JP7292293B2 - 質量分光分析のための直接サンプリング界面のフィードバック制御のための方法およびシステム - Google Patents
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Description
本願は、その内容全体が参照することによって本明細書に組み込まれる2017年11月21日に出願された米国仮出願第62/589,075号の優先権の利益を主張する。
(分野)
本明細書は、例えば、以下も提供する。
(項目1)
試料の化学組成を分析するためのシステムであって、前記システムは、
液体を貯蔵するためのリザーバと、
前記リザーバから液体を受け取るように構成されたサンプル空間を部分的に画定する開放端部を有するサンプリングプローブであって、前記サンプル空間内の前記液体は、前記開放端部を通してサンプルの1つ以上の検体を受け取るようにさらに構成されている、サンプリングプローブと、
前記リザーバから前記サンプル空間を介してイオン源に前記液体を送達するためのポンプであって、前記イオン源は、混入された前記1つ以上の検体を有する前記液体を質量分析計のサンプリングオリフィスと流体連通しているイオン化チャンバの中に放出するように構成されている、ポンプと、
前記サンプリングプローブの前記開放端部における液体/空気界面の表面外形を示すデータを生成するための検出器と、
表面外形データに基づいて、前記液体/空気界面の前記表面外形を調節するための制御信号を生成するように構成されたコントローラと
を備えている、システム。
(項目2)
前記サンプルは、前記1つ以上の検体を含む液体サンプルを備えている、項目1に記載のシステム。
(項目3)
前記液体は、脱着溶媒を備え、前記サンプルは、サンプル基質を備え、前記サンプル基質は、それに吸着された1つ以上の検体を有し、それによって、前記1つ以上の検体の少なくとも一部は、前記サンプル基質から前記サンプル空間内の前記脱着溶媒の中に脱着させられる、項目1に記載のシステム。
(項目4)
前記コントローラは、前記表面外形データを基準表面外形と比較することと、前記基準表面外形に従って前記サンプリングプローブ内の前記液体の流量を調節するための制御信号を生成することによって、前記液体/空気界面の前記表面外形を調節することとを行うように構成されている、項目1に記載のシステム。
(項目5)
前記コントローラによって生成される前記制御信号は、前記ポンプによって提供される前期液体の流量と、前記イオン源の放出端部を包囲する霧化ガスの流量とのうちの少なくとも一方を調節することによって、前記サンプリングプローブ内の前記液体の流量を調節するように構成されている、項目4に記載のシステム。
(項目6)
前記検出器は、光学検出器、容量検出器、超音波検出器、および画像検出器のうちの少なくとも1つを備えている、項目1に記載のシステム。
(項目7)
前記コントローラは、前記ポンプに動作可能に接続され、前記ポンプによって前記サンプル空間に提供される前記液体の流量を調節することによって、前記サンプリングプローブ内の前記液体の流量を調節するように構成されている、項目1に記載のシステム。
(項目8)
前記システムは、前記イオン源の放出端部を包囲する霧化ガス流動を提供するための霧化ガス源をさらに備え、前記コントローラは、前記霧化ガス源に動作可能に結合され、前記コントローラは、前記イオン源の前記放出端部に提供される霧化ガスの流量を制御することによって、前記サンプリングプローブ内の前記液体の流量を調節するように構成されている、項目1に記載のシステム。
(項目9)
前記サンプリングプローブは、
近位端から遠位端に延びている外部毛細管と、
近位端から遠位端に延びている内部毛細管と
を備え、
前記内部毛細管は、前記外部毛細管内に配置され、前記内部毛細管の前記遠位端は、前記外部毛細管の前記遠位端に対して奥まった所に置かれ、前記内部毛細管の前記遠位端と前記外部毛細管の内壁の一部と前記外部毛細管の前記遠位端との間に前記サンプル空間を画定し、
