JP2022553609A - 禁止物質を決定するための装置および方法 - Google Patents

禁止物質を決定するための装置および方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2022553609A
JP2022553609A JP2022513051A JP2022513051A JP2022553609A JP 2022553609 A JP2022553609 A JP 2022553609A JP 2022513051 A JP2022513051 A JP 2022513051A JP 2022513051 A JP2022513051 A JP 2022513051A JP 2022553609 A JP2022553609 A JP 2022553609A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sample
capillary
separation
compounds
detector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022513051A
Other languages
English (en)
Inventor
マジーナ－シンカル，イェカテリーナ
ゴルバツォワ，イェレナ
エルメ，エン
アベルス，アルトゥール
イェゾフ，ヤース
バハー，メリケ
カリュランド，ミーケル
Original Assignee
タリン ユニヴァーシティ オブ テクノロジー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by タリン ユニヴァーシティ オブ テクノロジー filed Critical タリン ユニヴァーシティ オブ テクノロジー
Publication of JP2022553609A publication Critical patent/JP2022553609A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416—Systems
    • G01N27/447—Systems using electrophoresis
    • G01N27/44704—Details; Accessories
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416—Systems
    • G01N27/447—Systems using electrophoresis
    • G01N27/44704—Details; Accessories
    • G01N27/44743—Introducing samples
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/94—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving narcotics or drugs or pharmaceuticals, neurotransmitters or associated receptors
    • G01N33/946—CNS-stimulants, e.g. cocaine, amphetamines
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/94—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving narcotics or drugs or pharmaceuticals, neurotransmitters or associated receptors
    • G01N33/948—Sedatives, e.g. cannabinoids, barbiturates
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/94—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving narcotics or drugs or pharmaceuticals, neurotransmitters or associated receptors
    • G01N33/9486—Analgesics, e.g. opiates, aspirine
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N2001/022—Devices for withdrawing samples sampling for security purposes, e.g. contraband, warfare agents
    • G01N2001/024—Devices for withdrawing samples sampling for security purposes, e.g. contraband, warfare agents passengers or luggage
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416—Systems
    • G01N27/447—Systems using electrophoresis
    • G01N27/44704—Details; Accessories
    • G01N27/44717—Arrangements for investigating the separated zones, e.g. localising zones
    • G01N27/44721—Arrangements for investigating the separated zones, e.g. localising zones by optical means
    • G01N27/44726—Arrangements for investigating the separated zones, e.g. localising zones by optical means using specific dyes, markers or binding molecules
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416—Systems
    • G01N27/447—Systems using electrophoresis
    • G01N27/44704—Details; Accessories
    • G01N27/44717—Arrangements for investigating the separated zones, e.g. localising zones
    • G01N27/4473—Arrangements for investigating the separated zones, e.g. localising zones by electric means

Abstract

本発明は、インサイチュ試料中、少なくとも１つの人間の体液試料中、具体的には口腔液（唾液）中、ただし非限定的には他の対象の臨床試料（尿、血液、呼気、呼気凝縮液など）中の爆発物、毒性工業化学物質および他の禁止または規制化合物、バイオマーカーおよび植物化学物質の検出を非限定的に含む違法薬物の乱用を決定するための路上分析器に関する。これは、分析に好適な試料を調製するための自動処理装置からなる。計器の分析部分は、３つの技術、すなわち分析に先立つ固相抽出、試料マトリクスから分析物を分離するためのキャピラリ電気泳動、および対象の分析物を検出するためのインピーダンス（非接触型電導度）または蛍光またはインピーダンス（非接触型電導度）と蛍光の両方、を実装する。【選択図】図１

