(57)【要約】  示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を用いて試料の熱的性質を決定する方法は、第一分離液と、試料プラグと、第二分離液とを試料セルの中に注入することと、を含む。前記第一分離液と前記試料プラグとは第一分離境界面を有し、前記試料プラグと前記第二流体とは第二分離境界面を有する。前記方法は、リファレンス流体をリファレンスセルの中に注入することと、前記試料セルおよび前記リファレンスセルを加熱することと、ＤＳＣ分析を用いて試料の熱的性質を決定することと、をさらに含む。
2019514029.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一分離液と、試料プラグと、第二分離液とを試料セルの中に注入することと、
リファレンス流体をリファレンスセルの中に注入することと、
前記試料セルと前記リファレンスセルを加熱することと、
ＤＳＣ分析を用いて試料の熱的性質を決定することと、を含み、
前記第一分離液と前記試料プラグとは第一分離境界面を有し、前記試料プラグと前記第二流体とは第二分離境界面を有する、
示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を用いて試料の熱的性質を決定する方法。
【請求項２】
前記第一分離液および前記第二分離液は水と混和しない、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第一キャリア液と第二キャリア液とを前記試料セルに注入することを含み、前記第一キャリア液は前記第一分離液とともに第一キャリア境界面を有し、前記第二キャリア液は前記第二分離液とともに第二キャリア境界面を有する、
請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記リファレンス流体を注入することは、第三分離液と、リファレンスプラグと、第四分離液とを前記リファレンスセル内に注入することを含み、前記第三分離液と前記リファレンスプラグとは第三分離境界面を有し、前記リファレンスプラグと前記第四分離液とは第四分離境界面を有する、
請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記リファレンス流体を注入することは、第三キャリア液と第四キャリア液とを前記試料セル内に注入することを含み、前記第三キャリア液は前記第三分離液とともに第三キャリア境界面を有し、前記第四キャリア液は前記第四分離液とともに第四キャリア境界面を有する、
請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第一分離液、第二分離液、第三分離液、および第四分離液のうち少なくとも１つが非圧縮性および／または不活性である、
請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第一分離液、第二分離液、第三分離液、および第四分離液のうち少なくとも１つがシリコンオイルを有する、
請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記試料プラグ内の試料の容量は５μｌから１０μｌの間である、
請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記試料は水溶液を含み、前記水溶液内の試料の濃度は１００ｍｇ／ｍｌより大きい、
請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記試料セルの加熱後に前記キャリア液の飽和圧力未満まで前記試料セルを減圧することを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記試料セルを前記キャリア液の飽和圧力を超えるように再度加圧することと、前記試料内の圧力を前記キャリア液の飽和圧力未満まで再度減圧することとを含む、
請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
示差走査熱量測定システムをクリーニングする方法であって、
前記システムは試料セルの中に流体を有し、前記方法は前記流体の飽和圧力未満まで前記試料セル内の圧力を減圧することを含む、
示差走査熱量測定システムをクリーニングする方法。
【請求項１３】
前記試料セルを前記流体の飽和圧力を超えるように再度加圧することと、前記流体の飽和圧力未満まで前記試料セル内の圧力を再度減圧することとを含む、
請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記試料セルは、５０ｐｓｉａ（３４０ｋＰａ（絶対値））よりも大きい圧力から１５ｐｓｉａ（１００ｋＰａ（絶対値））未満の圧力まで減圧される、
請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
試料セルヒータと熱的に連通している試料セルと、
リファレンスセルヒータと熱的に連通しているリファレンスセルと、
前記試料セルおよび前記リファレンスセルと流体連通している試料注入サブシステムと、を有し、
前記試料注入サブシステムは、第一分離液と、試料プラグと、第二分離液とを試料セル内に注入するために動作可能であり、前記第一分離液と前記試料プラグとは第一分離境界面を有し、前記試料プラグと前記第二分離液とは第二分離境界面を有する、
示差走査熱量測定システム。
【請求項１６】
前記試料注入サブシステムは、第一キャリア液と第二キャリア液とを前記試料セル内に注入するために動作可能であり、前記第一キャリア液は前記第一分離液とともに第一キャリア境界面を有し、前記第二キャリア液は前記第二分離液とともに第二キャリア境界面を有する、
請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記試料注入サブシステムは、
試料プラグを前記試料セル内に注入するために動作可能な試料注入器と、
第一分離液および／または第二分離液を前記試料セル内に注入するために動作可能な分離液注入器と、を有する、
請求項１５に記載のシステム。
【請求項１８】
前記試料注入サブシステムは、流体注入管と、キャリア液源と、切り替えバルブと、を有し、前記流体注入管は、前記キャリア液源および前記切り替えバルブと流体連通しており、前記切り替えバルブは、前記試料セルまたは前記リファレンスセルと流体連通するように前記流体注入管を配置するために動作可能であり、
前記分離液注入器は、前記キャリア液源と前記切り替えバルブとの間で分離液源および前記流体注入管と切り替え可能に連通している第一流体素子を有し、前記分離液注入器は、前記第一流体素子からの分離液を前記流体注入管におけるキャリア液の流れの中に注入するために動作可能であり、
前記試料流体注入器は、前記分離液注入器と前記切り替えバルブとの間で試料源および前記流体注入管と切り替え可能に連通している第二流体素子を有し、前記試料注入器は、前記第二流体素子からの試料を前記流体注入管における分離液の流れの中に注入するために動作可能である、
請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記試料セルと流体連通している圧力サブシステムを有し、前記圧力サブシステムは、第一圧力において第一容量を有し、第二圧力において第二容量を有し、前記圧力サブシステムは、前記分離液および／または前記キャリア液の前記飽和圧力未満の圧力に前記試料セルを減圧するために動作可能である、
請求項１５に記載のシステム。
【請求項２０】
試料セルヒータと熱的に連通している試料セルと、
リファレンスヒータと熱的に連通しているリファレンスセルと、
