JP7293219B2 - 複数検体イオン源 - Google Patents

Description

優先権出願

本出願は、２０１７年１１月１０日に出願された米国仮出願第６２／５８４，４２５号に関連し、その優先権および利益を主張し、その開示全体が、あらゆる目的のために参照により本明細書に組み込まれる。

本発明は、概して、分子および原子分析に関し、特に、質量分光器などの、分子および／または原子分析デバイスと共に使用するためのイオン源と、関連方法とに関する。

質量分光分析などの分子および原子分析は、未知の化合物を同定するため、および既知の化合物の正確な質量を決定するための効果的な分析技術であることが証明されている。有利なことに、化合物を微量で検出または分析することができ、化合物を、化学的に複雑な混合物中の非常に低い濃度で同定することを可能とする。驚くことではないが、質量分光分析は、医薬、薬理学、食品科学、半導電体製造、環境科学、セキュリティ、および多くの他の分野において実用的な用途を見出した。

一態様では、分析器に検体を提供するためのデバイスが提供される。デバイスは、複数のウェルをその中の所定位置に有する基板を備える。ウェルの各々は、検体を受容および／または収容するように構成することができ、例えば、ウェルのうちの他のウェル内の検体と混合することなく、検体を収容することができる。ウェルの各々は、検体がそこから出ることを可能にするためのウェル出口を備える。そこから出る検体イオンを質量分析器に案内するために、チャネルが、ウェル出口のうちの少なくとも１つと流体連通または流体連結している。

特定の実施形態では、デバイスは、ウェルのうちの少なくとも１つのウェル内の検体をそこから促すように構成された第１のガス源を備える。他の実施形態では、デバイスは、第１のガス源を、ウェルのうちの選択された１つのウェル上の所定位置に配置して、ウェルのうちの選択された１つのウェルから検体を促すように構成された機械的並進器を備える。いくつかの実施例では、デバイスは、質量分析器の入口に検体を輸送するために、チャネルに輸送ガスを提供するように構成された第２のガス源を備える。

特定の実施形態では、基板はプレートである。いくつかの実施例では、プレートは金属で形成されている。他の実施例では、ウェルは、プレート内に規則的幾何学的パターンで配置されている。いくつかの実施形態では、規則的幾何学的パターンは２次元アレイである。他の実施例では、プレートは概ね長方形である。いくつかの実施形態では、プレートは概ね円形である。いくつかの実施形態では、プレートは、少なくとも９６個のウェルまたは３８４個のウェルまたは少なくとも１０００個のウェルを備える。いくつかの実施例では、ウェルはバイアルである。他の実施例では、ウェルは、基板の一部として一体的に形成されている。

他の構成では、質量分析器は、質量分光器である。

特定の実施形態では、プレートは取り外し可能であり、ウェルはデバイスから離れた位置で充填され得る。いくつかの例では、チャネルは、プレートをその上に受容するように寸法決めされた容器内に形成されている。他の実施例では、容器は、質量分析器に取り付けるための出口を含む。

特定の例では、ウェル出口の各々は、約５０ミクロンの先端内径を有する導電性先端部を備える。いくつかの実施例では、ウェル出口の各々は、エレクトロスプレー先端部を備える。いくつかの実施例では、約０～６ｋＶの電位が各エレクトロスプレー先端部に印加される。

別の態様では、質量分光器に検体を提供するためのデバイスが記載される。デバイスは、複数の試料ウェルをその中の所定位置に有する基板を備える。試料ウェルの各々は、検体試料の流れを受容および／または収容するように構成され、例えば、試料ウェルのうちの他のウェル内の検体と混合することなく、検体試料の流れを収容することができる。試料ウェルの各々は、出口を備える。試料流デバイスは、試料が試料入口を通って流れるように促し、試料検体がそこから出口を通って流れるように促す。電圧源が、試料ウェルから促された試料検体から検体イオンを生成する。検体の促されたイオンを質量分光器に案内するために、チャネルが、ウェル出口の少なくとも１つと流体連通または流体連結している。

別の態様によれば、質量分析器に検体を提供する方法が開示される。方法は、液体源から検体の画分を溶出させることと、画分の各々を基板の複数の個々のウェルのうちの１つに導くことであって、基板は、所定位置に複数の個々のウェルを有する、導くこととを含む。ウェルの各々は、検体を受容および／または収容するように構成され、例えば、ウェルのうちの他のウェル内の検体と混合することなく、検体を収容することができる。ウェルの各々は、検体がそこから出ることを可能にするためのウェル出口を備える。方法は、ウェル出口のうちの少なくとも１つと流体連通または流体連結しているチャネルを相互接続して、そこから出る選択された検体イオンを質量分析器に案内することをさらに含む。

別の態様によれば、画分コレクタシステムが、複数の試料ウェルをその中の所定位置に備える基板を備える。試料ウェルの各々は、基板の上面から延在する開口部を備え、検体試料の流れを受容および／または収容するように構成され、例えば、試料ウェルのうちの他のウェル内の検体と混合することなく、検体試料の流れを収容することができる。試料ウェルの各々はまた、基板の底面に出口を備える。

