KR20140137339A

KR20140137339A - 고상 미량 추출(spme）장치

Info

Publication number: KR20140137339A
Application number: KR20147015665A
Authority: KR
Inventors: 데이비드 디 매닝; 케네스 씨 슈레이버; 케네스 제이 프레딘; 죠지 이 리엠; 그레그 웨버; 존 알 레이브랙
Original assignee: 스미스 디텍션 인크.
Priority date: 2011-11-14
Filing date: 2012-11-14
Publication date: 2014-12-02
Also published as: KR102056274B1; CA2866148A1; WO2013074657A2; EP2780687B1; EP2780687A2; WO2013074657A3; EP2780687A4; US20140311985A1; CA2866148C; US9861909B2

Abstract

본 명세서에는 개량된 고상 미량 추출(SPME) 장치, 이러한 장치를 포함하는 시스템, 그리고 이들의 사용 방법 및 제조 방법이 제공되어 있다. 특히, 본 명세서에 제공된 SPME 장치는, 예를 들면, 사용자 실수로 인해 초래되는 (예를 들면, 상기 장치에 대한 및/또는 상기 장치가 이용되는 시스템에 대한) 손상을 방지하도록 구성되어 있다.

Description

고상 미량 추출(SPME）장치{SOLID PHASE MICRO-EXTRACTION(SPME) DEVICES}

관련 출원에 대한 상호 참고

본 발명은, 전부가 본 명세서에 참고로 각각 포함되어 있는, 2011년 11월 14일자로 출원된 미국 가특허출원 제61/559,354호, 그리고 2012년 5월 17일자로 출원된 미국 가특허출원 제61/648,367호의 혜택을 주장한다.

기술분야

고상 미량 추출(SPME) 장치는 캐나다 온타리오주의 워털루 대학교(University of Waterloo)의 야누즈 폴리스진(Janusz Pawliszyn)에 의해 개발되었다. SPME 프로세스 및 장치는, 예를 들면, 1991년 10월 17일자로 발행되었으며, 전부가 본 명세서에 참고로 포함되어 있는, 야누즈 폴리스진의 국제특허(PCT) 공보 WO 91/15745호에 개시되어 있다.

SPME 프로세스에서는, 주사기의 바늘 내에 수용된 코팅되거나 코팅되지 않은 섬유(필라멘트)가 상기 섬유 또는 코팅된 섬유로 분해물질의 추출이 발생하기에 충분한 기간 동안 유체 캐리어(fluid carrier)의 성분/분해물질 또는 상기 캐리어 위의 상부공간(headspace)과 접촉하게 된다. 그 뒤에 상기 섬유는 상기 캐리어 또는 상기 캐리어 위의 상부공간으로부터 제거되고, 상기 분해물질은, 상기 분해물질의 검출 및 정량화를 위해, 대체로 가스 크로마토그래프(GC)와 같은, 분석용 계기(analytical instrument)로의 열탈착(thermal desorption)에 의해 상기 섬유로부터 탈착된다.

여러 실시례에서, 필라멘트와, 필라멘트가 신장되어 있을 때 SPME 장치가 맞물려 있는 계기(instrument)로부터 SPME 장치의 분리를 방지하는 구성요소를 포함하는 고상 미량 추출(SPME) 장치가 본 명세서에 제공되어 있다. 상기 구성요소는 사용자에 의해 SPME 장치에 하방 압력이 가해지지 않을 때 상기 계기로부터 필라멘트를 자동적으로 후퇴시키는 필라멘트 신장/후퇴 기구를 포함하고 있다. 상기 구성요소는 필라멘트가 신장되어 있는 것을 사용자에게 나타내는 시각적인 및/또는 청각적인 단서를 제공하는 표시 신호(indicator signal)를 포함할 수 있다. 상기 구성요소는 SPME 장치가 상기 계기와 맞물려 있을 때 사용자에 의해 SPME 장치에 하방 압력이 가해지지 않을 때 필라멘트가 신장된 상태로 유지되는 것을 방지하는 간섭 기구를 포함할 수 있다. 몇 가지 실시례에서, 상기 구성요소는 필라멘트가 신장되어 있을 때 SPME 장치의 상기 계기로부터의 분리를 방지하는 고정 기구를 포함하고 있다. 상기 고정 기구는, 몇 가지 실시례에서, 필라멘트가 신장되어 있을 때 상기 계기와 맞물리도록 SPME 장치로부터 신장된다. 몇 가지 실시례에서는, 필라멘트가 후퇴되어 있을 때 상기 계기와 상기 고정 기구의 분리 및/또는 맞물림이 가능하도록 상기 고정 기구가 SPME 장치로 물러난다.

SPME 필라멘트가 신장되어 있는 동안 SPME 장치가 결합된 계기로부터 분리되는 것을 방지하는 것을 포함하는 고상 미량 추출(SPME) 필라멘트의 파손 위험을 낮출 수 있는 방법이 기술되어 있다. 몇 가지 실시례에서, 방지하는 것은 필라멘트가 신장되어 있는 동안 SPME 장치의 결합된 계기로부터의 분리를 물리적으로 방지하는 것을 포함한다. 몇 가지 실시례에서, 방지하는 것은 필라멘트가 신장되어 있다는 사실을 사용자에게 알리는 것을 포함한다. 몇 가지 실시례에서, 방지하는 것은 SPME 장치의 결합된 계기로부터의 분리 작용을 필라멘트의 후퇴에 결합시키는 것을 포함한다.

몇 가지 실시례에서, 필라멘트와 고정 기구를 포함하는 고상 미량 추출(SPME) 장치가 본 명세서에 제공되어 있는데, 상기 고정 기구는 필라멘트가 신장된 형태로 있을 때 SPME 장치가 맞물려 있는 계기로부터 SPME 장치가 분리되는 것을 방지한다. 몇 가지 실시례에서, 상기 고정 기구가 작동되고 있을 때 SPME 장치는 상기 계기에 고정되어 있다. 몇 가지 실시례에서, 필라멘트의 신장시에 상기 고정 기구가 자동적으로 작동된다. 몇 가지 실시례에서, 필라멘트의 후퇴시에 상기 고정 기구가 자동적으로 정지된다.