前記試料セルと流体連通している圧力サブシステムと、を有し、
前記圧力サブシステムは、少なくとも５０ｐｓｉａ（３４０ｋＰａ（絶対値））から１５ｐｓｉａ（１００ｋＰａ（絶対値））以下まで前記試料セル内の圧力を急速に減圧するために動作可能である、
示差走査熱量測定システム。
【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］
本願は、２０１６年４月１９日に出願された米国特許出願番号第１５／１３２，８５９号の利益を主張し、その開示内容は参照により本願に援用される。
【０００２】
［発明の技術分野］
本発明は、示差走査熱量測定を行う方法及び示差走査熱量測定装置に関する。
［背景技術］
治療タンパク質を含む薬剤を調剤するとき、タンパク質溶液の融解温度および／または熱容量などの安定性指標を知ることが時に必要である。そのような試料の熱的性質を決定する方法として、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）が知られている。
【０００３】
一般的なキャピラリーＤＳＣシステムは、２つの管またはセルを有し、１つは試料用であり、もう１つはリファレンス用である。それぞれの管は、ハブに巻かれコイル状に形成される。このシステムでは、これらのハブに置かれたヒータにより２つのセルそれぞれが加熱され、かつ、例えば、これらのハブの間に配置されたペルティエ素子を使って、試料セルとリファレンスセルとの間の温度勾配がモニターされる。温度差は、セルが平衡状態に戻るようにヒータを駆動する、フィードバックループを駆動するのに使われ得る。または、その代わりに、このシステムが、通電により受動的に平衡状態に戻るように放置され得る。このシステムの温度に対する温度勾配のサーモグラムは、例えば、タンパク質溶液の融解温度または熱容量を測定するために使うことができる。
【０００４】
タンパク質溶液の中には、高濃度試料が十分に高い温度まで熱せられると、ゲルを形成するものがある。ゲル形成温度は、低温でのタンパク質の安定性を推測するために用いることができる。しかし、ゲルが形成されるという傾向により、高濃度タンパク質試料を分析することは以前から難しかった。ゲルは、試料セルを遮断するだけでなく、一旦形成されると、きれいにクリーニングすることが大変難しい。タンパク質溶液の中のタンパク質の濃度が高くなればなるほど、全てのゲルを取り除くことが難しくなる。
【０００５】
試料セルからゲルを取り除く既存の方法としては、発煙硝酸を用いて手作業で除去する方法がある。一般に、作業者は、ピペットを用いて試料セルに酸を滴下し、酸によって追いやられたゲル廃物を取り除く。この工程は、全てのゲルが分解されるまで複数回繰り返される必要があり、おそらく、完了するのに数時間かかる。また、発煙硝酸は健康被害のある溶液であり、発煙硝酸への短い暴露であっても、作業者にとっては永続的な損傷を引き起こし得る。 
試料セルからタンパク質ゲルを取り除くことは難しいため、従来のＤＳＣシステムは、通常、約１ｍｇ／ｍｌのタンパク質濃度を有するタンパク質溶液の測定に限定される。しかし、治療タンパク質溶液はより高いタンパク質濃度で配合されるので、例えば１００ｍｇ／ｍｌ以上など、より高い濃度のタンパク質溶液の熱的性質を測定する必要がある。
【０００６】
［発明の概要］
本発明の第一局面によると、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を用いて試料の熱的性質を決定する方法が提供される。この方法は、第一分離液と、試料プラグと、第二分離液とを試料セルの中に注入することと、リファレンス流体をリファレンスセルの中に注入することと、前記試料セルと前記リファレンスセルを加熱することと、ＤＳＣ分析を用いて試料の熱的性質を決定することと、を含み、前記第一分離液と前記試料プラグとは第一分離境界面を有し、前記試料プラグと前記第二流体とは第二分離境界面を有する。
【０００７】
上記方法により、タンパク質溶液などの少量で高濃度の試料を使用することができる。少量の試料は、たとえそれがゲルを形成していても、試料セルから簡単に除去できる。少量の試料の場合、確実に検知可能なＤＳＣ測定を実施するためには、試料プラグ内で高濃度の試料を維持する必要がある。試料プラグのいずれ側の第一分離液および第二分離液も、試料の水力学的分散を阻止してもよい。よって、試料プラグ内の試料の濃度が維持され、かつ、少量の除去可能な試料においてＤＳＣ測定が実施可能である。
【０００８】
いくつかの実施形態では、前記第一分離液および前記第二分離液は水と混和しなくてもよい。例えば、水と混和しない流体は、流体と水との間の境界面で溶液を形成することなく、境界面を維持する物であってもよい。本発明に関しては特に、水と混和しない流体は、水溶液を含む試料プラグと第一分離境界面または第二分離境界面を維持する流体であってもよい。そのような分離液は、ＤＳＣ測定の間、タンパク質溶液などの試料溶液の濃度を（例えば、蒸発を阻止することにより、）試料プラグの中で十分に維持してもよい。
【０００９】
いくつかの実施形態では、前記方法は、第一キャリア液と第二キャリア液とを前記試料セルに注入することを更に含む。前記第一キャリア液は前記第一分離液とともに第一キャリア境界面を有し、前記第二キャリア液は前記第二分離液とともに第二キャリア境界面を有する。第一および／または第二キャリア液は、例えば、水であってもよい。
【００１０】
試料がタンパク質溶液のような水溶性の試料溶液を含む場合、水は試料溶液と混和し、試料プラグを薄めてしまうので、水は適切な分離液ではない。しかし、通常、ＤＳＣシステムは、水を用いて温度調節を較正する（かつ、開ループモードで作動し、特定の温度勾配率に到達するために、水である試料に依拠する）。よって、これらの実施形態では、試料セルは、最初は水で充満させてもよく、システム較正に適合させ、水キャリア液を試料プラグから分離する分離液を有し、かつ、試料プラグ内の試料濃度を維持することができる。
【００１１】
いくつかの実施形態では、前記リファレンス流体を注入することは、第三分離液と、リファレンスプラグと、第四分離液とを前記リファレンスセル内に注入することを含み、前記第三分離液と前記リファレンスプラグとは第三分離境界面を有し、前記リファレンスプラグと前記第四分離液とは第四分離境界面を有する。代わりにまたは追加的に、前記リファレンス流体を注入する工程は、第三キャリア液と第四キャリア液とを前記試料セル内に注入することを有し、前記第三キャリア液は前記第三分離液とともに第三キャリア境界面を有し、前記第四キャリア液は前記第四分離液とともに第四キャリア境界面を有する。この方法によると、リファレンスセル内の流体が試料セル内の流体と可能な限り近接して調和することが確実となる。
【００１２】
いくつかの実施形態では、前記第一分離液、第二分離液、第三分離液、および第四分離液のうち少なくとも１つが非圧縮性および／もしくは不活性であってもよい。 非圧縮性流体は、例えば、ＮＩＳＴ  ＳＴＰ（米国国立標準技術研究所の標準温度および圧力）で少なくとも０．１ＧＰａの体積弾性係数を有する流体であってもよい。不活性流体は、例えば、試料セル、試料プラグ、および／またはキャリア液と化学反応を引き起こさない流体であってもよい。前記第一分離液、第二分離液、第三分離液、および／または第四分離液は、ＤＳＣシステムの稼働状態では熱相変化を呈さなくてもよい。
【００１３】