いくつかの実施例では、システムは、検体の混合物を１つ以上の構成成分に分離するように動作可能な分離デバイスを備える。他の実施例では、システムは、構成成分を試料ウェルの個々の試料ウェル内に移すように構成された並進器を備える。いくつかの実施例では、システムは、構成成分の物理的または化学的特性を検出するように構成された検出器を備える。他の実施例では、検出器は、試料ウェルのうちの１つのウェル内への構成成分の各々の配置を制御するために、並進器と連絡する。

本発明の他の態様および特徴は、本発明の特定の実施形態の以下の説明を添付の図面と共に検討することにより、当業者には明らかとなろう。

特定の構成を、図面を参照して説明する。

本開示の利益を考え、図面中のすべての特徴は必ずしも一定の縮尺で示されていないことが、当業者には認識されるであろう。特定の寸法は、明確性を高めるために、または図面のよりユーザフレンドリな表現を提供するために、拡大、歪曲、または別様に変更されていることがある。

図１Ａは、一実施形態の例示的な、イオン源と共に使用するための分配プレートの上面図である。 図１Ｂは、図１Ａの線Ａ－Ａに沿った断面図である。 図２は、図１Ａのプレートの拡大断面図である。 図３は、イオン源を含む例示的な分析システムの簡略概略図である。 図４は、図１Ａの分配プレートと共に使用される例示的な画分コレクタの簡略模式図である。

本明細書に記載のデバイスおよびシステムの的確な構成は、分析すべき検体の特定の種類および／または量に応じて変えることができる。典型的な分子分析器は、関心対象の粒子をイオン化するイオン源を備える。質量分光器では、イオンは質量分析器に送られ、そこで、イオンは、それらの質量（ｍ）対電荷（ｚ）の比（ｍ／ｚ）に従って分離される。分離されたイオンは、検出器で検出される。検出器からの信号は、計算デバイスまたは同様のデバイスに送られ得、そこに、ｍ／ｚ比が、ｍ／ｚスペクトルの形式で、それらの相対的な存在量と共に、提示のために記憶され得る。質量分光器は、Ｒｉｃｈａｒｄ Ｂ．Ｃｏｌｅ編集による「Ｅｌｅｃｔｒｏｓｐｒａｙ Ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ，Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ，Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ＆Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」（１９９７）ＩＳＢＮ０－４７１１４５６－４－５およびその中で参照されている文献に概説されている。

エレクトロスプレーイオン化（ＥＳＩ）は、最小のフラグメンテーションで大きな分子イオンを生成する能力の故に、質量分光分析のために広く用いられているイオン化技術である。典型的には、検体試料を、あるｐＨに保持された溶媒および緩衝液混合物中に溶解させて、溶液中の分子付加物の形成を促進させる。１種以上の溶媒に溶解された検体試料を含む検体液は、大容量のプレナム室内に配置された小さな毛細管を通して送達することができる。プレナム室は、毛細管と、液体流のための排出ドレインとを収容している。質量分光器サンプリングオリフィスは、プレナム室内に、毛細管に近接して配置することができる。

エレクトロスプレーイオンは、毛細管に印加される高電圧によって生成される。毛細管と、質量分光器のサンプリングオリフィスに近接した表面、通常はサンプリングオリフィス自体との間に、電界が確立される。電界は、毛細管の先端で非常に強く、エレクトロスプレーを介して、電荷分離を誘起する。その結果、液体試料は霧状化され、イオンプルームが確立される。

いくつかの例では、最適なＥＳＩ信号／ノイズは、毛細管先端の位置決めと、すべてが試料流量の関数である、噴霧器先端に対する毛細管先端の半径方向および軸方向の位置、噴霧器流量、および熱ガス流量と、検体自体とに依存し得る。その結果、イオン源からのイオンは質量分析器によって効率的にサンプリングされず、質量分光器の感度を低下させる。多くの場合、源位置の手動または自動の追加調整が必要とされ、使用の容易さを低下させ、コストおよび複雑さを増加させる。

特定の実施例では、ＥＳＩ源からの脱溶媒は、典型的には、分析器入口において不完全であり、なぜならば、荷電液滴がＥＳＩ噴霧器の先端から質量分光器の入口へと移動する間、エネルギーおよび熱の伝達のための時間が不十分であるからである。これは、信号変動の増大、測定値の品質の低下、生成される検体イオンの数の減少を引き起こす傾向がある。したがって、より少ない検体イオンが質量分光器によってサンプリングされる。

また、分析器サンプリング入口は、プレナム室内に毛細管に近接して配置されているので、液体検体によって生じた汚染が、分析器によってサンプリングされ、分析器のさらなる汚染を生じる。これらの欠点は、同一ボリューム内で同時に動作する複数のイオン源にとって、さらに問題となる可能性がある。複数のイオン源の使用は、単位時間当たりに分析される試料の数（サンプルスループット）を、したがって単位時間当たりの情報内容を増加させ得る。

他の種類のイオン源も同様の欠点を有する。具体的には、大気圧化学イオン化（ＡＰＣＩ）および大気圧マトリックス支援レーザー脱離イオン化（ＭＡＬＤＩ）もまた、汚染および最適化における日常的変動に関する問題をもたらし、使用および最適化することがより困難な源を同時に操作することを伴う。

