JP2024502735A - オープンポートインターフェースを通した流動を制御するためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
サンプルを受け取るためのオープンポートインターフェースを有する質量分析法デバイスのネブライザプローブ内の電極の位置を調節する方法は、電極の第1の位置と第1の流量とを含む第1の分析条件において、サンプルの第1の分析を実施することを含む。第1の分析を実施した後、サンプルの第2の分析が、電極の第1の位置と第1の流量より高い第2の流量とを含む第2の分析条件において実施される。その後、サンプルの第3の分析が、電極の第2位置と第2の流量とを含む第3の分析条件において実施される。
Description
(関連出願の相互参照)
本願は、PCT国際特許出願として2021年12月21日に出願されており、2020年12月21日に出願された米国仮出願第63/128,572号、および2021年5月11日に出願された米国仮出願第63/186,929号の利益および優先権を主張し、両願は、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる。
本願は、PCT国際特許出願として2021年12月21日に出願されており、2020年12月21日に出願された米国仮出願第63/128,572号、および2021年5月11日に出願された米国仮出願第63/186,929号の利益および優先権を主張し、両願は、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる。
高処理能力サンプル分析は、創薬プロセスにとって極めて重要である。質量分析法(MS)ベースの方法は、非常に優れた感度、選択性、および特異度性を伴う広範な被分析物の無標識ユニバーサル質量検出を達成することができる。結果として、創薬のためのMSベースの分析の処理能力を改良することに大きな関心がある。特に、MSベースの分析のためのいくつかのサンプル導入システムは、より高い処理能力を提供するために改良されてきている。
音響液滴射出(ADE)は、高処理能力質量分析法のためのサンプル導入システムを提供するために、オープンポートインターフェース(OPI)と組み合わせられている。ADEデバイスおよびOPIが、質量分析計に結合されると、システムは、音響射出質量分析法(AEMS)システムと称され得る。
AEMSシステムの分析性能(感度、再現性、処理能力等)は、ADEデバイスおよびOPIの性能に依存する。ADEデバイスおよびOPIの性能は、これらのデバイスに関する動作条件またはパラメータの選択に依存する。
本明細書に説明される技術は、OPIにおける輸送液体の流量と、質量分析法デバイスのエレクトロスプレーイオン化(ESI)源における高流動ネブライザガスによって生成されるベンチュリ吸引力との平衡を保つ。生成されるベンチュリ吸引力は、輸送流体およびサンプルをOPIからESIに引き込む。ネブライザプローブに対する電極の位置(例えば、プローブの先端を越える突出)は、輸送液体をOPIから引き込むESIにおいて生成される陰圧に影響を及ぼす。平衡を保たれたシステムは、輸送液体をOPIから適切に引き込むように、ESIにおいて、十分な吸引力を生産する。本明細書に説明される技術は、輸送液体の最大流量が、OPIに送達されることを可能にする一方、依然として、ESIの電極の適切な位置付けに起因して、検出器における測定可能かつ再現可能な結果を生産する。
一側面では、技術は、サンプルを受け取るためのオープンポートインターフェースを有する質量分析法デバイスのネブライザプローブ内の電極の位置を調節する方法に関し、方法は、ネブライザプローブ内の電極の第1の位置と、第1の流量とを備えている第1の分析条件において、サンプルの第1の分析を実施することであって、第1の分析を実施することは、第1の位置における電極からサンプルを射出しながら、第1の流量で、輸送液体をオープンポートインターフェースに送達することと、質量分析法デバイスを用いて、第1の分析条件におけるサンプルを分析し、第1の分析条件のイオン強度信号を取得することとを含む、ことと、第1の分析を実施した後、ネブライザプローブ内の電極の第1の位置と、第1の流量より高い第2の流量とを備えている第2の分析条件において、サンプルの第2の分析を実施することであって、第2の分析を実施することは、第1の位置における電極からサンプルを射出しながら、第2の流量で輸送液体をオープンポートインターフェースに送達することと、質量分析法デバイスを用いて、第2の分析条件におけるサンプルを分析し、第2の分析条件のイオン強度信号を取得することとを含む、ことと、第2の分析を実施した後、ネブライザプローブ内の電極の第2の位置と、第2の流量とを備えている第3の分析条件において、サンプルの第3の分析を実施することであって、第3の分析を実施することは、第2の位置における電極からサンプルを射出しながら、第2の流量で輸送液体をオープンポートインターフェースに送達することを含む、こととを含む。ある例では、第1の分析を実施することは、第1の分析条件のイオン強度信号を表示することをさらに含み、第2の分析を実施することは、第2の分析条件のイオン強度信号を表示することをさらに含む。別の例では、第3の分析を実施すること、質量分析法デバイスを用いて、第3の分析条件において、サンプルを分析し、第3の分析条件のイオン強度信号を取得することをさらに含む。また別の例では、第3の分析を実施することは、第3の分析条件のイオン強度信号を表示することをさらに含む。さらなる別の例では、第1の分析条件のイオン強度信号は、ピーク高さ、ピーク幅、少なくとも2つの隣接するピーク間のベースライン、ピーク間変動量、およびピーク形状のうちの少なくとも1つによって特徴付けられる。
上記側面の別の例では、方法は、第1の分析条件のイオン強度信号と第2の分析条件のイオン強度信号との間の第1の所定の閾値による偏差を検出することと、少なくとも部分的に偏差に基づいて、電極調節信号を送信することとをさらに含む。ある例では、電極調節信号を送信することは、ネブライザプローブ内の電極の位置の調節を開始することと、第1の分析条件のイオン強度信号と第2の分析条件のイオン強度信号との間の第1の所定の閾値未満の低減させられた偏差を検出することと、少なくとも部分的に低減させられた偏差の検出に基づいて、ネブライザプローブ内の電極の位置の調節を終了することであって、電極の位置の調節の終了時のネブライザプローブ内の電極の位置は、第2の位置である、こととを含む。別の例では、電極調節信号を送信することは、視覚信号および可聴信号のうちの少なくとも1つを放出することを含む。
別の側面では、技術は、輸送液体を受け取るためのオープンポートインターフェースを有する質量分析法デバイスのネブライザプローブ内の電極の位置を調節する方法に関し、方法は、ネブライザプローブに対する第1の位置における電極から輸送液体を射出しながら、第1の流量で、輸送液体をオープンポートインターフェースに送達することと、質量分析法デバイスを用いて、射出された輸送液体を分析し、試験化合物の強度信号と、関連付けられる雑音とを含む分析信号を生成することと、試験化合物の強度信号の生成後、ネブライザプローブに対する第2の位置における電極から輸送液体を射出しながら、第1の流量で、輸送液体をオープンポートインターフェースに送達することであって、第1の流量で、輸送液体をオープンポートインターフェースに送達することは、実質的に、試験化合物の強度信号からの雑音を排除する、こととを含む。ある例では、方法は、分析信号から雑音を実質的に排除した後、ネブライザプローブに対する第2の位置における電極から輸送液体を射出しながら、より高い第2の流量で輸送液体をオープンポートインターフェースに送達することであって、第2の流量で輸送液体をオープンポートインターフェースに送達することは、分析信号に雑音を導入する、ことと、試験化合物の強度信号の生成後、ネブライザプローブに対する第3の位置における電極から輸送液体を射出しながら、第2の流量で輸送液体をオープンポートインターフェースに送達することであって、第2の流量で輸送液体をオープンポートインターフェースに送達することは、実質的に、試験化合物の強度信号からの雑音を排除する、こととをさらに含む。別の例では、試験化合物の強度信号は、強度、雑音、信号事象周期性、および信号事象持続時間のうちの少なくとも1つによって特徴付けられる。また別の例では、方法は、試験化合物の強度信号と雑音との間の第1の所定の閾値による偏差を検出することを含む。さらなる別の例では、方法は、少なくとも部分的に検出に基づいて、電極調節信号を送信することを含む。
上記側面の別の例では、電極調節信号を送信することは、ネブライザプローブ内の電極の位置の調節を開始する。別の例では、電極調節信号を送信することは、視覚信号および可聴信号のうちの少なくとも1つを放出することを含む。別の例では、第1の位置にあるとき、ネブライザプローブ上のインデックス特徴は、第1の位置付け構成にあり、第2の位置にあるとき、ネブライザプローブ上のインデックス特徴は、第2の位置付け構成にある。
