JP7262729B2 - インライン式デュアルステージ試料希釈をするためのシステム及び方法 - Google Patents

インライン式デュアルステージ試料希釈をするためのシステム及び方法 Download PDF

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Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、米国特許法第１１９条の下で、２０１７年９月７日に出願された「インライン式デュアルステージ試料希釈をするためのシステム及び方法」と題する米国仮出願第６２／５５５，３２３号に基づく優先権を主張する。米国仮出願第６２／５５５，３２３号の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。
誘導結合プラズマ（ＩＣＰ：Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）分光法は、液体試料中の微量元素濃度及び同位体比の測定に一般的に利用される分析技術である。ＩＣＰ分光法は、電磁的に生成されて、部分的イオン化された、約７，０００Ｋの温度に達するアルゴンプラズマを用いる。試料が当該プラズマに導入されると、高温によって試料原子がイオン化され、又は光を放出する。各化学元素が特徴的な質量又は発光スペクトルを生成するため、放出された質量又は光のスペクトルを測定することによって、元の試料の元素組成を確定することができる。
分析のため、液体試料をＩＣＰ分光装置（例えば、誘導結合プラズマ質量分析計（ＩＣＰ／ＩＣＰ－ＭＳ）、誘導結合プラズマ発光分光計（ＩＣＰ－ＡＥＳ）など）に導入するために、試料導入システムを使用することができる。例えば、試料導入システムは、容器から液体試料のアリコート（ａｌｉｑｕｏｔ）を取り出し、その後、アリコートをネブライザ（ｎｅｂｕｌｉｚｅｒ）に移し、ネブライザは、アリコートをＩＣＰ分光装置によるプラズマ中でのイオン化に適した多分散エアロゾルに変換する。アリコートをネブライザに移送する前又は移送中に、サンプルアリコートを水素化物生成試薬と混合させて水素化物ガス及び／又は液分離器に供給し、当該分離器は、水素化物及び／又は試料ガスをネブライザに送入する。ネブライザによって生成されたエアロゾルは、次いで、噴霧チャンバ内で選別され、より大きなエアロゾル粒子が除去される。噴霧チャンバを出ると、エアロゾルは、分析用にＩＣＰ－ＭＳ又はＩＣＰ－ＡＥＳ機器のプラズマトーチアセンブリによってプラズマに導入される。
流体試料を希釈するための試料調製システム及び方法が記載され、当該システム及び方法において、試料は、シングル又はマルチステージ希釈プロセスによって希釈され、高希釈倍率（例えば、１０，０００倍以上の希釈倍率）で非常に高い精度を達成する。システムの実施形態は、それらに限定されるものではないが、キャリア流体を押し流すように構成された第１のポンプと、希釈液を押し流すように構成された第２のポンプと、前記第１のポンプ及び前記第２のポンプと流体結合された複数の選択バルブとを備え、前記複数の選択バルブは、少なくとも２つの動作モードに従って、前記第１のポンプ及び前記第２のポンプからの流体の流れを導くように構成され、第１の動作モードに従ってシングルステージ（ｓｉｎｇｌｅ－ｓｔａｇｅ）試料希釈を提供し、第２の動作モードに従ってデュアルステージ（ｄｕａｌ－ｓｔａｇｅ）試料希釈を提供する。
本概要は、以下の詳細な説明で更に説明される概念を選択的に簡略化した形で紹介するために提供するものである。本概要は、クレームされる発明主題の重要な特徴又は本質的な特徴を特定することを意図するものではなく、クレームされる発明主題の範囲を決定するに当たって補助として利用されることを意図するものでもない。
詳細な説明は、添付図面を参照して説明する。明細書及び図面中の異なる例における同一の参照番号の使用は、類似又は同一のアイテムを示すことができる。
本開示の一実施形態に係る、第１の試料希釈モードで動作する試料調製システムの概略図である。 本開示の一実施形態に係る、第２の試料希釈モードの第１ステージで動作する試料調製システムの概略図である。 本開示の一実施形態に係る、第２の試料希釈モードの第２ステージで動作する試料調製システムの概略図である。 図１－３を参照して説明した試料調製システムのような試料調製システムの制御プロトコルの概略図である。
