(57)【要約】      （修正有）【課題】効率的かつ迅速な抽出に基づく分子試料調製及び関連プロセスのための器具を提供する。【解決手段】熱伝導耐圧加熱チャンバ４２と、液体及び固体を一緒に加熱するための熱伝導耐圧加熱チャンバ内に位置付けられた熱伝導試料カップ４５とを含む。熱伝導耐圧加熱チャンバ内の液体送達入口取付具５６は、供給物から熱伝導耐圧加熱チャンバ内の熱伝導試料カップに液体（溶媒）を送達し、熱伝導耐圧加熱チャンバ内の熱伝導試料カップと液体連通したチラーは、チャンバが大気圧に開放されているときに熱伝導耐圧加熱チャンバから加熱液体を受容する。【選択図】図４
2019015728.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶媒抽出のための組み合わせであって、
加熱圧力密閉反応チャンバと、
前記反応チャンバ内の熱伝導性試料カップであって、前記反応槽が、１つの開放濾過端及び前記開放濾過端と反対側の口部を含む、前記熱伝導性試料カップと、
前記試料カップ内の抽出試料と、
前記試料カップの内部及び前記試料カップの外側と前記反応チャンバの内側との間の前記試料カップの外部の抽出溶媒と、を備える、前記組み合わせ。
【請求項２】
前記反応チャンバが、熱伝導材料から形成される、請求項１に記載の組み合わせ。
【請求項３】
前記開放濾過端が、小孔フロア及び小孔フロア上の濾過媒体である、請求項１に記載の組み合わせ。
【請求項４】
前記濾過媒体が、濾紙、ガラス繊維、石英繊維、不織ポリマー、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項３に記載の組み合わせ。
【請求項５】
前記抽出試料が、土壌、プラスチック、加工食品、食品包装、農産物、及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載の組み合わせ。
【請求項６】
前記抽出溶媒が、水、弱酸、弱塩基、酢酸エチル、メチル第三ブチルエーテル（「ＭＴＢＥ」）、塩化メチレン、ヘキサン、アセトン、ヘキサン、２−プロパノール、シクロヘキサン、アセトニトリル、メタノール、及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載の組み合わせ。
【請求項７】
抽出に基づく分子試料調製及び関連プロセスのための器具であって、
熱伝導耐圧加熱チャンバと、
前記熱伝導耐圧加熱チャンバ内に位置付けられた熱伝導試料カップであって、前記熱伝導試料カップ内の液体及び固体を一緒に加熱するための、前記熱伝導試料カップと、
供給物から前記熱伝導耐圧加熱チャンバ内の前記熱伝導試料カップに液体を送達するための、前記熱伝導耐圧加熱チャンバ内の液体送達入口取付具と、
前記チャンバが大気圧に開放されているときに前記熱伝導耐圧加熱チャンバから加熱液体を受容するための、前記熱伝導耐圧加熱チャンバ内の前記熱伝導試料カップと液体連通したチラーと、を備える、前記器具。
【請求項８】
前記耐圧加熱チャンバが、供給物から前記熱伝導試料カップ及び前記反応チャンバに不活性ガスを送達して、前記加熱チャンバ及び前記試料カップ内の圧力を増加させるための、前記熱伝導試料カップの上部または上部付近に位置付けられた前記熱伝導耐圧加熱チャンバ内のガス送達入口取付具をさらに備える、請求項７に記載の分子試料調製器具。
【請求項９】
超音波発生器が、前記試料カップ内で材料の二次撹拌を行うために前記熱伝導耐圧加熱チャンバと連通する、請求項７に記載の分子試料調製器具。
【請求項１０】
前記超音波発生器が、圧電変換器である、請求項７に記載の分子試料調製器具。
【請求項１１】
前記チラーが、前記ドレインと液体連通した冷却コイルを備え、前記冷却コイルが、共通抽出溶媒が前記冷却コイルの長さを移動するときに前記溶媒の温度を約５０℃〜１８０℃から約２５℃〜４０℃まで低下させるのに十分な前記長さを有する、請求項７に記載の分子試料調製器具。
【請求項１２】
前記耐圧加熱チャンバが、耐圧チャンバクロージャをさらに備える、請求項７に記載の分子試料調製器具。
【請求項１３】
