(57)【要約】  本開示は、サンプルから目的の成分を抽出するために固体もしくは半固体材料内に、または固体もしくは半固体材料を通じて挿入するための固相マイクロ抽出サンプリング装置であって、目的の成分を抽出するための抽出相で少なくとも部分的に被覆された支持構造物、挿入中にコーティングを遮蔽する突起を含む固相マイクロ抽出サンプリング装置に関し、サンプリング装置の断面平面内の距離は、目的の断面平面とサンプリング装置の挿入端部との間に位置するすべての断面平面内の対応する距離よりも長いかまたはそれと等しい。本開示はまた、装置の製造方法、脱離チャンバ、および装置から目的の成分を脱離するための方法についても述べる。
2019508686.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンプルから目的の成分を抽出するために固体もしくは半固体材料内に、または固体もしくは半固体材料を通じて挿入するための固相マイクロ抽出サンプリング装置であって、前記固相マイクロ抽出サンプリング装置は、
前記目的の成分を抽出するための抽出相で少なくとも部分的に被覆された支持構造物
を含み、前記支持構造物は、
前記材料内に、または前記材料を通じて、前記サンプル内に挿入するための挿入部分
を有し、前記挿入部分は、
前記挿入部分の前突起側および後突起側を画定する突起
を含み、
前記抽出相は、前記突起の前記後突起側に少なくとも位置し、前記突起の後側縁部に隣接し、
前記支持構造物の挿入軸に沿った方向に挿入中にコーティングを遮蔽する前記突起に前記抽出相が隣接する場合、前記突起は、前記抽出相の厚さとほぼ等しい前記支持構造物からの高さで突出し、
前記挿入軸から前記サンプリング装置の外縁まで延びる前記挿入部分内の断面平面内の距離は、目的の断面平面と前記挿入部分の挿入端部との間に位置するすべての断面平面内の対応する距離よりも長いかまたはそれと等しい、固相マイクロ抽出サンプリング装置。
【請求項２】
鞘なしである、請求項１に記載のサンプリング装置。
【請求項３】
前記突起の前記後側縁部が、前記支持構造物に対して実質的に垂直である、請求項１または２に記載のサンプリング装置。
【請求項４】
前記突起が、前記支持構造物の前記挿入部分の外周の周りに延びる、請求項１から３のいずれか一項に記載のサンプリング装置。
【請求項５】
複数の突起を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載のサンプリング装置。
【請求項６】
前記複数の突起のそれぞれの高さがほぼ等しい、請求項５に記載のサンプリング装置。
【請求項７】
突起の隣接する対が、約０．０１ｍｍ〜約２．０ｃｍの距離だけ離れている、請求項５または６に記載のサンプリング装置。
【請求項８】
前記抽出相が、突起の隣接する対それぞれの間に位置する、請求項５から７のいずれか一項に記載のサンプリング装置。
【請求項９】
前記支持構造物が、ネジ状の形で前記支持構造物の外周の周りに延びる１個の突起を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載のサンプリング装置。
【請求項１０】
前記ネジ状突起の隣接するネジ山が、約０．０１ｍｍ〜約２．０ｍｍの距離だけ離れている、請求項９に記載のサンプリング装置。
【請求項１１】
前記抽出相が、ネジ山の隣接する対それぞれの間に位置する、請求項１０に記載のサンプリング装置。
【請求項１２】
前記突起の高さが約１μｍ〜約１．０ｃｍである、請求項１から１１のいずれか一項に記載のサンプリング装置。
【請求項１３】
前記抽出相が、収着ポリマー、またはポリマーと前記ポリマー内に固定された収着材料との組み合わせを含む、請求項１から１２のいずれか一項に記載のサンプリング装置。
【請求項１４】
前記収着材料が、粒子、ポリマー、ナノシート、ナノチューブまたはこれらの任意の組み合わせを含む、請求項１３に記載のサンプリング装置。
【請求項１５】
前記収着材料が、無機、有機、または無機／有機ハイブリッドである、請求項１３または１４に記載のサンプリング装置。
【請求項１６】
前記収着材料が、順相シリカ粒子、Ｃ−１／シリカ粒子、Ｃ−４／シリカ粒子、Ｃ−６／シリカ粒子、Ｃ−８／シリカ粒子、Ｃ−１８／シリカ粒子、Ｃ−３０／シリカ粒子、逆相アミドシリカ粒子、ＨＳ−Ｆ５／シリカ粒子、フェニル／シリカ粒子、シアノ／シリカ粒子、ジオール／シリカ粒子、イオン性液体／シリカ粒子、分子インプリントポリマー粒子、親水性−親油性バランス（ＨＬＢ）粒子、ｃａｒｂｏｘｅｎ  １００６粒子、ｃａｒｂｏｗａｘ粒子、ジビニルベンゼン（ＤＶＢ）粒子、オクタデシルシラン粒子、ナノ粒子、加工鉱物ベースの粒子、カーボンナノチューブ、官能化カーボンナノチューブ、グラフェン、酸化グラフェン、官能化グラフェン、量子ドットまたはこれらの任意の組み合わせを含む、請求項１３から１５のいずれか一項に記載のサンプリング装置。
【請求項１７】
前記ポリマーが、置換もしくは非置換のポリ（ジメチルシロキサン）、ポリアクリレート、ポリ（エチレングリコール）、ポリ（ジビニルベンゼン）、ポリピロール、誘導体化セルロース、キチンまたはキトサンを含む、請求項１３から１６のいずれか一項に記載のサンプリング装置。
【請求項１８】
前記収着ポリマーが、有機ポリマーを含む、請求項１３に記載のサンプリング装置。
【請求項１９】
前記有機ポリマーが、ポリジビニルベンゼン（ＤＶＤ）、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、親水性−親油性バランス（ＨＬＢ）またはポリエチレングリコール（ＰＥＧ）を含む、請求項１８に記載のサンプリング装置。
【請求項２０】
前記支持構造物が、金属または金属合金で作製されている、請求項１から１９のいずれか一項に記載のサンプリング装置。
【請求項２１】
前記金属または金属合金が、鋼、ステンレス鋼またはニッケル−チタン合金である、請求項２０に記載のサンプリング装置。
【請求項２２】
前記支持構造物がポリマーである、請求項１から１９のいずれか一項に記載のサンプリング装置。
【請求項２３】
前記ポリマーが、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレンまたはポリヘキサメチレンアジパミドである、請求項２２に記載のサンプリング装置。
【請求項２４】
前記支持構造物が溶融石英である、請求項１から１９のいずれか一項に記載のサンプリング装置。
【請求項２５】
前記支持構造物が炭素格子である、請求項１から１９のいずれか一項に記載のサンプリング装置。
【請求項２６】
前記炭素格子が、炭素繊維またはカーボンナノチューブ超構造体からなる、請求項２５に記載のサンプリング装置。
【請求項２７】
前記支持構造物が、木材で作製されている、請求項１から１９のいずれか一項に記載のサンプリング装置。
【請求項２８】
前記支持構造物が、ニードル、ピン、平坦なブレード、ボルトまたはネジの形態である、請求項１から２７のいずれか一項に記載のサンプリング装置。
【請求項２９】
前記ニードルが生検針である、請求項２８に記載のサンプリング装置。
【請求項３０】
前記ニードルがステンレス鋼ニードルである、請求項２８または２９に記載のサンプリング装置。
【請求項３１】
前記支持構造物が、約０．０３ｍｍ〜約３．００ｍｍの太さを有する、請求項２８から３０のいずれか一項に記載のサンプリング装置。
【請求項３２】
前記支持構造物が、前記サンプル内への挿入深さを制御するように構成されている、請求項１から３１のいずれか一項に記載のサンプリング装置。
【請求項３３】
前記支持構造物が、ばね荷重推進デバイスまたは圧縮空気発射デバイスに連結されるように構成されている、請求項１から３２のいずれか一項に記載のサンプリング装置。
【請求項３４】
前記圧縮空気発射デバイスがａｉｒｓｏｆｔ（商標）銃である、請求項３３に記載のサンプリング装置。
【請求項３５】
前記ばね荷重推進デバイスがＡｃｃｕＣｈｅｃｋ（商標）メータである、請求項３３に記載のサンプリング装置。
【請求項３６】
前記支持構造物がボルトである、請求項２８に記載のサンプリング装置。
【請求項３７】
前記支持構造物が、約０．５ｍｍ〜約１５．０ｍｍの太さを有する、請求項３６に記載のサンプリング装置。
【請求項３８】
前記装置の少なくとも前記挿入部分上に位置する別のコーティングをさらに含む、請求項１から３７のいずれか一項に記載のサンプリング装置。
【請求項３９】
前記別のコーティングが生体適合性ポリマーコーティングからなる、請求項３８に記載のサンプリング装置。
【請求項４０】
前記生体適合性ポリマーコーティングが、ポリアクリロニトリル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリジメチルシロキサン、ポリエチレングリコールまたはこれらの組み合わせを含む、請求項３９に記載のサンプリング装置。
【請求項４１】
前記固体もしくは半固体材料が、組織、膜またはセプタムである、請求項１から４０のいずれか一項に記載のサンプリング装置。
【請求項４２】
前記固体もしくは半固体材料が、前記サンプルの一部である、請求項１から４１のいずれか一項に記載のサンプリング装置。
【請求項４３】
前記固体もしくは半固体材料が、前記サンプルと同じである、請求項４２に記載のサンプリング装置。
【請求項４４】
前記サンプルが、果物、野菜または生物組織である、請求項１から４３のいずれか一項に記載のサンプリング装置。
【請求項４５】
前記生物組織が、臓器組織、上皮組織、筋肉組織、神経組織、結合組織または石灰化組織である、請求項４４に記載のサンプリング装置。
【請求項４６】
前記生物組織が脳組織である、請求項４４または４５に記載のサンプリング装置。
【請求項４７】
前記生物組織が魚組織である、請求項４４に記載のサンプリング装置。
【請求項４８】
前記目的の成分が、細菌、ウイルス、細胞内成分、生体高分子、ＤＮＡ、タンパク質、薬物、薬物代謝産物、ホルモン、ビタミン、環境汚染物質、化学物質、細胞またはこれらの組み合わせである、請求項１から４７のいずれか一項に記載のサンプリング装置。
【請求項４９】
サンプルから目的の成分を抽出するための方法であって、
請求項１から４８のいずれか一項に記載の装置を固体もしくは半固体材料内に、または固体もしくは半固体材料を通じて、前記サンプル内に挿入するステップと、
前記目的の成分を収着するステップと、
前記装置を前記サンプルから除去するステップと
を含む方法。
【請求項５０】
前記目的の成分の脱離、および測定または同定のために前記抽出相を分析装置内に配置するステップをさらに含む、請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
前記分析装置がエレクトロスプレーイオン化質量分析計である、請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
サンプルから目的の成分を抽出するために固体もしくは半固体材料内に、または固体もしくは半固体材料を通じて挿入するための固相マイクロ抽出サンプリング装置を製造する方法であって、
支持構造物を抽出相内に浸漬するステップであって、前記支持構造物は、前記材料内に、または前記材料を通じて、前記サンプル内に挿入するための挿入部分を有し、前記挿入部分は、前記挿入部分の前側および後側を画定する突起を含み、前記抽出相は、前記突起の前記後側に少なくとも接触し、前記突起の後側縁部に隣接する、ステップと、
膜が抽出相を除去して、ほぼ一定の断面積を有する被覆された支持構造物を形成するように、前記支持構造物よりわずかに大きい前記膜の開口部に前記支持構造物を滑り込ませるステップと
を含む方法。
【請求項５３】
請求項１から４８のいずれか一項に記載の装置から目的の成分を脱離するための脱離チャンバであって、
前記装置の前側を受け入れるように適合されている開口部であって、分析装置とのその間で流体連通している開口部を有する膜を含む、前記装置を保持するためのハウジングと、
脱離溶媒を前記ハウジング内に導入するための弁と
を含み、
前記装置が前記膜によって受け入れられるとき、前記装置は前記流体連通を遮断する、脱離チャンバ。
【請求項５４】
前記分析装置がエレクトロスプレーイオン化質量分析計である、請求項５３に記載の脱離チャンバ。
【請求項５５】
請求項１から４８のいずれか一項に記載の装置から目的の成分を脱離するための方法であって、
前記膜が受け入れる前記装置を請求項５３または５４に記載の脱離チャンバ内に配置するステップと、
脱離溶媒を前記ハウジング内に導入するステップと、
前記目的の成分を脱離するステップと、
前記装置を前記脱離チャンバから除去するステップと、
前記目的の成分を含む前記脱離溶媒の前記脱離チャンバを空にするステップと
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１６年３月２日に出願された米国特許仮出願第６２／３０２６７４号および２０１６年５月１０日に出願された米国特許仮出願第６２／３３３９３９号（これらは、参照により本明細書に組み込まれる。）の優先権の利益を主張する。
【０００２】
分野
本開示は、サンプルから目的の成分を抽出するための固相マイクロ抽出のための方法および装置に関する。
【０００３】
背景
以下の段落は、その中で述べられるいずれかが先行技術または当業者の知識の一部であることを容認するものではない。
【０００４】
固相マイクロ抽出（ＳＰＭＥ）は、様々な分析法において使用され得るサンプル調製のための手法である。ＳＰＭＥデバイスは、支持体上に存在する抽出用コーティングを含む。抽出用コーティングは吸着性粒子を含み、これは、様々な幾何形状を有し得る。ＳＰＭＥデバイスを直接、マトリックス中またはそのヘッドスペース中へある一定期間曝露すると、サンプルマトリックス中に含まれる分析物が抽出および濃縮される。
【０００５】
ＳＰＭＥプロセスは、マトリックスから抽出相上または抽出相内への分析物の分配によって支配され、分析物の抽出効率は、抽出用コーティング中に存在する吸着性粒子に対する分析物の親和性に依存する。
【０００６】
抽出相上または抽出相内へ分析物を抽出および濃縮した後、ＳＰＭＥデバイスは、分析物が脱離および分析される分析デバイス内に配置され得る。
【０００７】
Ａｄｏｍａｖｉｃｉｕｔｅら、「Ｉｎ−Ｇｒｏｏｖｅ  Ｃａｒｂｏｎ  Ｎａｎｏｔｕｂｅ  Ｄｅｖｉｃｅ  ｆｏｒ  ＳＰＭＥ  ｏｆ  Ａｒｏｍａｔｉｃ  Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ」、Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｉａ、２００８、６７巻、５９９〜６０５は、ステンレス鋼ロッドの溝内に組み込まれ、外部のニードル内に取り付けられたコーティングを有するＳＰＭＥ繊維を教示している。
【０００８】
米国特許出願公開第２０１４／０２２０７０１号は、分離層内への貫入中に抽出器を保護する先端部を有する抽出器デバイスを教示している。
【０００９】
序論
以下の序論は、読者を本明細書に導くものであって、いかなる発明も定義するものではない。以下または本文書の他の部分に記載の装置要素または方法ステップの組み合わせあるいはサブコンビネーションにおいて、１つまたは複数の発明が存在し得る。本発明者らは、そのような１つまたは複数の他の発明を特許請求の範囲に単に記載しないことによって、本明細書に開示の１つまたは複数のいかなる発明に対するそれらの権利も放棄しない。
【００１０】