도 1은 SPME 장치의 한 실시례의 외부도이다.
도 2는 전체 하우징이 눌러져서 필라멘트를 드러내고 있는, SPME 장치의 한 실시례의 내부도로서; 도 2A는 SPME 장치가 계기(instrument)와 맞물려 있고, 하우징이 눌러져 있으며, 필라멘트가 신장된 상태를 나타내고 있고; 도 2B는 SPME 장치가 계기로부터 분리된 상태를 나타내고 있다.
도 3은 SPME 장치가 계기와 맞물려 있을 때 간섭 봉(interference rod)이 필라멘트가 신장된 상태로 고정되는 것을 방지하는, SPME 장치의 한 실시례의 절결도로서; 도 3A는 SPME 장치가 계기와 맞물려 있고 간섭 봉이 눌러져 있는 상태를 나타내고 있고; 도 3B는 SPME 장치가 계기로부터 분리되어 있으며 간섭 봉이 신장된 상태를 나타내고 있다.
도 4는 계기와의 맞물림에 의해 SPME 장치의 바닥부(foot)를 눌러서 필라멘트가 신장된 상태로 고정되는 것을 방지하는, SPME 장치의 한 실시례의 절결도로서; 도 4A는 SPME 장치가 계기와 맞물려 있고 바닥부가 눌러져 있는 상태를 나타내고 있고; 도 4B는 SPME 장치가 계기로부터 분리되어 있으며 바닥부가 신장된 상태를 나타내고 있다.
도 5는 필라멘트가 신장된 것을 나타내는 표시등을 하우징의 하부에 포함하는 SPME 장치를 나타내는 것으로서; 도 5A는 SPME 장치의 하부의 절결도이고; 도 5B는 표시등을 가진 SPME 장치의 외부도이고; 도 5C는 내부 리브 기동 기구(interior rib activation mechanism)를 나타내는 SPME 장치 하부의 한 예의 도면이다.
도 6은 필라멘트가 신장된 것을 나타내는 표시등을 하우징의 상부에 포함하는 SPME 장치를 나타내는 것으로서; 도 6A는 절결도이고; 도 6B는 외부도이다.
도 7은 필라멘트가 신장되었을 때 보이는 기계식 신호기(mechanical flag)를 하우징의 하부에 포함하는 SPME 장치를 나타내는 것으로서; 도 7A는 상기 하우징의 하부의 절결도이고; 도 7B는 외부도이다.
도 8은 눌러졌을 때 필라멘트를 신장된 상태로 고정시키지만, SPME 장치가 계기와 맞물려 있을 때는 고정된 형태를 취할 수 없는 고정 기구를 포함하는 SPME 장치를 나타내는 것으로서; 도 8A는 절결도이고; 도 8B는 외부도이고; 도 8C는 고정 요소의 상세도이다.
도 9는 눌러졌을 때 필라멘트를 신장된 상태로 고정시키지만, SPME 장치가 계기와 맞물려 있을 때는 고정된 형태를 취할 수 없는 고정 기구를 포함하는 SPME 장치를 나타내는 것으로서; 도 9A는 절결도이고; 도 9B는 외부도이고; 도 9C는 고정 요소의 상세도이다.
도 10은 필라멘트가 신장된 상태에 있을 때, SPME 장치가 맞물려 있는 계기로부터 물러나는 것을 방지하는 신장된-태브 고정 기구(extended-tab locking mechanism)를 포함하는 SPME 장치를 나타내는 것으로서; 도 10A는 SPME 장치가 계기와 맞물려 있지 않고, 버튼이 상승되어 있고, 태브가 후퇴되어 있는 상태의 절결도이고; 도 10B는 SPME 장치가 계기와 맞물려 있고, 버튼이 눌러져 있고, 태브가 신장되어 있는 상태의 절결도이고; 도 10C는 태브가 신장된 상태의 도 10의 SPME 장치의 외부도이고; 도 10D는 도 10A 내지 도 10C의 신장가능한 태브 요소의 외부도이다.
도 11은 필라멘트가 신장된 상태에 있을 때, SPME 장치가 맞물려 있는 계기로부터 물러나는 것을 방지하는 신장된-숄더 고정 기구(extended-shoulder locking mechanism)를 포함하는 SPME 장치를 나타내고 있다.
도 12는 SPME 장치가 맞물려 있던 계기로부터 물러날 때 필라멘트를 후퇴시키는 후크 칼라형 기구(hook collar type mechanism)를 포함하는 SPME 장치를 나타내고 있다.
도 13은 SPME 장치가 맞물려 있는 계기로부터 물러날 때 필라멘트를 자동적으로 후퇴시키는 다른 후크 칼라형 기구를 포함하는 SPME 장치를 나타내고 있다.
도 14는 필라멘트가 신장된 상태에 있을 때 SPME 장치가 계기로부터 물러나는 것을 방지하기 위해 계기의 신장된 숄더와 맞물리는 상승된-리브 고정 기구(raised-rib locking mechanism)를 포함하는 SPME 장치를 나타내고 있다.
도 15는 필라멘트가 신장된 상태에 있을 때 SPME 장치가 계기로부터 물러나는 것을 방지하기 위해 계기의 신장된 숄더와 맞물리는 반경방향-핑거 고정 기구(radial-fingers locking mechanism)를 포함하는 SPME 장치를 나타내고 있다.
도 16은 고정 하부 구성(locking base configuration)의 한 예를 나타내고 있다.
도 17은 고정 하부 구성의 한 예를 나타내고 있다.
도 18은 고정 하부 구성의 한 예를 나타내고 있다.
도 19는 SPME 장치 하우징, 내부 작동부(internal workings) 및 고정 기구의 한 예를 나타내고 있다.
도 20은 계기와 맞물린 SPME 장치의 한 예를 나타내고 있다.
도 21은 SPME 장치의 한 예의 외부도와 내부도를 나타내고 있다.

본 명세서에는 개량된 고상 미량 추출(SPME) 장치, 이러한 장치를 포함하는 시스템, 그리고 이들의 사용 방법 및 제조 방법이 제공되어 있다. 특히, 본 명세서에 제공된 SPME 장치는, 예를 들면, 사용자 실수로 인해 초래되는 (예를 들면, 상기 장치에 대한 및/또는 상기 장치가 이용되는 시스템에 대한) 손상의 가능성을 최소화하거나 손상을 방지하도록 구성되어 있다. 실시례에는, 필라멘트가 SPME 장치로부터 계기(instrument) 속으로 신장되어 있을 때 계기로부터 상기 장치의 분리/제거를 방지하는 SPME 장치가 제공되어 있다. 필라멘트가 신장되어 있는 동안 계기로부터 SPME 장치가 분리될 가능성을 낮추는 것 및/또는 계기로부터 SPME 장치가 분리되는 것을 방지하는 것에 의해, 본 명세서에 기술된 기구들과, 이들을 포함하는 SPME 장치는, 계기 내에서의 필라멘트의 파손의 가능성을 낮추는 것 및/또는 파손을 방지하는 것 그리고 이와 관련된 다양한 결과(예를 들면, SPME 장치에 대한 손상, 필라멘트의 교체, SPME 장치의 교체, 계기의 오염, 계기에 대한 손상, 고장 시간(downtime), 시료 손실 등)를 방지하는 것이 가능하다.

SPME 장치는, 질량 분석기, 가스 크로마토그래프, 적외선 분광기(infrared spectrometer) 등과 같은 분석용 계기와 같은, 계기로부터 SPME 장치를 분리시킬 때 (예를 들면, 우연히, 오퍼레이터 실수 등으로 인해) 섬유가 노출된 상태로 있지 않을 수 있도록 구성될 수 있다. 본 명세서에 기술된 실시례는, 변형된 신장/후퇴 기구(도 2 참고), 신장/후퇴 간섭 기구(도 3-4 참고), 신장된 필라멘트 표시장치(예를 들면, 도 5 내지 9 참고), 필라멘트 고정구(filament lock)(예를 들면, 도 8-9), 그리고 장치 고정구(device lock)(도 10-15 참고) 중의 하나 이상에 의해 계기 내에서의 SPME 필라멘트 파손의 가능성을 방지하는 것 및/또는 낮추는 것이 가능하다. 상기 SPME 장치 및 방법은 임의의 적절한 구성요소/수단/기구에 의해 필라멘트가 신장되어 있는 동안 장치 분리를 피할 수 있다. 필라멘트가 신장된 형태를 취하도록 사용자로 하여 상기 장치와 물리적으로 상호작용하게 하는(예를 들면, 장치 하우징에 압력을 가하게 하는, 버튼에 압력을 가하게 하는 등) 필라멘트 신장/후퇴 기구가 기술되어 있다(도 2 참고). 상기 장치가 계기와 맞물려 있을 때, 사용자에 의한 적극적인 상호작용(예를 들면, 하방 압력)없이, 필라멘트가 신장된 형태로 유지되는 것을 방지하는 간섭 기구도 기술되어 있다(도 3-4 참고). 필라멘트가 신장되어 있다(예를 들면, 계기 내에)는 사실에 대해 사용자의 주의를 끄는 하나 이상의 표시장치(예를 들면, 전등(예를 들면, LED), 기계식 신호기 등)가 제공될 수 있다(도 5 내지 9 참고). 필라멘트를 신장된 형태로 유지시키지만, SPME 장치가 계기와 맞물려 있을 때는 고정된 형태를 취할 수 없는 필라멘트 고정구도 기술되어 있다(도 8-9 참고). 섬유가 SPME 장치 속으로 들어가면 SPME 장치가 계기로부터 분리되는 것만 허용하는 고정 장치 및 기구가 제공될 수 있다(도 10-15 참고). 상기한 구조, 장치, 방법(사용 방법 및 제조 방법을 포함하는 것)의 다양한 조합이 다양한 실시형태로 실시될 수 있으며, 이러한 변형을 포함하는 것이 본 명세서의 의도라는 것은 명백하다.