分離技術としてのクロマトグラフィーに依存するさらに他のイオン化技術は、クロマトグラフィー技術は典型的に分単位で分子を分離するので、限られたスループットを提供し、一方、質量分光器などの検出器は、はるかに小さなタイムスケール、典型的にはミリ秒で、分子を分離する。

１つの構成では、図１は、一実施形態の例示的な、分析システムにおける分子分析器と共に使用するための分配プレート１０の上面図を示す。図示のように、プレート１０は、プラスチック、金属、セラミック、ガラスまたは他の適切な材料などの基板１２から形成されている。プレート１０は、その中の所定位置に形成された複数のウェル１４を有する。ウェル１４は、プレート１０の一部として構成し得る。あるいは、ウェル１４は、各々、プレート１０に懸吊されるか、または別様に取り外し可能に保持され得るバイアルまたは同様の構造から形成され得る。バイアルは、基板１２と同じ材料（例えば、プラスチック、金属、セラミック、ガラス）または基板１２とは異なる材料で形成され得る。プレート１０は、正方形または長方形として示されているが、任意の適切な形状を有し得、円形、楕円形、または任意の形状であり得る。

プレート１０を、図１Ｂおよび図２に断面でさらに示す。図示されているように、プレート１０は、ウェル１４が形成され得る有限の厚さを有して形成されている。したがって、各ウェル１４は、所望の容積を提供するのに適した深さを有し得る。図示された実施形態では、ウェル１４は、２次元グリッド上に一様の間隔で、規則的幾何学的パターンで形成されている。明らかであろうように、ウェル１４は、別様に、例えばジグザグパターン、円形パターン、またはその他で配置することができる。各ウェル１４は、プレート１０の上面から延在し、他のウェル１４内の検体と混合することなく、検体を収容することができる。各ウェル１４には、溶液中の検体が充填され得る。好都合なことに、ウェル１４の内容物が混合しないので、各ウェル１４に異なる検体を充填し得る。各ウェル１４は、適切な容積、例えば０．５～１．０マイクロリットルの容積を有することができる。例えば、直径０．５ｍｍ、深さ５．０ｍｍの円筒は、１．０マイクロリットルに近い容積を有する。特定の用途および作業の流れに応じて、他のウェルの形状およびサイズが適切となり得る。

特定の実施形態では、プレート１０は同様に任意の適切なサイズを有し得る。例えば、９６個または３８４個またはそれ以上のウェルを有するプレートを使用し得る。あるいは、２０×２０ｍｍのプレートは、１０００個を超えるウェルを含むことができ、同様に、３０ｘ３０ｍｍのプレートは、２５００個を超えるウェルを収容することができる。各ウェル１４は、図２に示すように、プレート１０の底面を貫いて延在するウェル出口１６を含む。出口１６は、検体がそのウェル１４から出ることを可能にする。出口寸法は、約１０ミクロン～数百ミクロンの範囲とすることができる。

図３を参照すると、プレート１０は、分析システム５０における容器本体２０と併せて使用され得る。プレート１０は、容器本体２０の開口部を覆い、イオン輸送容器２２を形成する。容器２２は、少なくとも輸送チャネル２６を画定する。容器２２は、米国特許第７，４０５，３９８号に開示されたイオン容器と同様であり得、その内容は参照により本明細書中に組み込まれる。輸送ガス入口２８および出口３０が、それぞれ、チャネル２６の内部へおよびチャネル２６から延在する。出口３０は、質量分光器などの形態の質量分析器４０の入口に供給する。プレート１０は、輸送チャネル２６の上に置かれ、したがって、少なくとも１つのウェル出口１６がチャネル２６と流体連通し、例えば、流体が、少なくとも１つのウェル出口とチャネル２６との間を流れることができる。容器本体２０は、導電性または半導電性の材料で形成され得る。容器本体２０の上のプレート１０は、容器２２とプレート１０との間に配置された１つ以上の適切な電気絶縁体３２によって、容器２２から電気的に絶縁され得る。

特定の実施例では、圧縮ガス源（図示せず）が輸送ガス入口２８に供給する。制御バルブ３４が、入口２８から出口３０までのチャネル２６を通るガス流量を調整するために設けられている。ガス入口２８、輸送ガス、チャネル２６、およびガス出口３０の組み合わせと、それらの関連ジオメトリとにより、適切な輸送ガス流量および圧力が提供されて、輸送ガス中に同伴された荷電検体を送達することができる。流れは、フィードバック制御を含む制御技術を使用して、当業者によって理解される方法で、さらに制御することができる。輸送ガスは、汚染のない乾燥空気などの任意の適切なガスであり得る。窒素、酸素、アルゴン、ＮＯ２などの反応性ガスを含む混合物など、当業者に公知の他のガスを空気の代わりに使用し得る。輸送ガスの流れは、例えば米国特許第７，４０５，７９８号に開示されているように、ガスおよびイオン化検体を混合し、チャネル２６を通して分子分析器４０に輸送するための乱流および層流を形成し得る。理解されるように、チャネル２６を通るガスは、ウェル１４から放出される検体を同伴する。

