JP2018535428A - 液体サンプルからの複数の信号を測定する方法および装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2015年9月22日に出願された米国仮出願番号第62/221,879号に対する優先権を主張する。
本発明の背景および出願に関連する以下の参照文献は、引用によって本明細書に援用される。
[参照文献]
「粒子」は、タンパク質およびポリマー分子ならびにそれらの抱合体およびコポリマー、ウイルス、細菌、ウイルス様粒子、リポソーム、ポリスチレンラテックス粒子、ナノ粒子、ならびに千〜数千ナノメートルの概算サイズ範囲内の全てのこのような粒子などの物体を意味する。
溶液中の高分子または粒子種の分析は、通常、適切な溶媒の中でサンプルを調製し、次いでそのアリコートを液体クロマトグラフィ(LC)カラムまたはフィールドフローフラクショネーション(FFF)チャネルなどの分離システムに注入することによって実現され、サンプル内に含まれる異なる種の粒子は、さまざまな成分に分離される。サンプルは、一般にサイズ、質量またはカラムアフィニティに基づいてこのような手段によって分離されると、光散乱、屈折率、UV吸収、電気泳動移動度、粘度測定反応などによる分析を受ける。本開示は、主に多角度光散乱(MALS)に関係している。
MALS検出システムは、水平ボアが、流体の流れの領域も測定ビームがセルを横断する経路の領域も規定するフローセルをしばしば利用してきた。このようなセルは、1986年10月14日に発行された米国特許第4,616,927号にフィリップス等によって記載されている。当該セルは、本明細書では平行セルと呼ばれるが、直径にボアが開けられた、図4に示されるような円筒の一部である。このセル設計はさらに、水平レンズの役割を果たし、その結果、ビーム401は、検出領域402付近では線状源の役割を果たし、検出領域402では、セルの外周にさまざまな角度で位置決めされた複数の検出器(図示せず)が、サンプルによってそこから散乱された光を受け取るように方向付けられている。したがって、この革新的な設計は、所与の散乱角度での検出器からの光をより多く集めることを可能にしたが、この利点は、サンプル濃度のいくらかの平均化を犠牲にして実現されるものであり、サンプル濃度は、この設計では大きなサンプル体積が必要であることにより所与の測定角度で流路に沿った線状源の幅に沿って必然的に生じる。所与の角度で散乱される光の量を増加させる別の手段は、2011年7月19日に発行された米国特許第7,982,875号にスティーブンP.トレインオフによって開示されており、これは、サンプルセルが垂直レンズと水平レンズの両方の役割を果たす、フィリップスのセルに対する変形例である。
上記の不整列検出器間の濃度輪郭の測定ラグは、標準的なUHPLCサンプルを溶媒ストリームに注入し、それがシステムを通過するさまをCCDカメラを用いて複数の散乱角度でモニタリングすることによって、実験的に証明された。サンプルがボアを通過する際にボアの幅に沿った狭いストリップがモニタリングされ、複数の位置における強度が記録された。測定体積内の各位置において記録された強度最大値の到達時間に基づいて時間遅延が計算された。数回の実行の結果は、図14〜図17に見ることができる。提示されているデータは、結果として生じる時間遅延を示し、いくつかの条件でのサンプルフロントの視覚化を提供する。
Claims (30)
- フロースルーセルにおいて液体サンプルを均質化する装置であって、前記フロースルーセルがインレットとアウトレットとを備え、前記フロースルーセルが複数の検出器要素によって観察されることにより、前記検出器要素の各々は、実質的に同一のサンプル組成を調べ、前記セルの前記インレットおよびアウトレットは、1つ以上の均質化要素を含み、前記1つ以上の均質化要素は、
A.ボア半径に対する曲げ半径の比率が50未満である、前記インレットに接続されたコイル状管、
B.前記セルのインレットに入る前に前記サンプルが通過する流れ分配器、および