Description

本発明は、禁止物質の分離および検出、より具体的には被疑者の生体液中、詳細には口腔液（唾液）中に発見される違法薬物の分離および検出、ただし非限定的にはインサイチュ試料中の爆発物、毒性工業化学物質および他の禁止または規制化合物、バイオマーカーおよび植物化学物質の検出、のためのシステムおよび方法に関する。本発明は、短い波長、詳細には２００～２７５ｎｍの波長範囲内の励起を用いた標的化合物の固有蛍光、または分析物のインピーダンスの検出のいずれかという２つの検出技術、ただし非限定的には両方の検出技術の同時使用、と組合せたこれらの標的化合物の分離のための小型化されたキャピラリ電気泳動（ＣＥ）の適用に基づくものである。該システムおよび方法は、例えば路上試料中に典型的に存在する禁止または規制化学物質の存在の検出を可能にするため現場での分析において特に利用される。本発明はまた、該方法およびシステムを実施するために該システムおよび方法と結び付けられる毛細管、化学物質、試料収集キットおよび使用にも関する。
違法薬物の使用は、毎年数千人もの犠牲者に影響を及ぼしている全世界的に認識されている現象である。新規の違法薬物が絶えず市場に現われ、これらの違法薬物の生産、不正取引、流通および使用と闘うための手段を探求する動機を社会に与えている。薬物の使用は、多くの違法な活動を発生させ、これが国の多くのリソースを消耗させていることが判明している。したがって、欧州連合、ノルウェー、オーストラリア、ＵＳＡ、カナダおよび他の国々はすでに、薬物乱用に対する厳しい法律を備えており、薬物試験を命じている。
違法薬物の検出は、大きく非確認分析か確認分析のいずれかに分類されることができる。非確認分析は、そのような化学物質が消費されたと推定される地点における違法薬物の分析および同定を扱う。確認分析は、研究所内で行なわれ、或る種のデバイスを用いた被疑者による薬物の使用の同定に関与し、試料の調製、保管および貨物搬入点および輸送用の安全な施設を用いた対応する中央研究所への輸送において利用される。両方の検出カテゴリ共、重要であるものの、現場での確認試験は、その予防的性質のため、極めて有用なものとなっている。
概して、薬物試験は、尿、血液、汗、毛髪、または口腔液（唾液）を用いて行なわれる。尿は、過去の薬物使用についての遡及的な情報を提供するが、人および／またはその運転能力に対する薬物の現在の効果についての情報はほとんど提供しない。血液および口腔液（ＯＦ）は、運転挙動に影響を及ぼすものである違法薬物の活性形態濃度の最も正確な測定値を提供する可能性が高い。
違法薬物の乱用を決定するための口腔液の分析は、血液や尿と比べて異なる利点を提供する。非医療関係者が、単純で廉価、かつ非侵襲的な方法でそれを収集することができる。口腔液の試料採取は、プライバシを侵害することなく、かつ、尿分析では発生し得ると考えられる試料の置換、異物混入または希釈を防止するべく密に監視可能である。口腔液の試料採取は、採血中に考えられる感染リスクも回避する。
ＯＦ中の薬物を検出するためのいくつかのアプローチが開発されてきた。これらのアプローチは、非確認方法および確認方法として分類可能である。大部分の非確認方法は、インサイチュで使用され、免疫学的手順に基づいている。現在の免疫測定試験は単純で使用が容易であるものの、この種の試験は、検出のあいまいさ（筋のかすれの形態での）、使用される抗体の劣化、および他の分析物との交差反応に起因してエラー率が高い。交差反応のいくつかの例をここに列挙する：ケシの実ロールの残余物は、ケシの実中に自然に見られるモルヒネおよびコデイン、例えばモルヒネおよびコデインの濃度がそれぞれ７～３３３ｎｇ／ｍＬおよび８～１１２ｎｇ／ｍＬであること［Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｍｏｒｐｈｉｎｅ ａｎｄ Ｃｏｄｅｉｎｅ ｉｎ Ｐａｉｒｅｄ Ｏｒａｌ Ｆｌｕｉｄ ａｎｄ Ｕｒｉｎｅ Ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ Ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ Ｉｎｇｅｓｔｉｏｎ ｏｆ ａ Ｐｏｐｐｙ Ｓｅｅｄ Ｒｏｌｌ ａｎｄ Ｒａｗ Ｐｏｐｐｙ Ｓｅｅｄｓ Ｋｉｍｂｅｒｌｙ Ｌ．Ｓａｍａｎｏ，Ｒａｎｄａｌ Ｅ．Ｃｌｏｕｅｔｔｅ，Ｂａｒｂａｒａ Ｊ．Ｒｏｗｌａｎｄ，Ｒ．Ｈ．Ｂａｒｒｙ Ｓａｍｐｌｅ，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｔｏｘｉｃｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌｕｍｅ ３９，Ｉｓｓｕｅ ８，Ｏｃｔｏｂｅｒ ２０１５，Ｐａｇｅｓ ６５５～６６１，ｈｔｔｐｓ：／／ｄｏｉ．ｏｒｇ／１０．１０９３／ｊａｔ／ｂｋｖ０８１，Ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ：１６ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ２０１５］に起因してヘロインに対し偽陽性を示す。エクスタシー（ＭＤＭＡ）およびその類似体ＭＤＥＡをメタンフェタミンと区別することはできない。モノアミンオキシダーゼ（ＭＡＯ）によって代謝されたおよび／または食物（肉、魚、チーズ、アルコール飲料およびタンパク質が豊富な食品）由来のＯＦ中に自然に見られるチラミンは、アンフェタミン試験で偽陽性を示す可能性がある。ＭＤＥＡおよびＭＤＭＡ代謝物質ＭＤＡは、アンフェタミンに対し偽陽性を示し、例えばＤｒａｇｅｒ薬物試験５０００（Ｄｒａｅｒ ＤｒｕｇＴｅｓｔ ５０００ ＳＴＫ ＩＶＤ Ｕｓｅｒ Ｍａｎｕａｌ Ｔａｂｌｅ １ Ｓｐｅｃｉｆｉｃｉｔｙ）について１００ｎｇ／ｍｌで交差反応を示す。Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ：Ｓｏｕｚａ，Ｄａｎｉｅｌｅ ＆ Ｂｏｅｈｌ，Ｐａｕｌａ ＆ Ｃｏｍｉｒａｎ，Ｅｌｏｉｓａ ＆ Ｐｒｕｓｃｈ，Ｄｅｂｏｒａ ＆ Ｚａｎｃａｎａｒｏ，Ｉｖｏｍａｒ ＆ Ｆｕｅｎｔｅｆｒｉａ，Ａｌｅｘａｎｄｒｅ ＆ Ｐｅｃｈａｎｓｋｙ，Ｆｌａｖｉｏ ＆ Ｄｕａｒｔｅ，Ｐａｕｌｉｎａ ＆ Ｄｅ Ｂｏｎｉ，Ｒａｑｕｅｌ ＆ Ｆｒｏｅｈｌｉｃｈ，Ｐｅｄｒｏ．（２０１２）。どのアンフェタミンタイプの覚醒剤かは、口腔液免疫測定によって検出可能である。Ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃ ｄｒｕｇ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ．３４．９８～１０９。ノスカピンおよびリドカインはアヘン剤試験に対して、ヘリオナールはエクスタシー試験に対して偽陽性を示す、Ｂｉｏｓｅｎｓ ６００，Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ Ｂｉｏｓｅｎｓ ６００，Ｅｄ ４（２０１４－０５－２１）。免疫測定試験は、アンフェタミン、ＭＤＭＡ、ＭＤＥＡ、ＭＤＥＡおよび／またはメタンフェタミンの多種薬物混合物を同定できないと考えられる。スペインで２０１３～２０１５年の間に行なわれたＤＲＵＩＤ研究によると、試験対象試料の４２．７％が２つ以上の薬物を含有していた。
この事実の結果として、偽陰性または偽陽性の結果が得られる確率が高い状況がもたらされている。さまざまな市販の分析を用いて行なったいくつかの研究は、７０％の偽陽性そして時として５０％の偽陰性の検出精度を明らかにした。他の独立したケーススタディは、それぞれ違法薬物を使用していないのに罰せられるエラーが４０～９０％、薬物摂取していたのに罰せられないエラー率は５０～１００％であったことを示している。その上、これらの免疫測定試験は定性でしかなく、したがって、機能障害レベルの推定も、最近の薬物使用の表示も提供できない。免疫測定試験は、メーカによって異なる一定の調整不能なカットオフ限界を有する。したがって、「それ自体」閾値のアプローチが実装される場合、閾値限界を、免疫測定ストリップのカットオフに調整することができるが、その逆はできない。
免疫測定試験の他の落とし穴が周知である：すなわち、
・ 免疫測定試験の高いコスト。
・ 被疑者が試験の前に食べた、飲んだ、咀嚼したまたは喫煙した場合に、試料収集まで１０分間待つことを、全ての免疫測定メーカが推奨している。この事実は、全体的試験時間を一人あたり最高２０～３０分も著しく増大させる。
・ 免疫測定試験についての「ＹＥＳ／ＮＯ」回答は、既存の試験の使用を問題あるものにする。