供給物から前記熱伝導試料カップに不活性ガスを送達して、前記熱伝導試料カップの内容物を撹拌するための、前記熱伝導試料カップの底部または底部付近に位置付けられた前記熱伝導耐圧加熱チャンバ内のガス送達入口取付具をさらに備える、請求項７に記載の分子試料調製器具。
【請求項１４】
抽出に基づく分子試料調製及び関連プロセスのための器具であって、
共通ラック内に担持された複数の試料カップ及び複数の収集バイアルと、
前記試料カップのうちの１つを前記ラックと開放圧力チャンバとの間で移動させるためのロボットアームと、
垂直に往復して前記圧力チャンバを開閉する耐圧チャンバクロージャと、
前記圧力チャンバが閉鎖されているときに液体を前記圧力チャンバに送達するための液体入口取付具と、
前記圧力チャンバが閉鎖されているときに前記圧力チャンバ内の液体の温度を上昇させるための加熱器と、
前記圧力チャンバが閉鎖されているときに撹拌ガス流を前記圧力チャンバに送達するためのガス入口取付具と、
前記チャンバ内の送達された加熱液体により発生した圧力下で液体を前記圧力チャンバから放出するためのドレインと、を備える、前記器具。
【請求項１５】
前記ドレインと液体連通した冷却コイルをさらに備え、前記冷却コイルが、共通抽出溶媒が前記冷却コイルの長さを移動するときに前記溶媒の温度を約５０℃〜１８０℃から約２５℃〜４０℃まで低下させるのに十分な前記長さを有する、請求項１４に記載の抽出に基づく分子試料調製器具。
【請求項１６】
前記ロボットアーム上の液体送達栓と、
前記栓から前記収集バイアルのうちの１つに冷却液体を送達するための、前記冷却コイルと前記栓との間の管と、をさらに備える、請求項１４に記載の抽出に基づく分子試料調製器具。
【請求項１７】
前記加熱圧力チャンバから前記冷却コイル内に溶媒を排出するための、前記加熱圧力チャンバと前記冷却コイルとの間の第１の弁をさらに備える、請求項１５に記載の抽出に基づく分子試料調製器具。
【請求項１８】
前記熱伝導チャンバ内の加熱溶媒の蒸気圧が液体溶媒を前記冷却コイル内に押し込むように、前記冷却コイルの末端に第２の弁をさらに備える、請求項１７に記載の抽出に基づく分子試料調製器具。
【請求項１９】
前記圧力チャンバが閉鎖及び加熱されているときに前記圧力チャンバ内の前記試料カップの底部または底部付近の位置に撹拌ガス流を送達するためのガス取付具をさらに備える、請求項１４に記載の抽出に基づく分子試料調製器具。
【請求項２０】
前記試料カップの内容物を撹拌するための、前記チャンバに隣接して位置付けられた超音波発生器をさらに備える、請求項１４に記載の抽出に基づく分子試料調製器具。
【請求項２１】
前記超音波発生器が、圧電変換器を備える、請求項２０に記載の抽出に基づく分子試料調製器具。
【請求項２２】
前記超音波発生器が、圧電変換器と、前記変換器を前記圧力チャンバの壁に接続するロッドと、を備える、請求項２０に記載の抽出に基づく分子試料調製器具。
【請求項２３】
抽出関連技法に特に好適な試料調製器具であって、前記器具が、
１つの開放濾過端及び前記濾過端と反対側の口部を有する試料カップと、
前記試料カップを包囲する反応チャンバであって、前記反応チャンバ及び前記試料カップが、前記反応チャンバの内面と前記試料カップの外面との間に開放ジャケット部分を画定し、前記反応チャンバが、
前記試料カップの前記開放濾過端と連通したドレインフロアと、
前記試料カップの前記口部上の圧力密閉蓋と、
前記圧力密閉蓋から前記試料カップの内側への第１の溶媒入口と、
前記ドレインフロアから前記反応チャンバ内への第２の溶媒入口と、を含む、前記反応チャンバと、
前記反応チャンバと熱接触した反応チャンバ加熱器と、を備え、
これにより、溶媒が、前記第１の溶媒入口及び前記第２の溶媒入口の両方から前記試料カップ内に、かつ前記第２の溶媒入口から前記ジャケット部分内に添加され得ることになり、前記加熱器が、前記反応チャンバ及び前記ジャケット部分内の溶媒を加熱することができるようになり、前記ジャケット部分内の加熱された溶媒が、前記試料カップを加熱し、前記試料カップの内部の溶媒及び抽出試料を加熱することができるようになり、前記第２の入口からの溶媒が、前記開放濾過端を通って前記試料カップに入り、前記試料カップ内の抽出溶媒及び試料を有利に撹拌することができるようになる、前記試料調製器具。
