JP2022545437A - 固相微量抽出デバイス、保管装置、および操作装置 - Google Patents

Abstract

少なくとも１つの平坦な表面を有する基体と、少なくとも１つの平坦な表面の少なくとも一部分に配置される吸着剤層と、基体から延在するテーパ状先端部と、受け取りデバイスの据え付け部分に取り外し可能に取り付けられるように構成される受け用マウントと、受け取りデバイスを基準とした平坦な表面のラジアル配向を固定するように構成される時計構造部とを含む、固相微量抽出デバイスが開示される。チャンバを囲む壁と、デバイスを受けて保持するように構成される、壁に配置される複数のオリフィスと、壁に配置される複数の時計構造部インターフェースとを含む、固相微量抽出デバイス保管装置が開示される。操作装置シャフトと、受け用マウントに取り外し可能に係合されるように構成される据え付け部分と、据え付け部分に配置される電気伝導性接点と、取り外し装置と、時計構造部インターフェースとを含む、固相微量抽出デバイス操作装置が開示される。【選択図】図５

Description

（関連出願）
本出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている、２０１９年８月２０日に出願され、「Ｒａｄｉａｌｌｙ Ｏｒｉｅｎｔｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ ｆｏｒ Ｓｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ Ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ Ａｎａｌｙｔｅ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ」と題される米国仮特許出願第６２／８８９、２７１号の利益および優先権を主張するものである。

本出願は、固相微量抽出デバイス、固相微量抽出デバイス保管装置、および固相微量抽出デバイス操作装置を対象とする。特に、本出願は、固相微量抽出デバイス、固相微量抽出デバイス保管装置、ならびに時計構造部および時計構造部インターフェースを含む固相微量抽出デバイス操作装置を対象とする。

（被覆ブレードデバイス）
被覆ブレードスプレー（ＣＢＳ：Ｃｏａｔｅｄ Ｂｌａｄｅ Ｓｐｒａｙ）は、試料からの対象の被分析物質の収集、および、その後の、基体スプレー事象（つまり、エレクトロスプレーイオン化）を介しての質量分析システムへの直接的なインターフェースを促進する、文献（Ｐａｗｌｉｓｚｙｎら、米国特許第９，７３３，２３４号（特許文献１））で既に説明されている固相微量抽出（ＳＰＭＥ：ｓｏｌｉｄ ｐｈａｓｅ ｍｉｃｒｏｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）ベースの分析技術である。

「被覆ブレードスプレー」、「ＣＢＳブレード」、および「ブレードデバイス」は、本明細書では、同じ意味で使用される。

ＣＢＳベースの化学分析には２つの基本的なステージが存在する：（１）被分析物質の収集、および、その後の、（２）機器分析。被分析物質の収集は、ブレードデバイスの吸着剤被覆端部を試料に直接に浸漬することによって実施される。液体試料の場合、抽出ステップが、一般に、バイアルまたはウェルプレートに収容される試料を用いて実施される。

被分析物質の収集後、ブレードデバイスが試料から取り出され、一連の洗浄ステップ後、ブレードデバイスが分析のための質量分析計（ＭＳ：ｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）の入口に提示される。この方式では、ブレードデバイスが複数回の移送ステップを受ける。したがって、手動のおよびロボットによる自動の両方の取り扱い環境のためには、各々のこれらのステップにおいてブレードデバイスを高い信頼性で配置することが重要である。

ＭＳ化学分析デバイスに関しては、ブレードデバイスが、収集した被分析物質を解放してエレクトロスプレーイオン化プロセスを促進することを目的として抽出物質のプレウェッティングを必要とする。次いで、基体の非被覆エリアとＭＳシステムの入口との間に電位差が適用され、それによりＣＢＳデバイスの先端部のところで電子スプレーを発生させる。高い信頼性のランツーラン（ｒｕｎ－ｔｏ－ｒｕｎ）精度を保証するためにブレードとＭＳシステムとの間の電界が再現可能に形成されなければならない。したがって、ＭＳスキマーコーンの開口部を基準としてブレードデバイスを適切に配置することが非常に重要であり、これにはブレードデバイスのラジアル配向（または、回転方向の向き）が含まれる。

一般に、ブレードデバイスのブレード部分が、上側側部および下側側部である２つの側部を有する。いくつかの事例では、多様な吸着剤被覆物がブレードの各々の平坦な側部に存在してよく、したがって、２回の試料分析が順番に実施され得る：最初に、上側側部の分析が実施され、次いで、下側側部の第２の分析が実施される。他の例では、等しい吸着剤被覆物がブレードの各々の平坦な側部に存在してよく、したがって、２回の試料分析が順番に実施され得るが、これは異なる機器内で実施され得：最初に、機器Ａにおいて上側側部の分析が実施され、次いで、機器Ｂにおいて下側側部の第２の分析が実施される。いずれの事例も、ブレードのラジアル配向がやはり重要である。

上記の開示は、いずれも、質量分析計への入口部分を基準として個別のブレードデバイスを適切に配置するために個別のブレードデバイスを手動で取り扱うことを説明するものである。他の例が、大型のホルダでのブレードデバイスの一次元アレイおよび二次元アレイを説明している。これらの実施形態は、２つ以上のブレードデバイスを収容することができる剛体支持体を有する。この配置構成の例には米国特許第７，２５９，０１９号（特許文献２）が含まれる。これらの例は、一般に、標準的な実験室試料採取プラスチック製品に位置合わせされ、最も一般的には、８×１２のウェルの配置構成を有するマイクロタイタートレイに位置合わせされ、ウェルが約９ｍｍの中心部分を有する。互いにも密接するように配置されるより小型の試料ウェルを有する高密度トレイも市販されており、これは標準的な試料トレイの設置面積を維持することを目的とする。