別の側面では、技術は、サンプルを受け取るように構成されたオープンポートインターフェイス(OPI)と、輸送液体をOPIの中に圧送するように構成された液体ポンプと、OPIと液体連通しているエレクトロスプレーイオン化(ESI)源であって、ESI源は、ネブライザプローブ内の電極を含み、電極は、プローブ内で移動可能に位置付け可能である、エレクトロスプレーイオン化(ESI)源と、ESI源から放出されるイオンを検出するように構成された検出器と、プロセッサと、命令を記憶するメモリとを含む質量分析器具に関し、命令は、プロセッサによって実行されると、質量分析器具に、第1の流量で、輸送液体をOPIの中に圧送することと、第1の流量での圧送中、第1の位置に位置付けられた電極を用いて、ESI源を通して、検出器によって分析されるべき輸送液体およびサンプルのうちの少なくとも1つを射出することと、射出された輸送液体およびサンプルのうちの少なくとも1つを分析し、イオン強度信号を取得することと、イオン強度信号を表示することと、ユーザからの入力を受信することと、少なくとも部分的に入力に基づいて、第1の位置における電極を用いて、ESI源を通して、輸送液体およびサンプルのうちの少なくとも1つを射出しながら、第2の流量で輸送液体をOPIの中に圧送することと、第2の位置における電極を用いて、ESI源を通して、輸送液体およびサンプルのうちの少なくとも1つを射出しながら、第1の流量で、輸送液体をOPIの中に圧送することとのうちの少なくとも1つを実施する、こととを含む、動作の組を実施させる。ある例では、イオン強度信号は、サンプルに関連付けられている。別の例では、イオン強度信号は、輸送液体に関連付けられている。また別の例では、質量分析器具は、輸送液体源と、輸送液体源に連通可能に結合された試験液体インターフェースとをさらに含む。さらなる別の例では、動作の組は、サンプルを輸送液体に導入することをさらに含む。
図1は、ADE102をOPIサンプリングインターフェース104およびESI源114と組み合わせる例示的システム100の概略図である。システム100は、質量分析法デバイス等の質量分析器具であり得、それは、サンプリングOPIの開放端内で受け取られる被分析物をイオン化し、質量分析するためである。そのようなシステム100は、例えば、米国特許第10,770,277号(その開示が、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる)に説明されている。ADE102は、液滴108をリザーバ112からサンプリングOPI 104の開放端の中に射出するように構成された音響射出器106を含む。図1に示されるように、例示的システム100は、概して、1つ以上のサンプル被分析物を含む液体を(例えば、エレクトロスプレー電極116を経由して)イオン化チャンバ118の中に吐出するためのESI源114と液体連通するサンプリングOPI 104と、質量分析器検出器(概して、120において描写される)とを含み、質量分析器検出器は、ESI源114によって生成されるイオンの下流処理および/または検出のために、イオン化チャンバ118と連通する。ESI源114のネブライザプローブ138およびエレクトロスプレー電極116の構成に起因して、ESI源114から射出されるサンプルは、気相に変換される。液体取り扱いシステム122(例えば、1つ以上のポンプ124および1つ以上の導管125を含む)は、溶媒リザーバ126からサンプリングOPI 104へ、サンプリングOPI 104からESI源114への液体の流動を提供する。溶媒リザーバ126(例えば、液体、脱着溶媒を含む)は、供給導管127を経由して、サンプリングOPI 104に液体結合されることができ、供給導管127を通して、液体が、ポンプ124(例えば、往復式ポンプ、回転式、ギア式、プランジャ式、ピストン式、蠕動式、ダイヤフラムポンプ等の容積型ポンプ、または重力式、インパルス式、空気圧式、動電学的、および遠心分離ポンプ等の他のポンプ)によって、選択された体積率で送達され得る(全て非限定的な例である)。本明細書に説明されるある方法と関連する試験液体インターフェース129も、供給導管127に結合されて描写される。下記に詳細に議論されるように、サンプリングOPI 104の中へ、およびそれから外への液体の流動は、開放端においてアクセス可能であるサンプル空間内で生じ、それによって、1つ以上の液滴108が、サンプル先端において、液体境界128の中に導入され、続いて、ESI源114に送達されることができる。
システム100は、音響エネルギーを生成するように構成されたADE102を含み、音響エネルギーは、リザーバ110内に含まれる液体に適用され、それは、リザーバ110からサンプリングOPI 104の開放端の中に1つ以上の液滴108が射出されることを引き起こす。コントローラ130が、ADE102に動作可能に結合されることができ、ADE102の任意の側面(例えば、集束構造、音響射出器106、リザーバ110を音響射出器106と整列して位置付けるように可動ステージ134を移動させるための自動化要素132等)を動作させるように構成されることができる。これは、ADE106が、非限定的な例として、実質的に連続的に、または実験プロトコルの選択された部分に関して、本明細書に別様に議論されるようにサンプリングOPI 104の中に液滴108を注入することを可能にする。コントローラ130は、限定ではないが、マイクロコントローラ、コンピュータ、マイクロプロセッサ、または、制御信号およびデータを送信および受信することが可能である任意のデバイスであり得る。コントローラ130とシステム100の残りの要素との間の有線または無線接続は、描写されないが、当業者に明白であろう。
図1に示されるように、ESI源114は、加圧ガス(例えば、窒素、空気、または希ガス)の源136を含むことができ、源136は、エレクトロスプレー電極116の排出端を包囲するネブライザプローブ138に高速噴霧ガス流を供給する。描写されるように、エレクトロスプレー電極116は、ネブライザプローブ138の遠位端から突出する。加圧ガスは、エレクトロスプレー電極116から吐出される液体と相互作用し、質量分析器検出器120によるサンプリングのために、サンプル噴煙の形成および噴煙内のイオン解放を向上させる(例えば、高速噴霧流と液体サンプル(例えば、被分析物-溶媒希釈)の噴射との相互作用によって)。吐出される液体は、ウェルプレート112の各リザーバ110から受け取られる液体サンプルLSの別々の体積を含み得る。液体サンプルLSの別々の体積は、典型的に、溶媒Sの体積によって、互いから分離される(したがって、溶媒の流動が液体サンプルLSをOPI 104からESI源114に移動させるので、この溶媒は、本明細書では、輸送液体とも称され得る)。ネブライザガスは、様々な流量において、例えば、約0.1L/分~約20L/分の範囲内で供給されることができ、それも、コントローラ130の影響下で(例えば、弁140を開放および/または閉鎖することによって)制御されることができる。
ネブライザガスの流量が、調節され(例えば、コントローラ130の影響下で)、それによって、サンプリングOPI 104内の液体の流量が、吸着/吸引力に基づいて調節されることができることが理解されるであろう(吸着/吸引力は、例えば、被分析物-溶媒希釈がエレクトロスプレー電極116から吐出される(例えば、ベンチュリ効果に起因して)につれて、ネブライザガスと被分析物-溶媒希釈との相互作用によって生成される)。イオン化チャンバ118は、大気圧において維持され得るが、いくつかの例では、イオン化チャンバ118は、大気圧より低い圧力に排気されることができる。
また、質量分析器検出器120が、様々な構成を有し得ることも、当業者によって、かつ本明細書の教示に照らして理解されるであろう。概して、質量分析器検出器120は、ESI源114によって生成されるサンプルイオンを処理(例えば、濾過、分別、解離、検出等)するように構成される。非限定的な例として、質量分析器検出器120は、三連四重極質量分析計、または当技術分野において公知であり、本明細書の教示に従って修正される任意の他の質量分析器であり得る。本明細書に開示されるシステム、デバイス、および方法の種々の側面に従って修正され得る他の非限定的例示的質量分析計システムは、例えば、「Product ion scanning using a Q-q-Q linear ion trap (Q TRAP) mass spectrometer」と題され、James W.HagerおよびJ.C.Yves Le Blancによって執筆され、Rapid Communications in Mass Spectrometry (2003;17:1056-1064)において公開される論文、および「Collision Cell for Mass Spectrometer」と題された米国特許第7,923,681号(その開示が、本明細書に参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる)に見出されることができる。
限定ではないが、本明細書に説明されるそれらおよび当業者に公知である他のそれらを含む他の構成も、本明細書に開示されるシステム、デバイス、および方法と併せて利用されることができる。例えば、他の好適な質量分析計は、単一四重極、三連四重極、ToF、トラップ、およびハイブリッド型分析器を含む。任意の数の追加の要素が、例えば、イオン化チャンバ118と質量分析器検出器120との間に配置され、高磁場と低磁場との間のそれらの移動度の差異に基づいて、イオンを分離するように構成されたイオン移動度分光計(例えば、差動移動度分光計)を含むシステム100内に含まれ得ることが、さらに理解されるであろう。加えて、質量分析器検出器120が、検出器を備えていることができ、検出器が分析器検出器120を通過するイオンを検出でき、検出器が、例えば、検出される毎秒イオン数を示す信号を供給できることが理解されるであろう。