C.前記セルのアウトレットを出た後に前記サンプルが通過する流れ分配器、からなる群から選択される、装置。 - 前記セルは透明であり、前記液体サンプルが通過する経路はボアを備え、前記装置はさらに、
A.前記透明な測定セルの前記ボア内のサンプルを照射するための手段と、
B.前記サンプルからの光信号を測定する複数の検出器とを備える、請求項1に記載の装置。 - 前記コイル状管は、螺旋状である、請求項1に記載の装置。
- 前記サンプルを照射するための前記手段は、前記ボアの長さに沿って前記液体サンプルの流路に対して実質的に平行であるように方向付けられる、請求項2に記載の装置。
- 前記サンプルを照射するための前記手段は、前記液体サンプルの流路に対して実質的に垂直であるように方向付けられる、請求項2に記載の装置。
- 前記均質化要素は、流れ分配器であり、前記装置はさらに、
A.前記液体サンプルが通過するインレット管と、
B.前記インレット管と前記ボアとの間に位置するインレット入口体積とを備え、
前記流れ分配器は、前記インレット入口体積と前記ボアとの間に設置され、さらに、ΔP1は、前記サンプルが前記インレット入口体積を充填するのに必要な圧力差を規定し、ΔP2は、前記サンプルが前記流れ分配器を通って前記ボアに入るのに必要な圧力差を規定し、前記インレット入口体積の寸法は、ΔP2>>ΔP1であるように選択され、それによって、前記流れ分配器を通過する前に前記インレット入口体積において前記液体サンプルの均質化を促進する、請求項2に記載の装置。 - 前記流れ分配器は、メッシュスクリーンである、請求項6に記載の装置。
- 前記流れ分配器は、フリットである、請求項6に記載の装置。
- 前記メッシュスクリーンは、ステンレス鋼で構成される、請求項7に記載の装置。
- 前記インレット入口体積は、0.2μLである、請求項6に記載の装置。
- 前記メッシュスクリーンは、細孔サイズが25μmである、請求項7に記載の装置。
- 前記流れ分配器は、
A.固体流れ阻害要素と、
B.前記流れ阻害要素が設置される内部開口を有する第1のガスケットと、
C.前記第1のガスケットの両側に流路に沿って設置された一対の保持スクリーン要素とを備え、前記一対の保持スクリーン要素は、それらの間に前記第1のガスケットおよび前記流れ阻害要素を挟持し、前記流れ分配器はさらに、
D.前記流路に沿って設置された一対の第2のガスケットを備え、前記一対の第2のガスケットの各々は、前記保持スクリーン要素のうちの1つと接触し、前記一対の第2のガスケットは、それらの間に前記一対の保持スクリーン要素および前記第1のガスケットおよび前記流れ阻害要素を挟持する、請求項1に記載の装置。 - A.前記第1のガスケットは、円形の内部開口を有し、
B.前記流れ阻害器の形状は、多角形であり、
C.前記流れ阻害器の寸法は、その角が前記第1のガスケットの前記内部開口の表面と接触するように選択される、請求項12に記載の装置。 - 前記コイル状管は、主にステンレス鋼で構成される、請求項1に記載の装置。
- 前記コイル状管は、公称内径が127ミクロンである、請求項1に記載の装置。
- 前記ボアは、直径が1mmであり、長さが4mmである、請求項2に記載の装置。
- 前記サンプルを照射するための前記手段は、レーザである、請求項2に記載の装置。
- 前記複数の検出器は、前記照射されたサンプルからの散乱光を測定する、請求項2に記載の装置。
- 前記セルと前記検出器のうちの1つ以上との間に設置された光フィルタ手段をさらに備える、請求項2に記載の装置。
- 粒子担持液体サンプルの特性を測定する方法であって、
A.分析対象の前記粒子担持液体サンプルを調製するステップと、
B.前記サンプルがある長さの管を通って前記分離手段から検出機器に流れることを可能にするステップとを備え、前記検出機器は、
a.透明な光学測定セルを備え、前記透明な光学測定セルは、
i.前記サンプルが通過するボアと、
ii.前記ボアへのサンプルインレットと、
iii.前記ボアからのサンプルアウトレットとを備え、前記検出機器はさらに、
b.前記ボア内の前記サンプルを照射するための手段と、
c.前記照射されたサンプルからの光信号を検出するように位置決めされた複数の光検出器とを備え、前記方法はさらに、