≪概要≫
試料中の微量元素の濃度又は量の測定は、試料の純度の表示、又は試薬、反応性成分などとして使用するための試料の妥当性を提供することができる。例えば、特定の生産又は製造プロセス（例えば、鉱業、冶金学、半導体製造、製薬工程など）において、不純物の許容誤差は、例えば、僅かｐｐｂオーダーで、非常に厳密の場合がある。高濃縮試料（例えば、金属鉱石、冶金組成物など）の微量元素組成を正確に測定するために、測定すべき試料は、ＩＣＰ分光測定装置（誘導結合プラズマ質量分析計（ＩＣＰ／ＩＣＰ－ＭＳ）、誘導結合プラズマ発光分光計（ＩＣＰ－ＡＥＳ）など）による分析のために希釈が求められる場合が多い。例えば、試料の濃度が高すぎると、試料はＩＣＰ分光測定装置のコーンを飽和させるか、試料の間に望ましくないバックグラウンドをキャリーオーバーするか、又は測定装置の損傷を引き起こす可能性がある。しかしながら、特に、手動的な技術では、比較的多量の液体（例えば、５０ｍＬ以上）、繊細なピペット又はメスフラスコ、頻繁に認証を必要とする器具、相当な所要時間などを伴う場合が多く、正確な希釈倍率を得ることは困難な場合がある。更に、大きな希釈倍率（例えば、１００倍以上の希釈）について、希釈の精度は、所与のポンプ（例えば、シリンジポンプ、蠕動型ポンプなど）の分解能によって制限されることがある。そのようなポンプは、複数の試料、標準物質などに対して、均一且つ正確な希釈を提供するのに十分な分解能を有していない場合があるためである。
そこで、本開示は、試料のインライン式マルチステージ希釈をするためのシステム及び方法を提供する。当該システム及び方法は、バルブシステムに流体接続された複数の独立したポンプを利用して、所与の流体の希釈倍率を動的に変更する（例えば、コンピュータ制御下で行う）ことができる。ここで、希釈倍率及び希釈ステージの数は、試料、標準物質などの間で変化し得る。当該システム及び方法は、以下で更に詳細に説明されるように、ＩＣＰ分光測定装置による分析用のシステムにおいて、流体を希釈するためのキャリア、希釈液、及び試料の流れを正確に制御する。
≪実施例≫
図１－３は、本開示の様々な実施形態に係る試料調製システム（「システム１００」）を示しており、システム１００は、解析分析するための試料及び標準物質の自動的なインライン式希釈を容易にするポンプ、バルブ、及び制御ロジック構成を含む。当業者であれば、図示及び／又は本明細書に記載された実施形態が、変更されてもよく、又は完全に若しくは部分的に組み合わせられた結果、更なる実施形態が生じてもよいことを理解するであろう。したがって、図示及び記載された実施形態は、解釈として理解されるべきであり、本開示の限定として理解されるべきではない。
システム１００は、流体のシングルステージ希釈及びデュアルステージ希釈をするための構造及び機能性を提供し、当該システム１００は、システム１００の動作中に様々な試料又は標準物質の動作モードを切り換えることができる。例えば、システム１００のコントローラは、シングルステージ希釈動作を介して、第１の希釈倍率による第１の試料の希釈を促進することができるとともに、コントローラは、デュアルステージ希釈動作を介して、第２の希釈倍率による第２の試料の希釈を促進することができる。例示的な動作モードは図１－３に示されている。例えば、図１は、シングルステージ希釈に取り組んでいる第１の試料希釈モードで動作するシステム１００を示す。図２及び図３は、デュアルステージ希釈に取り組んでいる第２の試料希釈モードで動作するシステム１００を示す。他の動作モードには、それらに限定されるものではないが、システム１００に試料を装填する試料装填モードと、システム１００の流体ラインに洗浄溶液を導入するリンスモード（例えば、希釈モードの前、希釈モードの後に等）、較正曲線を自動的に生成する較正モード等を含む。