いくつかの実施形態では、容器２２の一部として使用する前に、プレート１０は、容器２２（および任意の関連分析器）から離れた位置にあるｘ－ｙ－ｚ並進器を含み得る機械的分配器を使用して充填し得る。機械的分配器は、電気機械的に制御され得、ウェル１４の個々のウェルに移動して、制御された量の（溶媒中の）検体を各ウェル１４または後の分配のために選択されたウェル１４に注入し得る。プレート１０は、後の使用または再使用（乾燥、凍結、保存など）のために保管することができる。プレート１０のタイプの複数のプレートを単一の容器本体２０と共に順次使用することができる。各プレート１０が充填されるとき、任意選択で、既に検体が充填されているウェル１４についての情報を提供し得る第２のｘ－ｙ－ｚ並進器によって読み取られるＵＶまたは質量検出器を使用して、ウェル１４内の既存検体の存在が検出され得る。プレート１０の内容物および滞留時間情報は、プレート１０と共にインプリントするか、または別様に関連付けることができる。各プレート１０は、バーコード、ＲＦＩＤ、または任意の他の方法で識別し得る。

いくつかの実施例では、プレート１０には、任意選択で、搬送液体と検体との混合物が充填され得る。プレート１０は、任意選択で、食品、血清、乾燥血液染みなどの、任意の数のサンプルマトリックスに対して、液体／液体抽出（ＬＬＥ）、固相抽出（ＳＰＥ）を含む、試料調製および試料抽出方法を使用して準備し得る。

特定の実施例では、プレート１０が容器２２の上に置かれると、プレート１０のウェル１４のうちのいずれか１つのウェルからの検体を、適切な力によって、例えばウェル１４に下向きの力を加えることによって、そのウェルのウェル出口１６からチャネル２６内に促すことができる。力は、空気、液体によって、または別様に、加えられ得る。好都合なことに、ウェル１４の各ウェルまたは選択されたウェルからの検体は、他のウェル１４からの検体を促すことなく、独立して促すことができる。したがって、位置決め可能なアクチュエータ４２を使用して、ウェル１４のうちのいずれか１つから検体を選択的に促し得る。

いくつかの構成では、２次元（ｘｙ）または３次元（ｘｙｚ）並進器を使用して、選択されたウェル１４上にアクチュエータ４２を配置し得る。アクチュエータ４２の位置は、工業的プログラマブルロジックコントローラ、パーソナルコンピュータなどのプログラマブルコンピューティングデバイスを使用して制御し得る。選択されたウェル１４の上にくると、アクチュエータ４２は、例えばアクチュエータに下向きの力を加えることにより、作動され得、加圧ガスなどを放出する。選択されたウェル１４上での下向きの力は、このウェル１４内の検体をウェル出口１６を通してチャネル２６内に促す。

いくつかの構成では、各ウェル出口１６の先端部は、導電性、かつ断面が円形であり得、例えば、約４０ミクロン～３００ミクロンの直径を有し得る。一実施形態では、ウェル出口１６は、５０ミクロンの直径を有し得る。

（第１の）ガス源が、選択されたウェル１４から検体を促すために使用される場合、第１のガスは、チャネル２６内のガスと混合し得る。

特定の実施形態では、ウェル出口１６はさらに、促された検体を、それがチャネル２６に入るときにイオン化させるためのエレクトロスプレー先端部として作用し得る（あるいは、エレクトロスプレー先端部としてまたはそれと同様に機能するように別様に構成され得る）。このために、電圧源４４が、容器本体２０とプレート１０との間に、数ＫＶ、例えば０～±６ｋＶの電位差を提供し得る。プレート１０は、接地電位に維持され得、電圧は、容器本体２０に印加され得る。容器本体２０と分析器４０の入口との間の電位差は、イオンをさらに輸送し、分析器４０内に集中させ得る。

いくつかの実施形態では、各ウェル１４からチャネル２６内への検体の好ましい流量は、より高い流量が可能ではあるが、５０マイクロリットル／分～数ｍＬ／分までであり得る。例えば、１マイクロリットルのウェルは、２００マイクロリットル／分の流量で５．０分を要する。この量は、典型的には、下流の分析器４０がチャネル２６内に導入された任意の試料を分析するのに十分な時間を提供する。必要に応じて、ユーザは、さらなる分析および確認のために、同じウェルに戻って使用することができ、これは、ウェルの内容物をさらに確認するために有用であり得る。

特定の例では、それらのウェル１４を選択することができ、検体を、実質的にアクチュエータ４２の速度に従って、チャネル２６を介して質量分析器４０に分析のために導入することができる。このようにして、多数の検体源（すなわち、各ウェル１４）が１つの分析器４０に供給することができ、したがって、分析器４０のスループットを大幅に増加させることができる。

いくつかの実施例では、検体がチャネル２６内に促されるので、質量分析器４０およびシステム５０の有効性は、従来のエレクトロスプレー、マイクロスプレー、およびナノスプレー分析器におけるように任意の検体噴霧器、位置決め、噴霧化、およびシートガスのプロファイルに依存することはない。容器２２の出口３０を入口分子分析器に固定することができるので、かなりの調整および注意を必要としない。