【請求項２４】
前記ドレインフロアが大気圧に開放されているときに前記反応チャンバから加熱液体を受容するための、前記試料カップ内の前記ドレインフロアと液体連通したチラーをさらに備える、請求項２３に記載の分子試料調製器具。
【請求項２５】
前記チラーが、前記ドレインフロアと液体連通した冷却コイルであり、前記冷却コイルが、共通抽出溶媒が前記冷却コイルの長さを移動するときに前記溶媒の温度を約５０℃〜１８０℃から約２５℃〜４０℃まで低下させるのに十分な前記長さを有する、請求項２４に記載の分子試料調製器具。
【請求項２６】
前記試料カップがシリンダーであり、前記開放濾過端が小孔フロアである、請求項２３に記載の分子試料調製器具。
【請求項２７】
前記小孔フロア及び前記試料カップが、前記小孔フロアの除去のために螺設される、請求項２６に記載の分子試料調製器具。
【請求項２８】
前記試料カップ内の前記小孔フロア上に静置する濾過媒体をさらに備え、
前記濾過媒体が、濾紙、石英繊維フィルタ、膜フィルタ、及び濾過マイクロプレートからなる群から選択される、請求項２３に記載の分子試料調製器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、本出願と同時に出願された出願第＿＿＿＿＿＿号、Ｒａｐｉｄ  Ｓａｍｐｌｅ  Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｕｓｉｎｇ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  Ｅｎｅｒｇｉｚｅｄ  Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ、及び本出願と同時に出願された出願第＿＿＿＿＿＿号、Ｒａｐｉｄ  Ｅｎｅｒｇｉｚｅｄ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  Ｓｏｌｉｄ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ（ＳＰＥ）ｆｏｒ  Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓに関連する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、分析化学に関し、具体的には、分子分析のための試料調製に関する。
【０００３】
任意の生成物の分子分析（試料中の１つ以上の化合物を特定するタスク）を行うために、生成物の試料は、それがクロマトグラフィー、分光法、質量分析、及び／または核磁気共鳴器具使用によって容易に分析され得るような形態でなければならない。
【０００４】
これらの分析器具が実質的に純粋な単離された分析物を必要とするため、一般に「試料調製」と称されるいくつかの中間ステップが行われて、目的とする化合物を、それらが見つけられ得る試料マトリックスから単離し、器具使用によって分析のためにそれらを調製しなければならない。
【０００５】
試料中の１つ以上の化合物を特定するタスクは、試料調製に関連する極めてより大きい一連の可能性及び課題を提示する。「天然に存在する」化合物（植物または動物によって産生されるもの）の数は非常に多く、現代の有機及び無機合成の能力により、同様の数の合成化合物が比喩的にまたは逐語的に生成されている。
【０００６】
目的とする化合物の特定または量的測定が産業プロセスに関連するため、かつ廃水、土壌、及び空気中の汚染物質についての環境試験のため、目的とする化合物の特定または量的測定に多大な関心が集まっている。
【０００７】
小群の認識可能な代表的な試料でさえも、食品中の農薬、食品中の他の合成化学物質（抗生物質、ホルモン、ステロイド）、土壌中の合成組成物（ベンゼン、トルエン、精製炭化水素）、及び日用品中の望ましくない組成物（例えば、ポリカーボネートボトル及び他のプラスチック食品包装中のビスフェノール−Ａ（「ＢＰＡ」））を含むであろう。
【０００８】
一般に、抽出、すなわち、試料を溶媒と混合することによって目的とする１つ以上の化合物を試料から取り出すこと（溶媒中で所望の化合物（複数可）が試料から抽出されて、それが分析的技法によって測定され得るようになる）は、試料調製の主な形態になっている。
