JP5469869B2 - 蒸発光散乱検出器 - Google Patents

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Description

本発明は、蒸発光散乱検出器（ＥＬＳＤ）などの分析装置での使用に適した様々な構成部品を対象とする。本発明はまた、蒸発光散乱検出器（ＥＬＳＤ）装置内などの様々な構成部品を形成しかつ使用する方法を対象とする。
改善された装置性能を提供するために、蒸発光散乱検出器（ＥＬＳＤ）などの分析装置での使用に適した様々な構成部品が、当技術分野で必要とされている。
本発明は、限定はしないが、蒸発光散乱検出器（ＥＬＳＤ）などの分析装置での使用に適した構成部品の発見によって、上に論じた難点および問題の一部に対処する。本発明の構成部品は、分析装置で使用される周知の構成部品を上回る１つまたは複数の利点を提供する。１つまたは複数の利点には、限定はしないが、ドリフト管などの管状部材の長さに沿ってより安定した処理温度を提供する能力、ドリフト管などの管状部材の長さに沿って処理温度を監視しかつ／または調整する能力、ドリフト管などの管状部材中の流れ特性を効果的かつ効率的に調整する能力、個々の構成部品を清浄にするために構成部品を効果的かつ効率的に分解する能力、および入力電圧信号に印加される利得に依存しない電圧成分を有する出力電圧を提供するように、入力された電圧信号を増幅する能力などが含まれ得る。
例示的な一実施形態では、本発明の構成部品は、第１の端部、第２の端部、管状壁構造の内部に面する内壁面、および外壁面を有する管状壁構造を含む複合管状部材を含み、この管状壁構造は、第１の金属からなる内層と、第１の金属に比べて熱伝達係数が高い第２の金属からなる外層とを含む。内層は、たとえばステンレス鋼を含むことができ、外層は、たとえば銅を含むことができる。
別の例示的な実施形態では、本発明の構成部品は、第１の端部、第２の端部、長さＬ、管状壁構造の内部に面する内壁面、および外壁面を有する管状壁構造と、管状壁構造の長さＬに沿って位置決めされた２つ以上の温度センサと、管状壁構造の長さＬに沿って外壁面を覆って位置決めされた加熱要素とを含む、管状部材を含む。望ましい一実施形態では、加熱要素は、長さＬに沿って約８℃未満の平均温度勾配を維持することができる。管状部材は、管状壁構造の長さＬに沿って外壁面を覆って位置決めされた１つまたは複数の加熱要素をさらに含むことができる。
本発明はさらに、ドリフト管および蒸発光散乱検出器との使用に適したカートリッジ／衝突器組立体を対象とし、このカートリッジ／衝突器組立体は、（１）カートリッジであって、（ｉ）ドリフト管の内壁面に沿ってドリフト管の第１の端部の範囲内で延長できるように寸法設定されたカートリッジ挿入物と、（ｉｉ）カートリッジ挿入物中の断面流れ領域の一部分を占めるようにカートリッジ挿入物内で衝突器を一時的に固定できる、カートリッジ挿入物の長さに沿った衝突器位置決め部材とを含む、カートリッジと、（２）衝突器位置決め部材を介してカートリッジ挿入物内で位置決めできるように寸法設定された少なくとも１つの任意選択の衝突器とを含む。望ましい一実施形態では、衝突器は、カートリッジ挿入物中の断面流れ領域を調整できるようにカートリッジ挿入物内で交換可能な、寸法および幾何形状の異なる１組の衝突器に属する１つの衝突器である。たとえば、１組の衝突器は、カートリッジ挿入物中の断面流れ領域全体の約２５％から約７５％を占めるように設計することができる。
本発明はまた、ドリフト管内の１つまたは複数の固定位置で１つまたは複数の任意選択の衝突器を位置決めするのに適したカートリッジを対象とし、このカートリッジは、（ｉ）ドリフト管の内壁面に沿ってドリフト管の第１の端部の範囲内で延長できるように寸法設定されたカートリッジ挿入物と、（ｉｉ）衝突器がカートリッジ挿入物中の断面流れ領域の一部分を占めるように、カートリッジ挿入物内で衝突器を一時的に固定できる、カートリッジ挿入物の長さに沿った少なくとも１つの衝突器位置決め部材とを含む。上に論じたように、カートリッジは、様々な異なる衝突器寸法を有する２つ以上の衝突器を含む１組の衝突器に属する１つの衝突器を含むことができ、１組の衝突器内の各衝突器は、カートリッジ挿入物中の断面流れ領域の一部分を占めるように、衝突器位置決め部材を介してカートリッジ挿入物に着脱自在に取付け可能である。
本発明はさらに、入力された電圧信号に電圧利得を提供できる電圧増幅器と、電圧増幅器と直列の出力抵抗と、出力抵抗に定電流を提供する電流源と、電流源から出力抵抗へ定電流の一方向の流れを提供する、電流源と直列の電流ステアリングダイオードとを含み、電圧増幅器によって提供される増幅器利得に依存しない電圧オフセット成分を含む出力電圧を提供することができる、電子回路を対象とする。電子回路は、追加の電子部品、１つまたは複数の外付けシステム構成部品、あるいはその両方と組み合わせて使用することができる。
本発明はまた、本発明の前述の構成部品のうちの１つまたは複数を形成しかつ使用する方法を対象とする。本発明の前述の構成部品のうちの１つまたは複数を使用して、潜在的に少なくとも１つの検体を含む試験試料を分析する方法など、１つまたは複数の分析試験方法ステップを実行することができる。例示的な一実施形態では、方法は、長さＬ、第１の端部、第２の端部、管状壁構造の内部に面する内壁面、および外壁面を有する管状壁構造を含み、加熱要素によって少なくとも部分的に囲まれた管状部材内に、試験試料を導入するステップと、管状壁構造の内部を、内部の平均温度勾配が長さＬに沿って約８℃未満になるような温度で維持するステップとを含む。一部の実施形態では、方法は、管状壁構造の内部を、内部の平均温度勾配が長さＬに沿って僅か約１．５℃になるような温度で維持するステップを含む。
本発明はさらに、入力された電圧信号を処理するために本発明の前述の電子回路を使用する方法を対象とする。例示的な一実施形態では、方法は、入力された電圧信号を提供するステップと、入力された電圧信号を、電圧増幅器を介して増幅するステップと、入力された電圧信号を、電圧増幅器によって提供される増幅器利得に依存しない電圧オフセット成分を含む出力電圧に変換するステップとを含む。例示的な方法は、１つまたは複数の追加の電子部品を含み、追加の電子部品のうちの少なくとも１つが負の入力電圧を処理できない電子システム内で、実行することができる。例示的な方法はまた、１つまたは複数の外付けシステム構成部品を含み、負の入力電圧が外付けシステム構成部品のうちの少なくとも１つの出力に悪影響を与えるシステム内で、実行することができる。
本発明の上記その他の特徴および利点は、開示の実施形態についての以下の詳細な説明および添付の特許請求の範囲を検討すれば、明らかになるであろう。
本発明の原理の理解を促進するために、本発明の特定の実施形態について次に説明し、特定の実施形態について説明するために、特定の言語を使用する。しかしながら、本発明の範囲は、特定の言語の使用によって限定されないことが理解されるであろう。論じる本発明の原理の改変形態、さらなる修正形態、およびそのようなさらなる適用分野は、本発明が関係する当業者には通常想到されるはずであると企図される。
本発明は、限定はしないが、蒸発光散乱検出器（ＥＬＳＤ）装置、荷電化粒子検出器（たとえば、Ｃｏｒｏｎａ ＣＡＤ）装置、および質量分析計などの分析装置での使用に適した様々な構成部品を対象とする。本発明の望ましい一実施形態では、開示の構成部品のうちの１つまたは複数は、蒸発光散乱検出器（ＥＬＳＤ）装置に組み込まれる。適切な蒸発光散乱検出器（ＥＬＳＤ）およびその中で使用される構成部品についての説明は、たとえば米国特許第６２２９６０５号および同第６３６２８８０号に見ることができる。両特許の主題全体を、参照により本明細書に組み込む。
本発明はさらに、ＥＬＳＤ装置などの分析装置での使用に適した様々な構成部品を形成する方法を対象とする。本発明はさらに、装置の１つまたは複数の機能の性能に寄与するために、蒸発光散乱検出器（ＥＬＳＤ）装置内などの分析装置内で、開示の構成部品のうちの１つまたは複数を使用する方法を対象とする。