ＭＳデバイスへの入口が単一であることを理由として、これらのアレイベースのデザインを使用する場合では試料分析ステージが依然として連続プロセスである。大型のアレイ内の選択したブレードデバイスが、エレクトロスプレーイオン化のために配置される。このデザインは、ブレードデバイスのアレイ全体を概してＭＳの近傍に配置することにもなるという欠点を有し、これが、エレクトロスプレーイオン化プロセス中に隣接するブレードデバイスの間で電気的および／または化学的クロストークの無視できないリスクをもたらす。これにより、特に、生体液の臨床的および法医学的スクリーニングなどの証拠保全の試料分析用途が被害を受ける。

したがって、ＣＢＳデバイスの自動化された取り扱いの必要性が存在し、ここでは、標準的なマイクロタイタートレイを使用する試料抽出プロセス中に密接配置のアレイ配置構成が維持され、またここでは、個別のブレードデバイスが質量分析計のイオン化領域に導入される。本明細書で開示される本発明は、サンプリングから分析までのプロセス全体においてブレードのラジアル配置の追加的な要求に対処するものである。

（マイクロピペッターデバイスの説明）
正確な量の液体を輸送するための実験室での一般的なツールはマイクロピペッターである。この配置構成の例には、米国特許第４，２８４，６０４号（特許文献３）、米国特許第５，６５０，１２４号（特許文献４）、および米国特許第７，４２１，９１３号（特許文献５）が含まれる。マイクロピペッターは、一定量の液体をデバイスに引き入れて次いで液体を計量分配するのに、多様な機構を採用する。標準的なピペッターの正確なボリューム容量は０．１μＬから１０ｍＬである。試料汚染のリスクを低減するために、使い捨てのピペット先端部が採用される。ピペッターをマイクロピペット先端部に押し入れることによりマイクロピペット先端部がピペッターに設置され、摩擦により先端部が定位置で維持される。液体が計量分配された後、先端部がピペッターの端部から外され、プロセス全体が繰り返される。

高レベルの並行プロセスのために多くの液体移送ステップが実施される事例では、２つ以上の液体計量分配チャンネルを採用するマイクロピペッターデバイスが利用可能である。この配置構成の例には、米国特許第５，０２１，２１７号（特許文献６）が含まれる。このデバイスも、使い捨ての先端部の摩擦嵌合による取り付け機構を採用する。

分かり易いように、「ピペット」、「ピペッター」、「マイクロピペッター」、および「マルチチャンネルピペッター」という用語は、本明細書では同じ意味で使用される。「ピペット先端部」および「マイクロピペット先端部」という用語も同じ意味で使用される。

均等な液体ボリュームが引き出されて、各先端部に供給される。装着を容易にするために、ピペッターアレイ内での先端部の位置が保管ラック内での先端部の位置に位置合わせされる。

マルチチャンネルピペットデバイスは、一次元アレイおよび２次元アレイの保管ラックにおいてピペット先端部と共に使用され、その結果、一列の使い捨ての先端部がマイクロピペッターに並列に設置され得る。

マイクロピペッターの技術はロボットシステムに対しても適合されており、ここでは、液体移送のシークエンスの全体が手動ユニットのために採用されるものと同じであるが、自動化されている。

実験室には普遍的にマイクロピペッターが存在することを理由として、手動での使用される場合およびロボットオートメーションのセットアップに統合される場合の両方で、マイクロピペッターの技術の物理的寸法に対してのＣＢＳデバイスの適合性を維持することが有利である。

（マイクロピペット先端部）
マイクロピペッターを採用する多くの用途が化学汚染を受けやすいことを理由として、使い捨ての１回使用のピペット先端部が利用可能である。嵌合した先端部の上でデバイスを中央に配置してデバイスを先端部の開口部に優しく打ち込むことにより、標準的なマイクロピペット先端部がピペッターデバイスに装填される。先端部が摩擦を介して設置され、使用の準備が整う。使用後、通常、使い捨ての先端部の上側リップに係合されて摩擦接続に打ち勝つように押される、デバイスのシャフトに周りにある摺動可能なシースである、先端部取り外し装置により、汚れのついたマイクロタイター先端部がデバイスから取り外される。試料抽出のために修正されたピペット先端部の例には米国特許第７，５９５，０２６号（特許文献７）が含まれる。

一般的なマイクロピペット先端部は円錐形であり、通常のオペレーションではラジアル配向を必要としない。

自動化されたピペット操作ロボットでのキャリーオーバーを防止するために導電性先端部が使用される。導電性先端部の例として、原材料のポリプロピレンに黒鉛を追加することによりピペット先端部を電気伝導性にし、先端部に不透明黒色の外観を与える、ということがある。ピペット先端部の一部分が導電性であるような代替的実施形態が米国特許第９，３４６，０４５号（特許文献８）に説明されている。電気容量を測定することにより、ロボットワークステーションでの先端部の相対位置が確認される。電流を測定することにより先端部の液体の充填レベルが試料・試薬容器内で決定され得、その結果、先端部の浸漬深さが充填レベルに合うように調整され得る。

標準的な試料採取の取り扱いの実践では先端部が頻繁に交換されることを理由として、複数の先端部がラックに保管され、ラックでは先端部が環境汚染から保護される。上で説明したアレイ位置の通例を維持するために、使い捨ての先端部の大量保管には、一般に、その中心位置を合わせられる標準的な先端部を用いる、８×１２である９６個の先端部のアレイまたは９６の倍数個の先端部が採用される。これにより、マルチチャンネルピペットデバイスに直接に装填することが可能となり、実験室内でのおよびオートメーションワークステーションプラットフォーム上での標準的なラックの設置面積が維持される。

マイクロピペット先端部を収容するためのラック容器は、標準的なピペット先端部のラジアル配向を維持する要素を有しない。

米国特許第９，７３３，２３４号 米国特許第７，２５９，０１９号 米国特許第４，２８４，６０４号 米国特許第５，６５０，１２４号 米国特許第７，４２１，９１３号 米国特許第５，０２１，２１７号 米国特許第７，５９５，０２６号 米国特許第９，３４６，０４５号