SPME 장치의 예는, 예를 들면, 미국 특허 공개공보 제2006/0241515호; 미국 특허 제5,691,206호; 미국특허 제6,164,144호; 미국 특허 제6,405,608호; 그리고 미국 특허 제6,759,126호에 기술되어 있고, 이들 문헌 각각은 전부가 본 명세서에 참고로 포함되어 있다.

여러 실시례에서, SPME 장치는, SPME 장치가 계기로부터 제거/후퇴/분리될 때 필라멘트가 신장되어 있을 가능성을 방지하는 및/또는 낮추는 필라멘트 신장/후퇴 기구를 포함하고 있다. 여러 실시례에서, 필라멘트 신장/후퇴 기구는 필라멘트가 신장된 상태로 되도록(그래서 계기 내에 있도록) 하기 위해 사용자가 적극적인 조치(예를 들면, 버튼에 압력을 가하는 것, 하우징에 압력을 가하는 것 등)를 취할 것을 요한다. 여러 실시례에서, 필라멘트 신장/후퇴 기구는 필라멘트가 신장된 상태로 되도록(그래서 계기 내에 있도록) 하기 위해 일정한 적극적인 조치(예를 들면, 버튼에 압력을 가하는 것, 하우징에 압력을 가하는 것 등)를 요한다. 사용자에 의한 적극적인 행위와 같은, 사용자 개입이 없으면, 필라멘트는 SPME 장치 속으로 그리고 계기의 외부로 철수/후퇴될 수 있다. SPME 장치, SPME 장치 하우징, 및/또는 SPME 장치의 바닥부 또는 다른 부분에 대한 하방 압력이 없으면 필라멘트는 자동적으로 SPME 장치 속으로(그리고 계기의 외부로) 철수될 수 있다. SPME 장치로부터 필라멘트를 신장시키기 위해서는 사용자의 손이 SPME 장치와 접촉하게 될 것을 요할 수 있다.

필라멘트의 신장을 위해서 일정한 적극적인 행위를 요하는 신장/후퇴 기구는 필라멘트 신장에 요구되는 행위가 계기와의 분리와 양립될 수 없기(또는 양립될 수 있는 가능성이 작기) 때문에 필라멘트 파손의 가능성을 방지하거나 낮춘다. 여러 실시례에서, 사용자는 장치 분리 작용을 수행하기 위해서 적극적인 신장 행위를 중단한다. 다른 실시례에서는, 장치 분리 작용을 수행하는 것(예를 들면, 장치를 들어올리는 것)이 필라멘트 신장 행위(예를 들면, 장치에 대한 하방 압력)와 정반대이다.

후퇴/신장 기구는:(1) 장치가 계기와 맞물려 있거나 분리되어 있거나 간에 동일하게 작용할 수 있거나, (2) 계기와 맞물려 있거나 계기로부터 분리되어 있을 때 상이한 신장/후퇴 방식으로 작동할 수 있다. 몇 가지 실시례에서, 계기와 맞물려 있을 때, SPME 장치로부터 계기 속으로의 필라멘트의 신장은 사용자로부터의 압력(예를 들면, 하방 압력), 또는 몇 가지 다른 적극적인 행위와 같은 작용을 필요로 한다. 적극적인 행위의 해제는, 비제한적인 예로서, 계기로부터의 철수 및 필라멘트를 SPME 장치의 외장(sheath) 또는 몸체 속으로 집어넣는 것을 포함하는 필라멘트의 후퇴를 초래할 수 있다. 어떤 실시례에서는, SPME 장치가 계기와 맞물려 있지 않을 때 필라멘트의 신장을 위해서 동일한 행위가 요구된다. 그러나, 다른 실시례에서는, 상기 장치가 계기와 맞물려 있지 않을 때, 사용자에 의한 일정한 적극적인 행위 없이 필라멘트가 신장된 상태를 유지하도록 구성되어 있다. 몇 가지 실시례에서는, 장치가 계기와 맞물려 있지 않을 때, 필라멘트 신장/후퇴 기구는, 후퇴/신장을 위한 실제 기구에서나 최종 결과에서, 후퇴가능한 펜(retractable pen)과 유사하게 작용한다(예를 들면, 제1 누르기/누르기해제(press/release)가 필라멘트를 신장시키고, 제2 누르기/누르기해제가 필라멘트를 후퇴시킨다). 장치가 계기와 맞물려 있지 않을 때 장치를 누르기/누르기해제 필라멘트-신장 방식(press/release filament-extension mode)으로 전환하는 것에 의해서, 계기 내에서의 필라멘트 파손을 방지하면서, 시료 적재(sample loading) 및/또는 필라멘트 청소의 용이성이 향상된다.

SPME 장치를 맞물린 후퇴/신장 방식(예를 들면, 신장된 상태를 유지하기 위한 일정한 적극적인 행위)으로부터 분리된 후퇴/신장 방식(예를 들면, 누르기 및 누르기해제 후퇴/신장)으로 전환하기 위해서 하나 이상의 적절한 기구가 제공될 수 있다. 여러 실시례에서, 상기 장치를 필라멘트의 신장을 위해 적극적인 행위를 실행하는 방식으로 만들기 위해서 누르기 및 누르기해제 기구와 간섭하는 간섭 요소(예를 들면, 코일, 슬리브, 봉(rod), 바닥부(foot) 등)가 제공된다(도 3-4 참고). 몇 가지 실시례에서는, 장치를 누르기/누르기해제 방식으로부터 일정한 압력 방식으로 전환하기 위한 임의의 적절한 수단 또는 기구가 본 명세서에 기술된 실시례에 사용된다.

몇 가지 실시례에서, SPME 장치는, 필라멘트가 신장되어 있다는 것(예를 들면, 계기 내에)을 사용자에게 알려주는 하나 이상의 표시장치(예를 들면, 표시등(예를 들면, LED), 기계식 신호기(mechanical flag), 청각적인 표시장치 등)를 포함하고 있다. 이러한 표시장치는 필라멘트가 신장되어 있다는 것을 사용자에게 알리거나/상기시킴으로써 필라멘트가 신장되어 있을 때 SPME 장치가 계기로부터 분리되는 것을 방지하는데 도움이 된다. 여러 실시례에서, 필라멘트가 신장될 때마다 표시장치가 작동된다. 다른 실시례에서는, 필라멘트가 신장되고 상기 장치가 계기와 맞물려 있을 때에만 표시장치가 작동된다. SPME 장치는, SPME 장치의 임의의 적절한 위치(예를 들면, 상부(top), 하부(base), 샤프트(shaft), 외부, 내부 등)에 배치된 임의의 종류(예를 들면, 시각적인 것(예를 들면, 전등, LED, 표시기(flag) 등) 또는 청각적인 것(예를 들면, 알람))의 하나 이상(예를 들면, 한 개, 두 개, 세 개, 네 개, 다섯 개, 여섯 개, 또는 그 이상)의 표시장치를 포함할 수 있다.

