(57)【要約】      （修正有）【課題】分析のために遠隔の試料を濃縮するためのシステム及び方法が記載されている。【解決手段】試料濃縮システム２００は、第１のバルブ２１４、第２のバルブ２１６、及び第３のバルブ２１８を少なくとも含む複数のバルブと、少なくとも第１のカラム２１０及び第２のカラム２１２を含む複数のカラムと、第３のバルブ２１８に結合された流量計２０６とを備え、第１のカラム２１０は、第１のバルブ２１４に流体結合され、第２のカラム２１２は、第２のバルブ２１６に流体結合されており、流量計２０６は、第１のカラム２１０と第２のカラム２１２のそれぞれに流体結合され、バルブ２１４、２１６、２１８が第１の流路構成にあるとき、第１のカラム２１０及び第２のカラム２１２を通過する液体試料の量を測定する。【選択図】図１Ｄ
2019070638.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分析システムによる液体試料の分析のための試料濃縮システムであって、
第１のバルブ、第２のバルブ、及び第３のバルブを少なくとも含み、異なる流路構成の間で切り替え可能な複数のバルブと、
少なくとも第１のカラム及び第２のカラムを含む複数のカラムと、
前記第３のバルブに結合された流量計と、
を備え、
前記第１のカラム及び第２のカラムは、液体試料から少なくとも１つの対象化学薬品を保持するように構成され、前記第１のカラムは、前記第１のバルブに流体結合され、前記第２のカラムは、前記第２のバルブに流体結合されており、
前記複数のバルブが第１の流路構成にあるとき、前記流量計は、前記第１のカラム及び前記第２のカラムのそれぞれに流体結合されて、前記第１のカラム及び前記第２のカラムを通過する前記液体試料の量を測定し、
前記複数のバルブは、第２の流路構成を含み、
前記第２の流路構成において、前記第１のカラム、前記第１のバルブ、前記第２のバルブ、及び前記第３のバルブは、流体連通しており、前記第２のカラム及び前記流量計は、前記第１のカラムとは流体連通しておらず、
前記複数のバルブは、第３の流路構成を含み、
前記第３の流路構成において、前記第１のカラム、前記第１のバルブ、前記第２のカラム、前記第２のバルブ、及び前記第３のバルブは流体連通しており、前記流量計は、前記第１のカラム又は前記第２のカラムとは流体連通しないように構成された、
試料濃縮システム。
【請求項２】
前記流量計及び前記複数のバルブに動作可能に結合されたコントローラを更に備え、
前記コントローラは、前記流量計により測定された前記第１のカラム及び前記第２のカラムを通過した前記液体試料の量を、試料の閾値に比較するように構成された、
請求項１に記載の試料濃縮システム。
【請求項３】
前記流量計により測定された前記第１のカラム及び前記第２のカラムを通過した前記液体試料の量が少なくとも試料の閾値を満たしている場合に、前記コントローラは、前記複数のバルブを、前記第１の流路構成から前記第２の流路構成に切り替えるように構成された、請求項２に記載の試料濃縮システム。
【請求項４】
前記コントローラによりアクセス可能なコンピュータメモリを更に備え、前記コンピュータメモリは、試料の前記閾値を記憶するように構成された、請求項２に記載の試料濃縮システム。
【請求項５】
前記コントローラによりアクセス可能なユーザインタフェースを更に備え、前記ユーザインタフェースは、ユーザから試料の前記閾値を受信するように構成された、請求項２に記載の試料濃縮システム。
【請求項６】
前記第１のカラムは、前記第２のカラムとは異なるタイプのカラムである、請求項１に記載の試料濃縮システム。
【請求項７】
前記第１のカラムはキレート化カラムであり、前記第２のカラムはカチオン交換カラムである、請求項１に記載の試料濃縮システム。
【請求項８】
前記第１のカラム又は前記第２のカラムの少なくとも１つは、アニオン交換カラム、カチオン交換カラム、キレート化カラム、又はクロマトグラフィーカラムを含む、請求項１に記載の試料濃縮システム。
【請求項９】
前記複数のバルブは、第４の流路構成を含み、
前記第４の流路構成において、前記第１のバルブに導入される前記液体試料は、前記第３のバルブへの移行の間に、前記第１のカラム及び前記第２のカラムのそれぞれをバイパスするように構成された、
請求項１に記載の試料濃縮システム。
【請求項１０】
前記第１のバルブは、前記液体試料及び内部標準物質の入力を含み、
前記第１のバルブは、前記液体試料を前記第１のカラムに導入する前に、前記液体試料と前記内部標準物質とを混合させるように構成された、請求項１に記載の試料濃縮システム。
【請求項１１】
前記第３のバルブに結合されたネブライザを更に備え、
前記ネブライザは、前記複数のバルブが前記第２の流路構成にあるとき、前記第１のカラムと流体連通するように構成された、
請求項１に記載の試料濃縮システム。
【請求項１２】
前記第３のバルブに結合されたネブライザを更に備え、
前記ネブライザは、前記複数のバルブが前記第３の流路構成にあるとき、前記第２のカラムと流体連通するように構成された、
請求項１に記載の試料濃縮システム。
【請求項１３】
前記第３のバルブと前記分析システムとの間に結合された移送ラインを更に備え、
前記移送ラインは、前記複数のバルブが前記第２の流路構成にあるとき、前記第１のカラムと流体連通するように構成された、
請求項１に記載の試料濃縮システム。
【請求項１４】
前記第３のバルブと前記分析システムとの間に結合された移送ラインを更に備え、
前記移送ラインは、前記複数のバルブが前記第３の流路構成にあるとき、前記第２のカラムと流体連通するように構成された、
請求項１に記載の試料濃縮システム。
【請求項１５】
分析システムによる液体試料の分析のための試料濃縮システムであって、
少なくとも第１の流路構成と第２の流路構成との間で切り替えるように構成されたバルブと、
前記第１の流路構成と前記第２の流路構成とのそれぞれにおいて、前記バルブと流体連通しており、液体試料の１つ以上の対象分析物を分離するように構成されたカラムと、
前記バルブが前記第１の流路構成にあるとき、前記バルブ及び前記カラムのそれぞれに流体結合された流量計と、
を備え、
前記流量計は、
前記バルブが前記第２の流路構成にあるとき、前記カラムと流体結合しておらず、
前記バルブが前記第１の流路構成にあるとき、前記カラムを通過する前記液体試料の量を測定するように構成された、
試料濃縮システム。
【請求項１６】
前記流量計及び前記バルブに動作可能に結合されたコントローラを更に備え、
前記コントローラは、前記流量計により測定された前記カラムを通過した前記液体試料の量を、試料の閾値に比較するように構成された、
請求項１５に記載の試料濃縮システム。
【請求項１７】
前記コントローラによりアクセス可能なコンピュータメモリを更に備え、前記コンピュータメモリは、試料の前記閾値を記憶するように構成された、請求項１６に記載の試料濃縮システム。
【請求項１８】
前記コントローラによりアクセス可能なユーザインタフェースを更に備え、前記ユーザインタフェースは、ユーザから試料の前記閾値を受信するように構成された、請求項１６に記載の試料濃縮システム。
【請求項１９】
前記流量計により測定された前記カラムを通過した前記液体試料の量が少なくとも試料の閾値を満たしている場合に、前記コントローラは、前記バルブを、前記第１の流路構成から前記第２の流路構成に切り替えるように構成された、請求項１６に記載の試料濃縮システム。
【請求項２０】
前記カラム及び前記バルブは、前記バルブが前記第２の流路構成にあるとき、溶離液と流体連通し、
前記バルブが前記第２の流路構成にあるとき、前記流量計は、前記溶離液と流体連通しないように構成された、
請求項１５に記載の試料濃縮システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、米国特許法第１１９条の下で、２０１７年９月７日に出願された「純粋な化学薬品中の超低濃度成分の遠隔インライン式濃縮をするための自動システム」と題する米国仮出願第６２／５５５，３３７号に基づく優先権を主張する。米国仮出願第６２／５５５，３２３号の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
多くの実験室環境において、一度に多数の化学的又は生物学的試料を分析する必要な場合がよくある。このようなプロセスを効率化するために、試料の処置が機械化されている。このように機械化されたサンプリングは、オートサンプリングと呼ばれ、自動サンプリング装置又はオートサンプラーを用いて実施することができる。
【０００３】
誘導結合プラズマ（ＩＣＰ：Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）分光法は、液体試料中の微量元素濃度及び同位体比の測定に一般的に利用される分析技術である。ＩＣＰ分光法は、電磁的に生成されて、部分的イオン化された、約７，０００Ｋの温度に達するアルゴンプラズマを用いる。試料が当該プラズマに導入されると、高温によって試料原子がイオン化され、又は光を放出する。各化学元素が特徴的な質量又は発光スペクトルを生成するため、放出された質量又は光のスペクトルを測定することによって、元の試料の元素組成を確定することができる。
【０００４】
分析のため、液体試料をＩＣＰ分光装置（例えば、誘導結合プラズマ質量分析計（ＩＣＰ／ＩＣＰ−ＭＳ）、誘導結合プラズマ発光分光計（ＩＣＰ−ＡＥＳ）等）、又は他の試料検出器若しくは分析機器に導入して分析するために、試料導入システムを使用することができる。例えば、試料導入システムは、容器から液体試料のアリコート（ａｌｉｑｕｏｔ）を取り出し、その後、アリコートをネブライザ（ｎｅｂｕｌｉｚｅｒ）に移し、ネブライザは、アリコートをＩＣＰ分光装置によるプラズマ中でのイオン化に適した多分散エアロゾルに変換する。次いで、エアロゾルは、スプレーチャンバ内で選別され、より大きなエアロゾル粒子が除去される。スプレーチャンバを出ると、エアロゾルは、ＩＣＰ−ＭＳ又はＩＣＰ−ＡＥＳ機器のプラズマトーチアセンブリによってプラズマに導入して分析される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
分析のために遠隔の試料を濃縮するシステム及び方法が記載される。試料濃縮システムの実施形態は、それらに限定するものではないが、少なくとも第１のバルブ、第２のバルブ、及び第３のバルブを含む複数のバルブと、少なくとも第１のカラム及び第２のカラムを含む複数のカラムと、第３のバルブに結合された流量計と、を備え、第１のカラムは第１のバルブに流体結合され、第２のカラムは第２のバルブに流体結合され、前記複数のバルブが第１の流路構成にあるとき、流量計は、第１のカラム及び第２のカラムのそれぞれに流体結合されて、第１のカラム及び第２のカラムを通過する液体試料の量を測定し、前記複数のバルブは、第２の流路構成及び第３の流路構成を含む。
【０００６】
本概要は、以下の詳細な説明で更に説明される概念を選択的に簡略化した形で紹介するために提供するものである。本概要は、クレームされる発明主題の重要な特徴又は本質的な特徴を特定することを意図するものではなく、クレームされる発明主題の範囲を決定するに当たって補助として利用されることを意図するものでもない。
【０００７】
詳細な説明は、添付図面を参照して説明する。添付図面に含まれるいずれの寸法は、単なる例として提供され、本開示を限定することを意味するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】本開示の例示的な実施形態に係る、長距離にわたって移送される試料を分析するように構成されたシステムを示す部分線図である。
