(57)【要約】  サンプリング装置およびサンプルを入手する方法が提供される。装置は、本体、本体に連結されたヘッド、および基板をヘッド上に保持するための機構を有する。装置は、ある領域がすばやくかつ十分にサンプリングされることを可能にしながら、サンプルの二次汚染および分析器内におけるサンプルの不正確な配置を最小限に抑える。
2009519461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分析器内における分析のために基板上にサンプルを収集するためのサンプリング装置であって、
本体と、
前記基板を保持するように構成されたサンプリングヘッドとを備え、前記分析器内への前記サンプルの最適なまたはほぼ最適な導入のために前記基板が前記分析器内で適正に位置合わせされるようにサンプル受け入れ装置内に挿入されるように構成されるサンプリング装置。
【請求項２】
前記サンプリングヘッドが、前記本体から取り外し可能である、請求項１に記載のサンプリング装置。
【請求項３】
前記サンプリングヘッドが、前記サンプルの分析中、前記分析器内に留まるように構成される、請求項２に記載のサンプリング装置。
【請求項４】
前記分析器内の前記サンプリングヘッドが、第１のサンプリングヘッドであり、前記サンプリング装置が、前記第１のサンプリングヘッドが前記分析器内に留まる間、前記本体に第２のサンプリングヘッドを取り付けるように構成される、請求項３に記載のサンプリング装置。
【請求項５】
前記サンプリングヘッドを前記本体に取り付ける連結機構をさらに備え、前記連結機構が前記サンプリングヘッドを前記本体に取り付けることができる、請求項２に記載のサンプリング装置。
【請求項６】
前記サンプリングヘッドが、上部部材および下部部材を含み、前記上部部材および前記下部部材が、前記基板を前記上部部材と前記下部部材の間に保持するように構成される、請求項１に記載のサンプリング装置。
【請求項７】
さらに、前記サンプリングヘッドの脱着サイクルの回数をカウントするカウンタを備える、請求項１に記載のサンプリング装置。
【請求項８】
前記カウンタが、前記サンプリングヘッドの脱着サイクルの回数を表示する表示器を含み、前記表示器が、前記サンプリング装置上に配置され、あるいは前記表示器が、前記サンプリング装置ではない装置上に配置される、請求項７に記載のサンプリング装置。
【請求項９】
さらに、サンプルの収集中、サンプルがそこから得られる対象物上で前記サンプリング装置によって及ぼされる圧力量を検出する圧力センサと、サンプル収集中、作業者が不十分な圧力を使用しているときに前記作業者に警告する警告装置とを備える、請求項１に記載のサンプリング装置。
【請求項１０】
さらに、スイングヘッドを含むスイングアームおよび前記基板の表面に対して押し付ける表面を含む、請求項１に記載のサンプリング装置。
【請求項１１】
前記サンプリングヘッドが、熱脱着または赤外線放射による脱着用に構成される、請求項１に記載のサンプリング装置。
【請求項１２】
基板を保持するように構成されたサンプリングヘッドを備える、サンプルを収集するためのサンプルヘッドであって、分析器内への前記サンプルの最適なまたはほぼ最適な導入のために前記基板が前記分析器内で適正に位置合わせされるように、サンプル受け入れ装置内に挿入されるように構成される、サンプリングヘッド。
【請求項１３】
サンプリング装置の本体に取り付けることができる、請求項１２に記載のサンプリングヘッド。
【請求項１４】
前記サンプリングヘッドが、上部部材および下部部材を含み、前記上部部材および前記下部部材が、前記基板を前記上部部材と前記下部部材の間に保持するように構成される、請求項１２に記載のサンプリングヘッド。
【請求項１５】
さらに、前記サンプリングヘッドの脱着サイクルの回数をカウントするカウンタを備える、請求項１２に記載のサンプリングヘッド。
【請求項１６】
さらに、サンプルの収集中、サンプルがそこから得られる対象物上で前記サンプリング装置によって及ぼされる圧力量を検出する圧力センサと、サンプル収集中、作業者が不十分な圧力を使用しているときに前記作業者に警告する警告装置とを備える、請求項１２に記載のサンプリングヘッド。
【請求項１７】
サンプルを収集する方法であって、
本体と、基板を保持するように構成されたサンプリングヘッドとを含む手持ち式サンプリング装置内に前記基板を装着するステップであって、前記サンプリング装置が、前記基板からの前記サンプルの最適なまたはほぼ最適な導入のために前記基板が分析器内で適正に位置合わせされるように前記分析器内に挿入されるように構成されるステップと、前記サンプリング装置を前記基板が対象の表面と接触するように操作するステップと、
前記サンプリングヘッドを前記分析器内に挿入するステップとを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
痕跡検出は、たとえば交通センタにおける個人および手荷物のスクリーニング、施設保安、軍事用途、法医学的用途、および洗浄バリデーションなどのさまざまな重要な用途を有する。
