JP6346567B2 - 液相試料の急速蒸発イオン化を行うためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Description
(実施例1)
液体クロマトグラフィー分離とそれに続く蒸発イオン化質量分光分析(LREIMS)とによる生体試料の成分の定量的測定
生体試料の成分の濃度は、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)質量分光分析法を使用することによって決定され得る。生体試料は、概して、液体/液体抽出、固相抽出、有機溶媒によるタンパク質の沈殿、または分析化学で使用される多くの適切な試料調製法のうちのこれら以外の任意のものを通じて分析のため調製される。
蒸発イオン化質量分光分析法(LREIMS)による尿中の毒素の定性的、半定量的測定
尿中の毒性化合物の定性的/半定量的測定は、緊急治療室における中毒事例の鑑別診断の重要な段階である。治療オプションおよび選択肢は、関わっている毒素の種類に大きく依存するので、毒素の定性的測定がそのようなすべての場合において必要である。さらに、尿検査時間の要件が最小化されることも重要である。
尿試料の直接蒸発イオン化質量分光分析による代謝の先天異常の診断
先天性代謝異常は、先進国において集団レベルで頻繁にスクリーニングされている。しかし、現在使用されているスクリーニング方法では、確固とした診断を確立し、適切な治療を開始するうえで十分に詳細な情報をもたらさない。したがって、通常は、患者は、尿を特に強調したさまざまな体液の詳細分析を含むさらなる確証診断試験の下でそのような代謝異常を有していると識別される。尿試料の分析は、従来は、試料の化学誘導体化の後に、ガスクロマトグラフィー質量分光分析(GC-MS)法によって実施されてきた。GC-MSは、非常に感度が高いが、時間がかかり、また費用も高い。以下の実施例で使用される、本明細書で開示されている方法は、分析に必要な時間を数時間(試料調製を含む)からわずか数秒に短縮することができる。
110 分散媒を供給する液体ポンプ
120 注入器デバイス
130 液体移送システム
130' 液体移送システム
140 クロマトグラフィーカラム
150 熱蒸発イオン化デバイス
150' 熱蒸発イオン化デバイス
160 ポストイオン化デバイス
160' ポストイオン化デバイス
170 イオン分析器デバイス
170' イオン分析器デバイス
180 データ分析デバイス
180' データ分析デバイス
200 熱蒸発イオン化デバイス
201 熱蒸発イオン化デバイス
202 熱蒸発イオン化デバイス
210 液体状態の試料流体
212 電極ブリッジ間隙
214 第1の電極
216 第2の電極
218 液体試料流体ブリッジ
220 気体状態の試料流体
222 ホットプレート
228 電磁放射線ビーム
230 レーザー
300 液体REIMSシステム
310 蒸発シリンダー(熱蒸発イオン化デバイス)
312 シリンダーの内面
320 蒸発シリンダー制御装置および電源
330 試料流体ポンプ
400 液体REIMSシステム
410 マイクロタイタープレート
420 マイクロウェル
430 液体状態の試料流体
431 気体状態の試料流体
438 熱蒸発イオン化デバイス
440 第1の電極
450 第2の電極
460 気体試料輸送導管
470 電極電源
480 電極リード線
490 電極ブリッジ間隙
600 液相試料
710 ピーク1
720 ピーク2
810 ピーク1
820 ピーク2
Claims (39)
- 液相試料を分析するための方法であって、
液体試料をイオン化デバイスに誘導する段階と、
前記液体試料の1つまたは複数の分子成分を1つまたは複数の気体イオンおよび中性粒子に変換するのに十分な速度で前記イオン化デバイスを用いて前記液体試料を熱蒸発させる段階とを含む方法。 - 前記気体イオンを、イオン分析器デバイスを用いて分析して、前記液体試料の化学組成に関する情報を提供する段階をさらに含む請求項1に記載の方法。
- 静電電位を前記イオン化デバイスと前記イオン分析器デバイスとの間に印加する段階をさらに含む請求項2に記載の方法。
- 前記イオン分析器デバイスは、質量分光分析計またはイオン移動度分光分析計である請求項2に記載の方法。
- 前記液体試料は、生体液試料であり、前記情報は、医学的診断を確立するために使用される請求項2に記載の方法。
- 誘導する段階は、前記液体試料を前記イオン化デバイスの上流にある導管に通して流す段階を含む請求項1に記載の方法。