【図１Ｂ】本開示の例示的な実施形態に係る試料濃縮システムの周囲の状況図である。
【図１Ｃ】本開示の例示的な実施形態に係る試料濃縮システムの周囲の状況図である。
【図１Ｄ】本開示の例示的な実施形態に係る試料濃縮システムの周囲の状況図である。
【図１Ｅ】本開示の例示的な実施形態に係る試料濃縮システムの周囲の状況図である。
【図１Ｆ】本開示の例示的な実施形態に係る試料濃縮システムの周囲の状況図である。
【図１Ｇ】本開示の例示的な実施形態に係る試料濃縮システムの周囲の状況図である。
【図１Ｈ】本開示の例示的な実施形態に係る試料濃縮システムの周囲の状況図である。
【図１Ｉ】本開示の実施形態に係る試料濃縮システムによって調製された液体試料中に存在するマグネシウムのカウント対濃度のキャリブレーションプロットである。
【図２Ａ】本開示の例示的な実施形態に係る遠隔サンプリングシステムにおいて使用される遠隔サンプリング装置を示す周囲の状況図である。
【図２Ｂ】本開示の例示的な実施形態に係る遠隔サンプリングシステムにおいて使用される遠隔サンプリング装置を示す周囲の状況図である。
【図３Ａ】本開示の例示的な実施形態に係る分析システムにおいて使用される分析装置を示す周囲の状況図である。
【図３Ｂ】本開示の例示的な実施形態に係る分析システムにおいて使用される分析装置を示す周囲の状況図である。
【図４】本開示の例示的な実施形態に係る、長距離にわたって移送される試料を分析するように構成されたシステム内における分析システムを示す部分線図である。
【図５】本開示の例示的な実施形態に係る、図４に示された分析システム内における利用可能な検出器を示す部分線図である。
【図６】本開示の例示的な実施形態に係る、遠隔サンプリングシステムから受け取った試料を分析する複数の分析装置を有する分析システムを示す周囲の状況図である。
【図７】本開示の例示的な実施形態に係る、試料受け入れラインと、試料受け入れラインが検出器間の連続的液体セグメントをいつ含むかを判定するように構成された検出器と、を備えるシステムの概略図である。
【図８】本開示の例示的な実施形態に係る遠隔サンプリングシステムによって得られた試料の複数のセグメントを含む試料移送ラインの部分断面図である。
【図９】本開示の例示的な実施形態に係る、試料受け入れラインに供給され、２つの検出器によって記録される複数の液体試料セグメントを示すタイムラインである。
【図１０】本開示の例示的な実施形態に係る、試料受け入れラインが検出器間の連続的液体セグメントをいつ含むかを判定する方法を示す流れ図である。
【図１１】本開示の例示的な実施形態に係る、化学検出リミットに基づいてプロセス動作を監視及び制御するための制御システムのプロセス流れ図である。
【図１２】本開示の例示的な実施形態に係る、複数の遠隔サンプリングシステムを組み入れた処理設備の概略図である。
【図１３】本開示の例示的な実施形態に係る、手動サンプリングを表すデータポイント及び自動システムにより得られたデータポイントを用いて、経時的な化学浴の金属汚染を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
≪概要≫
試料中の微量元素の濃度又は量の測定は、試料の純度の表示、又は試薬、反応性成分等として使用するための試料の妥当性を提供することができる。例えば、特定の生産又は製造プロセス（例えば、鉱業、冶金学、半導体製造、製薬工程等）において、不純物の許容誤差は、例えば、僅かｐｐｂオーダーで、非常に厳密の場合がある。例えば、半導体プロセスは、これらに限定されないが、ウエハを洗浄するための超純水（ＵＰＷ）、ウエハを乾燥させるためのイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）、アンモニア溶液（ＮＨ４ＯＨ）等を含むプロセス化学薬品中の不純物に対して、非常に低い検出リミットを求める場合がある。これらプロセス化学薬品中の超低濃度の不純物を検出することができないと、そのような不純物が溶液から析出し、ウエハ上に沈着すること（例えば、溶液から不純物の析出等により、ウエハ上に金属不純物又は他の導電性有害物がウエハ上に沈着し、ウエハが不純物の濃縮面として働くこと等）により、半導体ウエハを破損する可能性がある。しかしながら、誘導結合プラズマ質量分析計（ＩＣＰ／ＩＣＰ−ＭＳ）システム等の高感度分析装置でさえ、その検出機能は、一般的には、ルーチン分析用の試料中に存在する化学薬品の数百万分の１（ｐｐｑ）レベルを測定する精密な分解能を有していない。
【００１０】
そこで、本開示は、純粋な化学薬品中に存在する超低濃度の化学物質（例えば、化学元素、分子、化合物等）の自動的インライン式濃縮をするためのシステム及び方法を提供する。例示的なシステムは、バルブアセンブリ及び１つ以上のカラムを使用して、１つ以上の試料内の化学元素群を濃縮させ、ＩＣＰ−ＭＳシステム等の誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）分析システムによる後続の分析のために、高い分析物保持率、及び前濃縮された分析物の迅速な溶離を提供する。試料は、遠隔の試料サイトに（例えば、遠隔サンプリングシステムの一部として）、遠隔サンプリングシステムより遠隔に配置された分析システム（例えば、遠隔の試料を受けるＩＣＰ−ＭＳシステムを有する分析システムに）、又はそれらの組み合わせにおいて前濃縮することができる。
【００１１】
≪例示的な実施形態≫
図１Ａ−１３を全体的に参照すれば、長距離にわたって移送される試料を分析するように構成された例示的なシステムが記載されている。例示的な実施形態において、遠隔サンプリングシステムと、遠隔サンプリングシステムより遠隔に配置された分析システムとの間の距離にわたって移送される前、後又は前後の両方に、試料は、試料濃縮システムに導入される。システム１００は、第１の位置に分析システム１０２を含む。また、システム１００は、第１の位置から離れた第２の位置に１つ以上の遠隔サンプリングシステム１０４を含むことができる。例えば、１つ以上の遠隔サンプリングシステム１０４は、分析システム１０２によって分析される化学薬品の供給源、例えば、化学薬品貯蔵タンク、化学薬品処理タンク（例えば、化学浴）、化学薬品輸送ライン又はパイプ等に近接して配置することができ（例えば、第２の位置）、分析システム１０２は、遠隔サンプリングシステム１０４、例えば、生産施設の分析ハブから離れて配置することができる（例えば、第１の位置）。また、システム１００は、第１の位置から離れた第３の位置及び／第４の位置等における１つ以上の遠隔サンプリングシステム１０４を含むことができる。実施において、遠隔サンプリングシステム１０４の第３の位置、第４の位置、及び他の位置は、他の遠隔サンプリングシステム１０４の他の位置の各々から離れてもよい。例えば、１つの遠隔サンプリングシステム１０４は、水ライン（例えば、脱イオン水輸送ライン）に配置することができ、１つ以上の他の遠隔サンプリングシステム１０４は、化学薬品貯蔵タンク、化学処理タンク（例えば、化学浴）、化学薬品輸送ライン又はパイプ等に配置することができる。いくつかの実施形態において、システム１００は、第１の位置（例えば、分析システム１０２の近辺）における１つ以上の遠隔サンプリングシステム１０４を更に含むことができる。例えば、第１の位置におけるサンプリングシステム１０４は、分析システム１０２に結合されたオートサンプラーを含むことができる。１つ以上のサンプリングシステム１０４は、第１の位置、第２の位置、第３の位置、第４の位置等から試料を受け入れるように動作可能であってもよく、システム１００は、試料を分析システム１０２に配送して分析するように動作可能であってもよい。
【００１２】
遠隔サンプリングシステム１０４は、試料１５０を受け取り、試料１５０を調製して（例えば、分析システム１０２に）配送及び／又は分析するように構成することができる。実施形態において、遠隔サンプリングシステム１０４は、分析システム１０２から様々な距離（例えば、１ｍ、５ｍ、１０ｍ、３０ｍ、５０ｍ、１００ｍ、３００ｍ、１０００ｍ等）を離れて配置されてもよい。実施において、遠隔サンプリングシステム１０４は、遠隔サンプリング装置１０６及び試料調製装置１０８を含むことができる。試料調製装置１０８は、バルブ１４８、例えば、フロースルーバルブを更に含むことができる。実施において、遠隔サンプリング装置１０６は、試料の流れ又は試料供給源（例えば、廃水、リンス水、化学薬品、工業用薬品等の液体、液体と接触する空気試料及び／又はその中の汚染物質等のガス等）からの試料１５０を収集するように構成されたデバイスを含むことができる。遠隔サンプリング装置１０６は、試料供給源から試料を受け取って、分析システム１０２までの距離にわたって試料を配送するのに適したポンプ、バルブ、配管、センサ等の構成要素を含むことができる。試料調製装置１０８は、希釈液１１４、内部標準物質１１６、キャリア１５４等を用いて、遠隔サンプリング装置１０６から収集された試料１５０を調製する、例えば、特定の試料濃度、スパイクされた試料、キャリブレーションカーブ等を提供するように構成された装置を含むことができ、リンス溶液１５８ですすぐことができる。
【００１３】
いくつかの実施形態において、試料１５０は、これらに限定されないが、希釈、前濃縮、１つ以上のキャリブレーション標準物質の添加等を含む１つ以上の調製技術を利用して、配送及び／又は分析のために（例えば、調製済み試料１５２に）調製されてもよい。例えば、粘性試料１５０は、（例えば、配送中に試料１５０が分離することを防止するために）分析システム１０２に配送される前に、（例えば、試料調製装置１０８によって）遠隔に希釈することができる。本明細書で説明するように、遠隔サンプリングシステム１０４から移送された試料は、試料１５０を指すことができ、試料１５０は、調製済み試料１５２を指すこともできる。いくつかの実施形態において、試料希釈が動的に調整（例えば、自動調整）され、所望の速度で試料１５０を移動させてシステムを通過することができる。例えば、特定の試料又は特定タイプの試料に添加される希釈液１１４は、（例えば、第２の位置から第１の位置への移送時間によって測定した結果により）試料１５０のシステム１００を通過する移動が遅すぎる場合に増加される。別の例において、１リットル（１Ｌ）の海水は、分析システム１０２に配送される前に遠隔に前濃縮することができる。更に別の例において、空気試料からの物質に対して、可能な浮遊汚染物質を前濃縮するために静電式濃縮が利用される。いくつかの実施形態において、インライン式希釈及び／又はキャリブレーションは、システム１００によって自動的に実行される。例えば、試料調製装置１０８は、分析システム１０２に配送された試料に１つ以上の内部標準物質を添加して分析システム１０２をキャリブレーションすることができる。
【００１４】