【０００９】
数世代にわたって（かつ現在に至るまで）、抽出形態での試料調製は、１９世紀に発明された十分に理解されているソックスレー法によって行われている。ソックスレー技法では、溶媒の単一部分は、抽出が完了するまで試料マトリックスを通って繰り返し循環する。ソックスレー法が有利である限り、ソックスレー法は、沸騰フラスコが加熱され、コンデンサが冷却される限り、抽出が独力で継続することを可能にする。
【００１０】
この抽出方法は、目的とする化合物を完全に抽出するのに何時間もかかる場合がある。可燃性溶媒、有害廃棄物、及び割れやすいガラス製品の安全性に対する他の懸念は、この方法の大きな不利点である。
【００１１】
別の一般に知られている抽出方法は、超音波処理、すなわち、撹拌をもたらす超音波（２０ｋＨｚ超）での液体試料の照射である。超音波処理が抽出プロセスを加速する利点を有するが、不利点は、それが、労働集約型であり、手動プロセスであり、大量の溶媒を使用することである。
【００１２】
より近年では、分析規模のマイクロ波支援抽出（ＭＡＥ）が利用されている。ＭＡＥは、分析物を試料マトリックスから溶媒に分配するために、マイクロ波エネルギーを使用して試料と接触している溶媒を加熱する。ＭＡＥの主な利点は、試料溶媒混合物を迅速に加熱する能力である。閉鎖加圧槽を使用する場合、抽出は、目的とする化合物の試料マトリックスからの抽出を加速する高温で行われ得る。ＭＡＥは、抽出プロセスを加速するが、不利点も有する。マイクロ波加熱プロセスでは、典型的には、双極子の逆転ならびに溶質及び溶媒中に存在する荷電イオンの変位によって双極子回転及びイオン伝導をもたらし、非極性溶媒の使用を制限するために、極性溶媒が必要とされている。ＭＡＥは、抽出物を濾過する手段を提供しない高価な高圧槽を使用し、それらは、圧力が解放され得る前に冷却されなければならない。
【００１３】
１９９０年代に、分析物を抽出するための自動装置が開発された。これらの装置は、高温及び圧力下で加圧セル内に溶媒抽出を組み込んでおり、「加圧流体抽出」（「ＰＦＥ」）または「加速溶媒抽出」（「ＡＳＥ」）と称される。ＰＦＥは、溶媒が高い抽出特性を呈する高温であることを除いて、ソックスレー抽出に類似していることが示されている。この手技は、Ｄｉｏｎｅｘによって最初に開発された（Ｒｉｃｈｔｅｒ  ＤＥ  ｅｔ  ａｌ．，Ａｎａｌ  Ｃｈｅｍ  １９９６，６８，１０３３）。１つのかかるＰＦＥ自動抽出システム（Ｄｉｏｎｅｘ  ＡＳＥ）が市販されている。
【００１４】
ＰＦＥは、当初は、土壌中の環境汚染物質（ＥＰＡ法３５４５、除草剤、農薬、炭化水素）、堆積物、及び動物組織のために使用されていたが、食品、医薬品、及び他の生体試料での使用に拡大している。
【００１５】
ＰＦＥは、効率的な抽出を提供するが、分析のために試料調製に必要な多くのステップに関連する主な障害を依然として打開していない。ＰＦＥは、複合成分セル及び多くのステップを利用する。セルには試料及び他の充填材料が密に充填されており、セル内のいずれの空隙領域も排除し、分離を促進し、チャネリングを回避する。分析のためにセルを調製するのに、典型的には、１５分かかり得る。セルは、最大１５００ｐｓｉの圧力で予加圧され、２００℃まで加熱された後に、溶媒が添加される。抽出は、クロマトグラフ原理に基づいており、高温の溶媒をカラムに通過させる。サイクル時間は、最大２０分かかり得、高圧の要件により、費用及び維持に関して二次的不利点がもたらされる。
【００１６】
より新たなＰＳＥまたはＡＳＥ技法は、これらの問題のうちのいくつかに対処するよう試みているが、セルが密に充填されることを依然として要求し、複雑性及び各抽出に必要な全時間を増す。
【００１７】
試料調製は、長年にわたって発展しているが、それにもかかわらず、分子分析において主な障害を残している。したがって、ソックスレー、超音波処理、ＭＡＥ及びＰＦＥ技法が各々利点を有するが、これらは各々、比較的多大な時間を必要とするままである。結果として、必要または所望の情報を提供するために複数の試料が必要または所望される場合、任意の所与の抽出に基づく分子調製ステップを行うのに必要な時間は、任意の所与の時間内に調製され得る試料の数を減らし、それ故に、任意の所与の時間間隔内に入手可能な情報の量を減らす。測定が連続プロセスにおいて有用または必要である限り、これは、試料間での、または異常または厄介な結果が特定され得る前の、より長い隔たりを表す。