所望であれば、チャネル２６に熱をさらに供給して、ウェル１４からチャネル２６内へ放出された検体イオンのさらなる脱溶媒を助け得る。この流れをウェル１４の座標に同期させて、出口３０からのウェル１４の距離の相違による拡散損失を補償することができる。他の試薬（気体または液体）を、検体との相互作用のためにチャネル２６に導入することができる。試薬は、独立して、またはさらに上流で入口ガスと混合して、導入され得る。

１つの実施形態では、検体は、プレート１０から検体を分配する前に、検体分配デバイスによって、プレート１０のウェル１４内に導入され得る。例えば、ウェル内への直接注入のための直接注入などの液体取り扱いシステムによって、検体をウェル１４内に導入し得る。

図４に模式的に示されているさらなる実施形態では、例えば液体クロマトグラフィー（ＬＣ）または電気泳動などの分離デバイスによって提供される、比較的遅い分離プロセスを使用して分離された検体の相対的に迅速な分析を可能にするために、１つ以上のプレート１０が画分コレクタシステム１００と併せて使用され得る。画分コレクタシステム１００は、ＬＣ源１０２として例示される分離デバイスを含む。ＬＣ源１０２は、分析のための化学物質源１１４を含む。源１１４は、個々の化学成分の溶出を可能にする移動相、例えば液体であり得る。個々の成分は、場合によって、単一の検体または検体群からなり得る。ポンプ１１６が、分析のために個々の成分を保持するＬＣカラム１１８の形態の固定相に源１１４から試料を提供する。個々の成分の各々は、ＬＣ源１０２のＬＣカラム１１８中を異なる速度で溶出液と共に進行するので、別様に保持され、したがって互いに分離し得る。ＬＣカラム１１８の端部において、成分は、１つずつ溶出する。任意選択で、溶出液は、溶出したときに、検出器１０４によって分析され得る（検出器１０４はＵＶ、質量ベースなどであり得る）。次いで、検出器１０４は、各成分が溶出したとき、その物理的および／または化学的特性を検出し得る。溶出成分は、ＬＣ源１０２から画分コレクタ１００のチューブ１１０によって輸送され得る。チューブ１１０は、空間並進器１０８によって、空間内で並進され得る分配ノズル１１２で終端し得る。並進器１０８は、例えば、プロセッサ制御（図示せず）下の１つ以上のサーボモータ（これも図示せず）を含み得る機械的アクチュエータを含み得る。次いで、ノズル１１２が、平面（ＸＹ）内で、または任意選択で３空間（ＸＹＺ）内で並進され得る。したがって、ＬＣ源１００からの溶出液は、ノズル１１２を動かすことにより、一連の画分に収集され得る。ノズル１１２は、プレート１０のウェル１４の個々のウェルの上に配置され得る。図示された実施形態では、並進器１０８はノズル１１２を移動させる。しかしながら、代わりに、プレート１０を、静止ノズルに対して相対的に移動させることもできる。ノズル１１２の位置は、例えば、検出器１０４の出力に依存して、または時間に依存して、制御し得る。これにより、一連の画分を時間および空間で相関させ得、すなわち、各ウェル１４は、特定の溶出時間、したがって検体画分に対応する。

いくつかの実施例では、各ウェル１４はタイムスタンプに関連付けられ得る。任意選択で、溶出液のサブセットのみがウェル１４内に堆積され得る。任意選択で、各ウェル１４は、プロセッサ制御下でインデックス付けされ得、プレート１０内のＬＣ源１０２から溶出された任意の特定の検体への正確なアクセスを可能にする。個々のウェル１４の検出器情報への関連付けは、プレート１０上のバーコードとしてコード化され得る。あるいは、検出器１０４の出力およびウェル１４の関連内容物が、検出器１０４によってコンピュータメモリに記憶され、下流の質量分析器に伝達され得る。

図３に戻ると、質量分析器４０の使用の前に、画分コレクタ１００を使用して、複数のプレート１０に（例えば、ＬＣ源からの）検体を充填することができる。１つ以上のウェル１４が充填されると、プレート１０は容器本体２０上に導入され得る。上述したように、検体が、アクチュエータ４２によってウェル１４からチャネル２６内に分配され得る。

理解されるように、液体クロマトグラフィーの典型的なタイムスケールは５～２０分である。多くの場合、出力の一部分のみが関心対象であるが、質量分光器は、全取得時間にわたって取得することが強制される。効果的には、プレート１０は、時間と、その時間に溶出する１つ以上の検体とに対応する各ウェル１４と共にデジタル化され、したがって、ウェル１４は、関心対象の検体でインデックス付けされる。したがって、関心対象の検体を含むウェルのみを分析することにより、分析時間を十分に５～２０分未満に短縮することが可能である。このようにして、質量分光器は、連続使用され、関心対象の検体のみを取得し、質量分光器の生産性を大幅に向上させ、分析の時間を短縮し得る。