その一例が図１Ａに示された実施形態において、試料調製装置１０８は、調製済み試料１５２（例えば、濃縮された試料）を分析システム１０２に移送する前に、遠隔サンプリング装置１０６から受け取った試料１５０に存在する１つ以上の化学元素を濃縮するための試料濃縮システム２００を含む。代替的又は追加的に、分析システム１０２は、本明細書に記載の分析装置によって分析する前に、１つ以上の化学元素を濃縮する試料濃縮システム２００を含むことができる。試料濃縮システム２００は、分析のために化学元素を濃縮すると記載されているが、分析システム１０２による分析のために、化学種、イオン、分子、化合物等を濃縮するように試料濃縮システム２００を利用することができると理解されたい。図１Ｂ−１１によれば、試料濃縮システム２００の例示的な実施形態が示されている。図１Ｂ及び１Ｃに示す試料濃縮システム２００は、交換カラム２０２、バルブ２０４、及び液体質量流量計（マスフローメータ）２０６を含む。図１Ｂに示すように、バルブ２０４は、試料（例えば、試料１５０又は調製済み試料１５２）と、交換カラム２０２と、液体質量流量計２０６との間の流路を提供するように試料装填構成にある。試料は、交換カラム２０２を通って流れ、それによって特定の交換カラム２０２に対して親和性を有する化学元素はカラム内に保持され、試料は、バルブ２０４を通って液体質量流量計２０６に流れ、廃液として試料濃縮システム２００から排出される。本明細書に記載されるカラムは「交換カラム」と呼ばれるが、当該カラムは、対象成分又は化学種と、対象でないものとの間の区別を提供するのに適した任意のカラムであってもよいことに留意されたい。例えば、交換カラムは、これらに限定されないが、アニオン交換カラム、カチオン交換カラム、キレート化カラム、クロマトグラフィーカラム等、またはこれらの組み合わせを含むことができる。液体質量流量計２０６は、交換カラム２０２を通過した試料の流れ（例えば、体積流量又は質量流量）を測定して、交換カラム２０２内に保持された特定の化学成分を提示する。試料の質量又は容積の閾値量が交換カラム２０２を通過した後、試料濃縮システム２００は、バルブ２０４の構成を図２に示す溶離構成に自動的に切り替える。これにより、溶離液が交換カラム２０２に導入され、分析システム１０２への移送又は分析システム１０２による分析のために溶離された試料（例えば、調製済み試料１５２）が提供される。例えば、バルブ２０４を操作するコントローラは、液体質量流量計２０６によって測定された試料の質量又は体積を閾値（例えば、システムメモリに記憶され、ユーザによって指定されたもの等）に比較して、分析システム１０２による分析のために対象化学成分を濃縮するように、いつ十分な試料が交換カラム２０２を通過するかを判定する。なお、図１Ｃは、溶離構成にあるバルブ２０４と、ネブライザ２０８との間の流体経路を示しており、そのような流体経路は、直接的接続（例えば、試料濃縮システム２００が分析システム１０２に含まれているか、又はそれの脱溶システムに接続されている構成）であってもよく、又は、例えば、バルブ１４８及び移送ライン（例えば、本明細書に記載の移送ライン１４４）を含めることによって、遠隔的接続（例えば、試料濃縮システム２００が遠隔サンプリングシステム１０４に含まれる）であってもよいことは理解することができる。分析システム１０２での分析結果は、液体質量流量計２０６によって測定された体積又は質量に比較され、遠隔サンプリングシステム１０４によって得られた試料中に存在する化学元素の濃度を確定することができる。
【００１５】
図１Ｄ−１Ｈによれば、試料濃縮システム２００は、複数の交換カラムを分析システム１０２による分析のために様々な化学元素を濃縮するように複数の交換カラムを含むことができる。例えば、試料濃縮システム２００は、第１の交換カラム２１０及び第２の交換カラム２１２、複数のバルブ（バルブ２１４，２１６、及び２１８が示されている）、及び液体質量流量計２０６を備え、示されている。交換カラムは、試料濃縮システム２００の他の交換カラムとは異なる化学元素を保持するように選択することができる。例えば、第１の交換カラム２１０は、遷移金属元素を保持し（例えば、キレート化カラム）、他の化学元素の通過を可能にする（例えば、ナトリウム、カリウム等を通過させ、バルブ２１６に流れることを可能にする）ように構成することができ、第２の交換カラム２１２は、第Ｉ族及び第ＩＩ族の化学元素を保持する（例えば、カチオン交換カラム）ように構成することができる。単一のカラム内の複数の化学元素の間に、親和性が異なることによって、より長い溶離時間を必要とし、試料分析の分解能が低下する。これに対して、２つ以上の選択的交換カラムを利用することによって、試料濃縮システム２００は、各交換カラム内に保持される化学薬品の迅速の溶離を可能にすることができる。
【００１６】
図１Ｄによれば、試料装填構成にある試料濃縮システム２００が示されており、バルブ２１４は、試料（例えば、試料１５０又は調製済み試料１５２）と選択の標準物質溶液との間の流路を提供し、第１の交換カラム２１０は、第１の交換カラム２１０内の交換媒体に対して親和性を有する化学元素（例えば、遷移金属）を保持しながら、他の全ての化学元素（例えば、第１族及び第２族金属）を通過させる。試料装填構成において、バルブ２１６は、バルブ２１４に流体結合され、試料を受け取って、当該試料を第２の交換カラム２１２に送入して、第２の交換カラム２１２内の交換媒体に対して親和性を有する化学元素（例えば、第１族及び第２族金属）を保持する。バルブ２１８は、バルブ２１６に流体結合され、試料を受け取って、当該試料を液体質量流量計２０６に送入して、廃棄物として試料濃縮システム２００から排出する。液体質量流量計２０６は、第１の交換カラム２１０及び第２の交換カラム２１２を通過した試料の流れ（例えば、体積流量又は質量流量）を測定して、それぞれの交換カラム内に保持された特定の化学成分を提示する。試料の質量又は容積の閾値量が第１の交換カラム２１０及び第２の交換カラム２１２を通過した後、試料濃縮システム２００は、バルブ２１６及びバルブ２１８の構成を（図１Ｄに示す）装填構成から、図１Ｅに示す注入構成に切り替える。注入構成において、溶離液が第１の交換カラム２１０に導入され、（例えば、第２の交換カラム２１２をバイパスして）バルブ２１６を通過し、分析システム１０２への移送又は分析システム１０２による分析のために溶離された試料（例えば、調製済み試料１５２）を提供して、第１の交換カラム２１０によって保持される対象化学種（例えば、遷移金属）を測定する。例えば、バルブ２１４，２１６，２１８を操作するコントローラは、液体質量流量計２０６によって測定された試料の質量又は体積を、（例えば、システムメモリに記憶され、ユーザによって指定された）閾値に比較して、分析システム１０２による分析のために、十分な試料が第１の交換カラム２１０及び第２の交換カラムを通過した時を判定して、対象化学成分を濃縮する。第１の交換カラム２１０から対象化学元素を溶離した後、試料濃縮システム２００は、バルブ２１６の構成を注入構成から装填構成に切り替えて、図１Ｆに示すように、第２の交換カラム２１２から対象化学成分を溶離するための溶離液の流体経路を提供する。これによって、溶離された試料（例えば、調製済み試料１５２）が提供され、分析システム１０２への移送又は分析システム１０２による分析のために、第２の交換カラム２１２によって保持される対象化学種（例えば、第Ｉ族及び第ＩＩ族の化学元素）を測定する。
【００１７】
図１Ｇによれば、リンス構成にある試料濃縮システム２００が示されており、リンス溶液は、第１の交換カラム２１０及び第２の交換カラム２１２をバイパスしてバルブ２１４及び２１６を通過し、液体質量流量計２０６を通して、廃棄物として排出される。図１Ｈによれば、直接注入構成にある試料濃縮システム２００が示されており、試料は、第１の交換カラム２１０及び第２の交換カラム２１２のそれぞれをバイパスして、分析システム１０２による分析のためにバルブ２１８から（例えば、ネブライザ２０８を介して）流出する。また、図１Ｅ、１Ｆ、及び１Ｈは、バルブ２１８とネブライザ２０８との間の流体経路を示しているが、このような流路は、直接的接続（例えば、試料濃縮システム２００が分析システム１０２に含まれるか、又はそれの脱溶システムに接続されている構成）であってもよく、又は、例えば、バルブ１４８及び移送ライン（例えば、本明細書に記載の移送ライン１４４）を含めることによって、遠隔的接続（例えば、試料濃縮システム２００が遠隔サンプリングシステム１０４に含まれる）であってもよいことは理解することができる。分析システム１０２での分析結果は、液体質量流量計２０６によって測定された体積又は質量に比較され、遠隔サンプリングシステム１０４によって得られた試料中に存在する化学元素の濃度を確定することができる。試料濃縮システム２００が１つ及び２つの交換カラム構成を有するように示されているが、試料濃縮システム２００内に２つ以上の交換カラムが実装され、追加の化学元素の保持、異なる元素族の保持等を提供することができる。
【００１８】
図１Ｉによれば、本開示の実施形態による、試料濃縮システム２００によって調製された液体試料中に存在するマグネシウムに対して、カウント対濃度のキャリブレーションプロットが示されている。このキャリブレーションプロットは、約１００ｐｐｑのマグネシウムの濃度に対して、０．９９９３のＲ値を有する。
【００１９】
本開示の実施形態において、分析システム１０２は、試料コレクタ１１０及び／又は試料検出器１３０を備えることができ、試料コレクタ１１０及び／又は試料検出器１３０は、分析システム１０２と１つ以上の遠隔サンプリングシステム１０４との間に結合された試料移送ライン１４４から試料１５０を収集するように構成されている。試料コレクタ１１０及び／又は試料検出器１３０は、１つ以上の遠隔サンプリングシステム１０４から（例えば、１つ以上の試料移送ライン１４４を介して）試料１５０を受け取るように、ポンプ、バルブ、配管、ポート、センサ等の構成要素を含むことができる。例えば、システム１００が複数の遠隔サンプリングシステム１０４を含む場合、各遠隔サンプリングシステムは、試料コレクタ１１０の別個の部分又は分析システム１０２の別個の試料コレクタ１１０に結合する専用の試料移送ライン１４４を含むことができる。また、分析システム１０２は、分析システム１０２のローカルな試料１５０を収集するよう（例えば、ローカルオートサンプラ）に構成されたサンプリング装置１６０を含むことができる。
【００２０】
また、分析システム１０２は、試料を分析して（例えば、液体試料中の）微量元素濃度、同位体比等を特定するように構成された少なくとも１つの分析装置１１２を含む。例えば、分析装置１１２は、誘導結合プラズマ質量分析計（ＩＣＰ／ＩＣＰ−ＭＳ）、誘導結合プラズマ原子発光分光計（ＩＣＰ−ＡＥＳ）等を含むが、それらに限定されないＩＣＰ分光機器を含むことができる。実施形態において、分析システム１０２は、複数の分析装置１１２（すなわち、１つ以上の分析装置）を含む。例えば、システム１００及び／又は分析システム１０２は、複数のサンプリングループを含むことができ、各サンプリングループは、試料の一部を複数の分析装置１１２に導入する。別の例として、システム１００及び／又は分析システム１０２は、単一の試料を複数の分析装置１１２に迅速且つ連続的に導入することが可能なように、マルチ位置バルブで構成することができる。例えば、図６は、分析システム１０２と流体連通している１つの遠隔サンプリングシステム１０４を示しており、分析システム１０２は、遠隔サンプリングシステム１０４から受け取った試料を分析するために、３つの分析装置（示されているＩＣＰＭＳ６０２、イオンクロマトグラフ（ＩＣ）カラム６０４、及びフーリエ変換赤外分光器（ＦＴＩＲ）６０６）に結合されたマルチ位置バルブ６００を含む。なお、図６には、分析システム１０２が３つの分析装置を含む実施形態が示されているが、分析システム１０２は、より少ない（例えば、３つ未満）又はより多い（例えば、４つ以上の）の分析装置１１２を含むことができる。実施形態において、分析装置１１２は、これらに限定されないが、（例えば、微量金属特定のための）ＩＣＰＭＳ、（例えば、微量金属特定のための）ＩＣＰＯＥＳ、（例えば、アニオン及びカチオン特定のための）イオンクロマトグラフ、（例えば、有機汚染物質特定のための）液体クロマトグラフ（ＬＣ）、（例えば、化学組成及び構造情報特定のための）ＦＴＩＲ赤外線、（例えば、非溶解粒子の検出のための）粒子カウンタ、（例えば、試料中の水分の検出のための）水分分析器、（例えば、揮発性成分の検出のための）ガスクロマトグラフ等を含むことができる。実施形態において、複数の分析装置１１２は、遠隔サンプリング装置１０４と同一の位置に配置することができ、一方、システム１００は、複数の分析装置１１２によって実行される（１つ又は複数の）分析と異なる又は追加の試料分析のために、遠隔サンプリング装置１０４から離れて配置された１つ以上の追加の分析装置１１２を含むことができる。代替的に又は追加的に、複数の分析装置１１２は、遠隔サンプリングシステム１０４とは異なる場所に配置することができる。