【０００２】
現在の検出装置は、ナノグラムからピコグラムの範囲の標的化合物を検出することができるが、効果的な検出には、適切なサンプルを入手することを必要とする。さまざまなサンプリング方法が知られており、それらは主に蒸気および粒子のサンプリングを含む。たとえば、米国特許第４，９０９，０９０号は、手動の蒸気サンプラの使用を教示しており、この蒸気サンプラは、その表面を加熱してプローブ内のコレクタ表面上に捕捉された蒸気を除去するのを助ける。しかし、一部の標的化合物の蒸気圧は低いので、この方法の有意性がいくらか限定される恐れがある。
【０００３】
粒子収集方法もまた知られている。粒子収集技術は、微量の物理的粒子の収集手段による、すなわちダストパンブラシ装置の使用、多孔性または半多孔性の基板、フィルタ、膜などへの真空吸引、およびモップ、スワイプ、手袋などの使用による表面検査を含む。米国特許第３，９７０，４２８号、同第４，２２０，４１４号、同第４，１９２，１７６号および同第５，４２５，２６３号は、法医学、および鉱物探査活動において微量金属および有機金属が探査機の指標として有用であり得る地表化学探査に有用な粒子収集方法を対象としている。米国特許第５，４７６，７９４号は、手袋を用いたサンプル粒子の収集、および手袋からの真空吸引を伴う中間ステップの使用について記載している。
【０００４】
微量粒子を収集する別の方法には、フィルタディスクを電気掃除機の吸引管に挿入して吸引によって分析用の粒子を取り除くことが含まれる。十分な量の粉塵／物質が収集された後、フィルタディスクまたは基板が取り外され、分析デバイスにかけられる。フィルタディスクは、熱脱着装置に挿入され、熱脱着装置は、収集された物質を揮発させるためにすばやく加熱される。加熱プロセスは、微量粒子を、従来の化学蒸気分析、たとえばＩＭＳ、質量分析器、またはガスクロマトグラフィ、あるいは他のそのような計器のために蒸気に変換する。この方法は、電気掃除機の汚染という欠点に煩わされ、サンプルを入手するために面倒な電気掃除機の操作を必要とする。
【０００５】
手袋、ミット、スワイプなどの手を覆う形の収集媒体が、粒子収集のためのさまざまな形態で使用されてきているが、こうした技術は、しばしば、手袋上などに収集されたサンプルを分析デバイスに移す中間ステップを必要とする。１つの方法として、米国特許第５，４７６，７９４号に記載されるように、収集媒体を吸引装置にさらして手袋またはミットを吸引することが含まれる。この方法は、時間がかかり、真空吸引による移動が効率的でないことにより、収集媒体からの不完全な移動によるサンプルの損失が生じる。さらに、真空吸引装置は、騒がしく、面倒であり、吸引モータを駆動させるために電力を必要とする。小型の真空サンプリング装置であっても、バッテリの寿命は相対的に限定されている。さらに、吸引装置は、標的化合物を含むサンプルの移動中、汚染される恐れがあり、それによって次回の使用の前に徹底した掃除が必要になる。最終的には、いずれも分析デバイスを妨害する恐れがある収集媒体の繊維および綿ほこりを放出させる吸引、たとえば、手を覆う物質からのマトリックス効果がイオン化プロセスにおいて強く競合しすぎる可能性があるところでイオン移動度分光分析（ＩＭＳ）が使用される場合など、分析プロセスにおいて競合する可能性があるすでに存在している妨害化学物質または綿毛／綿ほこりにより、さらに大きな問題がもたらされることがしばしばある。
【０００６】
米国特許第５，４７６，７９４号は、粒子収集について記載しており、この収集では、粒子はサンプル収集手袋から収集プローブへと移され、そのプローブ全体はサンプルを蒸発させるために分析器に挿入される。この技術は、サンプリング手袋からの屑および綿ほこりによって容易に詰まる恐れがある複合サンプリングプローブを使用する。
【０００７】
手持ち式で指を覆う従来のサンプリング基板もまた、表面からの粒子収集に関して知られており、ここではこの用具が分析デバイスに直接挿入される。こうした用具は、中間移動ステップおよび吸引装置の使用を回避するという利点を有する。しかし、手動によるサンプルの収集は、サンプルの汚染、または分析対象物に対するサンプリング基板の圧力が不十分なことによるサンプルの不完全な収集という結果をもたらす恐れがある。
【０００８】
さらに、従来のサンプリング基板は、基板材料のサンプルを含む部分が分析デバイスによって実際に分析されるように、基板材料（または「標本」）のサンプリング領域が分析器（または「分析デバイス」）内で適正に位置合わせされることを保証するのに作業者に頼ることがしばしばある。たとえばＩＭＳでは、収集されたサンプルは、それがＩＭＳによって脱着され、分析されるようにサンプル脱着器上に適正に位置合わせされることが必要である。基板のサンプル領域が分析器内で適正に位置合わせされない場合、収集されたサンプルを完全に脱着させることはできない。したがって、サンプルの試験結果は、基板のサンプル領域が分析器内でどのようにして位置合わせされるかによって影響される可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、サンプル基板に作業者の手が触れることなくサンプルを収集し分析デバイスに移すことができ、かつサンプルの収集および分析デバイス内での収集されたサンプルの配置における作業者の過失を避ける、サンプル収集装置が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