いくつかの実施形態では, 前記第一分離液、第二分離液、第三分離液、および第四分離液のうち少なくとも１つがシリコンオイルであるであってもよい。分離液のいずれかが空気であってもよい。シリコンオイルは気液境界面にて試料プラグからの蒸発を阻止し、かつ、シリコンオイルの熱容量は、試料プラグ内の水溶性試料溶液の熱容量とより近接して一致しているので、シリコンオイルは空気よりも好ましい。もしくは、前記第一分離液、第二分離液、第三分離液、および第四分離液のうち少なくとも１つは、鉱油、または、ブタノールやペンタノールなどの分子炭素鎖内に４つ以上の炭素原子を含むアルコールであってもよい。鉱油は、ミネラル源から生成されるいずれの油でもよく、特に、石油の蒸留によって生成された油であってもよい。
【００１４】
いくつかの実施形態では、前記試料プラグ内の試料の容量は５μｌから１０μｌの間である。
いくつかの実施形態では、前記試料は水溶液を含み、前記水溶液内の試料の濃度は１００ｍｇ／ｍｌより高くてもよい。
【００１５】
いくつかの実施形態は、前記試料セルの加熱後に前記キャリア液の飽和圧力未満まで前記試料セルを減圧する工程をさらに有する。試料セルは、ＤＳＣ測定の一部として加熱されてもよく、または、ＤＳＣ測定から独立して加熱されてもよい。いくつかの実施形態では、試料セルの圧力が減圧されている間、試料セルの温度は一定の温度で維持されてもよく、または、ある設定温度より高い温度で維持されてもよい。例えば、試料セルの温度は、１１０℃以上で保たれ、または維持されてもよい。試料セルの減圧は、試料セルを急速に減圧することを含んでもよい。例えば、試料セルの圧力は、１秒足らずの時間で高圧から低圧に減圧されてもよい。
【００１６】
キャリア液の飽和圧力未満に試料セルの圧力を減圧することにより、キャリア液が沸騰する。沸騰中に生成される圧力パルスは、試料セル内の残留物に機械的な力を及ぼす。例えば、試料が、ゲルを形成したタンパク質溶液を有していた場合、沸騰による圧力パルスは、ゲルを破壊する力を生み出し、試料セルのクリーニングを容易にする。
【００１７】
さらに、これらの実施形態では、前記キャリア液の飽和圧力を超えるように、前記試料セルを再度加圧する工程と、前記キャリア液体の飽和圧力未満まで前記試料セルの圧力を再度減圧する工程とを更に有してもよい。
【００１８】
本発明の第二局面によると、試料セルの中に流体を有する示差走査熱量測定システムをクリーニングする方法が提供され、その方法は、前記流体の飽和圧力未満まで前記試料セルの圧力を減圧することを含む。
【００１９】
前記方法は、試料セルを加熱することをさらに含んでもよい。いくつかの実施形態では、試料セルの圧力が減圧されている間は、試料セルの温度は一定温度または設定温度より高い温度で保たれてもよい。例えば、試料セルの温度は、１１０℃以上で保たれ、または維持されてもよい。試料セルの減圧は、試料セルを急速に減圧することを含んでもよい。例えば、試料セル内の圧力は、１秒足らずの時間で高圧から低圧に減圧されてもよい。
【００２０】
いくつかの実施形態では、前記流体の飽和圧力を超えるように前記試料セルを再度加圧する工程と、前記流体の飽和圧力未満まで前記試料セル内の圧力を再度減圧する工程とをさらに有してもよい。
【００２１】
第一局面または第二局面の実施形態では、前記試料セルは、５０ｐｓｉａ（３４０ｋＰａ（絶対値））よりも大きい圧力から１５ｐｓｉａ（１００ｋＰａ（絶対値））未満の圧力まで減圧されてもよく、または、７０ｐｓｉａ（４８０ｋＰａ（絶対値））よりも大きい圧力から２ｐｓｉａ（１４ｋＰａ（絶対値））未満の圧力まで減圧されてもよい。
【００２２】
本発明の第三局面によると、試料セルヒータと熱的に連通している試料セルと、リファレンスセルヒータと熱的に連通しているリファレンスセルと、前記試料セルおよび前記リファレンスセルと流体連通している、試料注入サブシステムとを有する示差走査熱量測定システムが提供される。前記試料注入サブシステムは、第一分離液と、試料プラグと、第二分離液とを試料セル内に注入するために動作可能であり、前記第一分離液と前記試料プラグとは第一分離境界面を有し、前記試料プラグと前記第二分離液とは第二分離境界面を有する。
【００２３】
いくつかの実施形態では、前記試料注入サブシステムは、第一キャリア液と第二キャリア液とを前記試料セル内に注入するために動作可能であってもよく、前記第一キャリア液は前記第一分離液とともに第一キャリア境界面を有し、前記第二キャリア液は前記第二分離液とともに第二キャリア境界面を有する。
【００２４】
いくつかの実施形態では、試料注入サブシステムは試料注入器を有してもよく、前記試料注入器は、試料プラグを前記試料セル内に注入するために動作可能である。試料注入サブシステムは、第一分離液および／または第二分離液を前記試料セル内に注入するために動作可能な分離液注入器をさらに有してもよい。
【００２５】
いくつかの実施形態では、前記試料注入サブシステムは、流体注入管と、キャリア液源と、切り替えバルブとをさらに有しもよい。前記流体注入管は、前記キャリア液源および前記切り替えバルブと流体連通しており、前記切り替えバルブは、前記試料セルまたは前記リファレンスセルと流体連通するように、前記流体注入管を配置するために動作可能である。前記分離液注入器は、前記キャリア液源と前記切り替えバルブとの間で分離液源および前記流体注入管と切り替え可能に連通している第一流体素子を有してもよく、前記分離液注入器は、前記第一流体素子からの分離液を前記流体注入管においてキャリア液の流れの中に注入するために動作可能である。前記試料流体注入器は、前記分離液注入器と前記切り替えバルブとの間で試料源および前記流体注入管と切り替え可能に連通している第二流体素子を有してもよく、前記試料注入器は、前記流体注入管において分離液の流れの中に前記第二流体素子からの試料を注入するために動作可能である。
【００２６】
前記第一流体素子および／または第二流体素子は、固定の容量を有してもよい。前記第一流体素子および／または第二流体素子は、固定容量ループ（例えば管）を有してもよい。分離液注入器は、前記第一流体素子の中に保たれた分離液の少なくとも一部を前記流体注入管の中に注入するために動作可能であってもよい。同様に、試料流体注入器は、前記第二流体素子の中に保たれた試料の少なくとも一部を前記流体注入管の中に注入するために動作可能であってもよい。前記分離液注入器は、１つ以上のバルブを有してもよい。前記試料流体注入器は、１つ以上のバルブを有してもよい。
【００２７】
いくつかの実施形態では, システムは、前記試料セルと流体連通している圧力サブシステムをさらに有してもよい。前記圧力サブシステムは、第一圧力で第一容量を有し、第二圧力で第二容量を有し、前記圧力サブシステムは、前記分離液および／または前記キャリア液の前記飽和圧力未満の圧力に前記試料セルを減圧するために動作可能である。
【００２８】
前記圧力サブシステムは、前記試料セルを急速に減圧するために動作可能であってもよい。例えば、前記試料セル内の圧力は、１秒足らずの時間で高圧から低圧まで減圧されてもよい。圧力サブシステムは、５０ｐｓｉａ（３４０ｋＰａ（絶対値））よりも大きい圧力から １５ｐｓｉａ（１００ｋＰａ（絶対値））より低い圧力まで前記試料セルを減圧するために動作可能であってもよく、もしくは、７０ｐｓｉａ（４８０ｋＰａ（絶対値））を超える圧力から２ｐｓｉａ（１４ｋＰａ（絶対値））未満の圧力まで前記試料セルを減圧するために動作可能であってもよい。
【００２９】
本発明の第四局面によると、試料セルヒータと熱的に連通している試料セルと、リファレンスヒータと熱的に連通しているリファレンスセルと、前記試料セルと流体連通している圧力サブシステムとを有する示差走査熱量測定システムが提供される。前記圧力サブシステムは、少なくとも５０ｐｓｉａ（３４０ｋＰａ（絶対値））から１５ｐｓｉａ（１００ｋＰａ（絶対値））以下まで前記試料セル内の圧力を急速に減圧するために動作可能である。
【００３０】
前記圧力サブシステムは、１秒足らずの時間で、高圧から低圧まで前記試料セル内の圧力を減圧するために動作可能であってもよい。圧力サブシステムは、７０ｐｓｉａ（４８０ｋＰａ（絶対値））を超える圧力から２ｐｓｉａ（１４ｋＰａ（絶対値））未満の圧力まで前記試料セルを減圧するために動作可能であってもよい。