【００２１】
システム１００及び／又は分析システム１０２は、時間の経過とともにある場所の検体濃度を報告するように構成することができる（図１３を参照して更に以下に示す）。いくつかの実施形態において、分析装置１１２は、試料１５０内の１つ以上の微量金属を検出するように構成されてもよい。他の実施形態において、分析装置１１２は、イオンクロマトグラフィ用に構成することができる。例えば、イオン及び／又はカチオンは試料１５０に集められ、クロマトグラフ分析装置１１２に配送することができる。他の実施形態において、有機分子、タンパク質等が試料内に集められ、（例えば、ネブライザ１５６を用いて）高分解能飛行時間（ＨＲ−ＴｏＦ）マススペクトルメータ分析装置１１２に配送することができる。したがって、本明細書に記載されるシステムは、これらに限定されないが、（例えば、複数の医薬反応器に接続された中央マススペクトルメータ分析装置を有する）医薬品用、１つ以上の廃棄物ストリームの廃棄物モニタリング、半導体製造設備等を含む様々な応用に利用することができる。例えば、廃棄物ストリームに対して、連続的に汚染物質モニタリングし、汚染物質が検出されたときに廃棄物をタンクに流すことができる。別の例として、分析システム１０２にリンクされた１つ以上の遠隔サンプリングシステム１０４によって得られた試料の分析によって、１つ以上の化学薬品ストリームを連続的にモニタリングすることができ、それによって各化学薬品ストリームの汚染リミットを設定することができる。特定のストリームの汚染リミットを超える汚染物質が検出されると、システム１００は警報を発することができる。
【００２２】
遠隔サンプリングシステム１０４は、少なくとも１つの試料移送ライン１４４に選択的に結合するように構成することができ、そうすることによって、遠隔サンプリングシステム１０４は、連続的液体試料セグメント１５０を試料移送ライン１４４に供給するように、試料移送ライン１４４と流体連通するように動作可能である。例えば、遠隔サンプリングシステム１０４は、試料１５０を収集し、例えば、遠隔サンプリングシステム１０４を試料移送ライン１４４に結合させるフロースルーバルブ１４８を用いて、試料１５０を試料移送ライン１４４に供給するように構成することができる。試料移送ライン１４４への試料１５０の供給は、「ピッチ」と呼ぶことができる。試料移送ライン１４４は、ガス供給源１４６に結合することができ、第２の位置（場合によっては第３の位置、第４の位置等）から第１の位置へガスを輸送するように構成することができる。このようにして、遠隔サンプリングシステム１０４によって供給された液体試料セグメントは、ガスストリーム中に収集され、ガス圧力試料移送を利用して分析システム１０２の位置に輸送される。
【００２３】
いくつかの実施形態において、試料移送ライン１４４内のガスは、これらに限定されないが、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガスを含むことができる。いくつかの実施形態において、試料移送ライン１４４は、セグメント化されていない、または最小限にセグメント化されたチューブを含むことができ、当該チューブは、１０分の８ミリメートル（０．８ｍｍ）の内径を有する。しかしながら、１０分の８ミリメートルの内径は、単なる例示であり、本開示を限定することを意味するものではない。他の実施形態において、試料移送ライン１４４は、１０分の８ミリメートルよりも大きい内径及び／又は１０分の８ミリメートルよりも小さい内径を含むことができる。いくつかの実施形態において、試料移送ライン１４４内の圧力は、少なくとも約４バールから１０バールの範囲内であり得る。しかしながら、この範囲は単なる例示であり、本開示を限定することを意味するものではない。他の実施形態において、試料移送ライン１４４内の圧力は、１０バールよりも大きい、及び／又は４バールよりも小さくてもよい。更に、いくつかの特定の実施形態において、試料移送ライン１４４内の圧力は、試料１５０が概ね上向き方向（例えば、垂直方向）に分配されるように調整されてもよい。そのような垂直な配向は、分析システム１０２よりも低い位置（例えば、試料供給源及び遠隔サンプリングシステムが分析システム１０２に対して「階下」に配置された場合）で収集された試料の移送を容易にすることができる。
【００２４】
いくつかの例において、試料移送ライン１４４は、第１の液体浴（又は化学浴）と流体連通している遠隔サンプリングシステム１０４及び第２の液体浴（又は化学浴）と流体連通している分析システム１０２に結合することができる。本開示の実施形態において、第１の位置及び／又は１つ以上の遠隔位置（例えば、第２の位置、第３の位置、第４の位置等）におけるオーバーフローを防止するか又は最小化するために、システム１００は、（例えば、トラフに取り付けられた）１つ以上のリークセンサを備えてもよい。ポンプ、例えば、シリンジポンプ又は真空ポンプを使用して、試料をサンプリング装置１０６に装填することができる。バルブ１４８は、遠隔サンプリングシステム１０４において試料１５０を選択するために使用されてもよく、試料１５０は、試料移送ライン１４４に供給することができ、試料移送ライン１４４は、試料１５０を第１の位置における分析システム１０２に配送することができる。別のポンプ、例えば、ダイアフラムポンプを使用して、分析システム１０２におけるドレインをポンプして、試料移送ライン１４４から試料１５０を引き出すことができる。
【００２５】
システム１００は、密閉なサンプリングシステムとして実施することができ、当該密閉なサンプリングシステムにおいて、試料移送ライン１４４内のガス及び試料は、周囲環境に曝されない。例えば、ハウジング及び／又はシースは、システム１００の１つ以上の構成要素を囲むことができる。いくつかの実施形態において、遠隔サンプリングシステム１０４の１つ以上の試料ラインを、試料配送の間に洗浄してもよい。更に、試料移送ライン１４４は、試料１５０の間で（例えば、洗浄溶液を使用して）洗浄することができる。
【００２６】
遠隔サンプリングシステム１４４は、第１の位置における試料受け入れライン１６２（例えば、試料ループ１６４）と選択的に結合するように構成することができ、そうすることによって、試料ループ１６４は、連続的液体試料セグメントを受け取るように、試料移送ライン１４４と流体連通するように動作可能である。連続的液体試料セグメントの試料ループ１６４への配送は、「キャッチ」と呼ぶことができる。また、試料ループ１６４は、分析装置１１２と選択的に結合するように構成することができ、そうすることによって、試料ループ１６４は、（例えば、システム１００は、分析システム１０２による分析のため、十分な液体試料セグメントが利用可能であると判断したとき）連続的液体試料セグメントを分析装置１１２に供給するように、分析装置１１２と流体連通するように動作可能である。本開示の実施形態において、分析システム１０２は、分析システム１０２による分析のために試料ループ１６４が十分な量の連続的液体試料セグメントを含むことを判定するように構成された１つ以上の検出器を備えることができる。一例において、十分な量の連続的液体試料は、分析装置１１２に送るのに十分な液体試料を含むことができる。十分な量の連続的液体試料の別の例は、（例えば、図７に示す）第１の検出器１２６と第２の検出器１２８との間の試料受け入れライン１６２内の連続的液体試料を含むことができる。実施形態において、第１の検出器１２６及び／又は第２の検出器１２８は、光分析器１３２、光センサ１３４、導電率センサ１３６、金属センサ１３８、伝導性センサ１４０、及び／又は圧力センサ１４２を含むことができる。第１の検出器１２６及び／又は第２の検出器１２８は、他のセンサを含んでもよいと考えられる。例えば、第１の検出器１２６は、試料１５０が試料ループ１６４に入る時を検出する光分析器１３２を含み、第２の検出器１２８は、試料ループ１６４が満たされた時を検出する別の光分析器１３２を含むことができる。この例は、「成功キャッチ」と呼ぶことができる。光分析器１３２は単なる例示であり、本開示を限定する意味するものではないことに留意されたい。他の例示的な検出器は、必ずしもこれらに限定されないが、光センサ、導電率センサ、金属センサ、伝導性センサ、圧力センサ等を含む。
【００２７】
図７を参照して、連続的液体試料セグメントが試料受け入れライン１６２に含まれる時、及び／又は試料ループ１６４が（例えば、分析システム１０２によって）分析のための十分な量の連続的液体試料セグメントを含む時を判定することができるシステム１００が記載される。例示的な実施形態において、第１の検出器１２６は、２つ以上の状態を判定するように構成することができる。２つ以上の状態は、試料受け入れライン１６２内の第１の位置に液体（例えば、液体試料セグメント）が存在する状態、試料受け入れライン１６２内の第１の位置に液体が存在しない状態等を表す。例えば、（例えば、第１のロジックレベル、例えば「ｈｉｇｈ」状態によって表される）第１の状態を使用して、試料受け入れライン１６２内の（例えば、第１の検出器１２６に近接する）第１の位置に液体試料セグメントの存在を表すことができ、（例えば、第２のロジックレベル、例えば「ｌｏｗ」状態によって表される）第２の状態を使用して、試料受け入れライン１６２内の第１の位置に液体試料セグメントが存在しないこと（例えば、試料受け入れライン１６２が空状態にあるか又はガスを有する状態）を表すことができる。
【００２８】
いくつかの実施形態において、圧力センサ１４２を含む第１の検出器１２６を使用して、（例えば、液体が存在するときに、第１の位置に近接する試料受け入れライン１６２内の圧力の増加を検出することによって）試料受け入れライン１６２内の第１の位置に液体の存在を検出することができる。第１の検出器１２６は、（例えば、第１の位置に近接する試料受け入れライン１６２内の圧力の低下を検出することによって）試料受け入れライン１６２内の第１の位置に液体が存在しないことを検出するためにも使用することができる。しかしながら、圧力センサは、単なる例示であり、本開示を限定する意味するものではない。他の実施形態において、光センサ１３４を含む第１の検出器１２６を使用して、（例えば、液体が存在するときに、第１の位置に近接する試料受け入れライン１６２を通過する光の減少を検出することによって）試料受け入れライン１６２内の第１の位置に液体の存在を検出することができる。第１の検出器１２６は、（例えば、第１の位置に近接する試料受け入れライン１６２を通過する光の増加を検出することによって）試料受け入れライン１６２内の第１の位置に液体が存在しないことを検出するためにも使用することができる。これらの例において、第１の検出器１２６は、第１の位置に液体試料の存在を、「ｈｉｇｈ」状態で報告し、液体試料が第１の位置に存在しないことを、「ｌｏｗ」状態で報告することができる。
【００２９】