・ 薬物障害時の、口渇の影響に起因して分析のための十分なＯＦを収集するのに時間がかかるか、さらには時として不可能でさえある。
したがって、免疫測定は、インサイチュでの予備的スクリーニングアプローチとして使用され、結果を確認するためのクロマトグラフィ技術がこれに後続する。禁止化学物質を決定するためには、ガスクロマトグラフィ質量分析または液体クロマトグラフィ質量分析のような周知のクロマト質量分析法が記述されている。免疫測定と比べると、クロマトグラフィ技術は、現場分析には好適ではなく、概して非常に高度な試料前処理、測定を行なうための有資格要員を必要とし、このため分析プロセス全体は時間がかかるものになっている。
上述の理由全てから、代替的方法アプローチの開発が奨励され、これに対する注目が増々促されることになる。技術的進歩および製品ポートフォリオの拡大が、市場において見られる主要な傾向である。
今日の法執行機関に課された、インサイチュ（路上、公開イベント）での違法薬物使用被疑者の試験に対応するためには、頑丈で再現性があり、使い勝手の良い技術の実装が重要な意味をもつ。品質分析データを生成し続けかつ無効な試験結果および計器関連調査の数を最小限に抑えるよう試みながら、出力増加を容易にするためには、技術のグレードアップが必要である。分析物間の適切な解像度および合理的時間枠内での分離を、信頼性の高い再現性で達成することが望ましい。計器および方法は、頑丈でかつ素人（例えば警察官）が操作できるように完全に自動的なものでなければならない。したがって、本発明の目的は、免疫測定の落とし穴が無くひいては確認能力を有する現場での使用のための改良型違法薬物テスタを提供することである。
違法薬物および他の禁止化学物質の同定のためのこのような高速かつ高い信頼性の分析計器の開発は、これらの分析が提供する結果が、違法薬物および他の禁止化学物質の調査および使用予防中の法執行機関にとって不可欠な手段を構成することから、大きな関心の的となっている。歴史的に製品純度についての品質管理およびフラグメンテーション解析においては電気泳動が使用されてきたが、方法論は、ゲルベースから毛細管ベースへ、そして近年では携帯型計器へと変容している。キャピラリ電気泳動（ＣＥ）は、免疫測定の代替技術である。それは、疑う余地なく、小型化および自動化するのが最も容易な方法の１つである。携帯型キャピラリ電気泳動は、法医学的分析に求められる性能および再現性の基準を維持しながら、試料分析時間を劇的に短縮することを可能にする（Ｒｙｖｏｌｏｖａ，Ｍ．，Ｍａｃｋａ，Ｍ．ａｎｄ Ｐｒｅｉｓｌｅｒ，Ｊ．，２０１０．Ｐｏｒｔａｂｌｅ ｃａｐｉｌｌａｒｙ－ｂａｓｅｄ（ｎｏｎ－ｃｈｉｐ）ｃａｐｉｌｌａｒｙ ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ．ＴｒＡＣ Ｔｒｅｎｄｓ ｉｎ Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２９（４），ｐｐ．３３９－３５３）。
これまで、ＣＥは違法薬物の決定用手段としてあまり注目されていなかった。ＣＥは極めて少ない量の試料しか必要とせず、迅速で費用効率が高い。
小さな試料サイズおよび短い検出経路長（２５～７５μｍ）のため、ＣＥの検出限界は、他のクロマトグラフィおよび分光技術の場合に比べ桁違いに高くなっている。しかしながら、これは、蛍光性およびインピーダンスなどの先進検出技術を使用することによって克服可能である。ＣＥの魅力的特徴の一つは、機器のコンパクト性およびロバスト性にあり、これが携帯型計器を構築する機会を切り開くものと思われる。これらの計器は、対象の地点（道路、路上、公開イベント）においてインサイチュで法執行機関によって確認手段として使用され得る。ＣＥの検出限界を所要カットオフレベルまで削減できたならば、ＣＥ計器は、免疫測定に対する魅力的な代替案になることができると思われる。
さらに、ＣＥの独自性としては、以下のものが含まれる：
・ 市場に無い新規の革新的技術；
・ 部類ではなく違法薬物自体を同定し、多種薬物混合物中でさえ濃度レベルを示し、市販の試験に比べてより選択的である；
・ 免疫測定に関する交差反応問題が全く無い；
・ 検出可能な化合物のリストは、免疫測定試験の場合に比べてより容易に拡大可能である；
・ 収集された試料を研究所において確認方法により再分析できる。２回目の試料採取不要；
・ オペレータにとって使い勝手の良いソフトウェア、結果自動生成；
・ 過去１０分以内に飲食、喫煙があった場合でも干渉なく直ちに試料を収集することができる；
・ 特殊な試料収集手順に起因して、口渇が問題にならない；
・ 血液、尿、呼気、植物材料、粉末、丸薬、表面などの他の試料マトリクス中の違法薬物を分析することができる；
・ 食品産業、バイオテクノロジ、環境モニタリングのための新規利用分野を追加することができる。
固有蛍光検出能力を伴うＣＥは、現場での違法薬物消費の確認同定の潜在的可能性を有する魅力的な組合せを提供する。２００～２７５ｎｍの励起広帯域を有する小型フラッシュキセノンランプを伴う携帯型ＣＥ計器は、複数の電子音楽祭（エストニア、２０１６～２０１９年）および路上試験（Ｓａａｒ－Ｒｅｉｓｍａａ，Ｐ．，Ｅｒｍｅ，Ｅ．，Ｖａｈｅｒ，Ｍ．，Ｋｕｌｐ，Ｍ．，Ｋａｌｊｕｒａｎｄ，Ｍ．ａｎｄ Ｍａｚｉｎａ－Ｓｉｎｋａｒ，Ｊ．，２０１８．Ｉｎ ｓｉｔｕ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｌｌｅｇａｌ ｄｒｕｇｓ ｉｎ ｏｒａｌ ｆｌｕｉｄ ｂｙ ｐｏｒｔａｂｌｅ ｃａｐｉｌｌａｒｙ ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ ｗｉｔｈ ｄｅｅｐ ＵＶ ｅｘｃｉｔｅｄ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ．Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，９０（１０），ｐｐ．６２５３～６２５８）において実証された被疑唾液中の違法薬物の検出について、より高い適応性を有している。
本発明は、インサイチュ試料中、少なくとも１つの人間の体液試料中、具体的には口腔液（唾液）中、ただし非限定的には他の対象の臨床試料（尿、血液、呼気、呼気凝縮液など）中の爆発物、毒性工業化学物質および他の禁止または規制化合物、バイオマーカーおよび植物化学物質の検出を非限定的に含む違法薬物の乱用を決定するための路上分析器に関する。これは、分析に好適な試料を調製するための自動処理装置からなる。計器の分析部分は、３つの技術、すなわち分析に先立つ固相抽出、試料マトリクスから分析物を分離するためのキャピラリ電気泳動、および対象の分析物を検出するためのインピーダンス（非接触型電導度）または蛍光あるいはインピーダンス（非接触型電導度）と蛍光の両方を実装する。分子認識に基づくセンサとは異なり、分析器は、違法薬物の部類（例えば「アンフェタミン類」）ではなく違法薬物自体（例えばアンフェタミン、メタンフェタミン、エクスタシー（ＭＤＭＡ）およびその類似体（ＭＤＡ、ＭＤＥＡ、ＰＭＡ、ＰＭＭＡ）を同定する。それは、非限定的に他の薬物および禁止または規制化合物を含めた、コカイン、マリファナ、カンナビノイド（ＴＨＣ、ＣＢＤ）、ＬＳＤ、モルヒネ他などの他の薬物の使用を決定し、確認能力に必要な信頼度で対象の試料、詳細には口腔液（唾液試料）中のそれらの濃度を推定し、対象の地点（道路、路上、公開イベント）において使用可能である。分析器の性能は、（免疫測定に基づく）市販のテスタよりも選択性が高く被疑者の実際の薬物中毒レベルおよび最近の使用に関するより多くの情報を提供することから、これらのテスタよりも優れている。分析器は、現場で使用され、さまざまな専門家（警察、税関職員、刑務所刑務官およびさまざまな輸送状況）によって取扱われるのに十分簡単なものである。
本発明は、対象の試料、具体的には口腔液、非限定的には尿、血液、血漿、血清、呼気、呼気凝縮液、汗、毛髪などの他の生体試料中の、禁止化合物、具体的にはアンフェタミン、メタンフェタミン、ＭＤＭＡ、ＭＤＥＡ、ＭＤＡ、コカイン、コカエチレン、モルヒネ、コデイン、ＬＳＤ、フェンタニル、非限定的には、２００～２７５ｎｍの短い励起波長で励起される一方で２８５ｎｍ～６００ｎｍ内の固有蛍光を有する他の禁止化合物を分離、検出および定量化するための感度および選択性の高い違法薬物試験用デバイスにおいて、以下のものを含むデバイスを提供する。
・ 口腔液からの分析物抽出用の試料処理デバイス、
・ 試料溶液および導電性バックグラウンド電解質を含む流体を、分離毛細管の入口端部に注入するためのカルーセルオートサンプラ、
・ 高圧電源、
・ バックグラウンド電解質が充填された単数または複数の分離毛細管、