여러 실시례에서, 필라멘트를 신장시키기 위해서 일정한 적극적인 행위를 필요로 하지만, 맞물려 있을 때 사용자가 필라멘트의 후퇴 없이 압력을 가하는 것을 중단할 수 있게 하는 고정 수단도 포함하는 SPME 장치가 제공되어 있다. 고정 수단은 상기 장치가 계기와 맞물려 있지 않을 때 사용자가 필라멘트를 신장된 상태로 고정시킬 수 있게 한다(도 8-9 참고). 이것은 사용자가 훨씬 용이하게 필라멘트를 청소하는 것 및/또는 시료를 적재하는 것을 가능하게 한다. 그러나, 특수한 실시례에서는, 고정 수단의 맞물림(예를 들면, 신장된 필라멘트를 고정시키는 것)이 계기와 장치의 맞물림과 물리적으로 양립할 수 없다. 다시 말해서, 상기 장치가 계기와 맞물려 있지 않을 때에만, 필라멘트가 신장된 상태로 고정될 수 있다. 이러한 고정 기구는, 여전히 일정한 적극적인 행위의 신장/후퇴 기구로 하여 필라멘트가 신장되어 있을 때 장치 철수(withdrawal)의 가능성을 낮출 수 있게 하면서 필라멘트 청소 및/또는 적재의 용이성을 허용한다. 적절한 고정 수단 및/또는 기구가 상기 장치의 임의의 적절한 위치(예를 들면, 하부, 바닥부 등)에 배치될 수 있으며 임의의 적절한 사용자 행위(예를 들면, 미끄럼이동(slide), 가압(press), 비틀기(twist), 회전(turn) 등)에 의해 맞물림/작동될 수 있다. 몇 가지 실시례에서, 상기 고정 기구의 작동이 상기 장치와 계기의 맞물림과 물리적으로 양립할 수 없는 SPME 장치로부터의 돌출을 초래한다. 몇 가지 실시례에서는, 상기 장치와 계기의 맞물림이 필라멘트의 고정과 물리적으로 양립할 수 없는 상기 장치와 계기 사이의 끼워맞춤을 초래한다.

어떤 실시례에서는, SPME 장치가 필라멘트가 신장되어 있을 때 상기 장치가 계기로부터 분리되는 것을 방지하는 고정 기구를 포함하고 있다. 몇 가지 실시례에서는, 필라멘트의 신장시에, 상기 장치와 계기의 분리를 방지하기 위해 (예를 들면, 상기 장치의 하부에 있는) 고정 요소가 계기와 맞물린다. 몇 가지 실시례에서는, 필라멘트가 철수되었을 때에만, 상기 장치와 계기가 분리될 수 있다. 몇 가지 실시례에서는, 장치 고정구(device lock)가 임의의 적절한 수단 및/또는 기구(예를 들면, 도 10-15 참고)를 통하여 작용한다. 몇 가지 실시례에서, 장치 고정구는, 필라멘트가 신장되어 있는 동안 상기 장치가 계기로부터 철수될 위험 없이 임의의 메카니즘(예를 들면, 일정한 압력, 누르기 및 누르기해제 등)에 의해 필라멘트가 신장/후퇴되게 할 수 있다. 필라멘트를 철수시키지 않으면, 상기 장치가 계기로부터 분리될 수 없다.

어떤 실시례에서는, 계기가 본 명세서에 기술된 장치와의 적절한 맞물림을 위한 포트(port)를 포함하고 있다. 몇 가지 실시례에서는, 계기 포트가 SPME 장치 또는 SPME 장치의 일부분(예를 들면, 고정 수단/기구)과의 적절한 상호작용을 위해 변경되어 있다.

필라멘트-파손 방지 수단과 본 명세서에 기술된 기구(예를 들면, 신장/후퇴 기구, 간섭 기구, 표시장치, 필라멘트 고정구(filament lock), 장치 고정구(device lock))의 임의의 유용한 조합이 본 명세서에 기술된 실시례에 사용된다.

어떤 실시례에서는, 본 발명의 SPME 장치가, 테스트 장치의 내부와 외부에서 섬유를 노출된 상태로 유지시키기 위해 오퍼레이터가 자신의 손을 SPME 장치에 유지할 것을 요하지 하지 않을 것이다. 몇 가지 실시례에서는, SPME 섬유를 노출시키고 후퇴시키는 행위가 (예를 들면, 사용자가 레벨 A 해즈매트 슈트(level A Hazmat suit)를 입고 있는 동안) 한 손 작업(one handed operation)으로 수행될 수 있을 것이다. 특수한 실시례에서는, SPME 장치가 SPME 장치의 적절한 배치자리(seating) 또는 설계에 의해 적절한 배치자리를 보장하는 설계형태를 나타내는 피드백을 포함한다. 특수한 실시례에서는, SPME 장치의 섬유가 시료를 수집하기 위해 테스트 장치(예를 들면, FiRMS 계기)에서 뿐만 아니라, 야외에서 노출되어 있을 능력을 가지고 있다. 특수한 실시례에서는, SPME 장치가 유니버설 샘플러 인터페이스(universal sampler interface)에서 포고 핀(pogo pin)들을 접촉시킴으로써 테스트 장치(예를 들면, GC/MS) 작동을 개시시키는 능력을 가지고 있다.

다수의 종래의 SPME 장치에서는, 통상적으로 상기 장치의 상부에 배치된 버튼이 필라멘트를 신장시키고 후퇴시키는 수단을 제공한다. 필라멘트가 후퇴된 상태에 있을 때, 상기 버튼이 눌러졌다가 누르는 작용이 해제되는 것에 의해 필라멘트를 신장시킨다. 필라멘트가 신장된 상태에 있을 때, (신장 과정과 동일한 방식으로) 상기 버튼이 눌러졌다가 누르는 작용이 해제되는 것에 의해 필라멘트를 후퇴시킨다. 다수의 종래의 SPME 장치로부터의 필라멘트의 신장 및 수축은 후퇴가능한 펜(retractable pen)의 내부 기구와 유사하게 작용한다(예를 들면, 미국 특허 제3,819,282호 참고). 본 명세서에 기술된 몇 가지 실시례는 상기와 같은 누르기 및 누르기해제 신장/후퇴 기구를 이용한다. 이러한 실시례들 중의 몇 개에서는, 스테퍼 기구(stepper mechanism)가 한 개의 버튼의 누르기 및 누르기해제에 의해 필라멘트를 신장시킬 수 있게 해 주고, 동일한 누르기 및 누르기해제 동작에 의해 필라멘트를 후퇴시킬 수 있게 해준다. 이러한 구성은, 사용자가 지속적인 적극적인 행위(예를 들면, 버튼을 계속 누르는 것)를 취하지 않고서 (예를 들면, 계기와 맞물려 있지 않을 때 시료 적재를 위해, 계기와 맞물려 있을 때 시료 테스트를 위해, 등등) 필라멘트가 신장된 상태를 유지할 수 있게 하는 장점을 가지고 있다. 그러나, 이러한 SPME 장치를 사용할 때에는, SPME 장치를 계기로부터 분리시키기 전에, 필라멘트를 후퇴시키기 위해서 적극적인 조치(예를 들면, 버튼을 누르는 것)가 취해져야 한다. 상기한 것과 같이, 필라멘트가 계기 속에 삽입되어 있는 동안 SPME 장치가 철수되면, 필라멘트가 계기에 끼이게 되어, SPME 장치 및 계기에 대한 손상, 시료의 손실, 그리고 계기의 오염을 초래할 수 있다. 도 2 내지 도 15는 필라멘트의 파손 문제를 피하기 위해 사용될 수 있는 SPME 장치 구성의 다양한 실시례를 나타내고 있다.

도 2는, 버튼 누르기/누르기해제가 아니라, 하우징(10)에 작용하는 (예를 들면, 사용자의 손으로부터의) 하방 힘(downward force)이 필라멘트(20)를 SPME 장치로부터 신장시키는 SPME 장치의 실시례를 나타내고 있다. 충분한 하방 압력이 장치 하우징(10)에 가해지는 동안은 필라멘트(20)가 신장된 형태로 유지된다. 압력이 해제되면, 필라멘트는 SPME 장치로 철수된다. 이러한 구성은 계기(30)로부터의 분리시에 필라멘트(20)를 자동적으로 보호하는 장점을 가진다. 시료를 필라멘트(20) 내에/상에 적재하기 위해서는, 하우징(10) 또한 밀어내려져야 하고, 적재 기간 동안에는 눌러진 형태로 유지되어야 한다.