例示的な一実施形態では、本発明の開示の構成部品のうちの１つまたは複数（図１〜９に示す）は、ＥＬＳＤ装置に組み込まれる。たとえば、例示的な管状部材１０（図１〜５に示す）などの本発明の管状部材は、改善されたドリフト管をＥＬＳＤ装置に提供するために、噴霧器５２（図５に示す）および他のＥＬＳＤ装置構成部品と組み合わせることができる。別の例では、例示的なカートリッジ／衝突器組立体５１（図５〜６に示す）などの本発明のカートリッジ／衝突器組立体は、ＥＬＳＤ装置に「分流」機能を提供するために、従来のドリフト管または本発明の例示的な管状部材１０と組み合わせて使用することができる。他の例では、例示的な電子回路８０（図９に示す）などの本発明の電子回路は、１つまたは複数の入力された電圧信号を装置内で有益に処理するために、ＥＬＳＤ装置などの分析装置に組み込むことができる。
図１〜９に示すように、本発明の様々な構成部品は、複数の個々の構成部品の特徴を含む。様々な構成部品、可能な構成部品の特徴、および様々な構成部品の構成について、次に説明する。
Ｉ．装置構成部品
本発明は、以下の個々の構成部品を対象とし、これらの構成部品は、周知の分析装置の性能に寄与するために、単独でまたは互いに組み合わせて使用することができる。
Ａ．管状部材
本発明は、図１および４に示す例示的な管状部材１０などの管状部材を対象とする。本発明の管状部材は、ＥＬＳＤ装置内のドリフト管として、または任意の他の分析装置内（たとえば、荷電化粒子検出器（たとえば、Ｃｏｒｏｎａ ＣＡＤ）装置もしくは質量分析計内）の管状部材として使用することができる。
図１および４に示すように、例示的な管状部材１０は、第１の端部１１と、第２の端部１２と、第１の端部１１と第２の端部１２の間の距離だけ延びる管状壁構造１３と、管状壁構造１３によって囲まれた内部２２（図４に示す）とを含む。
１．管状壁構造
例示的な管状部材１０は、１つまたは複数の同心円層を有する管状壁構造１３を含む。１つまたは複数の同心円層はそれぞれ、その結果得られる管状部材１０に所望の特徴（たとえば、構造的完全性、耐高温性など）を提供することができる。さらに、１つまたは複数の同心円層はそれぞれ、その結果得られる管状部材１０に特定の特徴（たとえば、化学的不活性など）を提供するような層厚を有し、かつ１つまたは複数の層材料から形成される。
管状壁構造１３は、第１の端部１１および第２の端部１２の近傍に取付け機構３０をさらに含むことができる。取付け機構３０を使用して、例示的な管状部材１０を、所与の装置の１つまたは複数の構成部品に接続することができる。適切な取付け機構３０には、限定はしないが、例示的な管状部材１０を、所与の装置の１つまたは複数の構成部品上の対応するネジに取り付けることができるようなネジ、１つまたは複数の穴をその中に含み、この１つまたは複数の穴を貫通するボルトまたはネジを介して、例示的な管状部材１０を所与の装置の１つまたは複数の構成部品に取り付けることができるようなフランジ（図示せず）、１つまたは複数の穴（たとえば、図５に示す管状壁構造１３の第１の端部１１内の穴４５を参照）内に延びるボルトまたはネジを介して、例示的な管状部材１０を所与の装置の１つまたは複数の構成部品に取り付けることができるような、管状壁構造１３内の第１の端部１１および／または第２の端部１２の１つまたは複数の穴、ならびに対応する締付部材を介して、例示的な管状部材１０を所与の装置の１つまたは複数の構成部品に取り付けるために使用できる締付部材などが含まれる。
例示的な一実施形態（以下に論じる）では、管状壁構造１３は、２層以上の同心円層を含む。望ましい一実施形態では、管状壁構造１３は、内層２３および外層２４（図４に示す）を含み、内層２３は、全体的な構造的完全性の大部分を管状部材１０に提供し、外層２４は、絶縁特性などの追加の特性を内層２３に提供する。
ａ．内層
例示的な一実施形態では、管状壁構造１３は、１つまたは複数の外層２４と組み合わせて、１つまたは複数の内層または内側スリーブ２３を含む。図１〜４に示すように、内層２３は典型的に、管状部材１０の全長（たとえば、図１に示す長さＬ＋Ｘ１＋Ｘ２の合計）だけ延びる。さらに、内層２３は典型的に、第１の端部１１、第２の端部１２、および管状部材１０の内部２２を囲む内壁面１４を形成する。
内層２３は、管状壁構造１３の内部２２に面する内壁面１４を含む。内層２３はまた、外層２４の内面２６と直接接触できる外面２５を含む。望ましい一実施形態では、内層２３の外面２５は、外層２４の内面２６と直接接触している。
例示的な一実施形態では、内層２３、または内層２３の少なくとも内壁面１４は、不活性材料を含む。適切な不活性材料には、限定はしないが、アルミニウム、ステンレス鋼、およびチタンなどの金属、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）およびポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの高分子材料、ホウケイ酸ガラスを含むガラス、ならびにセラミック材料などが含まれる。例示的な一実施形態では、内壁面１４は、アルミニウムおよびステンレス鋼から選択される金属を含む。さらなる例示的な実施形態では、内壁面１４は、６０６１−Ｔ６アルミニウムまたは３１６Ｌステンレス鋼、望ましくは３１６Ｌステンレス鋼を含む。
内層２３の平均層厚は、限定はしないが、内層２３を形成するために使用される材料、１つまたは複数の外層の有無、および管状部材１０の所望の構造的要件（たとえば、例示的な管状部材１０の所望の耐圧強度）など、複数の要因に応じて異なることがある。典型的には、内層２３の平均層厚は、約０．２５ミリメートル（ｍｍ）（０．０１インチ（ｉｎ））から約５０．８ｍｍ（２ｉｎ）である。望ましい一実施形態では、内層２３は、ステンレス鋼を含み、平均層厚は、約０．７６ｍｍ（０．０３ｉｎ）から約１．５２ｍｍ（０．６ｉｎ）である。さらなる望ましい実施形態では、内層２３は、ステンレス鋼を含み、厚さは、約２．５４ｍｍ（０．１０ｉｎ）から約５．０８ｍｍ（０．２０ｉｎ）（より望ましくは、約３．３０ｍｍ（０．１３ｉｎ））である。
ｂ．外層
管状壁構造１３は、前述の１つまたは複数の内層２３に加えて、１つまたは複数の層を任意選択で含むことができる。図１に示すように、外層または外側スリーブ２４は、内層２３の一部分を覆って延びることができる。別法として、外層または外側スリーブ２４は、内層２３の実質的に外面領域全体を覆って延びることもできる。図４に示すように、外層２４は、内層２３の外面２５と接触できる内面２６を有する。他の実施形態では、外層２４の内面２６と内層２３の外面２５の間に所望の間隔を空けることができる。
例示的な一実施形態では、外層２４は、例示的な管状部材１０に良好な熱伝導特性を提供する材料を含む。たとえば、外層２４は、銅などの金属を含むことができ、したがって、外層２４の外壁面１５に熱が加えられたとき、外層２４は、内層２３の外面２５に沿って、実質的に均一な熱量を提供する。この例示的な実施形態は、管状部材１０がＥＬＳＤ装置内でドリフト管として利用されるとき、特に有用である。
さらなる例示的な実施形態では、外層２４は、例示的な管状部材１０（たとえば、例示的な管状部材１０の内層２３）に絶縁特性を提供する絶縁材料を含む。たとえば、外層２４は、内層２３を絶縁するために、ポリウレタンフォームなどの発泡断熱材を含むことができる。この例示的な実施形態は、管状部材１０がＥＬＳＤ装置内でドリフト管として利用されるとき、特に有用である。
外層２４は、外層の所望の機能、外層の厚さなど、複数の要因に応じて様々な材料を含むことができる。外層２４を形成するのに適した材料には、銅などの金属、ポリウレタンフォームなどの高分子発泡材料、ガラス材料、およびセラミック材料などが含まれる。望ましい一実施形態では、外層２４は、ステンレス鋼から形成された内層２３などの内層２３に電気メッキされた銅層を含む。さらなる例示的な実施形態では、外層２４は、ステンレス鋼から形成された内層２３などの内層２３を覆って嵌合された、予め形成された銅スリーブを含む。