・ 分離チャンネルの１つの検出ウインドウまたは多数の検出ウインドウを通過する違法薬物（アンフェタミン、メタンフェタミン、ＭＤＭＡ（エクスタシー）、ＭＤＥＡ、ＭＤＡ、コカイン、コカエチレン、フェンタニル、ヘロイン、モルヒネ、ＬＳＤ、プシロシビン、ＭＤＰＶ、ＣＰＰ、カンナビノイド、ＢＺＰ、ＴＦＭＰＰおよび他の固有蛍光化合物）を含む薬物を検出するための蛍光検出器、
・ 注入システム、流体の流れ、違法薬物の検出のための検出器の動作を制御するためのビルトインコンピュータ、
・ 試料中の違法薬物の存在の視覚的表示を提供するコンピュータディスプレイ。高速分離およびより長い運転持続時間は、電気泳動システムを自動化および高い試料処理能力の利用分野に好適なものにする。
対象の試料、具体的には口腔液、非限定的には尿、血液、血漿、血清、呼気、呼気凝縮液、汗、毛髪などの他の生体試料中の、γ－ヒドロキシ酪酸（ＧＨＢまたは「レイプドラッグ」）、サイロシビン、非限定的には、他の禁止化合物を分離および検出するために違法薬物確認デバイスが提供されており、このデバイスは以下のものを含む：
・ 口腔液からの分析物抽出用の試料処理デバイス、
・ 試料溶液および導電性バックグラウンド電解質を含む流体を、分離毛細管の入口端部に注入するためのカルーセルオートサンプラ、
・ バックグラウンド電解質が充填された単数または複数の分離毛細管、
・ 分離チャンネルの１つの検出ウインドウまたは多数の検出ウインドウを通過するＧＨＢおよびサイロシビンを検出するための非接触型電導度検出器、
・ 注入システム、流体の流れ、違法薬物の検出のための検出器の動作を制御するためのビルトインコンピュータ、
・ 試料中の違法薬物の存在の視覚的表示を提供するコンピュータディスプレイ。高速分離およびより長い運転持続時間は、電気泳動システムを自動化および高い試料処理能力の利用分野に好適なものにする。
電気泳動を用いて試料中の違法薬物を分離し検出するための方法において：
・ 口渇の場合に、洗口溶液、最も好ましくは５ｍＬの生理食塩水または脱イオン水で３０秒間、非限定的には他の量の洗口溶液でかつ／またはすすぎステップ持続時間で、被疑者の口をすすぎ、その後口腔液－洗口溶液を収集管内に導入するステップと；
・ 余剰の唾液を除去するために、被疑者の口腔液を伴うタンポン／スワブ／パッドを真空コンテナ内に導入するステップと；
・ タンポン／スワブから対象の分析物を抽出するためにタンポン／スワブに対して抽出溶媒を適用するステップであって、ここで抽出溶媒が好適な溶媒、最も好ましくはアセトニトリルを含んでいる、ステップと；
・ 試料からペプチドを除去するフィルタを通して抽出物を試料バイアルへと導くステップであって、ここでフィルタが、非限定的にＣ１８などの他の固相を含めた未結合シリカを含んでいる、ステップと；
・ 蠕動マイクロポンプを用いて試料を伴うバイアルを分析器に導入するステップと；
を含む試料処理シーケンスを含む方法が提供されている。
該システムは、注入システムおよび毛細管を通した毛細管調整液、バックグラウンド電解質（ＢＧＥ）または試料の流れを生成するためのポンプなどの流体流発生器を含む。該システムは、注入システム、注入システムを通した毛細管調整液、ＢＧＥまたは試料の流れを制御するビルトインコンピュータを含む。
本願で使用される略語
ＡＣＮ－ アセトニトリル
ＡＭＰ－ アンフェタミン
ＢＧＥ－ バックグラウンド電解質
ＢＴＥＸ－ 化学物質のベンゼン、トルエン、エチルベンゼンおよびキシレンを意味する。
ＢＺＰ－ ベンジルピペラジン
ＣＥ－ キャピラリ電気泳動
ＣＢＤ－ カンナビジオール
ＣＯＣ－ コカイン
ＣＯＥＴ－ コカエチレン
ＣＰＰ－ クロロフェニルピペラジン
ＦＤ－ 蛍光検出
ＧＨＢ－ γ－ヒドロキシ酪酸
ＬＳＤ－ リセルグ酸ジエチルアミド
ＭＤＡ－ ３，４－メチレンジオキシアンフェタミン
ＭＤＥＡ－ ３，４－メチレンジオキシ－Ｎ－エチルアンフェタミン
ＭＤＭＡ－ ３，４－メチレンジオキシメタンフェタミン、エクスタシー
ＭＤＰＶ－ メチレンジオキシピロバレロン
ＭｅＯＨ－ メタノール
ＭＥＴＨ－ メタンフェタミン
ＮＡＣＥ－ 非水系キャピラリ電気泳動
ＯＦ－ 口腔液
ＰＭＡ－ ｐ－メトキシアンフェタミン
ＰＭＭＡ－ ｐ－メトキシメタンフェタミン
ＰＭＴ－ 光電子増倍管
ＴＥＡ－ トリエチルアミン
ＴＦＭＰＰ－ トリフルオロメチルフェニルピペラジン
ＴＨＣ－ テトラヒドロカンナビノール
本出願は、エストニア仮特許出願実用新案：Ｍｅｅｔｏｄ ｋｏｈａｐｅａｌｓｅｋｓ ｎａｒｋｏｏｔｉｋｕｍｉｄｅ ｍａａｒａｍｉｓｅｋｓ ｓｕｌｊｅｓ（唾液中の麻薬のインサイチュでの決定方法）；出願人：Ｔａｌｌｉｎｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；発明者：Ｊｅｋａｔｅｒｉｎａ Ｍａｚｉｎａ－Ｓｉｎｋａｒ，Ｍａｒｉａ Ｋｕｌｐ，Ｍｅｒｉｋｅ Ｖａｈｅｒ，Ｅｎｎ Ｅｒｍｅ，Ｍｉｈｋｅｌ Ｋａｌｊｕｒａｎｄ；優先権主張番号：Ｕ２０１７０００３２；優先日：２０１７年６月３０日からの優先権を主張するものである。これらの出願各々についての明細書全体が、参照により本明細書中に組込まれている。
本発明は、図面を参照しながら、詳細に説明される。
計器の全体的に例示された機能的概略図である。 本発明に係る装置のアセンブリに対する上面図である。 本発明の実施形態に係る試料カルーセルの主要細部を例示するための、図２中のラインＡ－Ａに沿った横断面図である。 本発明の実施形態に係る試料バイアル、分離毛細管、毛細管出口および出口電極を例示するための、図２中のラインＢ－Ｂに沿った横断面図である。 本発明の実施形態に係る蛍光検出器の概略図を例示するための、図４中のラインＣ－Ｃに沿った横断面図である。 本発明に係るデバイス制御の機能的概略図を例示する。 本発明に係る第１の方法についての違法薬物標準の例示的電気泳動図である。 本発明に係る第２の方法について得られた電気泳動図である。 被疑者の口腔液試料の典型的電気泳動図を例示する。
本発明に係る装置の一般概念は、図１に例示されており、ここでアイテム１～８は、バイアルの持上げ高さを制御する第１のステッピングモータ１、バイアルリフト２、サンプラカルーセルの位置を制御する第２のステッピングモータ３、入口電極８および入口電極８を貫通する毛細管７のためのスタンド４、入口バイアル５、サンプラカルーセル６、分離毛細管７、入口電極８を含む分析器サンプラに対応する。分析器の出口部分は、出口電極１１、出口電極１１および電極１１を通過する毛細管７のためのスタンド９を含む。スタンド９は、ＢＧＥ補充およびすすぎシステム２４と出口バイアル１３に連結されている。第１のチャンネル１２は、真空ポンプ（図面中図示せず）と出口バイアル１３を連結している。毛細管７は、蛍光またはインピーダンス検出器１０を通過する。
試料検出器部分は、抽出バイアル１４、収集された対象の試料を伴うタンポン／スワブ用シリンジ１５、余剰唾液除去のためのソレノイド弁１６、抽出した試料を試料バイアル２１に向けるためのソレノイド弁１７、真空ポンプ（図面中図示せず）への第２のチャンネル１８であって、余剰唾液収集用バイアル２０を真空ポンプ（図面中図示せず）に連結している、前述の第２のチャンネル１８、固相抽出器１９、余剰唾液収集用バイアル２０、試料バイアル２１、試料バイアル２１を真空ポンプ（図面中図示せず）に連結する第３のチャンネル２２、試料バイアル２１から入口バイアル５へと試料を向けるため、入口導管２３．１を介して試料バイアル２１にそして出口導管２３．２を介して入口バイアル５に連結されているマイクロ蠕動ポンプ２３を含む。
本発明に係る装置のアセンブリ（図２）は、分析器の支持フレーム１２１に取付けられた蛍光検出器１０、バイアル５の付いたバイアルアダプタ５．１を伴うサンプラカルーセル６、カルーセルのベース６．１、リフトメカニズム２、ペルチェ素子を用いた冷却システム２５を含む。
本発明の実施形態に係る試料カルーセル（図３）は、バイアル５を持上げるための第１のステッピングモータ１を含む。ステッピングモータ１は、シャフト１．１、連結用スリーブ１．２および連結用プレート１．３を介してバイアルリフト２に連結されている。バイアルリフト２は、持上げメカニズムのヘッド２．２を含み、これがバイアルアダプタ５．１内に位置設定されたバイアル５に連結して、分離毛細管７を伴う電極８をバイアル５内の調整液５．２の中に引き込むことのできるレベルまでこのバイアルを上昇させる。さらに、持上げメカニズムは、リフトステッピングモータのための支持ロッド２．１、バイアルリフト２の円滑な垂直運動を提供する線形ガイド２．４を含む。持上げメカニズムのバイアルリムーバ２．３は、持上げメカニズムのヘッド２．２に接した状態にバイアルを保ち、入口電極８からバイアル５を除去する。入口電極８は、入口電極用スタンド４およびスタンドベース４．１上に組付けられる。分離毛細管７（図４参照）は、毛細管ガイド７．１、７．２、７．３、７．４により毛細管チャンバ１１９を通って誘導され、ここで最初および最後の毛細管ガイド７．１および７．４は、連結要素７．５によって毛細管チャンバのハウジング１２０に取付けられる。毛細管チャンバ１１９は、毛細管チャンバのハウジング１２０で閉鎖されている。毛細管チャンバと蛍光検出器１０は、分析器の支持フレーム１２１に取付けられている（図５中に図示）。