도 3은, 종래의 버튼(11) 기구를 통하여 작용하지만, SPME 장치가 계기(30)와 맞물려 있을 때 필라멘트(20)가 신장된 상태로 고정되는 것을 방지하는 간섭 봉(40)도 포함하고 있는 SPME 장치의 실시례를 나타내고 있다. SPME 장치가 계기(30)로부터 분리되어 있을 때(도 3B), 간섭 봉(40)은, 간섭 봉(40)의 하단부(41)는 SPME 장치의 기저부(base) 아래로 뻗어 있고 간섭 봉(40)의 상단부(42)는 스테퍼 기구(50)와 간섭하지 않는 신장된 형태로 놓여 있다. 이러한 배치형태에서는, 버튼(11)이 (예를 들면, 청소를 위해, 시료 적재를 위해, 등등) 필라멘트(20)를 신장시키기 위해 누르기/누르기해제되고, (예를 들면, SPME 장치의 계기(30)와의 맞물림을 준비하기 위해) 필라멘트(20)를 후퇴시키기 위해 누르기/누르기해제된다. 그러나, SPME 장치가 계기(30)와 맞물려 있을 때(도 3A), 간섭 봉(40)은 눌러져서 그 하단부(41)가 SPME 장치의 기저부와 같은 높이로 되고 간섭 봉(40)의 상단부(42)는 스테퍼 기구(50)와 맞물린다(예를 들면, 간섭한다). 이러한 배치형태에서, 버튼(11) 누르기는 (예를 들면, 시료 테스트를 위해, 등등) 필라멘트(20)를 신장시키지만, 버튼(11)의 누르기 해제는 필라멘트(20)가 SPME 장치로 철수되는 것을 초래한다. 사용자가 적극적으로 버튼(11)을 누르지 않으면, 필라멘트(20)는 SPME 장치로 철수된다. 이러한 실시례에서는, 테스트 기간 동안 버튼(11)이 눌러진다. 사용자는, (예를 들면, 필라멘트(20)에 손상을 초래하는) SPME 장치와 계기(30)의 분리 동안에 필라멘트(20)가 신장된 형태로 있는 것을 방지하기 위해, SPME 장치를 계기(30)와 분리시키기 전에, 버튼(11)에 대해 압력을 가하는 것을 중단하기만 할 필요가 있다.

도 4는 SPME 장치의 하부에 신장가능한 바닥부 요소(60)를 포함하는 SPME 장치의 실시례를 나타내고 있다. 상기 바닥부 요소(60)는, 상기 바닥부 요소(60)를 SPME 장치의 하부의 맨 아래 부분을 지나서 신장되게 하여, 외력(예를 들면, 상기 장치와 계기(30)의 맞물림)이 존재할 때에 상기 바닥부 요소(60)를 상기 장치 내에서 누르는 스프링(65) 기구를 선택적으로 포함하고 있다. 상기 바닥부 요소(60)의 상부 부분은 (예를 들면, 버튼(11)이 완전히 눌러지는 것을 방지하는) 스테퍼 기구(50)와 간섭하는 내부 간섭 요소(64)와 맞물려 있다. SPME 장치가 계기(30)로부터 분리되어 있을 때(도 4B), 상기 바닥부 요소(60)는 신장된 형태로 있고 간섭 요소(64)는 스테퍼 기구(50)와 간섭하지 않는다. 이러한 배치형태에서는, 버튼(11)이 (예를 들면, 청소를 위해, 시료 적재를 위해, 등등) 필라멘트(20)를 신장시키기 위해 누르기/누르기 해제되고, (예를 들면, SPME 장치의 계기(30)와의 맞물림을 준비하기 위해) 필라멘트(20)를 후퇴시키기 위해 누르기/누르 기해제된다. 그러나, SPME 장치가 계기(30)와 맞물려 있을 때(도 4A), 상기 바닥부 요소(60)는 눌러지고 간섭 요소(64)는 스테퍼 기구(50)와 맞물린다(예를 들면, 간섭한다). 이러한 배치형태에서, 버튼 누르기는 (예를 들면, 시료 테스트를 위해, 등등) 필라멘트를 신장시키지만, 버튼의 누르기해제는 필라멘트가 SPME 장치로 철수되는 것을 초래한다. 사용자가 적극적으로 버튼을 누르지 않으면, 필라멘트는 SPME 장치로 철수된다. 이러한 실시례에서는, 테스트 기간 동안 버튼(11)이 눌러진다. 사용자는, (예를 들면, 필라멘트에 손상을 초래하는) SPME 장치와 계기(30)의 분리 동안에 필라멘트(20)가 신장된 형태로 있는 것을 방지하기 위해, SPME 장치를 계기(30)와 분리시키기 전에, 버튼(11)에 대해 압력을 가하는 것을 중단하기만 할 필요가 있다.

도 5는, 하우징(10)의 하부에, 필라멘트(20)가 신장되어 있는 것을 나타내는 한 개의 표시등(70)(예를 들면, LED) 또는 복수의 표시등(70)을 포함하는 SPME 장치의 실시례를 나타내고 있다. 이러한 표시등(70)은 본 명세서에 기술된 임의의 필라멘트(20) 신장/후퇴 기구에 사용될 수 있다. 도 5에 도시된 신장/후퇴 기구는, 버튼 누르기/누르기해제가 아니라, (예를 들면, 사용자의 손으로부터의) 하방 힘이 필라멘트(20)를 SPME 장치로부터 신장시킨다는 점에서 도 2의 것과 유사하다. 하우징(10)이 눌러지면(그리고 필라멘트(20)가 신장되면), 표시등(70)(예를 들면, LED)이 켜져서, 필라멘트(20)가 계기 속으로 삽입된 것을 나타낸다. 충분한 하방 압력이 장치 하우징(10)에 가해지는 동안은 필라멘트(20)는 신장된 형태로 유지되고, 상기 표시등은 켜진 상태로 유지된다. 압력이 해제되면, 필라멘트(20)는 SPME 장치로 철수되고, 표시등(70)은 꺼진다. 상기 표시등은 필라멘트가 계기 속으로 삽입되어 있다는 것을 사용자에게 나타내는 역할을 하고, 필라멘트(20)를 SPME 장치로 적절하게 후퇴시키기 위해 필요한 조치(예를 들면, 버튼 누르기, 하우징에 대한 하방 압력 해제하기, 등등)를 취하지 않은 채로 상기 장치가 후퇴되어서는 안 된다. 하우징(10)을 누르는 것에 의해 임의의 적절한 기구를 통하여 표시등(70)을 켤 수 있지만, 몇 가지 실시례에서는, 하우징(10)을 누를 때에, 예를 들면, 하우징(10)의 내부에 있는, 내부 리브(internal rib)(72)(또는 다른 내부 구조)가 스위치(75)와 접촉하여, 표시등(70)을 켠다.

도 6은, 하우징(10)의 상부에, 필라멘트(20)가 신장되어 있는 것을 나타내는 하나 이상의 표시등(70)(예를 들면, LED)을 포함하는 SPME 장치의 실시례를 나타내고 있다. 이러한 표시등(70)은 본 명세서에 기술된 임의의 필라멘트(20) 신장/후퇴 기구에 사용될 수 있다. SPME 장치의 상부에 있는 표시등(70)은 도 5에 도시된 것과 유사하게 작용한다. 하우징(10)을 누르는 것에 의해 내부 슬리브(76)가 스위치(75)와 상호작용하여 표시등(70)을 켠다. 몇 가지 실시례에서, SPME 장치의 상부에 표시등을 배치한 것이 사용자에게 향상된 가시성(visibility)을 제공한다.

도 7은, 하우징(10)의 하부에, 필라멘트(20)가 신장되어 있을 때 보이는 기계식 신호기(mechanical flag)(77)를 포함하는 SPME 장치의 실시례를 나타내고 있다. 이러한 기계식 신호기(77)는 본 명세서에 기술된 임의의 필라멘트(20) 신장/후퇴 기구에 사용될 수 있다. 기계식 신호기(77)는 도 5 및 도 6에 도시된 표시등과 유사하게 작용하지만, 작동을 위해 배터리 또는 다른 전력을 필요로 하지 않는다. 하우징(10)이 눌러지면, 기계식 신호기(77)가 앞으로 밀려나와 표시창(indicator window)(79)을 통해 보이게 된다. 그러나, 표시 신호기(indicator flag)를 작동시키는 임의의 수단이 본 명세서에 기술된 여러 실시례에 사용된다는 것을 이해하여야 한다.