【００３１】
本発明は、一例として添付の図面を参照して以下にさらに詳細に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】キャピラリーＤＳＣシステムの概略図である。
【図２】試料セルの中の試料プラグとリファレンスセルの中のリファレンスプラグの概略図である。
【図３】ＤＳＣシステムをクリーニングする方法を図示するフローチャートである。
【図４】減圧前後の試料セルの概略図である。
【図５】ＤＳＣ測定用システムの概略図である。
【図６】高濃度試料のＤＳＣ測定結果の一例を示す。
【図７】高濃度試料のＤＳＣ測定結果の他の例を示す。
【図８】ＤＳＣ測定を行う方法を図示するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
［発明の詳細な説明］
他の実施形態も、添付の請求項によって定義されるように意図的に本発明の範囲内にある。
【００３４】
図１は、タンパク質溶液などの試料の熱的性質を測定するために使われ得るキャピラリーＤＳＣシステム１００の一例を図示する。このシステム１００は、例えば、試料の融解温度Ｔｍまたは熱容量Ｃｐを測定するために使われ得る。このシステム１００は、試料セル１０１とリファレンスセル１０２とを有する。試料セル１０１とリファレンスセル１０２とは、それぞれハブ１０３、１０４の周りに巻かれたチューブを有する。システム１００は、ハブ１０３、１０４上に配置されたヒータを用いてこれら２つのセル１０１、１０２を加熱し、かつ、ハブ１０３、１０４の間に配置されたペルティエ素子１０５を用いて、試料セルとリファレンスセルとの間の温度勾配をモニターする。この温度差は、セル１０１、１０２を平衡状態に戻すようにヒータを駆動する、フィードバックループを駆動するために用いられ得る。あるいは、このシステムは、通電により受動的に平衡状態に戻るように放置され得る。本システムの温度に対する温度勾配のサーモグラムは、ＴｍおよびＣｐを測定するために使われる。
【００３５】
一般に、ＤＳＣシステムは、約１ｍｇ／ｍｌの希釈タンパク質濃度でタンパク質溶液のＴｍを測定するために用いられていた。しかし、治療タンパク質溶液は、より高濃度で配合および運搬されるので、安定性と効能に適した分子と配合条件をスクリーニングするために、これらに関連する濃度でＴｍを測定する必要がある。
【００３６】
約１００ｍｇ／ｍｌの濃度を有するタンパク質溶液を扱う際に発生する問題は、高温度またはタンパク質分子のＴｍ以上の高い温度で試料を走査するときに形成される固体タンパク質ゲルである。このタンパク質ゲルは、流れに対して低い透過性を有する多孔質固体であり、これにより、強力な洗浄溶液でもゲルに到達することが難しい。コイル状または真っ直ぐなキャピラリーから固体ゲルを除去するためには、試料セルに渡る圧力勾配を使用し得る。しかし、ゲルの除去または破壊に必要な圧力は、ゲルによって占領された管の長さに比例し、管の半径に反比例する。
【００３７】
Ｍｉｃｒｏｃａｌ  ＶＰ―キャピラリーＤＳＣシステム（メーカ：マルバーン・インスツルメント社）にて高濃度タンパク質試料（濃度３００ｍｇ／ｍｌのウシ血清アルブミン（ＢＳＡ））に１０℃〜１１０℃で熱スキャンを実行するとき、タンパク質ゲル中の約１００ｐｓｉ（６９０ｋＰａ）の圧力差でさえも、ゲルを除去するのに十分ではないことがわかった。このことから、ＤＳＣ測定での一般的なタンパク質濃度は、１０ｍｇ／ｍｌを超えないことが従来推奨されている。
【００３８】
この点に取り組む現在の解決策として、上述したように、発煙硝酸を使って手作業でクリーニングする方法がある。この技術では、まず、ＤＳＣシステムが自動化された試料取り扱いシステムから切断される。その後、作業者は、ピペットを使って、試料セルの一端から到達できる限りできるだけ多くのゲルを除去しようと試み、そして、試料セルの管内に硝酸を滴下する。硝酸に接触しているゲル部分は分解され、その後、廃液が除去される。廃液の除去および硝酸の装填工程は、全ゲルプラグが分解されるまで複数回繰り返される。キャピラリーＤＳＣからゲル全てを除去するまでにこの工程を完了するには、数時間かかり得る。また、発煙硝酸の使用は、面倒で、退屈な作業であるとともに、簡単に自動化もできない。このことから、キャピラリーＤＳＣシステムは、高濃度タンパク質試料（例えば、約１００ｍｇ／ｍｌのタンパク質濃度を有する試料）には通常使われない。
【００３９】
図２は、例えば、高濃度タンパク質試料を測定するために用いられ得るＤＳＣ測定を行う方法の一例を図示する。図２は、ＤＳＣシステム１００の試料セル１０１内の試料プラグ２０１とリファレンスセル１０２内のリファレンスプラグ２０６とを図示する。
【００４０】
試料プラグ２０１は、タンパク質溶液などの少量の試料を有する。試料プラグ２０１は、試料セル１０１の管によって周方向で囲まれ、流れの方向（矢印２１１で示す）における試料プラグ２０１の前方で第一分離液２０２ａによって軸方向で囲まれ、かつ、この流れの方向における試料プラグ２０１の後方で第二分離液２０２ｂによって軸方向で囲まれる。試料プラグ２０１と第一分離液２０２ａとの間の境界面は、第一分離境界面２０３ａを形成する。試料プラグ２０１と第二分離液２０２ｂとの間の境界面は、第二分離境界面２０３ａを形成する。言い換えれば、試料プラグ２０１は、第一分離液２０２ａと第二分離液２０２ｂとの間で挟まれる。第一分離液２０２ａの量は、第二分離液２０２ｂの量と同じであってもよく、または、図示のように異なっていてもよい。
【００４１】
通常、第一分離液２０２ａと第二分離液２０２ｂとは、同じ流体を有するであろうが、場合によっては、第一分離液２０２ａは第二分離液２０２ｂと異なっていてもよい。分離液は、水と混和しないことが好ましい。通常、試料プラグは、水溶性タンパク質溶液などの水溶性試料溶液を有してもよい。分離液が水と混和しない場合、第一分離境界面２０３ａおよび第二分離境界面２０３ｂは維持されてもよい。よって、第一分離液２０２ａおよび第二分離液２０２ｂが試料プラグ２０１の水力学的分散を阻止することで、試料は試料プラグ２０１の中に保たれる。ここで、液体が注入中にキャピラリー内で運ばれる際にこれらの液体間に境界面が残っていると、これらの液体は非混和性であると考えられる。
【００４２】
このように配置することで、試料の容量を低減することができる。タンパク質試料の容量の低減は、タンパク質ゲルプラグの小型化につながる。これにより、測定終了時にゲルを分解し、取り除くことがより簡単になる。また、ＤＳＣ測定時の信号は、試料の総量に比例する。よって、検出可能な信号を生成するためには、低濃度試料は、高濃度試料よりも容量が大きくなければならない。
【００４３】
マルバーンインスツルメントのＭｉｃｒｏｃａｌ  ＶＰ―キャピラリーＤＳＣシステムなど、現在のキャピラリーＤＳＣシステムは、約１３０μｌの測定容量を持つ。このようなシステムは、約１ｍｇ／ｍｌの濃度のタンパク質溶液の測定で使用され得る。信号の大きさは試料の総量に比例するので、タンパク質溶液の濃度がより高い（例えば、約１００ｍｇ／ｍｌのタンパク質濃度）場合には測定容量を減らしてもよい。例えば、試料プラグの容量は、５μｌから２０μｌの間でもよく、特に、１０μｌでもよい。
【００４４】
