JP6746606B2 - 開口サンプリングインターフェース - Google Patents

Description

関連する出願の参照
本出願は、２０１５年４月９日に出願された「開口サンプリングインターフェース」と題された米国非仮出願第１４／６８２，８３７号に対する優先権を主張し、その内容の全体は、参照により本明細書に組み込まれる。
連邦政府による資金提供を受けた研究開発の記載

本発明は、米国エネルギー省によって授与された契約番号ＤＥ−ＡＣ０５−００ＯＲ２２７２５に基づく政府支援によりなされた。政府は本発明に対して一定の権利を有する。

本発明は一般にサンプル分析のシステムおよび方法に関し、特にサンプリングプローブを用いたサンプル分析システムに関する。

詳細な化学分析をするために試料材料を適切にサンプリングし、またそのような試料材料を適切に準備することに困難が伴う場合がある。質量分析および高速液体クロマトグラフィーでは、例えば、試料を分析装置に入れる前に、試料を溶液中に適切に配置しなければならない。試料材料は、例えば、レーザーアブレーションまたは音響アブレーションにより、ピン等の穿刺サンプリング装置から固体として、固体試料の表面から吐出された微粒子、試料を含有する溶液の液滴から吐出された微粒子、または、表面の抽出液から吐出された微粒子など、様々な形態にて受け入れられる。これらのサンプル試料は、詳しい化学分析が行われる前に、適当な溶液の中で処理されなければならない。これにより余計なステップが必要となり、分析に手間がかかり、また分析を行うために必要な時間が長引いてしまう。また、試験には複数あるいは反復的な試料を伴うことがあり、これらステップを繰り返す必要があって、また、試料を溶液中に配置させ、繰り返し洗浄または置換するための装置も必要となる。

試料材料をサンプリングするためのシステムには、内壁と開口端を持つ外プローブ収容部を備えるプローブが設けられている。前記収容部の中にある液体供給管には、液体を前記収容部の開口端に送出するように配置された流出口が設けられている。液体供給管は、液体を第１体積流量にて、収容部の開口端に送出させるため、液体供給部に接続することができる。収容部の開口端から液体を取り除くため、収容部の中に排液管が設けられている。排液管と流体接続する排液システムを設けて、排液管から液体を、第２体積流量にて取り除くことが可能であって、第１体積流量は第２体積流量の流量を超えており、開口端で液体が試料を受け取り、試料材料を含有する液体が排液管に引きこまれて通過し、プローブの開口端から液体が越流する。第１体積流量は、第２体積流量より少なくとも５％多くすることができる。本排液システムは、排液管を化学分析装置と液体連通させる連結具を有している。

本システムは、プローブの開口端から越流液を回収する、越流回収システムをさらに設けることができる。本回収システムは外プローブ収容部を取り囲む回収容器でも構わない。本排液システムは、排液管を化学分析装置と液体連通させる連結具を有してもよく、さらにプロセッサを設けることができる。このプロセッサは、対象となる試料が排液システムの液体に存在する場合に、化学分析装置から信号を受け取ることができる。プロセッサはその後、越流液の回収を指令できる。本回収システムには、回収システムにより回収された越流液を、化学分析装置に液体連通させる連結具を備えていてもよい。

試料材料をサンプリングする方法には、内壁と開口端を持つ外プローブ収容部と、液体を前記収容部の開口端に送出させるように配置する流出口が設けられている、前記収容部内部の液体供給管と、前記収容部の開口端から液体を取り除く、前記収容部内部の排管と、を備えたプローブを提供するステップを備えることができる。排液管から液体を移動するため、排液システムを排液管と流体連通させて提供することができる。液体は液体供給管を第１体積流量にて流れており、前記収容部の開口端へと送出される。液体は排液システムを第２体積流量にて流れている。第１体積流量は第２体積流量を超える場合があり、開口端にて液体が試料を受け取り、試料を含有する液体が排液管に引きこまれて通過し、開口端から液体が越流する。第１体積流量は、第２体積流量より少なくとも５％だけ多くすることができる。