したがって、１つの実施形態は、分析器内における分析のために基板上にサンプルを収集するためのサンプリング装置であって、本体と、基板を保持するように構成されたサンプリングヘッドとを備え、分析器内へのサンプルの最適なまたはほぼ最適な導入のために基板が分析器内で適正に位置合わせされるようにサンプル受け入れ装置内に挿入されるように構成されるサンプリング装置を提供する。
【００１１】
別の実施形態は、サンプルを収集する方法であって、本体と、基板を保持するように構成されたサンプリングヘッドとを含む手持ち式サンプリング装置内に基板を装着するステップであって、サンプリング装置が、基板からのサンプルの最適なまたはほぼ最適な導入のために基板が分析器内で適正に位置合わせされるように分析器内に挿入されるように構成されるステップと、サンプリング装置を基板が対象の表面と接触するように操作するステップと、サンプルの脱着および分析のためにサンプリングヘッドを分析器内に挿入するステップとを含む方法を提供する。
【００１２】
上述の一般的な説明および以下の詳細な説明はいずれも例示および説明のためにすぎず、特許請求の範囲に記載される本発明を限定するものではない。
【００１３】
本発明の上記および他の特徴、態様、および利点は、以下の説明、添付の特許請求の範囲、および図面に示し、以下に概略説明する付随の例示的な実施形態から明白になるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
作業者の過失を回避するサンプリング装置は、分析デバイスによる分析のためのサンプル収集に有用である。装置は、サンプルの汚染、不十分なまたは無効なサンプル収集、および分析デバイス内における収集されたサンプルの不正確な配置をもたらし得る作業者の過失を解決する。
【００１５】
図１〜６は、分析用のサンプルを収集するためのサンプリング装置１０の１つの実施形態を示す。本サンプリング装置は、作業者がサンプリング基板を直接取り扱うことなく、分析用のサンプルを収集することができ、サンプルを収集する際の作業者の過失を解消する。図７〜８は、サンプル受け入れ装置２２０内に配置されたサンプリング装置１０の１つの実施形態を示し、このサンプル受け入れ装置２２０は、サンプル収集基板を、サンプルが効果的な分析のために適正に位置合わせされるように分析デバイス内に配置する際の問題を解消する。図８〜１１は、サンプリング装置１０を受けるように構成されたサンプル受け入れ装置２２０の１つの実施形態を示す。
【００１６】
サンプリング装置１０は、作業者が、サンプル収集基板１００のサンプリング領域１１０で任意の対象物または対象者を軽くこすり、それと接触し、またはそれを「拭き」、ゆえに対象物からサンプルを収集するようにサンプリング装置１０を操作することができるように構成することができる。たとえば、サンプリング装置は、たとえば、手荷物、かばん、小包、服、および個人からサンプルを収集するために使用されてよい。１つの実施形態では、装置は、手持ち式装置でよい。
【００１７】
図１は、１つの実施形態によるサンプリング装置１０を示す。サンプリング装置１０は、本体２０およびサンプリングヘッド３０を備えるように構成することができる。本体２０およびサンプリングヘッド３０は、一体型でも取り外し可能でもよい。サンプリング装置１０の本体２０は、サンプリング装置１０が作業者によって容易に操作できるように作業者の手の中で握ることができる。装置は、本体２０に取り付けられたストラップ７０を任意選択で含むことができ、それにより、サンプリング装置１０が使用されないときにサンプリング装置１０を作業者の腕で支持でき、またはストラップによって吊り下げることができる。
【００１８】
サンプリング装置１０は、任意の適切な基板保持構成を使用して装置内に保持することができる交換可能なサンプリング基板１００を使用することができる。基板１００は、たとえば、スナップ装置、ベゼル、フックとループ、スナップ嵌め、またはフレームを使用したサンドイッチタイプの構成を使用して固定することができる。たとえば、サンプリング装置１０は、図１に示すようにサンプリングヘッド３０を含むことができる。たとえば、図６は、基板１００を、基板１００のサンプル領域１１０がサンプルを収集するために配置されるように支持するべく構成される、サンプリングヘッド３０を示す。
【００１９】