例示の一実施形態では、固相微量抽出デバイスが、少なくとも１つの平坦な表面を有する基体と、少なくとも１つの平坦な表面の少なくとも一部分に配置される吸着剤層と、基体から延在するテーパ状先端部と、受け取りデバイスの据え付け部分に取り外し可能に取り付けられるように構成される受け用マウントと、受け取りデバイスを基準とした平坦な表面のラジアル配向を固定するように構成される時計構造部とを含む。

別の例示の実施形態では、固相微量抽出デバイス保管装置が、チャンバを囲んで画定する保管装置壁と、固相微量抽出デバイスの基体および受け用マウントを受けて保持するように各々が構成される、保管装置壁に配置される複数のオリフィスと、固相微量抽出デバイスの時計構造部を所定のラジアル配向に誘導し、固相微量抽出デバイスを所定のラジアル配向で固定するように各々が構成される、保管装置壁に配置される複数の時計構造部インターフェースとを含む。チャンバが、固相微量抽出デバイスの基体を受け入れるように構成され、基体、および基体から延在するテーパ状先端部が、保管装置壁または固相微量抽出デバイス保管装置に配置される任意の隣接する固相微量抽出デバイスに接触しないように離れたところにある。

別の例示の実施形態では、固相微量抽出デバイス操作装置が、操作装置シャフトと、操作装置シャフトの端部に配置される据え付け部分であって、据え付け部分が、固相微量抽出デバイスのピペット先端部受け用マウントに取り外し可能に係合されるように構成されるピペッター先端部据え付け部分である、据え付け部分と、固相微量抽出デバイスのピペット先端部受け用マウントを据え付け部分に設置するように据え付け部分に配置される電気伝導性接点であって、電気伝導性接点が、ピペット先端部受け用マウントの電気伝導性端子に電気的に接続される、電気伝導性接点と、ピペット先端部受けマウントを据え付け部分から切り離すように構成される取り外し装置と、固相微量抽出デバイスの時計構造部を所定のラジアル配向に誘導し、固相微量抽出デバイスを所定のラジアル配向で固定するように構成される時計構造部インターフェースとを含む。

市販のマイクロピペッターおよび使い捨てのピペット先端部の関連の機械的要素を示す図である。 図２（ａ）は、本開示の実施形態による、市販のマイクロピペッターにインターフェース接続されるための接続要素に一体化される固相微量抽出デバイスを示す図である。 図２（ｂ）は、本開示の実施形態による、市販のマイクロピペッターにインターフェース接続されるための接続要素に一体化される固相微量抽出デバイスを示す図である。 図３（ａ）は、本開示の実施形態による、保管容器に収容された状態の、ラジアル配向の制御のためのフィン要素を有する固相微量抽出デバイスを示す図である。 図３（ｂ）は、本開示の実施形態による、保管容器に収容された状態の、ラジアル配向の制御のためのフィン要素を有する固相微量抽出デバイスを示す図である。 本開示の実施形態による、フィン要素を有する固相微量抽出デバイスのラジアル配向の制御を促進するための機械的要素の３つの実施例を備える固相微量抽出デバイス保管装置を示す図である。 本開示の実施形態による、フィン要素を有する適切に嵌合された固相微量抽出デバイスを備える固相微量抽出デバイス保管装置の３つの実施例を示す図である。 本開示の実施形態による、固相微量抽出デバイスに電圧を印加するための接続要素内にある一体化される電極表面を備えるマイクロピペッター接続要素を有する固相微量抽出デバイスを示す図である。 本開示の実施形態による、一体化される電極を有する固相微量抽出デバイスとの電気的な接続を実現するように修正されたマイクロピペッターを示す図である。 本開示の実施形態による、ブレードデバイスに電圧を印加するための接続要素内に存在する一体化される電極を備えるマイクロピペッター接続要素を有する固相微量抽出デバイスを示す図である。 本開示の実施形態による、固相微量抽出デバイスのラジアル配向を２つの位置のうちの１つの位置にするように制御するための、接続要素の周りに配置される２つスロットを備えるマイクロピペッター接続要素を有する固相微量抽出デバイスを示す図である。 本開示の実施形態による、ピペッターに装着された状態の（ピペッターがさらに、固相微量抽出デバイスとの電気的な接続を実現するために修正されている）、固相微量抽出デバイスを２つの考えられる位置のうちの１つの位置に方向付けるための等価の構造部を有する修正されたピペッターへの、２つのスロットを備える固相微量抽出デバイスの装着を示す図である。 本開示の実施形態による、１つの位置に対しての固相微量抽出デバイスのラジアル配向を制御するための、接続要素の周りに非対称に配置される３つのスロットと、一体化される電極と、を備えるマイクロピペッター接続要素を有する固相微量抽出デバイスを示す図である。 本開示の実施形態による、ピペッターに装着された状態の（ピペッターがさらに、固相微量抽出デバイスとの電気的な接続を実現するために修正されている）、固相微量抽出デバイスを１つの考えられる位置に方向付けるための等価の構造部を有する修正されたピペッターへの、３つのスロットを備える固相微量抽出デバイスの装着を示す図である。 図１３（ａ）は、本開示の実施形態による、２つの考えられる位置のうちの１つの位置に対しての固相微量抽出デバイスのラジアル配向を制御するための、接続要素の周りに配置される２つの中空突出部を備えるマイクロピペッター接続要素を有する固相微量抽出デバイスを示す図である。 図１３（ｂ）は、本開示の実施形態による、１つの位置に対しての固相微量抽出デバイスのラジアル配向を制御するための、接続要素の周りに非対称に配置される３つの中空突出部を備えるマイクロピペッター接続要素を有する固相微量抽出デバイスを示す図である。