本ステップは、排液システムの液体に化学分析を行うステップをさらに含むことができる。化学分析は、高速液体クロマトグラフィーと質量分析からなる群より選択される少なくとも１つの化学分析とすることができる。

本方法は、越流液回収システムを提供するステップを含み、さらに当該回収システムを用いて越流液を回収するステップを含むことができる。回収システムの越流液は化学分析装置に向けることができる。本方法に、排液システムの液体に化学分析を行うステップを含めることが可能であって、被分析物が化学分析で検知された場合に、越流液を回収するステップをさらに含めることができる。

試料材料をサンプリングするプローブは、内壁と開口端を持つ外プローブ収容部と、液体を前記収容部の開口端に送出させるように配置された流出口が設けられている、前記収容部内部の液体供給管と、前記収容部の開口端から液体を取り除く、前記収容部内部の排管と、を備えることができる。液体供給管は、液体を第１体積流量にて収容部の開口端に送出する液体供給部に接続できる。排液管は、液体を第２体積流量にて排液管から取り除く排液システムに接続できる。第１操作モードでは第１体積流量は第２体積流量を超える場合があり、この場合開口端の液体は試料を受け取り、試料を含有する液体は排液管から吸引され、開口端から液体が越流する。本プローブは、プローブの開口端から越流液を回収する回収システムをさらに備えることができる。本回収システムは、外プローブ収容部を取り囲む容器を有する場合がある。

図面には現在好ましい実施形態が示されているが、本発明は図示の構成および手段に限定されないことが理解されよう。

図１はプローブの開口端の概略図である。 図２は第１操作モードでのプローブの概略図である。 図３は第２操作モードでのプローブの概略図である。 図４は第３操作モードでのプローブの概略図である。 図５は第４操作モードでのプローブの概略図である。 図６は第５操作モードでのプローブの概略図である。 図７は越流回収システムを有する試料材料サンプリング用のプローブの概略図である。 図８は試料材料サンプリングシステムの概略図である。 図９Ａは指先をプローブの開口サンプリングインターフェースの開口端に５秒間接触させた後に記録されたＴＩＣ（トータルイオンカレント）クロノグラムである。試料およびバックグラウンドの信号は、図９Ａのグレー領域に示してある。 図９Ｂはこのサンプリングより得られた平均化およびバックグラウンド除去されたフルスキャン質量スペクトルを示している。 図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃは、コーヒー飲用者と、コーヒーその他のカフェイン入り飲料をサンプリング前の数日間控えた人の、両方の人による、ＣｕＤｅｒｍ（登録商標）テープストリップを用いた皮膚サンプリングから得られたものである。 図１０Ａは何もないテープと、対象番号１と対象番号２の皮膚でサンプル化されたテープを、プローブのサンプリングインターフェースに５秒間接触させてから記録されたＴＩＣ（トータルイオンカレント）クロノグラムである。 図１０Ｂはカフェイン代謝パラキサンチンに特有のＴＩＣより抽出されたクロノグラム信号である。 図１０Ｃはカフェインに特有のＴＩＣより抽出されたクロノグラム信号である。 図１１は油溶性の染色溶剤グリーン２８（０．５重量％）とエチレンビス（ステアラマイド）（ＥＢＳ）ワックス（１．０重量％）を含有して調製されたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ，９８．５重量％）カラーチップの分析データを示している。 図１１ＡはＰＥＴカラーチップをプローブのサンプリングインターフェースに１秒間接触させてから記録されたＴＩＣ（トータルイオンカレント）クロノグラムである。試料およびバックグラウンドの信号は、図１１Ａのグレー領域に示されている。 図１１Ｂは２つのサンプリングのうち最初のものから得られた平均化およびバックグラウンド除去されたフルスキャン質量スペクトルを示している。 図１２Ａ、図１２Ｂおよび図１２Ｃはベラパミル被分析物（０．０１〜１０ミクロモル）と内部標準プロパノール（１．０ミクロモル）を含有する溶液からなる液滴（ベラパミルの各濃度に対応する６つの複製液滴）をプローブ液体ドームに滴下することにより得られたデータを示している。 図１２Ａはプロパノールに対して得られた抽出イオンカレントクロノグラムである。 図１２Ｂはベラパミルに対して得られた抽出イオンカレントクロノグラムである。 プロパノールに対するベラパミルのピーク面積積算値の比率プロットが曲線適合され、定量分析能力が示されている。（図１２Ｃ）