１つの実施形態によれば、サンプリングヘッド３０は、サンプリングヘッド３０の内部に基板１００を保持するためのサンプリングフレーム１２０を含むことができる。サンプリングヘッドは、任意の適切な寸法を有することができる。たとえば、サンプリングヘッド３０は、サンプリングヘッド３０の端部から基板１００の中心点までの長さＸおよび直径Ｄを有することができる。たとえば、サンプリングヘッド３０は、約４インチ（１０．２ｃｍ）の長さおよび約２インチ（５．１ｃｍ）の直径を有することができる。サンプリングフレーム１２０は、上部部材１２２および下部部材１２４を含むことができ、それにより、基板１００を上部部材１２２と下部部材１２４の間に保持することができる（図６参照）。この構成を用いると、基板を、容易に取り付け、かつサンプリングヘッド３０から取り外すことができる。たとえば、上部部材１２２は、それが下部部材１２４に対して移動することができるようにピン１２６によって下部部材１２４にヒンジ連結することができ、それにより、基板１００がサンプリングフレーム１２０から取り外され、新しい基板１００が下部部材１２４と上部部材１２２の間に配置されることが可能になる。上部部材１２２は、スナップ装置、差込締結具、または基板１００を定位置に保持することができる任意の他の取付具などを用いて下部部材１２４に固定することができる。サンプリングフレーム１２０は、適正なサンプル収集および熱脱着のために基板１００のサンプル領域１１０がサンプリングヘッド３０内の中心に置かれるように、構成することができる。
【００２０】
サンプリングヘッド３０は、任意の適切な材料を用いて構築することができる。１つの実施形態では、材料は、たとえば、９０秒未満、６０秒未満、３０秒未満、２０秒未満、１０秒未満、１秒未満、０．５秒未満、または０．２５秒未満の短時間の間、３００℃を超える温度における変形および劣化を抑えることができる。別の実施形態では、サンプリングヘッドは、鋼、ステンレス鋼、ニッケル超合金、コバルト超合金、クロムめっきされたおよび／または亜鉛めっきされたおよび／またはアルミめっきされた鋼、アルミニウムまたはアルミニウム合金、チタンまたはチタン合金、セラミック、金属マトリックス複合材料、および炭素繊維複合材料から構成されてよい。別の実施形態では、サンプリングヘッドは、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）から構成される。さらなる実施形態では、サンプリングヘッドは、黒ＰＥＥＫから構成される。
【００２１】
サンプルの収集後、サンプルを分析することができる。サンプリングヘッド３０は、収集されたサンプルのさまざまな脱着方法に対して使用されてよい。たとえば、サンプルは、熱脱着、赤外線脱着、または当技術分野で知られている他の方法による脱着を用いて蒸発させることができる。
【００２２】
サンプリング装置１０は、サンプリングヘッドを受け入れるように構成された本体を含むこともできる。本体は、サンプルヘッドを受け入れることができる任意の適切な形状でよい。図５（ａ）は、１つの実施形態によるサンプリング装置１０の本体２０の側面図である。図５（ｂ）は、１つの実施形態によるサンプリング装置の本体２０の展開図であり、この実施形態では、本体２０は上部本体部２２、下部本体部２４、およびたとえばバッテリなどの電源用部材２６を含む。たとえば、図５（ｂ）に示すように、本体２０は、互いに結合されてサンプリング装置１０のグリップ部分を形成することができる上部本体部２２および下部本体部２４を含むことができる。本体は、たとえば高温プラスチック材、鋼、ステンレス鋼、およびアルミニウムなどの任意の適切な材料から構成されてよい。
【００２３】
１つの実施形態によれば、サンプリングヘッド３０は、サンプリング装置１０の本体２０から取り外すことができる。図５（ｃ）は、サンプリングヘッド３０が本体２０と接触する対合形状を示す、１つの実施形態によるサンプリング装置１０の本体２０の端面図である。サンプリングヘッド３０は、サンプリングヘッド３０をサンプリング装置１０の本体２０に固定することができる連結機構８０によって本体２０に取り付けることができ、それにより、連結機構８０をサンプリング装置１０の本体２０に容易に取り付け、サンプリング装置１０の本体２０から取り外すことができるようになる。連結機構８０は、サンプリングヘッド３０をサンプリング装置１０の本体２０に固定することができる任意の適切な締結装置８２を含むことができる。適切な締結装置は、たとえば、スナップ装置、留め連結、差込締結具、溝ねじ、磁石、ソレノイド、または当技術で知られている他の締結装置を含む。１つの実施形態では、締結装置８２は、磁石でよい。連結機構８０は、サンプリングヘッド３０内に締結装置８２、およびサンプリング装置１０の本体２０内に対応する締結装置を含むことができる。
【００２４】
装置１０は、基板保持構成と係合し、その係合を外すための機構を含むことができる。たとえば、本体２０は、サンプリングヘッド３０と接触して基板１００を保持するスイングヘッド３０に関連するスイングアーム４０を作動させるためのトリガ６０をさらに含むことができる。
【００２５】