第一分離液２０２ａおよび／または第二分離液２０２ｂは、圧縮できず、不活性であり、かつ、システム１００の稼働状態では熱相変化を呈さないかもしれない。第一分離液２０２ａおよび／または第二分離液２０２ｂは、例えば、シリコンオイルであってもよい。シリコンオイルは、例えば、ポリジメチルシロキサンなど、有機基側鎖を有する液体重合シロキサンであってよい。もしくは、第一分離液２０２ａおよび／または第二分離液２０２ｂは、空気であってもよい。空気ではなくシリコンオイルを用いると、システム準拠や気液境界面での試料気化などの問題が低減され、かつ、流体密度（または体積熱容量）がより厳密に一致するので、好ましい。特に、ＤＳＣ測定中の空気の熱膨張は、試料の移動により測定データにノイズが引き起こされるかもしれない。適した非混和性の液体は、試料の種類により異なってもよい。
【００４５】
図２に図示するように、この構成は、第一キャリア液２０４ａと第二キャリア液２０４ｂとをさらに有する。第一キャリア液２０４ａは、流れの方向（矢印２１１で示す）の第一分離液２０２ａの前方にあり、第二キャリア液２０４ｂは、流れ方向の第二分離液２０２ｂの後方に位置する。第一分離液２０２ａと第一キャリア液２０４ａとの間の境界面には、第一キャリア境界面２０５ａが画定される。第二分離液２０２ｂと第二キャリア液２０４ｂとの間の境界面には、第二キャリア境界面２０５ｂが画定される。言い換えると、第一分離液２０２ａは、第一キャリア液２０４ａと試料プラグ２０１との間に挟まれている。第二分離液２０２ｂは、第二キャリア液２０４ｂと試料プラグ２０１との間に挟まれている。
【００４６】
第一キャリア液２０４ａおよび第二キャリア液２０４ｂは、同じ流体を有してもよい。通常、第一キャリア液２０４ａおよび第二キャリア液２０４ａは、水を有してもよい。キャピラリーＤＳＣシステムでは、試験および較正は、作動流体として水を使って通常実行される。第一キャリア液２０４ａおよび第二キャリア液２０４ｂが第一分離液２０２ａおよび第二分離液２０２ｂと同じ流体であった場合、例えば、４つ全ての流体がシリコンオイルであった場合、シリコンオイルと較正との間の熱的性質の違いにより、不正確な結果が記録されるということが起こるかもしれない。これは、分離液として少量のシリコンオイルを用い、キャリア液として水を用いることで回避でき、その結果、試料セル内の大半の流体が水となり、システム較正と実質的に一致する。
【００４７】
リファレンスが試料と可能な限り厳密に一致するように、同じ配置がリファレンスセル１０２においても用いられる。図２に示すように、リファレンスプラグ２０６は、リファレンスセル１０２の管によって周方向で囲まれ、流れの方向（矢印２１１で示す）のリファレンスプラグ２０６の前方で第三分離液２０７ａによって軸方向で囲まれ、かつ、流れの方向のリファレンスプラグ２０６の後方で第四分離液２０７ｂによって軸方向で囲まれる。リファレンスプラグ２０６と第三分離液２０７ａとの間の境界面により、第三分離境界面２０８ａが画定される。リファレンスプラグ２０６と第四分離液２０７ｂとの間の境界面により、第四分離境界面２０８ａが画定される。
【００４８】
この配置は、第三キャリア液２０９ａと第四キャリア液２０９ｂとをさらに有する。第三キャリア液２０９ａは、流れの方向（矢印２１１で示す）の第三分離液２０７ａの前方にあり、第四キャリア液２０９ｂは、流れ方向の第四分離液２０９ｂの後方に位置する。第三分離液２０７ａと第三キャリア液２０９ａとの間の境界面により、第三キャリア境界面２１０ａが画定される。第四分離液２０７ｂと第四キャリア液２０７ｂとの間の境界面により、第四キャリア境界面２１０ｂが画定される。
【００４９】
リファレンスプラグ２０６は、生物学的緩衝液などのリファレンス流体を有してもよい。試料セル１０１の流体に関して記載した特徴のいずれかが、リファレンスセル１０２内の流体にも適応されてもよい。
【００５０】
図３は、ＤＳＣシステム１００のようなキャピラリーＤＳＣシステムを使う方法３００を図示し、この方法により、試料セル１００内に形成されたゲルが破壊される。図３の方法は、図２の流体配置と組み合わせて用いられてもよく（図３に示すように）、または、図２の流体配置とは独立して用いられてもよい。
【００５１】
第一ステップ３０１では、ＤＳＣ測定が完了したのちに、試料セル１０１が高温まで加熱され、これにより、試料セル１０１内の圧力が高圧まで上昇する。試料セル１０１の加熱と圧力上昇とがＤＳＣ測定に含まれた場合は、更なる加熱および加圧は不要であってもよい。試料セル１０１は、例えば１１０℃など、１００℃より高い温度まで加熱されてもよい。試料セル内の圧力は、５０ｐｓｉａ（３４０ｋＰａ（絶対値））より高い圧力、または、例えば７４ｐｓｉａ（５１０ｋＰａ（絶対値））など、７０ｐｓｉａ（４８０ｋＰａ（絶対値））より高い圧力まで上昇されてもよい。
【００５２】
第二ステップ３０２では、試料セル１０１は、例えば第一キャリア液２０４ａおよび／または第二キャリア液２０４ｂの飽和圧力未満など、試料セル１０１内の流体の飽和圧力未満まで急速に減圧される。例えば、試料セル１０１内の圧力は、１秒弱で高圧から試料セル１０１内の流体の飽和点より低い圧力まで減圧されてもよい。例えば、圧力は、１５ｐｓｉａ（１００ｋＰａ（絶対値））未満、または、例えば１．５ｐｓｉａ（１０ｋＰａ（絶対値））のような２ｐｓｉａ（１４ｋＰａ（絶対値））未満まで減圧されてもよい。このステップの間、試料セル１０１の温度は、例えば１１０℃など、１００℃より高い高温で維持されてもよい。例えば、熱は、システム１００のハブ１０３のようなハブ上に設置されたヒータによって供給されてもよい。
【００５３】
任意のステップ３０３では、試料セル１０１の圧力は、試料セル１０１内の流体の飽和点を超えるように再度加圧され、かつ、試料セル１０１内の流体の飽和点を下まわるように再度減圧される。
【００５４】
この方法の一例は、図４にさらに図示される。図４の上側の管は、温度１１０℃および圧力７４ｐｓｉａ（５１０ｋＰａ（絶対値））における試料セル１０１を表す。これらの条件では、例えば水である第一キャリア液２０４ａおよび第二キャリア液２０４ｂは、過熱状態にある。これは、ＤＳＣ測定終了時の試料セルの状態であってもよい。試料プラグ２０１内のタンパク質などの試料は、ゲルを形成していてもよい。図示の例では、試料は、上述したように第一分離液２０２ａおよび第二分離液２０２ｂによって囲まれているが、必ずしも必要ではない。
【００５５】
図４の下側の管は、圧力が１．５ｐｓｉａ（１０ｋＰａ（絶対値））まで減圧された後の試料セル１０１を表す。減圧は、例えば真空ポンプによって実施されてもよい。圧力は、第一キャリア液２０４ａおよび第二キャリア液２０４ｂの飽和圧力を下まわる。よって、これら流体は沸騰し、蒸気状態のキャリア液の泡４０１が生成される。キャリア液２０４ａ、２０４ｂは過熱状態にあり、かつ、試料セル１０１は急速に減圧されるので、キャリア液２０４ａ、２０４ｂは、均一および／または不均一な沸騰が生じることで高速相変化を受ける。沸騰工程で発生する圧力パルスは、試料から形成されたゲルを破壊するのに必要な機械的破壊力を生成するので、試料セル１０１をクリーニングすることの助けとなる。試料セル１０１は、ＤＳＣシステム内の破壊力がより長く持続するように、周期的に加圧および減圧が行われ得る。
【００５６】
図３または図４に関連して記載された上記方法は、測定後にリファレンスセル１０２をクリーニングするために、リファレンスセル１０２に等しく適応されてもよい。
図５は、上述した方法を実施することができるＤＳＣシステム５００の一例を図示する。このシステム５００は、図２に関連して記載された流体の配置を実施するための試料注入サブシステム５０１を有する。このシステム５００は、図３または図４に関連して記載された方法を実施するための圧力サブシステム５０２をさらに有する。他の例のＤＳＣシステムは、注入サブシステム５０１は有するが、圧力サブシステム５０２は有しない。または、他の例のＤＳＣシステムは、圧力サブシステム５０２は有するが、試料注入サブシステム５０１は有しない。
【００５７】