試料材料をサンプリングするためのシステムには、内壁３２と開口端４０を持つ外プローブ収容部２４を備えるプローブ２０が設けられている。収容部２４の中にある液体供給管３６には、液体を前記収容部の開口端へと送出されるように配置された流出口が設けられている。矢印４４で示されている通り、液体を第１体積流量にて収容部の開口端に送出させるために、液体供給管３６を液体供給部に接続することができる。収容部内部の排液管２８により排液流路３０を形成することが可能で、当該排液流路３０は収容部２４の開口端４０から液体を取り除くために設けられる。排液管２８と流体接続する排液システムを設けて、矢印２８で示されている通り、液体を排液管２８と流路３０から、第２体積流量で取り除くことが可能であって、第１体積流量は第２体積流量の流量を超えており、開口端４０の液体は試料を受け取り、試料材料を含有する液体が排液管２８に引きこまれて通過し、開口端４０から液体が越流する。液体供給量が液体排出量を上回ると液体のドーム５２が形成される。開口端４０から越流しない液体は、矢印５６で示されている通り、液体供給管３６から排液管２８に移動する。

開口端４０の液体は試料材料から試料を受け取る。試料は液体ドーム５２の中に捕捉される。試料の一部は液体と共に排液管２８から流れる。排液管２８は排液システムに接続可能であって、排液システムは試料と溶媒を、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）装置または質量分析計などの適切な化学分析装置に送出することができる。

液体供給管３６と排液管２８の具体的な配置は様々である。図１において、排液管２８は、管状の導管として外収容部２４と共に配置して設けられており、また液体供給管３６は、排液管２８と外収容部２４の内壁３２の間の環状空間として形成されている。プローブは、例えば、一以上の管状液体供給管を設けること、一以上の別々に構成された排液管、などによって、様々に構成することができる。液体供給管および排液管の数、形状、サイズ、相対位置は、十分な量の液体が開口端に送出でき、また十分な量の液体をプローブから取り除いて、必要なときにドーム５２と越流条件、場合によっては、越流条件を形成しない条件が生成できる限り、変えることができる。流路の寸法を変えることもできる。排液流路３０の寸法ｃ、液体供給管２８の寸法ｄ_２、および収容部２４の外径ｄ_３の寸法は、何れも所望とされるプローブ２０の特性および実行する試験に応じて、変えることができる。

ドーム５２の高さは、流動条件や溶媒など、数多くの因子に依存する。ドーム５２がプローブの開口端４０を越えて延び、試料をドーム５２に接触させるだけで試料をプローブ２０の中に導入させることができるようになっている限り、ドーム５２の高さを変えることができる。液体供給が液体排出を上回り、液体が開口端４０からあふれ出るようになっている越流条件により、数多くの機能を発揮することができる。これにより、排液を流れる試料の希釈化を、所望とされる水準まで、越流が過度となる程度までも、可能にできる。これにより、プローブ２０の開口端４０の洗浄または浄化機能を、発揮することができる。越流液は別々に回収および分析がなされるか、または、還流として排液に再混合させることもできる。越流液を分析される主な試料含有液とし、排液を主に越流液の流量を制御するために使用することもできる。

光学ベースのセンサー５３など適当なセンサーを用いてドーム５２を監視することで、正常な流動バランスを確立させることができる。このセンサー５３は、バルブ、液体供給、排液量を調整することのできる、適切なプロセッサに信号を供給することができる。