固相マイクロ抽出（ＳＰＭＥ）繊維アセンブリは、分析所において一般的なサンプリング法になった。そのような繊維は、環境大気、地表水、果物、野菜、血液、尿、臓器組織、筋肉組織、さらには脳組織を含む様々なサンプルマトリックスから目的の成分を抽出するために使用されてきた。ＳＰＭＥ繊維は、固体もしくは半固体材料内に、または固体もしくは半固体材料を通じて直接挿入されたときに損傷する恐れがある。例えば、固体もしくは半固体材料間の摩擦は、コーティングを繊維から分離させ得る。ＳＰＭＥ繊維は、固体もしくは半固体材料から除去されるとき、前記材料を損傷し得る。ＳＰＭＥ繊維は、固体もしくは半固体材料内に、または固体もしくは半固体材料を通じて挿入中に、そのコーティングを含む繊維を保護し、ＳＰＭＥ繊維が材料から除去されるとき固体もしくは半固体材料を保護し得るデバイス内に位置し得る。繊維および保護デバイスがサンプル内に配置されたら、繊維および保護デバイスは、目的の成分の抽出が行われるように、繊維の少なくとも一部をサンプルマトリックスに曝露するよう操作されなければならない。抽出が完了したら、繊維および保護デバイスは、固体もしくは半固体材料から、または固体もしくは半固体材料を通じた引き抜きのために繊維を保護するよう再び操作されなければならない。
【００１１】
生物組織などの固体もしくは半固体材料内に、または固体もしくは半固体材料を通じて、保護デバイスを有するＳＰＭＥ繊維を導入するプロセスは、望ましくない大きな痕跡をサンプルに残す恐れがある。さらに、固体もしくは半固体材料内に、または固体もしくは半固体材料を通じてＳＰＭＥ繊維および保護デバイスの２つの部品を導入すること、ならびにそれらの操作は、例えば、ある一定のレベルの精度を必要とする方法において、煩雑になり得る。必要な精度のレベルは、生きているサンプル、動いているサンプル、またはこれらの組み合わせにおいて高くなり得る。さらに、ＳＰＭＥ繊維および保護デバイスの２つの部品を使用することは、操作を必要とするデバイスの作業に精通していない可能性のある医療関係者によって実施される方法には望ましくない場合がある。
【００１２】
固体もしくは半固体材料内に、または固体もしくは半固体材料を通じて直接挿入されたときに、保護デバイスのない既知のＳＰＭＥ繊維と比較して損傷の低減を示す、別の保護デバイスのない固相マイクロ抽出デバイスはまだ必要とされている。また、材料から引き抜かれたときに、保護デバイスのない既知のＳＰＭＥ繊維の引き抜きと比較して固体もしくは半固体材料への損傷を低減する、別の保護デバイスのない固相マイクロ抽出デバイスもまだ必要とされている。
【００１３】
本開示は、サンプルから目的の成分を抽出するために固体もしくは半固体材料内に、または固体もしくは半固体材料を通じて挿入するための、別の保護デバイスのない固相マイクロ抽出サンプリング装置を提供する。一般に、装置は、コーティングの前縁と固体もしくは半固体材料との間の相互作用を低減することによって、任意選択でコーティングと固体もしくは半固体材料との間の摩擦を低減することによって、装置の挿入中に抽出用コーティングを遮蔽する。装置は、任意選択で装置の後縁と固体もしくは半固体材料との間の摩擦を低減することによって、装置の引き抜き中に装置の後縁と固体もしくは半固体材料との間の相互作用を低減または回避する外面を有し得る。
【００１４】
抽出相コーティングが突起に隣接し、コーティングが挿入方向に関して突起の後側にある場合、遮蔽は、抽出相コーティングの厚さとほぼ等しい支持構造物からの高さで突出する突起を有する支持構造物を有することによって実現され得る。装置と材料との間の相互作用を低減または回避する外面は、目的の平面と支持構造物の挿入端部との間に位置する他の断面平面のそれぞれと同じサイズであるか、またはさらに大きい支持構造物の挿入部分に沿った各断面平面によって実現され得る。
【００１５】
本開示はまた、上述の装置を使用してサンプルから目的の成分を抽出する方法、ならびに上述の装置の製造方法についても述べる。
【００１６】
本開示はまた、上述の装置から目的の成分を脱離するための脱離法および脱離チャンバについても述べる。
【００１７】
本開示は、サンプルから目的の成分を抽出するために固体もしくは半固体材料内に、または固体もしくは半固体材料を通じて挿入するための固相マイクロ抽出サンプリング装置であって、固相マイクロ抽出サンプリング装置は、目的の成分を抽出するための抽出相で少なくとも部分的に被覆された支持構造物を含み、支持構造物は、材料内に、または材料を通じて、サンプル内に挿入するための挿入部分を有し、挿入部分は、挿入部分の前突起側および後突起側を画定する突起を含み、抽出相は、突起の後突起側に少なくとも位置し、突起の後側縁部に隣接し、支持構造物の挿入軸に沿った方向に挿入中にコーティングを遮蔽する突起に抽出相が隣接する場合、突起は、抽出相の厚さとほぼ等しい支持構造物からの高さで突出し、挿入軸からサンプリング装置の外縁まで延びる挿入部分内の断面平面内の距離は、目的の断面平面と挿入部分の挿入端部との間に位置するすべての断面平面内の対応する距離よりも長いかまたはそれと等しい、固相マイクロ抽出サンプリング装置を提供する。
【００１８】
本開示によるサンプリング装置は、鞘なし（ｓｈｅａｔｈｌｅｓｓ）であり得る。本開示によるいくつかの例では、突起の後側縁部は、支持構造物に対して実質的に垂直であり得る。本開示によるいくつかの例では、突起は、支持構造物の挿入部分の外周の周りに延び得る。
【００１９】
本開示によるいくつかの例では、サンプリング装置は、複数の突起を含み得る。複数の突起のそれぞれの高さはほぼ等しくなり得る。本開示によるいくつかの例では、突起の隣接する対は、約０．０１ｍｍ〜約２．０ｃｍの距離だけ離れ得る。抽出相は、突起の隣接する対それぞれの間に位置し得る。本開示によるいくつかの例では、支持構造物は、ネジ状の形で支持構造物の外周の周りに延びる１個の突起を含み得る。ネジ状突起の隣接するネジ山は、約０．０１ｍｍ〜約２．０ｍｍの距離だけ離れ得る。抽出相は、ネジ山の隣接する対それぞれの間に位置し得る。本開示によるいくつかの例では、突起の高さは、約１μｍ〜約１．０ｃｍであり得る。
【００２０】
抽出相は、収着ポリマー、またはポリマーとポリマー内に固定された収着材料との組み合わせを含み得る。収着材料は、粒子、ポリマー、ナノシート、ナノチューブまたはこれらの任意の組み合わせを含み得る。収着材料は、無機、有機、または無機／有機ハイブリッドであり得る。収着材料は、順相シリカ粒子、Ｃ−１／シリカ粒子、Ｃ−４／シリカ粒子、Ｃ−６／シリカ粒子、Ｃ−８／シリカ粒子、Ｃ−１８／シリカ粒子、Ｃ−３０／シリカ粒子、逆相アミドシリカ粒子、ＨＳ−Ｆ５／シリカ粒子、フェニル／シリカ粒子、シアノ／シリカ粒子、ジオール／シリカ粒子、イオン性液体／シリカ粒子、分子インプリントポリマー粒子、親水性−親油性バランス（ＨＬＢ）粒子、ｃａｒｂｏｘｅｎ  １００６粒子、ｃａｒｂｏｗａｘ粒子、ジビニルベンゼン（ＤＶＢ）粒子、オクタデシルシラン粒子、ナノ粒子、加工鉱物ベースの粒子、カーボンナノチューブ、官能化カーボンナノチューブ、グラフェン、酸化グラフェン、官能化グラフェン、量子ドットまたはこれらの任意の組み合わせを含み得る。ポリマーは、置換もしくは非置換のポリ（ジメチルシロキサン）、ポリアクリレート、ポリ（エチレングリコール）、ポリ（ジビニルベンゼン）、ポリピロール、誘導体化セルロース、キチンまたはキトサンを含み得る。収着ポリマーは、有機ポリマーを含み得る。有機ポリマーは、ポリジビニルベンゼン（ＤＶＤ）、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、親水性−親油性バランス（ＨＬＢ）またはポリエチレングリコール（ＰＥＧ）を含み得る。
【００２１】
本開示によるいくつかの例では、支持構造物は、金属または金属合金で作製され得る。金属または金属合金は、鋼、ステンレス鋼またはニッケル−チタン合金であり得る。本開示による他の例では、支持構造物はポリマーであり得る。ポリマーは、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレンまたはポリヘキサメチレンアジパミドであり得る。本開示による他の例では、支持構造物は溶融石英であり得る。本開示による他の例では、支持構造物は炭素格子である。炭素格子は、炭素繊維またはカーボンナノチューブ超構造体からなり得る。本開示による他の例では、支持構造物は、木材で作製され得る。
【００２２】
本開示によるいくつかの例では、支持構造物は、ニードル、ピン、平坦なブレード、ボルトまたはネジの形態であり得る。ニードルは生検針であり得る。ニードルはステンレス鋼ニードルであり得る。ニードルは、約０．０３ｍｍ〜約３．００ｍｍの太さを有し得る。
【００２３】
本開示によるいくつかの例では、支持構造物は、サンプル内への挿入深さを制御するように構成され得る。支持構造物は、ばね荷重推進デバイスまたは圧縮空気発射デバイスに連結されるように構成され得る。圧縮空気発射デバイスはａｉｒｓｏｆｔ（商標）銃であり得る。ばね荷重推進デバイスはＡｃｃｕＣｈｅｃｋ（商標）メータであり得る。
【００２４】
本開示によるいくつかの例では、支持構造物はボルトであり得る。ボルトは、約０．５ｍｍ〜約１５．０ｍｍの太さを有し得る。
【００２５】
本開示によるいくつかの例では、サンプリング装置は、装置の少なくとも挿入部分上に位置する別のコーティングをさらに含み得る。別のコーティングは、生体適合性ポリマーコーティングからなり得る。生体適合性ポリマーコーティングは、ポリアクリロニトリル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリジメチルシロキサン、ポリエチレングリコールまたはこれらの組み合わせを含み得る。
【００２６】
本開示によるいくつかの例では、固体もしくは半固体材料は、組織、膜またはセプタムであり得る。固体もしくは半固体材料は、サンプルの一部であり得る。固体もしくは半固体材料は、サンプルと同じであり得る。本開示によるいくつかの例では、サンプルは、果物、野菜または生物組織であり得る。生物組織は、臓器組織、上皮組織、筋肉組織、神経組織、結合組織または石灰化組織であり得る。生物組織は脳組織であり得る。生物組織は魚組織であり得る。
【００２７】
本開示によるいくつかの例では、目的の成分は、細菌、ウイルス、細胞内成分、生体高分子、ＤＮＡ、タンパク質、薬物、薬物代謝産物、ホルモン、ビタミン、環境汚染物質、化学物質、細胞またはこれらの組み合わせであり得る。
【００２８】
本開示は、サンプルから目的の成分を抽出するための方法であって、上述の装置を固体もしくは半固体材料内に、または固体もしくは半固体材料を通じて、サンプル内に挿入するステップと、目的の成分を収着するステップと、装置をサンプルから除去するステップとを含む方法を提供する。この方法は、目的の成分の脱離、および測定または同定のために抽出相を分析装置内に配置するステップをさらに含み得る。分析装置はエレクトロスプレーイオン化質量分析計であり得る。
【００２９】
本開示は、サンプルから目的の成分を抽出するために固体もしくは半固体材料内に、または固体もしくは半固体材料を通じて挿入するための固相マイクロ抽出サンプリング装置を製造する方法であって、支持構造物を抽出相内に浸漬するステップであって、支持構造物は、材料内に、または材料を通じて、サンプル内に挿入するための挿入部分を有し、挿入部分は、挿入部分の前側および後側を画定する突起を含み、抽出相は、突起の後側に少なくとも接触し、突起の後側縁部に隣接する、ステップと、膜が抽出相を除去して、ほぼ一定の断面積を有する被覆された支持構造物を形成するように、支持構造物よりわずかに大きい膜の開口部に支持構造物を滑り込ませるステップとを含む方法を提供する。
【００３０】
本開示は、上述の装置から目的の成分を脱離するための脱離チャンバを提供し、脱離チャンバは、装置の前側を受け入れるように適合されている開口部であって、分析装置とのその間で流体連通している開口部を有する膜を含む、装置を保持するためのハウジングと、脱離溶媒をハウジング内に導入するための弁とを含み、装置が膜によって受け入れられるとき、装置は流体連通を遮断する。分析装置はエレクトロスプレーイオン化質量分析計であり得る。
【００３１】
本開示は、上述の装置から目的の成分を脱離するための方法であって、膜が受け入れる装置を上述の脱離チャンバ内に配置するステップと、脱離溶媒をハウジング内に導入するステップと、目的の成分を脱離するステップと、装置を脱離チャンバから除去するステップと、目的の成分を含む脱離溶媒の脱離チャンバを空にするステップとを含む方法を提供する。
【００３２】
本開示の他の態様および特徴は、添付図と併せて以下の具体例の説明を検討することで、当業者には明らかになるであろう。
【００３３】
ここで、添付の図面を参照して、本発明に開示されている方法および装置の例を単なる例として説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１Ａ】本開示によるサンプリング装置の一例の概略図である。断面平面Ａ−ＡおよびＢ−Ｂを有する装置の概略側面図である。
【図１Ｂ】本開示によるサンプリング装置の一例の概略図である。断面平面Ａ−ＡおよびＢ−Ｂの概略図である。
【図２】本開示によるサンプリング装置の一例の図である。
【図３】本開示によるサンプリング装置の一例の概略図である。
【図４Ａ】本開示によるサンプリング装置の一例の概略図である。装置の概略側面図である。
【図４Ｂ】本開示によるサンプリング装置の一例の概略図である。装置の挿入軸に沿った概略断面図である。
【図５Ａ】本開示によるサンプリング装置の一例の概略図である。装置の概略側面図である。
【図５Ｂ】本開示によるサンプリング装置の一例の概略図である。装置の挿入軸に沿った概略断面図である。
【図６Ａ】本開示によるサンプリング装置の一例の概略図である。装置の概略側面図である。
【図６Ｂ】本開示によるサンプリング装置の一例の概略図である。装置の図６Ａ中の側面図に隣接する概略側面図である。
【図７】本開示による複数の突起を含むサンプリング装置の一例の図である。
【図８】本開示による複数の突起を含むサンプリング装置の一例の図である。図の一部が拡大されている。
【図９】本開示による上塗りを有するサンプリング装置の一例の概略図である。
【図１０】本開示によるサンプリング装置の一例の概略図である。
【図１１】本開示による小型サンプリング装置の図である。
【図１２Ａ】２Ｄ培養の図である。
【図１２Ｂ】３Ｄ培養の図である。
【図１２Ｃ】３Ｄ培養物に挿入された図１１による小型サンプリング装置の図である。
【図１３】質量分析計のエレクトロスプレーイオン化源に連結された脱離チャンバ内の本開示によるサンプリング装置の一例の概略図である。
【図１４Ａ】本開示によるサンプリング装置の一例の図である。
【図１４Ｂ】突起を含まないサンプリング装置の一例の図である。
【図１５】本開示によるサンプリング装置を使用して魚組織から目的の成分を抽出する方法の概略図である。
【図１６Ａ】図１４Ａに示したサンプリング装置の図（上図）および図１４Ｂに示したサンプリング装置の図（下図）である。銃を利用した魚鱗の穿刺前に取り込まれた画像である。
【図１６Ｂ】図１４Ａに示したサンプリング装置の図（上図）および図１４Ｂに示したサンプリング装置の図（下図）である。銃を利用した魚鱗の穿刺後に取り込まれた画像である。
【図１７Ａ】サンプルに接近するためのセプタムの穿刺ありとなしで本開示によるサンプリング装置を使用して水性サンプル中で抽出された目的の成分の量の間の比較を示すグラフである。目的の成分がセルトラリンであるときである。
【図１７Ｂ】サンプルに接近するためのセプタムの穿刺ありとなしで本開示によるサンプリング装置を使用して水性サンプル中で抽出された目的の成分の量の間の比較を示すグラフである。目的の成分がフルオキセチン、パロキセチン、ジアゼパムまたはサルブタモールであるときである。