可能な限り、図面を通して同じ部分を表すのに同じ参照符号が使用される。

現在に至るまで、ラジアルの位置決めを追加的に必要とする、使い捨ての先端部を装填したり外したりするためのマイクロピペットデバイスの機械的要素に合うように適合されたマイクロスケールの試料採取デバイスは存在しない。

ＣＢＳブレードは分析器（ほとんどの事例で、質量分析計）の供給源に装填されるときに特定のラジアル配向を必要とする公称平坦であるストリップであることから、すべての使用ステージにおいてブレードのラジアル配向の制御が所望される。試料採取および分析のワークフローを通してブレードデバイスのラジアル配向を維持するような複数の実施例が開示される。ブレードデバイスの大量保管時にブレードデバイスの向きを維持するような実施例が提示される。さらに、ラジアル配向を維持しながら標準的なマイクロピペットの機械的デバイスにブレードデバイスがインターフェース接続され得るような実施例が提示される。

ＣＢＳブレードのさらなる要求が、スプレー分析中にブレードに電圧バイアスを印加することである。修正されたＣＢＳブレードがデバイスの一部分としてのブレードに電圧バイアスを印加するのを可能にする要素をさらに包含することが望ましい。本明細書で説明される本発明の実施形態が、スプレー分析中に印加される電圧バイアスを有するブレードを有する。電極要素と、試料分析中に必要である電圧を印加するための電気伝導性の先端部の使用と、を描いている本発明の実施例が開示される。

本明細書では、分析のワークフローの全体における固相微量抽出デバイスのラジアル配向を制御するための解決策が開示される。この解決策は、手動のおよび自動の両方の実験室用途に機械的に適合される。この解決策は、分析実験室システムで一般的である機械規格に従うものであり、これが、本明細書で開示される固相微量抽出デバイスを実験室により迅速に採用するのを促進するために、ピペッターおよび大量保管デバイスなどの装着した実験室デバイスに直接に一体化されることを含む。

本明細書で使用される「約」は、特に明記しない限り、「約」によって修飾される値の±１５％の分散を示す。

本明細書で使用される「固相微量抽出（ｓｏｌｉｄ ｐｈａｓｅ ｍｉｃｒｏｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）」は、限定しないが、高分子の吸着剤被覆物で被覆される固体の基体を含み、ここでは、被覆物が、基体に物理的にまたは化学的に取り付けられる、金属粒子、シリカベースの粒子、金属－高分子粒子、高分子粒子、またはその組み合わせを含むことができる。いくつかの非限定の実施例では、固体の基体が基体の表面に配置される少なくとも１つの凹部分または凸部を有し、上記基体が、少なくとも１つの凹部分または凸部の中にまたはその上に配置される少なくとも１つの高分子吸着剤被覆物を有する。「固相微量抽出」という用語はさらに、固体の基体上で磁性粒子または磁性分子を収集するための少なくとも１つの磁気構成要素を収容する少なくとも１つの凹部または凸部を備える固体の基体を含む。

図１が、一般的な市販の手動マイクロピペッター１００を示す。ピペッターが、最初に液体をピペット先端部１１０に引き入れて次いで液体を計量分配することができるプランジャ変位ベースのデバイス（ｐｌｕｎｇｅｒ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ－ｂａｓｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）である。プランジャ機構は示されないが、ピペッターのハウジング１０８においてプランジャシャフト１０２とピペット端部１０９との間に存在する。

（示されないが、一般に別個のホルダに嵌合される）先端部１１０の上でピペッターデバイス１００を中央に配置してピペッターデバイス１００を先端部の開口部１１２に優しく打ち込むことにより、標準的なマイクロピペット先端部がピペッターデバイス１００に装填される。先端部１００が、ピペット端部１０９の円錐形の外側表面１０４に対しての摩擦を介して、設置され、使用の準備が整う。

操作者が、最初に、プッシュボタン１０１を押し下げ、ピペット先端部１１０を対象の液体に浸漬する。ブッシュボタンを解放することで一定量の液体がピペット先端部の容器部分１１３に引き入れられる。再びプッシュボタン１０１を押し下げることにより液体が移送され、液体が計量分配される。

所望の回数の液体移送オペレーションの後、先端部取り外し装置ボタン１０５を押し下げることにより、ピペット先端部１１０がピペッターから外される。このオペレーションが先端部取り外し装置１０６をピペットシャフト１０３の長さ方向に沿わせて押し、取り外し装置の底部表面１０７がピペット先端部１１０をピペッター端部１０９の円錐形の外側表面１０４から離す。さらに、必要に応じて、この手順の全体が繰り返される。

手動のバーションのピペットデバイスが示されるが、自動化されたバーションおよびロボットのバージョンが同じの関連の要素を有する。

ピペット端部１０９の円錐形状および寸法、取り外し装置シャフトの底部表面１０７、およびピペット先端部カップ１１１が、当技術分野では、標準化されている。一実施形態では、本明細書で開示される固相微量抽出デバイスが、装着された実験室設備に容易にインターフェース接続されるためにこれらの標準化された寸法に合うように適合される。

図２（ａ）および（ｂ）を参照すると、固相微量抽出デバイス２００の基本要素が、少なくとも１つの平坦な表面２３５を有する基体２３０と、少なくとも１つの平坦な表面２３５の少なくとも一部分に配置される吸着剤層２４０と、基体２３０から固相微量抽出デバイス２００の分析端部の方に延在するテーパ状先端部２４５と、受け取りデバイス１００の据え付け部分１０４に取り外し可能に取り付けられるように構成される受け用マウント２１０と、を含む。基体２３０が、限定しないが、約４ｍｍの幅×約４００ｍｍの長さ×０．５ｍｍの厚さを有する任意適切な寸法を有することができる。基体２３０が、限定しないが、ステンレス鋼などの、限定しないが、導電性材料を含む、任意適切な材料から作られ得る。吸着剤層２４０が、限定しないが、高分子粒子（例えば、Ｃ_１８基を用いて修正されたシリカ）および結合剤（例えば、ポリアクリロニトリル）、を含む抽出相吸着剤を含むことができる。