第１体積流量は、第２体積流量を任意の適当量だけ上回ることができる。第１体積流量は、第２体積流量を少なくとも５％だけ上回ることができる。第１体積流量は、試料の希釈または開口端の洗浄が所望とされる場合、第２体積流量を数倍、例えば１００％、あるいは１０００％までも、上回ることができる。プローブは、液体が開口端から流出しないような条件で操作することも可能である。また本システムを、第１体積流量が第２体積流量を下回るアンダーフロー条件で、追加操作させることもできる。この種の操作は、本願と同日に出願され、「捕捉プローブ（Capture Probe）」と題する同時係属中の米国特許出願に開示されており、その開示は参照により完全に組み込まれている。

図２には越流がないか、あるいは低越流条件で操作されているプローブ２０が図示されている。液体供給と排液の体積流量が均衡して、液体が開口端４０からほとんど、あるいは全く越流しなくなっている。図３には越流条件で操作されているプローブ２０が図示されている。矢印４４で示された液体供給の体積流量が、矢印４８で示された排液の体積流量を十分に上回るようになっており、矢印６０に示されている通り、十分な液流が開口端４０を越流している。

図４には指６４などの試験対象物が開口端４０に単に触れるだけの、この場合においては、開口端４０を完全に覆っている、操作モードが図示されている。対象物と溶媒の接触により試料が指から移動し、排液４８と共にプローブ２０から流出し、そこで化学的な試験をすることができる。指を離してプローブ２０を越流条件に戻すことで、所望とされる場合に開口端４０の洗浄効果を発揮することができる。

図５には、試料７２が試料支持体６８に設けられた操作モードが図示されている。試料７２はあらゆる適当な手段を用いて移動され、プローブ２０の開口端４０にて液体からなるドーム５２の上に落ちるか、あるいは液体ドーム５２に移動して接触する。一形態において、支持体はレーザー光７８の波長に対して透明であってよく、伝播したレーザービーム７８が支持体６８表面の試料材料７２からくる試料の一部をアブレーションするようになっている。音響アブレーション、反射レーザー誘起アブレーション、および熱もしくは他の放射エネルギーなど、試料を移動させる他の手段も利用可能である。音響脱離装置などエネルギーを放射する装置を利用することも可能であって、レーザーその他のエネルギー供給装置を使用することで、試料支持体を進む音波を生成し、これにより試料にエネルギーを供給して、試料材料から試料を吐出させることができる。この音響脱離はレーザー誘起された音響脱離とすることができる。本発明は、試料材料を試料からプローブに吐出させる他の手段と共に使用することができる。試料材料は、プローブに吐出あるいは落下する微粒子であるか、または浮遊性であってプローブに拡散されるか、または誘導ガス流によりプローブに誘導される微粒子とすることができる。

試料を液体ドーム５２に送出させるあらゆる好適な手段が可能である。図６には、液滴吐出装置８４が、試料または試料含有溶媒からなる液滴８８をプローブ２０のドーム５２に供給する実施例が図示されている。この液滴吐出装置はまた、試料をプローブの溶媒ドームに直接吐出することもできる。あるいは、試料ピン９２に試料９６を提供し、これを溶媒ドーム５２に挿入することができる。

排液管の位置と液体の越流を変化させることができる。外収容部２４の中にある排液管２８の位置をまた別の変量として使用することで、プローブ２０および本システムの機能を制御することができる。一般に、排管の位置が低ければ低いほど、試料の希釈度が高くなり、サンプルに対する洗浄の時間がますます長くなる。

本システムは、図７に図示されている通り、プローブの開口端から越流液を回収する越流回収システムをさらに備えることができる。この回収システムはプローブ２０の外収容部を取り囲む回収容器１００であっても構わない。回収容器１００には開口端１０４があり、これにより越流液を回収容器１００に流入させることができる。回収容器１００はあらゆる好適な方法、サイズ、または材質で形成することができる。示された実施例において、回収容器１００はベース１２０の中に形成されており、ここにプローブ２０が取付けられている。回収容器１００は導管１１２と連通可能であって、容器１００から越流液を取り除く液流通路１０８を提供している。導管１１２を適切な継ぎ手１１６を用いてベース１２０に固定することができる。ベース１２０の支持部１６８を設けることも可能である。