このシステム５００は、ハブ１０３と１０４とのまわりにそれぞれ巻かれた試料セル１０１とリファレンスセル１０２とを有するＤＳＣシステム１００を具備する。流体注入管は、第一セクション５０３ａと、第二セクション５０３ｂと、第三セクション５０３ｃという３つのセクションを有する。第一セクション５０３ａは２位置切り替えバルブ５０４に接続される。この切り替えバルブ５０４は、流体注入管が試料セル１０１またはリファレンスセル１０２のいずれかと流体連通するように動作可能である。第二セクション５０３ｂは、以下に記載する試料注入サブシステム内で接続される。第三セクション５０３ｃは、真空脱ガス装置５０６と双方向ポンプ５０７とを介してキャリア液源５０５に接続される。
【００５８】
試料注入サブシステム５０１は、分離液注入器５０８と試料注入器５１３とを有する。分離液注入器５０８は、分離液源５０９と、第一流体素子５１０と、廃液排出口５１１と、第一２位置切り替えバルブ５１２とを有する。第一切り替えバルブ５１２が第一位置（図５に図示なし）にあるとき、分離液源５０９は第一流体素子５１０の第一端に接続され、かつ、廃液排出口５１１は第一流体素子５１０の第二端に接続される。この位置では、流体注入管の第三セクション５０３ｃは第二セクション５０３ｂに接続され、その結果、キャリア液源５０５からのキャリア液が第二セクション５０３ｂに流れてもよい。
【００５９】
第一切り替えバルブ５１２が第二位置にあるとき（図５に図示）、分離液源５０９は廃液排出口５１１に接続される。流体注入管の第三セクション５０３ｃは、第一流体素子５１０の第二端に接続され、かつ、第一流体素子５１０の第一端は流体注入管の第二セクション５０３ｂに接続される。その結果、分離液は、キャリア液によって第一流体素子５１０から第二セクション５０３ｂに押し出される。
【００６０】
試料注入器５１３は、試料源５１４と、第二流体素子５１５と、廃液排出口５１６と、第二２位置切り替えバルブ５１７とを有する。第二切り替えバルブ５１７が第一位置にあるとき（図５に図示なし）、試料源５１４は第二流体素子５１５の第一端に接続され、かつ、廃液排出口５１６は第二流体素子５１５の第二端に接続される。この位置では、流体注入管の第二セクション５０３ｂが第一セクション５０３ａに接続される。よって、第二セクション５０３ａからの流体が、第一セクション５０３ａに流れ、その結果、試料セル１０１またはリファレンスセル１０２に流れてもよい。
【００６１】
第二切り替えバルブ５１７が第二位置にあるとき、試料源５１４が廃液排出口５１６に接続される。流体注入管の第二セクション５０３ｂは第二流体素子５１５の第一端に接続され、かつ、第二流体素子５１５の第二端は流体注入管の第一セクション５０３ａに接続される。その結果、試料は、キャリアおよび／または分離液によって第二流体素子５１５から第二セクション５０３ａの中に押し出され、結果として、試料セル１０１またはリファレンスセル１０２の中に押し出される。
【００６２】
図示の一例では、第一流体素子５１０および第二流体素子５１５は、一定の容量を有する管の輪である。
図２に示す流体配置を作り出すために、最初に、第一切り替えバルブ５１２および第二切り替えバルブ５１７が自身の第一位置に配置される。これにより、第一流体素子５１０および第二流体素子５１５それぞれが分離液および試料で満たされ、かつ、キャリア液が試料セル１０１またはリファレンスセル１０２に流れる。その後、第一切り替えバルブ５１２が第二位置に切り替えられ、その結果、第一流体素子５１０がキャリア液源と直線的に配置される。少なくとも第一流体素子５１０内の分離液のいくらかは、キャリア液源によって流体注入管の第二セクション５０３ｂ内へ移動し、その結果、流体注入管の第一セクションまで移動する。この工程により、キャリア液により両側で挟まれる分離液プラグが流体注入管内で作り出される。第一流体素子５１０内の流体の全て、もしくはその一部が、流体注入管の第二セクション５０３ｂ内に移動してもよい。
【００６３】
次に、第二切り替えバルブ５１７がその第二位置に切り替えられ、その結果、第二流体素子５１５が流体注入管の第二セクション５０３ｂと直線的に配置される。切り替えバルブ５１７は、分離液が流体注入管の第二セクション５０３ｂから第一セクション５０３ａに通過している間に切り替えられる。少なくとも第二流体素子５１５内の試料のいくらかが、分離液によって流体注入管の第一セクション５０３ａへ移動する。この工程により、分離液により両側で挟まれる試料プラグが流体注入管内に作り出される。流体注入管に移される第二流体素子５１５からの試料の量は、分離液と同様の方法で制御されてもよい。分離液内の試料プラグの位置は制御されてもよい。いくつかの実施形態では、試料流体が実質的に中央に位置し、その前後には同等の量の分離液がある。またいくつかの他の実施形態では、試料流体は、分離液の中で中心を外れて位置してもよく、その試料流体の前後いずれかには、より多くの分離液が配置される。
【００６４】
圧力サブシステム５０２は、試料セル１０１とリファレンスセル１０２との少なくとも一端に接続される。好ましくは、圧力５０２サブシステムは、試料セル１０１とリファレンスセル１０２との間に接続される。圧力サブシステム５０２は、例えば、真空ポンプ、または、１つは高圧で、もう１つは低圧である２つの室を有してもよい。上述したように、圧力サブシステム５０２は、キャリア液の相変化が引き起こされるように、試料セル１０１内の圧力を（例えば１秒以下の速度で）急速に切り替えるように動作可能であってもよい。加圧／減圧の間、試料注入サブシステム５０１またはシステム５００の他の要素は、試料セル１０１またはリファレンスセル１０２から分離されてもよい。
【００６５】
システム５００は、緩衝源５１８と、溶媒源５１９（例えばＩＰＡを含む）と、洗浄液源５２０（例えば２０％コントラッド（登録商標）溶液）と、洗剤源５２１と、多位置選択バルブ５２２といった、以下に記載のプロトコルの一部として使用される任意の要素を更に有してもよい。
【００６６】
サンドイッチ流体配置を作成および搬送するプロトコルは、
ステップ１：分離液（例えばシリコンオイル）と試料とを流体素子５１０、５１５に充填する、
ステップ２：第一切り替えバルブ５１２を第二位置に切り替え、ポンプ５０７を用いて５０μｌ／分で容量約５０μｌのキャリア液を分与する、
ステップ３：第二切り替えバルブ５１７を第二位置に切り替え、ポンプ５０７を用いて２５μｌ／分で容量約１２０μｌのキャリア液を分与する、であってもよい。
【００６７】
管およびバルブは、上記の流体の作成および搬送用プロトコルの実行前にクリーニングしてもよい。この場合、以下のように行われてもよい。
切り替えバルブ５１２、５１７を第二位置に切り替えて、双方向ポンプ５１７を使って、洗浄液源５２０からの洗浄液を管とバルブとに流し（例えば、５ｍｌ／分で２分間）、その後、溶媒源５１９からの溶媒を使って洗浄する（例えば５ｍｌ／分で４分間）。最後に、水を使ってリンスする（例えば、５ｍｌ／分を２分間）。
【００６８】
測定終了時にクリーニングするには、ＤＳＣシステムは、試料およびリファレンスセルを１１０℃で維持するように設定されてもよく、システムへの入口は多位置選択バルブ５２２を使って閉じられてよく、かつ、試料セル１０１の出口の圧力は、高圧（例えば、７５ｐｓｉａまたは５１０ｋＰａ）から低圧（例えば、１．５ｐｓｉａまたは１０ｋＰａなど大気圧より低い）へ少なくとも１回（例えば３回）行ったり来たり切り替えられてもよい。その後、洗剤源５２１からの洗剤、洗浄液および溶媒（例えば、８Ｍ  Ｕｒｅａおよび２％ドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ））のうち少なくとも１つで試料セルおよびリファレンスセルを洗い流し、実質的にタンパク質がなくなるようにクリーニングする。
【００６９】