典型的には、外層２４の平均層厚は、約０．１０ｍｍ（０．００４ｉｎ）から約５０．８ｍｍ（２ｉｎ）である。例示的な一実施形態では、外層２４は銅層を含み、平均層厚は、約０．７６ｍｍ（０．０３ｉｎ）から約１．５２ｍｍ（０．６ｉｎ）である。望ましい一実施形態では、外層２４は銅層を含み、厚さは、約２．５４ｍｍ（０．１０ｉｎ）から約７．６２ｍｍ（０．３０ｉｎ）（より望ましくは、約６．３５ｍｍ（０．２５ｉｎ））である。
さらなる例示的な実施形態では、管状壁構造１３は、たとえば、高い耐薬品性を提供するために、外面１５の一部分または実質的に全体に塗布された、任意選択の最も外側の透明被覆材料（図示せず）をさらに含むことができる。透明被覆材料は、ポリウレタン材料などの任意の透明被覆材料を含むことができる。典型的には、透明被覆層が存在するとき、平均層厚は約０．０１から約０．５ｍｍである。
ｃ．管状壁構造の断面形状
管状壁構造１３は、第１の端部１１の入口断面流れ領域と、管状壁構造１３の第２の端部１２の出口断面流れ領域と、第１の端部１１と第２の端部１２の間の管状部断面流れ領域とを有する。本発明の例示的な一実施形態では、管状部断面流れ領域は、入口断面流れ領域、出口断面流れ領域、またはその両方と実質的に等しい。本発明のさらなる例示的な実施形態では、管状部断面流れ領域は、入口断面流れ領域および出口断面流れ領域と実質的に等しい。
管状部断面流れ領域、入口断面流れ領域、および出口断面流れ領域はそれぞれ、任意の所望の断面構成を有することができる。適切な断面構成には、限定はしないが、円形、方形、正方形、五角形、三角形、および六角形の断面構成などが含まれる。望ましい一実施形態では、管状部断面流れ領域、入口断面流れ領域、および出口断面流れ領域はそれぞれ、円形の断面流れ領域を有する。
ｄ．管状部材寸法
本発明の管状部材は、管状部材の用途に応じて、様々な寸法を有することができる。たとえば、本発明の管状部材が、ＥＬＳＤ装置内でドリフト管として使用されるべきであるとき、管状部材の全長は典型的に、最大約５０．８ｃｍ（２０ｉｎ）であり、より典型的には、約２０．３２ｃｍ（８ｉｎ）から約４０．６４ｃｍ（１６ｉｎ）の範囲内である。望ましい一実施形態では、本発明の管状部材は、ＥＬＳＤ装置内でドリフト管として使用され、全長は、約２７．９４ｃｍ（１１ｉｎ）である。しかし、開示の管状部材の全体寸法は制限されないことを理解されたい。
前述のように、管状壁構造１３は、管状部断面流れ領域、入口断面流れ領域、および出口断面流れ領域を有することができる。管状部断面流れ領域、入口断面流れ領域、および出口断面流れ領域はそれぞれ、所与の管状壁構造の用途に応じて寸法が異なることがある。典型的には、管状部断面流れ領域、入口断面流れ領域、および出口断面流れ領域はそれぞれ個別に、最大約５０６ｃｍ２（７８．５ｉｎ２）である。望ましい一実施形態では、本発明の管状部材は、ＥＬＳＤ装置内でドリフト管として使用され、管状部断面流れ領域、入口断面流れ領域、および出口断面流れ領域はそれぞれ、約３．８４ｃｍ２（０．５９ｉｎ２）である。しかし、前述のとおり、開示の管状部材の全体寸法は制限されない。
ｅ．耐圧強度
本発明の管状部材およびカートリッジは、所与の構成部品の最終用途に応じて異なる内部圧力に耐えるような材料から構成することができる。典型的には、本発明の管状部材およびカートリッジは、耐圧強度が最高約１５，０００ｐｓｉｇになるように構成される。一部の実施形態では、本発明の管状部材およびカートリッジは、耐圧強度が約５００から約５，０００ｐｓｉｇの範囲になるように構成される。
２．温度センサ
本発明の管状部材は、管状部材の長さに沿って位置決めされた、例示的な温度センサ１９などの１つまたは複数の温度センサをさらに含むことができる。図２および４に示すように、例示的な管状部材１０は、２つのセンサ１９を含むが、任意の数のセンサを例示的な管状部材１０に沿って位置決めできることを理解されたい。
典型的には、２つ以上の温度センサ１９が存在するとき、それらは、例示的な管状部材１０の長さに沿って位置決めされる。各温度センサ１９は、例示的な管状部材１０の外面１５に沿って、内層２３の外面２５に沿って、またはその両方に沿って、位置決めすることができる。
２つ以上の温度センサ１９が使用されるとき、温度センサ１９は、例示的な管状部材１０の長さの大部分に沿って分散させることが望ましい。図２に示すように、距離ｄは、温度センサ１９間の距離であり、距離ｄ２は、第１の端部１１と１つの温度センサ１９の間の距離を表し、またｄ３は、第２の端部１２と別の温度センサ１９の間の距離を表す。例示的な一実施形態では、温度センサ１９は、約Ｌ／２の距離だけ互いに離される。上式で、距離Ｌは、管状壁構造１３の長さである。２つ以上の温度センサ１９は、管状壁構造１３に沿って温度および任意の温度勾配を測定するために、管状壁構造１３に沿って位置決めされることが望ましい。
図３の線Ａ−Ａに沿った横断面図である図４に示すように、温度センサ１９のセンサ内面２０は、外層２４の外壁面１５と接触して、または内部２２内および周辺の他の代替位置（図示せず）に位置決めすることができる。図４はまた、温度センサ外面２１が、以下に説明する任意選択の加熱要素１６の内面１７と接触できることを示す）。
複数の温度センサ１９を使用する１つの利益は、管状壁構造１３全体に沿って様々な位置で温度を正確に測定し、かつ以下に論じる１つまたは複数の加熱要素１６と合わせて、より再現性の高い結果およびより良好な性能を提供するために、管状壁構造１３のより良好な加熱制御を提供できることである。センサ１９はもちろん、互いにまたは管状壁構造１３に沿って任意の距離だけ離して配置できるが、望ましい一実施形態では、ｘ個の温度センサは、たとえば等しい距離ｄだけ離して配置されるように、管状壁構造１３内、その周囲、またはその上に位置決めすることができる。ｘ個の温度センサ１９が、互いに等しい距離ｄだけ離して配置されるとき、管状壁構造１３に沿って温度を監視し、ならびに管状壁構造１３に沿って温度変動量を制御しかつ／または最小化するように、管状壁構造１３は、（ｘ＋１）に等しい数の区域に分割されることが望ましい。別法として、例示的な管状部材１０がｘ個の温度センサを含むとき、ｘ個の温度センサは、管状壁構造１３に沿って互いに約Ｌ／（ｘ−１）の距離だけ離して位置決めされることが望ましい。
本発明の管状部材は、管状壁構造の長さＬに沿った平均温度勾配を最小限にする管状壁構造を含むことが望ましい。例示的な一実施形態では、本発明の管状部材は、長さＬに沿って約８℃未満の平均温度勾配を可能にする管状壁構造を含む。望ましい一実施形態では、管状部材は、長さＬに沿って約７℃未満（または約６℃未満、または約５℃未満、または約４℃未満、または約３℃未満、または約２℃未満、または約１．５℃未満、または約１．０℃未満）の平均温度勾配を可能にする管状壁構造を含む。
３．加熱要素
本発明の管状部材は、図３〜４に示す例示的な加熱要素１６などの１つまたは複数の任意選択の加熱要素をさらに含むことができる。図３〜４に示すように、例示的な加熱要素１６は、内面１７および外面１８を含む。単一の連続する加熱要素として示すが、例示的な加熱要素１６は、限定はしないが、例示的な加熱要素１６などの加熱テープ、点接触、および加熱したブランケットまたはスリーブなどの１つまたは複数の熱源を含むことができる。さらに、例示的な加熱要素１６は、管状壁構造１３の長さに沿って外壁面１５を覆って位置決めされるものとして図３に示すが、例示的な加熱要素１６は、管状壁構造１３の全長に沿って、または管状壁構造１３の全長の一部分だけに沿って延びるように寸法設定しかつ位置決めすることができる。