本システムは、あらゆる適当な手段を用いて、プローブ２０に溶媒を送出させるか、またはプローブから溶媒を移動させることができる。吸液ライン１４０は容器や液体供給ラインなど適当な供給源から液体を受け取る。ＨＰＬＣポンプなどのポンプ（図示せず）を使用してプローブ２０への溶媒の流れを測定することができる。液体は、水、メタノール、アセトニトリルなど、試料材料用のあらゆる好適な溶媒とすることができる。また別の溶媒を考えることもできる。Ｔ接続部１２８はプローブ２０に係合する継ぎ手１３２を含み、継ぎ手１３６と流体連通し、液体供給ライン１４０と液体供給管３６の間を流体連通させることができる。継ぎ手１４４は、排液管２８と排液ライン１４８との間を接続することができる。排液ライン１４８は、継ぎ手１５２を用いて、質量分析計などの化学分析装置の入り口１６０に接続させることができる。プローブ２０は、継ぎ手１５４、軸受筒１５６、および固定ナット１５８など、あらゆる好適な構造体を用いて、ベース１２０に接続させることができる。また別の接続材料および方法を考えることもできる。

図８は表面サンプリング用のシステム１８０の概略図である。本システム１８０には試料分析部１８８があり、ここに、プローブ２０、継ぎ手１２８、および排液を化学分析装置に送出するライン１６０が設けられている。試料をプローブに送出する手段がレーザーアブレーションである場合、レーザー２００などの放射エネルギー源を設けてもよい。そうでない場合には、音響アブレーション装置、液滴吐出装置、など、試料をプローブ２０に送出する他の適当な装置を使用することができる。本システム１８０は別の特徴を有することができる。９０度プリズムを設けることで、レーザービームを顕微鏡対物２３０に向けることができる。光源２２０を設けることができる。ビデオモニター２１２を設けてディスプレイ２１６に接続することができる。質量分析計１９２その他の化学分析装置を設け、また、モニター１９６ならびに、質量分析計１９２および、操作棒、プロセッサ、他の制御器など、適当な制御装置２４４を備えることができる。

プロセッサを設けることにより、装置の操作を制御することが可能で、特に液体供給、排液、および越流の流量を望み通りに制御することができる。プロセッサはまた、レーザー２００などの試料供給装置の操作を制御することができる。プロセッサはセンサー信号を受け取り、適切なバルブおよび制御回路に制御信号を与えることで、これらの装置およびシステムの操作を全般的に制御することができる。対象となる試料が排液システムからくる液体の中に存在する場合に、プロセッサは化学分析装置から信号を受け取ることができる。その後、プロセッサは越流液の回収を指示することができる。本回収システムは、回収システムによって回収された越流液を、化学分析装置と液体連通させる接続器を備えることができる。

本方法は、排液システムからくる液体に対して化学分析を行うステップをさらに備えることができる。このような化学分析は、高速液体クロマトグラフィーと質量分析からなる群より選択される少なくとも１つとすることができる。分析機器としては、分析対象となる水溶液を分析するために使用されるあらゆる機器とすることができる。分析機器の例としては、これらに限られるわけではないが、各種質量分析計、イオン化源、分光装置、分離方法、およびこれらの組み合わせを挙げることができる。イオン化源の例としては、これらに限られるわけではないが、エレクトロスプレーイオン化（ＥＳＩ）、大気圧化学イオン化（ＡＰＣＩ）、エレクトロスプレー化学イオン化（ＥＳＣｉ）、大気圧光イオン化（ＡＰＰＩ）、または誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）、を挙げることができる。分離方法の例としては、これらに限られるわけではないが、液体クロマトグラフィー、固相抽出、ＨＰＬＣ、キャピラリー電気泳動、その他適当な液相試料洗浄／分離プロセスを挙げることができる。質量分析計の例としては、これらに限られるわけではないが、sector飛行時間型、四重極マスフィルター三次元四重極型イオントラップ、線形四重極イオントラップ、フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴オービトラップおよびトロイダル型イオントラップを挙げることができる。