一実施形態では、固相微量抽出デバイス２００が、標準的なピペット先端部１１０の寸法に合うように適合されたＣＢＳデバイスである。ブレード部分２２０が、ピペッター端部１０９上の据え付け部分１０４に取り付けられるように構成される受け用マウント２１０としてのカップを装備する。受け用マウント２１０が基体２３０に固定され、吸着剤層２４０およびテーパ状先端部２４５から反対側の端部に配置される。受け用マウント２１０の内側表面２１５が、標準的な市販のピペット先端部カップ１１１との整合性を有するように、摩擦嵌合機構を採用するように成形される。受け用マウント２１０が、限定しないが、ポリプロピレンなどの、標準的なピペット先端部との整合性を有する電気絶縁高分子、または、限定しないが、炭素含浸ポリプロピレン（ｃａｒｂｏｎ ｉｍｐｒｅｇｎａｔｅｄ ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）などの、電気伝導性高分子から作られ得る。

図３（ａ）および（ｂ）を参照すると、一実施形態では、固相微量抽出デバイス２００が、受け取りデバイス１００を基準とした平坦な表面２３５のラジアル配向を固定するように構成される時計構造部３０５（ｃｌｏｃｋｉｎｇ ｆｅａｔｕｒｅ）を有する。「時計」は、平坦な表面２３５のラジアル配向を示すためのパラダイムとしてアナログの時計文字盤の周りでの針の通過を暗に意味することを意図される。一実施形態では、時計構造部３０５が、受け取りデバイス１００の相補的な凸部または相補的な凹部の少なくとも一方に対応する凹部または凸部のうちの少なくとも一方を有し、その結果、固相微量抽出デバイス２００が受け取りデバイス１００に設置されるときに、時計構造部３０５が、受け取りデバイス１００を基準として固相微量抽出デバイス２００のラジアル配向を所定の数のラジアル位置までに制限する。所定の数のラジアル位置が単一のラジアル位置または２つのラジアル位置から構成され得るか、あるいは任意適切なより多い数のラジアル位置を含むことができる。固相微量抽出デバイス２００が、受け用マウント２１０上での少なくとも１つの平坦な表面２３５のラジアル配向の視覚表示を有することができる。このような視覚表示が、平坦な表面２３５自体を見ることができない場合の少なくとも１つの平坦な表面２３５のラジアル配向を示す働きをすることができる。

一実施形態では、固相微量抽出デバイス２００がピペッター適合ＣＢＳデバイス３００であり、受け用マウント２１０がピペット先端部受け用マウント２１０であり、据え付け部分１０４が、ピペット先端部受け用マウント２１０に取り外し可能に係合されるように構成されるピペッター先端部据え付け部分１０４である。本明細書で使用される「取り外し可能」は、ピペッター先端部据え付け部分１０４またはピペット先端部受け用マウント２１０にダメージを与えることのない取り外しを示す。受け取りデバイス１００が、限定しないが、ピペッター１００または固相微量抽出デバイス操作装置７００（後で説明する）を含む、任意適切なデバイスであってよい。

別の実施形態では、ピペット先端部受け用マウント２１０が、時計構造部３０５として機能する、ピペット先端部受け用マウント２１０から等距離に延在する２つのフィン突出部３１０を有する。この構成では、２つのフィン突出部３１０が存在することにより、ブレードのラジアル位置状態３２０を２つの離れた等価の位置（つまり、０°および１８０°）にするのを低減する。ここで描かれる２つのフィンのデザインは例示を目的としており、したがって、より多くのまたはより少ないフィンを採用する他の構成も採用され得るか、あるいは、据え付け部分１０４に係合されるときの固相微量抽出デバイス２００のラジアル回転を制限するようなピペット先端部受け用マウント２１０上の他の構造部も考えられる。フィン凸部３１０がラジアル位置を制御するために、鍵と鍵穴の構成でフィン凸部３１０が受け取りデバイス１００に係合される。

図４および図５が、嵌合されているときの固相微量抽出デバイス３００を方向付ける固相微量抽出デバイス保管装置４００を示す。固相微量抽出デバイス保管装置４００が、チャンバ４０１を囲んで画定する保管装置壁４０５と、保管装置壁４０５に配置される複数のオリフィス４２０であって、複数のオリフィス４２０の各々が固相微量抽出デバイス２００の基体２３０および受け用マウント２１０を受けて保持するように構成される、複数のオリフィス４２０と、保管装置壁４０５に配置される複数の時計構造部インターフェース４０６であって、複数の時計構造部インターフェース４０６の各々が固相微量抽出デバイス２００の時計構造部３０５を所定のラジアル配向に誘導し、固相微量抽出デバイス２００を所定のラジアル配向で固定するように構成される、複数の時計構造部インターフェース４０６と、を有する。チャンバ４０１が、固相微量抽出デバイス２００の基体２３０を受け入れるように構成され、基体２３０、および基体２３０から延在するテーパ状先端部２４５が、保管装置壁４０５または固相微量抽出デバイス保管装置４００に配置される任意の隣接する固相微量抽出デバイス２００に接触しないように離れたところにある。複数のオリフィス４２０が、限定しないが、一次元アレイまたは二次元アレイを含めた、任意適切なパターンでまたはパターンを有しないように、配置され得る。固相微量抽出デバイス保管装置に嵌合された個別の固相微量抽出デバイス３００のラジアル配向がすべて同じであってよいか、または試料取り扱い・分析のオペレーションによって必要とされる場合に異なっていてもよい。