いくつかの実施形態において、システム１００は、１つ以上の追加の検出器、例えば、第２の検出器１２６、第３の検出器等を含むこともできる。例えば、第２の検出器１２６は、２つ以上の状態を判定するように構成することができ、２つ以上の状態は、試料受け入れライン１６２内の第２の位置に液体（例えば、液体試料セグメント）が存在すること、又は試料受け入れライン１６２内の第２の位置に液体が存在しないこと等を表すことができる。例えば、（例えば、第１のロジックレベル、例えば「ｈｉｇｈ」状態によって表される）第１の状態を使用して、試料受け入れライン１６２内の（例えば、第１の検出器１２６に近接する）第２の位置に液体試料セグメントの存在を表すことができ、（例えば、第２のロジックレベル、例えば「ｌｏｗ」状態によって表される）第２の状態を使用して、試料受け入れライン１６２内の第２の位置に液体試料セグメントが存在しないことを表すことができる。
【００３０】
いくつかの実施形態において、圧力センサ１４２を含む第２の検出器１２６を使用して、（例えば、液体が存在するときに、第２の位置に近接する試料受け入れライン１６２内の圧力の増加を検出することによって）試料受け入れライン１６２内の第２の位置に液体の存在を検出することができる。第２の検出器１２６は、（例えば、第２の位置に近接する試料受け入れライン１６２内の圧力の低下を検出することによって）試料受け入れライン１６２内の第２の位置に液体が存在しないことを検出するためにも使用することができる。しかしながら、圧力センサは、単なる例示であり、本開示を限定する意味するものではない。他の実施形態において、光センサ１３４を含む第２の検出器１２６を使用して、（例えば、液体が存在するときに、第２の位置に近接する試料受け入れライン１６２を通過する光の減少を検出することによって）試料受け入れライン１６２内の第２の位置に液体の存在を検出することができる。第２の検出器１２６は、（例えば、第２の位置に近接する試料受け入れライン１６２を通過する光の増加を検出することによって）試料受け入れライン１６２内の第２の位置に液体が存在しないことを検出するためにも使用することができる。これらの例において、第２の検出器１２６は、第２の位置に液体試料の存在を、「ｈｉｇｈ」状態で報告し、液体試料が第２の位置に存在しないことを、「ｌｏｗ」状態で報告することができる。
【００３１】
コントローラ１１８は、１つ以上の検出器１２６と通信可能に結合され、試料受け入れライン１６２の第１の位置、試料受け入れライン１６２の第２の位置、試料受け入れライン１６２の他の位置等に液体を記録するように構成されている。例えば、コントローラ１１８は、第１の検出器１２６を使用して検出動作を開始し、試料受け入れライン１６２の第１の位置における液体は、（例えば、コントローラ１１８が、第１の検出器１２６により測定されたように、「ｌｏｗ」から「ｈｉｇｈ」への状態変更を記録するとき）コントローラ１１８によって記録することができる。次に、（例えば、連続的に、少なくとも実質的に連続的に）第１の検出器１２６をモニタすることができ、コントローラ１１８は、続いて、（例えば、コントローラ１１８が、第１の検出器１２６により測定されたように、「ｈｉｇｈ」から「ｌｏｗ」への状態変更を記録するとき）試料受け入れライン１６２の第１の位置における液体が存在しないことを記録することができる。
【００３２】
同様に、コントローラ１１８は、第２の検出器１２６を用いて検出動作を開始することもでき、試料受け入れライン１６２の第２の位置における液体は、（例えば、コントローラ１１８が、第２の検出器１２６により測定されたように、「ｌｏｗ」から「ｈｉｇｈ」への状態変更を記録するとき）コントローラ１１８によって記録することができる。次に、（例えば、連続的に、少なくとも実質的に連続的に）第２の検出器１２６をモニタすることができ、コントローラ１１８は、続いて、（例えば、コントローラ１１８が、第２の検出器１２６により測定されたように、「ｈｉｇｈ」から「ｌｏｗ」への状態変更を記録するとき）試料受け入れライン１６２の第２の位置における液体が存在しないことを記録することができる。
【００３３】
コントローラ１１８及び／又は１つ以上の検出器１２６は、システム１００の一定のイベント（例えば、試料受け入れライン１６２内の複数の位置において特定の時間に液体の存在又は不存在）のタイミングを提供するタイマーの動作を含むか又は影響することができる。一例として、コントローラ１１８は、（例えば、液体を廃棄物へ又は保持ループに送ることとは対照的に）液体試料を分析システム１０２に送るか否かの判定を行うために、様々な検出器によって状態の変化が記録された時間をモニタすることができる。別の例として、コントローラ１１８は、検出器１２６を介してコントローラ１１８によって記録された状態の変化に基づいて、液体が試料受け入れライン１６２及び／又は試料ループ１６４に滞在する時間をモニタすることができる。
【００３４】
≪液体試料セグメントの中断及び適した液体セグメントの判定≫
一般に、試料が関連する分析装置（例えば、分析装置の隣のオートサンプラー）に近接して得られた場合、実質的な試料量を求めることなく、試料は、試料供給源と分析装置との間の全距離にわたることができる。しかしながら、試料を長距離移送する場合、遠隔サンプリングシステム１０４と分析システム１０２との間で移送ライン１４４の全体（例えば、数百メートルの試料長さまで）を満たすことは、使用されていない試料部分の廃棄による環境上の懸念、試料の粘性等の理由で、禁制的であるか又は望ましくない可能性がある。したがって、実施形態において、遠隔サンプリングシステム１０４は、移送ライン１４４の全体を試料で満たさず、むしろ、移送ライン１４４の総容積の一部を表す液体試料セグメントが、分析システム１０２による分析のために移送ライン１４４を通って移送される。例えば、移送ライン１４４が数百メートルまでの長さにすることができるが、試料は、分析システム１０２への輸送の間の任意の所与の時間に、移送ライン１４４の約１メートル又はそれ以下を占めることができる。ラインを通って液体試料セグメントを送ることは、遠隔サンプリングシステム１０４から送られる試料の量を減少させることができるが、分析システム１０２への輸送の間に、試料移送ライン１４４内において、試料が気泡又はギャップ／ボイドを生じる可能性がある。このような気泡又はギャップ／ボイドは、試料の長距離移動に関連する状況、例えば、輸送中のチューブ間のオリフィスの変化による、試料間のラインを洗浄するために使用される残留洗浄流体との相互作用による、ライン内の残留流体との反応による、移送ラインのスパンに沿った圧力差による起因等によって形成することができる。例えば、図８に示すように、液体試料８００は、遠隔サンプリングシステム１０４から、移送ライン１４４を通って、分析システム１０２が位置する第１の位置に移送することができる。遠隔サンプリングシステム１０４によって得られた全試料の体積は、図８の中のＶＴＯＴによって表される。図示されているように、ギャップ又はボイド８０２は、遠隔サンプリングシステム１０４から輸送される間に移送ライン１４４内に形成され得る。ギャップ又はギャップ８０２は、分析システム１０２による分析のための試料の十分な量又は体積が含まれていない多数の試料セグメント８０４を分割している。そのような試料セグメント８０４は、分析システム１０２による分析のために十分な体積（ＶＳＡＭＰＬＥとして示す）を有するより大きな試料セグメント８０６の前及び／又は後に存在することができる。実施形態において、遠隔サンプリングシステム１０４によって収集される試料の量（例えば、ＶＴＯＴ）は、分析装置１１２によって分析のための試料１５０の十分な量を提供するように調整される。例えば、「キャッチされた」試料１５０の量と「ピッチされた」試料１５０の量の容積比（例えば、ＶＴＯＴ／ＶＳＡＭＰＬＥ）は、少なくとも約１と四分の一（１．２５）である。しかし、この比率は単なる例示であり、本開示を限定することを意味するものではない。いくつかの実施形態において、前記比率は１．２５よりも大きく、他の実施形態において前記比率は１．２５未満である。一例では、２．５ミリリットル（２．５ｍＬ）の試料１５０（例えば、濃縮した硫酸又は硝酸）がピッチされ、１ミリリットル（１ｍＬ）の試料１５０がキャッチされる。他の例において、１．５ミリリットル（１．５ｍＬ）の試料１５０（例えば、濃縮した硫酸又は硝酸）がピッチされ、１ミリリットル（１ｍＬ）の試料１５０がキャッチされる。本開示の実施形態において、「ピッチされた」１５０の量は、第１の位置と第２の位置との間の距離、第１の位置と第２の位置との間の試料移送ラインチューブの量、試料移送ライン１４４内の圧力等を考慮して調整される。一般に、ＶＴＯＴ／ＶＳＡＭＰＬＥの比率は、移送の間に試料移送ライン１４４内のギャップ／ボイド８０２及び試料セグメント８０４の形成について計算した値よりも大きい。
【００３５】
システム１００は、複数の遠隔サンプリングシステム１０４のうちのどれが、その各自の試料を分析システム１０２に輸送（例えば、「ピッチ」）すべきかを選択することができ、それによって、検出器１２６は、分析システム１０２に送るのに十分な試料（例えば、試料ループ１６４内のＶＳＡＭＰＬＥ）が存在（例えば、「キャッチ」）するか否か、又はボイド又はギャップがライン内（例えば、検出器１２６の間）に存在し、そのためその特定の時間に試料が分析システム１０２に送るべきではないか否かの判断を容易にする。気泡又はギャップが（例えば、試料ループ１６４内に）存在する場合、分析装置１１２が「ブランク」溶液を分析する可能性があるため、特に、分析装置１１２に導入する前に、分析システム１０２において試料が希釈又は更に希釈される場合には、気泡又はギャップの存在により試料の分析の精度を損なう可能性がある。
【００３６】
いくつかの実施形態において、システム１００は、連続的液体試料セグメント（例えば、試料セグメント８０６）が試料受け入れライン１６２及び／又は試料ループ１６４にいつ含まれるかを判定するように構成することができ、それによって、システム１００は、ギャップ又はボイド８０２又はより小さい試料セグメント８０４が分析装置１１２に移送されることを回避することができる。例えば、システム１００は、試料受け入れライン１６２に沿った第１の位置に第１の検出器１２６を、試料受け入れライン１６２に沿った第２の位置（例えば、第１の位置の下流）に第２の検出器１２６を含むことができる。また、システム１００は、第１の検出器１２６と第２の検出器１２６との間に試料ループ１６４を含むことができる。実施形態において、バルブ、例えば、少なくとも２つの流路構成（例えば、図３Ａに示すバルブ１４８の第１の流路構成、図３Ｂに示すバルブ１４８の第２の流路構成等）の間で切り替え可能なマルチポートバルブは、第１の検出器１２６と試料ループ１６４との間に、及び第２の検出器１２６と試料ループ１６４との間に配置することができる。本開示の実施形態において、システム１００は、第１の位置と第２の位置との両方において、同時に液体を記録するとともに、第１の位置における第１の検出器１２６を用いて「ｈｉｇｈ」から「ｌｏｗ」への状態の変化を記録しないようにすることによって、試料受け入れライン１６２及び／又は試料ループ１６４に、連続的液体試料セグメントが含まれていることを判定することができる。換言すれば、液体試料は、第２の検出器１２６が液体試料の存在を認識するまで、第１の検出器１２６により検出された状態の変化なしに、第１の検出器１２６から第２の検出器１２６へ連続的に移送される。
【００３７】