도 8은, SPME 장치의 하부에, 필라멘트 고정구(filament lock)(80)가 맞물리거나/눌러질 때 필라멘트(20)를 신장된 상태로 고정시키는 필라멘트 고정구(80)를 포함하는 SPME 장치의 실시례를 나타내고 있다. 도 8에 도시된 실시례에서는, SPME 장치가 계기와 맞물려 있거나 맞물려 있지 않거나 간에, 하우징(10)에 하방 압력을 가함으로써 필라멘트(20)가 SPME 장치로부터 신장된다. 상기 압력이 해제되면, 필라멘트(20)는 SPME 장치로 철수된다. 그러나, 필라멘트(20)가 신장되어 있는 동안, 필라멘트 고정구(80)가 맞물리면, 필라멘트(20)는 (예를 들면, 필라멘트 청소를 위해, 시료 적재를 위해, 등등) 신장된 형태로 유지된다. 필라멘트 고정구(80)가 맞물려 있지 않고, 하우징(10)에 하방 압력이 작용하지 않으면, 필라멘트(20)는 SPME 장치로 철수된다. 필라멘트(20)가 계기 속에 삽입되어 있는 동안 필라멘트 고정구(80)가 맞물리는 것을 방지하기 위해서, 필라멘트 고정구(80)의 맞물림은 SPME 장치와 계기의 맞물림과 물리적으로 양립할 수 없다. 고정된 SPME 장치는 계기와 맞물릴 수 없고 계기와 맞물린 SPME 장치는 고정될 수 있다. 많은 적절한 필라멘트 고정구(80) 구성이 SPME 장치의 실시예들과 양립할 수 있다. 도 8은 필라멘트 고정구(80)의 일부분인 버튼을 누를 때 필라멘트(20)를 제자리에 고정시키는 필라멘트 고정구(80)를 도시하고 있다. 필라멘트 고정구(80)가 눌러지면, 필라멘트(20)는 후퇴할 수 없고 SPME 장치는 계기와 맞물릴 수 없다. 게다가, SPME 장치가 계기와 맞물려 있는 동안 필라멘트 고정구(80)는 눌러질 수 없다. 도 8에 도시된 SPME 장치도 장치의 샤프트 내에 필라멘트(20)가 신장되어 있을 때 하우징의 상부를 밝게 하는 표시등(70)을 포함하고 있다. 이 표시등은, 예를 들면, 상기 장치를 계기와 맞물리게 하는 것을 시도하기 전에 필라멘트(20)가 신장된 형태로 고정되어 있다는 것을 사용자에게 상기시키는 역할을 한다.

도 9는 도 8에 도시되어 있으며 위에 기술되어 있는 것과 유사하게 작용하지만, 상이한 사용자 행위를 통하여 맞물리는 필라멘트 고정구(80)를 포함하는 SPME 장치의 실시례를 나타내고 있다. 도 9의 필라멘트 고정구(80)는 필라멘트 고정구(80)를 측면(예를 들면, 왼쪽 및/또는 오른쪽)으로 미끄럼이동시킴으로써 맞물린다. 필라멘트 고정구(80)가 맞물림 위치로 이동되면, 필라멘트(20)는 후퇴할 수 없고 SPME 장치는 계기와 맞물릴 수 없다. 게다가, SPME 장치가 계기와 맞물려 있는 동안 필라멘트 고정구(80)는 맞물림 위치로 미끄럼이동될 수 없다. 도 9에 도시된 SPME 장치도 장치의 샤프트 내에 필라멘트(20)가 신장되어 있을 때 하우징의 상부를 밝게 하는 표시등(70)을 포함하고 있다. 이 표시등은, 예를 들면, 상기 장치를 계기와 맞물리게 하는 것을 시도하기 전에 필라멘트(20)가 신장된 형태로 고정되어 있다는 것을 사용자에게 상기시키는 역할을 한다.

도 10은 SPME 장치의 하부에 장치 고정구(device lock)를 포함하는 SPME 장치의 실시례를 나타내고 있다. 상기 장치 고정구는 필라멘트(20)가 신장되어 있을 때 SPME 장치가 계기(30)로부터 분리되는 것을 방지한다. 많은 적절한 장치 고정구가 본 명세서에 제공된 실시예들의 영역 내에 있다. 도 10에 도시된 장치 고정구는 필라멘트(20)가 상기 장치로부터 신장되어 있을 때 신장된 형태를 취하는 신장가능한 태브(extendable tab)(80)를 포함하고 있다. SPME 장치가 계기(30)와 맞물려 있지 않을 때, 신장가능한 태브(80)의 신장은 실질적인 효과가 없다. 그러나, SPME 장치가 계기(30)와 맞물려 있고(도 10B) 신장가능한 태브(80)가 신장된 형태를 취하고 있을 때(예를 들면, 필라멘트(20)가 상기 장치로부터 신장되어 있을 때), 신장가능한 태브(80)는 계기 숄더(instrument shoulder)(82)와 맞물려서 SPME 장치가 계기(30)로부터 철수되는 것을 방지한다. 필라멘트(20)가 SPME 장치로 후퇴되면(도 10A 참고), 신장가능한 태브(80)도 후퇴하여, 분리되고(예를 들면, 고정해제되고(unlocked)), SPME 장치가 계기(30)로부터 분리될 수 있게 한다. 도 10에 도시된 SPME 장치의 필라멘트(20)는 장치의 상부에 있는 버튼(11)을 누르기/누르기해제하는 것에 의해 신장되고 후퇴된다. 필라멘트(20)는 동일한 버튼(11)을 누르기/누르기해제하는 것에 의해 유사한 방식으로 철수된다. 이러한 기구는 필라멘트(20)를 계기(30) 속으로 신장되도록 하기 위해서 사용자가 SPME 장치와 접촉할 것(또는 하방 압력을 가하는 것)을 요하지 않는다. SPME 장치는 맞물려 있는 계기(30)에 고정되어 있기 때문에, 필라멘트(20)가 신장되어 있을 때, 상기 장치는 필라멘트(20)를 후퇴시키지 않고 계기(30)로부터 철수될 수 없다. 신장가능한 태브(80)를 포함하는 장치 고정구가 특정의 신장/후퇴 기구(예를 들면, 누르기 및 누르기해제 버튼(press and release button)(11))과 함께 도 10에 도시되어 있지만, 이러한 고정 기구는 임의의 적절한 신장/후퇴 기구에 사용될 수 있다.