前記内部および外部毛細管は、前記サンプル空間を介して互いに流体連通している脱着溶媒導管とサンプリング導管とを画定し、前記脱着溶媒導管は、前記リザーバから脱着溶媒を受け取るように構成された入口端部から、前記サンプル空間において終端する出口端部まで延び、前記サンプリング導管は、脱着させられた検体が混入された脱着溶媒を前記サンプル空間から受け取るための前記サンプル空間において開始する入口端部から、前記イオン源に流体的に結合された出口端部まで延びている、項目1に記載のシステム。
(項目10)
前記コントローラは、前記脱着溶媒導管および前記サンプリング導管内の脱着溶媒の少なくとも1つの流量を調節することによって、前記表面外形を基準表面外形に維持するように、前記サンプリングプローブ内の脱着溶媒の前記流量を調節するように構成されている、項目9に記載のシステム。
(項目11)
前記コントローラは、連続したサンプリングのためのサンプル導入時、前記表面外形を基準表面外形に維持するように構成されている、項目1に記載のシステム。
(項目12)
前記コントローラは、各サンプリング間に前記表面外形を調節するように構成されている、項目11に記載のシステム。
(項目13)
前記コントローラは、各サンプリング間の持続時間の少なくとも一部中、前記サンプル空間に送達される脱着溶媒の流量を増加させるように構成され、それによって、前記脱着溶媒は、前記サンプル空間から前記サンプリングプローブの前記開放端部を通って越流する、項目12に記載のシステム。
(項目14)
化学的分析のための方法であって、前記方法は、
サンプリングプローブに液体の流動を提供することであって、前記サンプリングプローブは、前記液体を受け取るように構成されたサンプル空間を部分的に画定する開放端部を有し、前記サンプリングプローブは、サンプルの1つ以上の検体を前記開放端部を通して前記サンプル空間内の前記液体の中に受け取るようにさらに構成されている、ことと、
混入された前記1つ以上の検体を有する前記液体の流動を前記サンプル空間からイオン源に向けることであって、前記イオン源は、混入された前記1つ以上の検体を有する前記液体を質量分析計のサンプリングオリフィスと流体連通しているイオン化チャンバの中に放出するように構成されている、ことと、
検出器を利用し、前記サンプリングプローブの前記開放端部における液体/空気界面の表面外形を示すデータを生成することと、
前記表面外形データに基づいて前記サンプリングプローブ内の前記液体の流量を調節することによって、前記液体/空気界面の表面外形を調節することと
を含む、方法。
(項目15)
前記表面外形データを基準表面外形と比較することをさらに含み、前記液体/空気界面の前記表面外形を調節することは、前記基準表面外形に従って前記サンプリングプローブ内の前記液体の流量を調節することによって、前記液体/空気界面における前記表面外形を調節することを含む、項目14に記載の方法。
(項目16)
前記基準表面外形は、ドーム状の液体/空気界面と渦巻状の液体/空気界面とのうちの一方を含む、項目15に記載の方法。
(項目17)
前記液体は、脱着溶媒を備え、
吸着された1つ以上の検体を有する第1の基質を基準表面外形を示す前記サンプル空間内の前記脱着溶媒の中に挿入することと、
前記脱着溶媒から前記第1の基質を除去することと、
吸着された1つ以上の検体を有する第2の基質の前記脱着溶媒の中への挿入のために、前記液体/空気界面の前記表面外形を前記基準表面外形に対して調節することと
をさらに含む、項目14に記載の方法。
(項目18)
前記サンプリングプローブに提供される前記脱着溶媒の流量を増加させることによって、前記第1および第2の基質の挿入間に前記液体/空気界面の前記表面外形を調節し、それによって、脱着溶媒が前記第1および第2の基質の挿入間の持続時間の少なくとも一部中、前記サンプル空間から前記サンプリングプローブの前記開放端部を通って越流することをさらに含む、項目17に記載の方法。
(項目19)