- 前記液体試料を流す段階は、前記液体試料を前記イオン化デバイスに連続的に流す段階を含む請求項6に記載の方法。
- 前記液体試料を熱蒸発させる段階は、前記液体試料が一対の電極間の間隙を通過するときに前記一対の電極間で回路を完成させる試料流体ブリッジの形成に応答して電流を前記液体試料に印加する段階を含む請求項1に記載の方法。
- 電流を印加する段階は、交流電流を印加する段階を含む請求項8に記載の方法。
- 電流を印加する段階は、直流電流を印加する段階を含む請求項8に記載の方法。
- 前記電流を前記液体試料に印加する段階は、約1Wから約100Wまでの間の電力を前記液体試料に印加する段階を含む請求項8に記載の方法。
- 少なくとも前記1つまたは複数の中性粒子をポストイオン化デバイス内に、前記1つまたは複数の中性粒子が前記ポストイオン化デバイスによって生成された荷電粒子と相互作用して前記中性粒子のうちの少なくとも1つを気体イオンに変換するように導く段階をさらに含む請求項8に記載の方法。
- 前記液体試料を熱蒸発させる段階は、前記液体試料が流れ込む先の前記イオン化デバイスのシリンダーの加熱された内面と前記液体試料とが接触したときに前記液体試料を加熱する段階を含み、前記加熱された内面は前記液体試料の沸点より高く、前記液体試料のライデンフロスト温度より低い温度に加熱される請求項1に記載の方法。
- 前記1つまたは複数の中性粒子をエレクトロスプレー二次イオン化デバイスによって生成された荷電粒子に曝して前記中性粒子のうちの少なくとも1つを気体イオンに変換する段階をさらに含む請求項13に記載の方法。
- 前記液体試料を熱蒸発させる段階は、前記液体試料が滴下される前記イオン化デバイスの加熱された表面との接触を介して前記液体試料を加熱する段階を含み、前記加熱される表面は、前記液体試料の沸点より高く、前記液体試料のライデンフロスト温度より低い温度に加熱される請求項1に記載の方法。
- 前記1つまたは複数の中性粒子をエレクトロスプレー二次イオン化デバイスによって生成された荷電粒子に曝して前記中性粒子のうちの少なくとも1つを気体イオンに変換する段階をさらに含む請求項15に記載の方法。
- 前記液体試料を熱蒸発させる段階は、1つまたは複数のレーザーからの電磁放射線を介して、前記液体試料が液体移送システムの遠位端部で玉状になって下がり、前記1つまたは複数のレーザーの焦点を通るときに前記液体試料を加熱する段階を含む請求項1に記載の方法。
- 前記液体試料を熱蒸発させる段階は、前記液体試料が送達される先のマイクロタイタープレートのマイクロウェル内に挿入された一対の電極間の電流を介して前記液体試料を加熱する段階を含み、前記一対の電極は、間隙を有しており、前記液体試料が前記間隙を閉じて、前記一対の電極間で完成された回路を形成し、前記電流が前記一対の電極間を通過することを可能にさせるように、前記液体試料中に少なくとも部分的に浸される請求項1に記載の方法。
- 液相試料を分析するためのシステムであって、
液体試料を中に通して誘導するように構成された導管と、
前記液体試料を前記導管から受け入れるように構成された熱蒸発イオン化デバイスであって、前記液体試料の1つまたは複数の分子成分を1つまたは複数の気体イオンおよび中性粒子に変換するのに十分な速度で前記液体試料を熱蒸発させるように構成された、熱蒸発イオン化デバイスと、
前記イオン化デバイスから前記1つまたは複数の気体イオンを受け入れるように構成された輸送デバイスとを備えるシステム。 - 前記液体試料は、生体液試料である請求項19に記載のシステム。
- 前記輸送デバイスから前記1つまたは複数の気体イオンを受け入れ、前記気体イオンを分析して前記液体試料の化学組成に関する情報を提供するように構成されたイオン分析器デバイスをさらに備える請求項19に記載のシステム。
- 前記イオン分析器デバイスは、質量分光分析計またはイオン移動度分光分析計である請求項21に記載のシステム。
- 前記イオン化デバイスは、前記液体試料が通過する間隙を画成する一対の電極を備え、前記電極は、前記液体試料が前記一対の電極における前記間隙を通過するときに前記一対の電極間に回路を完成させる試料流体ブリッジの形成に応答して電流を前記液体試料に印加するように構成されている請求項19に記載のシステム。
- 前記液体試料は、前記電極の前記間隙を連続する流れで通過する請求項23に記載のシステム。
- 前記電極は、前記液体試料が前記電極間の前記間隙を通過するときに、約1Wから約100Wまでの間の電力を前記液体試料に印加するように構成されている請求項23に記載のシステム。