도 11은 SPME 장치의 하부에 장치 고정구를 포함하는 SPME 장치의 실시례를 나타내고 있다. 상기 장치 고정구는 도 10에 도시되어 있으며 위에 기술되어 있는 고정 기구와 동일한 원리에 의해 계기 내에서의 필라멘트 파손을 방지하지만, 상이한 수단에 의해 SPME 장치를 계기에 고정시킨다. 도 11에 도시된 장치 고정구는 필라멘트가 신장된 상태에 있을 때, SPME 장치가 맞물려 있는 계기로부터 철수되는 것을 방지하는 가요성-숄더 고정 기구(flexible-shoulder locking mechanism)를 포함하고 있다. 도 11에 도시된 장치 고정구는 필라멘트(20)가 상기 장치로부터 신장되어 있을 때 신장된 형태를 취하는 후퇴가능한/신장가능한 웨지(retractable/extendable wedge)(84)를 포함하고 있다. 신장되었을 때(도 11B 참고), 후퇴가능한/신장가능한 웨지(84)는 가요성 숄더 요소(83)와 접촉하고, 후퇴가능한/신장가능한 웨지(84)가 가요성 숄더 요소(83)를 바깥쪽으로 밀어낸다. SPME 장치가 계기(30)와 맞물려 있을 때, 바깥쪽으로 신장된 가요성 숄더 요소(83)는 계기(30)의 칼라(collar)(82) 아래에 있고, 이것에 의해 SPME 장치가 계기(30)로부터 분리되는 것을 방지한다. 필라멘트(20)가 계기(30)로부터 철수되어 후퇴된 형태를 취하면, 후퇴가능한/신장가능한 웨지(84)는 후퇴된 형태를 취하고, 가요성 숄더 요소(83)는 안쪽으로 이동하여 계기(30)의 칼라(82)에서 떨어지게 되고, 이것에 의해 상기 장치가 계기(30)로부터 분리될 수 있다. 상기 장치가 계기와 맞물려 있지 않을 때(도 11A 및 도 11C 참고) 가요성 숄더 요소(83)와 후퇴가능한/신장가능한 웨지(84)는 실질적인 효과가 없다. 도 11에 도시된 고정 기구와, 그것의 변형은, 임의의 적절한 신장/후퇴 기구에 사용될 수 있다.

도 12는 SPME 장치의 하부에 고정 기구를 포함하는 SPME 장치의 실시례를 나타내고 있다. 상기 장치는 스프링(81)에 의해 내부 슬리브(76)에 부착되어 있는 후크 칼라(hook collar)(85)를 포함하고 있다. 상기 장치는 또한 가요성 단부(flexible end)(86a)와 인터로킹 단부(interlocking end)(86b)를 포함하는 미끄럼이동 고정구(sliding lock)(86)를 포함하고 있다. SPME 장치가 계기(30)와 맞물려 있지 않을 때, 필라멘트(20)는 누르기 및 누르기해제 기구(예를 들면, 펜-형 기구(pen-like mechanism))에 의해 신장되고 후퇴된다. 미끄럼이동 고정구(86)의 가요성 단부(86a)는 후크 칼라(85)의 이동과 간섭하지 않도록 미끄럼이동 고정구를 한 위치에 유지시킨다(도 12A 참고). SPME 장치가 계기와 맞물려 있지 않을 때 상기 고정 기구는 실질적인 효과가 없다. 그러나, SPME 장치가 계기와 맞물려 있을 때, 인터로킹 단부(86b)는 계기(30)와 접촉하여 미끄럼이동 고정구(86)가 맞물린 자세를 취하게 한다(도 12B 참고). 미끄럼이동 고정구(86)가 맞물린 상태에서 버튼(11)이 눌러지면, 후크 칼라(85)가 미끄럼이동 고정구(86)의 인터로킹 단부(86b)에 걸리고, 이것에 의해 스테퍼(stepper)(50)가 맞물리는 것을 방지한다. 따라서 필라멘트가 상기 장치가 맞물려 있는 계기(30) 속으로 신장되면 필라멘트(20)는 신장된 상태로 유지된다. 상기 장치를 계기로부터 분리시키기 위해서 사용자가 상기 장치를 들어올리면, 미끄럼이동 고정구(86)의 인터로킹 단부(86b)가 계기(80)와 분리된다. 미끄럼이동 고정구(86)의 가요성 단부(86a)는 미끄럼이동 고정구(86)가 분리된 자세를 다시 취하게 하여, 후크 칼라(85)를 풀어준다. 후크 칼라(85)가 구속되어 있지 않으면, 스프링(81)은 필라멘트(20), 내부 슬리브(76) 및 버튼(11)이 분리된 자세를 다시 취하게 한다. 도 12에 도시된 기구는 상기 장치가 계기(30)와 맞물려 있는 동안 필라멘트(20)가 신장된 상태를 유지할 수 있게 하지만, 상기 장치가 계기(30)로부터 수동으로 분리되면 필라멘트(20)는 자동적으로 철수된다.

도 13은 SPME 장치의 하부에 고정 기구를 포함하는 SPME 장치의 실시례를 나타내고 있다. 상기 고정 기구는 도 12에 도시되어 있으며 위에 기술되어 있는 고정 기구와 동일한 원리에 의해 계기 내에서의 필라멘트 파손을 방지하지만, 상이한 수단에 의해 SPME 장치를 계기에 고정시킨다. 도 13에 도시된 고정 기구는 계기(30)와 결합되어 있을 때는 필라멘트(20)를 신장된 형태로 유지시키지만, SPME 장치의 계기(30)로부터의 분리시에는 필라멘트(20)를 자동적으로 후퇴시키는 피벗 후크(87) 고정 기구를 포함하고 있다(도 13B 참고). 상기 장치가 계기(30)와 맞물려 있지 않을 때(도 13A 참고) 상기 고정 기구는 실질적인 효과가 없다. 그러나, SPME 장치가 계기와 맞물려 있을 때, 피벗 후크(87)는 맞물린 자세를 취한다(도 13B 참고). 피벗 후크(87)가 맞물린 상태에서 버튼(11)이 눌러지면, 후크 칼라(85)가 피벗 후크(87)에 걸리고, 이것에 의해 스테퍼(50)가 맞물리는 것을 방지한다. 따라서 필라멘트가 상기 장치가 맞물려 있는 계기(30) 속으로 신장되면 필라멘트(20)는 신장된 상태로 유지된다. 상기 장치를 계기로부터 분리시키기 위해서 사용자가 상기 장치를 들어올리면, 피벗 후크(87)가 계기(80)와 분리된다. 피벗 후크(87)는 분리된 자세를 다시 취하여, 후크 칼라(85)를 풀어준다. 후크 칼라(85)가 구속되어 있지 않으면, 스프링(81)은 필라멘트(20), 내부 슬리브(76) 및 버튼(11)이 분리된 자세를 다시 취하게 한다. 도 13에 도시된 기구는 상기 장치가 계기(30)와 맞물려 있는 동안 필라멘트(20)가 신장된 상태를 유지할 수 있게 하지만, 상기 장치가 계기(30)로부터 수동으로 분리되면 필라멘트(20)는 자동적으로 철수된다. 도 13에 도시된 실시례에서는, 계기(30)에 의해 적극적으로 작용을 받지 않을 때 비틀림 스프링(87a)이 피벗 후크(87)의 상부가 분리된 형태를 취하게 하지만; 고정 기구를 작동시키는 다른 수단 및 기구가 본 명세서에 제공된 실시례들의 영역 내에 있다. 도 13에 도시된 고정 기구와, 그것의 변형은, 임의의 적절한 신장/후퇴 기구에 사용될 수 있다.

도 14는 SPME 장치의 하부에 고정 기구를 포함하는 SPME 장치의 실시례를 나타내고 있다. 상기 고정 기구는 도 10 및 도 11에 도시된 고정 기구와 동일한 원리에 의해 계기 내에서의 필라멘트(20) 파손을 방지하지만, 상이한 수단에 의해 SPME 장치를 계기에 고정시킨다. 도 14에 도시된 고정 기구는 계기(30)의 신장된 숄더(82)와 맞물리는 숄더 링(shoulder ring)(88)을 포함하고 있다. 필라멘트(20)가 후퇴되어 있을 때, (예를 들면, 숄더 링(88)을 따라 숄더의 휨 또는 굽힘을 통하여) 상기 장치가 계기(30)와 맞물리고 분리될 수 있도록 하기 위해, 숄더 링은 칼라(collar)(82)를 지나서 이동할 수 있다. 그러나, 필라멘트가 신장되어 있을 때에는, 후퇴가능한/신장가능한 웨지가, 숄더가 칼라(82)를 지나서 이동할 수 있도록 하는 형태를 숄더 링(88)이 취하는 것을 방지한다. 상기 장치가 계기(30)와 맞물려 있고, 필라멘트(20)가 신장되어 있을 때, 후퇴가능한/신장가능한 웨지(84)는 숄더 링(88)을 SPME 장치를 계기(30)에 고정시키는 형태로 유지시킨다. 필라멘트(20)가 계기(30)로부터 철수되어 후퇴된 형태를 취할 때, 웨지(84)는 후퇴되고, 숄더 링(88)은 분리 형태를 취할 수 있게 되고, 숄더 링(88)은 칼라(82)를 지나서 이동할 수 있고, 상기 장치는 분리될 수 있다. 상기 장치가 계기와 맞물려 있지 않을 때 상기 고정 기구는 실질적인 효과가 없다. 도 14에 도시된 고정 기구와, 그것의 변형은, 임의의 적절한 신장/후퇴 기구에 사용될 수 있다.