前記検出器は、光学検出器、容量検出器、超音波検出器、および画像検出器のうちの1つを備えている、項目14に記載の方法。
(項目20)
前記表面外形データに基づいて前記界面の前記表面外形を調節することは、前記ポンプによって提供される液体の実質的に同じ体積流量を維持しながら、前記イオン源の放出端部を包囲する前記霧化ガスの流量を調節することを含む、項目14に記載の方法。
代替として、超音波伝送機95は、伝導性振動板と基材プレートとの間の静電場を利用し、超音波を発生させる容量トランスデューサであることができる。さらに、当業者は、当分野において公知であり、かつ本教示に従って修正される他の超音波伝送機95および超音波検出器90が、本原理との併用に好適であり得ることを理解するであろう。
Claims (18)
- 試料の化学組成を分析するためのシステムであって、前記システムは、
液体を貯蔵するためのリザーバと、
前記リザーバから液体を受け取るように構成されたサンプル空間を部分的に画定する開放端部を有するサンプリングプローブであって、前記サンプル空間内の前記液体は、前記開放端部を通してサンプルの1つ以上の検体を受け取るようにさらに構成されている、サンプリングプローブと、
前記リザーバから前記サンプル空間を介してイオン源に前記液体を送達するためのポンプであって、前記イオン源は、混入された前記1つ以上の検体を有する前記液体を質量分析計のサンプリングオリフィスと流体連通しているイオン化チャンバの中に放出するように構成されている、ポンプと、
前記サンプリングプローブの前記開放端部における液体/空気界面の形状を示すデータを生成するための検出器と、
前記形状の前記データを基準形状と比較することと、前記基準形状に従って、前記サンプリングプローブ内の液体の流量を調節するための前記比較に基づいた制御信号を生成することによって、前記液体/空気界面の前記形状を調節することとを行うように構成されたコントローラと
を備えている、システム。 - 前記サンプルは、前記1つ以上の検体を含む液体サンプルを備えている、請求項1に記載のシステム。
- 前記液体は、脱着溶媒を備え、前記サンプルは、サンプル基質を備え、前記サンプル基質は、それに吸着された1つ以上の検体を有し、それによって、前記1つ以上の検体の少なくとも一部は、前記サンプル基質から前記サンプル空間内の前記脱着溶媒の中に脱着させられる、請求項1に記載のシステム。
- 前記コントローラによって生成される前記制御信号は、前記ポンプによって提供される前記液体の流量と、前記イオン源の放出端部を包囲する霧化ガスの流量とのうちの少なくとも一方を調節することによって、前記サンプリングプローブ内の前記液体の流量を調節するように構成されている、請求項1に記載のシステム。
- 前記検出器は、光学検出器、容量検出器、超音波検出器、および画像検出器のうちの少なくとも1つを備えている、請求項1に記載のシステム。
- 前記コントローラは、前記ポンプに動作可能に接続され、前記ポンプによって前記サンプル空間に提供される前記液体の流量を調節することによって、前記サンプリングプローブ内の前記液体の流量を調節するように構成されている、請求項1に記載のシステム。
- 前記システムは、前記イオン源の放出端部を包囲する霧化ガス流動を提供するための霧化ガス源をさらに備え、前記コントローラは、前記霧化ガス源に動作可能に結合され、前記コントローラは、前記イオン源の前記放出端部に提供される霧化ガスの流量を制御することによって、前記サンプリングプローブ内の前記液体の流量を調節するように構成されている、請求項1に記載のシステム。
- 前記サンプリングプローブは、
近位端から遠位端に延びている外部毛細管と、
近位端から遠位端に延びている内部毛細管と
を備え、
前記内部毛細管は、前記外部毛細管内に配置され、前記内部毛細管の前記遠位端は、前記外部毛細管の前記遠位端に対して奥まった所に置かれ、前記内部毛細管の前記遠位端と前記外部毛細管の内壁の一部と前記外部毛細管の前記遠位端との間に前記サンプル空間を画定し、