- 前記イオン化デバイスはシリンダーを備え、前記シリンダーは、加熱装置と前記シリンダーを貫通する開口部とを備え、前記シリンダーは、前記液体試料を受け入れて接触加熱を介して前記液体試料を熱蒸発させる円筒内面を有し、前記加熱装置は、前記円筒内面を前記液体試料の沸点より高く、前記液体試料のライデンフロスト温度より低い温度に加熱する請求項19に記載のシステム。
- エレクトロスプレーイオン化デバイスをさらに備え、前記エレクトロスプレーイオン化デバイスは、エレクトロスプレーを前記シリンダーの前記開口部に導き、前記エレクトロスプレーイオン化デバイスによって生成される荷電粒子が前記液体試料の前記接触加熱を介して生成される中性粒子と相互作用し前記中性粒子のうちの少なくとも1つを気体イオンに変換するように構成されている請求項26に記載のシステム。
- 前記イオン化デバイスは、加熱装置によって加熱される略平面状の加熱表面を備え、前記加熱表面は、前記液体試料を受け入れて接触加熱を介して前記液体試料を熱蒸発させるように構成され、前記加熱装置は、前記加熱表面を前記液体試料の沸点より高く、前記液体試料のライデンフロスト温度より低い温度に加熱する請求項19に記載のシステム。
- エレクトロスプレーイオン化デバイスをさらに備え、前記エレクトロスプレーイオン化デバイスはエレクトロスプレーを前記加熱表面の上に導き、前記エレクトロスプレーイオン化デバイスによって生成される荷電粒子が前記液体試料の前記接触加熱を介して生成される中性粒子と相互作用し前記中性粒子のうちの少なくとも1つを気体イオンに変換するように構成されている請求項28に記載のシステム。
- 前記イオン化デバイスは、前記導管の開口部から間隔をあけて置かれている平面に沿って配設された1つまたは複数のレーザーを備え、前記1つまたは複数のレーザーは前記開口部の軸と略一直線になった領域に集束する電磁放射線を放射し、前記液体試料が液体移送システムの遠位端部で玉状になって下がり、前記1つまたは複数のレーザーの焦点領域を通るときに前記電磁放射線が前記液体試料を熱蒸発させるように構成されている請求項19に記載のシステム。
- 液相試料を分析するためのシステムであって、
液体試料を中に受け入れるように構成された1つまたは複数のマイクロウェルを備えるマイクロタイタープレートと、
間に間隙を画成する一対の電極を備える熱蒸発イオン化デバイスであって、前記液体試料が前記間隙を閉じて、前記一対の電極間で完成された回路を形成し、電流が前記一対の電極間を通過することを可能にさせるように、前記電極の少なくとも一部は前記液体試料中に浸されるように構成され、および前記液体試料の1つまたは複数の分子成分を1つまたは複数の気体イオンおよび中性粒子に変換するのに十分な速度で前記液体試料を熱蒸発させるように構成されている、熱蒸発イオン化デバイスと、
前記イオン化デバイスから前記1つまたは複数の気体イオンを受け入れるように構成された導管とを備えるシステム。 - 前記導管から前記1つまたは複数の気体イオンを受け入れ、前記気体イオンを分析して前記液体試料の化学組成に関する情報を提供するように構成されたイオン分析器デバイスをさらに備える請求項31に記載のシステム。
- 前記イオン分析器デバイスは、質量分光分析計またはイオン移動度分光分析計である請求項32に記載のシステム。
- 前記中性粒子を二次イオン源に曝す段階をさらに含み、前記二次イオン源は前記中性粒子の少なくとも1つを気体イオンに変換する、請求項1に記載の方法。
- 前記二次イオン源は、エレクトロスプレーイオン源、コロナ放電イオン化源、グロー放電イオン化源、大気圧化学イオン化源、誘電体バリア放電、および電磁波イオン化源からなる群から選択される、請求項34に記載の方法。
- 前記中性粒子の少なくとも1つを気体イオンに変換するように構成された二次イオン源をさらに含む、請求項19に記載のシステム。
- 前記二次イオン源は、エレクトロスプレーイオン源、コロナ放電イオン化源、グロー放電イオン化源、大気圧化学イオン化源、誘電体バリア放電、および電磁波イオン化源からなる群から選択される、請求項36に記載のシステム。
- 前記中性粒子の少なくとも1つを気体イオンに変換するように構成された二次イオン源をさらに含む、請求項31に記載のシステム。
- 前記二次イオン源は、エレクトロスプレーイオン源、コロナ放電イオン化源、グロー放電イオン化源、大気圧化学イオン化源、誘電体バリア放電、および電磁波イオン化源からなる群から選択される、請求項38に記載のシステム。
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