一実施形態では、固相微量抽出デバイス保管装置４００が、固相微量抽出デバイス３００の時計構造部３１０との整合性を有するように径方向に配置される時計構造部インターフェース４０６として２つのスリット４１０を有する。別の実施形態では、ブレードフィン３１０のテーパ部分が、固相微量抽出デバイス保管装置４００のテーパ状先端部２４５およびオリフィス４２０の軸中心を基準としてわずかにオフセットされた固相微量抽出デバイス３００を成功裏に嵌合するのを支援するための追加の機構を提供する。ブレードフィン３１０および対応する時計構造部インターフェース４０６が、固相微量抽出デバイス保管装置４００に係合されるときに固相微量抽出デバイス３００の配置を単一の位置にさらに制限するための非対称の構成を有することができる。

一実施形態では、時計構造部インターフェース４０６が、固相微量抽出デバイス保管装置４００に嵌合されるときの固相微量抽出デバイス３００を適切に位置合わせするのを促進するための、オフィリス４２０を囲む誘導凸部４３０を有する。固相微量抽出デバイス３００が時計構造部インターフェース４０６に対しての時計構造部３１０の向きを基準としてラジアル方向において軸をずらされる場合、誘導凸部４３０がポイント４３２に向かってテーパ状になっており、オリフィス４２０の基部のところで谷形状４３５を形成するように接合される。誘導凸部４３０のテーパ部分が、固相微量抽出デバイス保管装置４００に嵌合されているときに固相微量抽出デバイス３００を適切に配置するために軸のずれた固相微量抽出デバイス３００を誘導して再び位置合わせするための機構を提供する。

固相微量抽出デバイス保管装置４００内での固相微量抽出デバイス３００の向きが、手動の操作者または自動化された使用の位置決めの要求との整合性を維持するように構成され得る。図５が、排他的ではない、固相微量抽出デバイス保管装置４００に嵌合された固相微量抽出デバイス３００の３つの考えられる配置構成を示す。固相微量抽出デバイス保管装置４００のチャンバ４０１が、個別の固相微量抽出デバイス３００を保管装置壁４０５にまたは互いに接触させないのを保証するように構成され得る。固相微量抽出デバイスの完全性を保証するために固相微量抽出デバイス保管装置４００で追加の壁構造またはバリア構造（図示せず）が採用されてもよい。

図６を参照すると、一実施形態では、電気伝導性の固相微量抽出デバイス６００が、電気伝導性の部分６０５を有する基体２３０を有する。受け用マウント２１０が、電気伝導性の固相微量抽出デバイス６００を受け取りデバイス１００に設置するときに受け取りデバイス１００の据え付け部分１０４に電気的に接続されるように構成される、受け用マウント２１０の内側表面２１５に配置される電気伝導性端子６１６を有する。受け用マウント２１０の少なくとも一部分が、基体２３０の電気伝導性の部分６０５および受け用マウント２１０の電気伝導性端子６１６に電気的に接続される電気伝導性層６１７を有することができる（または、受け用マウント２１０が電極を有することができる）。

電気伝導性端子６１６が、受け用マウント２１０の内側表面２１５の全体または一部をカバーすることができる。一実施形態では、電気伝導性端子６１６の存在が、電気伝導性の固相微量抽出デバイス６００を据え付け部分１０４に取り付けるのに使用される摩擦嵌合機構に干渉しないか、または使用後に電気伝導性の固相微量抽出デバイス６００を受け取りデバイス１００から取り外すための取り外し装置シャフト１０７の使用に干渉しない。

一実施形態では、受け用マウントが電気伝導性層から構成され、基体２３０の電気伝導性の部分６０５に電気的に接続され、電気伝導性の固相微量抽出デバイス６００を受け取りデバイス１００に設置するときに受け取りデバイス１００の据え付け部分１０４に電気的に接続されるように構成される。

図７を参照すると、一実施形態では、固相微量抽出デバイス操作装置７００（拡大される細部７１０にも示される）が、操作装置シャフト１０３と、操作装置シャフト１０３の端部に配置される据え付け部分１０４であって、据え付け部分１０４が、固相微量抽出デバイス２００のピペット先端部受け用マウント２１０に取り外し可能に係合されるように構成されるピペッター先端部据え付け部分１０４である、据え付け部分１０４と、を有する。電気伝導性接点７０４が、固相微量抽出デバイス２００のピペット先端部受け用マウント２１０を据え付け部分１０４に設置するように据え付け部分１０４に配置され、電気伝導性接点７０４がピペット先端部受け用マウント２１０の電気伝導性端子６１６に電気的に接続される。取り外し装置１０６が、ピペット先端部受けマウント２１０を据え付け部分１０４から切り離すように構成され、時計構造部インターフェース４０６が、固相微量抽出デバイス２００の時計構造部３０５を所定のラジアル配向に誘導し、固相微量抽出デバイス２００を所定のラジアル配向で固定するように構成される。取り外し装置１０６が取り外し装置シャフト１０６であってよい。取り外し装置１０６が、全体としてまたは部分的に、電気絶縁材料から構成され得る。電気絶縁材料が、必要な経路までの電気流れを絶縁するために必要に応じて固相微量抽出デバイス操作装置７００の種々の部分に組み込まれ得る。

一実施形態では、電気伝導性接点７０４が、ピペッター先端部据え付け部分１０４の外側表面に適用される導電層である。

一実施形態では、固相微量抽出デバイス操作装置７００に組み込まれる電解回路が、試料分析中、電気伝導性の固相微量抽出デバイス６００に電圧を提供し、固相微量抽出デバイス操作装置７００の電気伝導性接点７０４に繋げられる高電圧電力供給源７０９を有する。電気伝導性の固相微量抽出デバイス６００がピペッター先端部据え付け部分１０４に係合される場合、ブレード部分２２０の帯電が可能となる。好適には、電気伝導性接点７０４の存在が、電気伝導性の固相微量抽出デバイス６００をピペッター先端部据え付け部分１０４に取り付けるのに使用される摩擦嵌合機構に干渉しないか、または使用後に電気伝導性の固相微量抽出デバイス６００を受け取りデバイス１００から取り外すための取り外し装置シャフト１０６の使用に干渉しない。