図９Ａはプローブの開口端にある溶媒インターフェースドームに指先を５秒間接触させた後に記録したトータルイオンカレント（ＴＩＣ）クロノグラムである。０．２０分と０．３５分の間にある信号の上下は、指から抽出されて、プローブの排管から分析装置にサンプル化される材料に由来するものであって、この場合、分析装置はネガティブイオンモードのＡＰＣＩを用いた飛行時間型質量分析計である。プローブは、３５０μＬ／分メタノールを用いた越流モードで操作された。図９Ｂはこのサンプリングから得られた平均化およびバックグラウンド除去されたフルスキャン質量スペクトルを示している。試料およびバックグラウンドの信号は、図９Ａのグレー領域に示してある。スペクトル領域の主ピークは、皮膚に存在することが分かっている最も豊富な脂肪酸、即ち、ミリストレイン酸（ｍ／ｚ ２２５）、ミリスチン酸（ｍ／ｚ ２２７）、パルミトレイン酸（ｍ／ｚ ２５３）、パルミチン酸（ｍ／ｚ ２５５）、リノール酸（ｍ／ｚ ２７９）およびオレイン酸（ｍ／ｚ ２８１）と特定された。

図１０のデータは、ＣｕＤｅｒｍ（登録商標）テープストリップを用いて、コーヒー飲用者と、コーヒーその他のカフェイン入り飲料を、サンプリング前の数日間控えた人の両方の人に由来する皮膚をサンプリングして得られたものである。図１０Ａは何もないテープと、対象番号１と対象番号２の皮膚をサンプル化したテープを、プローブの開口端にある溶媒ドームに５秒間接触させてから記録されたトータルイオンカレント（ＴＩＣ）クロノグラムである。各サンプリングに対する信号の上下は、抽出されたテープに由来し、プローブの排管から分析装置にサンプル化される材料に由来するものであって、この場合、分析装置はポジティブイオンモードのＡＰＣＩを用いた飛行時間型質量分析計である。プローブは、３５０μＬ／分メタノールを用いた越流モードで操作された。図１０Ｂはカフェイン代謝パラキサンチンに特有のＴＩＣから抽出されたクロノグラム信号である。図１０Ｃはカフェインに特有のＴＩＣから抽出されたクロノグラム信号である。カフェインおよび関連生成物であるパラキサンチンの存在は、コーヒー飲用者と分かっている対象番号１では明白であって、サンプリング前の数日間カフェインの消費を控えていた対象番号２から得られた試料は、これよりも約３ケタ低くなっていた。

図１１は油溶性の染色溶剤グリーン２８（（０．５重量％）とエチレンビス（ステアラマイド）（ＥＢＳ）ワックス（１．０重量％）を含有して調製されたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ，９８．５重量％）カラーチップの分析データを示している。図１１ＡはＰＥＴカラーチップをプローブの開口端にある溶媒ドームに１秒間接触させてから記録されたトータルイオンカレント（ＴＩＣ）クロノグラムである。２つのサンプリングの各々に対する信号の上下は、抽出され、また溶解しているプラスチックからくる材料であって、プローブの排管から分析装置にサンプル化される材料に由来するものであり、この場合、分析装置はポジティブイオンモードのＡＰＣＩを用いた飛行時間型質量分析計である。プローブは越流モードの３５０μＬ／分メタノール／クロロホルム（１／１ ｖ／ｖ）を用いて操作された。図１１Ｂは２つのサンプリングのうち最初のものから得られた、平均化およびバックグラウンド除去されたフルスキャン質量スペクトルを示している。サンプル信号およびバックグラウンド信号が図１１Ａにグレー領域で示されているスペクトル領域の主ピークは、ＰＥＴの成分（ｍ／ｚ ３３８のＰＥＴ二量体−（ＣＨ_２）_２０およびｍ／ｚ ５７７のＰＥＴ三量体）および公知の添加溶剤グリーン２８（ｍ／ｚ ５３５の （Ｍ＋Ｈ）^＋）およびＥＢＳワックスの各ピークｍ／ｚ ５３８、ｍ／ｚ ５６６、およびｍ／ｚ ５９４と特定された。