【００１８】
ここ何十年もの間、液体クロマトグラフィーの進展により、固相抽出（「ＳＰＥ」）と称される技法における充填カラムの類似使用がもたらされている。元来、クロマトグラフィーは、分析目的のために混合試料中の画分を分離するために使用されており、実際には、この目的を依然として非常に良く果たしている。
【００１９】
ＳＰＥでは、クロマトグラフィー技法は、マトリックスから分析物を抽出するように修正される。それにもかかわらず、ＳＰＥは、根本的には、分子が、それらの極性、充填カラム（固定相）の粒径及び極性、流動液体（移動相）の極性、カラムのサイズ（長さ及び直径）、ならびに特定の要素、例えば、「ホールドアップ体積」、「線速度」、及び「流量」に基づいてカラム内で散らばる（異なる速度で移動する）液体クロマトグラフィー技法のままである。例えば、Ａｒｓｅｎａｕｌｔ，Ｊ．Ｃ．２０１２．Ｂｅｇｉｎｎｅｒ’ｓ  Ｇｕｉｄｅ  ｔｏ  ＳＰＥ．  Ｍｉｌｆｏｒｄ  ＭＡ：Ｗａｔｅｒｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ．（Ａｒｓｅｎａｕｌｔ  ２０１２）を参照されたい。
【００２０】
ＳＰＥは有用であるが、限定された特性を有し、それらのうちのいくつかには、以下の要因が含まれる。第一に、分析物を保持する試料マトリックスが、ほとんどの場合、液体であるため、ＳＰＥの適切な説明は、「液体−固相抽出」である。
【００２１】
第二に、ＳＰＥが本質的に液体クロマトグラフィー技法であるため、ＳＰＥは、固定相に選択または必要とされる材料に応じて、潜在的な予膨張ステップに加えて、カラム充填ステップまたは試験毎の新たなカラムのいずれかを必要とする。ＳＰＥは、典型的には、異なる分析物に異なる方法及び操作ステップを必要とする。
【００２２】
第三に、充填カラムを通るより計画的な（より遅い）流れは、画分間でより良好な分離をもたらす傾向がある。したがって、本質的には、より遅いＳＰＥがより速いＳＰＥよりも良好である。
【００２３】
最後に、ＳＰＥカラムを通して溶媒を移動させるために追加の駆動力（すなわち、単純な重力流に加えて）が必要とされ、外部液体もしくはガスポンプ、または遠心分離機、または真空引き抜きが組み込まれなければならず、次いで、多かれ少なかれ、技法及び任意の支持システムの複雑性を増大させる。
【００２４】
より最近になって、「Ｑｕｅｃｈｅｒｓ」または「ＱｕＥＣｈＥＲＳ」（「迅速−簡単−安価−効果的−頑丈−安全」）と称される分散的固相抽出（「ｄＳＰＥ」）法が、分子試料の抽出調製の標準になっている。分散的ＳＰＥは、ＳＰＥの不利点のうちのいくつかに対処するが、依然として抽出ステップを必要とし、適切なイオン性塩でのｐＨの調整は、労働集約型であり（他の方法と比較して有利であったとしても）、２つの別個の遠心分離ステップを必要とする。
【００２５】
Ｑｕｅｃｈｅｒｓは、多くの点で、ソックスレー抽出よりも単純であるが、依然として多段階プロセスを必要とする。文献では、これは、「三段階プロセス」（例えば、米国特許出願公開第２０１６０３７００３５号の段落０１５３）と呼ばれることもあるが、実際には、Ｑｕｅｃｈｅｒｓは、少なくとも、目的とする分析物を含有するマトリックスの均質化、抽出溶媒の添加、手動撹拌、緩衝、第２の撹拌ステップ、遠心分離ステップ、デカンテーション、分散的固相抽出（「ｄＳＰＥ」）浄化、第２の遠心分離ステップ、及び遠心分離ステップ後の上清液体デカンテーションを必要とする。
【００２６】
溶媒、試料、及び様々な混合物の多段階操作及び移入に加えて、遠心分離ステップは各々、推奨５分かかり、これにより、全Ｑｕｅｃｈｅｒｓ試料調製に少なくとも約１５〜２０分かかるようになる。
【００２７】
