wherein the assembly is capable.

The rinsing station includes a wash tube having an open end, the wash tube being dimensioned to removably receive the distribution pipe therein through an open end, wherein the wash pipe is coupled to the distribution pipe. 143. The fraction collection assembly of claim 142, configured to contain a cleaning fluid that is drawn in to clean the distribution pipe.

146. The fraction collection assembly of claim 142, wherein said distribution pipe is a distribution needle.

The coupling station has a sensor connected to a computer controller, the sensor being arranged to determine whether the receptacle is located in the coupling station. 121. The fraction collection assembly of claim 120.