図2は、ESI源200、すなわち、ネブライザプローブ202および内側エレクトロスプレー電極204の部分的斜視図である。ネブライザプローブ202は、液体が、上で説明されるもの等のイオン化チャンバの中に吐出され得る遠位端208を含む外側導管206を含む。筐体210は、ネブライザプローブ202を質量分析法デバイス内に固定するために利用され得る。筐体210は、エレクトロスプレー電極204が通過する、中心チャネル212を画定する。エレクトロスプレー電極204は、中心チャネル212の嵌め合うねじ山付き部分内で受け取られ得るねじ山付き基部214に接続され得る。ねじ山付き基部214内では、エレクトロスプレー電極204は、質量分析法デバイスの液体取り扱いシステムの導管216に流体結合され得る。フェルール218は、ねじ山付き基部214の一部を包囲し得、ネブライザプローブ202の外側導管206内のエレクトロスプレー電極204の先端(図示せず)を遠位端または先端208に向かって前進させるように回転させられ得る。圧縮可能O環またはガスケット215は、中心チャネル212内のねじ山付き基部214の深さにかかわらず、ガス密封を維持するように、フェルール218と筐体210との間に配置され得る。フェルール218の反対方向における回転は、エレクトロスプレー電極204の先端を遠位端208から離れるように後退させ得る。
フェルール218の回転は、機械化されるか、または手動であるかのいずれかであり得る。前者の実装では、モータ220が、エレクトロスプレー電極204を前進または後退させるために使用され得る。後者では、フェルール218および/または筐体210上またはその中に、いくつかのタイプのインデックス特徴を含むことが、有利であり得る。図2では、可視インジケータ222が、筐体210上に配置される。複数の基準マーカ224が、フェルール218上に配置された基準マーカ224は、ローレット加工の着色部分、隆起特徴、着色または非着色線、またはインジケータ222と選択的に整列させられ得る他のマーカであり得る。したがって、1つの基準マーカ224から別のものへのフェルール218の回転は、ネブライザプローブ202に対するエレクトロスプレー電極204の位置を変化させ得る。例では、ESI源200は、エレクトロスプレー電極204は、基準マーカ224aがインジケータ222と整列させられ、したがって、初期位置に位置付けられた状態で出荷され得る。ユーザは、次いで、下記により詳細に説明されるように、生成される信号を最適化するエレクトロスプレー電極204の位置を設定するために、要求されるまたは所望されるようにフェルール218を回転させ得る。種々の基準マーカ224のインジケータ222との整列によって示される種々の位置の各々は、インデックス特徴の異なる位置付け構成であると見なされ得る。
可視インジケータ222に加えて(またはそれの代わりに)、インデックス特徴は、触覚フィードバック(戻り止めが、複数の嵌め合う特徴と嵌め合い得る形態で)、またはフェルールが複数の位置間で回転させられると、「クリック」音を生成し得る可聴フィードバックをユーザに提供し得る。図2に描写される例と同様、選択的に嵌め合う特徴を伴う戻り止めの整列によって示される種々の位置の各々は、インデックス特徴の異なる位置付け構成であると見なされ得る。他の例では、フェルール218の回転は、電動および手動調節の両方によるものであり得る。さらに、各基準マーカ224は、数字または文字等の可視識別特徴を含み得る。図2では、識別特徴「0」および「4」が、それぞれ、最初の基準マーカ224aおよび最後の基準マーカ224eに関連付けて示される。特徴「1」、「2」、および「3」も他の基準マーカ224に近接して含まれ得るが、明瞭性のために、描写されていない。
ノズルプローブ202に対するエレクトロスプレー電極204の位置(例えば、その中に配置された位置、またはそれから突出する位置)は、分析感度および再現性、処理能力、およびマトリクス許容誤差を決定するベンチュリ吸引力の強さに直接関係する。加えて、その位置は、データの再現性に直接影響を与える。突出が、約40ミクロン外れたとき、データ変動係数は、特に、複数の構成要素を同時に監視するとき、著しく増加させられる。典型的に、製造プロセス中、ノズルプローブ202に対するエレクトロスプレー電極204の位置を適切に設定することは困難であり、それは、性能の低減を結果としてもたらす。ある例では、異なる顧客の施設において変動し得るネブライザガスの流量は、エレクトロスプレー電極204の適切な位置を決定付け得る。さらに、プローブ間の相違は、存在する極小許容誤差で制御されることができない。したがって、ユーザの施設において存在する条件に関して、エレクトロスプレー電極204を位置付けることは、有利である。既知の例では、この位置付けプロセスは、OPIにおける流量を監視し、液体境界(図1の128)が、渦状態(図1では、略上向きに)または平坦状態(略平坦)から氾濫状態(略下向きに)に遷移したときに注目することによって遂行された。さらに、いくつかのAEMSデバイスでは、OPIは、固定された位置で下に向いており、滴下センサは、液体境界128がOPI 104から下向きに突出する氾濫状態中、システム全体の動作を自動的に終了する。したがって、エレクトロスプレー電極204の位置をユーザの施設において、より迅速に位置付けるための努力において、氾濫状態を遷移点として使用することは、望ましくないこともある。
図3は、質量分析法デバイスにおいて、種々の流量におけるサンプルに関する(例えば、秒毎のカウントで測定される)イオン強度信号のプロットを描写する。プロットは、比較目的のために、互いに隣接して描写されている。イオン強度信号のピーク形状と流量と間の関係が、描写され、この場合、ネブライザプローブに対するエレクトロスプレー電極の位置が、固定されている。470マイクロリットル/分の動作可能な輸送液体の流量において、イオン強度信号(信号ピーク、ピーク幅、および信号ベースラインのうちの1つ以上のものによって特徴付けられるような)は、かなり一貫している。流量が、動作可能な流量範囲を超えて(例えば、500マイクロリットル/分まで)増加させられるとき、ピークは、不安定かつより幅広くなり始める。別の例は、530マイクロリットル/分の流量において描写され、この場合、OPIにおける表面メニスカスが、渦と平坦との間で揺れ、一貫していない(または未解決)信号を結果としてもたらす。さらにより高い流量において(例えば、描写される560マイクロリットル/分において)、OPIにおける表面メニスカスは、ドーム化し始め、滴下し得る。OPIにおけるこのドーム形状は、滴下センサをトリガし得、それは、既存のデバイス内の質量分析法デバイスを停止させ得る。図3に提示される条件の観点から、本発明者らは、(470マイクロリットル/分の流量において描写されるもの等の)良好な解決ピークと、変動の激しい/より幅広なピーク形状(例えば、図3の500~530マイクロリットル/分)との間の遷移状態が、ネブライザプローブ内のエレクトロスプレー電極の位置によってもたらされ得ることを決定している。エレクトロスプレー電極の位置を変更することによって、依然として、解決信号を維持しながら、OPIにおけるより高い流量が、可能である。
したがって、本明細書に説明される技術は、OPIへの流動を維持しながら、(最強吸引力のために)高速エレクトロスプレー電極の位置付けのための新たな方法を利用する。方法は、一貫した様式で、液体取り扱いシステムの導管216を通して、液体サンプルの輸送にとって最適であるネブライザノズル(ネブライザプローブ202の遠位端208に位置する)における圧力降下を達成することを可能にする。ネブライザプローブ202の遠位端208に対するエレクトロスプレー電極204の位置は、ガス膨張の部分、したがって、それが経験する低減させられた圧力を決定する。ネブライザガスは、液体サンプルを分散させ、図1に描写されるOPIからの液体を吸引するように作用する。より具体的に、エレクトロスプレー電極204の先端が遠位端208を越えて突出する距離は、OPIからの(したがって、導管を通して輸送液体および液体サンプルを引き込む)導管内の負の圧力差を決定する。特定の流量におけるエレクトロスプレー電極の望ましい位置は、OPIにおける液体境界の渦または平坦状態を維持し、したがって、存在し得る任意の氾濫センサのトリガを防止する。
図4Aおよび4Bは、例えば、質量分析法デバイスにおいて見られるようなESIのネブライザプローブ内の電極の位置を調節する方法400を描写する。方法400を開始することに先立って、(例えば、図2に描写されるような)ネブライザプローブ内のエレクトロスプレー電極の位置は、初期位置に設定される。これは、製造施設またはユーザの施設において(例えば、質量分析法デバイスを点検するとき、技術者によって)実施され得る。初期位置は、エレクトロスプレー電極204の先端の突出の長さによって測定され得、典型的な動作範囲より長くあり得る。ある例として、動作中に使用される典型的な突出は、約300ミクロンであり得るが、初期突出位置は、約400~450ミクロンにおいて設定され得る。これは、突出が、図4に描写される方法400の実施中、低減させられることを可能にする。図2に関して上で説明されるように、突出の長さは、フェルール218において、ねじ山付き基部214を回転させる(またはモータ220を動作させる)ことによって、低減させられ得る(したがって、この位置は、特定のユーザのために設定される)。
電極が、初期位置に設定されると、輸送流体流は、OPIに送達され、(例えば、ウェルプレートからOPIの中に射出されるような)輸送流体とサンプルとの混合物が、ネブライザプローブから射出される。この混合物は、輸送流体中のサンプルの希釈物である。輸送流体の流量は、(例えば、当業者には明白であるようなOPIの氾濫流量に基づいて)、結果として生じるイオン強度信号が解決される(例えば、信号を視認しながら、技術者によって決定されるように)まで、増加または減少させられ得る。イオン強度信号は、技術者または操作者が、表示された信号を評価するために十分な情報を提供する。技術者または操作者が、信号が、初期電極位置において、かつ特定の流量において、十分に定義される(例えば、解決される)ことを決定する場合、第1の分析条件は、既知である。第1の分析条件が既知であると、電極の位置は、例えば、下記の方法400と一貫して、さらに調節され得る。