図５中には、本発明に係る装置の蛍光検出器部分が概略的に例示されており、ここで蛍光検出器１０は、キセノンランプ１０１、非球面コリメータレンズ１０２、励起フィルタ１０３、励起集束レンズ１０４、分離毛細管７、非球面発光収集レンズ１０６、発光フィルタ１０７、光電子増倍管１０８、発光集束レンズ１０９、第１の中性フィルタ１１０、ビームスプリッタ１１１、基準ビーム集束レンズ１１２、第２の中性フィルタ１１３、基準フォトダイオード１１４を含む。
本発明に係る装置は、従来の接続手段（ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ｗｉ－ｆｉ（登録商標）、ケーブルなど）を介して、コンピュータ（パーソナルコンピュータ）によって制御され、ここで、図６には、本発明に係るデバイス制御の機能的概略図が示されており、ここでは、コンピュータプログラムが、カルーセルオートサンプラおよびコントローラ；リフトステッパ、真空ポンプ、および電極に対する高圧電源を伴うカルーセルステッパ；試料抽出器コントローラおよび余剰唾液ソレノイドおよび真空ポンプを制御する。
図７にあるのは、本発明に係る第１の方法のための違法薬物標準の例示的電気泳動図である。それは、アンフェタミンタイプの覚醒剤および他の一般的麻薬の決定に好適である。図中のピークの数字は、以下の同定された化合物に対応する：１および１０－内部標準、２－ＡＭＰ、３－チラミン、４－ＭＥＴＨ、５－ＭＤＡ、６－ＭＤＭＡ、７－ＭＤＥＡ、８－コカイン、９－コカエチレン（コカイン代謝物）、１１－メトプロロール（ＬＳＤ模擬物質）そして１２－フェンタニル。
条件：分析のためには、内径７５μｍのコーティングされていない溶融石英毛細管を使用した。毛細管端部まで３５ｃｍのところに蛍光検出器を位置付けし、管全長は５１ｃｍであった。注入に先立って、毛細管を、０．１ＭのＮａＯＨ、脱イオン水およびＢＧＥで各々２分間、連続的にすすいだ。＋２０ｋＶで分離を行なった。測定前に、新しい毛細管を、１Ｍの水酸化ナトリウムおよび脱イオン水で連続的にすすぐことによって調整した。分析間で、毛細管を２分間、ＢＧＥ溶液ですすいだ。
図８にあるのは、本発明に係る第２の方法について得られた電気泳動図である。毛細管調整手順は、図４について説明したものと同じである。カンナビノイドの分析のために、ＢＧＥ２を適用した。ピーク、１－電気浸透流、２－ＴＨＣ、５－ＣＢＤ、４－内部標準。
図９では、被疑者の口腔液試料の典型的な電気泳動図が例示されている。エストニア警察および国境警備隊（ＰＢＧ）から警官によって口腔液試料が我々に提供された。被疑ユーザのＯＦ試料は、１および４－内部標準、２－ＡＭＰおよび３－チラミンを含有していた（化合物は、喫煙およびいくつかの食品と結び付けられる）。
携帯型ＣＥ計器
計器は、試料調製ユニット（図１の１４～２３）または（手作業での試料調製が行なわれる場合）これは含まれない、オートサンプラカルーセル（図１の６）、分離毛細管（図１の７）および検出器（図１の１０）で構成される。分析中、電極（図１の８および１１）は、高圧電源（図面中図示せず）により給電され、検出器信号がビルトインコンピュータによって記録される。ビルトインコンピュータは、制御信号を制御盤に送り、この制御盤が今度はステッピングモータ（図１の１および３）、ソレノイド弁（図１の１６、１７）を制御し、単数または複数の真空ポンプ（図面中図示せず）をオン／オフ切換えする。
試料抽出ユニット
本デバイスは方法と共に、自動試料抽出ユニット（図１の１４～２３）を伴って、またはそれを伴わずに動作し得る。試料抽出ユニットの作動は、ビルトインコンピュータによって制御される。ビルトインコンピュータは、制御盤に制御信号を送り、この制御盤が今度は、ソレノイド弁および単数または複数の真空ポンプに対して指令を送達する。被疑者の口腔液を伴うタンポン／スワブが、シリンジ１５内に設置され、次にこのシリンジは封止される。当初オフの位置にあるソレノイド弁１６は、真空ポンプをオンに切換えて実験を開始した時点で、余剰唾液を余剰唾液バイアル２０内に送達できるようにする。真空ポンプが、余剰唾液バイアル２０内に低圧を創出する。これにより、タンポン／スワブから除去された過分な唾液の除去ならびにタンポン／スワブ内に一定量の試料を保持することが容易になる。予め設定された時間的間隔の後、ソレノイド弁１６は、ＯＮ位置に設定され、ソレノイド弁１７は当初ＯＦＦ位置にあることから、バイアル１４内の抽出剤は、低圧力を保持するシリンジ１５へと流れる。シリンジ１５内にあるタンポン／スワブから試料が抽出され、抽出中に、シリンジ１５内に大気圧が確立する。予め設定された時間の後、ソレノイド弁は、ＯＮ位置に設定され、これにより、第３のチャンネル２２を通して確立した低圧力に起因して、固相抽出器１９としてのフィルタを通した試料バイアル２１内への抽出された試料の流れが容易になる。固相抽出器１９内のフィルタは、試料からペプチドおよびタンパク質を除去する。試料バイアル２１への試料の輸送が完了した時点で、ソレノイド１６および１７はＯＦＦ位置に設定され、真空ポンプがオフ切換えされる。蠕動ポンプ２３の作動を開始させることにより、試料は、入口導管２３．１および出口導管２３．２を介して、サンプラカルーセル６内の投入バイアル５へと輸送される。
カルーセルオートサンプラ
カルーセルオートサンプラユニット（図１）の作動は、ビルトインコンピュータによって制御される。ビルトインコンピュータは、制御信号を制御盤に送り、この制御盤が今度は、カルーセル６のリフトステッピングモータ１およびブラシレス直流モータ３そして真空ポンプ（図面中図示せず）を制御する。カルーセルオートサンプラ６内の投入バイアル５のいくつかには、毛細管調整（洗浄）液およびＢＧＥ、非限定的には他の液体が予め充填されており、残りのバイアルには、試料抽出ユニットまたは手作業で抽出された試料からの口腔液抽出物が充填される。
１．実験は、毛細管調整液を格納するバイアル５を、スタンド４内に位置設定された電極入口８の下の位置まで移動させることによって始まる。バイアルリフト２を用いて、ステッピングモータ１は、分離毛細管７を伴う電極８を調整液中に引込むことを可能にするレベルまで、入口バイアル５を上昇させる。真空ポンプはＯＮに切換えられ、それが第１のチャンネル１２を通して排出バイアル１３内に低圧力を創出する。分離毛細管７の端部における低圧力に起因して、調整液は毛細管を通って流れ、毛細管の内壁において不純物を洗い出し、ヒドロキシル基による永続的な被覆をその内側表面に確立する。低圧力は、毛細管の内部体積の数倍の体積に等しい量の液体を、毛細管を通して流すことを可能にする期間について設定される。
２．ｐ１に説明された手順を、ＢＧＥを伴うバイアルについて反復する。
３．ｐ１で説明された手順を、試料を格納するバイアルについて反復する。ただし、今回は、毛細管には、入口端部において、部分的にのみ試料が充填される。
４．入口電極８および出口電極１１に対して高い電圧が送達される。
５．電気泳動の実行中、分析物が検出器ウインドウの前を通り、蛍光検出器１０によって記録される。
６．予め設定された時間の後、高い電圧はオフ切換えされ、全ての制御がリセットされる。
７．後続する試料について、全ての手順１～６が反復される。
蛍光検出器
蛍光検出器１０が図５に示されている。キセノンランプハウジング１１６内のキセノンフラッシュランプ１０１は、３００～７００Ｈｚの反復周波数で、分離毛細管７の検出ウインドウに対し０．５μｓの光パルスを送達する。励起光を収集するために非球面レンズ１０２が使用され、光を毛細管７に高い効率で集束するためには球面レンズ１０４が使用される。キセノンフラッシュランプは、２３０～２６０ｎｍの領域内で強い発光バンドを有するが、近赤外線まで広域スペクトル範囲でも発光する。したがって、その領域外での発光を遮断するために励起フィルタ１０３または３つの帯域通過フィルタのセットが使用される。毛細管７の内側の溶液が発出する放射線は、非球面発光収集レンズ１０６によって収集され、励起ビームに直交してただし毛細管７に対してはおおよそ５５度の角度で位置設定されているＰＭＴ１０８のカソード上に発光集束レンズ１０９により集束される。この角度は、毛細管内で屈折および反射させられるキセノンランプ１０１からの寄生放射線の強度を最小限に抑えるために導入される。対象の分析物の検出のために２８０～６００ｎｍの波長範囲内で、２重発光フィルタ１０７または第１の中性フィルタ１１０が組付けられ、違法薬物の固有蛍光検出のためには、２８０～３４０ｎｍの波長範囲が有用である。キセノンランプ１０１の経年劣化による測定精度への影響を無くするために、光学的基準チャンネルが導入される。ビームスプリッタ１１１が、励起ビームの一部を反射し、基準ビーム集束レンズ１１２を通してそれを基準光検出器または基準フォトダイオード１１４へと向ける。基準束を減衰させるために、第２の中性フィルタ１１３が使用される。基準信号は、検出器をオンにした後に毎回測定され、その値はメモリ内に記録され、測定結果の補正のために使用された。