１つのプレート１０からの検体を使い果たすと、次のプレート１０を容器２２上に配置し得、それによって、作業フローの全体的な速度および効率を改善し得る。

電気泳動などのＬＣ以外の他の分離デバイスもまた適切であり得ることが理解されよう。

マトリックス誘導レーザー脱離（ＭＡＬＤＩ）および他のレーザー技術などの、当該分野において公知の他の技術をウェル１４に利用し得ることもまた理解されよう。例えば、レーザーまたは光源をプレート１０に連結して、イオン化された検体をマトリックスから容器２２内に射出し得る。

いくつかの実施形態では、本明細書に記載のデバイスおよびシステムは、システムの動作を制御および調整するために、例えばコントローラ内のまたはスタンドアロンプロセッサとして、１つ以上のプロセッサを使用して制御することができる。プロセッサは、システムに含まれる１つ以上のコンポーネントおよび任意の他の電圧源に電気的に連結することができる。特定の構成では、プロセッサは、例えば任意のポンプ、質量分析器、検出器などの電圧を制御するようにシステムを動作させるための、例えばマイクロプロセッサおよび／または適切なソフトウェアを含む、１つ以上のコンピュータシステムおよび／または共通のハードウェア回路内に存在し得る。いくつかの実施例では、システムの任意の１つ以上のコンポーネントは、そのコンポーネントの動作を可能にするために、それ自身のそれぞれのプロセッサ、オペレーティングシステム、および他の特徴を備え得る。プロセッサは、システムに一体化することができ、またはシステムのコンポーネントに電気的に連結された１つ以上の付属基板、プリント回路基板、またはコンピュータ上に存在し得る。プロセッサは、典型的には、１つ以上のメモリユニットに電気的に連結されて、システムの他のコンポーネントからデータを受信し、必要に応じてまたは所望により、さまざまなシステムパラメータの調整を可能にする。プロセッサは、Ｕｎｉｘ（登録商標）、Ｉｎｔｅｌ ＰＥＮＴＩＵＭ（登録商標）型プロセッサ、Ｍｏｔｏｒｏｌａ ＰｏｗｅｒＰＣ、Ｓｕｎ ＵｌｔｒａＳＰＡＲＣ、Ｈｅｗｌｅｔｔ－Ｐａｃｋａｒｄ ＰＡ－ＲＩＳＣプロセッサ、または任意の他のタイプのプロセッサに基づくものなど、汎用コンピュータの一部であり得る。技術のさまざまな実施形態によれば、１つ以上の任意のタイプのコンピュータシステムを使用し得る。さらに、システムは、単一のコンピュータに接続されてもよいし、または、通信ネットワークによって接続された複数のコンピュータ間で分散されてもよい。ネットワーク通信を含む他の機能を実行することができ、技術は、任意の特定の機能または機能のセットを有することに限定されないことを理解されたい。汎用コンピュータシステムにおいて実行される専用ソフトウェアとして、さまざまな態様を実施し得る。コンピュータシステムは、ディスクドライブ、メモリ、またはデータを記憶するための他のデバイスなどの１つ以上のメモリデバイスに接続されたプロセッサを含み得る。メモリは、典型的には、ガス混合物を使用するさまざまなモードでのシステムの動作中、プログラム、較正およびデータを記憶するために使用される。コンピュータシステムのコンポーネントは、１つ以上のバスを含み得る相互接続デバイス（例えば、同じマシン内に集積されるコンポーネント間）および／またはネットワーク（例えば、別個のマシン上に存在するコンポーネント間）によって連結され得る。相互接続デバイスは、システムのコンポーネント間で交換される通信（例えば、信号、データ、命令）を提供する。コンピュータシステムは、典型的には、システムの迅速な制御を可能にするために、処理時間、例えば数ミリ秒、数マイクロ秒またはそれ以内にコマンドを受信および／または発行することができる。例えば、コンピュータ制御は、基板への流体の流れ、流体の退出を促すために基板に提供される圧力、先端部に提供される電圧などを制御するように実施することができる。プロセッサは、典型的には、例えば直流電源、交流電源、電池、燃料電池もしくは他の電源または電源の組合せであり得る電源に電気的に連結される。電源は、システムの他のコンポーネントによって共有され得る。システムはまた、１つ以上の入力デバイス、例えばキーボード、マウス、トラックボール、マイクロフォン、タッチスクリーン、手動スイッチ（例えば、オーバーライドスイッチ）と、１つ以上の出力デバイス、例えば印刷デバイス、表示スクリーン、スピーカとを含み得る。加えて、システムは、コンピュータシステムを通信ネットワークに接続する１つ以上の通信インタフェースを（追加的にまたは相互接続デバイスの代替として）含み得る。システムはまた、システム内に存在するさまざまな電気デバイスから受信された信号を変換するための適切な回路を含み得る。そのような回路は、プリント回路基板上に存在することができ、あるいは、適切なインタフェース、例えばシリアルＡＴＡインタフェース、ＩＳＡインタフェース、ＰＣＩインタフェースなどを介して、または１つ以上の無線インタフェース、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ－Ｆｉ、近距離通信もしくは他の無線プロトコルおよび／もしくはインタフェースを介して、プリント回路基板に電気的に連結された別個の基板またはデバイス上に存在し得る。