図１－３に示す実施形態において、システム１００は、システム１００の流体の流路（例えば、互いに流体連通している流体ライン、流体ループ又はコイル、バルブポート、バルブチャネルなどによって形成された経路）を通って流体を押し流す複数のシリンジポンプ１０２を含むように示されている。システム１００は、シリンジポンプを有する例示的な実施形態に示されているが、システム１００は、システム１００を通って流体を押し流すための、シリンジポンプ、蠕動型ポンプ、真空接続など、又はこれらの組み合わせを含むがこれらに限定されない任意の適切なタイプのポンプを組み込むことができる。例えば、複数のシリンジポンプ１０２は、キャリア流体を押し流してシステム１００を通る（例えば、１つ以上の試料又は標準物質を押してシステム１００を通る）ようにシリンジを制御する第１のシリンジポンプ１０４と、希釈液流体（例えば、イオン交換水、超純水など）を押し流してシステム１００を通るようにシリンジを制御する第２のシリンジポンプ１０６と、内部標準物質を押し流してシステム１００を通るようにシリンジを制御する第３のシリンジポンプ１０８と、を含むことができる。複数のシリンジポンプ１０２は、システム１００内の他の流体を押し流すための更なるシリンジポンプ、例えば、リンス又は洗浄溶液、較正溶液、緩衝液、溶離液などを押し流すシリンジポンプを含むことができる。複数のシリンジポンプ１０２に用いられるシリンジのサイズは、各シリンジポンプの間で異なってもよく、又は均一のサイズであってもよい。例えば、所望の希釈を提供するために、比較的少量の流体を押し流してシステムを通過し、希釈倍率を正確に制御するとともに、比較的多量の液体（例えば、５０ｍＬ以上）を必要とすることを回避するように、シリンジは、０．５ｍＬと２０ｍＬとの間の容量であってもよい。
複数のシリンジポンプ１０２は、マルチポートバルブ（例えば、自動選択／切換バルブ）に流体結合され、システム１００内のポンプからの流体の流れを導く。例えば、図１－３に示すように、システム１００は、第１の選択バルブ１１０、第２の選択バルブ１１２、第３の選択バルブ１１４、及び第４の選択バルブ１１６を備え、これらのバルブの各々は、少なくとも２つの流れ構成の間で切換可能である（例えば、異なるバルブポートの間の流れチャネルの接続を介して行われ、異なる流れ構成は、流れチャネルの位置が異なる）。更に、第１の選択バルブ１１０、第２の選択バルブ１１２、第３の選択バルブ１１４、及び第４の選択バルブ１１６の各々は、複数のポンプ１０２のうちの１つ以上のポンプと直接的又は間接的に流体連通している。
第１の選択バルブ１１０は、システム１００とＩＣＰ分光測定機器又は他の分析装置との間のインターフェースを提供し、希釈した試料をＩＣＰ分光測定機器（例えば、流体ライン１２０を介して第１の選択バルブ１１０と流体連通しているネブライザ１１８を介して）又は他の分析装置に提供する。第１の選択バルブ１１０は、第１の選択バルブ１１０の２つのポート（例えば、図１－３のポート１及び４）を介して、（例えば、流体保持ループ又はコイルを形成する）第１の保持ライン１２２に結合される。例えば、システム１００は、バルブが流れ構成を切り替える間に、保持ラインを利用して流体をバルブに保持することができる。第１の選択バルブ１１０はまた、第１の選択バルブ１１０の２つのポート（例えば、図１－３のポート６及び９）を介して、（例えば、流体保持ループ又はコイルを形成する）第２の保持ライン１２４に結合される。第１の選択バルブ１１０は、第２の選択バルブ１１２、第３の選択バルブ１１４、及び第４の選択バルブ１１６の各々とも流体連通している。例えば、第１の選択バルブ１１０は、流体ライン１２６を介して第２の選択バルブ１１２と、流体ライン１２８を介して第３の選択バルブ１１４と、流体ライン１３０を介して第４の選択バルブ１１６と流体連通することができる。第２の選択バルブ１１２は、第２の選択バルブ１１２の２つのポート（例えば、図１－３のポート１及び４）を介して、（例えば、流体保持ループ又はコイルを形成する）第３の保持ライン１３２に結合されて、第３の選択バルブ１１４及び第４の選択バルブ１１６と流体連通する。例えば、第２の選択バルブ１１２は、流体ライン１３４，１３５，１３６を介して第３の選択バルブ１１４と流体連通し、第３の選択バルブ１１４に結合された流体ラインを介して間接的に第４の選択バルブ１１６と流体連通することができる。