【図１７Ｃ】サンプルに接近するためのセプタムの穿刺ありとなしで本開示によるサンプリング装置を使用して水性サンプル中で抽出された目的の成分の量の間の比較を示すグラフである。目的の成分がラニチジンまたはコデインであるときである。
【図１８Ａ】水サンプルから目的の成分を抽出するための本開示による５つのサンプリング装置の使用の再現性を示すグラフである。破線は平均を表す。破線の上下の水平線は相対標準偏差１０％を表す。目的の成分がパロキセチンであるときである。
【図１８Ｂ】水サンプルから目的の成分を抽出するための本開示による５つのサンプリング装置の使用の再現性を示すグラフである。破線は平均を表す。破線の上下の水平線は相対標準偏差１０％を表す。目的の成分がジアゼパムであるときである。
【図１８Ｃ】水サンプルから目的の成分を抽出するための本開示による５つのサンプリング装置の使用の再現性を示すグラフである。破線は平均を表す。破線の上下の水平線は相対標準偏差１０％を表す。目的の成分がサルブタモールであるときである。
【図１８Ｄ】水サンプルから目的の成分を抽出するための本開示による５つのサンプリング装置の使用の再現性を示すグラフである。破線は平均を表す。破線の上下の水平線は相対標準偏差１０％を表す。目的の成分がフルオキセチンであるときである。
【図１８Ｅ】水サンプルから目的の成分を抽出するための本開示による５つのサンプリング装置の使用の再現性を示すグラフである。破線は平均を表す。破線の上下の水平線は相対標準偏差１０％を表す。目的の成分がラニチジンであるときである。
【図１８Ｆ】水サンプルから目的の成分を抽出するための本開示による５つのサンプリング装置の使用の再現性を示すグラフである。破線は平均を表す。破線の上下の水平線は相対標準偏差１０％を表す。目的の成分がセルトラリンであるときである。
【図１８Ｇ】水サンプルから目的の成分を抽出するための本開示による５つのサンプリング装置の使用の再現性を示すグラフである。破線は平均を表す。破線の上下の水平線は相対標準偏差１０％を表す。目的の成分がコデインであるときである。
【図１９】親水性−親油性バランス（ＨＬＢ）で被覆された本開示によるサンプリング装置を使用し、当技術分野において既知の混合モードＳＰＭＥ繊維を使用した、ヒト血漿からの目的の成分（カルバマゼピン、ラニチジン、ジアゼパムおよびモネンシン）の抽出によるデータを示すグラフである。抽出は、バイアルセプタムを通じた８回の穿刺および引き抜きからなるものであった。
【図２０】ＨＬＢまたはＣ１８で被覆された本開示によるサンプリング装置を使用し、当技術分野において既知の混合モードＳＰＭＥ繊維を使用した、魚筋肉組織からの目的の成分（エイコサペンタエン酸（ＥＰＡ）、ドコサヘキサエン酸（ＤＨＡ）およびアラキドン酸（ＡＡ））の抽出によるデータを示すグラフである。
【図２１】ＨＬＢで被覆された本開示によるサンプリング装置を使用した、魚筋肉組織からの目的の成分（エイコサペンタエン酸（ＥＰＡ）、ドコサヘキサエン酸（ＤＨＡ）およびアラキドン酸（ＡＡ））の抽出によって収集されるデータを示すグラフである。装置は筋肉組織に直接挿入され、または筋肉組織に挿入される前に保護魚肉に押し通された。
【図２２Ａ】ＰＡＮの上塗りありとなしの、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）中のＨＬＢで被覆された本開示によるサンプリング装置を使用した、魚組織からの目的の成分ＥＰＡの抽出によるデータを示すグラフである。
【図２２Ｂ】ＰＡＮの上塗りありとなしの、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）中のＨＬＢで被覆された本開示によるサンプリング装置を使用した、魚組織からの目的の成分ＤＨＡの抽出によるデータを示すグラフである。
【図２３】本開示によるサンプリング装置を使用して脳腫瘍組織から得られる抽出物における分析物範囲を示す分子特徴マップである。
【図２４】本開示によるサンプリング装置を使用した２つの異なる脳腫瘍の分離を示す主成分分析プロットである。
【図２５】本開示によるサンプリング装置を使用して抽出された髄膜腫成分および神経膠腫成分の判別における倍率変化値および確率水準を示すボルケーノプロットである。強調した領域は統計的有意性の基準を示す。
【図２６Ａ】選択した２つの化合物の例について髄膜腫サンプルおよび神経膠腫サンプルにおける濃度差を表す箱ひげ図である。Ｐ＜０．０５および１＜ｌｏｇ２倍率変化）＜−１、ｍ／ｚ  １２９．０４２７０。
【図２６Ｂ】選択した２つの化合物の例について髄膜腫サンプルおよび神経膠腫サンプルにおける濃度差を表す箱ひげ図である。Ｐ＜０．０５および１＜ｌｏｇ２倍率変化）＜−１、ｍ／ｚ  ２０４．１３６１４。図２５中のデータに基づく。
【図２７Ａ】本開示によるサンプリング装置を使用した統合された生検サンプリングおよび成分抽出の図である。サンプリング採取および成分抽出の間に取り込まれた画像である。
【図２７Ｂ】本開示によるサンプリング装置を使用した統合された生検サンプリングおよび成分抽出の図である。サンプリング採取および成分抽出の後に取り込まれた画像である。
【図２８】本開示によるサンプリング装置を使用して髄膜腫生検サンプルから得られた抽出物における分析物範囲を示す分子特徴マップである。
【００３５】
詳細な説明
一般に、本開示は、サンプルから目的の成分を抽出するために固体もしくは半固体材料内に、または固体もしくは半固体材料を通じて挿入するための固相マイクロ抽出サンプリング装置を提供する。サンプリング装置は、目的の成分を抽出するための抽出相で少なくとも部分的に被覆された支持構造物を含み、支持構造物は、材料内に、または材料を通じて、サンプル内に挿入するための挿入部分を有する。挿入部分は、挿入部分の前側および後側を画定する突起を含み、抽出相は、突起の後側に少なくとも位置し、突起の後側縁部に隣接する。支持構造物の挿入軸に沿った方向に挿入中にコーティングを遮蔽する突起に抽出相が隣接する場合、突起は、抽出相の厚さとほぼ等しい支持構造物からの高さで突出する。挿入軸からサンプリング装置の外縁まで延びる挿入部分内の断面平面内の距離は、目的の断面平面と挿入部分の挿入端部との間に位置するすべての断面平面内の対応する距離よりも長いかまたはそれと等しい。
【００３６】
本開示はまた、サンプルから目的の成分を抽出するための方法も提供する。この方法は、本開示により提供される装置を固体もしくは半固体材料内に、または固体もしくは半固体材料を通じて、サンプル内に挿入するステップと、目的の成分を収着するステップと、装置をサンプルから除去するステップとを含む。
【００３７】
本開示はさらに、サンプルから目的の成分を抽出するために固体もしくは半固体材料内に、または固体もしくは半固体材料を通じて挿入するための固相マイクロ抽出サンプリング装置を製造する方法を提供する。この方法は、支持構造物を抽出相内に浸漬するステップを含み、支持構造物は、材料内に、または材料を通じて、サンプル内に挿入するための、挿入部分の前側および後側を画定する突起を含む挿入部分を有し、抽出相は、突起の後側に少なくとも接触し、突起の後側縁部に隣接する。この方法はまた、膜が抽出相を除去して、ほぼ一定の断面積を有する被覆された支持構造物を形成するように、支持構造物よりわずかに大きい膜の開口部に支持構造物を滑り込ませるステップも含む。
【００３８】
本開示はさらに、本開示により提供されるサンプリング装置から目的の成分を脱離するための脱離チャンバを提供する。脱離チャンバは、装置の前側を受け入れるように適合されている開口部であって、分析装置とのその間で流体連通している開口部を有する膜を含む、装置を保持するためのハウジングと、脱離溶媒をハウジング内に導入するための弁とを含み、装置が膜によって受け入れられるとき、装置は流体連通を遮断する。
【００３９】
本開示は、本開示により提供されるサンプリング装置から目的の成分を脱離するための方法をさらに提供する。この方法は、膜が受け入れる装置を本開示により提供される脱離チャンバ内に配置するステップと、脱離溶媒をハウジング内に導入するステップと、目的の成分を脱離するステップと、装置を脱離チャンバから除去するステップと、目的の成分を含む脱離溶媒の脱離チャンバを空にするステップとを含む。
【００４０】
本開示の文脈において、固相マイクロ抽出は、抽出相で被覆された装置またはデバイスをサンプルに十分な量の時間曝露して、サンプル成分の抽出相への収着を可能にするプロセスを指す。収着するプロセスは、拡散機構によって生じ、本明細書において「化学的抽出」または「抽出」と呼ばれる。抽出後、装置またはデバイスはサンプルから除去され、サンプル成分は脱離および分析され得る。抽出相をサンプル内のサンプル成分と平衡させる場合、抽出される成分の量は、サンプル内のその濃度に比例する。
【００４１】
本開示の文脈において、「収着する」または「収着」は、吸収、吸着またはこれらの組み合わせを指す。
【００４２】
固体もしくは半固体材料内への、または固体もしくは半固体材料を通じた、サンプル内への本開示によるサンプリング装置の挿入は、サンプリング装置の抽出相コーティングをサンプル内に配置して、目的の成分を収着する任意の強制的な方法を指す。固体もしくは半固体材料、サンプル、またはこれらの組み合わせを通じて挿入されるサンプリング装置の部分は、サンプリング装置の挿入部分と呼ばれる。本開示によるいくつかの例では、サンプリング装置の一部は、固体もしくは半固体材料、サンプル、またはこれらの組み合わせを通じて挿入されず、これはサンプリング装置の非挿入部分と呼ばれる。
【００４３】
固体もしくは半固体材料は、固体様特性もしくは半固体様特性を有する任意の物質であり、挿入中に材料とサンプリング装置との間に生じる相互作用が、そのような相互作用からコーティングを保護する遮蔽のないサンプリング装置から抽出相コーティングの少なくとも一部を分離させるのに十分であるような十分な剛性または粘度を有する。固体もしくは半固体材料は、米国特許出願公開第２０１４／０２２０７０１号によるサンプリング装置が材料から引き抜かれるとき、材料が損傷するような耐久性を有し得る。
【００４４】
固体もしくは半固体材料はサンプルに接続され得る。例えば、固体もしくは半固体材料は、（１）サンプル上の保護層、（２）サンプル上の外面、または（３）これらの組み合わせであり得る。本開示によるいくつかの例では、固体もしくは半固体材料はサンプルの一部を形成する。あるいは、固体もしくは半固体材料は、サンプルから空間的に分離され得る。例えば、固体もしくは半固体材料は、サンプルを収容する容器に取り付けられたセプタムであり得る。他の代替では、固体もしくは半固体材料はサンプルであり得、またはサンプルの一部であり得る。例えば、固体もしくは半固体材料は、（１）サンプルの保護層、（２）サンプルの外面、または（３）これらの組み合わせであり得る。
【００４５】
本開示の文脈において、固体様特性は、構造剛性、および形状または体積の変化に対する耐性を指す。半固体様特性は、加圧下で流動する能力を有する固体様特性を指す。本開示によるいくつかの例では、固体もしくは半固体材料は、膜、組織またはセプタムである。膜は、任意の有機物または無機物の障壁であり得る。本開示によるいくつかの例では、膜は、身体を覆う、体腔を覆う、または臓器を覆う組織膜である。本開示による他の例では、膜はゴム膜である。組織は、構造材料を形成する元素の任意の有機物群または無機物群であり得る。本開示によるいくつかの例では、組織は、多細胞生物由来などの細胞群であり得る。例えば、組織は、卵、マウス、ラット、ウサギ、イヌ、ヒツジ、ブタ、サル、魚またはヒト由来であり得る。セプタムは、有機物または無機物の隔壁であり得る。本開示によるいくつかの例では、セプタムはゴムセプタムである。
【００４６】
サンプルは、目的の成分を含み得る任意の固体、半固体、液体またはガス状物質である。本開示によるいくつかの例では、サンプルは、組織、組織の細胞成分、または組織からの抽出物である。本開示の文脈において、組織は細胞群である。組織は、バクテリアまたは酵母の培養物などの単細胞生物群、あるいは多細胞生物由来などの細胞群であり得る。例えば、組織は、卵、マウス、ラット、ウサギ、イヌ、ヒツジ、ブタ、サル、魚またはヒト由来であり得る。本開示によるいくつかの例では、組織サンプルは、その源から抽出されており、例えば、組織サンプルは、単離細胞または摘出臓器であり得る。本開示による他の例では、組織サンプルは、その源から抽出されておらず、生きている動物または魚に対して固相マイクロ抽出法が実施される。本開示によるいくつかの例では、組織サンプルは、臓器組織、上皮組織、筋肉組織、神経組織、結合組織または石灰化組織である。本開示によるいくつかの例では、組織サンプルは、ヒト脳、ヒト付属器官、ヒト臓器、筋肉または脂肪組織を有する人体領域、あるいは魚、マウス、鳥または両生類などの動物の同様の身体領域である。筋肉または脂肪組織を有する人体領域の例は、肝臓、腎臓、肺、脳、膵臓、胃、腸、消化管および卵巣である。本開示によるいくつかの例では、サンプルは果物または野菜である。本開示によるいくつかの例では、サンプルは組織サンプルであり、固体もしくは半固体材料は組織サンプルの外面である。本開示によるいくつかの例では、固体もしくは半固体材料はサンプルと同じである。
【００４７】
本開示によるいくつかの例では、サンプリング装置は、材料を通ってサンプル内に押される。本開示による他の例では、サンプリング装置は、材料を通ってサンプル内に引かれる。本開示による他の例では、サンプリング装置は、材料を通ってサンプル内に押し引きされる。押す力または引く力は、使用者または機械装置によって発生され得る。サンプリング装置を押したり、または引いたりするための機械装置のいくつかの例は、ばね荷重推進デバイスまたは圧縮空気発射デバイスである。空気発射デバイスは、（１）一般の人が利用可能で容易にアクセス可能である、（２）訓練なしで使用が容易、（３）十分に堅牢であり、繰り返し使用時の機能不全の可能性が低い、または（４）これらの組み合わせのデバイスであり得る。本開示によるいくつかの例では、空気発射デバイスはａｉｒｓｏｆｔ（商標）銃である。ばね荷重推進デバイスは、（１）一般の人が利用可能で容易にアクセス可能である、（２）訓練なしで使用が容易、（３）十分に堅牢であり、繰り返し使用時の機能不全の可能性が低い、（４）すなわち隠れて保護されているニードルを有する、または（５）これらの組み合わせのデバイスであり得る。本開示によるいくつかの例では、ばね荷重推進デバイスは、指を刺す市販のデバイス、例えば、ＡｃｃｕＣｈｅｃｋ（商標）メータである。ばね荷重推進デバイスまたは圧縮空気発射デバイスの使用は、（１）固体もしくは半固体材料、サンプル、またはこれらの組み合わせ内へ、および固体もしくは半固体材料、サンプル、またはこれらの組み合わせを通じた、より容易で均一な貫入を可能にし得る、（２）サンプル内への制御された挿入深さを可能にし得る、（３）活発な、捕獲が困難な、またはこれらの組み合わせの生物サンプルのより容易なｉｎ  ｖｉｖｏサンプリングを可能にし得る、あるいは（４）これらの組み合わせであり得る。
【００４８】
本開示によるいくつかの例では、サンプリング装置は、（１）使用者によるサンプリング装置の把持を改善する、（２）ばね荷重推進デバイスまたは圧縮空気発射デバイスに連結する、あるいは（３）これらを組み合わせるように構成され得る。本開示による他の例では、サンプリング装置は、（１）使用者によるサンプリング装置の把持を改善するハンドル、（２）ばね荷重推進デバイスまたは圧縮空気発射デバイス、あるいは（３）これらの組み合わせに連結可能なリンカーを含む。