前記内部および外部毛細管は、前記サンプル空間を介して互いに流体連通している脱着溶媒導管とサンプリング導管とを画定し、前記脱着溶媒導管は、前記リザーバから脱着溶媒を受け取るように構成された入口端部から、前記サンプル空間において終端する出口端部まで延び、前記サンプリング導管は、脱着させられた検体が混入された脱着溶媒を前記サンプル空間から受け取るための前記サンプル空間において開始する入口端部から、前記イオン源に流体的に結合された出口端部まで延びている、請求項1に記載のシステム。 - 前記コントローラは、前記脱着溶媒導管および前記サンプリング導管内の脱着溶媒の流量のうちの少なくとも1つを調節することによって、前記形状を基準形状に維持するように、前記サンプリングプローブ内の脱着溶媒の前記流量を調節するように構成されている、請求項8に記載のシステム。
- 前記コントローラは、連続したサンプリングのためのサンプル導入時、前記形状を基準形状に維持するように構成されている、請求項1に記載のシステム。
- 前記コントローラは、各サンプリング間に前記形状を調節するように構成されている、請求項10に記載のシステム。
- 前記コントローラは、各サンプリング間の持続時間の少なくとも一部中、前記サンプル空間に送達される脱着溶媒の流量を増加させるように構成され、それによって、脱着溶媒は、前記サンプル空間から前記サンプリングプローブの前記開放端部を通って越流する、請求項11に記載のシステム。
- 化学的分析のための方法であって、前記方法は、
サンプリングプローブに液体の流動を提供することであって、前記サンプリングプローブは、前記液体を受け取るように構成されたサンプル空間を部分的に画定する開放端部を有し、前記サンプリングプローブは、サンプルの1つ以上の検体を前記開放端部を通して前記サンプル空間内の前記液体の中に受け取るようにさらに構成されている、ことと、
混入された前記1つ以上の検体を有する前記液体の流動を前記サンプル空間からイオン源に向けることであって、前記イオン源は、混入された前記1つ以上の検体を有する前記液体を質量分析計のサンプリングオリフィスと流体連通しているイオン化チャンバの中に放出するように構成されている、ことと、
検出器を利用し、前記サンプリングプローブの前記開放端部における液体/空気界面の形状を示すデータを生成することと、
前記形状の前記データを基準形状と比較することと、
前記基準形状に従って、前記比較に基づいて前記サンプリングプローブ内の液体の流量を調節することによって、前記液体/空気界面の形状を調節することと
を含む、方法。 - 前記基準形状は、ドーム状の液体/空気界面と渦巻状の液体/空気界面とのうちの一方を含む、請求項13に記載の方法。
- 前記液体は、脱着溶媒を備え、
吸着された1つ以上の検体を有する第1の基質を基準形状を示す前記サンプル空間内の前記脱着溶媒の中に挿入することと、
前記脱着溶媒から前記第1の基質を除去することと、
吸着された1つ以上の検体を有する第2の基質の前記脱着溶媒の中への挿入のために、前記液体/空気界面の前記形状を前記基準形状に対して調節することと
をさらに含む、請求項13に記載の方法。 - 前記サンプリングプローブに提供される前記脱着溶媒の流量を増加させることによって、前記第1および第2の基質の挿入間に前記液体/空気界面の前記形状を調節し、それによって、脱着溶媒が前記第1および第2の基質の挿入間の持続時間の少なくとも一部中、前記サンプル空間から前記サンプリングプローブの前記開放端部を通って越流することをさらに含む、請求項15に記載の方法。
- 前記検出器は、光学検出器、容量検出器、超音波検出器、および画像検出器のうちの1つを備えている、請求項13に記載の方法。
- 前記形状のデータに基づいて前記液体/空気界面の前記形状を調節することは、ポンプによって提供される液体の実質的に同じ体積流量を維持しながら、前記イオン源の放出端部を包囲する霧化ガスの流量を調節することを含む、請求項13に記載の方法。
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