また、第２の選択バルブ１１２は、特定の試料の自動選択のために構成されたオートサンプラーの試料プローブ１３８のような試料供給源に結合され、試料調製（例えば、希釈、標準物質添加など）及びＩＣＰ分光測定装置による分析のために試料をシステム１００に引き入れることができる。例えば、第３の選択バルブ１１４が真空源１４０に結合され、試料プローブ１３８から第３の保持ライン１３２に試料を引き入れることができる（例えば、図３に示すように、第３の選択バルブ１１４のポート１に結合され、且つ第２の選択バルブ１１２が装填構成にある（例えば、ポート１と６とが流体連通状態にあり、ポート５と４とが流体連通状態にある）ときに、流体ライン１３６の流体連通及び第３の選択バルブ１１４の流体チャンネル１３９を介して）。代替的又は追加的に、ポンプシステム１０２のポンプを使用して試料を第３の保持ライン１３２に装填することができる。第３の選択バルブ１１４は、第４の選択バルブ１１６と流体連通している。例えば、第３の選択バルブ１１４は、流体ライン１４２及び１４４を介して第４の選択バルブ１１６と流体連通することができる。代替的に又は追加的に、システム１００は、別の試料処理システム、遠隔サンプリングシステムなどからの流体移送ラインのような別の試料供給源からの試料又は他の流体を受け取ることができる。
第４の選択バルブ１１６は、複数のシリンジポンプ１０２に結合され、システム１００内にキャリア、希釈液、及び内部標準物質流体を受け入れる。例えば、第４の選択バルブ１１６は、第１のシリンジポンプ１０４と流体連通して流体ライン１４６を介してキャリア流体を受け取り、第２のシリンジポンプ１０６と流体連通して流体ライン１４８を介して希釈液流体を受け取り、第３のシリンジポンプ１０８と流体連通して流体ライン１５０を介して内部標準物質流体を受け取ることができる。
システム１００は、試料が第３の保持ライン１３２に装填されると（１つの可能な装填手順の例は前記に示された）、試料を処理する少なくとも２つの異なる動作モードを含む。第１の動作モードは、図１を参照して示されており、第２の選択バルブ１１２においてシングルステージのインライン式希釈プロセスが行われる。第２の動作モードは、図２及び図３を参照して示されており、デュアルステージ希釈プロセス（例えば、第２の選択バルブ１１２における第１ステージの希釈、及び第１の選択バルブ１１０における第２ステージの希釈）が行われる。以下に各動作モードについて説明する。
図１を参照すれば、システム１００は、シングルステージ希釈を利用する例示的な試料希釈モードで示されている。本試料希釈モードは、第１のシリンジポンプ１０４からキャリア流体を受け取り、当該キャリア流体を（分配構成である）第３の選択バルブ１１４に移送するための分配構成の第４の選択バルブ１１６を含み、第３の選択バルブ１１４は、第２の選択バルブ１１２へのキャリア流体の流れを可能にすることによって、試料を第３の保持ライン１３２から（例えば、ポート３において）押し出す。試料は、第４の選択バルブ１１６から受け取って、第３の選択バルブ１１４を通って移送された希釈液流体と、（例えば、ポート３において）液体流れ混合することによって希釈される。例えば、希釈液は、第２のシリンジポンプ１０６の作用によって、（例えば、ポート７に結合されている）流体ライン１３５を介して、第３の選択バルブ１１４から第２のバルブ１１２によって受け入れられ、チャネル１４１は、ポート７とポート３とを流体結合させ、キャリア流体が試料を第３の保持ライン１３２から押し出すときに、ポート３において希釈液と試料との混合を可能にする。（第１のシリンジポンプ１０４及び第２のシリンジポンプ１０６によって促進される）キャリア流体と希釈液流体の相対流速は、試料の希釈倍率を規定することができる。一実施形態において、複数のシリンジポンプ１０２のポンプの各々は、コンピュータ制御され、それぞれの流体の流速を正確に制御することによって、試料の所望の希釈倍率を達成する。希釈された試料は、第２の選択バルブ１１２から第１の選択バルブ１１０に移送され、そこで、第４の選択バルブ１１６による内部標準物質の受け取りを介して、（例えば、図１に示す装填構成にある）第１の選択バルブ１１０に移送された選択の内部標準物質を（例えば、ポート５において）加えることができる。例えば、希釈された試料は、流体ライン１２６を通ってポート１１に移送され、チャネル１４３は、ポート１１とポート５とを流体結合させて、流体ライン１３０を介して、第４の選択バルブ１１６から受け取った内部標準物質を、希釈された試料と混合させる。次いで、希釈された試料は、第１の保持ライン１２２に導入される。次に、第１の選択バルブ１１０は、注入構成に移行することができる。注入構成において、（例えば、図２に示されている第１の選択バルブ１１０の注入構成のように）ポート３とポート４とが流体連通され、ポート１とポート２とが流体連通されることによって、ＩＣＰ分光装置による分析のために、（例えば、蠕動型ポンプである）ポンプ１５２が希釈された試料を第１の保持ライン１２２からネブライザ１１８に押し出すことを可能にする。一実施態様において、シングルステージ希釈動作モードは、システム１００が以下に記載されるデュアルステージ動作モード下で動作する前に、約１００倍までの希釈倍率を提供する。しかしながら、当該希釈倍率は限定的ではなく、１００倍を超える希釈倍率を含むが、それに限定されない他の希釈倍率を利用することもできる。