方法400は、図4Aの破線ボックス401によって描写される第1の分析条件において、混合物の第1の分析を実施することから開始される。第1の分析条件は、上で説明されるように、ネブライザプローブ内の電極の初期位置、およびOPIの中への輸送液体の第1の流量によって特徴付けられ得る。第1の分析は、第1の流量で、輸送液体をOPIに送達すること(動作402)を含む。その後、プローブ内の初期または第1の位置におけるESIの電極から混合物を射出すること(動作404)が、実施される。第1の分析条件中、ESIから射出される混合物は、次いで、質量分析法デバイスを用いて分析され得る(動作406)。この分析は、例えば、下記の図5Aの左側に描写されるように、第1の分析条件のイオン強度信号を生成する。実施される分析は、質量分析法デバイスの技術分野において周知である。随意の動作408では、この第1の分析条件のイオン強度信号が、表示される。その表示は、デバイスの初期設定、デバイスの点検等を実施していることもあるデバイスの熟練した技術者または操作者による信号の視覚的評価にとって十分であり得る。第1の分析条件のイオン強度信号は、ピーク高さ、ピーク幅、少なくとも2つの隣接するピーク間のベースライン、ピーク間変動、およびピーク形状のうちの少なくとも1つによって特徴付けられる。事実上、動作402-408は、(解決信号を達成するために、電極の初期位置および輸送流体の流量によって定義される)第1の分析条件が、既知となると、実施される。第1の分析条件のイオン強度信号の表示は、完全にまたは部分的に自動化されたシステムにおいて、随意であり、図4Bの文脈において、より詳細に説明される。
第1の分析を実施した後、方法400は、図4Aの破線ボックス411によって描写される第2の分析条件において、第2の分析を実施することを継続する。第2の分析条件は、ネブライザプローブ内の電極の第1の位置、および輸送液体の第2の流量によって特徴付けられ得る。第2の分析は、第2のより高い流量において、輸送液体をOPIに送達すること(動作412)を含む。サンプルは、プローブ内の初期または第1の位置におけるESIの電極から射出される(動作414)。第2の流量は、反復的に決定され得る。すなわち、電極は、輸送液体が、連続的により高い流量において、OPIに送達されている間、第1の位置内に留まったままであり得る。第2の分析条件中にESIから射出される混合物は、これらの反復的により高い射出中、質量分析法デバイスを用いて分析され得る(動作416)。この分析は、第2の分析条件のイオン強度信号を生成する。完全にまたは部分的に自動化されたシステムでは、この第2の分析条件のイオン強度信号は、第1の分析条件のイオン強度信号と比較され、したがって、方法400の流動を図4Bに描写される調節ループ400aに方向転換させ得る。しかしながら、自動化されない方法では、随意の動作418、すなわち、第2の分析条件のイオン強度信号を表示することが、実施される。第1の分析条件と同様、技術者または操作者は、再度、イオン強度信号を視覚的に評価し得る。(例えば、上で識別される信号特性によって定義されるような劣化または未解決信号に関する)第1の分析の実施から十分に外れた第2の分析の実施から生成されるイオン強度信号は、OPIにおけるこの上昇させられた第2の流量でESIのエレクトロスプレー電極の望ましくない位置を示すであろう。これは、例えば、図5Aの右側および図5Bの左側に、信号として描写される。その後、この第2の流量におけるイオン強度信号は、電極の位置を変更することによって、解決されなければならない。
第2の分析のイオン強度信号を解決するために、図4Aの破線ボックス421によって描写される第3の分析条件において、第3の分析を実施することが、実施される。第3の分析条件は、ネブライザプローブ内の電極の第2の位置、および輸送液体の第2の流量によって特徴付けられ得る。第3の分析は、第2の流量で輸送液体をOPIに送達すること(動作422)を含む。混合物は、プローブ内の第2の位置におけるESIの電極から射出される(動作424)。第2の位置は、反復的に決定され得る。すなわち、電極は、第2の流量で輸送液体が、OPIに送達されている間、第2の位置内に設置され得る。その後、サンプルは、射出され得、第3の分析条件は、本明細書に説明されるように、分析され得る(動作426)。所望される場合、第3の分析条件のイオン強度信号は、表示され得(動作428)、したがって、信号が、イオン強度信号が解決されたかどうかを決定するために、技術者または操作者によって視覚的に査定され得る。該当する場合、この第2の位置は、その特定の流量に関する適切な位置として記憶され得る。該当しない場合、第2の位置は、調節され、サンプルは、輸送液体が、第2の流量でOPIに送達されている間、ESIから射出され得る。この信号は、再度、視覚的に査定され得る。これは、イオン強度信号が、解決されるまで、電極位置に対する漸増的な変更を伴って、反復的に実施され得る。
例では、電極のさらなる位置付けが、イオン強度信号を解決することができない場合、最大流量が、達成され得る。したがって、技術者または操作者は、次いで、質量分析法デバイスの後続の使用のために、電極を最後に保存された位置および関連付けられる流量に戻し得る。別の例では、プローブに対する電極のさらなる位置付けは、構造的限定に起因して、不可能であり得る。その場合、技術者または操作者は、次いで、電極を最後に保存された位置および関連付けられる流量に戻し得る。
上で説明される方法400は、質量分析法デバイスが、ある動作を実施し、技術者または操作者が、イオン強度信号を視覚的に評価し、電極の位置を調節する構成を想定する。しかしながら、方法400は、完全にまたは部分的に自動化された側面も想定し、それは、ある程度の人間の相互作用を含む、ある方法に固有の主観性を除去し得る。そのような代替方法が、調節ループ400aとして、図4Bに描写される。この完全にまたは部分的に自動化された側面は、デバイスまたは技術者が、それぞれ、輸送液体の第2の流量構成を設定すること(動作414)を想定する。図4Aの動作416から、フローは、第1の分析条件のイオン強度信号と第2の分析条件のイオン強度信号との間の第1の所定の閾値による偏差を検出すること(動作450)から開始する。第1の閾値は、製造業者、エンドユーザ、または技術者または操作者によって設定され得る。第1および第2の分析条件におけるイオン強度信号の1つ以上の特性(信号ピーク、ピーク幅、および信号ベースライン等)が、比較され得る。第1の閾値からのこれらのうちの1つ以上のものの偏差(例えば、約1%、約5%、約10%等)は、方法400aが、信号が、このより高い流量において未解決であることを自動的に決定するために十分であり得る。したがって、方法400aは、少なくとも部分的に偏差に基づいて、電極調節信号を送信すること(動作452)を含む。方法400aの部分的に自動化されたバージョンでは、動作452は、視覚信号および可聴信号のうちの少なくとも1つを放出すること(動作454)を含み、したがって、プローブに対する電極の位置を調節するために、技術者または操作者に信号伝達する。これは、第3の分析条件において、サンプルの第3の分析を実施すること(動作421)に対応する。電極調節は、技術者または操作者によって反復的に実施され得、輸送液体は、(例えば、動作422および424に関して)上で説明されるように、第1の分析条件のイオン強度信号と第2の分析条件のイオン強度信号との間の偏差が、第1の所定の閾値未満まで偏差を低減させるまで、各後続の電極位置において、第2の流量で射出され(動作456)、それは、解決信号に対応するように、システムによって決定され得る。第1の閾値を下回ると、電極が、適切な第2の位置に到達しているので、端部調節信号が、放出され得る(動作458)。この第3の分析条件のサンプルが、(例えば、動作426と同様に)分析される。これは、例えば、図5Bの右側に、信号として描写される。
完全に自動化されたシステムでは、動作452は、プローブ内の電極の位置の調節を開始すること(動作460)を含む。その後、動作421が、実施される。電極調節は、反復的に実施され得、輸送液体は、第1の分析条件のイオン強度信号と第2の分析条件のイオン強度信号との間の偏差が、第1の所定の閾値未満まで偏差を低減させるまで、各後続の電極位置において、第2の流量で射出される(動作462)。第1の閾値を下回ると、電極が、第2の位置に到達しているので、さらなる調節が、終了され得る(動作464)。
図5Aおよび5Bは、図4Aおよび4Bの方法等の例示的方法によって実践されるような質量分析法デバイスにおいて、種々の位置において、電極から射出されるサンプルに関するイオン強度信号を描写し、輸送液体が、種々の流量において、導入される。イオン強度信号は、種々の流量および電極位置において、上で説明される方法の一部として表示されるそれらと同様であり得る。図5Aおよび5Bでは、エレクトロスプレー電極が、ネブライザプローブから突出する具体的な距離は、測定されず、むしろ、プロットは、例証的目的のために、第1および第2の突出(それぞれ、位置1および位置2)を描写することに留意されたい。図5Aの左側では、450マイクロリットル/分の輸送液体の流量、および電極位置1に対応するイオン強度信号が、描写される。信号ピーク、ピーク幅、および/または信号ベースラインによって特徴付けられるように、イオン強度信号は、第1の流量と併せて解決された信号を生産する初期電極位置を示す。電極を位置1に保持しながら、流量を480マイクロリットル/分のより高い率に増加させると、イオン強度信号は、もはや解決されていないことが技術者または操作者にとって容易に明白であり、それは、ネブライザプローブ内のエレクトロスプレー電極の位置を調節することを必要とするであろう。信号ピークの偏差も、例えば、完全にまたは部分的に自動化された方法において、450マイクロリットル/分の第1の流量におけるイオン強度信号から特定の閾値だけ外れているものとして検出され得る。閾値は、例では、約5%、約10%、約20%、または約25%であり得るが、他の偏差も、想定される。図5Bは、電極が、第1の位置にある間、480マイクロリットル/分の同一のより高い流量において、イオン強度信号における変化を描写する。位置が、(図5Bのプロットの右側の)位置2に変化すると、イオン強度信号は、解決される。この解決された信号は、その特定の流量において、望ましい結果のために位置付けられたネブライザプローブ内のエレクトロスプレー電極の位置2を示す。解決された信号は、訓練された技術者または操作者に容易に明白であろうが、図5Bのプロットの左側および右側の信号間の差異も、完全にまたは部分的に自動化された方法において、検出可能であろう。