システム５００の要素の寸法の一例が以下の表１に記載される。管材は、ＤＳＣシステムの上流側ではテフロン（登録商標）ＦＥＰ（フッ素化エチレンプロピレン）であって、下流側ではＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）であってもよい。双方向ポンプ５０７は、例えば容積型移送式ポンプであってもよい。ポンプ５０７は、精度０．５％、流量域５ｎｌ／分から５ｍｌ／分、および最大背圧１００ｐｓｉのうち少なくとも１つを提供してもよい。ＤＳＣの上流で使用されるバルブの孔径は、ＤＳＣの下流で使用されるバルブの孔径よりも小さくてもよい（例えば、上流は０．４ｍｍであり、下流は１ｍｍである。）。
【００７０】
すべてのバルブおよび器具の材料はＰＥＥＫであってもよい。分離液は、シグマアルドリッチによって製造された製品（製品番号：３７８３２１―２５０ＭＬ）のようなシリコンオイルであってもよい。オイルの動粘性率は、摂氏２５℃で１０センチストークスであってもよい。キャリア液は水であってもよい。
【００７１】
【表１】
2019514029.tif 000003
図６および図７は、システム５００のようなシステムを使ったＤＳＣ測定の結果の例を示す。ＤＳＣ測定は、１３０℃／時間という設定された走査速度で実施された。ゲインは中間に設定され、フィルタ期間は１０秒に設定された。ＤＳＣに搬送された試料に２回スキャンが実施された。
【００７２】
図６は、第一ＤＳＣスキャン６０１と第二スキャン６０２とに関して、濃度３００ｍｇ／ｍｌを有するリゾチーム溶液の試料の温度対熱容量を示す。リゾチームの第一ＤＳＣスキャンは、最大〜７８℃の温度である変移を示す一方、第二スキャンは、中点温度〜６２℃で追加的な変移を有する。リゾチームがこれらの条件下でアンフォールディングし、その後試料を冷却することでリゾチームがリフォールディングするとき、タンパク質のいくつかは、元の天然状態にリフォールディングする一方で、集団としては、プロリン残基のシス―トランス異性化により非天然状態にリフォールディングする。よって、２つの個体群は、これら２つの集団の安定性を反映する２回目の加熱時に２つのピークを生じる。
【００７３】
濃度３００ｍｇ／ｍｌを有する試料ＢＳＡ溶液から得た第一ＤＳＣスキャン７０１および第二スキャン７０２の結果が図７に示される。
両方の測定中、タンパク質がゲル粒子を形成した。これらのゲル粒子は、測定終了時にクリーニングされ、本システムは目詰まりがない状態にした。
【００７４】
図８は、上述したように、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を使って試料の熱的性質を決定する方法８００を図示する。この方法の第一ステップ８０１は、第一分離液と、試料プラグと、第二分離液とを試料セル内に注入することを有する。第一分離液と試料プラグとは第一分離境界面を有し、試料プラグと第二流体とは第二分離境界面を有する。第二ステップ８０２において、リファレンス流体がリファレンスセルに注入される。第三ステップ８０３において、試料セルおよびリファレンスセルが加熱され、第四ステップ８０４において、試料の熱的性質がＤＳＣ分析により決定される。
【００７５】
他の実施形態も、添付の請求項により定義されるように意図的に本発明の範囲内にある。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成31年3月26日(2019.3.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一分離液と、試料プラグと、第二分離液とを試料セルの中に注入することと、
リファレンス流体をリファレンスセルの中に注入することと、
前記試料セルと前記リファレンスセルを加熱することと、
ＤＳＣ分析を用いて試料の熱的性質を決定することと、を含み、
前記第一分離液と前記試料プラグとは第一分離境界面を有し、前記試料プラグと前記第二分離液とは第二分離境界面を有する、
示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を用いて試料の熱的性質を決定する方法。
【請求項２】
前記第一分離液および前記第二分離液は水と混和しない、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第一キャリア液と第二キャリア液とを前記試料セルに注入することを含み、前記第一キャリア液は前記第一分離液とともに第一キャリア境界面を有し、前記第二キャリア液は前記第二分離液とともに第二キャリア境界面を有する、
請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記リファレンス流体を注入することは、第三分離液と、リファレンスプラグと、第四分離液とを前記リファレンスセル内に注入することを含み、前記第三分離液と前記リファレンスプラグとは第三分離境界面を有し、前記リファレンスプラグと前記第四分離液とは第四分離境界面を有する、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記リファレンス流体を注入することは、第三キャリア液と第四キャリア液とを前記試料セル内に注入することを含み、前記第三キャリア液は前記第三分離液とともに第三キャリア境界面を有し、前記第四キャリア液は前記第四分離液とともに第四キャリア境界面を有する、
請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第一分離液、第二分離液、第三分離液、および第四分離液のうち少なくとも１つが非圧縮性および／または不活性である、
請求項４または請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第一分離液、第二分離液、第三分離液、および第四分離液のうち少なくとも１つがシリコンオイルを有する、
請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記試料プラグ内の試料の容量は５μｌから１０μｌの間である、
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記試料は水溶液を含み、前記水溶液内の試料の濃度は１００ｍｇ／ｍｌより大きい、
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記試料セルの加熱後に前記第一キャリア液および／または前記第二キャリア液の飽和圧力未満まで前記試料セルを減圧することを含む、
請求項３から請求項９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記試料セルを前記キャリア液の飽和圧力を超えるように再度加圧することと、前記試料内の圧力を前記キャリア液の飽和圧力未満まで再度減圧することとを含む、
請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記試料セルは、５０ｐｓｉａ（３４０ｋＰａ（絶対値））よりも大きい圧力から１５ｐｓｉａ（１００ｋＰａ（絶対値））未満の圧力まで減圧される、
請求項１０または請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
示差走査熱量測定システムをクリーニングする方法であって、
前記システムは試料セルの中に流体を有し、前記方法は前記流体の飽和圧力未満まで前記試料セル内の圧力を減圧することを含む、
示差走査熱量測定システムをクリーニングする方法。
【請求項１４】
前記試料セルを前記流体の飽和圧力を超えるように再度加圧することと、前記流体の飽和圧力未満まで前記試料セル内の圧力を再度減圧することとを含む、