複数の市販の加熱要素を、本発明で使用することができる。適切な市販の加熱要素には、限定はしないが、Ｔｅｍｐｃｏ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｈｅａｔｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｗｏｏｄ Ｄａｌｅ，ＩＬ）から商品名Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｒｕｂｂｅｒ Ｈｅａｔｅｒｓで市販のシリコンゴム加熱要素、Ｔｅｍｐｃｏ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｈｅａｔｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｗｏｏｄ Ｄａｌｅ，ＩＬ）から市販のＫＡＰＴＯＮ（登録商標） Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｈｅａｔｅｒｓ、ならびにＴｅｍｐｃｏ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｈｅａｔｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｗｏｏｄ Ｄａｌｅ，ＩＬ）から市販のテープおよびシースなどの他の加熱製品などが含まれる。
望ましい一実施形態では、Ｔｅｍｐｃｏ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｈｅａｔｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｗｏｏｄ Ｄａｌｅ，ＩＬ）から商品名Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｒｕｂｂｅｒ Ｈｅａｔｅｒｓで市販の４つのシリコンゴム加熱要素が、管状壁構造１３を加熱するために使用される。シリコンゴム加熱要素は、接着剤で取り付けられ、管状壁構造１３の構造に応じて、例示的な管状部材１０の外面１５に沿って、内層２３の外面２５に沿って、またはその両方に沿って分散される。
別の望ましい実施形態では、１つまたは複数の加熱要素１６は、管状部材１０の長さＬに沿って平均温度勾配を約８℃未満にするために、１つまたは複数の温度センサ１９と合わせて使用される。さらなる望ましい実施形態では、１つまたは複数の加熱要素１６は、管状部材１０の長さＬに沿って平均温度勾配を約７℃未満（または約６℃未満、または約５℃未満、または約４℃未満、または約３℃未満、または約２℃未満、または約１．５℃未満、または約１．０℃未満）にするために、１つまたは複数の温度センサ１９と合わせて使用される。
４．接地ネジ
本発明の管状部材は、図１に示す例示的な接地ネジ２９などの１つまたは複数の接地ネジをさらに含むことができる。例示的な接地ネジ２９は、例示的な管状部材１０の電気接地を可能にする。
Ｂ．カートリッジ／衝突器組立体
本発明はさらに、図５〜８Ｂに示す新しく設計されたカートリッジ、衝突器、およびカートリッジ／衝突器組立体を対象とする。開示のカートリッジ、衝突器、およびカートリッジ／衝突器組立体は、ＥＬＳＤ装置内の着脱自在な構成部品として特に有用である。
図５に示す例示的な一実施形態では、例示的な着脱自在なカートリッジ／衝突器組立体５１は、衝突器５２とともに例示的な着脱自在なカートリッジ５８を含む。例示的な着脱自在なカートリッジ／衝突器組立体５１を、噴霧器５０、Ｏ−リング５６、例示的な着脱自在なカートリッジ５８を管状壁構造１３に取り付けるのに適したねじ４３という追加の装置構成部品とともに示す。
１．カートリッジ
図５〜６に示す例示的なカートリッジ５８は、カートリッジ挿入物５７と、フランジ部分６５と、１つまたは複数の衝突器がカートリッジ挿入物５７中の断面流れ領域の一部分を占めるように、カートリッジ挿入物５７内に１つまたは複数の衝突器（たとえば、例示的な衝突器５２）を一時的に固定できる１つまたは複数の衝突器位置決め部材６１とを含む。
例示的な一実施形態では、カートリッジは、ＥＬＳＤ装置のドリフト管内の１つまたは複数の固定位置に、１つまたは複数の衝突器を位置決めするのに適している。この例示的な実施形態では、カートリッジは、（ｉ）ドリフト管の内壁面（たとえば、内壁面１４）に沿ってドリフト管の第１の端部（たとえば、第１の端部１１）の範囲内で延長できるように寸法設定されたカートリッジ挿入物と、（ｉｉ）カートリッジ挿入物の長さに沿って位置決めされた１つまたは複数の衝突器位置決め部材とを含み、１つまたは複数の衝突器位置決め部材はそれぞれ、衝突器がカートリッジ挿入物中の断面流れ領域の一部分を占めるように、カートリッジ挿入物内で衝突器を一時的に固定することができる。
本発明のカートリッジは、例示的な管状部材１０を含む前述の管状部材のいずれかとの使用に適するように寸法設定することができる。カートリッジ挿入物５７は、管状壁構造１３の内壁面１４に沿って管状壁構造１３の第１の端部１１の開口４２の範囲内で、すなわちドリフト管の範囲内で延長できるように寸法設定される。図５に示すように、カートリッジ挿入物５７は、噴霧器５０と管状壁構造１３の間に位置決めすることができ、したがって噴霧器５０は、ネジ４３によって、または任意の他の取付け部材によって、カートリッジ／衝突器組立体５１に着脱自在に取り付けすることができる。同様に、カートリッジ／衝突器組立体５１は、例示的なカートリッジ５８のフランジ６５内の穴４４によって受け入れられ、限定はしないが、次いで管状壁構造１３内の穴４５によって受け入れられるのに適したネジ４３など、任意の適切な取付け部材によって管状壁構造１３に着脱自在に取り付けることができる。
例示的なカートリッジ５８は、１つまたは複数の衝突器位置決め部材６１（図５および６にネジ穴６１として示す）をさらに含むことができる。各衝突器位置決め部材６１は、カートリッジ挿入物５７中の断面流れ領域５９の一部分を占めるように、カートリッジ挿入物５７の長さＣ３に沿って衝突器５２を定位置に着脱自在に固定するように、カートリッジ挿入物５７内に位置決めされる。図５に示すように、例示的な衝突器位置決め部材６１は、対応するネジ６０とともに、カートリッジ挿入物５７内で衝突器５２を位置決めするために使用される。例示的なカートリッジ５８は、１組の対向する衝突器位置決め部材６１を含むが、カートリッジ挿入物５７内の衝突器５２の位置に柔軟性を与えるために、２組以上の対向する衝突器位置決め部材６１が、カートリッジ挿入物５７の長さに沿って位置決めされてもよいことを理解されたい。
図６に示すように、衝突器５２は、例示的なカートリッジ５８のフランジ６５から長さＣ３だけ離して位置決めされる。長さＣ３は、限定はしないが、カートリッジ挿入物５７の全長（たとえば、Ｃ１）、対応する管状部材の全長、衝突器５２の所望の位置、および試験されるべき試験試料の組成など、複数の要因に応じて異なりうることに留意されたい。たとえば、特定の試験試料の必要に基づいて衝突器５２を位置決めできるように、長さＣ３と長さＣ１の比は、図６に示すものより小さくすることができる。
例示的なカートリッジ５８の全長、Ｃ１、は、限定はしないが、対応する管状部材の全長、対応する管状部材の全長に対する衝突器５２の所望の位置、および試験されるべき試験試料の組成など、複数の要因に応じて異なりうることにもさらに留意されたい。例示的な一実施形態では、Ｃ１は、カートリッジ挿入物５７が、対応する管状部材の管状壁構造の内面層として効果的に作用するように、内層２３と同じ長さとすることができる。典型的には、Ｃ１は、対応する管状部材の長さの２分の１未満であり、より典型的には、対応する管状部材の長さの約２５％から３３％である。例示的な一実施形態では、例示的なカートリッジ５８の全長は、約８．１０センチメートル（ｃｍ）（３．１９ｉｎ）であり、１組の衝突器位置決め部材（たとえば、衝突器位置決め部材６１）は、全長約２７．９４ｃｍ（１１．００ｉｎ）の管状部材内で、約７．６２ｃｍ（３．００ｉｎ）に位置決めされる。