図6は、OPIのネブライザプローブ内の電極の位置を調節する別の方法600を描写する。この方法600は、輸送液体流内から生成される信号を監視することに基づいており、輸送液体流は、その強度および雑音によって特徴付けられる一定の信号を与える一定の率でOPIに導入される。OPIを通した流量に応じて、信号は、所与の周期性の雑音事象の存在、および所与の周波数およびデューティサイクルの信号パルス出力によって、一定の状態から外れ得る。信号は、輸送流体中に存在する化合物単体に起因するか、または、輸送流体に添加される試験化合物からであり得る。イオンによって生成される信号の安定性は、OPIを通した流動モードを示す。OPIを通した異なる流動モードは、以下を含む:輸送液体が、何ら気泡を伴うことなく、導管を完全に充填し、信号雑音が、ネブライザにおいて、ESIプロセスに固有である平衡を保たれた流動;ESIからの吸引力がOPIに提供される輸送流体流の超過である過剰圧送状態。流動の変動が、結果としてもたらされ、結果として生じる信号において、特定のタイプの雑音として現れ得る。
随意の第1の動作601では、試験流体は、検出可能なイオンを生成する質量分析法デバイスの中に射出されるとき、例えば、図1に描写されるリザーバにおいて、またはそこからの流動経路に沿って(例えば、ポートにおいて)、輸送液体に導入され得る。容易に検出可能なイオンを生成するであろうそのような流体の例は、輸送流体自体、または検出可能な不純物または他の化合物を含む別の流体を含み得る。
方法600を開始することに先立って、(例えば、図2に描写されるような)ネブライザプローブ内のエレクトロスプレー電極の位置は、例えば、図4の方法400に関して上で説明されるように、初期位置に設定される。電極が、初期位置に設定されると、輸送流体流は、OPIに送達され、輸送流体が、ネブライザプローブから射出される。輸送流体の流量は、結果として生じる分析信号が、解決されるまで、例えば、信号を視認しながら、技術者によって決定されるように、(例えば、当業者に明白であるようなOPIの氾濫流量に基づいて)増加または減少させられ得る。そのような解決された信号は、図7Aの左側に描写され、この場合、試験信号強度を示す、信号スパイク(信号低減)が、描写され、信号内に存在する一般的な雑音と区別可能である。このプロセスは、図7Aの左側、図7Bの右側、および図7Cにおいて、および図7Dの0.7分~1.6分に示されるように、高雑音電極位置から開始する。最初に、そのような電極位置が、技術者によって設定される。
方法600は、第1の流量で、輸送液体をOPIに送達すること(動作602)から開始する。その後、輸送液体が、プローブ内の初期または第1の位置におけるESIの電極から射出される(動作604)。OPIとESIとの間の流体接続の観点から、動作602および604は、図6の破線によって示されるように、事実上、同時に実施され得る。ESIから射出される輸送液体は、次いで、質量分析法デバイスを用いて分析され得(動作606)、試験化合物の信号強度および安定性(雑音)を示す分析信号が、生成され得る。
分析信号の生成後、流動は、図6の破線によって示されるように、実質的に同時に実施される動作608および610に続く。動作608は、第1の流量で、輸送液体をオープンポートインターフェースに送達することを含む。動作610は、ネブライザプローブに対する第2の位置における電極から輸送液体を射出することを含む。部分的にこれらの同時および連続的な動作に起因して、ネブライザプローブに対する第2の位置における電極から輸送液体を射出すること(動作608)は、試験化合物信号における周期的なドロップアウト(低減スパイク、周期的であることも、そうでないこともある)によって引き起こされる雑音を排除する。雑音低減は、ESI先端における、より高い圧力降下の結果であり、ドロップアウトを引き起こす、OPI内の液体表面振動を排除する。試験信号強度のドロップアウトがないことによって特徴付けられる結果として生じる分析信号は、図7Aの右側および図7Bの左側に描写される。
図7A-7Cは、例示的方法600によって実践されるように、種々の流量において、質量分析法デバイスに導入されている試験化合物に関する分析信号を描写する。図7A-7Bは、2つの流動モード間の遷移を描写する。物理的に、本遷移は、OPIポート内の液体表面振動の開始または消去によって特徴付けられる。流動がポート内振動モードから低減させられるにつれて、最適なサンプル移送流動体系が、到達され、OPIの内側の液体表面の永久歪が液体表面振動に取って代わるので、ドロップアウトが、なくなる。図7Dは、OPI流動範囲全体を横断して、試験化合物信号の例を示す。図7Dでは、流量は、時間が増加するにつれて、段階的に減少し、異なる時間セグメントは、ネブライザガス流動が一定に保たれている間、ネブライザプローブからの固定された突出での電極を用いてOPIを動作させている間に遭遇される異なる流動モードを表す。第1の時間セグメント、すなわち、0.0~0.6分は、「氾濫」モードにおける試験信号を示す。このモードでは、圧力差がESI先端まで引き抜き得るより多くの輸送液体が、OPIポートに送達されている。結果として、流量に対するさらなる増加は、試験信号の強度または雑音を変化させない。何故なら、輸送流動は、閉流動モードで移動させられるからであり、閉流動モードは、その電極突出における最大送達可能流量を表す。最大値を超えた流量の増加は、過剰な液体がOPI縁から溢れることを引き起こす。試験信号がESI先端に送達される流量に比例するので、信号は、最大値を上回る流量とともに変化しない。最大値をわずかに下回るまで流量を低減させることは、時間セグメント0.7~1.6分内の試験信号雑音によって示されるように、ポート内に液体表面振動を導入する。同一の状態が、図7Aの左側、図7Bの右側、および図7Cにおいても示される。ドロップアウトの周波数および「深さ」等の雑音の具体的な性質は、実際の流量が最大(閉)流動をどの程度下回るかを示す。図7Dに示される信号品質における遷移はいずれも、電極突出の最適化のために使用され得るが、その目的のために最も容易に採用されるものは、高信号雑音状態の開始である。流量を低減させることは、ポート内の液体表面が永久歪みを受けるので、OPIポート内の液体表面振動をさらに排除し、雑音は、ポート内振動に関連付けられる雑音構成要素が排除されるので、低減させられる(例えば、図7A、7B、および7Cに見られる、試験信号内の下向きのスパイクが、排除される)。流量が、時間セグメント1.8~3.9分内に示されるこの流動モード内で低減させられるにつれて、より少ない試験化合物が、各流量低減を伴って、ESIに送達されているので、試験化合物の強度は、低下する。
図7Dの最後のセグメント、すなわち、4~4.9分は、液体が最大(閉)流量をはるかに下回る率でOPIに送達され、セグメント化された流動(輸送液体は、検出時間の一部のみに関して、ESIから退出する)をもたらす流動モードを表す。パルス信号のデューティサイクルは、この極端な流動モードにおける過剰圧送の程度を示す。
図7Dに示される信号パターンは、OPIとESI先端との間の圧力差に応じて、より高いまたはより低い流量にシフトするであろう。圧力差は、液体をESI先端に送達するための原動力を設定する。ネブライザノズルからの電極突出を調節することは、ESI先端を膨張するネブライザガスの異なる圧力体系に設置し、したがって、OPIとESI先端との間の異なる圧力差を設定する。電極突出に対する変化を伴う図7Dのグラフのシフトは、次いで、ネブライザノズルに対するその場所を最適化するために使用される。目的は、最高の理想的OPI輸送流量を達成することである。ネブライザガス流動を変更することも、グラフをシフトさせ、同様のプロセスが、ガス流動の膨張を最適化するために使用され得る。より具体的に、2つの異なる流動モード間の各遷移が生じる流動は、ネブライザによってESI先端において生成される圧力降下に依存する。圧力降下は、ESI先端に送達可能である平衡を保たれた最大流動も決定する。単一の平衡を保たれた流動が、所与の圧力降下に対して存在するであろう。圧力降下における変化は、平衡を保たれた流量を変化させ、したがって、信号における遷移を異なる流量にシフトさせるであろう。ESI先端とOPIとの間の圧力差がネブライザノズルからの電極突出とともに変化するので、平衡を保たれた流動は、異なる流動モード(体系)間の遷移であろうように、それとともに変化するであろう。遷移の各々は、試験化合物信号の適切な属性を検出することによって、最適な電極突出を達成するために、方法600と同様のプロセスにおいて使用されることができる。検出は、信号標準偏差における増加または減少のために、または代替として、ある周波数において、ある大きさのドロップアウトを検出するために調整されることができる。