２つ以上の検出器を使用して、検出器の間において、試料受け入れラインがいつ連続的液体セグメントを含むかを判定する実施例において、液体セグメントが試料受け入れラインに受け入れられる。例えば、図７を参照すれば、試料受け入れライン１６２は、液体試料セグメントを受け入れる。次に、試料受け入れラインの第１の位置に液体セグメントの存在及び／又は不存在を検出するように構成された第１の検出器を使用して検出動作を開始することによって、液体セグメントは、試料受け入れラインの第１の位置に記録される。例えば、図７を参照すれば、第１の検出器１２６は、「ｌｏｗ」から「ｈｉｇｈ」への状態の変化として、試料受け入れライン１６２内の第１の位置に液体試料セグメントの存在を検出する。図９を参照すれば、時刻ｔ１及びｔ５に、第１の位置において液体試料セグメントを検出することができる。そして、第１の位置に液体セグメントを記録した後、第１の検出器がモニタされる。例えば、図７を参照すれば、第１の検出器１２６は、コントローラ１１８によってモニタされる。第１の検出器１２６は、「ｈｉｇｈ」から「ｌｏｗ」への状態の変化として、試料受け入れライン１６２内の第１の位置に液体試料セグメントが存在しないことを検出する。図９を参照すれば、時刻ｔ１及びｔ５に、第１の位置に対する（例えば、連続的に、少なくとも実質的に連続的に）モニタが開始され、時刻ｔ３及びｔ６に、第１の位置において液体試料セグメントが存在しないことを検出することができる。
【００３８】
同様に、試料受け入れラインの第２の位置に液体セグメントの存在及び／又は不存在を検出するように構成された第２の検出器を使用して検出動作を開始することによって、液体セグメントは、試料受け入れラインの第２の位置に記録される。例えば、図７を参照すれば、第２の検出器１２６は、「ｌｏｗ」から「ｈｉｇｈ」への状態の変化として、試料受け入れライン１６２内の第２の位置に液体試料セグメントの存在を検出する。図９を参照すれば、時刻ｔ２及びｔ７に、第２の位置において液体試料セグメントを検出することができる。そして、第２の位置に液体セグメントを記録した後、第２の検出器がモニタされる。例えば、図７を参照すれば、第２の検出器１２６は、コントローラ１１８によってモニタされる。第２の検出器１２６は、ｈｉｇｈ」から「ｌｏｗ」への状態の変化として、試料受け入れライン１６２内の第２の位置に液体試料セグメントが存在しないことを検出する。図９を参照すれば、時刻ｔ２及びｔ７に、第２の位置に対する（例えば、連続的に、少なくとも実質的に連続的に）モニタが開始され、時刻ｔ４及びｔ８に、第２の位置において液体試料セグメントが存在しないことを検出することができる。
【００３９】
液体が第１の位置と第２の位置との両方に同時に記録されたとき、第１の検出器と第２の検出器との間の試料受け入れラインに連続的液体セグメントが記録される。例えば、図７を参照すれば、「ｈｉｇｈ」状態が、第１の検出器１２６及び第２の検出器１２６のそれぞれに液体試料セグメントの存在を表したとき、コントローラ１１８は、試料受け入れライン１６２に連続的液体試料セグメントを（例えば、第１の検出器１２６と第２の検出器１２６との間に存在するように）記録する。図９を参照すれば、液体試料セグメントが第２の位置で検出された時刻ｔ２に、連続的液体試料セグメントが記録され得る。
【００４０】
いくつかの実施形態において、論理積演算を使用して、連続的液体セグメントが試料受け入れラインにいつ登録されるか、試料受け入れラインから分析装置への連続的液体セグメントの移送がいつ開始されるかを判定することができる。例えば、図７を参照すれば、コントローラ１１８は、第１の検出器１２６と第２の検出器１２６とのそれぞれにおいて「ｈｉｇｈ」状態の論理積演算を使用し、バルブ１４８を用いて試料ループ１６４と分析装置１１２との選択的結合を開始する。そうすることによって、試料ループ１６４は、連続的液体試料セグメントを分析装置１１２に供給するように、分析装置１１２と流体連通状態に動作可能である。いくつかの実施形態において、「ｌｏｗ」から「ｈｉｇｈ」への状態の変化が第１の検出器１２６又は第２の検出器１２６に記録されたとき、コントローラ１１８は、バルブ１４８を切り替えて連続的液体試料セグメントを分析装置１１２に供給するか否かのみを判定してもよい。いくつかの実施形態において、システム１００は、第２の検出器１２６に「ｈｉｇｈ」状態が、試料ループ１６４と分析装置との選択的結合が開始される前の一定期間（例えば、図９に示すｔΔ）において維持されることを要求する。例えば、コントローラ１１８及び／又はプロセッサ１２０のタイマー又はタイミング機能は、第２の検出器１２６が「ｈｉｇｈ」状態を維持する時間を検証することができ、それによって、第１の検出器が「ｈｉｇｈ」状態にある場合において、第２の検出器１２６が「ｈｉｇｈ」状態を時間ｔΔ（例えば、限界時間）の間維持すると、コントローラ１１８は、十分な液体試料セグメント（例えば、図８のセグメント８０６）がキャッチされたことを判定することができ、バルブ１４８を切り替えて、連続的液体試料セグメントを分析装置１１２に供給することができる。時間ｔΔとは、ｔΔ以外の時間において、第２の検出器がボイド又は気泡を測定している可能性が低い、との期間に対応し、また、ｔΔは、試料の流速又は他の移送条件によって変化し得る。
【００４１】
いくつかの実施形態において、コントローラ１１８は、「ｈｉｇｈ」状態及び／又は「ｌｏｗ」状態の第１の検出器１２６のタイミングをモニタすることができる。例えば、遠隔サンプリングシステム１０４から移送されている試料の流れ特性が既知である実施形態において、第１の検出器１２６を監視して「ｈｉｇｈ」状態に滞在する時間の長さを測定することによって、試料受け入れライン１６２及び／又は試料ループ１６４内に十分な液体試料が存在しているか否かを見積もることができ、第２の検出器１２６の「ｈｉｇｈ」状態の確認の有無にかかわらず、コントローラ１１８に試料を分析装置１１２に送出させることができる。例えば、試料の一定の流速に対して、試料の体積は、第１の検出器１２６が「ｈｉｇｈ」状態に滞在する時間の長さをモニタすることによって見積もることができる。しかしながら、ポンプの機能性、移送される試料のタイプ、試料の粘度、移送時間、移送距離、周囲温度条件、移送ライン１４４の温度条件等の変動により、試料の流速は既に明らかではない場合がある。したがって、第２の検出器１２６の機能性は有益であり得る。
【００４２】
本開示の実施形態において、本明細書に記載のシステム及び技術を使用して、第１の検出器１２６と第２の検出器１２６との間の試料受け入れラインの一部（例えば、試料ループ）が気泡なく充填されていることを判定することができる。例えば、図９を参照して説明した時刻ｔ３とｔ５との間に第１の位置に液体試料が存在しないことは、試料受け入れライン１６２内に気泡が存在することに対応し得る。システム１００が、試料受け入れライン１６２内に気泡が存在しない状態に達したとき、コントローラ１１８は、バルブ１４８を切り替えて、試料ループ１６４内の流体を通過させ、分析装置１１２に移送する。（分析又は分析する前の試料の前処理のため）。
【００４３】
≪方法例≫
図１０は、一実施例における手順８１０を示す。当該実施例において、２つの検出器を使用して、試料受け入れラインが、分析システムによる分析のための連続的液体試料セグメント中に、ギャップ又はボイドが存在せず、且つ十分な量の試料を含むタイミングを判定する。図示されているように、液体セグメントを試料受け入れラインに受け入れる（ブロック８１２）。例えば、試料受け入れライン１６２は、遠隔サンプリングシステム１０４によって得られた試料を受け入れ、移送ライン１４４を介して移送することができる。また、手順８１０は、液体セグメントが第１の位置を通過して移動する際に液体セグメントの存在及び／又は不存在を検出するように構成された第１の検出器を有する試料受け入れラインの第１の位置に液体セグメントを記録することを含む（ブロック８１４）。例えば、第１の検出器１２６は、試料受け入れライン１６２の第１の位置における液体試料セグメントの存在を測定することができる。図９を参照すれば、液体試料セグメントは、時刻ｔ１及びｔ５に、第１の位置で検出される。
【００４４】
次に、液体セグメントを第１の位置に記録した後、第１の検出器をモニタする（ブロック８１６）。例えば、第１の検出器１２６は、コントローラ１１８によってモニタされ、試料受け入れライン１６２内の第１の位置に液体セグメントがなくなることの有無（例えば、第１の検出器１２６が、試料流体の検出を示す「ｈｉｇｈ」状態から、試料流体が検出されない「ｌｏｗ」状態に変化したか否か）を判定する。図９を参照すれば、第１の位置は、時刻ｔ１及びｔ５に（例えば、連続的に、少なくとも実質的に連続的に）モニタされ始める。そして、第２の位置における液体セグメントの存在及び／又は不存在を検出するように構成された第２の検出器を使用して検出動作を行うことによって、第１の位置より下流の試料受け入れラインの第２の位置に液体セグメントを記録する前に、試料受け入れラインの第１の位置における液体セグメントの不存在が記録されていない場合には、連続的液体セグメントを試料受け入れラインに記録する（ブロック８１８）。例えば、図９を参照すれば、第１の検出器１２６は、時刻ｔ１及びｔ５に試料流体の存在を検出し、第２の検出器１２６は、時刻ｔ２及びｔ７に試料流体の存在を検出する。第１の検出器の時刻ｔ１とｔ３との間の液体試料セグメントのみが、（時刻ｔ２から始まる）第２の検出器によって記録され、且つ第２の検出器がその試料セグメントを検出する前に第１の検出器１２６はその合間に試料の不存在を検出していない。そのようなときに、コントローラ１１８は、バルブ１４８に切り替えて、試料ループ１６４に含まれる試料を分析装置１１２に送出ように指示することができる。一方、第１の検出器１２６がｔ５に液体試料の存在を記録したが、その後第２の検出器１２６がｔ７に液体試料の存在を検出する前に、第１の検出器はｔ６に液体試料の不存在も検出した。この場合、システム１００は、ギャップ又はボイド（例えば、ギャップ／ボイド８０２）が試料ループ１６４内に存在することを認識し、分析するためのバルブ１４８の切り換えをせず、代わりに不十分な試料セグメント（例えば、液体セグメント８０４）を通過させて廃棄する。本明細書で説明するように、第１の検出器１２６が一定期間（例えば、ｔΔ）に「ｈｉｇｈ」状態を維持した後に、第２の検出器１２６がその合間に「ｈｉｇｈ」状態を維持すると、（例えば、コントローラ１１８によって実行される）タイマーを使用してバルブ１４８を切り替えることができる。            
【００４５】
≪制御システム≫
システム１００は、その構成要素の一部又は全部を含み、コンピュータ制御下で動作することができる。例えば、プロセッサ１２０は、システム１００と一緒に設けられるか、又はシステム１００内に含まれ、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア（例えば、固定論理回路）、手動処理、又はそれらの組み合わせを利用して、本明細書に記載のシステムの構成要素及び機能を制御する。本明細書で使用する「コントローラ」、「機能性」、「サービス」、及び「ロジック」という用語は、一般に、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、又はソフトウェアと、ファームウェアとの組み合わせ、又はシステムの制御に関連するハードウェアを表す。ソフトウェア実装の場合、モジュール、機能性、又はロジックは、プロセッサ（例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）又は複数のＣＰＵ）上で実行される特定のタスクを実行するプログラムコードを表す。プログラムコードは、１つ以上のコンピュータ可読メモリデバイス（例えば、内部メモリ及び／又は１つ以上の有形媒体）等に記憶することができる。本明細書で記載される構造、機能、アプローチ、及び技術は、様々なプロセッサを有する様々な商用コンピューティングプラットフォーム上で実施され得る。
【００４６】