以下にさらに論じるように、衝突器５２は着脱自在であって、様々な寸法を有する衝突器を着脱自在に交換でき、したがって適切に寸法設定された衝突器５２に取り換えるだけで、広範囲の試料タイプおよび移動相を所与の管状部材内で試験できることが望ましい。衝突器５２を変更し、またさらには完全に取り除くことによって、所与の装置は、第１の断面流れ領域（たとえば、カートリッジ挿入物５７の断面流れ領域全体の５０％）を有する第１の「分流」構成から、第２の断面流れ領域（たとえば、カートリッジ挿入物５７の断面流れ領域全体の２５％）を有する第２の「分流」構成に、また衝突器５２が完全に取り除かれた単流構成（たとえば、カートリッジ挿入物５７の断面流れ領域全体の１００％）に変換することができる。分流構成では、衝突器５２の寸法を変えて、検出されるべき移動相および試料に応じて最大限に最適化するために、分割の量を変化させることができる。さらに、着脱自在な衝突器はまた、（たとえば、管状壁構造１３がＥＬＳＤ装置内でドリフト管として利用されるとき）清浄にする目的で、管状壁構造１３へ簡単に手が届くようにする。
前述のように、図５〜６には示さないが、例示的なカートリッジ５８は、任意選択でカートリッジ挿入物内に２つ以上の衝突器を位置決めするために、カートリッジ挿入物の長さに沿って位置決めされた２組以上の衝突器位置決め部材を含むことができる。複数の組の衝突器位置決め部材により、同じカートリッジ内で単流構成または任意の数の可能な「分流」構成のいずれかに決定するとき、高い柔軟性をユーザに提供する。
図５〜６に示すように、例示的なカートリッジ５８は、例示的なカートリッジ５８を、管状部材、ガスケット、Ｏ−リング、フィルタ、端部キャップなどの他の装置構成部品に接続するのに適したフランジ６５をさらに含むことができる。望ましい一実施形態では、フランジ６５は、ＥＬＳＤ装置で使用するためのドリフト管を形成するために、例示的なカートリッジ５８を、前述の例示的な管状部材１０などの管状部材に接続するために使用される。
本発明の一実施形態では、フランジ６５は、例示的なカートリッジ５８の一体化した部分として形成される。そのような構成を、図５〜６に示す例示的なカートリッジ／衝突器組立体５１に示す。他の実施形態では、フランジ６５は、カートリッジ挿入物５７の一方の端部に固定された別個のカートリッジ構成部品とすることができる。構造に関わらず、フランジ６５は、フランジ６５を任意の他の装置構成部品に接続できるような１つまたは複数の構造的特徴を含む。適切な構造的特徴には、限定はしないが、フランジの表面から延びるボルト、フランジ内のネジ穴、管用ネジ、圧縮嵌合部品、コネクタなどが含まれる。
カートリッジ５８は、１つまたは複数の材料、望ましくは１つまたは複数の不活性材料を含むことができる。カートリッジ５８を形成するのに適した材料には、限定はしないが、アルミニウム、ステンレス鋼、およびチタンなどの金属、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）およびポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの高分子材料、ホウケイ酸ガラスを含むガラス、ならびにセラミック材料などが含まれる。本発明の例示的な一実施形態では、カートリッジ５８は、アルミニウムおよびステンレス鋼から選択される金属を含む。望ましい一実施形態では、カートリッジ５８は、３１６Ｌステンレス鋼などのステンレス鋼を含む。
カートリッジ５８のカートリッジ挿入物５７の平均壁厚は、限定はしないが、所与の管状部材の内径、カートリッジ挿入物５７の所望の構造的完全性など、複数の要因に応じて異なることがある。典型的には、カートリッジ挿入物５７の平均壁厚は、約０．１０ｍｍ（０．００４ｉｎ）から約５０．８ｍｍ（２ｉｎ）である。例示的な一実施形態では、カートリッジ挿入物５７はステンレス鋼を含み、平均壁厚は、約２．５４ｍｍ（０．１０ｉｎ）から約１０．１６ｍｍ（０．４０ｉｎ）（より望ましくは、約６．３５ｍｍ（０．２５ｉｎ））である。
２．衝突器
図５〜６に示すように、例示的な着脱自在なカートリッジ／衝突器組立体５１は、１つまたは複数の衝突器５２をさらに含む。２つの例示的な衝突器５２を、図７Ａ〜８Ｂに示す。各衝突器５２は、上部および下部周囲面７０、ならびに側部周囲面７１によって束縛された主表面７４を有する平坦で固体の本体７３を含むことが望ましい。上部および下部周囲面７０内には、カートリッジ挿入物５７の対応する衝突器位置決め部材６１、あるいは上部または下部周囲面７０および対応する衝突器位置決め部材６１に係合できる対応する取付け部材（たとえば、ネジ）を受け入れるのに適した開口７２が位置決めされる。
本発明の例示的な一実施形態では、１組の交換可能な衝突器５２は、着脱自在に挿入でき、所与のカートリッジ５８のカートリッジ挿入物５７内に取り付けられるように設計される。１組の衝突器は、カートリッジ挿入物５７中の断面流れ領域５９全体のうちの様々な割合を提供するように寸法設定された複数の衝突器を含むことが望ましい。たとえば、所与の組の衝突器５２は、カートリッジ挿入物５７中の断面流れ領域５９全体のうちの約５％から約９５％を占めることができる。他の組の衝突器５２は、断面流れ領域全体のうちの約５％から約９５％の範囲で、カートリッジ挿入物５７中の断面流れ領域５９全体のうちの任意の割合を占めることができる。
様々な衝突器５２は、所与のカートリッジ挿入物内に嵌合するように、望みに応じて寸法設定することができる。例示的な一実施形態では、衝突器５２の幅（Ｉ１）は約５．０ｍｍ（０．２ｉｎ）から約２５．４ｍｍ（１．０ｉｎ）であり、長さ（Ｉ２）は約５．０ｍｍ（０．２ｉｎ）から約２５．４ｍｍ（１．０ｉｎ）であり、厚さ（Ｉ３）は約１．３ｍｍ（０．０５ｉｎ）から約２５．４ｍｍ（１．０ｉｎ）である。（図７Ａ〜Ｂ参照）。望ましい一実施形態では、衝突器５２の幅（Ｉ１）は約１４．０ｍｍ（０．５５ｉｎ）であり、長さ（Ｉ２）は約２１．８ｍｍ（０．８６ｉｎ）であり、厚さ（Ｉ３）は約３．２ｍｍ（０．１２５ｉｎ）である。
さらに、衝突器５２の形状は、望みに応じて変えることができる。図７Ａ〜７Ｂに示すように、第１の例示的な衝突器５２は、実質的に方形である。図８Ａ〜８Ｂに示すように、第２の例示的な衝突器５２は、実質的に長円形である。衝突器５２に適した他の形状には、限定はしないが、円形、正方形、三角形、球形などが含まれる。所与の衝突器の形状に対する唯一の制限は、その形状が、所与の霧状にした移動相に十分な衝撃表面積を提供するということある。
衝突器５２は、１つまたは複数の材料、望ましくは１つまたは複数の不活性材料を含むことができる。衝突器５２を形成するのに適した材料には、限定はしないが、アルミニウム、ステンレス鋼、およびチタンなどの金属、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）およびポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの高分子材料、ホウケイ酸ガラスを含むガラス、セラミック材料、またはその組合せなどが含まれる。本発明の例示的な一実施形態では、衝突器５２は、任意選択でＴＥＦＬＯＮ（登録商標）材料で被覆された、アルミニウムおよびステンレス鋼から選択された金属を含む。望ましい一実施形態では、衝突器５２は、ＴＥＦＬＯＮ（登録商標）材料で被覆された、３１６Ｌステンレス鋼などのステンレス鋼を含む。
３．衝突器取付け部材
衝突器５２は、図５および６に示す１つまたは複数のネジ６０など、任意の適切な取付け部材によってカートリッジ挿入物５７に着脱自在に取り付けることができる。図５に示すように、１つまたは複数のネジ６０は、カートリッジ挿入物５７の対応する衝突器位置決め部材６１を通して挿入して、図６に示すように、カートリッジ挿入物５７の側壁を貫通して、衝突器５２内のそれぞれの開口７２中に延びることができる。