図２及び図３を参照すれば、システム１００は、デュアルステージ希釈（例えば、図２に示す第１のステージ、及び図３に示す第２のステージ）を利用する例示的な試料希釈モードで示されている。第１ステージの試料希釈は、第１シリンジポンプ１０４からキャリア流体を受け取り、当該キャリア流体を（分配構成である）第３の選択バルブ１１４に移送するための分配構成の第４の選択バルブ１１６を含み、第３の選択バルブ１１４は、第２の選択バルブ１１２へのキャリア流体の流れを可能にすることによって、試料を第３の保持ライン１３２から（例えば、ポート３において）押し出す。試料は、第４の選択バルブ１１６から受け取って、第３の選択バルブ１１４を通って移送された希釈液流体と、（例えば、ポート３において）液体の流れ混合をすることによって希釈される。例えば、希釈液は、第２のシリンジポンプ１０６の作用によって、（例えば、ポート７に結合されている）流体ライン１３５を介して、第３の選択バルブ１１４から第２のバルブ１１２によって受け入れられ、チャネル１４１は、ポート７とポート３とを流体結合させ、キャリア流体が試料を第３の保持ライン１３２から押し出すときに、ポート３において希釈液と試料との混合を可能にする。（第１のシリンジポンプ１０４及び第２のシリンジポンプ１０６によって促進される）キャリア流体と希釈液流体の相対流速は、試料の希釈倍率を規定することができる。一実施形態において、複数のシリンジポンプ１０２のポンプの各々は、コンピュータ制御され、それぞれの流体の流速を正確に制御することによって、試料の所望の希釈倍率を達成する。希釈された試料は、第２の選択バルブ１１２から（例えば、注入構成にある）第１の選択バルブ１１０に移送され、システム１００が（図３に示す）デュアルステージ希釈動作モードの第２ステージに移行するまで、保持するために第２の保持ライン１２４に装填される。
図３を参照すれば、システム１００は、希釈の第２ステージを可能にする流路構成を提供するように示されている。例えば、第４の選択バルブ１１６は分配構成にあり、第３の選択バルブ１１４は装填構成にあり、第１の選択バルブ１１０は装填構成にある。第２のバルブ１１２は、それに関連する１つ以上の流体ラインのリンス、第３の保持ライン１３２への新たな試料の装填など、又はそれらの組み合わせを容易にするためにバイパスすることができる。図示のように、第４の選択バルブ１１６は、第１のシリンジポンプ１０４からキャリア流体を受け取り、当該キャリア流体を（装填構成にある）第３の選択バルブ１１４に移送する。第３の選択バルブ１１４は、キャリア流体が、（例えば、流体ライン１５４を介して）第１の選択バルブ１１０へ流すことを可能にすることによって、試料を第２の保持ライン１２４から（例えば、ポート７において）押し出す。試料は、第４の選択バルブ１１４から、（例えば、流体ライン１４４を介して）第３の選択バルブ１１４を通って、（例えば、流体ライン１２８を介して）受け取った希釈液流体と、（例えば、ポート６において）液体の流れ混合をすることによって希釈される。（第１のシリンジポンプ１０４及び第２のシリンジポンプ１０６によって促進される）キャリア流体及び希釈液流体の相対流速は、サンプルの第２の希釈倍率を規定することができる。一実施形態において、複数のシリンジポンプ１０２のポンプの各々は、コンピュータ制御され、それぞれの流体の流速を正確に制御することによって、試料の所望の希釈倍率を達成する。第４の選択バルブ１１６による内部標準物質の受け取りを介して、（例えば、流体ライン１３０を介して）第１の選択バルブ１１０に移送された選択の内部標準物質を（例えば、ポート５において）加えることができる。第１の選択バルブ１１０は、ポート６と５とを流体接続させるチャネル１４５を含むことができる。次いで、希釈された試料は、第１の保持ライン１２２に導入される。次に、第１の選択バルブ１１０は、注入構成に移行することができる。注入構成において、（例えば、図２に示すように）ポート３とポート４とが流体連通され、ポート１とポート２とが流体連通されることによって、ＩＣＰ分光装置による分析のために、（例えば、蠕動型ポンプである）ポンプ１５２が希釈された試料を第１の保持ライン１２２からネブライザ１１８に押し出すことを可能にする。一実施態様において、デュアルステージ動作モードの各希釈ステージは、独立した希釈倍率を有してもよく、又は同一の希釈倍率であってもよい。例えば、一実施態様において、各希釈ステージが約１００倍までの希釈倍率を有し、最終希釈倍率が約１００００倍までに達することができる。しかしながら、これらの希釈倍率は、限定的ではなく、希釈ステージ毎に１００倍を超える希釈倍率を含むが、それに限定されない他の希釈倍率を利用することもできる。