したがって、ソックスレー、ＳＰＥ、及びＱｕｅｃｈｅｒｓ（ｄＳＰＥ）法が各々利点を有するが、これらは各々、比較的多大な時間を必要とするままである。結果として、必要または所望の情報を提供するために複数の試料が必要または所望される場合、任意の所与の抽出に基づく分子調製ステップを行うのに必要な時間は、任意の所与の時間内に調製され得る試料の数を減らし、それ故に、任意の所与の時間間隔内に入手可能な情報の量を減らす。測定が連続プロセスにおいて有用であるか、または必要である限り、これは、試料間での、または異常または厄介な結果が特定され得る前の、より長い隔たりを表す。
【００２８】
要約すれば、他の不利点の中でも、現在の試料調製技法は、遅く、多数の別個のステップを必要とし、過剰な溶媒を使用し、自動化が困難であり、高液体圧下で動作する。
【００２９】
したがって、効率的かつ迅速な抽出に基づく分子調製技法が依然として必要とされている。
【発明の概要】
【００３０】
一態様では、本発明は、溶媒抽出の組み合わせである。本組み合わせは、加熱圧力密閉反応チャンバ、反応チャンバ内の試料カップ（試料カップは１つの開放濾過端及び開放濾過端と反対側の口部を含む）、試料カップ内の抽出試料、ならびに試料カップの内部及び試料カップの外側と反応チャンバの内側との間の試料カップの外部の抽出溶媒を含む。
【００３１】
一態様では、本発明は、抽出に基づく分子試料調製及び関連プロセスのための器具である。本器具は、耐圧チャンバクロージャを有する熱伝導耐圧加熱チャンバを含む。試料カップは、熱伝導耐圧加熱チャンバ内に位置付けられ、試料カップ内の液体及び固体を一緒に加熱するためのものである。液体送達入口取付具は、供給物から熱伝導耐圧加熱チャンバ内の試料カップに液体（溶媒）を送達するために熱伝導耐圧加熱チャンバと連通する。熱伝導耐圧加熱チャンバと連通したガス送達ヘッドは、供給物から試料カップに不活性ガスを送達して、試料カップの内容物を撹拌するために、試料カップの底部または底部付近に位置付けられる。チラーは、チャンバが大気圧に開放されているときに熱伝導耐圧加熱チャンバから加熱液体を受容するために、熱伝導耐圧加熱チャンバ内の試料カップと液体連通する。
【００３２】
なお別の態様では、本発明は、抽出に基づく分子試料調製及び関連プロセスのための器具であり、本器具は、共通ラック内に担持された複数の試料カップ及び複数の収集バイアル、試料カップのうちの１つをラックから（実際には、ラックに／ラックから）移動させて開放圧力チャンバ内に入れるためのロボットアーム、垂直に往復して圧力チャンバを開閉する耐圧チャンバクロージャ、圧力チャンバが閉鎖されているときに液体を圧力チャンバに送達するための液体入口取付具、圧力チャンバが閉鎖されているときに圧力チャンバ内の液体の温度を上昇させるための加熱器、圧力チャンバが閉鎖されているときに撹拌ガス流を圧力チャンバに送達するためのガス入口取付具、ならびにチャンバ内の送達された加熱液体により発生した圧力下で液体を圧力チャンバから放出するためのドレインを含む。
【００３３】
なお別の態様では、本発明は、１つの開放濾過端及び濾過端と反対側の口部を有する試料カップを含む試料調製器具である。反応チャンバは、反応チャンバ及び試料カップが反応チャンバの内面と試料カップの外面との間に開放ジャケット部分を画定するように、試料カップを包囲する。反応チャンバは、試料カップの開放濾過端と連通したドレインフロア、試料カップの口部上の圧力密閉蓋、圧力密閉蓋から試料カップの内側への第１の溶媒入口、及びドレインフロアから反応チャンバ内への第２の溶媒入口を含む。反応チャンバ加熱器は、溶媒が、第１の溶媒入口及び第２の溶媒入口の両方から試料カップ内に、かつ第２の溶媒入口からジャケット部分内に添加され得、加熱器が、反応チャンバ及びジャケット部分内の溶媒を加熱することができ、ジャケット部分内の加熱された溶媒が、試料カップを加熱し、試料カップ内の溶媒及び抽出試料を加熱することができ、第２の入口からの溶媒が、開放濾過端を通って試料カップに入り、試料カップ内の抽出溶媒及び試料を有利に撹拌することができるように、反応チャンバと熱接触する。
【００３４】
本発明の前述及び他の目的及び利点、ならびにそれらが達成される様式は、添付の図面と併せて、以下の発明を実施するための形態に基づいてより明確になる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明による器具の正面斜視図である。