【００４９】
以下でより詳しく説明するものでは、サンプリング装置の任意の挿入方向が選択され得る。ただし、突出部は、挿入中に抽出相コーティングを遮蔽するものとする。本開示によるサンプリング装置の支持構造物は、挿入方向に関連する挿入軸を有する。抽出後にサンプルからサンプリング装置を引き抜く方向は、一般に挿入と同じ経路に沿った方向であり得る。本開示によるいくつかの例では、例えば、サンプルが果物または野菜であるとき、サンプリング装置の全体がサンプルを一方向に通過する。
【００５０】
サンプリング装置は、サンプル内に任意の深さで挿入され得る。ただし、抽出相コーティングは、目的の成分を収着可能であるものとする。本開示によるいくつかの例では、以下でより詳しく説明するサンプルのデプスプロファイリングを実施できるよう挿入深さが制御される。
【００５１】
支持構造物は、固体もしくは半固体材料内に、または固体もしくは半固体材料を通じて、サンプル内に損なわれることなく挿入され得、少なくとも部分的に抽出相で被覆され得る任意の物体である。本開示の文脈において、損なわれるとは、もはや意図した通りに十分に機能しない弱くなった状態または損傷した状態を指す。支持構造物の形状およびサイズは、（１）サンプル、（２）コストの制約、または（３）これらの組み合わせに応じて選択され得る。支持構造物の任意のサイズおよび形状が選択され得る。ただし、挿入部分に沿った各断面平面は、目的の平面と挿入部分の挿入端部との間に位置する他の断面平面のそれぞれと同じサイズであるか、またはさらに大きいものとする。「同じサイズであるか、またはさらに大きい」という表現は、挿入軸からＳＰＭＥ装置の外縁まで延びる断面平面内の距離が、目的の平面と挿入端部との間に位置するすべての平面内の対応する距離よりも長いかまたはそれと等しいことを意味すると理解されるべきである。本開示の文脈において、「断面平面」は、支持構造物の挿入軸と直角に支持構造物と交差する任意の平面を指す。「断面平面内の距離」は、支持構造物の挿入軸からＳＰＭＥ装置の最外縁まで３６０°延びる、断面平面内のすべてのベクトルの距離を指す。「対応する距離」は、別の断面平面内に位置する等価なベクトルを指す。本開示によるいくつかの例では、サンプリング装置が固体もしくは半固体材料、サンプル、またはこれらの組み合わせから引き抜かれるとき、固体もしくは半固体材料、サンプル、またはこれらの組み合わせをかき落とし得る張り出しがサンプリング装置にない。本開示によるいくつかの例では、突起から支持構造物の挿入部分の後縁まで位置するすべての断面平面内の対応する距離はほぼ等しい。
【００５２】
本開示によるいくつかの例では、支持構造物は、直径が約０．０１ｍｍ〜約０．７ｍｍ、例えば、０．０１ｍｍ、０．０５ｍｍ、０．１ｍｍ、０．２ｍｍ、０．３ｍｍ、０．４ｍｍ、０．５ｍｍ、０．６ｍｍ、０．７ｍｍの円柱状形状を有し、または、直径は、上に列挙した直径のいずれか１つから、上に列挙したその他の任意の直径までである。本開示によるいくつかの例では、例えば、（１）組織サンプル、例えば、脳組織の撹拌または損傷の低減、（２）ナノスプレーまたは質量分析計へのサンプリング装置の直接導入、あるいは（３）これらの組み合わせが望ましいとき、支持構造物は、直径が約０．２ｍｍ以下の円柱状形状を有する。本開示による他の例では、例えば、抽出相の量の増加および抽出の感度の向上が望ましいとき、支持構造物は、直径が約０．７ｍｍの円柱状形状を有する。
挿入軸に沿った支持構造物の長さは、サンプル内の望ましい抽出深さに応じて選択され得る。本開示によるいくつかの例では、例えば、（１）サンプリングされるサンプルの部分がさらに深い、（２）さらに大きい抽出表面積が望ましい、または（３）これらの組み合わせのとき、支持構造物の長さはさらに長い。本開示によるいくつかの例では、支持構造物は、長さが約１．０ｃｍ〜約３０．０ｃｍ、例えば、１．０ｃｍ、２．０ｃｍ、３．０ｃｍ、４．０ｃｍ、５．０ｃｍ、１０．０ｃｍ、１５．０ｃｍ、２０．０ｃｍ、２５．０ｃｍ、３０．０ｃｍであり、または、長さは、上に列挙した長さのいずれか１つから、上に列挙したその他の任意の長さまでである。本開示によるいくつかの例では、例えば、サンプルが脳組織などの感受性組織サンプルであるとき、支持構造物の長さはさらに長く、抽出相コーティングの長さはより短い。
【００５３】
本開示によるいくつかの例では、例えば、固体もしくは半固体材料およびサンプルにおいて円筒形の切除が望ましいとき、支持構造物は細長い円柱状形状を有する。本開示によるいくつかの例では、例えば、固体もしくは半固体材料、サンプル、またはこれらの組み合わせが高い剛性もしくは粘度を有するとき、あるいは穿刺されなければならない保護層、例えば、魚鱗、脳硬膜、上皮組織、消費者製品包装または果物もしくは野菜の皮を有するとき、支持構造物はニードル状形状を有する。本開示によるいくつかの例では、例えば、サンプリングの侵入を減少させるよりも、抽出相コーティングの量を増加し、抽出の感度を向上させるために、さらに大きい支持構造物表面積が望まれるとき、支持構造物はブレード状形状を有する。本開示によるいくつかの例では、例えば、マルチピンサンプラー本体などのサンプル本体を機械的に支持することが望ましいとき、支持構造物はボルト状形状を有する。本開示によるいくつかの例では、支持構造物の太さは、約０．０５ｍｍ〜約１５．０ｍｍ、例えば、０．０５ｍｍ、０．１ｍｍ、０．２５ｍｍ、０．５０ｍｍ、０．７５ｍｍ、１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍ、２．５ｍｍ、３．０ｍｍ、４．０ｍｍ、５．０ｍｍ、６．０ｍｍ、７．０ｍｍ、８．０ｍｍ、９．０ｍｍ、１０．０ｍｍ、１１．０ｍｍ、１２．０ｍｍ、１３．０ｍｍ、１４．０ｍｍ、１５．０ｍｍであり、または、太さは、上に列挙した太さのいずれか１つから、上に列挙したその他の任意の太さまでである。ニードル状形状を有する支持構造物は、例えば、約０．０３ｍｍ〜約３．０ｍｍの太さ、例えば、０．０３ｍｍ、０．０５ｍｍ、０．１ｍｍ、０．２５ｍｍ、０．５０ｍｍ、０．７５ｍｍ、１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍ、２．５ｍｍ、３．０ｍｍ厚を有し得、または、太さは、上に列挙した太さのいずれか１つから、上に列挙したその他の任意の太さまでである。ボルト状形状を有する支持構造物は、例えば、約０．５ｍｍ〜約１５．０ｍｍの太さ、例えば、０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、２．０ｍｍ、３．０ｍｍ、４．０ｍｍ、５．０ｍｍ、６．０ｍｍ、７．０ｍｍ、８．０ｍｍ、９．０ｍｍ、１０．０ｍｍ、１１．０ｍｍ、１２．０ｍｍ、１３．０ｍｍ、１４．０ｍｍ、１５．０ｍｍ厚を有し得、または、太さは、上に列挙した太さのいずれか１つから、上に列挙したその他の任意の太さまでである。ブレード状形状を有する支持構造物は、例えば、厚さが約０．０３ｍｍ〜約３．０ｍｍ、例えば、０．０３ｍｍ、０．０５ｍｍ、０．１ｍｍ、０．２５ｍｍ、０．５０ｍｍ、０．７５ｍｍ、１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍ、２．５ｍｍ、３．０ｍｍであり得、または、厚さは、上に列挙した厚さのいずれか１つから、上に列挙したその他の任意の厚さまでである。
【００５４】
支持構造物は、固体もしくは半固体材料内に、または固体もしくは半固体材料を通じて、サンプル内に損なわれることなく挿入され得る任意の材料で作製され得る。支持構造物の材料は、（１）サンプル、（２）コストの制約、または（３）これらの組み合わせに応じて選択され得る。本開示によるいくつかの例では、例えば、固体もしくは半固体材料、サンプル、またはこれらの組み合わせが高い剛性または粘度を有するとき、支持構造物は、適した金属または金属合金で作製される。適した金属または金属合金の例は、鋼、ステンレス鋼またはニッケル−チタン合金である。本開示によるいくつかの例では、例えば、（１）コストの低減および支持構造物の製造プロセスの改善が望ましい、（２）新規の設計、複雑な設計、変化に富む設計またはこれらの組み合わせが望ましい、あるいは（３）これらの組み合わせのとき、支持構造物は適したポリマーである。適したポリマーの例は、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトンまたはポリヘキサメチレンアジパミドである。本開示によるいくつかの例では、支持構造物は溶融石英である。本開示によるいくつかの例では、例えば、（１）より長い抽出時間にわたる抽出プロセスの感度の向上、（２）支持構造物の直径サイズに対する強度の比の増加、（３）ナノ粒子との支持構造物の組み合わせ、または（４）これらの組み合わせが望ましいとき、支持構造物は適した炭素格子である。適した炭素格子の例は、炭素繊維またはカーボンナノチューブ超構造体からなる。本開示によるいくつかの例では、例えば、ペーパースプレーイオン化が、本開示により提供されるサンプリング装置および方法と共に使用されるとき、支持構造物は木材で作製される。
【００５５】
支持構造物の挿入部分は、（１）固体もしくは半固体材料内に、または固体もしくは半固体材料を通じて、サンプル内に挿入され、（２）抽出相で少なくとも部分的に被覆された任意の部分である。挿入部分の任意のサイズおよび形状が選択され得る。ただし、例えば、サンプリング装置の引き抜き中の（１）挿入部分の後縁と、固体もしくは半固体材料、サンプル、またはこれらの組み合わせとの間の相互作用を低減するため、（２）挿入部分の後縁と、固体もしくは半固体材料、サンプル、またはこれらの組み合わせとの間の摩擦を低減するため、あるいは（３）これらの組み合わせのために、挿入部分に沿った各断面平面は、目的の平面と挿入部分の挿入端部との間に位置する他の断面平面のそれぞれと同じサイズであるか、またはさらに大きいものとする。
【００５６】
目的の平面と挿入端部との間に位置する他の断面平面のうちの少なくとも１つよりも小さい挿入部分に沿った断面平面を有するＳＰＭＥデバイスは、装置の引き抜き中に固体もしくは半固体材料、サンプル、またはこれらの組み合わせの一部を損傷し得る張り出しを生じる。挿入部分に沿った各断面平面が、目的の平面と挿入端部との間に位置する他の断面平面のそれぞれと同じサイズであるか、またはさらに大きい、その他は同一の装置は、装置の引き抜き中の固体もしくは半固体材料、サンプル、またはこれらの組み合わせの損傷を低減する。目的の平面と挿入端部との間に位置する他の断面平面のうちの少なくとも１つよりも小さい挿入部分に沿った断面平面を有するＳＰＭＥデバイスは、サンプルへの損傷を増加させることなくサンプル内への同じ挿入方向にサンプルから引き抜くことができない。挿入部分に沿った各断面平面が、目的の平面と挿入端部との間に位置する他の断面平面のそれぞれと同じサイズであるか、またはさらに大きい、その他は同一の装置は、同じ挿入方向にサンプルから引き抜かれるとき、サンプルへの損傷を低減する。目的の平面と挿入端部との間に位置する他の断面平面のうちの少なくとも１つよりも小さい挿入部分に沿った断面平面を有するＳＰＭＥデバイスは、サンプルへの損傷を増加させることなく速いサンプリングを実施できない。挿入部分に沿った各断面平面が、目的の平面と挿入端部との間に位置する他の断面平面のそれぞれと同じサイズであるか、またはさらに大きい、その他は同一の装置は、速いサンプリングを実施するとき、サンプルへの損傷を低減する。
【００５７】
本開示によるいくつかの例では、支持構造物の少なくとも約５％、少なくとも約１０％、少なくとも約２５％、少なくとも約５０％、少なくとも約７５％、少なくとも約９０％、少なくとも約９５％または１００％が挿入部分を形成する。本開示によるいくつかの例では、支持構造物の約５０％〜約９５％が挿入部分を形成する。
【００５８】
抽出相が突起に隣接し、挿入中に抽出相コーティングを遮蔽する場合、突起は、抽出相の厚さとほぼ等しい高さを有する任意のタイプの突出部であり得る。本開示の文脈において、挿入中の抽出相コーティングの遮蔽は、挿入中の（１）コーティングの前縁と、固体もしくは半固体材料、サンプル、またはこれらの組み合わせとの間の相互作用を低減するため、（２）コーティングと、固体もしくは半固体材料、サンプル、またはこれらの組み合わせとの間の摩擦を低減するため、あるいは（３）これらの組み合わせのために突起が配置されることを意味する。本開示によるいくつかの例では、突起のない装置は抽出相コーティングの一部を失うが、突起を含み、その他は同一の装置は、失う抽出相コーティングがより少ない。例えば、突起のない装置は、サンプルに挿入される抽出相コーティングの約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０％、約７０％、約８０％、約９０％または１００％を失い得るが、突起を含み、その他は同一の装置は、抽出相コーティングの約１０％未満、約５％未満または０％を失い得る。
【００５９】
突起は、挿入方向に関して挿入部分の前側および後側を画定する。本開示の文脈において、前側は、固体もしくは半固体材料内に、または固体もしくは半固体材料を通じて、突起の後側の前に挿入される突起の側の少なくとも一部を指す。
【００６０】
本開示によるいくつかの例では、突起は支持構造物から形成される。本開示による他の例では、突起は支持構造物に取り付けられる。支持構造物と同様、突起は、固体もしくは半固体材料内に、または固体もしくは半固体材料を通じて、サンプル内に損なわれることなく挿入され得る任意の材料で作製され得る。突起の材料は、（１）サンプル、（２）コストの制約、または（３）これらの組み合わせに応じて選択され得る。本開示によるいくつかの例では、例えば、固体もしくは半固体材料、サンプル、またはこれらの組み合わせが高い剛性または粘度を有するとき、突起は、適した金属または金属合金で作製される。適した金属または金属合金の例は、鋼、ステンレス鋼またはニッケル−チタン合金である。本開示によるいくつかの例では、突起は適したポリマーである。適したポリマーの例は、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトンまたはポリヘキサメチレンアジパミドである。本開示によるいくつかの例では、突起は溶融石英である。本開示によるいくつかの例では、突起は適した炭素格子である。適した炭素格子の例は、炭素繊維またはカーボンナノチューブ超構造体からなる。本開示によるいくつかの例では、少なくとも１個の突起は木材で作製される。
【００６１】
突起は、支持構造物の任意の側に位置し得る。ただし、抽出相が突起に隣接し、挿入中に抽出相コーティングを遮蔽する場合、突起は、抽出相の厚さとほぼ等しい高さを有するものとする。支持構造物上の突起の位置は、（１）サンプル、（２）抽出パラメータ、（３）抽出深さ、または（４）これらの組み合わせに応じて選択され得る。本開示によるいくつかの例では、支持構造物は、支持構造物の前縁から挿入軸に沿って２．０ｃｍ未満に位置する１個の突起を有する。本開示によるいくつかの例では、例えば、支持構造物の前縁が動物の内部の骨に接触するまでサンプリング装置が動物に挿入され、抽出相コーティングが骨から一定距離で動物内にあるとき、突起は、支持構造物の前縁から挿入軸に沿って一定距離の位置にある。
【００６２】