選択バルブ、シリンジポンプ、及びそれらの組み合わせに電気機械装置（例えば、電気モータ、サーボ、アクチュエータなど）を結合させるか又は埋め込ませることによって、システム１００内に埋め込まれた、又は外部からシステム１００を駆動する制御ロジックを介して自動化操作を容易にすることができる。電気機械装置は、本明細書に記載されたような１つ以上の動作モードに従って、シリンジ１０４，１０６，１０８から、及び他のシリンジ、流路などからの流体の流れを、複数のバルブに導くように構成することができる。図４に示すように、システム１００は、非一時的なキャリア媒体４０４（例えば、フラッシュ・ドライブ、ハードディスク・ドライブ、ソリッド・ステート・ディスク・ドライブ、ＳＤカード、光ディスクなどのような記憶媒体）から、コンピュータ可読プログラム命令４０６（すなわち、制御ロジック）を実行するように構成されたプロセッサ４０２を有する演算システム４００を含むか、又は前記演算システム４００によって制御されてもよい。演算システム４００は、直接接続によって、又は１つ以上のネットワーク接続４０８（例えば、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイヤレスエリアネットワーク（ＷＡＮ又はＷＬＡＮ）、１つ以上のハブ接続（例えば、ＵＳＢハブ））を介して、システム１００の様々なコンポーネントに接続することができる。例えば、演算システム４００は、試料プローブ１３８（又は対応するオートサンプラー）、シリンジポンプ１０４、シリンジポンプ１０６、シリンジポンプ１０８、及び本明細書に記載の様々なポンプ又は選択バルブのいずれかに通信可能に結合することができる。プログラム命令４０６は、プロセッサ４０２によって実行されるとき、本明細書で説明したような１つ以上の動作モードに従って、演算システム４００にシステム１００を制御させる（例えば、ポンプ及び選択バルブを制御する）ことができる。一実施形態において、演算システム４００は、ユーザが、複数の連続して分析されるサンプルに対して、独立した所望の希釈倍率を入力することを可能にする試料スケジューラを実行する。例えば、ユーザは、試料に対して所望の最終希釈倍率を入力することができ、プロセッサ４０２は、所望の最終希釈倍率に対して、シングルステージ又はデュアルステージ希釈動作モードが好ましいかを決定することができる。シングルステージ希釈動作モードが十分である（例えば、希釈倍率が希釈倍率の限界値（例えば、シングル希釈におけるシリンジポンプの分解能が十分でない希釈倍率）を超えない場合、例えば、１００倍希釈）場合、演算システム４００は、（例えば、図１に示すように）シングルステージ希釈動作モードに従って試料希釈を提供するようにシステム１００を自動的に制御する。シングルステージ希釈動作モードが十分でない場合（例えば、希釈倍率が希釈倍率の限界値を超えた場合）、演算システム４００は、（例えば、図２及び図３に示すように）デュアルステージ希釈動作モードに従って試料希釈を提供するようにシステム１００を自動的に制御する。
本開示を通じて説明された様々な機能、制御動作、処理ブロック、又はステップは、ハードウェア、ソフトウェア、又はファームウェアの任意の組み合わせによって実行され得ることが認識されるべきである。いくつかの実施形態において、様々なステップ又は機能は、電子回路、ロジックゲート、マルチプレクサ、プログラマブルロジックデバイス、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、コントローラ／マイクロコントローラ、又は演算システムのうちの１つ以上によって実行される。演算システムは、これらに限定されないが、パーソナル演算システム、モバイル演算デバイス、メインフレーム演算システム、ワークステーション、画像コンピュータ、並列プロセッサ、又は当技術分野において知られている他の任意のデバイスを含むことができる。一般に、「演算システム」という用語は、キャリア媒体からの命令を実行する１つ以上のプロセッサを有する任意のデバイスを包含するように広く定義される。