１つの実施形態では、スイングアーム４０は、基板１００と接触および／またはそれを形作る表面を支持するために設けることができる。１つの実施形態では、サンプリング装置１０は、スイングヘッド４６を備えるスイングアーム４０を含むことができる。スイングヘッド４６は、基板１００の表面に所定の形状および支持を提供できるように、基板１００の表面に対して押し付けるために使用することができる表面４２を含むことができる。スイングヘッド４６の表面４２は、スイングヘッド４６に取りつけられたディスク４４を含むことができる（図３（ａ）参照）。スイングヘッド４６は、スイングアーム４０が押し下げられたときに基板１００の表面に対してディスク４４が押し付けられるように、スイングアーム４０に取り付けることができる。ディスク４４は、スイングヘッド４６と一体型でも、交換可能型でもよい。１つの実施形態では、ディスク４４は、ディスク４４をスイングヘッド４６から外すことにより、交換可能である。たとえばディスク４４は、たとえば接着剤またはベルクロ（Ｖｅｌｃｒｏ）などの任意の適切な手段を用いてスイングヘッド４６に取り付けることができる。別の実施形態では、ディスクは、容易な交換を可能にするために１つまたは複数の表面上にベルクロを用いてスイングヘッドに取り付けることができる。ディスク４４は、たとえば金属、ポリマー、セラミック、または複合材料などの任意の適切な剛性のまたは弾性の材料でよい。適切なポリマー材料は、熱可塑性または熱硬化性のポリマーおよびニートまたは充填ポリマーを含む。１つの実施形態では、ディスク４４は、シリコーン、ラテックスゴムまたは軟性のプラスチック材から構成されてよい。
【００２６】
スイングアーム４０は、スイングアーム４０の動きを制御し、基板１００に力を付与するためにスイングアーム４０およびスイングヘッド４６を正しい方向に移動させる装置を含むことができる。たとえば、図４に示すように、サンプリング装置１０は、スイングヘッド４６が基板１００の表面に対して押し付けるようにアーム４０を押さえるプランジャ５０を含む。プランジャ５０は、スイングヘッド４６が基板１００の表面に対して押し付けるようにスイングアーム４０を押さえるための力をもたらす１つのばねまたは複数のばね５２を含むことができ、あるいはそのばねまたはその複数のばね５２は、スイングヘッド４６がサンプリングヘッド３０に係合されるロック位置から解放されたとき、スイングアーム４０をスイングヘッド４６から離れるように移動させるように構成することができる。
【００２７】
スイングアーム４０は、スイングアーム４０がサンプリングヘッド３０の操作を妨害しないように、サンプリングヘッド３０が分析器内に挿入されたときにサンプルヘッドから離れる方向にスイングするように、あるいはサンプリングヘッド３０内の基板１００を交換するように構成することができる。たとえば、プランジャ５０は、スイングアーム４０をサンプリングヘッド３０から離れた位置へと上方に移動させるように作動することができる。スイングアーム４０を上方におよびサンプリングヘッド３０から離れるように移動させるこの動作は、作業者によって作動される装置によって実施することができる。この装置は、トリガ、レバー、ボタン、または当技術分野で知られている他の作動装置でよく、サンプリング装置の本体２０上に装着することができる。図４に示す例では、作動装置は、作業者によって引かれるトリガ６０であり、それにより、スイングアーム４０は、ばね５２の力に対抗して上方に、かつサンプリングヘッド３０から離れるように移動し、あるいはスイングアーム４０はロック位置から解放され、その結果、ばね５２の力がスイングアーム４０を上方に、かつサンプリングヘッド３０から離れるように移動させるようになる。
【００２８】
サンプルの分析中、サンプリングヘッド３０を取り外すことが望ましい場合がある。たとえば、サンプリングヘッドは、サンプルの分析中に本体２０から取り外すことができ、それにより、本体２０を他のサンプリングヘッドと共に使用して分析用の追加のサンプルを収集できるようになる。このようにして、複数の分析器をサンプリング装置１０およびサンプリングヘッド３０と共に使用することができる。
【００２９】
１つの実施形態によれば、図１に示すように、サンプリングヘッド３０は、サンプリング装置１０の本体２０から取り外すことができる。こうした構成を用いると、サンプリング装置１０を使用してサンプルヘッド３０内に配設された基板１００で対象物を軽く擦るまたは拭くことによってサンプルを収集することができる。サンプルが収集された後、基板１００をサンプリングヘッド３０から取り外さずに、サンプリングヘッド３０を分析器内に挿入することができ、その間本体２０は別のサンプリングヘッド３０との使用のために残される。
【００３０】
図３（ａ）は、サンプリングヘッド３０が取り外された状態の、１つの実施形態によるサンプリング装置１０の側面図を示す。図２（ｂ）は、１つの実施形態による、サンプリングヘッド３０が定位置にある状態のサンプリング装置１０の端面図を示す。図３（ｂ）は、１つの実施形態による、サンプリングヘッド３０が取り外された状態のサンプリング装置１０の端面図を示す。
【００３１】
サンプリング装置１０は、サンプリング装置１０を受け入れることができるサンプル受け入れ装置と係合するように構成することができる。たとえば、サンプル受け入れ装置は、収集されたサンプルの分析のために最適化された向きでサンプリングヘッド３０を受け入れるように構成することができる。