固相微量抽出デバイス操作装置７００は電気伝導性の固相微量抽出デバイス６００の帯電を可能にするように修正されているが、一実施形態では、標準的なピペッターの液体取り扱い機能がすべて維持される。これにより、標準的なピペット先端部を用いる基本的な液体の取り扱いまたはＣＢＳ関連のタスクを個別に実施するのに単一のハンドツールまたはオートメーションアクセサリを使用することが可能となる。したがって、固相微量抽出デバイス操作装置７００上の取り外し装置シャフト１０６が導電性先端部に適合することができ、電気絶縁材料の１つまたは複数の層で作られてもよい。

電気伝導性の固相微量抽出デバイス６００を設置すること、帯電させること、および外すことのために必要である要素を維持しながら、標準的なピペッターの液体取り扱い要素のすべてを排除するより単純な固相微量抽出デバイス操作装置７００も含まれる。これらの固相微量抽出デバイス操作装置７００の実施形態は、標準化される据え付け部分１０４、取り外し装置シャフト１０７、および電気伝導性接点７０４を有するピペッター端部１０９を備える基本的なピペットシャフト１０６から構成される。手動使用のバージョンおよびロボット使用のバーションの単純化された固相微量抽出デバイス操作装置７００が適合されてもよい。

図８を参照すると、一実施形態では、固相微量抽出デバイス２００が、基体２０３に接続されて受け用マント２１０に位置する別個の電極８１６を有し、固相微量抽出デバイス操作装置７００が、高電圧電力供給源に電気的に接続される電気伝導性接点７０４を有する。

図９を参照すると、一実施形態では、時計構造部３０５が、受け用マウント２１０の外側リムに沿う等距離を実現するスロット９１０する。導電層６１６が受け用マウント２１０の内側表面２１５に取り付けられる。受け用マウント２１０のために導電性高分子が採用される事例では、導電層６１６が排除されてもよい。

図１０を参照すると、固相微量抽出デバイス９００の拡大される細部７１０が固相微量抽出デバイス操作装置１０００に装填されるように配置されており、ピペッターシャフト１０３および据え付け部分１０４が、時計構造部３０５としての２つのスロット９１０に係合されるための時計構造部インターフェース４０６としての凸部８０４を有する。凸部８０４およびスロット９０１が、固相微量抽出デバイス操作装置７００を基準として０°または１８０°位置に固相微量抽出デバイス９００の位置を制限するためのキー溝機構として動作する。ここで描かれる２つのスロットのデザインは例示を目的とし、限定的であることを意図されない。より多くのまたはより少ないスロット９１０を採用する他の構成が使用されてもよく、固相微量抽出デバイス操作装置７００に係合されるときに固相微量抽出デバイス９００のラジアル方向の回転が制限されるような受け用マウント２１０上にある他の構造部も考えられ得、またはスロット９１０が固相微量抽出デバイス操作装置１０００に配置されて代わりに凸部８０４が固相微量抽出デバイス９００から延在してもよく、あるいは、固相微量抽出デバイス９００および固相微量抽出デバイス操作装置１０００の両方のためにスロット９１０および凸部８０４が存在してもよい。

図１１および１２を参照すると、一実施形態では、固相微量抽出デバイス１１００が、受け用マウント２１０の径方向中心を基準とした非対称の配置構成の３つのスロット９１０を有する。この配置構成はブレード部分２２０のラジアルの位置決めを制限する。ピペッターシャフト１０３および据え付け部分１０４が、時計構造部３０５としての固相微量抽出デバイス１１００の３つのスロット９１０に係合されるための時計構造部インターフェース４０６としての凸部８０４を有し、それによりブレード部分２２０の１回のラジアル配向を可能にする。

図１３（ａ）を参照すると、一実施形態では、固相微量抽出デバイス１３００が、時計構造部３０５としての、内側表面１３１０ａおよび外側表面１３１０ｂを有する２つの中空凸部を用いてのブレード部分２２０の所定のラジアル配向で設定される。中空凸部１３１０ａおよび１３１０ｂのラジアル位置が、時計構造部インターフェース４０６としての凸部８０４に対応する。この方式では、固相微量抽出デバイス１３００が二重の機能を実施する：（１）内側表面１３１０ａが凸部８０４を受けるように構成される；（２）外側表面１３１０ｂのテーパ形状が、固相微量抽出デバイス１３００の形状およびラジアル方向の配置構成に適合するスロット４１０を有する固相微量抽出デバイス保管装置４００に固相微量抽出デバイス１３００を誘導するように構成される。受け用マウント２１０の上側表面２１５上の電気伝導性端子６１６が、固相微量抽出デバイス操作装置７００とブレード部分２２０との間の電気的な接続を実現することができる。図１３（ｂ）を参照すると、別の実施形態では、内側表面１３１０ａおよび外側表面１３１０ｂを有する３つの中空凸部を組み込むことにより、固相微量抽出デバイス１３５０のラジアル位置を、固相微量抽出デバイス操作装置７００を基準とした単一の位置に固定することになる。

上記本明細書は例示の実施形態を示して説明するものであるが、当業者は、種々の変更形態が作られ得ること、および本発明の範囲から逸脱することなくその要素に対して均等物を代用することができること、を理解されたい。加えて、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく特定の状況または材料を本発明の教示に適合させるように多くの修正形態が作られ得る。したがって、本発明は、本発明を実施するのに最良と考えられる形態として開示される特定の実施形態のみに限定されることを意図されない。しかし、本発明は、添付の特許請求の範囲に含まれるすべての実施形態を有することになる。