【図２】本発明による器具の第２の斜視図である。
【図３】本発明による器具の後面斜視図である。
【図４】本発明による器具の側面立面図である。
【図５】本発明による器具の正面立面図である。
【図６】本発明による器具の後面立面図である。
【図７】本発明による器具の第２の後面立面図である。
【図８】図２の線１１−１１に沿って取られた断面図である。
【図９】図５の線１２−１２に沿って取られた水平断面図である。
【図１０】図６の線１３−１３に沿って取られた後面断面図である。
【図１１】図４の線１４−１４に沿って取られた分離断面図である。
【図１２】図１１の拡大部分である。
【図１３】図１１に類似しているが、圧力チャンバが閉鎖した状態のものである。
【図１４】図１３の中心部分の拡大図である。
【図１５】図３の線１８−１８に沿って取られた断面図である。
【図１６】本発明の器具を使用した実験結果の例示のフルスキャンクロマトグラムである。
【図１７】ＡＳＥ抽出と比較した本発明によるオーバーレイである。
【図１８】本発明による器具を使用して行われた別の実験の試料フルスケールクロマトグラムである。
【図１９】本発明に従って行われた別の実験のフルスキャンクロマトグラムである。
【図２０】試料カップ及び反応チャンバの一部分ならびに関連要素の断面図である。
【図２１】反応チャンバの一部の部分断面図及び部分斜視図である。
【図２２】例示の試料カップの斜視図である。
【図２３】反応チャンバ内の試料カップの下位部分の拡大断面図である。
【図２４】液体及びガスの関連流体回路を図解する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
一般に、用語は、本明細書の文脈から明らかな様式で、または明確に述べられるように、または標準の英語辞書の定義を使用して本明細書で使用される。
【００３７】
「溶媒」という用語は、その十分に理解されている化学的意味で使用され、例えば、「別の物質（溶質）を分解して、分子またはイオンサイズレベルで均一に分散した混合物（溶液）を形成することができる物質」である。「有機」という形容詞は、炭素と、酸素、硫黄、及び金属、ある場合には、ハロゲンとのある特定の小分子組み合わせ以外の「全ての炭素化合物を包含する」ように、その十分に理解されている意味で使用される。Ｌｅｗｉｓ，Ｈａｗｌｅｙ’ｓ  Ｃｏｎｄｅｎｓｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｄｉｃｔｉｏｎａｒｙ，１５ｔｈ  Ｅｄｉｔｉｏｎ，２００７，Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓを参照されたい。
【００３８】
「試料マトリックス」とは、分析物の存在及び任意にその量について試験される材料である。
【００３９】
「分析物」とは、目的とする分子化合物である。
【００４０】
「溶媒抽出」とは、抽出後の溶媒中の分析物の溶液である。
【００４１】
「試料カップ」とは、試料マトリックス及び溶媒の容器である。
【００４２】
「収集槽」とは、冷却後の溶媒抽出物を収集する容器である。
【００４３】
「液体試料マトリックス」とは、固体マトリックスではなく、分析物が液体中に存在する試料である。
【００４４】
図１は、抽出に基づく分子試料調製及び関連プロセスのための３０と広範に指定された例示の器具のいくつかの要素を図解する正面斜視図である。図１は、器具が、アクチュエータハウジング３１、チャンバハウジング３２、主ハウジング３３、ベースハウジング３４、及び複数の脚部３６上に静置するベースプレート３５を含むことを示す。図解される実施形態は、ネームタグ４１も担持する。
【００４５】
図１は、４３と広範に指示された耐圧チャンバクロージャを有する４２と広範に指定された熱伝導耐圧加熱チャンバの一部も図解する。共通ラック４４は、複数の試料カップ４５及び複数の収集バイアル４６を保持する。
【００４６】