【００３２】
図１１は、１つの実施形態によるサンプル受け入れ装置２００の展開図である。サンプル受け入れ装置２００は、分析器、またはその一部に連結することができる。サンプル受け入れ装置２００は、基板１００のサンプル領域１１０が脱着および分析のために配置されるサンプル領域位置２１０を含む。基板１００のサンプル領域１１０は、サンプリング装置１０のサンプリングヘッド３０をサンプル受け入れ装置２００に挿入することによってサンプル領域位置２１０内に配置することができる。サンプル受け入れ装置２００は、サンプル受け入れ装置２００内でサンプリングヘッド３０を誘導および位置合わせするために、スロット、レール、ピン、スライド、溝、または当技術分野で知られている他の任意の適切な位置合わせ構造などの１つのガイド構造または複数のガイド構造２２０を含むことができる。サンプリングヘッド３０を誘導および位置合わせするためのそのようなガイド構造２２０は、サンプリングヘッド３０がサンプル受け入れ装置２００に挿入されるときにサンプリングヘッド３０が適正に位置合わせされ誘導されるように、サンプリングヘッド３０の寸法に対応することができる。こうした構成を用いると、基板１００のサンプル領域１１０は、収集されたサンプルをほぼまたは完全に脱着することができるように分析器内で適正に位置合わせすることができ、それにより、サンプルの正確な分析が可能になる。さらに、作業者は、サンプル収集中および分析中にサンプル装置１０を用いて基板１００を取り扱うことができ、それによってサンプルの二次汚染および／または損失を最小限に抑えることができる。図９は、サンプル受け入れ装置２００の斜視図を示す。
【００３３】
図７は、基板１００のサンプリング領域１１０が上方に向いている状態のサンプリング装置１０を示し、このときスイングアーム４０は、スイングヘッド４６がサンプル受け入れ装置２００内のサンプリングヘッド３０の挿入を妨害しないように、スイングヘッド４６を基板１００から離れるように移動させるように作動される。図７に示すように、サンプリング装置１０がこのように配置された後、サンプリングヘッド３０をサンプル受け入れ装置２００のスロット２２０内に挿入することができ、サンプリングヘッド３０およびサンプル領域１１０がサンプル領域位置２１０内で適正に配置され、収集されたサンプルの分析を実施することができるように、サンプリングヘッド３０およびサンプリング装置１０を矢印Ｂによって示された方向に移動させることができる。サンプル受け入れ装置２００は、サンプル領域１１０が下方に向いている状態のサンプリング装置１０など、さまざまな向きでサンプリング装置１０を受け入れるように他の方法で構成することができる。
【００３４】
基板１００のサンプル領域１１０が分析器内に位置合わせされた後、基板１００上に含まれたサンプルを分析することができる。１つの実施形態では、基板１００を加熱することができる。こうした構成を用いれば、サンプリング装置１０がサンプル受け入れ装置２００内に挿入されると、サンプル領域位置２１０内での基板１００のサンプル領域１１０の適正な位置合わせがもたらされ、それによってサンプルの正確な分析が可能になる。サンプルが基板から取り除かれた後、作業者は、サンプリングヘッド３０をサンプリング装置１０の本体２０に再び取り付け、サンプリングヘッド３０を分析器から取り外すことができる。さらに、サンプリングヘッド３０および第１のサンプルを含む基板１００が取り外され、分析のために分析器内に配置される間、作業者は第２のまたは他の追加のサンプリングヘッド３０をサンプリング装置１０の本体２０に取り付けることができ、その結果、第１のサンプルが分析されている間、追加のサンプルをサンプリング装置１０で収集することができる。１つの実施形態では、サンプリングヘッド３０をサンプル受け入れ装置２００内に挿入することによって、分析器がサンプルの分析を開始することができ、したがって分析を始めるための作業者による追加の動作を必要としない。あるいは、作業者は、サンプリングヘッド３０を挿入し、次いでサンプルの導入を開始することができる。サンプルの導入は、たとえば脱着などの任意の適切な方法によるものでよい。１つの実施形態では、脱着器は、サンプル受け入れ装置と一体である。
【００３５】
上記の例は、取り外し可能なサンプリングヘッドを有するサンプリング装置と共に使用されているサンプル受け入れ装置２００を説明している。しかし、サンプル受け入れ装置２００はまた、サンプリング装置の本体と一体型のサンプリングヘッドを有するサンプリング装置と共に使用されてもよい。
【００３６】