図１２はベラパミル分析対象物（０．０１〜１０ミクロモル）と内部標準プロパノール（１．０ミクロモル）を含有する溶液からなる液滴（ベラパミル濃度に各々対応する６つの複製液滴）をプローブ液体ドームに滴下することにより得られたデータを示している。図１２Ａはプロパノールに対して得られた抽出イオンカレントクロノグラムであり、図１２Ｂはベラパミルに対して得られた抽出イオンカレントクロノグラムである。各化合物に対する信号の上下は、液滴の一部をプローブの排管から分析装置にサンプリングすることに由来するものであって、この場合、分析装置はポジティブイオンモードのＥＳＩを用いた飛行時間型質量分析計である。プローブは越流モードで８００μＬ／分メタノールを用いて操作された。内部標準に対するイオンカレントは予想通り一定であって、ベラパミルに対するイオンカレントは、分析された液滴中の当該化合物の濃度の上昇と共に、上昇した。プロパノールに対するベラパミルのピーク面積積算値の比率プロットが曲線適合され、定量分析能力が示されている。（図１２Ｃ）

本発明のシステムによって面をプローブまたは液体ドームに接触させ、固体または液体試料を溶媒ドームに移動させ、またはアブレーションされた材料を溶媒ドームに捕捉させることによって、直接抽出によるサンプリングが可能となる。ドームのプローブ容量により、分析対象物の希釈と分析時間の延長が提供される。ドームの容量は溶媒組成と表面張力、ならびに液体供給と排管の相対的な位置と共に変化する。ドームにより、試料材料がプローブに非常に効果的に移動することが確実となる。

数値範囲：本開示を通して、本発明の種々の態様は数値範囲によって提示される。数値範囲の記載は単に便宜と簡潔のために用いられるものであって、本発明の範囲を不必要に制限するように解釈してはならない。したがって、数値範囲の記載は、具体的に開示された可能なすべての部分範囲、ならびにその範囲に含まれる個々の数値を含んでいるものと考えるべきである。例えば、１〜６のような数値範囲の記載は、１〜３、１〜４、１〜５、２〜４、２〜６、３〜６等の具体的に開示された部分範囲、ならびに、１、２、２．７、３、４、５、５．３や６など、その範囲に含まれる個々の数値を含んでいるものと考えるべきである。これは、範囲の幅に関係なく当てはまる。

本発明は、本発明の精神または本質的な特性から逸脱することなく、他の形態で実施することができ、したがって、本発明の範囲を決定するために、以下の特許請求の範囲を参照すべきである。

Claims (17)