請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記試料セルは、５０ｐｓｉａ（３４０ｋＰａ（絶対値））よりも大きい圧力から１５ｐｓｉａ（１００ｋＰａ（絶対値））未満の圧力まで減圧される、
請求項１３または請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
試料セルヒータと熱的に連通している試料セルと、
リファレンスセルヒータと熱的に連通しているリファレンスセルと、
前記試料セルおよび前記リファレンスセルと流体連通している試料注入サブシステムと、を有し、
前記試料注入サブシステムは、第一分離液と、試料プラグと、第二分離液とを前記試料セル内に注入するために動作可能であり、前記第一分離液と前記試料プラグとは第一分離境界面を有し、前記試料プラグと前記第二分離液とは第二分離境界面を有する、
示差走査熱量測定システム。
【請求項１７】
前記試料注入サブシステムは、第一キャリア液と第二キャリア液とを前記試料セル内に注入するために動作可能であり、前記第一キャリア液は前記第一分離液とともに第一キャリア境界面を有し、前記第二キャリア液は前記第二分離液とともに第二キャリア境界面を有する、
請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記試料注入サブシステムは、
前記試料プラグを前記試料セル内に注入するために動作可能な試料注入器と、
前記第一分離液および／または前記第二分離液を前記試料セル内に注入するために動作可能な分離液注入器と、を有する、
請求項１６または請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記試料注入サブシステムは、流体注入管と、キャリア液源と、切り替えバルブと、を有し、前記流体注入管は、前記キャリア液源および前記切り替えバルブと流体連通しており、前記切り替えバルブは、前記試料セルまたは前記リファレンスセルと流体連通するように前記流体注入管を配置するために動作可能であり、
前記分離液注入器は、前記キャリア液源と前記切り替えバルブとの間で分離液源および前記流体注入管と切り替え可能に連通している第一流体素子を有し、前記分離液注入器は、前記第一流体素子からの分離液を前記流体注入管におけるキャリア液の流れの中に注入するために動作可能であり、
前記試料注入器は、前記分離液注入器と前記切り替えバルブとの間で試料源および前記流体注入管と切り替え可能に連通している第二流体素子を有し、前記試料注入器は、前記第二流体素子からの試料を前記流体注入管における分離液の流れの中に注入するために動作可能である、
請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記試料セルと流体連通している圧力サブシステムを有し、前記圧力サブシステムは、第一圧力において第一容量を有し、第二圧力において第二容量を有し、前記圧力サブシステムは、前記分離液および／または前記キャリア液の前記飽和圧力未満の圧力に前記試料セルを減圧するために動作可能である、
請求項１６から請求項１９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２１】
試料セルヒータと熱的に連通している試料セルと、
リファレンスヒータと熱的に連通しているリファレンスセルと、
前記試料セルと流体連通している圧力サブシステムと、を有し、
前記圧力サブシステムは、少なくとも５０ｐｓｉａ（３４０ｋＰａ（絶対値））から１５ｐｓｉａ（１００ｋＰａ（絶対値））以下まで前記試料セル内の圧力を急速に減圧するために動作可能である、
示差走査熱量測定システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
試料プラグ２０１は、タンパク質溶液などの少量の試料を有する。試料プラグ２０１は、試料セル１０１の管によって周方向で囲まれ、流れの方向（矢印２１１で示す）における試料プラグ２０１の前方で第一分離液２０２ａによって軸方向で囲まれ、かつ、この流れの方向における試料プラグ２０１の後方で第二分離液２０２ｂによって軸方向で囲まれる。試料プラグ２０１と第一分離液２０２ａとの間の境界面は、第一分離境界面２０３ａを形成する。試料プラグ２０１と第二分離液２０２ｂとの間の境界面は、第二分離境界面２０３ｂを形成する。言い換えれば、試料プラグ２０１は、第一分離液２０２ａと第二分離液２０２ｂとの間で挟まれる。第一分離液２０２ａの量は、第二分離液２０２ｂの量と同じであってもよく、または、図示のように異なっていてもよい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
この配置は、第三キャリア液２０９ａと第四キャリア液２０９ｂとをさらに有する。第三キャリア液２０９ａは、流れの方向（矢印２１１で示す）の第三分離液２０７ａの前方にあり、第四キャリア液２０９ｂは、流れ方向の第四分離液２０７ｂの後方に位置する。第三分離液２０７ａと第三キャリア液２０９ａとの間の境界面により、第三キャリア境界面２１０ａが画定される。第四分離液２０７ｂと第四キャリア液２０９ｂとの間の境界面により、第四キャリア境界面２１０ｂが画定される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
試料注入器５１３は、試料源５１４と、第二流体素子５１５と、廃液排出口５１６と、第二２位置切り替えバルブ５１７とを有する。第二切り替えバルブ５１７が第一位置にあるとき（図５に図示なし）、試料源５１４は第二流体素子５１５の第一端に接続され、かつ、廃液排出口５１６は第二流体素子５１５の第二端に接続される。この位置では、流体注入管の第二セクション５０３ｂが第一セクション５０３ａに接続される。よって、第二セクション５０３ｂからの流体が、第一セクション５０３ａに流れ、その結果、試料セル１０１またはリファレンスセル１０２に流れてもよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
圧力サブシステム５０２は、試料セル１０１とリファレンスセル１０２との少なくとも一端に接続される。好ましくは、圧力サブシステム５０２は、試料セル１０１とリファレンスセル１０２との間に接続される。圧力サブシステム５０２は、例えば、真空ポンプ、または、１つは高圧で、もう１つは低圧である２つの室を有してもよい。上述したように、圧力サブシステム５０２は、キャリア液の相変化が引き起こされるように、試料セル１０１内の圧力を（例えば１秒以下の速度で）急速に切り替えるように動作可能であってもよい。加圧／減圧の間、試料注入サブシステム５０１またはシステム５００の他の要素は、試料セル１０１またはリファレンスセル１０２から分離されてもよい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
管およびバルブは、上記の流体の作成および搬送用プロトコルの実行前にクリーニングしてもよい。この場合、以下のように行われてもよい。
切り替えバルブ５１２、５１７を第二位置に切り替えて、双方向ポンプ５０７を使って、洗浄液源５２０からの洗浄液を管とバルブとに流し（例えば、５ｍｌ／分で２分間）、その後、溶媒源５１９からの溶媒を使って洗浄する（例えば５ｍｌ／分で４分間）。最後に、水を使ってリンスする（例えば、５ｍｌ／分を２分間）。
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
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【国際調査報告】
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