特定の実施形態では、本明細書に記載のシステムに使用される記憶システムは、典型的には、プロセッサによって実行されるプログラム、またはプログラムによって処理される媒体上または媒体内に記憶された情報によって使用され得るコードを記憶することができる、コンピュータ可読および書き込み可能な不揮発性記録媒体を含む。媒体は、例えば、ハードディスク、ソリッドステートドライブまたはフラッシュメモリであり得る。典型的には、動作中、プロセッサは、不揮発性記録媒体から他のメモリにデータを読み出し、媒体よりも速いプロセッサによる情報へのアクセスを可能にする。このメモリは、典型的には、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）またはスタティックメモリ（ＳＲＡＭ）などの揮発性ランダムアクセスメモリである。それは、記憶システム内に、またはメモリシステム内に配置され得る。プロセッサは、一般に、集積回路メモリ内のデータを操作し、次いで、処理が完了した後にデータを媒体にコピーする。媒体と集積回路メモリ素子との間のデータ移動を管理するためのさまざまなメカニズムが知られており、技術はそれらに限定されない。技術は、特定のメモリシステムまたは記憶システムにも限定されない。特定の実施形態では、システムは、特別にプログラムされた専用ハードウェア、例えば特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）またはフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を含み得る。技術の態様は、ソフトウェア、ハードウェアもしくはファームウェア、またはこれらの任意の組み合わせで実施され得る。さらに、そのような方法、行為、システム、システム要素およびそれらのコンポーネントは、上記のシステムの一部として、または独立したコンポーネントとして実施され得る。特定のシステムは、例として、技術のさまざまな態様を実践し得る１つのタイプのシステムとして記載されているが、態様は、記載されたシステム上で実施されることに限定されないことを理解されたい。さまざまな態様は、異なるアーキテクチャまたはコンポーネントを有する１つ以上のシステムで実践し得る。システムは、高級コンピュータプログラミング言語を使用してプログラム可能な汎用コンピュータシステムを含み得る。システムはまた、特別にプログラムされた専用ハードウェアを使用して実施され得る。システムでは、プロセッサは、典型的には、インテル社から入手可能な周知のＰｅｎｔｉｕｍ級プロセッサなどの市販プロセッサである。多くの他のプロセッサも市販されている。このようなプロセッサは、通常、例えば、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ社から入手可能なＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）９５、Ｗｉｎｄｏｗｓ９８、Ｗｉｎｄｏｗｓ ＮＴ、Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００（Ｗｉｎｄｏｗｓ ＭＥ）、Ｗｉｎｄｏｗｓ ＸＰ、Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｖｉｓｔａ、Ｗｉｎｄｏｗｓ７、Ｗｉｎｄｏｗｓ８もしくはＷｉｎｄｏｗｓ１０のオペレーティングシステム、Ａｐｐｌｅから入手可能なＭＡＣ ＯＳ Ｘ、例えば、Ｓｎｏｗ Ｌｅｏｐａｒｄ、Ｌｉｏｎ、Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ｌｉｏｎ、もしくは他のバージョン、Ｓｕｎ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓから入手可能なＳｏｌａｒｉｓオペレーティングシステム、またはさまざまなソースから入手可能なＵＮＩＸもしくはＬｉｎｕｘ（登録商標）オペレーティングシステムであり得るオペレーティングシステムを実行する。多くの他のオペレーティングシステムが使用され得、特定の実施形態では、単純な一組のコマンドまたは命令が、オペレーティングシステムとして機能し得る。

特定の実施例では、プロセッサおよびオペレーティングシステムは、共に、高級プログラミング言語のアプリケーションプログラムがそれに対して書かれ得るプラットフォームを定義し得る。技術は、特定のシステムプラットフォーム、プロセッサ、オペレーティングシステム、またはネットワークに限定されないことを理解されたい。また、本開示の利益により、本技術が特定のプログラミング言語またはコンピュータシステムに限定されないことは、当業者には明らかであろう。さらに、他の適切なプログラミング言語および他の適切なシステムを使用することもできることを理解されたい。特定の実施例では、ハードウェアまたはソフトウェアは、認知アーキテクチャ、ニューラルネットワークまたは他の適切な実施を実施するように構成することができる。所望であれば、コンピュータシステムの１つ以上の部分を、通信ネットワークに連結された１つ以上のコンピュータシステムにまたがって分散させ得る。これらのコンピュータシステムはまた、汎用コンピュータシステムであり得る。例えば、１つ以上のクライアントコンピュータにサービス（例えば、サーバ）を提供するように、または分散システムの一部として全体的なタスクを実行するように構成された１つ以上のコンピュータシステム間で、さまざまな態様を分散させ得る。例えば、さまざまな態様は、さまざまな実施形態に従うさまざまな機能を実行する１つ以上のサーバシステム間に分散されたコンポーネントを含む、クライアントサーバまたは多層システムで実行され得る。ある通信プロトコル（例えば、ＴＣＰ／ＩＰ）を使用して通信ネットワーク（例えば、インターネット）を介して通信するこれらのコンポーネントは、中間コード（例えば、ＩＬ）、または解読コード（例えば、Ｊａｖａ（登録商標））コードを実行可能であり得る。技術は、任意の特定のシステムまたはシステム群で実行することに限定されないことも理解されたい。また、技術は、任意の特定の分散アーキテクチャ、ネットワーク、または通信プロトコルに限定されないことを理解されたい。