1. 開口端を持つ外プローブ収容部と、
   液体を前記収容部の前記開口端に送出するように配置された流出口が設けられ、前記収容部の中にある液体供給管であって、液体を液体供給流量で前記収容部の前記開口端に送出させるために、液体供給部に接続されている液体供給管と、
   前記収容部の中にあって、前記収容部の前記開口端から液体を取り除く排液管と、
   が設けられたプローブと、
   前記排液管と流体接続する排液システムであって、前記排液システムは前記排液管から液体を取り除き、排液を排液流量で送出する排液システムと、
   前記液体供給流量と前記排液流量との流量バランスにより形成されて前記開口端に存在する液体ドームを監視し、前記開口端に近接して配置されるセンサーと、
   前記センサーから信号を受信し、前記液体供給流量および前記排液流量を調節して、前記液体ドームの高さを調節するように構成されたプロセッサと、
   前記液体供給流量が前記排液流量を上回るときに、前記プローブの前記開口端から越流液を回収する越流回収システムと、
   が備えられ、システムの操作時に前記開口端で液体が試料材料を受け取り、試料材料を含有する液体が、前記排液管に引き込まれて通過することを特徴とする、試料材料サンプリング用システム。
2. 前記システムが越流しないように運転する請求項１記載のシステム。
3. 前記センサーが光学ベースのセンサーであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
4. 前記排液管が前記外プローブ収容部の内に配置される管状の導管であり、前記液体供給管は、前記排液管と前記外プローブ収容部の内壁との間の環状空間により形成されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
5. 開口端を持つ外プローブ収容部と、液体を前記収容部の前記開口端に送出させるように配置された流出口が設けられ、前記収容部の中にある液体供給管と、前記収容部の中にあって、前記収容部の前記開口端から液体を取り除く排液管と、を備えるプローブを提供するステップと、
   前記排液管と流体連通し、前記排液管から液体を取り除く排液システムを提供するステップと、
   前記液体供給管の液体供給流量を制御するステップと、
   前記排液管の中にある液体の排液流量を制御するステップと、
   液体ドームを監視するセンサーを前記開口端に近接して提供するステップと、
   前記センサーに接続されたプロセッサを提供するステップと、
   前記液体供給管に液体を流して液体を送出し、前記排液システムに液体を流すことにより前記開口端に液体ドームを形成するステップであって、前記液体ドームが前記開口端で試料を含有する対象物を受け取り、前記試料が前記対象物から前記液体ドームの中へと抽出され、前記排液管の中に引きこまれて通過するステップと、
   前記センサーを介して液体ドームの高さを感知し、信号を前記プロセッサに引き渡すステップであって、前記プロセッサが前記液体ドームの高さを制御するようになっているステップと、
   が備えられ、
   前記液体供給管における前記開口端への液体供給流量を第１体積流量とし、前記排液管における排液流量を第２体積流量としたとき、前記第１体積流量が前記第２体積流量を上回り、液体が前記開口端から越流する、
   ことを特徴とする方法。
6. 前記対象物が指であることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記指が前記開口端を封止して係合することを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 前記排液管が前記外プローブ収容部の内に配置される管状の導管であり、前記液体供給管は、前記排液管と前記外プローブ収容部の内壁との間の環状空間により形成されていることを特徴とする請求項５に記載の方法。
9. 開口端を持つ外プローブ収容部と、
   液体を前記収容部の前記開口端に送出させるように配置された流出口が設けられ、前記収容部の中にある液体供給管と、
   前記収容部の中にあって、前記収容部の前記開口端から液体を取り除く排液管と、
   を備えるプローブを提供するステップと、
   前記排液管と流体接続し、前記排液管から液体を取り除く排液システムを提供するステップと、
   前記液体供給管に液体を流して、前記収容部の前記開口端に液体を第１体積流量で送出させるステップと、
   前記排液システムに液体を第２体積流量で流し、前記第１体積流量が前記第２体積流量を上回るステップであって、前記開口端で液体が試料を受け取り、前記試料を含有する液体が前記排液管の中に引きこまれて通過し、前記開口端から液体が越流するステップと、
   前記試料材料を含有する対象物を前記開口端の液体に接触させるステップと、
   前記試料材料を前記対象物から液体に抽出させるステップと、
   が備えられていることを特徴とする、試料材料をサンプリングするための方法。
10. 前記対象物が指であることを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 前記指が前記開口端を完全に封止することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. 前記排液システムからくる液体に化学分析を行うステップをさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の方法。
13. 前記化学分析が、高速液体クロマトグラフィーおよび質量分析からなる群より選択される少なくとも１つの化学分析であることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
14. 前記プローブに液体越流回収システムが設けられ、前記回収システムを用いて越流液を回収するステップがさらに備えられていることを特徴とする請求項９に記載の方法。
15. 前記回収システムから化学分析装置に越流液を案内するステップをさらに備えることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
16. 前記越流液が還流となって前記排液管の液体に混合されることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
17. 前記第１体積流量が前記第２体積流量より少なくとも５％だけ上回ることを特徴とする請求項９に記載の方法。

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