図6に再び目を向けると、分析信号が、例えば、図4Aおよび4Bの方法400に関して上で説明されるように、表示され得る。電極は、2つのモード(流動モードおよび信号モードにおいて)間の遷移が、最高輸送液体流動設定において生じるように、手動または自動で調節される。したがって、動作612は、第2の流量で輸送流体をOPIに送達することを含む。(破線によって描写されるように)実質的に同時に、第2の位置におけるESIの電極から輸送液体を射出すること(動作614)が、実施され得る。これは、信号の変化を識別するために、ディスプレイを注視しながら、技術者または操作者の側で、流動の反復的な調節を要求し得る。システムが開始する最適条件から離れる程度に応じて、最大の平衡を保たれた流動に関する探索は、均一ステップまたは最大流動の高速場所のための二分アルゴリズムの形態をとり得る。
図6の方法600は、いくつかのタイプの技術者の相互作用を要求するものとして、上で説明されるが、ループ615は、試験化合物信号、そのドロップアウト、および/またはそれに関連付けられる雑音を検出し得る完全にまたは部分的に自動化された方法を説明する。方法600のこの部分は、試験化合物の信号強度に関連付けられる雑音との間の第1の所定の閾値による偏差を検出することが実施される動作616において開始される。閾値は、分析信号の特性、信号強度、その最小値、それらの周期性(周波数)、持続時間(デューティサイクル)、および関連付けられる雑音(%CV)、または本明細書の他の場所で説明されるような他の特性のうちのいずれかの1つ以上のものの比較に基づいて、決定され得る。第1の閾値からのこれらのうちの1つ以上のものの偏差(例えば、約1%、約5%、約10%等)は、十分であり得る。方法600は、少なくとも部分的に偏差に基づいて、電極調節信号を送信すること(動作618)を含む。方法600の部分的に自動化されたバージョンでは、動作618は、視覚信号および可聴信号のうちの少なくとも1つを放出すること(動作620)を含み、したがって、技術者または操作者に流量を調節するように信号伝達する。この調節は、所望の流量が、識別されるまで、反復的に、動作614として(電極位置は、動作612としてすでに設定されている)、技術者または操作者によって実施され得る。完全に自動化されたシステムでは、動作618は、プローブ内の電極の位置の調節を開始すること(動作622)を含む。本調節は、最大流量において雑音を排除する、電極位置が、識別されるまで、動作612および614に描写されるように、システム自体によって、反復的に実施され得る。
図6の文脈において説明される技術は、初期電極位置にかかわらず、利用され得る。例えば、操作者は、図7Dにおいて4.0分~4.9分に示されるもの等、試験信号に低いデューティサイクルでパルス出力させる流量/電極突出の組み合わせにおいて開始し得る。操作者が、電極突出を変更することなく、流量を増加させる場合、新たな信号は、雑音が少なくなり、周期的なパルスを伴わないであろう(例えば、信号強度、信号雑音(%CV)、雑音の周期性(信号ドロップアウトの周波数および深さ)、および/または信号パルスの周波数に対する比較が、行われ得る)。操作者が、流量を増加し続ける場合、操作者は、大きい雑音の増加を伴うことなく、一定の状態の強度における増加を見るであろう。操作者は、最終的に、信号雑音における大きい増加が、観察されるまで、流量を増加させ得る。その後、電極は、次いで、信号雑音が、図7Dにおいて1.8~2.4分に示されるもの等、低い信号雑音状態まで低減させられるまで、調節される。このプロセスは、次いで、繰り返され、流量の増加から開始する。
別の例では、操作者は、図7Dにおいて2.6分~3.9分に示されるもの等、低い雑音状態において開始し得る。雑音が増加させられるまで、流量が、増加させられ、次いで、信号雑音を低い状態に低減させるために、電極位置が、調節される。流量は、新たな突出における電極を用いて、再度増加させられる。このプロセスは、低雑音状態と高雑音状態との間の遷移に関する最大流量が、識別され、したがって、最終的な電極突出をマーキングするまで、繰り返され得る。
操作者が、図7Dにおいて0.7分~1.6分に示されるもの等、高い雑音状態において開始する場合、電極突出は、先の段落内で概要を述べられた動作に従って、流量に対するさらなる増加が、実施され得るように、信号雑音を低減させるために調節される。高い雑音状態は、過去に使用されたレベルまたは隣接する流動モードの参照によって、絶対レベル、差異、および/または設定される閾値のいずれかとして識別され得る。
操作者が、図7Dにおいて0.0~0.6分に示されるもの等、氾濫モードにおいて開始する場合、信号は、流量が増加させられるにつれて、変化せず、したがって、流量は、高信号雑音状態を導入するために、低減させられる。後続の電極調節は、前述で説明されるように、所望の電極突出を達成するために実施される。
本電極突出調節方法は、高雑音状態の開始をマーキングする流量が電極突出調節によってさらに増加させられることができないとき、完了される。換言すると、電極突出調節が、信号雑音のみを低減させ、それによって、後続の流量の増加が、信号および/または雑音状態を増加させない場合、先の電極突出は、最適な位置をマーキングする。
図8は、質量分析法デバイスにおける液体の射出を制御する別の方法800を描写する。方法800を開始することに先立って、(例えば、図2に描写されるような)ネブライザプローブ内のエレクトロスプレー電極の位置は、例えば、本明細書の他の場所で説明されるような初期位置に設定される。随意の開始動作801では、試験液体は、例えば、図1に描写されるリザーバにおいて、またはそれからの流動経路に沿って、輸送液体に導入され得る。方法800は、第1の流量で、輸送流体をOPIに圧送すること(動作802)から開始する。(図8の破線によって示される)実質的に同一の時間において、プローブ内の初期または第1の位置におけるESIの電極から流体を射出すること(動作804)も、実施される。輸送流体単独、または液体サンプル等の別の流体と混合される輸送流体であり得るESIから射出される液体は、次いで、質量分析法デバイスを用いて、分析され(動作806)、イオン強度信号を取得し、それは、OPIとESIとの間の流動を調節するために、質量分析法デバイスに対して行われ得る調節のために、視覚情報を技術者または操作者に提供し得る。分析の結果は、例えば、イオン強度信号の形態で表示され、技術者または操作者によって評価され得る。その後、方法は、技術者または操作者(ユーザ)からの入力を受信する(動作808)。入力は、(例えば、筐体のフェルールを回転させることによる)電極の位置における変化等の物理的入力、または位置を変更し得るキー入力であり得る。他の例では、流量における変化は、物理的またはキー入力によって作られ得る。
入力に応じて、方法800は、第2の流量で輸送液体をOPIに圧送することを続け(動作810)、同時に、プローブ内の第1の位置におけるESIの電極から輸送液体を射出する(動作812)。代替において、方法800は、第1の流量で、輸送液体をOPIに圧送すること(動作814)を続け、同時に、プローブ内の第2の位置におけるESIの電極から輸送液体を射出する(動作816)。射出された液体を見積もることから生成される信号は、上で説明されるようにさらに評価され得、ある条件が最大流動において存在するまで、または最適な流動が達成されるまで、OPIまたはESIにおける電極位置における流動に対するさらなる調節が、行われ得、そのように続く。
図8Aは、質量分析法デバイスにおける液体の射出を制御する別の方法850を描写し、方法は、プロセスのための異なる開始点を考慮する。方法850において議論される異なる信号状態は、図7Dに基づく(またはそれによって図示される)。随意の開始動作851では、試験液体が、例えば、図1に描写されるリザーバにおいて、またはそこからの流動経路に沿って、輸送液体に導入され得る。方法850は、(例えば、図2に描写されるような)ネブライザプローブ内のエレクトロスプレー電極の位置を位置1に設定することと、第1の流量で、輸送流体をOPIに圧送することとから開始し、それは、動作852の前半を表す。実質的に同一の時間において、プローブ内の初期または第1の位置におけるESIの電極から流体を射出することも、実施される。輸送流体単独、または液体サンプル等の別の流体と混合される輸送流体であり得るESIから射出される液体は、次いで、質量分析法デバイスを用いて、分析され、イオン信号#1を取得し得る(動作852の後半)。分析の結果は、例えば、イオン強度信号およびその雑音の形態で、表示され、技術者または操作者によって評価され得る。このプロセスは、次いで、増加させられた流量において繰り返され(動作854)、イオン信号#2を生成する。その後、強度および雑音レベルの観点において、イオン信号#2とイオン信号#1との間の差異が、所与の閾値を満たすかどうかが評価される(動作856)。
動作856から4つの可能な結果が、存在する。雑音差が所与の閾値を上回る場合、電極は、動作858に示されるように、雑音差が再度閾値を下回る新たな位置、突出セット#3に移動させられる。これは反復的な方法であるので、方法850は、動作860(突出セット#3および流量セット#2が、それぞれ、ここで、突出セット#1および流量セット#1と呼ばれる)を経て、動作852に戻る。動作856に戻ると、その他の可能な結果が、ここで考慮される。雑音差が閾値を下回るが、強度差異がその閾値を上回る場合、動作862では、流量は、雑音差がその閾値を上回るまで増加している流量セット#3まで増加させられる。雑音差が閾値を上回る場合、方法850は、動作858およびその後続の反復ステップに進む。再度、動作856に戻ると、第3の可能な結果が考慮され、強度および雑音差の閾値の両方が到達されていないとき、OPIシステムは、氾濫状態に到達しており、動作864では、流量は、雑音差がその閾値を上回るまで増加している流量セット#3まで減少させられる。雑音差が閾値を上回る場合、方法850は、動作858およびその後続の反復動作に進む。動作856の第4の可能な結果は、動作866として、図8Aに示される増加させられた流量セット#2における雑音低減である。これは、流量セット#2が、平衡/氾濫体系にあることに対応する。差異が、ここでは、負であり、流量セット#1に戻ることをトリガし、方法850が、動作858に移動するので、閾値基準は、満たされない。電極突出は、次いで、雑音差の絶対値が閾値を下回るセット#2まで調節される。方法850は、さらなる繰り返しが、流量における増加をもたらさないとき、完了される(動作868)。これは、電極突出が、ネブライザノズルから最適な距離にあることを示す。