いくつかの例では、さまざまな実施形態は、例えば、ＳＱＬ、ＳｍａｌｌＴａｌｋ、Ｂａｓｉｃ、Ｊａｖａ、Ｊａｖａｓｃｒｉｐｔ、ＰＨＰ、Ｃ＋＋、Ａｄａ、Ｐｙｔｈｏｎ、ｉＯＳ／Ｓｗｉｆｔ、Ｒｕｂｙ ｏｎ ＲａｉｌｓまたはＣ＃（Ｃシャープ）などのオブジェクト指向プログラミング言語を使用してプログラムされ得る。他のオブジェクト指向プログラミング言語も使用され得る。あるいは、機能、スクリプト記述、および／または論理プログラミング言語を使用してもよい。さまざまな構成は、非プログラム化環境（例えば、ブラウザプログラムのウィンドウ内で見て、グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）の態様をレンダリングしたり、または他の機能を実行する、ＨＴＭＬ、ＸＭＬまたは他のフォーマットで作成された文書）で実施し得る。特定の構成は、プログラム化もしくは非プログラム化要素、またはそれらの任意の組み合わせとして実施され得る。いくつかの例では、システムは、モバイルデバイス、タブレット、ラップトップコンピュータ、または有線もしくは無線インタフェースを介して通信し、所望によってシステムの動作を遠隔操作することができる他の携帯用デバイス上に存在するものなどのリモートインタフェースを備え得る。

本明細書に開示された実施例の要素を紹介する場合、冠詞「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」および「ｓａｉｄ」は、１つ以上の要素が存在することを意味することを意図している。「備える」、「含む」および「有する」という用語は、オープンエンドであり、列挙された要素以外の追加要素が存在し得ることを意味することを意図している。本開示の利益により、実施例のさまざまなコンポーネントは、他の実施例におけるさまざまなコンポーネントと交換または置換され得ることが当業者には理解されるであろう。

特定の態様、構成、実施例および実施形態を上述したが、本開示の利益により、開示された例示的な態様、構成、実施例および実施形態の付加、置換、修正および変更が可能であることが当業者には認識されるであろう。

Claims (18)

1. 質量分析器に検体を提供するためのデバイスであって、
   複数のウェルをその中の所定位置に備える基板であって、
   前記基板の前記複数のウェルの各々は、前記ウェルのうちの他のウェル内の検体と混合することなく、検体を受容および収容するように構成され、前記ウェルの各々は、検体がそこから出ることを可能にするためのウェル出口を備える、基板と、
   前記ウェル出口のうちの少なくとも１つに流体連結されたチャネルであって、そこから出る検体イオンを前記質量分析器に案内するように構成された前記チャネルと、
   前記ウェルのうちの少なくとも１つのウェル内の検体をそこから促すように構成された第１のガス源と、
   前記ウェルのうちの選択された１つのウェル上の所定位置に配置して、前記ウェルのうちの前記選択された１つのウェルから検体を促すように構成された機械的並進器とを備えるデバイス。
2. 前記ウェル出口の各々は、約５０ミクロンの先端内径を有する導電性先端部を備える、請求項１に記載のデバイス。
3. 前記質量分析器は、質量分光器である、請求項１に記載のデバイス。
4. 前記質量分析器の入口に検体を輸送するために前記チャネルに輸送ガスを提供するように構成された第２のガス源をさらに備える、請求項３に記載のデバイス。
5. 前記基板はプレートである、請求項１に記載のデバイス。
6. 前記プレートは金属で形成されている、請求項５に記載のデバイス。
7. 前記ウェルは、前記プレート内に規則的幾何学的パターンで配置されている、請求項６に記載のデバイス。
8. 前記規則的幾何学的パターンは２次元アレイである、請求項７に記載のデバイス。
9. 前記プレートは長方形である、請求項６に記載のデバイス。
10. 前記プレートは円形である、請求項６に記載のデバイス。
11. 前記プレートは、少なくとも９６個の前記ウェルを備える、請求項５に記載のデバイス。
12. 前記プレートは、少なくとも３８４個の前記ウェルを備える、請求項５に記載のデバイス。
13. 前記プレートは、少なくとも１０００個の前記ウェルを備える、請求項５に記載のデバイス。
14. 前記ウェルはバイアルである、請求項５に記載のデバイス。
15. 前記ウェルは、前記基板の一部として一体的に形成されている、請求項５に記載のデバイス。
16. 前記プレートは取外し可能であり、前記ウェルは、
    前記デバイスから離れた位置で充填され得る、請求項５に記載のデバイス。
17. 前記チャネルは、前記プレートをその上に受容するように寸法決めされた容器内に形成されている、請求項１６に記載のデバイス。
18. 前記容器は、
    前記質量分析器に取り付けるための出口を含む、請求項１７に記載のデバイス。

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