突起は、支持構造物の挿入軸から任意の角度で延び得る。ただし、抽出相が突起に隣接し、挿入中に抽出相コーティングを遮蔽する場合、突起は、抽出相の厚さとほぼ等しい高さを有するものとする。本開示によるいくつかの例では、突起は、挿入軸に対して実質的に垂直である後側の縁部を有する。本開示による他の例では、突起は、支持構造物の挿入軸から約１０°、約２０°、約３０°、約４０°、約４５°、約５０°、約６０°、約７０°、約８０°、約９０°、約１００°、約１１０°、約１３０°、約１４０°、約１５０°、約１６０°または約１７０°の角度で後側の縁部を有する。本開示によるいくつかの例では、例えば、（１）抽出相コーティングの遮蔽の増加、（２）サンプリング装置の除去中の突起の後縁のサンプルへの曝露の低減のための、突起の張り出し、すなわち、抽出相コーティングの厚さを越えて延びる突起の量の低減、または（３）これらの組み合わせが望ましいとき、突起の後側縁部は、支持構造物の挿入軸から約６０°〜約１２０°の角度をなす。
【００６３】
突起は、任意の形状であり得る。ただし、抽出相が突起に隣接し、挿入中に抽出相コーティングを遮蔽する場合、突起は、抽出相の厚さとほぼ等しい高さを有するものとする。突起の形状は、（１）サンプル、（２）抽出パラメータ、または（３）これらの組み合わせに応じて選択され得る。本開示によるいくつかの例では、例えば、抽出相コーティングの表面積の増加が望ましいとき、突起は長方形状の形状を有する。本開示による他の例では、例えば、固体もしくは半固体材料、サンプル、またはこれらの組み合わせが高い剛性または粘度を有するとき、突起は、緩斜面状形状または丘状形状を有する。
【００６４】
本開示によるいくつかの例では、突起は、支持構造物の端部の少なくとも一部を形成し得、例えば、突起は、ニードル形の支持構造物のニードル先の一部を形成し得る。
【００６５】
本開示によるいくつかの例では、例えば、抽出相コーティングの表面積の増加が望ましいとき、突起は、支持構造物の挿入部分の外周の周りに延びる。本開示によるいくつかの例では、突起は、支持構造物の挿入部分の外周の周りで、少なくとも約５％、少なくとも約１０％、少なくとも約２５％、少なくとも約５０％、少なくとも約７５％、少なくとも約９０％、少なくとも約９５％または１００％延びる。
【００６６】
突起は、任意のサイズであり得る。ただし、抽出相が突起に隣接し、挿入中に抽出相コーティングを遮蔽する場合、突起は、抽出相の厚さとほぼ等しい高さを有するものとする。本開示によるいくつかの例では、例えば、（１）固体もしくは半固体材料、サンプル、またはこれらの組み合わせが高い剛性または粘度を有し、突起が高い安定性を必要とする、（２）固体もしくは半固体材料、サンプル、またはこれらの組み合わせと抽出相との間の摩擦の低減が望ましい、あるいは（３）これらの組み合わせのとき、突起は、支持構造物の挿入部分の挿入軸に沿った長さの大部分にわたる。
【００６７】
本開示による他の例では、突起は、支持構造物の挿入部分の挿入軸に沿った長さの約９０％未満、約７５％未満、約５０％未満、約２５％未満、約１０％未満または約５％未満にわたる。本開示によるいくつかの例では、例えば、抽出相コーティングの表面積の増加が望ましいとき、突起は、挿入部分の挿入軸に沿ってあまり広がっていない。
【００６８】
支持構造物から突出する突起は、支持構造物の挿入軸から突出する突起を指す。突起は任意の高さを有し得る。ただし、抽出相が突起に隣接し、高さが挿入中に抽出相コーティングを遮蔽するのに十分である場合、高さは抽出相の厚さとほぼ等しいものとする。突起の選択される高さは、（１）抽出相コーティングの厚さ、（２）サンプル、（３）抽出パラメータ、（４）支持構造物のサイズ、または（５）これらの組み合わせに依存し得る。本開示によるいくつかの例では、突起の高さは、約１μｍ〜約１ｃｍ、例えば、１μｍ、２μｍ、３μｍ、４μｍ、５μｍ、６μｍ、７μｍ、８μｍ、９μｍ、１０μｍ、２５μｍ、５０μｍ、７５μｍ、１００μｍ、１２５μｍ、１５０μｍ、１７５μｍ、２００μｍ、５００μｍ、１０００μｍ、０．２５ｃｍ、０．５０ｃｍ、０．７５ｃｍ、１．０ｃｍであり、または、高さは、上に列挙した高さのいずれか１つから、上に列挙したその他の任意の高さまでである。本開示によるいくつかの例では、突起の高さは、突起に隣接する抽出相コーティングの厚さの約９０％〜約１１０％もの高さになる。本開示によるいくつかの例では、突起の高さは、突起に隣接する抽出相コーティングの厚さの約１００％もの高さになる。
【００６９】
支持構造物は、複数の突起を含み得る。選択される突起の数は、（１）サンプル、（２）抽出パラメータ、または（３）これらの組み合わせに依存し得る。本開示によるいくつかの例では、例えば、（１）固体もしくは半固体材料、サンプル、またはこれらの組み合わせが高い剛性または粘度を有し、支持構造物の強度の向上が望ましい、（２）挿入中の抽出相コーティングの遮蔽の改善が望ましい、（３）サンプリング装置の引き抜き中の抽出相コーティングの遮蔽の改善が望ましい、（４）固体もしくは半固体材料、サンプル、またはこれらの組み合わせと抽出相との間の相互作用の低減が望ましい、（５）固体もしくは半固体材料、サンプル、またはこれらの組み合わせと抽出相との間の摩擦の低減が望ましい、（６）サンプリング装置の引き抜き中の挿入部分の後縁と、固体もしくは半固体材料、サンプル、またはこれらの組み合わせとの間の相互作用の低減が望ましい、（７）サンプリング装置の引き抜き中の挿入部分の後縁と、固体もしくは半固体材料、サンプル、またはこれらの組み合わせとの間の摩擦の低減が望ましい、（８）サンプル内の深さに対応する分析物の濃度勾配の空間分解能の決定が望ましく、複数の突起が拡散障壁として機能する、あるいは（９）これらの組み合わせのとき、サンプリング装置は、複数の突起を含む。
【００７０】
複数の突起は、支持構造物の任意の側に位置し得る。ただし、抽出相が突起に隣接し、挿入中に抽出相コーティングを遮蔽する場合、複数の突起のうちの少なくとも１つは、抽出相の厚さとほぼ等しい高さを有するものとする。本開示によるいくつかの例では、複数の突起は、サンプリング装置の引き抜き中に抽出相コーティングを遮蔽する。本開示によるいくつかの例では、例えば、抽出相コーティングの表面積の増加が望ましいとき、支持構造物は、突起の隣接する対を含み、抽出相コーティングは、突起の隣接する対それぞれの間に位置する。
【００７１】
本開示の文脈において、複数の突起のそれぞれの（１）角度、（２）サイズ、および（３）形状は、上述の通り、独立して選択され得る。ただし、抽出相が突起に隣接し、挿入中、引き抜き中、またはこれらの組み合わせにおいて抽出相コーティングを遮蔽する場合、複数の突起のうちの少なくとも１つは、抽出相の厚さとほぼ等しい高さを有するものとする。
【００７２】
突起の隣接する対の間の距離は、（１）サンプル、（２）抽出パラメータ、または（３）これらの組み合わせに応じて選択され得る。本開示によるいくつかの例では、突起の隣接する対の間の距離は、約０．０１ｍｍ〜約２．０ｃｍ、例えば、０．０１ｍｍ、０．０５ｍｍ、０．１ｍｍ、０．２５ｍｍ、０．５０ｍｍ、０．７５ｍｍ、０．１ｃｍ、０．２ｃｍ、０．５ｃｍ、０．７５ｃｍ、１．０ｃｍ、１．５ｃｍ、２．０ｃｍであり、または、距離は、上に列挙した距離のいずれか１つから、上に列挙したその他の任意の距離までである。本開示によるいくつかの例では、例えば、抽出相の面積の増加が望ましいとき、突起の隣接する対の間の距離を増加させる。本開示による他の例では、例えば、（１）抽出プロセスの分離の向上、（２）サンプリング装置の堅牢性の向上、（３）サンプリング装置の挿入中、引き抜き中、またはこれらの組み合わせにおける抽出相コーティングの遮蔽の増加、（４）固体もしくは半固体材料、サンプル、またはこれらの組み合わせと抽出相との間の相互作用の低減、（５）固体もしくは半固体材料、サンプル、またはこれらの組み合わせと抽出相との間の摩擦の低減、（６）サンプリング装置の引き抜き中の挿入部分の後縁と、固体もしくは半固体材料、サンプル、またはこれらの組み合わせとの間の相互作用の低減、（７）サンプリング装置の引き抜き中の挿入部分の後縁と、固体もしくは半固体材料、サンプル、またはこれらの組み合わせとの間の摩擦の低減、あるいは（８）これらの組み合わせが望ましいとき、突起の隣接する対の間の距離を減少させる。突起の複数の隣接する対の間の距離は独立して選択され得るものと理解されるべきである。
【００７３】
複数の突起のそれぞれの位置は独立して選択され得る。ただし、抽出相コーティングは挿入中に遮蔽されるものとする。本開示によるいくつかの例では、複数の突起のそれぞれは、支持構造物の挿入軸に沿って実質的に一直線になっている。本開示によるいくつかの例では、複数の突起のそれぞれは、支持構造物の同じ側に位置し、支持構造物の挿入軸に沿って実質的に一直線になっている。本開示による他の例では、複数の突起のそれぞれは、支持構造物の同じ側に位置し、支持構造物の挿入軸に沿って横にずれている。
【００７４】
本開示によるいくつかの例では、例えば、マルチピンサンプラー本体などのサンプル本体を機械的に支持することが望ましいとき、支持構造物は、ネジ状またはボルト状の形で支持構造物の外周の周りに延びる１個の突起を含む。ネジ状またはボルト状の形のいくつかの例では、ネジ状またはボルト状突起のネジ山の隣接する対は、約０．０１ｍｍ〜約２．０ｍｍの距離、例えば、０．０１ｍｍ、０．０２ｍｍ、０．０５ｍｍ、０．０７ｍｍ、０．１ｍｍ、０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍだけ離れており、または、距離は、上に列挙した距離のいずれか１つから、上に列挙したその他の任意の距離までである。ネジ状またはボルト状の形のいくつかの例では、抽出相は、ネジ山の隣接する対それぞれの間に位置する。
【００７５】
支持構造物は、挿入部分の一部を形成しない別の突起を含み得る。本開示によるいくつかの例では、複数の突起のうちの１つは、支持構造物の挿入部分と非挿入部分との間の障壁であり得る。
【００７６】
支持構造物は、サンプル内へのサンプリング装置の挿入深さを制御するように構成され得る。構成は、支持構造物の同じ形態であり得、または、挿入深さを変化させるよう調節可能であり得る、支持構造物に取り付け可能なバッキングであり得る。本開示によるいくつかの例では、構成は、支持構造物の挿入部分の最も大きい断面平面よりも大きい断面平面を有する支持構造物の非挿入部分から、挿入軸から実質的に垂直に延びる隣接部またはフランジであり、サンプル内へのサンプリング装置の連続挿入を物理的に制限できる。本開示によるいくつかの例では、隣接部またはフランジは調節可能であり得る。上述の通り、本開示によるいくつかの例では、支持構造物は、例えば、サンプリング装置に一定の力および調節可能な力を加えることによって、サンプル内へのサンプリング装置の挿入深さを制御するように構成されたばね荷重推進デバイスに連結可能である。
【００７７】
支持構造物は、使用者がサンプリング装置を操作するのを助けるハンドルを含むように構成され得る。ハンドルは、支持構造物の同じ形態であり得、または支持構造物に取り付け可能であり得る。
【００７８】
支持構造物は、サンプルからの支持構造物の除去を可能にする回収機構に取り付け可能であり得る。本開示によるいくつかの例では、回収機構は糸である。
【００７９】
例えば、本開示によるサンプリング装置の挿入後に動物が放され、次いで、サンプリング装置を回収するためにその後に探し出す、生きた動物の長期サンプリングの状況において、支持構造物は、サンプル内のサンプリング装置の位置をモニターするための追跡デバイス、ビーコンまたはマイクロチップを含み得る。
【００８０】
抽出相は、目的の成分を収着する任意の材料であり、支持構造物の少なくとも一部の上に被覆され得る。本開示によるいくつかの例では、抽出相は、収着ポリマー、またはポリマーとポリマー内に固定された収着材料との組み合わせを含む。収着ポリマーは、有機ポリマー、例えば、ポリジビニルベンゼン（ＤＶＤ）、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、親水性−親油性バランス（ＨＬＢ）またはポリエチレングリコール（ＰＥＧ）を含み得る。収着材料は、粒子、ポリマー、ナノシート、ナノチューブまたはこれらの任意の組み合わせを含み得る。収着材料は非晶質であり得る。収着材料は、無機、有機、または無機／有機ハイブリッドであり得る。本開示によるいくつかの例では、吸着性材料は、順相シリカ粒子、Ｃ−１／シリカ粒子、Ｃ−４／シリカ粒子、Ｃ−６／シリカ粒子、Ｃ−８／シリカ粒子、Ｃ−１８／シリカ粒子、Ｃ−３０／シリカ粒子、逆相アミドシリカ粒子、ＨＳ−Ｆ５／シリカ粒子、フェニル／シリカ粒子、シアノ／シリカ粒子、ジオール／シリカ粒子、イオン性液体／シリカ粒子、分子インプリントポリマー粒子、親水性−親油性バランス（ＨＬＢ）粒子、ｃａｒｂｏｘｅｎ  １００６粒子、ｃａｒｂｏｗａｘ粒子、ジビニルベンゼン（ＤＶＢ）粒子、オクタデシルシラン粒子、ナノ粒子、加工鉱物ベースの粒子、カーボンナノチューブ、官能化カーボンナノチューブ、グラフェン、酸化グラフェン、官能化グラフェン、量子ドットまたはこれらの任意の組み合わせを含み得る。本開示によるいくつかの例では、ポリマーは、置換または非置換のポリ（ジメチルシロキサン）、ポリアクリレート、ポリ（エチレングリコール）、ポリ（ジビニルベンゼン）、ポリピロールまたは誘導体化セルロースを含み得る。本開示によるいくつかの例では、例えば、幅広い物理的化学的特性を有する目的の成分に対する親和性が望ましいとき、抽出相はＨＬＢである。
【００８１】
少なくとも部分的に被覆された支持構造物は、目的の成分を収着するのに十分広い抽出相で被覆された支持構造物の挿入部分の表面積を指す。支持構造物の挿入部分の表面積は、抽出相で１００％、少なくとも約９５％、少なくとも約９０％、少なくとも約８５％、少なくとも約８０％、少なくとも約７５％、少なくとも約５０％、少なくとも約２５％、少なくとも約１０％または少なくとも約５％被覆され得る。本開示によるいくつかの例では、例えば、抽出相の体積の増加および抽出プロセスの感度の向上が望ましいとき、挿入部分の表面積の少なくとも約８０％が抽出相で被覆される。本開示によるいくつかの例では、例えば、（１）抽出速度の増加、（２）抽出プロセスの感度の向上、または（３）これらの組み合わせのための抽出相コーティングの表面積の増加が望ましいとき、抽出相コーティングは、支持構造物の挿入部分の表面積を高い割合で覆う。
【００８２】
抽出相コーティングは、支持構造物の挿入部分の任意の位置にあり得る。ただし、（１）抽出相コーティングの少なくとも一部、すなわち、目的の成分を収着するのに十分な量が、挿入中に突起によって遮蔽され、（２）抽出相コーティングの少なくとも一部が、突起の後側縁部に隣接するものとする。上述の通り、抽出相コーティングは、突起の隣接する対それぞれの間に位置し得る。
【００８３】
抽出相コーティングの厚さは、支持構造物の表面からの抽出相の高さを指す。抽出相コーティングの任意の厚さが選択され得る。ただし、（１）厚さは、検出される十分な量の目的の成分を収着するのに十分であり、（２）抽出相が、突起の後側縁部に隣接する場合、厚さは、突起の高さとほぼ等しいものとする。抽出相コーティングの厚さは、（１）抽出相のタイプ、（２）抽出パラメータ、（３）突起の高さ、または（４）これらの組み合わせに応じて選択され得る。本開示によるいくつかの例では、抽出相コーティングの厚さは、約１μｍ〜約１ｃｍ、例えば、１μｍ、２μｍ、３μｍ、４μｍ、５μｍ、６μｍ、７μｍ、８μｍ、９μｍ、１０μｍ、２５μｍ、５０μｍ、７５μｍ、１００μｍ、１２５μｍ、１５０μｍ、１７５μｍ、２００μｍ、５００μｍ、１０００μｍ、０．２５ｃｍ、０．５０ｃｍ、０．７５ｃｍ、１．０ｃｍであり、または、厚さは、上に列挙した厚さのいずれか１つから、上に列挙したその他の任意の厚さまでである。本開示によるいくつかの例では、抽出相コーティングの厚さは約１μｍ〜約５０μｍである。本開示によるいくつかの例では、例えば、（１）サンプル内の目的の成分と平衡に達するための時間の短縮、（２）抽出プロセスの再現性の向上、（３）より小さい抽出用サンプリング装置の使用、または（４）これらの組み合わせが望ましいとき、抽出相コーティングはより薄い。本開示によるいくつかの例では、例えば、（１）より長い抽出時間、（２）抽出プロセスの感度の向上、または（３）これらの組み合わせが望ましいとき、抽出相コーティングはより厚い。