動作856から4つの可能な結果が、存在する。雑音差が所与の閾値を上回る場合、電極は、動作858に示されるように、雑音差が再度閾値を下回る新たな位置、突出セット#3に移動させられる。これは反復的な方法であるので、方法850は、動作860(突出セット#3および流量セット#2が、それぞれ、ここで、突出セット#1および流量セット#1と呼ばれる)を経て、動作852に戻る。動作856に戻ると、その他の可能な結果が、ここで考慮される。雑音差が閾値を下回るが、強度差異がその閾値を上回る場合、動作862では、流量は、雑音差がその閾値を上回るまで増加している流量セット#3まで増加させられる。雑音差が閾値を上回る場合、方法850は、動作858およびその後続の反復ステップに進む。再度、動作856に戻ると、第3の可能な結果が考慮され、強度および雑音差の閾値の両方が到達されていないとき、OPIシステムは、氾濫状態に到達しており、動作864では、流量は、雑音差がその閾値を上回るまで増加している流量セット#3まで減少させられる。雑音差が閾値を上回る場合、方法850は、動作858およびその後続の反復動作に進む。動作856の第4の可能な結果は、動作866として、図8Aに示される増加させられた流量セット#2における雑音低減である。これは、流量セット#2が、平衡/氾濫体系にあることに対応する。差異が、ここでは、負であり、流量セット#1に戻ることをトリガし、方法850が、動作858に移動するので、閾値基準は、満たされない。電極突出は、次いで、雑音差の絶対値が閾値を下回るセット#2まで調節される。方法850は、さらなる繰り返しが、流量における増加をもたらさないとき、完了される(動作868)。これは、電極突出が、ネブライザノズルから最適な距離にあることを示す。
動作856からの4つの異なる結果は、図7Dによって図示されるように、方法850の以下の開始点に対応する。動作858は、図7Dにおいて1.8~2.4分に図示されるもの等、初期電極突出送達信号に対応する。動作862は、図7Dにおいて2.6~3.9分に図示されるもの等、初期電極突出送達信号に対応する。動作864は、図7Dにおいて0.0~0.6分に図示されるもの等、初期電極突出送達信号、平衡/氾濫モードに対応する。動作866は、図7Dにおいて0.7~1.6分に図示されるもの等、初期電極突出送達信号、ポート内振動液体表面に対応する。方法850はまた、図7Dにおいて4.0~4.9分に図示されるもの等、初期電極突出送達信号から開始され得る。この場合、流量は、一定の状態の信号強度が獲得されるまで、増加させられるであろう。
方法850は、信号強度差異および関連付けられる雑音差に関する閾値を設定することによって開始されることができる。信号ドロップの周期性または信号パルス持続時間等の他の信号属性も、使用され得る。さらに、方法850は、絶対信号強度または雑音を使用して、代替として、または信号および(設定された閾値とは対照的に)その関連付けられる雑音における一般的な変化に関する監視と併せて、実行されることもできる。図9は、本例のうちの1つ以上のものが実装され得る好適な動作環境900の一例を描写する。この動作環境は、例えば、図1に描写されるコントローラ等の質量分析法システムのためのコントローラの中に直接組み込まれ得る。これは、好適な動作環境の一例にすぎず、使用範囲または機能性に関するいかなる限定も示唆することを意図しない。使用にとって好適であり得る他の周知のコンピューティングシステム、環境、および/または構成は、限定ではないが、パーソナルコンピュータ、サーバコンピュータ、ハンドヘルドまたはラップトップデバイス、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサベースのシステム、スマートフォン等のプログラム可能家電製品、ネットワークPC、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、タブレット、上記のシステムまたはデバイスのいずれかを含む分散型コンピューティング環境等を含む。本明細書に説明される処理システムの可搬性の観点から、ラップトップまたはタブレットコンピュータは、望ましくは、図1に描写されるもの等のコントローラに、有線または無線接続を介して接続され得、システムの種々の構成要素の動作を制御するように、電極位置設定事象の前、事象中、および事象後に、適切な制御信号を送信し得る。
その最も基本的な構成において、動作環境900は、典型的に、少なくとも1つの処理ユニット902と、メモリ904とを含む。コンピューティングデバイスの正確な構成およびタイプに応じて、(とりわけ、輸送液体ポンプ、センサ、弁、ガス源等を制御する、または本明細書に開示される他の方法を実施するための命令を記憶する)メモリ904は、揮発性(RAM等)、不揮発性(ROM、フラッシュメモリ等)、またはその2つのいくつかの組み合わせであり得る。この最も基本的な構成が、破線906によって図9に図示される。さらに、環境900は、限定ではないが、磁気または光ディスクまたはテープを含む記憶デバイス(リムーバブル908、および/または非リムーバブル910)も含むこともできる。同様に、環境900はまた、タッチスクリーン、キーボード、マウス、ペン、音声入力等の入力デバイス914、および/またはディスプレイ、スピーカ、プリンタ等の出力デバイス916を有することもできる。LAN、WAN、ポイントツーポイント、Bluetooth(登録商標)、RF等の1つ以上の通信接続912も、環境内に含まれ得る。
動作環境900は、典型的に、少なくともいくつかの形態のコンピュータ読み取り可能な媒体を含む。コンピュータ読み取り可能な媒体は、処理ユニット902または動作環境を有する他のデバイスによってアクセスされ得る任意の利用可能な媒体であり得る。例として、限定ではないが、コンピュータ読み取り可能な媒体は、コンピュータ記憶媒体と、通信媒体とを含むことができる。コンピュータ記憶媒体は、コンピュータ読み取り可能な命令、データ構造、プログラムモジュール、または他のデータ等の情報の記憶のための任意の方法または技術において実装される揮発性および不揮発性、リムーバブルおよび非リムーバブル媒体を含む。コンピュータ記憶媒体は、RAM、ROM、EEPROM、フラッシュメモリ、または他のメモリ技術、CD-ROM、デジタル多用途ディスク(DVD)、または他の光学記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置、または他の磁気記憶デバイス、固体記憶装置、または所望の情報を記憶するために使用され得る任意の他の有形媒体を含む。通信媒体は、コンピュータ読み取り可能な命令、データ構造、プログラムモジュール、または搬送波または他の輸送機構等の変調されるデータ信号内の他のデータを具現化し、任意の情報送達媒体を含む。用語「変調されるデータ信号」は、信号内の情報をエンコードするような様式で、設定または変更されるその特性のうちの1つ以上のものを有する信号を意味する。例として、限定ではないが、通信媒体は、有線ネットワークまたは直接有線接続等の有線媒体と、音響、RF、赤外線、および他の無線媒体等の無線媒体とを含む。上記のうちのいずれかの組み合わせも、コンピュータ読み取り可能な媒体の範囲内に含まれるべきである。コンピュータ読み取り可能なデバイスは、コンピュータ記憶媒体を組み込むハードウェアデバイスである。
動作環境900は、1つ以上の遠隔コンピュータへの論理接続を使用して、ネットワーク環境内で動作する単一のコンピュータであり得る。遠隔コンピュータは、パーソナルコンピュータ、サーバ、ルータ、ネットワークPC、ピアデバイス、または他の共通ネットワークノードであり得、典型的に、上で説明される要素の多くまたは全て、およびそのように述べられていない他のものを含む。論理接続は、利用可能な通信媒体によってサポートされる任意の方法を含むことができる。そのようなネットワーク環境は、オフィス、企業規模のコンピュータネットワーク、イントラネット、およびインターネットにおいて珍しくない。
いくつかの例では、本明細書に説明される構成要素は、コンピュータ記憶媒体および他の有形媒体上に記憶され、通信媒体内に伝送され得るコンピュータシステム900によって実行可能であるそのようなモジュールまたは命令を含む。コンピュータ記憶媒体は、コンピュータ読み取り可能な命令、データ構造、プログラムモジュール、または他のデータ等の情報の記憶のために、任意の方法または技術において実装される揮発性および不揮発性、リムーバブルおよび非リムーバブル媒体を含む。上記のうちのいずれかの組み合わせも、読取可能媒体の範囲内に含まれるべきである。いくつかの例では、コンピュータシステム900は、コンピュータシステム900による使用のための遠隔記憶媒体内にデータを記憶する、ネットワークの一部である。
本開示は、付随の図面を参照して、技術のいくつかの例を説明し、その中で、可能な例のうちのいくつかのみが、示された。しかしながら、他の側面が、多くの異なる形態において具現化されることができ、本明細書に述べられる例に限定されるものとして解釈されるべきではない。むしろ、これらの例は、本開示が、徹底的かつ完全であり、可能な例の範囲を当業者に完全に伝達するように提供された。