도 15는 SPME 장치의 하부에 고정 기구를 포함하는 SPME 장치의 실시례를 나타내고 있다. 상기 고정 기구는 도 14에 도시된 고정 기구와 동일한 원리에 의해 계기 내에서의 필라멘트(20) 파손을 방지하지만, 상이한 수단에 의해 SPME 장치를 계기에 고정시킨다. 도 15에 도시된 고정 기구는 계기(30)의 신장된 숄더(82)와 맞물리는 숄더 링(88)을 포함하고 있다. 필라멘트(20)가 후퇴되어 있을 때, (예를 들면, 숄더 링(88)을 따라 숄더의 휨 또는 굽힘을 통하여) 상기 장치가 계기(30)와 맞물리고 분리될 수 있도록 하기 위해, 숄더 링은, 숄더 링이 하우징의 외측 표면과 같은 높이에(또는 아래에) 있어서, 숄더 링이 칼라(82)를 지나서 이동할 수 있게 하는 형태를 취한다. 그러나, 필라멘트가 신장되어 있을 때에는, 후퇴가능한/신장가능한 웨지가 숄더 링(88)을 바깥쪽으로 밀어내어, 숄더가 칼라(82)를 지나서 이동할 수 없도록 하는 형태를 취하게 한다. 상기 장치가 계기(30)와 맞물려 있고, 필라멘트(20)가 신장되어 있을 때, 후퇴가능한/신장가능한 웨지(84)는 숄더 링(88)을 SPME 장치를 계기(30)에 고정시키는 형태로 유지시킨다. 필라멘트(20)가 계기(30)로부터 철수되어 후퇴된 형태를 취할 때, 웨지(84)는 후퇴되고, 숄더 링(88)은 분리 형태를 취할 수 있게 되고, 숄더 링(88)은 칼라(82)에서 떨어지고, 상기 장치는 분리될 수 있다. 상기 장치가 계기와 맞물려 있지 않을 때 상기 고정 기구는 실질적인 효과가 없다. 도 15에 도시된 고정 기구와, 그것의 변형은, 임의의 적절한 신장/후퇴 기구에 사용될 수 있다.

도 16-21은 도 15에 도시되어 있으며 위에 기술되어 있는 실시례의 구체적인 실시형태를 제공한다.

도 2-21에 도시되어 있으며 위에 기술되어 있는 실시례들은 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니라는 것을 이해하여야 한다. 도 2-15에 도시되어 있으며 위에 기술되어 있는 실시례들의 변형과 조합이 본 명세서에 기술된 SPME 장치의 실시예에 사용된다. 본 명세서에 기술된 다양한 실시례들의 구체적인 실시형태는 단지 실시형태의 예를 들기 위한 것이라는 것을 이해하여야 한다. 본 명세서에 기술되고 도시된 다양한 수단과 기구는 임의의 적절한 방식으로 장치에 연결 및/또는 포함/통합될 수 있다.

어떤 실시례에서는, 본 명세서에 개시된 고정 기구를 포함시키기 위해서 알려진 SPME 장치가 수정되어 있다. 예를 들면, 미국 특허출원 공개공보 제2006/0241515호 및 미국 특허 제5,691,206호(상기 양 문헌은 본 명세서에 참고로 포함되어 있다)에 기술된 SPME 장치는 본 명세서에 기술된 고정 장치와 기구를 포함시키기 위해서 수정되어 있다. 또한, C-10, C-11, 그리고 C-12와 같은, 상업용 CUSTODIAN SPME 주사기(토리온 테크놀로지즈(Torion Technologies)사의 제품)도 고정 장치와 기구를 포함시키기 위해서 수정될 수 있다.

Claims

필라멘트와, 필라멘트가 신장되어 있을 때 SPME 장치가 맞물려 있는 계기로부터 SPME 장치의 분리를 방지하는 구성요소를 포함하는 고상 미량 추출(SPME) 장치.
제1항에 있어서, 상기 구성요소는 발동작용이 없을 시에 상기 계기로부터 필라멘트를 자동적으로 후퇴시키는 필라멘트 신장/후퇴 기구를 포함하는, 고상 미량 추출 SPME 장치.
제1항에 있어서, 상기 구성요소는 필라멘트가 신장되어 있는 것을 나타내는 시각적인 및/또는 청각적인 단서를 제공하는 표시 신호를 포함하는, 고상 미량 추출 SPME 장치.
제1항에 있어서, 상기 구성요소는 SPMA 장치가 상기 계기와 맞물려 있을 때 발동작용이 없을 시에 필라멘트가 신장된 상태로 유지되는 것을 방지하는 간섭 기구를 포함하는, 고상 미량 추출 SPME 장치.
제1항에 있어서, 상기 구성요소는 필라멘트가 신장되어 있을 때 SPME 장치의 상기 계기로부터의 분리를 방지하는 고정 기구를 포함하는, 고상 미량 추출 SPME 장치.
제5항에 있어서, 상기 고정 기구는 필라멘트가 신장되어 있을 때 상기 계기와 맞물리도록 SPME 장치로부터 신장되는, 고상 미량 추출 SPME 장치.
제1항에 있어서, 필라멘트가 후퇴되어 있을 때 상기 계기와 고정 기구의 분리 및/또는 맞물림이 가능하도록 고정 기구가 SPME 장치로 물러나는, 고상 미량 추출 SPME 장치.
SPME 필라멘트가 신장되어 있는 동안 SPME 장치가 결합된 계기로부터 분리되는 것을 방지하는 것을 포함하는 고상 미량 추출(SPME) 필라멘트의 파손 위험을 낮추는 방법.
제8항에 있어서, 방지하는 것은 필라멘트가 신장되어 있는 동안 SPME 장치의 결합된 계기로부터의 분리를 물리적으로 방지하는 것을 포함하는 고상 미량 추출 SPME 필라멘트의 파손 위험을 낮추는 방법.
제8항에 있어서, 방지하는 것은 필라멘트가 신장되어 있다는 경보를 제공하는 것을 포함하는, 고상 미량 추출 SPME 필라멘트의 파손 위험을 낮추는 방법.
제8항에 있어서, 방지하는 것은 SPME 장치의 결합된 계기로부터의 분리 작용을 필라멘트의 후퇴에 결합시키는 것을 포함하는, 고상 미량 추출 SPME 필라멘트의 파손 위험을 낮추는 방법.
필라멘트와 고정 기구를 포함하는 고상 미량 추출(SPME) 장치로서, 상기 고정 기구가 필라멘트가 신장된 형태로 있는 동안 SPME 장치가 맞물려 있는 계기로부터 SPME 장치가 분리되는 것을 방지하는, 필라멘트와 고정 기구를 포함하는 고상 미량 추출(SPME) 장치.
제12항에 있어서, 상기 고정 기구가 작동되고 있을 때 SPME 장치가 상기 계기에 고정되어 있는, 필라멘트와 고정 기구를 포함하는 고상 미량 추출 SPME 장치.
제12항에 있어서, 필라멘트의 신장시에 상기 고정 기구가 자동적으로 작동되는, 필라멘트와 고정 기구를 포함하는 고상 미량 추출 SPME 장치.
제14항에 있어서, 필라멘트의 후퇴시에 상기 고정 기구가 자동적으로 정지되는, 필라멘트와 고정 기구를 포함하는 고상 미량 추출 SPME 장치.