Claims (20)

1. 固相微量抽出デバイスであって、
   少なくとも１つの平坦な表面を有する基体と、
   前記少なくとも１つの平坦な表面の少なくとも一部分に配置される吸着剤層と、
   前記基体から延在するテーパ状先端部と、
   受け取りデバイスの据え付け部分に取り外し可能に取り付けられるように構成される受け用マウントと、
   前記受け取りデバイスを基準とした前記平坦な表面のラジアル配向を固定するように構成される時計構造部と
   を備える、固相微量抽出デバイス。
2. 前記時計構造部が、前記受け取りデバイスの相補的な凸部または相補的な凹部の少なくとも一方に対応する凹部または凸部のうちの少なくとも一方を有し、その結果、前記固相微量抽出デバイスが前記受け取りデバイスに設置されるときに、前記時計構造部が、前記受け取りデバイスを基準として前記固相微量抽出デバイスの前記ラジアル配向を所定の数のラジアル位置までに制限する、請求項１に記載の固相微量抽出デバイス。
3. 所定の数のラジアル位置が、単一のラジアル位置から構成される、請求項１に記載の固相微量抽出デバイス。
4. 所定の数のラジアル位置が、２つの異なるラジアル位置を含む、請求項１に記載の固相微量抽出デバイス。
5. 前記固相微量抽出デバイスが、前記受け用マウント上での前記少なくとも１つの平坦な表面の前記ラジアル配向の視覚表示を含む、請求項１に記載の固相微量抽出デバイス。
6. 前記固相微量抽出デバイスが、被覆ブレードスプレーデバイスである、請求項１に記載の固相微量抽出デバイス。
7. 前記受け用マウントが、ピペット先端部受け用マウントであり、前記据え付け部分が、前記ピペット先端部受け用マウントに取り外し可能に係合されるように構成されるピペッター先端部据え付け部分である、請求項１に記載の固相微量抽出デバイス。
8. 前記受け取りデバイスが、ピペッターである、請求項７に記載の固相微量抽出デバイス。
9. 前記受け取りデバイスが、固相微量抽出デバイス操作装置である、請求項７に記載の固相微量抽出デバイス。
10. 前記基体が、電気伝導性の部分を含む、請求項１に記載の固相微量抽出デバイス。
11. 前記受け用マウントが、前記固相微量抽出デバイスを前記受け取りデバイスに設置するときに前記受け取りデバイスの前記据え付け部分に電気的に接続されるように構成される電気伝導性端子を含む、請求項１０に記載の固相微量抽出デバイス。
12. 前記受け用マウントの少なくとも一部分が、前記基体の前記電気伝導性の部分および前記受け用マウントの前記電気伝導性端子に電気的に接続される電気伝導性層を含む、請求項１１に記載の固相微量抽出デバイス。
13. 前記受け用マウントが、前記基体の前記電気伝導性の部分および前記受け用マウントの前記電気伝導性端子に電気的に接続される電極を含む、請求項１１に記載の固相微量抽出デバイス。
14. 前記受け用マウントが、電気伝導性高分子から構成され、前記基体の前記電気伝導性の部分に電気的に接続され、前記固相微量抽出デバイスを前記受け取りデバイスに設置するときに前記受け取りデバイスの前記据え付け部分に電気的に接続されるように構成される、請求項１０に記載の固相微量抽出デバイス。
15. 固相微量抽出デバイス保管装置であって、
    チャンバを囲んで画定する保管装置壁と、
    固相微量抽出デバイスの基体および受け用マウントを受けて保持するように各々が構成される、前記保管装置壁に配置される複数のオリフィスと、
    前記固相微量抽出デバイスの時計構造部を所定のラジアル配向に誘導し、前記固相微量抽出デバイスを前記所定のラジアル配向で固定するように各々が構成される、前記保管装置壁に配置される複数の時計構造部インターフェースと
    を備え、
    前記チャンバが、前記固相微量抽出デバイスの前記基体を受け入れるように構成され、前記基体、および前記基体から延在するテーパ状先端部が、前記保管装置壁または前記固相微量抽出デバイス保管装置に配置される任意の隣接する固相微量抽出デバイスに接触しないように構成されている、固相微量抽出デバイス保管装置。
16. 前記複数のオリフィスが、一次元アレイで配置される、請求項１５に記載の固相微量抽出デバイス保管装置。
17. 前記複数のオリフィスが、二次元アレイで配置される、請求項１５に記載の固相微量抽出デバイス保管装置。
18. 固相微量抽出デバイス操作装置であって、
    操作装置シャフトと、
    前記操作装置シャフトの端部に配置される据え付け部分であって、前記据え付け部分が、固相微量抽出デバイスのピペット先端部受け用マウントに取り外し可能に係合されるように構成されるピペッター先端部据え付け部分である、据え付け部分と、
    前記固相微量抽出デバイスの前記ピペット先端部受け用マウントを前記据え付け部分に設置するように、前記据え付け部分に配置される電気伝導性接点であって、前記電気伝導性接点が、前記ピペット先端部受け用マウントの電気伝導性端子に電気的に接続される、電気伝導性接点と、
    前記ピペット先端部受け用マウントを前記据え付け部分から切り離すように構成される取り外し装置と、
    前記固相微量抽出デバイスの時計構造部を所定のラジアル配向に誘導し、前記固相微量抽出デバイスを前記所定のラジアル配向で固定するように構成される時計構造部インターフェースと
    を備える、固相微量抽出デバイス操作装置。
19. 前記取り外し装置が、取り外し装置シャフトである、請求項１８に記載の固相微量抽出デバイス操作装置。
20. 前記取り外し装置が、電気絶縁材料を含む、請求項１８に記載の固相微量抽出デバイス操作装置。
    

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