具体的な例が、本明細書に説明されたが、技術の範囲は、それらの具体的な例に限定されない。当業者は、技術の範囲内にある、他の例または改良を認識するであろう。したがって、具体的な構造、行為、または媒体は、例証的例としてのみ開示される。技術による例は、本明細書に別様に記述されない限り、一般に、開示されるが明示的に組み合わせて例示されないそれらの要素または構成要素も組み合わせ得る。技術の範囲は、以下の請求項およびその中の任意の均等物によって定義される。
請求される内容は、以下の通りである。
Claims (21)
- 質量分析法デバイスのネブライザプローブ内の電極の位置を調節する方法であって、前記質量分析法デバイスは、サンプルを受け取るためのオープンポートインターフェースを有し、前記方法は、
前記ネブライザプローブ内の前記電極の第1の位置と、第1の流量とを備えている第1の分析条件において、第1の分析を実施することであって、前記第1の分析を実施することは、
前記第1の流量で前記輸送液体を前記オープンポートインターフェースに送達しながら、前記第1の位置における前記電極から、前記サンプルと輸送流体とを備えている混合物を射出することと、
前記質量分析法デバイスを用いて、前記第1の分析条件での前記混合物を分析し、第1の分析条件のイオン強度信号を取得することと
を含む、ことと、
前記第1の分析を実施した後、前記ネブライザプローブ内の前記電極の前記第1の位置と、前記第1の流量より高い第2の流量とを備えている第2の分析条件において、第2の分析を実施することであって、前記第2の分析を実施することは、
前記第2の流量で前記輸送液体を前記オープンポートインターフェースに送達しながら、前記第1の位置における前記電極から、前記混合物を射出することと、
前記質量分析法デバイスを用いて、前記第2の分析条件での前記混合物を分析し、第2の分析条件のイオン強度信号を取得することと、
を含む、ことと、
前記第2の分析を実施した後、前記ネブライザプローブ内の前記電極の第2の位置と、前記第2の流量とを備えている第3の分析条件において、第3の分析を実施することと
を含み、
前記第3の分析を実施することは、
第2の流量で前記輸送液体を前記オープンポートインターフェースに送達しながら、前記第2の位置における前記電極から前記混合物を射出することを含む、方法。 - 前記第1の分析を実施することは、前記第1の分析条件のイオン強度信号を表示することをさらに含み、第2の分析を実施することは、前記第2の分析条件のイオン強度信号を表示することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第3の分析を実施することは、前記質量分析法デバイスを用いて、前記第3の分析条件での前記混合物を分析し、第3の分析条件のイオン強度信号を取得することをさらに含む、請求項1または2のいずれかに記載の方法。
- 前記第3の分析を実施することは、前記第3の分析条件のイオン強度信号を表示することをさらに含む、請求項3に記載の方法。
- 前記第1の分析条件のイオン強度信号は、ピーク高さ、ピーク幅、少なくとも2つの隣接するピーク間のベースライン、ピーク間変動量、およびピーク形状のうちの少なくとも1つによって特徴付けられる、請求項1-4のいずれかに記載の方法。
- 前記第1の分析条件のイオン強度信号と前記第2の分析条件のイオン強度信号との間の第1の所定の閾値による偏差を検出することと、
少なくとも部分的に前記偏差に基づいて、電極調節信号を送信することと
をさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 前記電極調節信号を送信することは、
前記ネブライザプローブ内の前記電極の前記位置の調節を開始することと、
前記第1の分析条件のイオン強度信号と前記第2の分析条件のイオン強度信号との間の前記第1の所定の閾値未満の低減させられた偏差を検出することと、
少なくとも部分的に前記低減させられた偏差の前記検出に基づいて、前記ネブライザプローブ内の前記電極の前記位置の調節を終了することと
を含み、
前記電極の前記位置の調節の前記終了時の前記ネブライザプローブ内の前記電極の前記位置は、前記第2の位置である、請求項6に記載の方法。 - 前記電極調節信号を送信することは、視覚信号および可聴信号のうちの少なくとも1つを放出することを含む、請求項6に記載の方法。
- 質量分析法デバイスのネブライザプローブ内の電極の位置を調節する方法であって、前記質量分析法デバイスは、輸送液体を受け取るためのオープンポートインターフェースを有し、前記方法は、
第1の流量で輸送液体を前記オープンポートインターフェースに送達しながら、前記ネブライザプローブに対する第1の位置における前記電極から、前記輸送液体を射出することと、
前記質量分析法デバイスを用いて、前記射出された輸送液体を分析し、試験化合物の強度信号と関連付けられる雑音とを備えている分析信号を生成することと、
前記試験化合物の強度信号の生成後、前記第1の流量で前記輸送液体を前記オープンポートインターフェースに送達しながら、前記ネブライザプローブに対する第2の位置における前記電極から、前記輸送液体を射出することと
を含み、
前記第1の流量で前記輸送液体を前記オープンポートインターフェースに送達することは、前記試験化合物の強度信号から前記雑音を実質的に排除する、方法。 - 前記分析信号から前記雑音を実質的に排除した後、より高い第2の流量で前記オープンポートインターフェースに前記輸送液体を送達しながら、前記ネブライザプローブに対する前記第2の位置における前記電極から、前記輸送液体を射出することであって、前記第2の流量で前記オープンポートインターフェースに前記輸送液体を送達することは、前記分析信号に雑音を導入する、ことと、
前記試験化合物の強度信号の生成後、前記第2の流量で前記オープンポートインターフェースに前記輸送液体を送達しながら、前記ネブライザプローブに対する第3の位置における前記電極から前記輸送液体を射出することと
をさらに含み、
前記第2の流量で前記オープンポートインターフェースに前記輸送液体を送達することは、前記試験化合物の強度信号から前記雑音を実質的に排除する、請求項9に記載の方法。 - 前記試験化合物の強度信号は、強度、雑音、信号事象周期性、および信号事象持続時間のうちの少なくとも1つによって特徴付けられる、請求項9に記載の方法。
- 前記試験化合物の強度信号と前記雑音との間の第1の所定の閾値による偏差を検出することをさらに含む、請求項9-11のいずれかに記載の方法。
- 少なくとも部分的に前記検出に基づいて、電極調節信号を送信することをさらに含む、請求項12に記載の方法。
- 前記電極調節信号を送信することは、前記ネブライザプローブ内の前記電極の位置の調節を開始する、請求項13に記載の方法。
- 前記電極調節信号を送信することは、視覚信号および可聴信号のうちの少なくとも1つを放出することを含む、請求項13に記載の方法。
- 前記第1の位置にあるとき、前記ネブライザプローブ上のインデックス特徴は、第1の位置付け構成にあり、前記第2の位置にあるとき、前記ネブライザプローブ上の前記インデックス特徴は、第2の位置付け構成にある、請求項9-15のいずれかに記載の方法。
- 質量分析器具であって、前記質量分析器具は、
サンプルを受け取るように構成されたオープンポートインターフェイス(OPI)と、
輸送液体を前記OPIの中に圧送するように構成された液体ポンプと、
前記OPIと液体連通しているエレクトロスプレーイオン化(ESI)源であって、前記ESI源は、ネブライザプローブ内の電極を含み、前記電極は、前記プローブ内で移動可能に位置付け可能である、エレクトロスプレーイオン化(ESI)源と、
前記ESI源から放出されるイオンを検出するように構成された検出器と、
プロセッサと、
命令を記憶しているメモリと
を備え、
前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、動作の組を前記質量分析器具に実施させ、前記動作の組は、
第1の流量で前記OPIの中に前記輸送液体を圧送することと、
前記第1の流量での圧送中、第1の位置に位置付けられた前記電極を用いて、前記ESI源を通して、前記検出器によって分析されるべき前記輸送液体および前記サンプルのうちの少なくとも1つを射出することと、
前記輸送液体および前記サンプルのうちの前記射出された少なくとも1つを分析し、イオン強度信号を取得することと、
前記イオン強度信号を表示することと、
ユーザからの入力を受信することと、
少なくとも部分的に前記入力に基づいて、
第2の流量で前記OPIの中に前記輸送液体を圧送しながら、前記第1の位置における前記電極を用いて、前記ESI源を通して、前記輸送液体および前記サンプルのうちの少なくとも1つを射出することと、
前記第1の流量で前記OPIの中に前記輸送液体を圧送しながら、第2の位置における前記電極を用いて、前記ESI源を通して、前記輸送液体および前記サンプルのうちの少なくとも1つを射出することと
のうちの少なくとも1つを実施する、ことと
を含む、質量分析器具。 - 前記イオン強度信号は、前記サンプルに関連付けられている、請求項17に記載の質量分析器具。
- 前記イオン強度信号は、前記輸送液体に関連付けられている、請求項17に記載の質量分析器具。
- 輸送液体源と、前記輸送液体源に連通可能に結合された試験液体インターフェースとをさらに備えている、請求項17-19のいずれかに記載の質量分析器具。
- 前記動作の組は、前記サンプルを前記輸送液体に導入することをさらに含む、請求項17-20のいずれかに記載の質量分析器具。
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