本明細書に記載の実施形態によって明らかにされたような機能、制御動作、処理ブロック、又はステップを実装するプログラム命令は、キャリア媒体を介して送信されてもよく、又はキャリア媒体に記憶されてもよい。キャリア媒体は、例えば、これらに限定されないが、ワイヤ、ケーブル、又はワイヤレス伝送リンクなどの伝送媒体であってもよい。また、キャリア媒体は、非一時的な信号担持媒体、又は、例えば、これらに限定されないが、リードオンリメモリ、ランダムアクセスメモリ、磁気若しくは光ディスク、ソリッドステート若しくはフラッシュメモリデバイス、又は磁気テープなどの記憶媒体を含むことができる。
更に、本発明は添付の特許請求の範囲によって規定されることが理解されるべきである。本発明の実施形態が説明されたが、本開示の範囲及び精神から逸脱することなく、当業者によって様々な変更がなされ得ることは明らかである。

Claims (20)

  1. 試料のシングルステージ及びデュアルステージ希釈をするためのシステムであって、
    キャリア流体を押し流すように構成された第１のポンプと、
    希釈液を押し流すように構成された第２のポンプと、
    前記第１のポンプ及び前記第２のポンプと流体結合された複数の選択バルブであって、第１の動作モードに従って試料のシングルステージ試料希釈を提供し、第２の動作モードに従って前記試料のデュアルステージ試料希釈を提供するように構成された、前記複数の選択バルブと、
    を備え、
    前記複数の選択バルブは、少なくとも第１のバルブ、第２のバルブ、及び第３のバルブを含み、
    前記第１のバルブは、前記第２のバルブ及び前記第３のバルブと流体結合され、
    前記第２のバルブは、前記第１のバルブ及び前記第３のバルブと流体結合され、
    前記第２のバルブは、２つの流体の流路に結合された混合ポートを有し、前記第１の動作モード及び前記第２の動作モードにおいて、前記試料と前記希釈液とを混合させ、希釈された試料を提供し、
    前記第１のバルブは、２つの流体の流路に結合された混合ポートを有し、前記第２の動作モードにおいて、前記希釈された試料と前記希釈液とを混合させるように構成された、
    システム。
  2. 前記第２のバルブは、
    第３の流体保持ラインに結合され、
    前記第３の流体保持ラインを試料供給源と流体結合させて前記試料を前記第３の流体保持ラインに装填する第１の流体の流れ構成を有し、
    前記第１のポンプを前記第３の流体保持ラインと流体結合させて前記第３の流体保持ラインを通ってキャリア流体を押し流す第２の流体の流れ構成を有する、
    請求項１に記載のシステム。
  3. 前記第２のバルブは、前記第１の動作モードの間及び前記第２の動作モードの間、前記第２の流体の流れ構成にある、請求項２に記載のシステム。
  4. 前記第１のバルブは、
    第２の流体保持ラインに結合され、
    前記第２の流体保持ラインを前記第２のバルブと流体結合させて前記希釈された試料を前記第２の流体保持ラインに導く第１の流体の流れ構成を有し、
    前記第１のポンプを前記第２の流体保持ラインと流体結合させて前記第２の流体保持ラインを通ってキャリア流体を押し流す第２の流体の流れ構成を有する、
    請求項２に記載のシステム。
  5. 前記第１のバルブは、第１の流体保持ラインに結合され、
    前記第１の流体保持ラインは、
    前記第１のバルブが前記第２の流体の流れ構成にあるときに、前記第２の流体保持ラインと流体結合されている、
    請求項４に記載のシステム。
  6. 前記第３の流体保持ラインは、
    前記第１のバルブが前記第１の流体の流れ構成にあるときに、分析装置と流体結合されている、
    請求項５に記載のシステム。
  7. 前記分析装置は、誘導結合プラズマ分析装置を含む、請求項６に記載のシステム。
  8. 内部標準物質を押し流すように構成された第３のポンプを更に備え、
    前記第３のポンプは、前記第１の動作モードの間及び前記第２の動作モードの間、前記第１のバルブと流体連通している、
    請求項１に記載のシステム。
  9. 前記第１のバルブは、