【００８４】
抽出相で被覆された支持構造物の挿入部分のタイプ、太さおよび面積は、同じ支持構造物上で独立して選択および変更され得る。支持構造物が複数の突起を含むときのいくつかの例では、例えば、サンプル内の異なる深さに位置する異なる目的の成分の抽出が望ましいとき、突起の隣接する対それぞれの間に位置する抽出用コーティングは異なる。抽出相で被覆された支持構造物の挿入部分のタイプ、太さおよび面積は、目的の成分を抽出するための全体の時間を短縮するために変化させ得、例えば、抽出相コーティングの表面積の増加およびその厚さの減少は、抽出時間を短縮させ得る。
【００８５】
サンプリング装置が固体もしくは半固体材料内に、または固体もしくは半固体材料を通じて、サンプル内に挿入される速度は、（１）固体もしくは半固体材料のタイプ、（２）サンプルのタイプ、（３）抽出パラメータ、または（４）これらの組み合わせに応じて選択され得る。本開示によるいくつかの例では、挿入速度は、約１ｍｍ／秒〜約９０ｍ／秒、例えば、１ｍｍ／秒、５ｍｍ／秒、１０ｍｍ／秒、５０ｍｍ／秒、１００ｍｍ／秒、５００ｍｍ／秒、１ｍ／秒、５ｍ／秒、１０ｍ／秒、１５ｍ／秒、３０ｍ／秒、４５ｍ／秒、６０ｍ／秒、７５ｍ／秒、９０ｍ／秒であり、または、速度は、上に列挙した速度のいずれか１つから、上に列挙したその他の任意の速度までである。本開示によるいくつかの例では、例えば、（１）固体もしくは半固体材料、サンプル、またはこれらの組み合わせが高い剛性または粘度を有する、（２）高い精度が望ましい、あるいは（３）これらの組み合わせのとき、挿入速度はさらに低い。本開示によるいくつかの例では、例えば、サンプルが繊細で（例えば、脳組織）、サンプルへの損傷を低減することが望ましいとき、挿入速度はさらに低い。本開示による他の例では、例えば、サンプルが生きており、活発で（例えば、魚）、サンプルとの相互作用の時間を短縮する速いサンプリングが望ましいとき、挿入速度はさらに高い。
【００８６】
抽出相コーティングに目的の成分を収着させる時間の量は、（１）目的の成分、（２）サンプルのタイプ、（３）抽出パラメータ、または（４）これらの組み合わせに応じて選択され得る。本開示によるいくつかの例では、抽出相コーティングに目的の成分を収着させる時間の量は、約１分〜約７２時間、例えば、１分、２分、５分、１０分、１５分、３０分、４５分、６０分、６時間、１２時間、１８時間、２４時間、３０時間、３６時間、４２時間、４８時間、５４時間、６０時間、６６時間、７２時間であり、または、時間の量は、上に列挙した時間のいずれか１つから、上に列挙したその他の任意の時間までである。本開示によるいくつかの例では、抽出相コーティングに目的の成分を収着させる時間の量は、検出可能な量の目的の成分の収着を可能にする時間の量である。本開示によるいくつかの例では、例えば、サンプル内の目的の成分の量の測定が望ましいとき、抽出相コーティングに目的の成分を収着させる時間の量は、サンプル内の目的の成分と平衡に達する抽出相コーティングと同等である。本開示によるいくつかの例では、例えば、（１）サンプル内の目的の成分の存在の確認、（２）抽出プロセスの全体の時間の短縮、または（３）これらの組み合わせが望ましいとき、抽出相コーティングに目的の成分を収着させる時間の量は、抽出相コーティングがサンプル内の目的の成分と平衡に達するのに必要な時間の量より少ない。
【００８７】
サンプリング装置がサンプルから引き抜かれる速度は、（１）固体もしくは半固体材料のタイプ、（２）サンプルのタイプ、（３）抽出パラメータ、または（４）これらの組み合わせに応じて選択され得る。本開示によるいくつかの例では、引き抜き速度は、約１ｍｍ／秒〜約１０ｍ／秒、例えば、１ｍｍ／秒、５ｍｍ／秒、１０ｍｍ／秒、５０ｍｍ／秒、１００ｍｍ／秒、５００ｍｍ／秒、１ｍ／秒、５ｍ／秒、１０ｍ／秒であり、または、速度は、上に列挙した速度のいずれか１つから、上に列挙したその他の任意の速度までである。本開示によるいくつかの例では、例えば、（１）固体もしくは半固体材料、サンプル、またはこれらの組み合わせが高い剛性または粘度を有する、（２）固体もしくは半固体材料、サンプル、またはこれらの組み合わせが低い耐久性を有する、（３）高い精度が望ましい、あるいは（４）これらの組み合わせのとき、引き抜き速度はさらに低い。本開示による他の例では、例えば、サンプルが生きており、活発で（例えば、魚）、サンプルとの相互作用の時間を短縮する速いサンプリングが望ましいとき、引き抜き速度はさらに高い。
【００８８】
サンプリング装置は、例えば、（１）固体もしくは半固体材料、サンプル、またはこれらの組み合わせ内の汚染物質のサンプリング装置への付着の低減、（２）生体適合性の改善、（３）挿入中の固体もしくは半固体材料、組織サンプル、またはこれらの組み合わせとの摩擦からの抽出相コーティングの遮蔽の増加、（４）挿入中のサンプルの撹拌または損傷の低減、（５）サンプリング装置の引き抜き中の挿入部分の後縁と、固体もしくは半固体材料、サンプル、またはこれらの組み合わせとの間の相互作用の低減、（６）引き抜き中の挿入部分の後縁と、固体もしくは半固体材料、サンプル、またはこれらの組み合わせとの間の摩擦の低減、あるいは（７）これらの組み合わせが望ましいとき、上塗りとも呼ばれる別のコーティングを含み得る。サンプル上の１つまたは複数の部位から実施できるサンプリングの数を増やすために、サンプル内の汚染物質のサンプリング装置への付着の低減が望ましいことがある。抽出相コーティングがサンプルと接触可能な時間を延ばしたり、またはサンプルの１つの部位から実施できるサンプリングの数を増やしたりするために、改善された生体適合性が望ましいことがある。サンプルの１つまたは複数の部位から実施できるサンプリングの数を増やすために、抽出相コーティングの遮蔽の増加が望ましいことがある。本開示によるいくつかの例では、別のコーティングは、固体もしくは半固体材料、組織サンプル、またはこれらの組み合わせと物理的に相互作用する、サンプリング装置の外面と比較してより滑らかな外面を与え、これは、挿入中の固体もしくは半固体材料、組織サンプル、またはこれらの組み合わせの撹拌または損傷を低減し得る。
【００８９】
別のコーティングは、サンプリング装置の任意の領域を覆い得る。ただし、抽出相コーティングは、目的の成分を収着可能であるものとする。本開示によるいくつかの例では、目的の成分は、抽出相コーティングによって収着される前に、別のコーティングを通じて拡散する。本開示によるいくつかの例では、別のコーティングは、少なくとも抽出相コーティングを覆う。本開示によるいくつかの例では、別のコーティングは、サンプリング装置の表面積の少なくとも約５％、少なくとも約１０％、少なくとも約２５％、少なくとも約５０％、少なくとも約７５％、少なくとも約９０％、少なくとも約９５％または１００％を覆う。
【００９０】
別のコーティングは、少なくとも抽出相コーティング上に被覆され得、抽出相コーティングによる目的の成分の収着を可能にし得る任意の材料であり得る。本開示によるいくつかの例では、別のコーティングは有機ポリマーを含む。本開示によるいくつかの例では、別のコーティングは生体適合性ポリマーコーティングである。生体適合性ポリマーコーティングは、ポリアクリロニトリル、ポリアクリレート、ポリテトラフルオロエチレン、ポリジメチルシロキサン、ポリエチレングリコールまたはこれらの組み合わせを含み得る。
【００９１】
別のコーティングは、（１）過剰な別のコーティングへのサンプリング装置の浸漬、（２）別のコーティングによるサンプリング装置の吹付コーティング、または（３）エレクトロスピニングによってサンプリング装置に塗布され得る。
【００９２】
別のコーティングは、任意の厚さであり得る。ただし、抽出相コーティングは、目的の成分を収着可能であるものとする。本開示によるいくつかの例では、別のコーティングの厚さは、約１．０μｍ〜約１００．０μｍ、例えば、１．０μｍ、２．０μｍ、３．０μｍ、５．０μｍ、１０．０μｍ、２０．０μｍ、３０．０μｍ、４０．０μｍ、５０．０μｍ、６０．０μｍ、７０．０μｍ、８０．０μｍ、９０．０μｍ、１００．０μｍであり、または、厚さは、上に列挙した厚さのいずれか１つから、上に列挙したその他の任意の厚さまでである。本開示によるいくつかの例では、例えば、別のコーティングを通じた目的の成分の拡散の増加および抽出プロセスの感度の向上が望ましいとき、別のコーティングの厚さはさらに薄い。
【００９３】
目的の成分は、任意の検出可能な成分であり得る。本開示によるいくつかの例では、目的の成分は、細菌、ウイルス、細胞内成分、生体高分子、ＤＮＡ、タンパク質、薬物、薬物代謝産物、ホルモン、ビタミン、環境汚染物質、化学物質、細胞またはこれらの組み合わせである。
【００９４】
固相マイクロ抽出サンプリング装置は、サンプルから目的の成分を収着できる任意の装置である。図１Ａ〜図１Ｂに示したサンプリング装置は、本開示によるサンプリング装置の一例である。サンプリング装置（１００）は、目的の成分を抽出するための抽出相（１０４）で少なくとも部分的に被覆された支持構造物（１０２）を有する。支持構造物（１０２）は、固体もしくは半固体材料内に、または固体もしくは半固体材料を通じて、サンプル内に挿入するための挿入部分（１０６）、ならびに非挿入部分（１０８）を有する。挿入部分は、前側（１１２）および後側（１１４）を画定する１個の突起（１１０）を有し、コーティング（１０４）は、突起（１１０）の後側（１１４）に少なくとも位置する。コーティング（１０４）は、突起の後側縁部に隣接し、コーティングが突起に隣接する場合、突起（１１０）は、コーティング（１０４）の厚さの支持構造物（１０２）からの高さで少なくとも突出する。突起（１１０）は、支持構造物の挿入軸（１１６）の方向に挿入中にコーティングを遮蔽する。断面平面Ａ−Ａは、Ｂ−Ｂの断面とほぼ同じサイズである断面を有する装置を示す。断面Ａ−Ａ内のベクトル１１８および１２０の長さは、断面Ｂ−Ｂ内のベクトル１２２および１２３の長さそれぞれとほぼ等しい。破線の矢印は挿入方向を示す。
【００９５】
図２は、本開示による別の実施形態の図である。サンプリング装置（２００）は、ニードル先（２０４）を有するニードル状形状を有する支持構造物（２０２）を有し、支持構造物は、目的の成分を抽出するための抽出相（２０６）で少なくとも部分的に被覆され、支持構造物（２０２）は、支持構造物（２０２）の挿入部分の外周の周りに延び、挿入中にコーティングを遮蔽する突起にコーティングが隣接する場合にコーティング（２０４）の厚さの支持構造物（２０２）からの高さで少なくとも突出する２個の突起（２０８）を有する。破線の矢印は挿入方向を示す。支持構造物は約０．７ｍｍの直径を有し、抽出相コーティングは約１０μｍの厚さを有し、突起の高さは約４μｍである。図３は、図２に示したサンプリング装置の挿入軸に沿った断面平面の図である。
【００９６】
本開示によるいくつかの例では、支持構造物は２個の突起を含み、抽出相コーティングは２個の突起の間に位置する（図２および図３参照）。
【００９７】
図４Ａ〜図４Ｂは、側面図（図４Ａ）中および挿入軸に沿った断面図（図４Ｂ）中の複数の突起を含む本開示によるサンプリング装置の一例を示す。サンプリング装置（４００）は、円柱形状の形状である支持構造物（４０２）を有し、支持構造物は、６個の突起（４０４）を有し、突起（４０４）の隣接する対それぞれの間の抽出相（４０６）で被覆される。破線の矢印は挿入方向を示す。
【００９８】
図５Ａ〜図５Ｂは、側面図（図５Ａ）中および挿入軸に沿った断面図（図５Ｂ）中の複数の突起を含む本開示によるサンプリング装置の一例を示す。サンプリング装置（５００）は、ニードル先端部（５０４）を有するニードル状形状の支持構造物（５０２）を有する。支持構造物（５０２）は、６個の突起（５０６）を有し、突起（５０６）の隣接する対それぞれの間の抽出相（５０８）で被覆される。支持構造物（５０２）の挿入端部に最も近い突起は、ニードル先端部（５０４）の一部に隣接する。破線の矢印は挿入方向を示す。
【００９９】
図６Ａ〜図６Ｂは、側面図（図６Ａ）中および隣接する側面図（図６Ｂ）中の複数の突起を含む本開示によるサンプリング装置の一例を示す。サンプリング装置（６００）は、ブレード状端部（６０４）を有するブレード状形状の支持構造物（６０２）を有する。支持構造物（６０２）は、６個の突起（６０６）を有し、突起の隣接する対それぞれの間の抽出相で被覆される。支持構造物の挿入端部に最も近い突起は、ブレード状端部（６０４）の一部である。破線の矢印は挿入方向を示す。
【０１００】
図７は、複数の突起を有する本開示によるサンプリング装置の一例の図である。サンプリング装置（７００）は、ニードル状形状の支持構造物（７０２）を有する。支持構造物（７０２）は、支持構造物（７０２）の挿入部分の外周の周りに延びる１１個の突起（図の上側の矢印）を有し、突起（７０４）の隣接する対それぞれの間の抽出相（図の下側の矢印）で被覆される。突起の隣接する対の間の距離は様々である。破線の矢印は挿入方向を示す。
【０１０１】
図８は、複数の突起を有する本開示によるサンプリング装置の一例の図である。サンプリング装置（８００）は、円柱形状の形状である支持構造物（８０２）を有する。支持構造物（８０２）は、支持構造物（８０２）の挿入部分の外周の周りに延びる４個の突起（８０４）を有し、突起（８０４）の隣接する対それぞれの間の抽出相（８０６）で被覆される。突起の隣接する対の間の距離は様々である。破線の矢印は挿入方向を示す。
【０１０２】
図９は、別のコーティングを有する挿入軸に沿った本開示によるサンプリング装置の断面図である。サンプリング装置（９００）は、挿入部分（９０４）を有する支持構造物（９０２）を有し、ニードル先端部（９０６）を有するニードル状形状である。支持構造物（９０２）は、２個の突起（９０８）を有し、２個の突起（９０６）の間の抽出相（９１０）で被覆される。挿入部分（９０４）は、別のコーティング（９１２）で被覆される。破線の矢印は挿入方向を示す。
【０１０３】
本開示によるいくつかの例では、例えば、目的の成分の抽出および組織の抽出の組み合わせが望ましいとき、サンプリング装置は、生検針状形状を有し得る。生検針状装置の突起は、組織切断中の剪断力から抽出相を遮蔽する。図１０は生検針状形状装置（１０００）の図であり、これは、生検針端部（１００４）を有する生検針状形状の支持構造物（１００２）を有する。支持構造物（１００２）は、２個の突起（１００６）を有し、２個の突起（１００６）の間の抽出相（１００８）で被覆される。破線の矢印は挿入方向を示す。
【０１０４】
本開示によるサンプリング装置は、例えば、挿入中の固体もしくは半固体材料、サンプル、またはこれらの組み合わせへの侵入の減少が望ましいとき、小型化され得る。図１１は小型サンプリング装置（１１００）の図であり、これは、ニードル先端部（１１０４）を有するニードル状形状の支持構造物（１１０２）を有する。支持構造物（１１０２）は、２個の突起（１１０６）を有し、２個の突起（１００６）の間の抽出相（１１０８）で被覆される。破線の矢印は挿入方向を示す。サンプリング装置は約２００μｍの直径を有し、抽出相コーティングは約１０μｍの厚さを有し、２個の突起の間の距離は約１ｃｍである。