例えば、システムの１つ以上の構成要素、例えば、分析システム１０２、遠隔サンプリングシステム１０４、バルブ１４８、ポンプ、及び／又は検出器（例えば、第１の検出器１２６、第２の検出器１２６、試料検出器１３０等）は、試料１５０の収集、配送、及び／又は分析を制御するためにコントローラに結合することができる。例えば、コントローラ１１８は、第１の検出器１２６及び第２の検出器１２６によって成功した「キャッチ」が示されたとき（例えば、両方のセンサが液体を検出したとき）、試料ループ１６４を分析システム１０２に結合するバルブ１４８のスイッチを入れ、試料ループ１６４から分析システム１０２に試料１５０を導くように構成することができる。更に、コントローラ１１８は、（例えば、試料ループ１６４が、分析システム１０２による完全な分析のための十分な試料１５０で充填されていない場合）「不成功キャッチ」を判定する機能を実行することができる。いくつかの実施形態において、「不成功キャッチ」は、例えば、センサ、例えば、第１の検出器１２６又は第２の検出器１２６から受信した信号の信号強度の変化に基づいて判定される。他の実施形態において、第１の検出器１２６が試料受け取りライン１６２内の試料１５０を既に示したが、予め定められた時間が経過しても、第２の検出器１２６が試料受け取りライン１６２内の試料１５０を示さない場合、「不成功キャッチ」が判定される。
【００４７】
いくつかの実施形態において、コントローラ１１８は、遠隔地、例えば、第２の位置にある表示装置と通信可能に結合され、第１の位置で不十分な試料１５０を受け取ったときに第２の位置に表示（例えば、知らせ）を提供する。当該表示を利用して追加の試料採取及び配送を（例えば、自動的に）開始することができる。いくつかの実施形態において、表示装置は、（例えば、１つ以上の表示装置のライト、ディスプレイの読み出し、それらの組み合わせ等を介して）オペレータに知らせを提供する。更に、１つ以上の予め定められた条件（例えば、複数の試料が欠落している場合のみ）に基づいて、表示を計時するか及び／又は開始することができる。いくつかの実施形態において、表示装置は、遠隔のサンプリングサイトで測定された条件に基づいて作動することもできる。例えば、第２の位置にある検出器１３０を使用して、試料１５０が遠隔サンプリングシステム１０４にいつ供給されているかを判定し、試料１５０が収集されていないときに表示装置を作動させることができる。
【００４８】
いくつかの実施形態において、コントローラ１１８は、異なる遠隔地からの試料の収集、及び／又は異なるタイプの試料１５０に対して、異なるタイミングを提供するように動作可能である。例えば、リモートサンプリングシステム１０４が試料１５０を試料移送ライン１４４に配送する準備ができて、試料移送ライン１４４内に試料１５０の転送を開始することができるとき、コントローラ１１８が知らせされる。また、コントローラ１１８は、試料１５０に関連する識別情報（例えばログ／レコード）を受信する、及び／又は試料１５０がシステム１００内に配送される順序を制御するように、１つ以上の遠隔サンプリングシステム１０２と通信可能に結合することができる。例えば、コントローラ１１８は、遠隔で複数の試料１５０を待ち行列に入れ、１つ以上の試料移送ライン１４４を介してそれらの配送を調整することができる。このように、試料１５０の配送は、複数の同時流路に沿って（例えば、複数の試料移送ライン１４４を介して）調整することができ、１つ以上の試料１５０を移送するとともに、１つ以上の追加の試料１５０を採取すること等ができる。例えば、図１１は、システム１００の例示的な制御フローダイアグラムを示しており、当該システム１００において、分析システム１０２は、２つの遠隔サンプリングシステム１０４ａ及び１０４ｂ、並びに関連する移送ライン１４４ａ及び１４４ｂを介して、試料位置９００及び試料位置９０２で示された２つの遠隔試料位置と流体連通しているように示されている。示された実施形態において、分析システム１０２は、遠隔サンプリングシステム１０４ａ及び遠隔サンプリングシステム１０４ｂのそれぞれに、それぞれ９０４ａ及び９０４ｂで示されたコマンドを送信する。遠隔サンプリングシステム１０４ａ及び遠隔サンプリングシステム１０４ｂのそれぞれは、別個のサンプリング位置（遠隔サンプリングシステム１０４ａのサンプリング位置９００、遠隔サンプリングシステム１０４ｂのサンプリング位置９０２）で得られた試料を、移送ライン１４４ａ及び移送ライン１４４ｂのそれぞれを介して分析システム１０２に移送する。次に、分析システム１０２は、試料を処理して、その中の様々な化学種の含有量を判定する。次に、分析システム１０２は、化学種の量のいずれかが元素特有なリミット（例えば、試料中の特定の汚染物質のリミット）を超えたか否かを判定する。実施形態において、システム１００は、各サンプリング位置について独立して、及び各サンプリング位置における特定の化学種について、独立した汚染リミットを設定することができる。例えば、処理中に特定の金属汚染物質に対する耐性が低下する可能性があるため、下流の化学薬品試料は、上流で取られた化学薬品試料よりも、特定の化学種に対してより低いリミットを有する可能性がある。図１１に示すように、分析システム１０２は、いずれ化学種も、遠隔サンプリングシステム１０４ａによって、サンプリング位置９００で得られた試料の元素特有なリミットのいずれにも超えていないことを判定した。次に、分析システム１０２は、９０８ａで示す表示をＣＩＭホスト９０６に送信し、サンプリング位置９００において、元素特有なリミット以下のプロセスアプリケーションの操作によるプロセスアプリケーションの継続を可能にする。分析システム１０２は、遠隔サンプリングシステム１０４ｂによって、サンプリング位置９０２で得られた試料中に存在する化学種の少なくとも１つが元素特有なリミット（例えば、試料中の汚染物質のリミット）を超えていると判定した。次に、分析システム１０２は、９０８ｂで示す表示をＣＩＭホスト９０６に送信し、サンプリング位置９０２において、元素特有なリミットを超えるプロセスアプリケーションの操作によるプロセスアプリケーションを行う警報を送信する。次に、ＣＩＭホスト９０６は、停止プロセスコマンド９１０を介して、サンプリング位置９０２での処理を指示し、サンプリング位置９０２における遠隔サンプリングシステム１０４ｂによって得られた試料の分析に基づく動作を停止させる。実施形態において、ＣＩＭホスト９０６とシステム１００のコンポーネントとの間の通信は、ＳＥＣＳ／ＧＥＭプロトコルによって容易にすることができる。実施形態において、ある元素が特定の試料位置の試料内の元素特有なリミットを超えていると判定されたときに、システム１００は、コンテキスト固有動作（ｃｏｎｔｅｘｔ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ａｃｔｉｏｎｓ）を含むことができる。当該コンテキスト固有動作は、これらに限定されないが、警報を無視してプロセス動作を継続すること、プロセス動作を停止すること、システムキャリブレーションを実行してからオーバーリミット試料の再実行を行うこと等を含むことができる。例えば、第１の警報を受けると、分析システム１０２は、キャリブレーション（又は別のキャリブレーション）を実行してから試料の再実行を行うことができ、続いて警報（例えば、第２の警報）を受けたら、ＣＩＭホスト９０６は、障害のあるサンプリング位置における処理にコマンドを出して中止させる。
【００４９】
コントローラ１１８は、プロセッサ１２０と、メモリ１２２と、通信インターフェース１２４とを含むことができる。プロセッサ１２０は、コントローラ１１８に処理機能を提供し、任意の数のプロセッサ、マイクロコントローラ、又は他の処理システム、及びコントローラ１１８によってアクセスされるか又は生成されるデータ及び他の情報を記憶するレジデントメモリ又は外部メモリを含むことができる。プロセッサ１２０は、本明細書に記載の技術を実施する１つ以上のソフトウェアプログラムを実行することができる。プロセッサ１２０は、それが形成される材料又は内部の処理機構によって限定されることなく、したがって、半導体及び／又はトランジスタ等を用いて（例えば、電子集積回路（ＩＣ）コンポーネントを利用して）実装することができる。
【００５０】
メモリ１２２は、コントローラ１１８の動作に関連する様々なデータ、例えば、ソフトウェアプログラム及び／又はコードセグメント、又はプロセッサ１２０、及び例えば、コントローラ１１８の他のコンポーネントを指示して、本明細書で説明される機能を実行する他のデータを記憶するように記憶機能を提供する有形のコンピュータ可読記憶媒体の一例である。したがって、メモリ１２２は、データ、例えば、システム１００（その構成要素を含む）を操作する命令のプログラム等を記憶することができる。単一のメモリが記載されているが、多種多様なタイプ及びメモリの組み合わせ（例えば、有形の非一時的メモリ）を使用することができることに留意されたい。メモリ１２２は、プロセッサ１２０と一体化すること、スタンドアロンメモリを含むこと、又はその両方の組み合わせとすることができる。
【００５１】
メモリ１１２は、これらに限定されないが、取り外し可能なメモリ及び取り外し不可能なメモリコンポーネント、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ（例えば、セキュアデジタル（ＳＤ）メモリカード、ミニＳＤメモリカード、及び／又はマイクロＳＤメモリカード）、磁気メモリ、光メモリ、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）メモリデバイス、ハードディスクメモリ、外部メモリ等を含む。実装において、システム１００及び／又はメモリ１２２は、取り外し可能な集積回路カード（ＩＣＣ）メモリを含み、メモリ１２２は、例えば、加入者識別モジュール（ＳＩＭ）カード、汎用加入者識別モジュール（ＵＳＩＭ）カード、ユニバーサル集積回路カード（ＵＩＣＣ）等により提供される。
【００５２】
通信インターフェース１２４は、システムのコンポーネントと通信するように動作可能に構成されている。例えば、通信インターフェース１２４は、システム１００内に記憶するデータの転送、システム１００内の記憶装置からデータの取り出し等を行うように構成することができる。通信インターフェース１２４はまた、（例えば、コントローラ１１８と通信可能に結合されたデバイスから受信された入力を、プロセッサ１２０へ通信するための）システム１００のコンポーネントとプロセッサ１２０との間で（例えば、コントローラ１１８と通信可能に結合された装置から受信された入力を、プロセッサ１２０へ通信するための）データの転送を容易にするように、プロセッサ１２０と通信可能に結合される。通信インターフェース１２４は、コントローラ１１８のコンポーネントとして説明されているが、通信インターフェース１２４の１つ以上のコンポーネントは、有線及び／又は無線接続を介してシステム１００に通信可能に結合された外部コンポーネントとして実装され得ることに留意されたい。また、システム１００は、１つ以上の入力／出力（Ｉ／Ｏ）デバイス含むか及び／又はそれらに接続することができ、入力／出力（Ｉ／Ｏ）デバイスは、これらに限定されないが、（例えば、通信インターフェース１２４を介して）ディスプレイ、マウス、タッチパッド、キーボード等を含む。
【００５３】