Ｃ．電子回路
本発明はさらに、分析装置での使用に適した電子回路を対象とする。本発明の電子回路は、電圧増幅器によって提供される増幅器利得に依存しない電圧オフセット成分を含む出力電圧を生成するために、１つまたは複数の入力された電圧信号を増幅できる電子回路を含む。例示的な一実施形態では、電子回路は、入力された電圧信号に電圧利得を提供できる電圧増幅器と、電圧増幅器と直列の出力抵抗と、出力抵抗に定電流を提供する電流源と、電流源から出力抵抗へ定電流の一方向の流れを提供する、電流源と直列の電流ステアリングダイオードとを含み、電圧増幅器によって提供される増幅器利得に依存しない電圧オフセット成分を含む出力電圧を提供することができる。本発明の例示的な電子回路を図９に示す。
図９に示すように、例示的な電子回路８０は、光検出器などの装置（図示せず）からの入力された電圧信号８２に電圧利得を提供できる電圧増幅器８１を含む。例示的な電子回路８０はまた、電圧増幅器８１と直列の出力抵抗８３と、出力抵抗８３に定電流（Ｉｓ）を提供する電流源８４と、電流源８４と直列の電流ステアリングダイオード８５とを含む。電流ステアリングダイオード８５は、電流源８４から出力抵抗８３へ定電流（Ｉｓ）の一方向の流れを提供する。
例示的な電子回路８０では、出力電圧、Ｖｏ、は、
Ｖｏ＝（Ｖｓ×利得）＋（Ｉｓ×Ｒｏｆｆｓｅｔ）＝Ｖｓ×利得＋（Ｖｏｆｆｓｅｔ）
という式によって提供することができる。上式で、Ｖｓは入力された電圧信号であり、「利得」は電圧利得であり、Ｉｓは出力抵抗に提供される定電流であり、Ｒｏｆｆｓｅｔは出力抵抗の抵抗値であり、Ｖｏｆｆｓｅｔは電圧利得に依存しない電圧オフセット成分である。
例示的な電子回路８０は、電圧振幅が最大約２５００ｍＶの電圧信号を処理する装置とともに使用することができる。典型的には、例示的な電子回路８０は、入力された電圧信号の電圧が約０から約２５００ｍＶの範囲になり、電圧利得が約０．１から約１６の範囲の倍率になり、出力抵抗への定電流が約１００μＡから約２．０ｍＡの範囲になり、出力抵抗の抵抗値が約２０００から約５．０オームの範囲になり、電圧オフセット成分の電圧が約１００μＶから約５０ｍＶの範囲になるように、装置とともに使用される。望ましい一実施形態では、例示的な電子回路８０は、入力された電圧信号の電圧が約１５００から約２５００ｍＶの範囲（より望ましくは、約２０００ｍＶ）になり、電圧利得が約１から約１６の範囲の倍率になり、出力抵抗への定電流が約１００μＡから約１．０ｍＡの範囲になり、出力抵抗の抵抗値が約２００から約５オームの範囲（より望ましくは、約１０オーム）になり、電圧オフセット成分の電圧が約１００μＶから約２０ｍＶの範囲（より望ましくは、約１０ｍＶ）になるように、装置とともに使用される。
例示的な電子回路８０などの本発明の電子回路は、追加の電子部品、１つまたは複数の外付けシステム構成部品、あるいはその両方と組み合わせて使用することができる。特に、本発明の電子回路は、負の入力電圧を処理できない１つまたは複数の電子部品を含むシステムで有用である。たとえば、アナログ−デジタル変換を実行できる多くの電子システムは、正（＋）と負（−）のどちらの入力電圧も処理する装置を使用するのをやめ、代わりに正（＋）の入力電圧のみを処理するようになってきた。
本発明の電子回路はまた、１つまたは複数の外付けシステム構成部品を含み、負の入力電圧が外付けシステム構成部品のうちの少なくとも１つの出力に悪影響を与えるシステムで、特に有用である。たとえば、クロマトグラフィー検出器の出力と時間の関係を追跡し、その後、１００％で分析された全試料を列挙するための検出器応答のピーク領域、ならびに全１００％のうちのある割合での個別のピーク応答で、積分の数学的演算を実行する働きをする積分器は、負の入力電圧の電位が負のピーク成分として解釈されるため、場合によっては、負の入力電圧を扱うことができない（たとえば、負の入力電圧は、所与の個別のピーク応答を低減させるために正の入力電圧と合計されるはずである）。
本発明の望ましい一実施形態では、電子回路は、光検出器からの電圧信号を含む、入力された電圧信号を処理するために使用される。本発明のさらなる望ましい実施形態では、電子回路は、蒸発光散乱検出器内の構成部品である。
ＩＩ．構成部品を形成する方法
本発明はまた、本発明の前述の構成部品を形成する方法を対象とする。前述の構成部品はそれぞれ、従来の技法を使用して作製することができる。たとえば、管状部材を形成する例示的な一方法では、方法は、金属鋳造処理ステップを使用して、不活性材料（たとえば、ステンレス鋼）から第１の層または第１のスリーブ２３を形成するステップと、内層２３の外面２５を外層２４で囲むステップとを含むことができる。外層２４は、たとえば金属スパッタリングステップを使用して、内層２３の外面２５上へ被覆することができ、あるいは成形または鋳造ステップを使用して予め形成し、その後内層２３を覆って嵌合することができる。金属鋳造ステップを使用して、カートリッジ５８および衝突器５２を形成することもできる。これらの構成部品のいずれかが高分子材料を含む場合、任意の従来の熱成形ステップ（たとえば、射出成形、注型成形など）を使用して、構成部品を形成することができる。
ＩＩＩ．構成部品を使用する方法
本発明はまた、ＥＬＳＤ装置などの分析装置内で前述の構成部品のうちの１つまたは複数を使用する方法を対象とする。
Ａ．試験試料を分析する方法
前述の構成部品のうちの１つまたは複数は、試験試料を分析するために、ＥＬＳＤ装置などの分析装置内で使用することができる。例示的な一実施形態では、方法は、潜在的に少なくとも１つの検体を含む試験試料を分析する方法を含み、この方法は、長さＬ、第１の端部、第２の端部、管状壁構造の内部に面する内壁面、および外壁面を有する管状壁構造を含み、加熱要素によって少なくとも部分的に囲まれた管状部材に、試験試料を導入するステップと、管状壁構造の内部を、内部の平均温度勾配が長さＬに沿って約８℃未満（または約７℃未満、または約６℃未満、または約５℃未満、または約４℃未満、または約３℃未満、または約２℃未満、または約１．５℃未満、または約１．０℃未満）になるような温度で維持するステップとを含む。望ましい一実施形態では、方法は、第１の金属（たとえば、ステンレス鋼）からなる内層と、第１の金属に比べて熱伝達係数が高い第２の金属（たとえば、銅）からなる外層とを含む管状壁構造を利用する。この例示的な方法では、管状部材は、ＥＬＳＤ装置内でドリフト管として利用することができる。
試験試料を分析する例示的な方法はまた、管状壁構造の長さＬに沿って位置決めされた２つ以上の温度センサを有する管状部材を利用することもできる。
さらなる例示的な実施形態では、試験試料を分析する方法は、分流構成から単流構成への急速な変換を可能にし、逆も同様に可能にするように、管状部材（たとえば、ドリフト管）をカートリッジと組み合わせて利用するステップを含む。この例示的な実施形態では、方法は、（ｉ）管状部材の内壁面に沿って、管状部材の第１の端部の範囲内で延長できるように寸法設定されたカートリッジ挿入物と、（ｉｉ）カートリッジ挿入物の長さに沿った１つまたは複数の衝突器位置決め部材とを含む、カートリッジを利用するステップを含むことができ、衝突器位置決め部材はそれぞれ、カートリッジ挿入物中の断面流れ領域の一部分を占めるように、カートリッジ挿入物内で任意選択の衝突器を一時的に固定することができる。管状部材はさらに、１つまたは複数の衝突器位置決め部材を介してカートリッジ挿入物内で位置決めできるように寸法設定された少なくとも１つの衝突器を含むことができる。
試験試料を分析する上の例示的な方法は、試験試料を霧状にして、移動相内で粒子のエアロゾルを形成するステップと、試験試料を管状部材（たとえば、ドリフト管）に導入する前に、任意選択で粒子の一部分を除去するステップと、管状部材の長さＬに沿って移動相の一部分を蒸発させるステップと、残りの粒子に光ビームを向けて、光ビームを散乱させるステップと、散乱させた光を検出するステップと、検出ステップで取得したデータを分析するステップとのうちのいずれかをさらに含むことができる。