【０１０５】
本開示によるサンプリング装置は、小さい物体、例えば、三次元モデル（３Ｄ）で培養された腫瘍スフェロイドまたは組織をサンプリングするために使用され得る。三次元フォーマットは、二次元モデルよりもはるかに生理学的に関連するため、主として癌研究に導入された。現在、これは腫瘍培養だけでなく、他の病的細胞および生理的細胞ならびに組織にも使用され、これらのモデルから得られる結果は、２Ｄデータよりもｉｎ  ｖｉｖｏ条件とのより良い相関を示す。しかし、２Ｄ培養の分析に日常的に使用されるアッセイの多くは３Ｄシステムと適合しない。２Ｄ培養の分析に日常的に使用されるアッセイの多くは、測定を実施するために、平坦な底面との細胞の直接接触が必要である。３Ｄとして成長するスフェロイドはマトリックスまたは足場に懸濁させ、これは、いくつかの２Ｄ検出器との直接接触を制限する。本開示によるサンプリング装置、例えば、図１１に示した小型サンプリング装置は、２Ｄ培養の分析に日常的に使用されるアッセイの同じ欠点がない可能性がある。上述の通り、サンプリング装置の小型サイズは、組織サンプルにおける切開サイズを小さくし得、組織の損傷を低減し得る。図１２Ａ〜図１２Ｃは、２Ｄ培養（図１２Ａ、１２００）、３Ｄ培養（図１２Ｂ、１２０２）、および３Ｄ培養物に挿入された図１１による小型サンプリング装置（１１００）（図１２Ｃ、１２０２）を示す。前述の通り、サンプリング装置のいくつかの例は、同じサンプルからの複数回の抽出を可能にするように構成され、これはサンプルへの損傷を低減し得るが、それは、いくつかの従来の分析が、複数回の抽出のために化学物質の添加を必要とし、これが増殖を抑制したり、細胞を死滅させたりするからである。本開示のいくつかの例は、従来の分析よりも費用効果が高くなり得るが、その理由は以下で述べる通り、本開示のいくつかの例によるサンプリング装置が、９６ウェルプレートフォーマットなどのハイスループット分析と適合するからである。
【０１０６】
本開示による小型サンプリング装置はまた、多くのサンプルをより効率的に処理するための組織サンプルの分析における並列化およびより高い処理量（ｈｉｇｈｅｒ  ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）も可能にし得る。実施例２および６に示す通り、サンプリング装置の突起は、セプタムを通じて挿入中に抽出相コーティングを遮蔽すると共に、挿入が繰り返される間、抽出相コーティングを遮蔽し、それによって、鞘を必要とするサンプリングデバイスと比較してサンプリングのステップ数を低減し得る。
【０１０７】
本開示によるサンプリング装置は、質量分析計反応容器または脱離ループに連結され得る。図１３は、エレクトロスプレーイオン化（ＥＳＩ）質量分析計（ＭＳ）（１３０４）に連結された脱離チャンバ（１３０２）に連結された本開示によるサンプリング装置（１３００）の図である。サンプリング装置（１３００）は、ニードル先端部（１３１０）を有するニードル状形態の支持構造物（１３０８）、ネジ状の形の１個の突起（１３１２）を有する支持構造物（１３０８）を有し、ネジ山の隣接する対それぞれの間に位置する抽出相（１３１４）で被覆される。サンプリング装置（１３００）は、そのニードル状先端部（１３１０）を、脱離チャンバ（１３０２）の底部に位置する膜（１３１５）の開口部に連結するように構成され、それによって開口部を塞ぎ、脱離チャンバ（１３０２）内の抽出相コーティング（１３１４）を含む空間領域を分離する。脱離チャンバ（１３０２）のサイズは、サンプリング装置のサイズに応じて様々であり得る。脱離チャンバ（１３０２）内の条件もまた、脱離チャンバ（１３０２）内の脱離の全体の時間スケールを短縮するために、例えば、超音波処理および振動などの撹拌条件の適用、ならびに、例えば、温度の上昇による温度の変更によって変更され得る。脱離中、例えば、エレクトロスプレーによって生じる流れと比較して流管（１３１８）からのその流れを増やすことによって、脱離チャンバ（１３０２）は、流体弁に接続された流管（１３１８）からの脱離流体、例えば、溶媒が充填される。後に、エレクトロスプレーによって生じる流れと比較して流管（１３１８）からの流れを減らすことによって、または流管（１３１８）からの流れを完全に止めることによって脱離チャンバ（１３０２）は空にされ、その結果、エレクトロスプレーニードル（１３２０）に入る目的の成分の濃縮プラグが生じ、続いてプルーム（１３２２）が生じ、ここで、イオンが生成する（１３２６）まで高温ガス流（１３２４）によって脱離流体は乾燥され、サイズが小さくなる。次いで、これらのイオンは質量分析計（１３２８）内に進む。
【０１０８】
故障のないデバイスの運転を容易にするために、脱離流体レベルセンサが設置され得る（図示せず）。これは、脱離チャンバ（１３０２）へのサンプリング装置の導入および除去に影響されずにエレクトロスプレー源の運転を可能にし得る。脱離流体を出す間、サンプリング装置（１３００）は脱離チャンバ（１３０２）内に残り得、または、脱離が完了した後、脱離チャンバ（１３０２）から除去され得る。
【０１０９】
（１）目的の成分の濃度を増加させる、（２）エレクトロスプレー流の混合を抑制する、または（３）これらの組み合わせの目的ために脱離溶媒の体積を減少させるため、脱離チャンバ（１３０２）は、サンプリング装置（１３００）の外周に厳密に適合するように構成される。チャンバ内の混合を抑制するために、流管（１３１８）は、エレクトロスプレーニードル（１３２０）の入口近くに位置し得る。混合を抑制するために、開口部を形成する膜は、流管（１３１８）の端部に取り付けられる。
【０１１０】
サンプリング装置の動きは、エレクトロスプレー内への脱離溶媒の動きを制御し得る。本開示によるいくつかの例では、脱離チャンバは、サンプリング装置の前側を受け入れるように適合されている開口部であって、分析装置とのその間で流体連通している開口部を有する膜を含み、膜に向かってサンプリング装置を移動すると、サンプリング装置の前側が膜に連結して流体連通を遮断し、サンプリング装置を移動して膜から離すと、遮断が解除されて流体連通される。図１３中の矢印で示す通り、脱離チャンバ（１３０２）の底部に位置する膜（１３１５）からサンプリング装置（１３００）が移動して離れるとき、膜（１３１５）の開口部はもはや塞がれておらず、溶媒は、開口部を通ってエレクトロスプレー内に流れ得る。サンプリング装置（１３００）が膜（１３１５）に向かって移動するとき、膜の開口部が塞がれ、流体連通は遮断される。
【０１１１】
いくつかの例では、脱離チャンバは、反応容器または液体媒体検出デバイス、例えば、ＵＶ分光計、ＵＶ／Ｖｉｓ分光計、蛍光分光計、赤外分光計およびフォトダイオードアレイに連結される。
【０１１２】
いくつかの例では、いくつかの脱離チャンバは、装置に並列に接続され得、デバイスのよりハイスループットの運転を容易にする。各チャンバ内のオリフィスの開閉は連続的に実施され得、高デューティサイクルの装置の運転を可能にする。いくつかの例では、例えば、ハイスループットが望ましいとき、測定のデューティサイクルをさらに改善するために、９６基質系が９６ウェルプレートと組み合わせて使用され得る。他の例では、例えば、ハイスループットが望ましいとき、測定のデューティサイクルをさらに改善するために、１２基質系が１２ウェルプレートと組み合わせて使用され得る。例えば、高速測定およびハイスループット運転が望ましいとき、脱離チャンバとエレクトロスプレーニードルとの間に圧力差を生じることによってシステム流を加速させるために、ネブライザーガスシステムが使用され得る。脱離時間が、脱離チャンバの内容物のエレクトロスプレーに必要な時間よりもはるかに長い場合、並列運転の手法が有用であり得る。
【０１１３】
上述の脱離および分析システムは、ＭＳ用のエレクトロスプレーインターフェースに限定されない。他のＭＳインターフェース、例えば、サーモスプレー、大気圧化学イオン化（ＡＰＣＩ）もまた使用され得る。さらに、他の分析計、例えば、ナノエレクトロスプレー、サーモスプレー、マイクロエレクトロスプレー、ＡＰＣＩおよびオープンポートプローブ（ＯＰＰ）を含むイオン移動度分光分析（ＩＭＳ）、または光、火炎および他の検出手段を含むフローインジェクション分析システムが使用され得る。
【実施例】
【０１１４】
実施例１−突起は、挿入中に抽出相コーティングを物理的に遮蔽する
突起が抽出相コーティングを遮蔽するか確認するための予備実験を実施した。これらの実験のために、本開示によるサンプリング装置および突起のないサンプリング装置を使用した。図１４Ａ〜図１４Ｂは、本開示による挿入軸に沿った固相マイクロ抽出サンプリング装置（図１４Ａ）および突起のないマイクロ抽出サンプリング装置（図１４Ｂ）の断面図である。図１４Ａは、ニードル先端部（１４０４）を有するニードル状形状の支持構造物（１４０２）を有するサンプリング装置（１４００）を示す。挿入中にＰＡＮを遮蔽するために、支持構造物（１４０２）は２個の突起（１４０６）を有し、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）接着剤（１４０８）に懸濁させた親水性−親油性バランス（ＨＬＢ）粒子で２個の突起の間が被覆されている。拡大図に示したように、３つの確認される断面平面は、サイズがほぼ等しい。支持構造物（１４０２）はまた、直径が約６．５ｍｍで、ａｉｒｓｏｆｔ銃に連結されるように構成されたバッキング（１４１０）も有する。破線の矢印は挿入方向を示す。図１４Ｂは、突起がなく、ニードル先端部（１４５４）を有するニードル状形状の支持構造物（１４５２）、ＨＬＢ−ＰＡＮ（１４５６）で部分的に被覆された支持構造物（１４５２）を有するサンプリング装置（１４５０）を示す。支持構造物（１４５２）は、直径が約６．５ｍｍで、ａｉｒｓｏｆｔ銃に連結されるように構成されたバッキング（１４５８）を有する。破線の矢印は挿入方向を示す。ＨＬＢに対する親和性を示す多種多様な化合物のために、ＨＬＢ−ＰＡＮコーティングを使用した。装置の堅牢性を試験すると共に、迅速な片手のサンプラー導入を容易にするために、装置をカスタム発射体に組み込み、変更されていないａｉｒｓｏｆｔ（商標）銃から魚鱗内に発射した。図１５は、固相マイクロ抽出法の概略図である。サンプリング装置は、そのカバーから取り外され（１５０２）、ａｉｒｓｏｆｔ銃に連結され、約９０ｍ．ｓ−１の速度で至近距離から魚内に発射される（１５０４）。激しい取り扱いをシミュレートし、ｉｎ  ｖｉｖｏ用途向けの速いサンプリングツールとして使用される例示的なサンプリング装置の能力を示すために速度を選択した。約６０分後、サンプリング装置を魚から取り出した（１５０６）。次いで、すべての魚組織を除去するためにサンプリング装置をキムワイプで清浄にし、ｎａｎｏｐｕｒｅ水で約１０秒間すすいだ（１５０８）。洗浄後、サンプリング装置は、分析前の保管のためにそのカバーに元通り挿入される（１５１０）。
【０１１５】
図１６Ａ〜図１６Ｂは、図１４Ａ（上図）に示したサンプリング装置および図１４Ｂ（下図）に示した突起のないサンプリング装置の魚サンプルに挿入前（図１６Ａ）および挿入後（図１６Ｂ）の図である。図１６Ａ〜図１６Ｂに示す通り、抽出相コーティングを遮蔽する突起のないサンプリング装置（下図）は、サンプリング装置からの抽出相コーティングの分離の増加を含め、衝撃および穿刺による損傷がより多かった。逆に、本開示によるサンプリング装置（上図）は、サンプリング装置からの抽出相コーティングの分離の減少を含め、損傷がより少なかった。破線の矢印は挿入方向を示す。
【０１１６】
実施例２−サンプルに接近するためのセプタムの穿刺
穿刺事象の結果生じる化学変化から抽出相コーティングを保護する突起の能力を評価するために、５つの本開示によるサンプリング装置を２組使用して、７つの医薬標的化合物（濃度１５ｎｇ／ｍＬのセルトラリン、フルオキセチン、パロキセチン、ジアゼパム、サルブタモール、ラニチジンおよびコデイン）をスパイクした質量分析計（ＭＳ）グレードの水からの抽出を実施した。サンプルに接近するために、１組のサンプリング装置をまず従来の液体クロマトグラフィー（ＬＣ）オートサンプラープレスリットセプタムに押し通した。一方、第２の組をスパイクした溶液に直接曝露した。
【０１１７】
ボルテックス撹拌を使用して抽出を２分間実施した。完了したら、サンプリング装置をサンプル溶液から取り出し、質量分析計グレードのメタノール中に１５００ｒｐｍで１０分間脱離させた。第２の脱離を実施することによって、サンプリング装置に標的化合物のキャリーオーバーは確認されなかった。これらの標的化合物のＬＣ分離およびＭＳ測定の間、三つ組で注入された各脱離溶液を含む分析法Ｎｏ．１（表１）を使用した。
【０１１８】
図１７Ａ〜図１７Ｃに示す通り、標的化合物に対する方法の応答は一般に、調査したサンプリング装置の両方の組において同等であり、サンプル、洗浄または脱離溶液を封入するためにセプタム付きバイアルが使用されるハイスループット用途において使用されるサンプリング装置の能力を示した。
【０１１９】
【表１−１】
2019508686.tif 000003
【表１−２】
2019508686.tif 000004
【０１２０】
実施例３−サンプリング装置間およびサンプリング装置内の再現性
ボルテックス撹拌下、２分間の抽出を使用して、２０ｎｇ／ｍＬでスパイクした１．５ｍＬのＭＳグレードの水からの抽出を実施することによって、ＨＬＢ−ＰＡＮで被覆された本開示によるサンプリング装置間の再現性を調査した。抽出後、サンプリング装置を１．５ｍＬの質量分析計グレードの水中ですすぎ、メタノール溶液中で脱離させた。分析法Ｎｏ．１を使用した実施例２の機器分析（表１）により、すべてのサンプリング装置にわたって、内部標準補正なしで１４％未満のＲＳＤが観察された（ｎ＝５、図１８Ａ〜図１８Ｇ）。続いて、１５回にわたるセプタム穿刺ベースのサンプリングでサンプリング装置内の再現性を観察した。ここで、３０ｎｇ／ｍＬでスパイクした１Ｍ、ｐＨ＝７．１、リン酸緩衝溶液（ＰＢＳ）からなるサンプル溶液に接近するために、ＨＬＢ−ＰＡＮで被覆された本開示によるサンプリング装置を従来のＬＣオートサンプラープレスリットセプタムキャップに押し通した。ボルテックス撹拌を２分間使用して抽出を実施した。その後、サンプリング装置を１．５ｍＬのＭＳグレードの水中ですすぎ、メタノール溶液中で脱離させた。分析法Ｎｏ．１を使用した実施例２の機器分析（表１）により、試験したすべての化合物において、内部標準補正を使用せずに１３％未満のＲＳＤが観察された。この観察の例外はサルブタモールのものであり、サンプリング装置内の％ＲＳＤは２１と示されたが、おそらく、抽出された化合物が比較的少量だったためである（表２参照）。
【０１２１】
【表２】
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【０１２２】
実施例４−擬似ハイスループット用途における血漿からの医薬品の抽出