非接触型電導度検出器
蛍光検出器１０を、必要とされる他の検出器、例えば非接触型電導度検出器で置換することが可能である。非接触型電導度検出器のセルは、異なる設計を有することができる。例えば、セルをアルミナの矩形部片内に組み込むことができる。ケージの内部に、２つの管状電極および演算増幅器が設置される。２つの管状電極は、８ｍｍの長さおよび０．８ｍｍの間隙、非限定的には他のサイズおよび材料を有することができる。電極は、接地された導電層によって互いから遮蔽されている。電極のうちの１つは、３００ｋＨｚ～２ＭＨｚ（または異なるもの）の周波数範囲内で振動する電圧（６０Ｖまたはそれ以外）のピークツーピーク正弦波で励起される。信号は、第２の電極によってピックアップされ、さらに増幅される。ソフトウェアにより、励起周波数および増幅量を変更することによってハードウェアを制御することが可能になる。
分離用バックグラウンド電解質
本発明に係る第１の方法は、（２０ｍＭのトリス（ヒドロキシメチル）メチルアミン、５０ｍＭのリン酸、０．４％のトリエチルアミン、ｐＨ３．３）９５％と有機修飾剤としてのメタノール５％から成るＢＧＥ１を使用する。一般的麻薬（ＴＨＣおよびＣＢＤ以外）の分離のために、方法１を使用した。分離の例は、図７に提示されている。
本発明に係る第２の方法は、非水性キャピラリ電気泳動（ＮＡＣＥ）を実装する。これは、ＴＨＣおよびＣＢＤカンナビノイドの分離のために使用された。ＢＧＥ２は、ｐＨ＝１２でＭｅＯＨ／ＡＣＮ（１：１）中に溶解した２．５ｍＭのＮａＯＨから成っていた。分離例は、図８に提示されている。
バックグラウンド電解質組成物は、方法１および方法２の中で言及された化合物に限定されない。
［実施例］
本発明の実現可能性を試験するために、計器のプロトタイプを構築した。プロトタイプの詳細は、図面の図２～図５に提示されている。本発明についてまず、以下の実施例によって説明する。これらの実施例は、本発明を実践するための１つの態様を例示するために提供されており、添付のクレームにより定義されている通りの本発明の範囲を限定するものとみなされるべきものではない。
違法薬物の路上分析器の性能特性
ＣＥ－ＦＤ分析器の特異度は、ＦＤ内の適正に利用された励起／発光フィルタによって保証され、その特性は、２００～２６５ｎｍの波長内、非限定的には最高６００ｎｍまでのより低い波長範囲内での励起下での特定の領域内の違法薬物の固有蛍光特性に適したものであった。その上、特異度は、特定の電気泳動分離条件および特別な試料採取／抽出／予備濃縮手順を伴う使用されたＣＥ態様によって達成された。したがって、別の物質に由来する蛍光干渉の共移行の確率ならびに、フィルタおよびＣＥ条件により制御される一定の発光波長領域におけるそれらの登録の確率は、最小限に抑えられた。
ＯＦのマトリクス効果および試料採取／抽出／予備濃縮手順の回復を除いて、開発され最適化されたＣＥ方法論を用いて、アセトニトリル中で、違法薬物の計器検出（ＩＤＬ）および定量化（ＩＱＬ）限界を評価した。信号対雑音（Ｓ／Ｎ）アプローチを用いて、計器検出および定量化限界を発見した。ＩＤＬレベルについてのＳ／Ｎ比は３：１に等しく、９９％超の確率での試験試料中の分析物の存在を証明していた。ＩＱＬレベルについてのＳ／Ｎ比をそれぞれ１０：１に設定した。ＩＤＬレベルの分析物を含有する試料の分析を行ない、結果は、設計されたＣＥ－ＦＤ計器が、アンフェタミン、メタンフェタミン、ＭＤＭＡ、ＭＤＡ、ＭＤＥＡ、コカイン、コカエチレン、フェンタニル、モルヒネ、ＬＳＤ、ＴＨＣおよび他の違法薬物および禁止または規制化合物を、口腔液中の違法薬物乱用を決定するためのＤＲＵＩＤプロジェクトによって推奨されたカットオフ限界において検出できる、ということを示した。
口腔液試料の分析
本発明に係る装置のアセンブリは、警察の路上薬物試験中およびさまざまな公開イベント（例えば音楽祭）において、ＯＦ中の乱用違法薬物の決定のために利用される。図９は、薬物中毒の証拠のあるＯＦ試料を提示している。
１－ バイアルのリフトの高さを制御するステッピングモータ
１．１－ ステッピングモータのシャフト
１．２－ 連結スリーブ
１．３－ 連結プレート
２－バイアルリフト
２．１－ 持上げメカニズム用の支持ロッド
２．２－ 持上げメカニズムのヘッド
２．３－ 持上げメカニズムのバイアルリムーバ
２．４－ 持上げメカニズムの線形ガイド
３－サンプラカルーセルの位置を制御するブラシレス直流モータ
３．１－ カルーセルの位置フィードバック磁石
４－ 入口電極用スタンド
４．１－ スタンドのベース
５－ 入口バイアル
５．１－ バイアルアダプタ
５．２－ 試料
６－ サンプラカルーセル
６．１－ カルーセルのベース
７－ 分離毛細管または毛細管セット
７．１、７．２、７．３、７．４－ 毛細管ガイド
７．５－ 毛細管ガイド用連結要素
８－ 入口電極
９－ 出口電極および電極を通る毛細管用スタンド
１０－ 蛍光検出器
１０１－ キセノンランプ
１０２－ 非球面コリメータレンズ
１０３－ 励起フィルタ
１０４－ 励起集束レンズ
１０６－ 非球面発光収集レンズ
１０７－ 発光フィルタ
１０８－ 光電子増倍管（ＰＭＴ）
１０９－ 発光集束レンズ
１１０－ 第１の中性フィルタ
１１１－ ビームスプリッタ
１１２－ 基準ビーム集束レンズ
１１３－ 第２の中性フィルタ
１１４－ 基準フォトダイオード
１１５－ 検出器のハウジング
１１６－ キセノンランプハウジング
１１７－ 検出器ハウジングのカバー
１１８－ キセノンランプ、ＰＭＴ、光検出器および他の電子機器用の回路盤
１１９－ 毛細管チャンバ
１２０－ 毛細管チャンバのカバー
１２１－ 分析器の支持フレーム
１１－ 毛細管出口および出口電極
１１．１－ 出口電極内の毛細管ガイド
１１．２－ 出口チップ
１１．３－ 管接続金具
１２－ 真空ポンプへの第１のチャンネル
１３－ 出口バイアル
１４－ 抽出バイアル
１５－ 収集された対象の試料を伴うタンポン／スワブ用シリンジ
１６－ 余剰唾液除去用の第１のソレノイド弁
１７－ 抽出された試料を導くための第２のソレノイド弁
１８－ 真空ポンプへの第２のチャンネル
１９－ 固相抽出器
２０－ 余剰唾液収集用バイアル
２１－ 試料バイアル
２２－ 真空ポンプへの第３のチャンネル
２３－ マイクロ蠕動ポンプ
２３．１－ 試料バイアルから蠕動ポンプ２３への入口導管
２３．２－ 蠕動ポンプから試料バイアル５への出口導管
２４－ ＢＧＥ補充およびすすぎシステム
２５－ ペルチェ素子を用いた冷却システム
Ｒｙｖｏｌｏｖａ，Ｍ．，Ｍａｃｋａ，Ｍ．ａｎｄ Ｐｒｅｉｓｌｅｒ，Ｊ．，２０１０、Ｐｏｒｔａｂｌｅ ｃａｐｉｌｌａｒｙ－ｂａｓｅｄ（ｎｏｎ－ｃｈｉｐ）ｃａｐｉｌｌａｒｙ ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ．ＴｒＡＣ Ｔｒｅｎｄｓ ｉｎ Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２９（４），ｐｐ．３３９－３５３ Ｓａａｒ－Ｒｅｉｓｍａａ，Ｐ．，Ｅｒｍｅ，Ｅ．，Ｖａｈｅｒ，Ｍ．，Ｋｕｌｐ，Ｍ．，Ｋａｌｊｕｒａｎｄ，Ｍ．ａｎｄ Ｍａｚｉｎａ－Ｓｉｎｋａｒ，Ｊ．，２０１８．Ｉｎ ｓｉｔｕ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｌｌｅｇａｌ ｄｒｕｇｓ ｉｎ ｏｒａｌ ｆｌｕｉｄ ｂｙ ｐｏｒｔａｂｌｅ ｃａｐｉｌｌａｒｙ ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ ｗｉｔｈ ｄｅｅｐ ＵＶ ｅｘｃｉｔｅｄ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ．Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，９０（１０），ｐｐ．６２５３～６２５８