典型的には、前述の方法で取得されるデータは、試験試料内に検体が存在する場合、その量を示す電圧信号の形である。本発明の電子回路を使用して、前述の例示的な方法で取得した電圧信号をさらに処理することができる。
Ｂ．入力電圧信号を処理する方法
さらなる実施形態では、本発明は、電子システム内の１つの電子部品からの入力電圧信号を処理する方法を対象とする。例示的な一実施形態では、入力された電圧信号を処理する方法は、入力された電圧信号を提供するステップと、入力された電圧信号を電圧増幅器を介して増幅するステップと、入力された電圧信号を、電圧増幅器によって提供された増幅器利得に依存しない電圧オフセット成分を含む出力電圧に変換するステップとを含む。
入力された電圧信号を出力電圧に変換するステップは、前述の式（Ｉ）で提供される出力電圧、Ｖｏ、を生成することができる。例示的な一実施形態では、入力された電圧信号の電圧が約０から約２０００ｍＶの範囲のときに、電圧が約５００μＶから約２．０ｍＶの範囲の所望の電圧オフセット成分を生成するために、電圧増幅器は、約１から約１６の範囲の倍率を含む電圧利得を提供し、出力抵抗の抵抗値は、約２０００から約５．０オームの範囲であり、出力抵抗に提供される定電流は、約１００μＡから約２．０ｍＡの範囲である。
入力された電圧信号を処理する方法は、１つまたは複数の追加の電子部品を含み、前記追加の電子部品のうちの少なくとも１つが、負の入力電圧を処理できない電子システム内で、入力された電圧信号を出力電圧に変換するのに、特に有用である。入力された電圧信号を処理する方法はまた、１つまたは複数の外付けシステム構成部品を含み、負の入力電圧が、前述の前記外付けシステム構成部品のうちの少なくとも１つの出力に悪影響を与えるシステム内で、入力された電圧信号を出力電圧に変換するのにも、特に有用である。
望ましい一実施形態では、入力された電圧信号を処理する方法は、光検出器からの入力された電圧信号を処理する方法を含む。さらなる望ましい実施形態では、入力された電圧信号を処理する方法は、蒸発光散乱検出器内で入力された電圧信号を処理する方法を含む。
本発明について、以下の実施例によってさらに説明する。以下の実施例は決して、本発明の範囲を限定するものとして解釈されないものとする。逆に、本明細書の記載を読めば、本発明の精神および／または添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、当業者には想到されるであろう様々な他の実施形態、修正形態、およびそれらの等価物を用いることができることを、はっきりと理解されたい。
ドリフト管としての使用に適した管状壁構造の作製
ステンレス鋼（３１６型）を含む管状部材が、ダイカスト加工中に形成された（「内層」）。その結果得られた管状部材の全長は、２８．２４ｃｍ（１１．１２ｉｎ）（たとえば、図１に示すＬ＋Ｘ１＋Ｘ２）であり、上式で、Ｌ＝２４．１３ｃｍ（９．５ｉｎ）およびＸ１＝Ｘ２＝２．０６ｃｍ（０．８１ｉｎ）であり、円形の断面構成の内径は２．２１ｃｍ（０．８７ｉｎ）であり、外径は２．５４ｃｍ（１．００ｉｎ）であった。
次いで、予め形成された銅スリーブ（「外層」）が、図１に示すステンレス鋼内層のうちの約２４．１３ｃｍ（９．５ｉｎ）を覆うように、内層の周囲に嵌合された。銅スリーブの内径は２．５４ｃｍ（１．００ｉｎ）であり、外径は３．１８ｃｍ（１．２５ｉｎ）であった。
その結果得られた管状壁構造の全肉厚は９．６５ｍｍ（０．３８ｉｎ）であり、耐圧強度は約５０００ｐｓｉｇであった。
複数のセンサを有する管状部材の作製
実施例１で形成した管状部材は、複数の温度センサを管状部材に組み込むためにさらに加工された。管状壁構造の外壁面（たとえば、銅外層の外面）に、２つのセンサが接着剤で配置された。センサは、図２に示すように、管状壁構造の両端から約８．２６ｃｍ（３．２５ｉｎ）（長さｄ２および長さｄ３）だけ離して配置された。
複数の加熱要素およびセンサを有する管状部材の作製
実施例２で形成した管状部材は、加熱要素を管状部材と組み合わせるためにさらに加工された。図３に示すように、２つのセンサおよび銅外層の外面を覆って、加熱シート内に位置決めされた４つのシリコーンゴム加熱要素が位置決めされた。加熱器シートの長さは２４．１３ｃｍ（９．５ｉｎ）であり、銅外層上へ直接配置された。
管状部材に沿った温度勾配データ
実施例３の管状部材が、外側の銅層をもたない第２の管状部材と比較された。管状壁構造のそれぞれに沿ったいくつかの位置で、温度測定が行われた。試験は、１００％Ｈ２Ｏの移動相で３．０ｍＬ／分、次世代ＥＬＳＤプロトタイプ：４５Ｃ／１．５Ｌ／分／衝突器あり／利得１６を使用して実施された。Ｆｌｕｋｅ ５４ＩＩ Ｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒ温度センサ１９が、２つのそれぞれの管状壁構造上の４つの位置に配置され、区域ごとに５００個のデータ点が取られた（各データ点は５秒ごとに記録された）。第１のセンサ／区域は、第１の端部１１に最も近く位置決めされ、次に第２のセンサ／区域が位置決めされ、次いで第３のセンサ／区域が位置決めされ、最後に第４のセンサ／区域が、第２の端部１２に最も近く位置決めされた。下の表１は、ステンレス鋼だけを含む管状部材に対する温度プロファイルの結果を要約し、表２は、銅に包まれた管状壁構造を含む管状部材に対する温度プロファイルの結果を要約する。
Figure 0005469869
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ドリフト管との使用に適したカートリッジ／衝突器組立体の作製
実施例１で形成された管状部材は、図５〜６に示すカートリッジ／衝突器組立体を組み込むためにさらに加工された。カートリッジの長さ（Ｃ１）は、８．１０ｃｍ（３．１９ｉｎ）であり、長さＣ２＝７．６２ｃｍ（３．００ｉｎ）であった。カートリッジ挿入物の外径は２２．１ｍｍ（０．８７ｉｎ）であり、内径は１５．７ｍｍ（０．６２ｉｎ）であった。
１組の衝突器からの第１の衝突器の幅Ｉ１は１４．０ｍｍ（０．５５ｉｎ）であり、長さＩ２は１５．７ｍｍ（０．６２ｉｎ）であり、厚さＩ３は３．２ｍｍ（０．１２５ｉｎ）であった（図７Ａ〜８Ｂ参照）。この組の衝突器からの第２の衝突器の幅Ｉ１は７．６ｍｍ（０．３ｉｎ）であり、長さＩ２は１５．７ｍｍ（０．６２ｉｎ）であり、厚さＩ３は３．２ｍｍ（０．１２５ｉｎ）であった。衝突器は、カートリッジ挿入物を貫通して衝突器の側壁中に延びるネジによって定位置に保持される。
ドリフト管との使用に適したカートリッジ／衝突器組立体の作製
カートリッジの長さＣ３が、実施例１で形成されたドリフト管の中央部分の長さＬと実質的に等しいことを除き、実施例５のカートリッジ／衝突器組立体と類似のカートリッジ／衝突器組立体が形成された。
蒸発光散乱検出器での使用に適した電子回路の作製
図９に示す電子回路が作製され、実施例１のドリフト管とともに蒸発光散乱検出器（ＥＬＳＤ）に組み込まれた。
明細書について、その特定の実施形態に関して詳細に説明してきたが、上記の理解を得れば、これらの実施形態への改変形態、変形形態、および等価物が、当業者には容易に想到できることが理解されるであろう。したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲およびそのあらゆる等価物の範囲であるものとして評価されるべきである。