    ２つの流体の流路に結合された第２の混合ポートを有し、前記第２の動作モードにおいて、前記希釈された試料及び前記希釈液の導入後に、前記内部標準物質と前記希釈された試料とを混合させるように構成された、
    請求項８に記載のシステム。
  10. 前記第３のバルブは、
    前記第１のポンプと前記第２のバルブとを流体結合させる第１の流体の流れ構成を有し、且つ
    前記第１のポンプと前記第１のバルブとを流体結合させる第２の流体の流れ構成を有する、
    請求項１に記載のシステム。
  11. 前記第３のバルブの前記第１の流体の流れ構成は、前記第２のポンプと前記第２のバルブとを更に流体結合させ、且つ
    前記第３のバルブの前記第２の流体の流れ構成は、前記第２のポンプと前記第１のバルブとを流体結合させるように構成された、
    請求項１０に記載のシステム。
  12. 前記第３のバルブは、
    前記第１の動作モードの間及び前記第２の動作モードの第１部分の間、前記第１の流体の流れ構成にあり、
    前記第２の動作モードの第２部分の間、前記第２の流体の流れ構成にある、
    請求項１１に記載のシステム。
  13. 試料のシングルステージ及びデュアルステージ希釈をするためのシステムであって、
    キャリア流体を押し流すように構成された第１のポンプと、
    希釈液を押し流すように構成された第２のポンプと、
    前記第１のポンプ及び前記第２のポンプと流体結合された複数の選択バルブであって、第１の動作モードに従って試料のシングルステージ試料希釈を提供し、第２の動作モードに従って前記試料のデュアルステージ試料希釈を提供するように構成された、前記複数の選択バルブと、
    を備え、
    前記複数の選択バルブは、少なくとも第１のバルブと第２のバルブとを含み、
    前記第１のバルブは、前記第２のバルブと流体結合され、
    前記第２のバルブは、２つの流体の流路に結合された混合ポートを有し、前記第１の動作モード及び前記第２の動作モードにおいて、前記試料と前記希釈液とを混合させ、希釈された試料を提供し、
    前記第１のバルブは、２つの流体の流路に結合された混合ポートを有し、前記第２の動作モードにおいて、前記希釈された試料と前記希釈液とを混合させるように構成された、
    システム。
  14. 前記第２のバルブは、
    第１の流体保持ラインに結合され、
    前記第１の流体保持ラインを試料供給源と流体結合させて前記試料を前記第１の流体保持ラインに装填する第１の流体の流れ構成を有し、
    前記第１のポンプを前記第１の流体保持ラインと流体結合させて前記第１の流体保持ラインを通ってキャリア流体を押し流す第２の流体の流れ構成を有する、
    請求項１３に記載のシステム。
  15. 前記第２のバルブは、前記第１の動作モードの間及び前記第２の動作モードの間、前記第２の流体の流れ構成にある、請求項１４に記載のシステム。
  16. 前記第１のバルブは、
    第２の流体保持ラインに結合され、
    前記第２の流体保持ラインを前記第２のバルブと流体結合させて前記希釈された試料を前記第２の流体保持ラインに導く第１の流体の流れ構成を有し、
    前記第１のポンプを前記第２の流体保持ラインと流体結合させて前記第２の流体保持ラインを通ってキャリア流体を押し流す第２の流体の流れ構成を有する、
    請求項１４に記載のシステム。
  17. 前記第１のバルブは、第３の流体保持ラインに結合され、
    前記第３の流体保持ラインは、
    前記第１のバルブが前記第２の流体の流れ構成にあるときに、前記第２の流体保持ラインと流体結合されている、
    請求項１６に記載のシステム。
  18. 前記第３の流体保持ラインは、
    前記第１のバルブが前記第１の流体の流れ構成にあるときに、分析装置と流体結合されている、
    請求項１７に記載のシステム。
  19. 前記分析装置は、誘導結合プラズマ分析装置を含む、請求項１８に記載のシステム。
  20. 内部標準物質を押し流すように構成された第３のポンプを更に備え、
    前記第３のポンプは、前記第１の動作モードの間及び前記第２の動作モードの間、前記第１のバルブと流体連通している、
    請求項１３に記載のシステム。
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