Claims (22)

  1. 電気泳動を用いた生体試料中の禁止化合物の分離および決定のための装置において、
    分離毛細管と、
    分離チャンネルの検出区域を通過する化合物の電気泳動区域を特徴付けするための蛍光検出器と、
    試料分析シーケンスに先立って試料処理シーケンスを行なうため、試料溶液およびバックグラウンド電解質を含む流体を分離チャンネルの入口端部内に導入するための注入システムと、
    高圧電源と、
    前記注入システム、前記分離チャンネルを通る流体の流れおよび前記検出器の動作を統御するための制御溶液と、
    で構成され、
    こうして、試料およびバックグラウンド電解質の導入を含む前記試料処理シーケンスを行なうステップと、禁止化合物の分離をもたらすために前記分離毛細管にわたり電位を印加するステップの後に、前記試料分析シーケンスを行なうことができるようにする、装置。
  2. 分離毛細管セットを含む、請求項１に記載の装置。
  3. 多数の蛍光検出器を含む、請求項１に記載の装置。
  4. 前記蛍光検出器が、非接触型電導度検出器である、請求項１に記載の装置。
  5. 装置が、多数の非接触型電導度検出器を含む、請求項１に記載の装置。
  6. 蛍光検出器および非接触型電導度検出器のセットを含む、請求項１に記載の装置。
  7. より再現性の高い結果を目的とする毛細管チャンバ内の温度安定化のための温度制御システムを含む、請求項１に記載の装置。
  8. 電気泳動を用いた生体試料中の禁止化合物の分離および決定のための装置において、
    分離毛細管と、
    分離チャンネルの検出区域を通過する化合物の電気泳動区域を特徴付けするための蛍光検出器と、
    試料分析シーケンスに先立って試料処理シーケンスを行なうため、試料溶液およびバックグラウンド電解質を含む流体を分離チャンネルの入口端部内に導入するための注入システムと、
    高圧電源と、
    前記注入システム、前記分離チャンネルを通る流体の流れおよび前記検出器の動作を統御するための制御溶液と、
    口腔液を伴うスワブ／パッド／タンポン用の区画、余剰の口腔液および試料溶液を収集するためのバイアル、抽出剤を格納するデバイス容器を通した口腔液の輸送を制御するためのソレノイド弁、試料分析シーケンスに先立って前記試料処理シーケンスを行なうため、前記分離チャンネルを通した流体の流れを容易にするソレノイド弁を統御するための制御溶液からなる、口腔液を処理するための試料調製および抽出用デバイスと、
    で構成され、
    こうして、試料およびバックグラウンド電解質の導入を含む前記試料処理シーケンスを行なうステップと、禁止化合物の分離をもたらすために前記分離毛細管にわたり電位を印加するステップの後に、前記試料分析シーケンスを行なうことができるようにする、装置。
  9. 分離毛細管セットを含む、請求項８に記載の装置。
  10. 前記検出器が、非接触型電導度検出器である、請求項８に記載の装置。
  11. 多数の蛍光検出器を含む、請求項８に記載の装置。
  12. 多数の非接触型電導度検出器を含む、請求項８に記載の装置。
  13. 蛍光検出器および非接触型電導度検出器のセットを含む、請求項８に記載の装置。
  14. より再現性の高い結果を目的とする毛細管チャンバ内の温度安定化のための温度制御システムを含む、請求項８に記載の装置。
  15. アンフェタミン、メタンフェタミン、ＭＤＭＡ（エクスタシー）、ＭＤＥＡ、ＭＤＡ、コカイン、コカエチレン、フェンタニル、ヘロイン、モルヒネ、ＬＳＤ、プシロシビン、ＭＤＰＶ、ＣＰＰ、カンナビノイド、ＢＺＰ、ＴＦＭＰＰ、および、異なるフェノール化合物、ＢＴＥＸ、ナフタレン誘導体および他の化合物を含めた他の自然に蛍光を発する化合物などの、２２０～６００ｎｍの提案された波長範囲内の固有蛍光を発する化合物の検出のために利用可能である請求項１から７のいずれか一つまたは請求項８から１４のいずれか一つに記載の装置。
  16. 前記生体試料が、口腔液、呼気凝縮液、涙液、毛髪、汗、尿または血液試料である、請求項１または８に記載の装置。
  17. 前記生体試料が、固体、液体試料または植物材料に対して吐出される、請求項１または８に記載の装置。
  18. 口腔液試料が、
    － ３０～６０秒、最も好ましくは３０秒の間２～５ｍＬの洗口溶液、最も好ましくは５ｍＬの生理食塩水または脱イオン水、非限定的に他の溶液で被疑者の口をすすぐことによって収集され、その後、
    － スワブ／パッド／タンポンを用いて、請求項１から７のいずれか一つまたは請求項８から１４のいずれか一つに記載の装置と共に使用するため、口腔液および洗口溶液の混合物を収集区画内に導入し、
    － デバイスと共に使用するため分析に先立って前記試料からペプチドおよびタンパク質などの干渉、非限定的には他の干渉を除去するために、溶媒および固相抽出（ＳＰＥ）フィルタ、好ましくは未結合シリカ、非限定的には他の相を伴う区画を用いて予備濃縮および抽出される、
    試料調製方法。
  19. バックグラウンド電解質１（ＢＧＥ１）を用いた分離方法を使用する請求項１から７のいずれか一つまたは請求項８から１４のいずれか一つに記載の装置において、ＢＧＥ１が水性または混合型水－アルコール、例えばメタノール、エタノール溶液をベースとし、一方アルコール溶液は、電気浸透流の改変のためまたは対象の分析物の可溶化を補助するために有用であり得、好適な電解質には、鉱酸、例えばｏ－リン酸およびホウ酸、有機酸、例えば酢酸、リンゴ酸、コハク酸、クエン酸など、アミン、例えばトリエタノールアミン（ＴＥＡ）、トリス（ヒドロキシメチル）メチルアミン（トリス塩基）、および非限定的には他のもの、が含まれている、装置。
  20. ＢＧＥ１が、アンフェタミンタイプの覚醒剤、例えばＡＭＰ、ＭＥＴＨ、ＭＤＭＡ、ＭＤＡ、ＭＤＥＡ、ＰＭＡ、ＰＭＭＡおよび他の違法薬物、例えばコカインおよびその代謝産物コカエチレン、フェンタニル、ＬＳＤ、メトプロロール、およびモルヒネ、非限定的には他の禁止化合物の決定に好適である、請求項１９に記載の方法。
  21. バックグラウンド電解質２（ＢＧＥ２）を用いた分離方法を使用する請求項１から７のいずれか一つまたは請求項８から１４のいずれか一つに記載の装置において、方法がＴＨＣおよびＣＢＤなどのカンナビノイドの分離のための非水系キャピラリ電気泳動（ＮＡＣＥ）を実行し、キャピラリ電気泳動のために使用される好適な有機溶媒は、高い比誘電率を有していなければならず、こうして電荷担体の数密度は、電解質の公称濃度によって直接与えられ、このような溶媒にはアセトニトリルおよびメタノールが含まれ、その中で分析物が解離されるようになっている、装置。
  22. ＢＧＥ２が、有機溶媒（ＭｅＯＨ－ＡＣＮ）の混合物中に溶解させられた水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムなどの強塩基から成る、請求書２１に記載の方法。
JP2022513051A 2019-08-30 2020-08-31 禁止物質を決定するための装置および方法 Pending JP2022553609A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962893871P 2019-08-30 2019-08-30
US62/893,871 2019-08-30
PCT/EP2020/074255 WO2021038112A2 (en) 2019-08-30 2020-08-31 Apparatus and method for determination of banned substances