C.前記サンプルが均質化要素群のうちの1つ以上を通って流れるようにすることによって、前記光学測定セルを通過する前に前記サンプルを均質化するステップを備え、前記均質化要素は、
a.ボア半径に対する曲げ半径の比率が50未満である、前記サンプルインレットに接続されたコイル状管、
b.前記ボアに入る前に前記液体サンプルが通過する流れ分配器、および
c.前記ボアを出た後に前記液体サンプルが通過する流れ分配器、からなる群から選択され、前記方法はさらに、
D.前記サンプルを照射するステップと、
E.前記光検出器を用いて、前記照射されたサンプルからの同時的な光信号を収集するステップと、
F.前記収集された光信号を分析して、前記液体サンプルの物理的特性を判断するステップとを備える、方法。 - A.分離手段に注入することによって前記サンプルをその成分要素に分離するステップと、
B.前記分離されたサンプルが前記分離手段から前記検出機器に流れることを可能にするステップとをさらに備える、請求項20に記載の方法。 - 前記収集された光信号は、複数の散乱角度で前記サンプルから散乱される光を含む、請求項20に記載の方法。
- 前記サンプル照射手段は、レーザビームである、請求項20に記載の方法。
- 前記レーザビームは、前記サンプルの流れと同一の方向に前記ボアを横断する、請求項23に記載の方法。
- 前記レーザビームは、前記サンプルの流れの方向に対して実質的に垂直に前記ボアを横断する、請求項23に記載の方法。
- 液体混合物を均質化する装置であって、インレットアパーチャとアウトレットアパーチャとを含むフロースルーセルに前記混合物を挿入する前にサンプルアリコートが追加された純粋溶媒を備え、均質化手段は、前記フロースルーセルに入る前に流れるように前記混合物を制限する要素のうちの1つ以上を含み、前記要素は、
A.ボア半径に対する曲げ半径の比率が50未満であるコイル状管、
B.前記セルのインレットに入る前に前記混合物が通過する流れ分配器、である、装置。 - 前記混合物はさらに、アウトレットアパーチャを通って前記セルを出た後に以下の要素のうちの1つ以上を通って流れるように前記混合物を制限することによって、前記セルを出たときに均質化され、前記以下の要素は、
A.ボア半径に対する曲げ半径の比率が50未満であるコイル状管、
B.前記セルのアウトレットを出たときに前記混合物が通過する流れ分配器、である、請求項26に記載の装置。 - 前記流れ分配器は、メッシュスクリーンを備える、請求項26に記載の装置。
- 前記流れ分配器は、
A.固体流れ阻害要素と、
B.前記流れ阻害要素が設置される内部開口を有する第1のガスケットと、
C.前記第1のガスケットの両側に流路に沿って設置された一対の保持スクリーン要素とを備え、前記一対の保持スクリーン要素は、それらの間に前記第1のガスケットおよび前記流れ阻害要素を挟持し、前記流れ分配器はさらに、
D.前記流路に沿って設置された一対の第2のガスケットを備え、前記一対の第2のガスケットの各々は、前記保持スクリーン要素のうちの1つと接触し、前記一対の第2のガスケットは、それらの間に前記一対の保持スクリーン要素および前記第1のガスケットおよび前記流れ阻害要素を挟持する、請求項26に記載の装置。 - 前記流れ分配器は、
E.固体流れ阻害要素と、
F.前記流れ阻害要素が設置される内部開口を有する第1のガスケットと、
G.前記第1のガスケットの両側に流路に沿って設置された一対の保持スクリーン要素とを備え、前記一対の保持スクリーン要素は、それらの間に前記第1のガスケットおよび前記流れ阻害要素を挟持し、前記流れ分配器はさらに、
H.前記流路に沿って設置された一対の第2のガスケットを備え、前記一対の第2のガスケットの各々は、前記保持スクリーン要素のうちの1つと接触し、前記一対の第2のガスケットは、それらの間に前記一対の保持スクリーン要素および前記第1のガスケットおよび前記流れ阻害要素を挟持する、請求項27に記載の装置。
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