サンプル受け入れ装置２００は、サンプリングヘッド３０がサンプル受け入れ装置２００内に受け入れられた後、サンプリングヘッド３０をサンプル受け入れ装置２００内で定位置に固定するためのロック機構２４０を含むことができる。ロック機構２４０は、ロック機構ハウジング２３０によってサンプル受け入れ装置２００内に配置させることができる。ロック機構２４０は、サンプル分析中、または少なくともサンプルの分析器内への導入中、サンプリングヘッド３０をサンプル受け入れ装置２００内に保持するようにサンプリングヘッド３０と係合するロック装置を含むことができ、それにより、サンプル領域位置２１０内における基板１００のサンプル領域１１０の位置が維持される。ロック機構２４０は、ピン、スナップ装置、差込締結具、ソレノイド、または他の締結装置でよい。図１１に示す例では、ロック機構２４０は、作動時、ピン２５０を矢印Ａで示す方向に移動させるソレノイドである。こうした構成を用いると、ソレノイドは、ピン２５０がサンプリングヘッド３０と係合するようにピン２５０を上方に延ばすように作動することができる。たとえば、ピン２５０は、サンプリングヘッド３０内の開口１２８（図６（ａ）参照）と係合してサンプリングヘッド３０をサンプル受け入れ装置２００内で定位置に固定することができる。分析後または少なくともサンプルの導入が完了した後、ソレノイドは、ピン２５０をひっこめるように作動し、サンプリングヘッド３０をサンプル受け入れ装置２００から取り外すことを可能にする。図１０は、ロック機構２４０用の制御ライン２６０およびブラケット２７０の展開図と共にサンプル受け入れ装置２００の斜視図を示す。ブラケット２７０は、制御ライン２６０をサンプル受け入れ装置２００に固定するために使用することができる。
【００３７】
図８（ａ）は、サンプル受け入れ装置２００内に配置されたサンプリングヘッド３０の斜視図を示し、図８（ｂ）は、サンプル受け入れ装置２００内に配置されたサンプリング装置１０の端面図を示す。１つの実施形態では、作業者は、サンプリング装置１０を使用してサンプリングヘッド３０をサンプル受け入れ装置２００内に配置させた後、サンプリング装置１０の本体２０からサンプリングヘッド３０を取り外すことができ、それによって作業者が追加のサンプリングヘッド３０をサンプリング装置１０に取り付けることが可能になり、その結果、第１のサンプルが分析されている間、追加のサンプルを収集することができるようになる。作業者は、サンプリングヘッド３０をサンプリング装置１０の本体２０に固定する連結機構８０を作動させることにより、サンプリング装置１０の本体２０からサンプリングヘッド３０を取り外すことができる。サンプルの分析が完了した後、作業者は、サンプリングヘッド３０をサンプリング装置１０の本体２０に再び取り付け、サンプリングヘッド３０を分析器から取り外すことができる。
【００３８】
基板１００は、それが汚れる、あるいは損傷されるまで再利用することができ、その時点で、基板１００を新しい基板１００に交換することができる。
【００３９】
１つの実施形態によれば、サンプリング装置１０は、サンプリングヘッド３０および／または基板１００の脱着サイクルの回数を指示する増分カウンタを含むことができる。増分カウンタは、サンプリングヘッド３０上またはサンプリング装置１０の本体２０上に、作業者に対して脱着サイクルの回数を視覚的に表示する表示器を含むことができる。増分カウンタは、サンプリングヘッド３０またはサンプリングフレーム１２０内に配置された一意識別子を含むことができる。一意識別子は、サンプリングヘッド３０および／または基板１００の脱着サイクルの回数をカウントする、分析器および／またはサンプリング装置１０の本体２０内のカウンタまたは制御システムによって検出されるように構成することができる。次いで、カウンタまたは制御システムは、有線式または無線式の送信などにより、脱着サイクルの回数をサンプリング装置１０の表示器に出力することができる。たとえば、無線周波数信号を使用して一意識別子、カウンタまたは制御装置、および表示器の間で情報を送信することができる。カウンタの情報はまた、たとえば分析デバイス、ＣＰＵ、または脱着サイクルの回数を表示することができる他の装置など、サンプリング装置ではない装置上で表示することもできる。
【００４０】
増分カウンタは、脱着サイクルの回数がサンプリングヘッド３０および／または基板１００に対する限界を示す所定の数に到達した後、作業者に警告を表示するように構成することができる。この警告が表示されると、作業者は、サンプリングヘッド３０および／または基板１００を交換し、増分カウンタをリセットすることができる。たとえば、作業者は、装置上のカウンタをリセットすることにより、あるいは分析器上のカウンタをリセットすることにより、増分カウンタをリセットすることができる。１つの実施形態では、分析器は、装置をリセットするのに使用されるタッチスクリーンを含む。
【００４１】
１つの実施形態によれば、サンプリング装置１０は、適切な量の圧力がサンプルを入手するために物品を軽く擦るのに使用されているときを指示する圧力センサを含むことができる。圧力センサは、作業者がサンプル収集のためにサンプリング装置１０を用いて物品を軽く擦るまたは拭く時に不十分な圧力または過剰な圧力を使用している場合に作業者に警告を発する警告装置９０を含むことができる。警告装置９０は、たとえば、表示灯、ＬＣＤスクリーン、文字盤、または可聴信号などの任意の適切な出力装置でよい。１つの実施形態では、圧力センサは、サンプル収集中、より大きな圧力を使用するよう作業者に警告するために使用することができる。たとえば、１つの実施形態では、圧力センサは、手荷物の表面上に見出されることがあるサンプル材料の適切な表面接触および十分な収集を確保するために手荷物の表面を軽く擦るまたは拭く際に、より大きな圧力を使用するよう作業者に警告するために使用することができる。別の実施形態では、２ポンド未満の力が印加されたとき、１ポンド未満の力が印加されたとき、あるいは０．５ポンド未満の力が装置に印加されたとき、作業者に警告するために使用することができる。