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022553609A true JP2022553609A (ja) 2022-12-26

Family

ID=73598050

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022513051A Pending JP2022553609A (ja) 2019-08-30 2020-08-31 禁止物質を決定するための装置および方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20220178825A1 (ja)
EP (1) EP4049017A2 (ja)
JP (1) JP2022553609A (ja)
KR (1) KR20220053015A (ja)
CN (1) CN114631021A (ja)
AU (1) AU2020339743A1 (ja)
CA (1) CA3193454A1 (ja)
WO (1) WO2021038112A2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA3177454A1 (en) 2020-05-19 2021-11-25 Cybin Irl Limited Deuterated tryptamine derivatives and methods of use
CA3113278A1 (en) * 2021-03-25 2022-09-25 Lumex Instruments Canada (0890278 B.C. Ltd.) Device for electrophoretic analysis of multicomponent liquid samples
CN113219102A (zh) * 2021-05-25 2021-08-06 南开大学 一种测定污水中毒品及其代谢物含量的方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT8505253A0 (it) * 1985-11-15 1985-11-15 Copan Srl Tampone con serbatoio di terreno di trasporto per il prelievo e il trasferimento in provetta di campioni di sostenze da analizzare.
US5246577A (en) * 1990-05-29 1993-09-21 Millipore Corporation Apparatus for effecting capillary electrophoresis
US5863401A (en) * 1994-04-14 1999-01-26 Beckman Instruments, Inc. Simultaneous analysis of analytes by immunoassay using capillary electophoresis with laser induced fluorescence
SG89281A1 (en) * 1999-06-04 2002-06-18 Ce Resources Pte Ltd Potential gradient detector for electrophoresis
US7329388B2 (en) * 1999-11-08 2008-02-12 Princeton Biochemicals, Inc. Electrophoresis apparatus having staggered passage configuration
CN1898374B (zh) * 2003-10-24 2012-12-05 埃格尼股份有限公司 集成的生物-分析和样品制备系统
AU2010256429B2 (en) * 2009-06-05 2015-09-17 Integenx Inc. Universal sample preparation system and use in an integrated analysis system
US20160187293A1 (en) * 2011-06-10 2016-06-30 The Arizona Board of Regents Acting for and on behalf of University of Arizona Electrophoresis system
US20150136604A1 (en) * 2011-10-21 2015-05-21 Integenx Inc. Sample preparation, processing and analysis systems
WO2014153099A2 (en) * 2013-03-14 2014-09-25 Pulmonary Analytics Method for using exhaled breath to determine the presence of drug
JP6422131B2 (ja) * 2013-11-12 2018-11-14 公立大学法人福島県立医科大学 分離分析用キャピラリーデバイス、分離分析用マイクロ流体チップ、タンパク質又はペプチド分析方法、電気泳動装置、及び分離分析用マイクロ流体チップ電気泳動装置
CN105203746B (zh) * 2015-10-26 2017-07-14 深圳华迈兴微医疗科技有限公司 一种poct化学发光免疫分析系统及其分析方法
EP3497435B1 (en) * 2016-08-15 2023-07-12 University Of Tasmania Inorganic ion detection system and methods
WO2018067976A1 (en) * 2016-10-06 2018-04-12 The Regents Of The University Of California Volumetric micro-injector for capillary electrophoresis

Also Published As

Publication number Publication date
AU2020339743A1 (en) 2022-05-12
CN114631021A (zh) 2022-06-14
WO2021038112A9 (en) 2022-04-21
EP4049017A2 (en) 2022-08-31
WO2021038112A2 (en) 2021-03-04
CA3193454A1 (en) 2021-03-04
WO2021038112A3 (en) 2021-05-27
KR20220053015A (ko) 2022-04-28
US20220178825A1 (en) 2022-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220178825A1 (en) Apparatus and method for determination of banned substances
Saar-Reismaa et al. In situ determination of illegal drugs in oral fluid by portable capillary electrophoresis with deep UV excited fluorescence detection
US9816980B2 (en) Apparatus and corresponding method for sampling and analyzing drugs and respective metabolites in breath air, particularly suitable for performing road drug tests
JP4381820B2 (ja) 生体組織検査用マイクロ抽出装置
Sisco et al. Rapid analysis of trace drugs and metabolites using a thermal desorption DART-MS configuration
Xue et al. Rapid and sensitive detection of drugs of abuse in sweat by multiplexed capillary based immuno-biosensors
Mazina et al. A rapid capillary electrophoresis method with LED-induced native fluorescence detection for the analysis of cannabinoids in oral fluid
Tagliaro et al. Hair analysis by using radioimmunoassay, high-performance liquid chromatography and capillary electrophoresis to investigate chronic exposure to heroin, cocaine and/or ecstasy in applicants for driving licences
JP2020098202A (ja) アッセイシステムおよびカートリッジデバイス
MXPA06003765A (es) Dispositivo de prueba de diagnostico y metodo para el uso del mismo.
ATE382865T1 (de) Analysevorrichtung und -verfahren mit probenqualitätsmessung
CN108152430A (zh) 基于prm检测的卵巢癌标志物检测试剂盒及检测方法
Xu et al. Potential analytical methods for on-site oral drug test: Recent developments and applications
CN103278557A (zh) 利用非表面接触型大气压离子化/四级杆-飞行时间质谱技术定量分析药物的方法
CN111189954A (zh) 一种tlc-sers联用检测毛发中毒品的方法
US20160154015A1 (en) Microfluidic device to detect cannabis in body fluids
Lua et al. A rapid and sensitive ESI-MS screening procedure for ketamine and norketamine in urine samples
CN206095945U (zh) 一种针对水中污染物检测的sers检测装置
CN201110825Y (zh) 激光双模式微体积样品分析装置
CN110208358A (zh) 一种高频振动雾化电离探针装置及方法
JP3615425B2 (ja) 含窒素有機物分析装置
CN107607489B (zh) 一种百草枯快速检测方法及其检测装置
CN220271169U (zh) 一种荧光分析仪
JP2004108972A (ja) 液体の有害性診断方法
CN117147819A (zh) 浓度估计试剂盒和浓度估计方法

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7426

Effective date: 20220927

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20220927

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221129

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20221129

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230616

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240221

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240401