ヒト血漿に医薬品カルバマゼピン、ラニチジン、ジアゼパムおよびモネンシンを７５ｎｇ／ｍＬの濃度でスパイクした。次いで、スパイクしたサンプルの均質性を確保するために、スパイクした血漿を４００ｒｐｍで５時間撹拌した後、琥珀色の２ｍＬバイアルに１．６ｍＬの一定分量に分けた。抽出を実施する前に、３つの本開示によるサンプリング装置および３つの混合モードＳＰＭＥ繊維を５０：５０  メタノール：水中、１２００ｒｐｍで３０分間コンディショニングした。コンディショニング溶液バイアルセプタムキャップのセプタムを通じてサンプリング装置を引き、次いで、スパイクした血漿サンプルが入った２ｍＬバイアルのセプタムを刺すことにより、サンプリング装置を使用した抽出を実施した。次いで、このサンプリング装置／サンプルバイアルアセンブリを４分間ボルテックスした。次いで、サンプリング装置を、サンプルバイアルのセプタムを通じて引き、１．６ｍＬのＭＳグレードの水を含む洗浄溶液のセプタムに押し通し、５秒間ボルテックスし、次いで、この洗浄ステップを新しい洗浄バイアルで繰り返した。次いで、サンプリング装置を、洗浄バイアルのセプタムを通じて引き、ギ酸０．１％を含む１．５ｍＬの４：１  メタノール／アセトニトリルが入った２ｍＬバイアルのセプタムに押し通し、１５００ｒｐｍで３０分間撹拌した。３つの混合モードＳＰＭＥ繊維については、抽出、洗浄および脱離の条件はサンプリング装置と同じであったが、コーティングがキャップのセプタムを通じて引かれたり、またはキャップのセプタムに押し通されたりしないように、混合モードＳＰＭＥ繊維を除去し、セプタムを通じて引き、次いで、新しいキャップに逆に押し通す必要があったため、バイアルのキャップは各ステップの後に取り外して交換した。第２の脱離を実施することによって、サンプリング装置および繊維に分析物のキャリーオーバーは確認されなかった。次いで、三つ組で注入された各脱離溶液を含む、実施例２で概説した分析法Ｎｏ．１（表１）を使用して脱離溶液を分析した。
【０１２３】
概念実証として、サンプリング装置がハイスループット分析を実施できるか確認することが重要であった。ハイスループットＳＰＭＥ分析法は、サンプリング、すすぎおよび抽出の手順を含む複数のステップを含むことが多いため、これらの溶液が密封されたバイアル内に収容され得、ハイスループットＳＰＭＥ用途において典型的に使用されるオープンベッド９６ウェルプレートとは対照的に蒸発による溶媒の損失を制限するので、サンプリング装置が適切であろう。さらに、サンプリング装置は、別の支持体、またはサンプルバイアルのセプタムを予備穿刺するためのデバイスを必要としないため、この種の方法を実行するためのハードウェアは、オープンベッド９６ウェルプレート用途に既に利用可能な既存のデバイスに行われる改変に限定されるであろう。概説した通り、この特定の調査の手順は、いずれか１回のハイスループット実験においてサンプリング装置に加わるこの種の応力の大部分を占めるであろう（バイアルを通じた溶液内への）４回の穿刺事象、および（セプタムを通じて引き、溶液から取り出す）４回の引き抜き事象を含んでいた。図１９は、この特定の調査の結果を表し、この調査では、カルバマゼピン、ラニチジン、ジアゼパムおよびモネンシンをスパイクしたヒト血漿の分析においてＨＬＢ−ＰＡＮサンプリング装置を市販の混合モードＳＰＭＥ繊維と比較した。
【０１２４】
すべての標的分析物においてこの方法の応答がより高かったので、実験条件下のＨＬＢサンプリング装置の性能は、市販の混合モードＳＰＭＥ繊維の性能よりも高かった。さらに、サンプリング装置の再現性は混合モードＳＰＭＥ繊維よりも良く、カルバマゼピン、ラニチジン、ジアゼパムおよびモネンシンの％ＲＳＤはそれぞれ８、３５、１１および１８であったが、ＳＰＭＥニードルが示した％ＲＳＤはそれぞれ１５、２２、９および９であった。
【０１２５】
実施例５−サケ組織を使用したサンプリング装置のｉｎ  ｖｉｖｏ用途
実施例３および４においてサンプリング装置の堅牢性および再現性を示す実験検証を完了後、ｉｎ  ｖｉｖｏサンプリングについて本開示によるサンプリング装置を試験した。これを示すため、混合モードＳＰＭＥ繊維との比較調査において、サケ中の多価不飽和脂肪酸（ＰＵＦＡ）であるドコサヘキサエン酸（ＤＨＡ）、エイコサペンタエン酸（ＥＰＡ）およびアラキドン酸（ＡＡ）の標的分析に対してサンプリング装置を三つ組で適用した。サンプリング装置は、ＨＬＢ−ＰＡＮまたはＣ１８−ＰＡＮで被覆され、ＳＰＭＥ繊維は、強カチオン交換官能化された疎水性コーティングで被覆された。
【０１２６】
サンプルマトリックスについては、新鮮な冷蔵サーモンステーキを地元の食料品店から購入し、抽出前に室温に達するよう１時間放置した。サンプリング装置および繊維（それぞれの場合においてｎ＝３）をサーモンステーキの表面に挿入した。繊維を挿入し、抽出が行われるようマトリックス内に１時間放置した。堅牢なサンプリング装置を最大限に活かすために、別の３つのＨＬＢ−ＰＡＮサンプリング装置を保護肉から下層組織内に１時間押し通した（保護鞘ニードルまたはハウジングを使用しなければＳＰＭＥ繊維では不可能な操作）。抽出後、ボルテックス撹拌を使用して、サンプリング装置およびＳＰＭＥ繊維をＭＳグレードの水中で５秒間、２回洗浄し、１００％アセトニトリル中、１５００ｒｐｍで１時間脱離させた。分析のために、アセトニトリル脱離溶液のフルループ１０μＬ注入を実施した。第２の脱離によって、試験したサンプリング装置およびＳＰＭＥ繊維において分析物のキャリーオーバーが起こらなかったことが確認された。表３で概説した分析法Ｎｏ．２を使用して脱離溶液を分析した。
【０１２７】
【表３−１】
2019508686.tif 000006
【表３−２】
2019508686.tif 000007
【０１２８】
この調査は、ＨＬＢコーティングサンプリング装置が、Ｃ１８コーティングサンプリング装置、および以前の未発表のｉｎ  ｖｉｖｏ魚組織調査において使用された混合モードＳＰＭＥ繊維（ｎ＝３、図２０）の３〜４倍、ＰＵＦＡを抽出したことを示す。
【０１２９】
さらに、ＨＬＢサンプリング装置を保護外皮に押し通すプロセスはＰＵＦＡ抽出に影響しないことが示された（図２１）。この実験では、保護組織に押し通されたサンプリング装置（ｎ＝３）の性能が、筋肉組織に直接押し入れられたサンプリング装置と比較された。興味深いことに、皮膚を穿刺したサンプリング装置は、筋肉組織に直接押し入れられたサンプリング装置よりも幾分多量のアラキドン酸を抽出するように見受けられた。この差は大きくはないかもしれないが、この観察に対する可能性のある１つの仮説は、組織の表面に近いほど、またはむしろ鱗に近いほどアラキドン酸のレベルが高い可能性があるということである。いずれにせよ、サンプリング装置は、使いやすく、未加工の全組織の分析、したがって、ｉｎ  ｖｉｖｏ用途のための従来のＳＰＭＥ繊維と同程度に再現性のある方法を提供し得る。
【０１３０】
実施例６−突起は、複数回の挿入中に抽出相コーティングを物理的に遮蔽する
サンプリング装置の真の堅牢性を確認するために、サンプリング装置を使用して、サーモンステーキの保護組織を通じた直接穿刺による保護組織の繰り返し穿刺を実施した。本開示によるサンプリング装置を手作業で保護組織に押し通し、次いで除去した。除去した後、装置に１００％アセトニトリル中、１２００ｒｐｍで約１時間脱離を行い、続いて実施例５に記載の洗浄およびプレコンディショニングを行った後、再び保護組織に押し通した。９回の穿刺事象の間、このプロセスを繰り返した。実験では５つの別々のサンプリング装置を利用し、それぞれが９回の穿刺の間使用された。ほぼ間違いなく、ｉｎ  ｖｉｖｏサンプリング装置は一回使用の装置になるであろうが、これらの条件下でも装置への著しい機械的損傷の発生は試験の間に観察されなかった。
【０１３１】
実施例７−ＰＡＮの上塗りを有するサンプリング装置
この予備作業において、生体サンプルマトリックスからの繰り返し抽出の後、タンパク質などのマトリックス分子、および生物付着プロセスに関連する他の化合物の付着の結果、本開示によるいくつかのサンプリング装置の応答が低下し得ることが認められた。そのため、サンプリング装置の挿入部分上に別のコーティング、例えば、滑らかな層を提供する手段として、上塗りのプロセスを調査した。この滑らかな表面特性は、マトリックスの付着を制限し、したがって、生体適合性コーティングを向上させると共に、被覆堅牢性のためのマトリックスと抽出用コーティングとの間の障壁となり得、サンプル内で失われるコーティングの量を低減させる。ここで、ＰＡＮで上塗りされたその挿入部分を有するサンプリング装置を、上塗りされていないサンプリング装置と比較した。すべてのサンプリング装置を、同じ寸法のＨＬＢ抽出用コーティングで被覆した。（上塗りありと上塗りなしの）各タイプの４つのサンプリング装置をサケ組織に直接押し入れた。抽出、洗浄、脱離および分析を実施例５のように実施した。４回の繰り返し抽出の間、各サンプリング装置を順番に使用した。
【０１３２】
図２２Ａ〜図２２Ｂに示した実験データは、ＰＡＮの上塗りのないサンプリング装置が、複数回使用の間に抽出されたＰＵＦＡの量の減少を示したことを示す。しかし、この抽出量の減少は、ＰＡＮの上塗りを有するサンプリング装置では観察されなかった。この観察は、滑らかなＰＡＮの上塗りを有するサンプリング装置を適用すると、サンプリング生体マトリックスに関連するマトリックス効果の低減が示すように、生体適合性が確かに向上するという結論を導く。さらに、抽出用コーティングを支持するために使用される何らかの固体基材を覆い、それによって、抽出が行われている間に固体基材が示し得る何らかの生物活性または他の活性を制限する完全に滑らかな表面を実現するために、装置全体を上塗りするように別の上塗りが利用され得る。
【０１３３】
実施例８−脳腫瘍からのｉｎ  ｓｉｔｕ抽出
本開示によるサンプリング装置の性能および適用性を評価するために、２つの異なるタイプの脳腫瘍、髄膜腫および神経膠腫からのｉｎ  ｓｉｔｕ抽出を実施した。８つのサンプリング装置を使用し、髄膜腫脳腫瘍用の４つおよび神経膠腫脳腫瘍用の４つをメタノール／水  １：１  ｖ／ｖ中で一晩プレコンディショニングし、次いで、ＬＣ−ＭＳグレードの水中で素早くすすいで（５秒間浸漬、撹拌なし）、可能性のある有機溶媒残留物を表面から除去し、続いて所与の腫瘍に３０分間挿入した。抽出後、ボルテックス撹拌を使用して、各タイプの腫瘍に使用した２つのサンプリング装置をＬＣ−ＭＳグレードの水で洗浄し、同じ撹拌条件を使用して、残りのサンプリング装置を１０％アセトンで洗浄した。次いで、得られた抽出物に対して、Ｑ−Ｅｘａｃｔｉｖｅ  Ｆｏｃｕｓ  Ｏｒｂｉｔｒａｐ質量分析計を使用して、ｍ／ｚ  ８０〜１０００の走査範囲設定でＥＳＩ正モードのＬＣ−ＭＳ分析を行った。表４で概説した分析法Ｎｏ．３を使用して脱離溶液を分析した。
【０１３４】
【表４】
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【０１３５】
得られた結果は、サンプリング装置が、バランスがとれた代表的な分析物範囲を実現することを示したが、これは、調査したサンプル／コホート間のメタボロームの違いの区別を可能にする。実験において、脳腫瘍抽出物中、平均４２９９の分子の特徴が検出されたが、これはおよそ１４７の化合物を意味する。化合物の範囲は、保持時間（ＲＴ）１．０５分によって特徴づけられる極性種からＲＴ  ３０．０６分の疎水性種までであった（図２３）。繰り返しで抽出された２つの異なる腫瘍サンプル間の分離は、図２４に示す通り、試験したＳＰＭＥ手順（１０％アセトン洗浄および水洗浄）の両方で観察された。
いくつかの化合物は、髄膜腫サンプルおよび神経膠腫サンプルの判別において統計的有意性（Ｐ＜０．０５および１＜ｌｏｇ２倍率変化）＜−１）を示した（図２５）が、これは、バイオマーカー解析におけるサンプリング装置の使用の可能性を示す。調査した脳腫瘍サンプル中の例示的な化合物のアップまたはダウンレギュレーションを図２６Ａ〜図２６Ｂに示した。仮同定は、差異を生じる代謝産物のいくつか、例えば、５−オキソプロリナ（ピログルタミン酸）が、脳腫瘍診断において潜在的価値のある化合物として文献において既報であったことを明らかにした。
【０１３６】
実施例９−被覆された生検針の実験
被覆された生検針の実験の一般的なワークフローは実施例８の脳腫瘍の分析手順と同一であった。ただし、コーティング全体の浸漬を向上させるために１．５ｍＬに増加した脱離溶媒の体積を除く。上で説明の通り、被覆された生検針およびサンプリング装置の主な違いは、後者の場合における組織引き抜きのないサンプリングの使用、および被覆された生検針の接近に伴って採取される生検サンプルが消費されないそのサンプルのサンプリングであり、したがって、生検サンプルをルーチン分析でさらに試験できる。ここで、ギロチン生検針の標準的な生検手順を使用して髄膜腫組織の断片を採取した。本開示によるサンプリング装置を組織に挿入中に外側生検鞘内に固定し、組織に入ったら、抽出が行われるように鞘を引き戻してサンプリング装置の挿入部分を曝露した。抽出後、サンプリング装置の抽出相コーティング上にある組織の薄層を鞘の鋭い先端部が切断するように鞘を順方向に引いた。切断後、サンプリング装置を組織から引き抜いた。図２７Ａは、サンプリング採取および成分抽出の間の図である。図２７Ｂは、サンプリング採取および成分抽出の後の図である。抽出中、生検針の外側部分は、汚染または乾燥からサンプルを保護する。
【０１３７】
代謝産物を確実に抽出するため、サンプルを抽出相コーティング上に３０分間保持した。その時間の後、組織サンプルをサンプリング装置から除去し、サンプリング装置のコーティング部分を１０％アセトンで洗い、次いで、実施例８に記載の脱離を行った。表４に記載の通りＳＰＭＥニードルを使用する脳腫瘍の分析用に記載のＬＣ／ＭＳ条件を使用して抽出物を分析した。
【０１３８】
実験の結果は、サンプルを消費することなく生検サンプルからの組織の代謝プロファイルを実施するための手法の適用性を示した。分析物範囲は、ＲＴが１．０５の極性の代謝産物から２６．２９までバランスがとれていた（図２８）。分子の特徴および同定された化合物の数はそれぞれ１７４０および３６７であった。これは、メタボロミクス解析およびバイオマーカー解析用のサンプリング装置の可能性を示し、追加で組織を採取することなくルーチンの組織学的検査のポートフォリオを豊かにする。
【０１３９】
先の説明において、説明の目的のために、実施例を十分に理解できるようにするために多くの詳細が記載されている。しかし、これらの特定の詳細は必要ではないことが当業者には明らかになるであろう。上述の実施例は、単に実施例であることが意図される。当業者によって特定の実施例に改変、修正および変形が行われ得る。特許請求の範囲は、本明細書に記載の特定の実施例によって限定されるべきではなく、全体として本明細書と一致するよう解釈されるべきである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１８Ｄ】
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【図１８Ｅ】
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【図１８Ｆ】
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【図１８Ｇ】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６Ａ】
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【図２６Ｂ】
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【図２７Ａ】
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【図２７Ｂ】
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【図２８】
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【国際調査報告】
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