【００４２】
１つの実施形態によれば、サンプリング装置１０は、電源を含む。たとえば、電源は、固定された充電可能な電源でよく、取り外し可能で充電可能なバッテリまたは使い捨てバッテリを設けて圧力センサおよび表示器に電力を供給することができる。
【００４３】
基板１００は、固体粒子、エーロゾル、小滴、および微量化学物質を収集するために使用することができる。基板１００は、任意の適切な材料から製造されてよい。１つの実施形態では、基板１００は、Ｎｏｍｅｘ（登録商標）、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）、ガラス繊維、シャークスキン、綿、またはこうした材料の組み合わせである。基板はコーティングされても、コーティングされなくてもよい。
【００４４】
サンプリング装置１０は、たとえば、ＩＭＳ、ＧＣ−ＩＭＳ、ＩＭＳ−ＩＭＳ、またはデュアルＩＭＳ分析器などの任意の適切な分析器または分析装置と共に使用することができる。１つの実施形態では、サンプル受け入れ装置２００が、デュアルＩＭＳ分析器と併せて使用される。サンプルは、たとえば熱、赤外線、またはレーザ方法による脱着などの任意の適切な方法を用いて分析器内に導入することができる。
【００４５】
本発明の開示により、当業者は、本発明の範囲および趣旨内において他の実施形態および改変形態も存在できることを理解するであろう。したがって、本開示の範囲および趣旨内の本発明の開示からの当業者が達成可能なすべての改変形態は、別の実施形態として含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】例示的なサンプリング装置の部分展開された側面斜視図である。
【図２ａ】図１の装置の側面図である。
【図２ｂ】図１の装置の正面図である。
【図３ａ】スイングアームおよびスイングヘッドを示すためにサンプリングヘッドが取り外された状態の、図１の装置の側面図である。
【図３ｂ】スイングアームおよびスイングヘッドを示すためにサンプリングヘッドが取り外された状態の、図１の装置の正面図である。
【図４】図３の装置の展開斜視図である。
【図５ａ】図１の装置の外部ケーシングの側面図である。
【図５ｂ】図１の装置の外部ケーシングの展開斜視図である。
【図５ｃ】図１の装置の外部ケーシングの正面図である。
【図６ａ】１つの実施形態による、例示的なサンプリングヘッドの展開図である。
【図６ｂ】１つの実施形態による、例示的なサンプリングヘッドの斜視図である。
【図６ｃ】１つの実施形態による、サンプリングヘッドの底部の斜視図である。
【図６ｄ】１つの実施形態による、サンプリングヘッドの底面図である。
【図７】例示的なサンプル受け入れ装置内に挿入された図１のサンプリング装置の斜視図である。
【図８ａ】例示的なサンプル受け入れ装置に挿入された例示的なサンプリングヘッドの斜視図である。
【図８ｂ】例示的なサンプル受け入れ装置に挿入された例示的なサンプリングヘッドの端面図である。
【図９】例示的なサンプル受け入れ装置の斜視図である。
【図１０】制御ラインを展開図で示す、例示的なサンプル受け入れ装置の斜視図である。
【図１１】例示的なサンプル受け入れ装置の展開図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０  サンプリング装置
２０  本体
２２  上部本体部
２４  下部本体部
２６  電源用部材
３０  サンプリングヘッド
４０  スイングアーム
４２  表面
４４  ディスク
４６  スイングヘッド
５０  プランジャ
５２  ばね
６０  トリガ
７０  ストラップ
８０  連結機構
９０  警告装置
１００  基板
１１０  サンプル領域、サンプリング領域
１２０  サンプリングフレーム
１２２  上部部材
１２４  下部部材
１２６  ピン
１２８  開口
２００  サンプル受け入れ装置
２１０  サンプル領域位置
２２０  ガイド構造、サンプル受け入れ装置
２４０  ロック機構
２５０  ピン
２６０  制御ライン
２７０  ブラケット
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図６ｄ】
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【図７】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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