通信インターフェース１２４及び／又はプロセッサ１２０は、様々な異なるネットワークと通信するように構成することができる。様々な異なるネットワークは、これらに限定されないが、３Ｇセルラーネットワーク、４Ｇセルラーネットワーク、又は移動通信ネットワーク用のグローバルシステム（ＧＳＭ（登録商標））等の広域セルラー電話ネットワークと、Ｗｉ−Ｆｉネットワーク（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠する無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ））等のワイヤレスコンピュータ通信ネットワークと、インターネットと、広域ネットワーク（ＷＡＮ）と、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）と、パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１５規格に準拠する無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ））と、公衆電話ネットワークと、エクストラネットと、イントラネット等とを含む。しかしながら、このリストは単なる例示であり、本開示を限定する意味ではない。更に、通信インターフェース１２４は、単一のネットワークと、又は異なるアクセスポイントを渡って複数のネットワークと通信するように構成することができる。
【００５４】
≪実施例１：モニタリングシステム実施例≫
一般に、本明細書に記載のシステム１００は、任意の数のサンプリング位置からの試料を受け取るように任意の数の遠隔サンプリングシステム１０４を組み込むことができる。図１２に示す実装形態において、システム１００は、化学浴、バルク化学薬品、環境排出液及び他の液体試料を利用する処理施設の５つの異なる位置に配置された５つの遠隔サンプリングシステム１０４（１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃ，１０４Ｄ，１０４Ｅで示される）を含む。遠隔サンプリングシステム１０４は、異なる位置で試料を受け取って、５つの遠隔サンプリングシステム１０４の各々から遠隔に位置する分析システム１０２に移送する。第１の遠隔サンプリングシステム１０４Ａは、脱イオン水パイプライン１０００に近接して配置され、分析システム１０２から約４０メートル（４０ｍ）の距離（ｄ５で示す）だけ離れている。第２の遠隔サンプリングシステム１０４Ｂは、分配バルブポイント１００２に近接して配置され、分析システム１０２から約８０メートル（８０ｍ）の距離（ｄ４で示す）だけ離れている。第３の遠隔サンプリングシステム１０４Ｃは、化学薬品供給タンク１００４に近接して配置され、分析システム１０２から約８０メートル（８０ｍ）の距離（ｄ３で示す）だけ離れて配置されている。化学薬品供給タンク１００４は、化学薬品貯蔵タンク１００８から遠隔に配置され、化学薬品貯蔵タンク１００８から化学薬品を供給される。第４の遠隔サンプリングシステム１０４Ｄは、化学薬品供給タンク１００６に近接して配置され、分析システム１０２から約８０メートル（８０ｍ）の距離（ｄ２で示す）だけ離れている。化学薬品供給タンク１００６は、化学薬品貯蔵タンク１００８から遠隔に配置され、化学薬品貯蔵タンク１００８から化学薬品が供給される。第５の遠隔サンプリングシステム１０４Ｅは、化学薬品貯蔵タンク１００４に近接して配置され、分析システム１０２から約３００メートル（３００ｍ）の距離（ｄ１で示す）だけ離れている。５つのリモートサンプリングシステム１０４が示されているが、システム１００は、５つ以上のリモートサンプリングシステム１０４を利用して、他のプロセスストリーム、化学浴、バルク化学薬品貯蔵、環境排出液、及び他の液体試料等の処理施設全体の超微量不純物をモニタすることができる。一実施形態において、リモートサンプリングシステム１０４から分析システムへの試料の移送は、毎秒約１．２メートル（１．２ｍ／ｓ）の速度で提供され、処理施設全体の超微量不純物の準リアルタイム分析（例えば、ＩＣＰＭＳ分析）を提供する。
【００５５】
≪実施例２：再現性≫
一実施形態において、分析システム１０２は、遠隔サンプリングシステム１０４から１００メートル（１００ｍ）離れて配置された。遠隔サンプリングシステム１０４は、２０個の個別試料を得て、当該２０個の別個の試料のそれぞれに存在する各化学種の信号強度を測定するためにそれらを分析システム１０２に移送する。個々の試料には、リチウム（Ｌｉ）、ベリリウム（Ｂｅ）、ホウ素（Ｂ）、ナトリウム（Ｎａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、カルシウム（Ｃａ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ストロンチウム（Ｓｔ）、銀（Ａｇ）、カドミウム（Ｃｄ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、バリウム（Ｂａ）、セリウム（Ｃｅ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タングステン（Ｗ）、及び鉛（Ｐｂ）の化学種を含む。分析システム１０２による分析した結果、全ての化学種について、２０個の個別試料の全ておいて相対標準偏差（ＲＳＤ）が３％未満（＜３％）であることが判明された。従って、分析システム１０２と遠隔サンプリングシステム１０４との間に１００メートル離れた例示的なシステム１００は、試料の受け取りから、試料を（例えば、移送ライン１４４を介して）１００メートル移送して分析システムに届け、及び分析システム１０２で試料を分析するまでにおいて、信頼可能な再現性を提供する。
【００５６】
≪実施例３：手動サンプリングとの比較−半導体プロセスの例≫
図１３を参照すれば、半導体製造プロセスの化学浴（ＳＣ−１浴）の経時的な金属汚染を示すグラフが示されている。当該グラフは、３つの時点で手動採取された試料から測定された金属汚染のデータポイントを示す部分１１００を含む。また、当該グラフは、部分１１００による手動試料から測定された金属汚染のデータポイントに、手動サンプリング法のサンプリング周波数を超えるサンプリング周波数（例えば、少なくとも１６回から１７回以上）でシステム１００から採取した試料から（例えば、遠隔サンプリングシステム１０４により）測定した金属汚染のデータポイントを重ね合わせて示す部分１１０２を含む。部分１１０２に示すように、半導体製造プロセスにおいて、汚染物質の漸進的な増加は経時的に生じる。特定の半導体プロセス（例えば、部分１１００による手動サンプリング技術）において化学薬品をいつ交換するかを判定するライフタイム法又はライフカウント法は、多くの場合、時間の経過に伴う金属汚染の特性を考慮することができない。従って、化学浴中の金属の汚染状態が分かっていないうちに化学薬品がしばしば交換される。これは、化学浴が実際に更なるウエハ処理を提供することができるにもかかわらず、とにかく変更されるような（例えば、プロセスの稼働時間のロスに繋がる）過剰交換をもたらす可能性があるか、又は化学浴が実際に許容範囲を超えた金属汚染を有しているにもかかわらず、時間過ぎても交換されない（例えば、プロセスにより作製されるウエハを潜在的な危険に曝す）不足交換が生じる。部分１１０２に示すように、金属汚染は、システム１００を用いてより高い周波数で自動的に追跡することができる。汚染リミット１１０４は、化学浴が汚染リミットに達したときにＣＩＭホスト９０６に警報を出すように設定される。したがって、システム１００は、汚染リミット１１０４に達したときに、進行中の処理を自動的に停止させる（例えば、不足交換を回避する）ことができるとともに、汚染リミット１１０４に達していないときには、プロセスを継続することを可能にし、それにより実行可能な場合にプロセス稼働時間を提供する（例えば、過剰交換を回避する）。
【００５７】
≪結論≫
実施において、様々な分析装置が、本明細書に記載の構造、技術、アプローチ等を利用することができる。したがって、本明細書にシステムが記載されているが、様々な分析機器が、記載された技術、アプローチ、構造等を利用してもよい。これらのデバイスは、限定された機能（例えば、シン（ｔｈｉｎ）デバイス）又は強い機能性（例えば、シック（ｔｈｉｃｋ）デバイス）を有するように構成されてもよい。したがって、デバイスの機能性は、デバイスのソフトウェア又はハードウェアリソース、例えば、処理能力、メモリ（例えば、データ保存能力）、分析能力等に関連し得る。
【００５８】
一般に、本明細書で説明される機能のいずれかは、ハードウェア（例えば、集積回路のような固定論理回路）、ソフトウェア、ファームウェア、手動処理、又はそれらの組み合わせを利用して実行することができる。したがって、上記の開示で述べたブロックは、一般に、ハードウェア（例えば、集積回路のような固定論理回路）、ソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの組み合わせを表す。ハードウェア構成の例において、上記開示で述べた様々なブロックは、集積回路として他の機能と共に実装することができる。そのような集積回路は、所与のブロック、システム、若しくは回路の機能の全て、又はブロック、システム、若しくは回路の機能の一部を含むことができる。更に、ブロック、システム、又は回路の要素は、複数の集積回路にわたって実装されてもよい。このような集積回路は、これらに限定されないが、モノリシック集積回路、フリップチップ集積回路、マルチチップモジュール集積回路、及び／又は混合信号集積回路を含む様々な集積回路を含むことができる。ソフトウェア実装の例において、上記開示で述べた様々なブロックは、プロセッサ上で実行されるときに特定のタスクを実行する実行可能命令（例えば、プログラムコード）を表す。これらの実行可能命令は、１つ以上の有形のコンピュータ可読媒体に記憶することができる。そのような場合には、システム、ブロック、又は回路の全体は、そのソフトウェア又はファームウェア同等物を使用して実装されてもよい。他の例において、所与のシステム、ブロック、又は回路の一部は、ソフトウェア又はファームウェアに実装することができ、他の部分はハードウェアに実装することができる。
【００５９】
発明主題は、構造特徴及び／又はプロセス動作に特有の言語で記載されているが、添付の特許請求の範囲に定義される発明主題は、必ずしも前述した特定の特徴又は動作に限定されないことを理解されたい。むしろ、前記特定の特徴及び動作は、請求項を実施する例示的な形態として開示されたものである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図１Ｇ】
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【図１Ｈ】
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【図１Ｉ】
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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５】
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【図６】
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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１２】
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【図１３】
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【外国語明細書】
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