本発明の例示的な複合管状部材を示す図である。 図１に示す例示的な複合管状部材を、その上の複数のセンサとともに示す図である。 図２に示す例示的な複合管状部材を、複数のセンサを覆って位置決めされた加熱要素とともに示す図である。 図３に示す例示的な複合管状部材の線Ａ−Ａに沿った横断面図である。 本発明の例示的なカートリッジ／衝突器組立体を示す図である。 図５に示す例示的なカートリッジ／衝突器組立体の横断面図である。 図５〜６に示すカートリッジ／衝突器組立体との使用に適した第１の例示的な衝突器の正面図である。 図５〜６に示すカートリッジ／衝突器組立体との使用に適した第１の例示的な衝突器の側面図である。 図５〜６に示すカートリッジ／衝突器組立体との使用に適した第２の例示的な衝突器の正面図である。 図５〜６に示すカートリッジ／衝突器組立体との使用に適した第２の例示的な衝突器の側面図である。 蒸発光散乱検出器（ＥＬＳＤ）装置などの装置での使用に適した従来技術の電子回路の概略図である。

Claims (29)

  1. ドリフト管であって、前記ドリフト管は、
    第１の端部、第２の端部、管状壁構造の内部に面する内壁面、および外壁面を有する管状壁構造を含む複合管状部材であって、前記管状壁構造が、第１の金属からなる内層と、前記第１の金属に比べて熱伝達係数が高い第２の金属からなる外層とを含む、複合管状部材を有し、
    前記管状壁構造の前記内壁面の一部分に沿って延長できるカートリッジ挿入物を含む着脱自在なカートリッジ、および前記着脱自在なカートリッジ内に位置決めされ、前記着脱自在なカートリッジから着脱自在である、１つまたは複数の任意選択の衝突器と組み合わせられ、
    前記１つまたは複数の任意選択の衝突器が、１組の衝突器内の１つの衝突器を含み、前記１組の衝突器が、様々な異なる衝突器寸法を有する２つ以上の衝突器を含み、前記１組の衝突器内の各衝突器が、前記着脱自在なカートリッジ中の断面流れ領域の一部分を占めるように、前記着脱自在なカートリッジに着脱自在に取付け可能である、ドリフト管。
  2. 前記内層の外面が、前記外層の内面と接触している、請求項１に記載のドリフト管。
  3. 前記管状壁構造が、前記第２の金属からなる外側スリーブと、前記第１の金属からなる内側スリーブとを含み、前記内側スリーブの内面が前記内壁面を形成する、請求項１に記載のドリフト管。
  4. 前記内側スリーブが、前記内側スリーブの両端に、前記管状壁構造の前記第１の端部および第２の端部を形成するフランジ部分を含む、請求項１に記載のドリフト管。
  5. 前記管状壁構造の前記外壁面が、前記管状壁構造の外側周辺部の大部分を囲んで延びる連続する面である、請求項１に記載のドリフト管。
  6. 前記管状壁構造の前記第１の端部が、入口断面流れ領域を有し、前記管状壁構造の前記第２の端部が、出口断面流れ領域を有し、前記管状壁構造が、前記第１の端部と前記第２の端部との間に、前記入口断面流れ領域、前記出口断面流れ領域、またはその両方と実質的に等しい管状部断面流れ領域を有する、請求項１に記載のドリフト管。
  7. 前記管状部断面流れ領域が、前記入口断面流れ領域および前記出口断面流れ領域の両方と実質的に等しい、請求項６に記載のドリフト管。
  8. 前記管状部断面流れ領域、前記入口断面流れ領域、および前記出口断面流れ領域のそれぞれが、円形の断面流れ領域を有する、請求項７に記載のドリフト管。
  9. 前記管状壁構造の肉厚が、少なくとも約２．５４ｍｍ（０．１０ｉｎ）である、請求項１に記載のドリフト管。
  10. 前記内層の肉厚が、約２．５４ｍｍ（０．１０ｉｎ）から約５．０８ｍｍ（０．２０ｉｎ）であり、前記外層の肉厚が、約２．５４ｍｍ（０．１０ｉｎ）から約７．６２ｍｍ（０．３０ｉｎ）である、請求項１に記載のドリフト管。
  11. 前記第１の金属がステンレス鋼を含み、前記第２の金属が銅を含む、請求項１から８のいずれか一項に記載のドリフト管。
  12. 前記管状壁構造の長さに沿って位置決めされた１つまたは複数の温度センサをさらに含む、請求項１から１１のいずれか一項に記載のドリフト管。
  13. 前記１つまたは複数の温度センサが、前記管状壁構造の前記外壁面に沿って位置決めされる、請求項１２に記載のドリフト管。
  14. 前記１つまたは複数の温度センサが、前記管状壁構造に沿って位置決めされた少なくとも２つの別個の温度センサを含む、請求項１２に記載のドリフト管。
  15. 前記管状壁構造の管状中央部分が、中央部分の長さＬを有し、前記別個の温度センサのうちの前記少なくとも２つが、前記管状壁構造に沿って互いに少なくともＬ／２の距離だけ離して位置決めされる、請求項１４に記載のドリフト管。
  16. 前記管状壁構造の長さに沿って前記外壁面を覆って位置決めされた加熱要素をさらに含む、請求項１から１５のいずれか一項に記載のドリフト管。
  17. 前記加熱要素が、前記外壁面の全体を実質的に覆う、請求項１６に記載のドリフト管。
  18. ドリフト管であって、前記ドリフト管は、
    第１の端部、第２の端部、長さＬ、管状壁構造の内部に面する内壁面、および外壁面を有する管状壁構造と、
    前記管状壁構造の長さＬに沿って位置決めされた２つ以上の温度センサと、
    前記管状壁構造の長さＬに沿って前記外壁面を覆って位置決めされた加熱要素と
    を含む、管状部材を有し、
    前記管状壁構造の前記内壁面の一部分に沿って延長できるカートリッジ挿入物を含む着脱自在なカートリッジ、および前記着脱自在なカートリッジ内に位置決めされ、前記着脱自在なカートリッジから着脱自在である、１つまたは複数の任意選択の衝突器と組み合わせられ、
    前記１つまたは複数の任意選択の衝突器が、１組の衝突器内の１つの衝突器を含み、前記１組の衝突器が、様々な異なる衝突器寸法を有する２つ以上の衝突器を含み、前記１組の衝突器内の各衝突器が、前記着脱自在なカートリッジ中の断面流れ領域の一部分を占めるように、前記着脱自在なカートリッジに着脱自在に取付け可能である、ドリフト管。
  19. 前記管状部材の平均温度勾配が、長さＬに沿って約８℃未満である、請求項１８に記載のドリフト管。
  20. 前記２つ以上の温度センサのうちの少なくとも２つが、前記管状壁構造に沿って互いに少なくともＬ／２の距離だけ離して位置決めされる、請求項１８に記載のドリフト管。
  21. 前記管状部材が、前記管状壁構造に沿って互いに距離ｄだけ離して位置決めされたｘ個の温度センサを含む、請求項１８に記載のドリフト管。
  22. 前記管状部材が、前記管状壁構造に沿って互いに約Ｌ／（ｘ−１）の距離だけ離して位置決めされたｘ個の温度センサを含む、請求項１８に記載のドリフト管。
  23. 前記加熱要素が、前記管状壁構造の長さに沿って前記外壁面を覆って位置決めされた２つ以上の別個の加熱要素を含む、請求項１８から２２のいずれか一項に記載のドリフト管。
  24. 前記加熱要素が、前記管状壁構造の長さに沿って前記外壁面を覆って位置決めされた４つ以上の別個の加熱要素を含む、請求項１８から２２のいずれか一項に記載のドリフト管。
  25. 前記加熱要素が、前記管状壁構造の長さに沿って前記外壁面を覆って位置決めされた加熱シートを含む、請求項１８から２４のいずれか一項に記載のドリフト管。
  26. 前記加熱シートが、前記外壁面の全体を実質的に覆う、請求項２５に記載のドリフト管。
  27. 前記管状壁構造が、第１の材料からなる内層と、前記第１の材料と同じまたは異なる第２の材料からなる外層とを含む、請求項１８から２６のいずれか一項に記載のドリフト管。
  28. 噴霧器、任意選択のカートリッジ、１つまたは複数の任意選択の衝突器、光源、光検出器、増幅器、あるいはそれらの任意の組合せと組み合わせた、請求項１から２７のいずれか一項に記載のドリフト管。
  29. 前記第１の端部に取り付けられた噴霧器、前記噴霧器と前記ドリフト管との間に位置決めされた任意選択のカートリッジ、前記任意選択のカートリッジ内に位置決めされた１つまたは複数の任意選択の衝突器、ならびに（ｉ）光源、（ｉｉ）光検出器、および（ｉｉｉ）前記第２の端部の近傍に位置決めされた増幅器と組み合わせた、請求項２８に記載のドリフト管。
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