本明細書で使用されるとき、「熱伝導性（ｈｅａｔ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ）」または「熱伝導（ｔｈｅｒｍａｌｌｙ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ）」という用語は、熱が比較的素早く通過する材料を表すためにそれらの十分に理解されている意味で使用される。その反対は、言うまでもなく、「絶縁」という用語であり、これは、熱がより緩徐に通過する材料を説明するものとして同様に十分に理解されている。これに基づいて、多くの金属及び合金は、かかる伝導性が大半の金属及び合金の顕著な特性のうちの１つであることを考慮して、槽に特に有用である。あるいは、多くのポリマー材料は、絶縁とみなされており、通常、本発明との関連であまり有用ではない。多くの金属及び合金の熱伝導性が公開され、広く普及しており、適切な金属または合金は、過度の実験を行うことなく当業者によって選択され得る。
【００４７】
ｙ−ｚ軸のロボットアーム４７は、ｘ軸のロボットアーム５０を担持する。ロボットアーム４７、５０は、試料カップ（図解される実施形態では１つずつ）を共通ラック４４に／共通ラック４４から移動させて開放圧力チャンバ４２内に入れる目的のために、プロセッサ（ＣＰＵ、図８）によって制御される。ロボットアーム４７、５０は、流体及び収集バイアルの移動に関して他の機能も果たす（図８）。
【００４８】
図解される実施形態の他の態様は、溢流受け部５１、プロセッサへの入力及び出力のためのタッチスクリーン５２、透明カバー（明瞭化のために図解されず）、ラック４４上のハンドル５３、オンオフスイッチ５４、及び通信ポート５５を含む。図１は、器具内でのある特定の流体移動（図１０）のためのシリンジ４０の一部も図解する。流出取付具５６は、チャンバハウジング３２内に位置付けられる。
【００４９】
図１は、チャンバハウジング３２内の電子部品のうちのいくつかを冷却するためのチャンバ排気孔５７及び通気取り入れ孔６０の一部も図解する。
【００５０】
図２は、図１と同様の斜視図であるが、第２の流体ヘッドスロット７５及びｙ−ｚロボットアーム４７用のトラック６１等のいくつかのわずかに異なる詳細を示す。
【００５１】
図３は、器具３０の後面斜視図である。補助弁６２は、液体試料または他の出発材料を圧力チャンバ４２内の試料カップ４５に添加するための手段を提供する。通気弁６３により、ガスの放出が可能になり、これにより、液体が、流体ライン内にあり、かつ圧力チャンバ４２からのガスに置き換わることができるようになる。ガス撹拌弁６４は、液体がチャンバから放出されることを可能にするか、またはガスが気泡化されて圧力チャンバ４２内に入ることを可能にするか、または完全に閉鎖され得る。補助弁６２、通気弁６３、及びガス弁６４は、典型的には、ボール弁であるが、他の種類の弁が使用されてもよく、器具のための小型の機能的な弁（及び関連流体操作取付具）の選択が過度の実験を行うことなく当業者によって行われ得ることが理解される。
【００５２】
多ポート弁６５（例えば、回転弁）は、様々な液体が所望通りに方向付けられることを可能にする。多ポート弁は、意図される目的のために複数の管及びフィッティングと関連付けられており、これらは、同様に、図解される配置または器具３０の残りの構造及び目的と一致した他の配置のいずれかで過度の実験を行うことなく当業者によって選択及び使用され得る。明瞭化のために、溶媒を供給するか、または溶媒抽出物を除去するための全ての可能な接続部が図解されているわけではない。
【００５３】
図３は、圧力チャンバ４２を包囲するヒートシンク６６の特に良好な図を提供する。本明細書に記載されるように、器具３０は、耐熱圧力チャンバ４２内の溶媒及び試料マトリックスを加熱するが、溶媒の周囲温度または周囲温度近くへの非常に好都合な迅速な回復も提供する。ヒートシンクは、冷却機能を強化する。
【００５４】
図３は、圧力チャンバ４２を液体出口弁６４に接続する関連管類に加えて、圧力チャンバ４２の底部または底部付近の液体出口６７も示す。
【００５５】
追加の電子部品を冷却するのに役立つ排気通気孔７０は、主ハウジング３３の一部内にある。電源プラグ７１は、主ハウジング３３の下位部分内にあり、（例えば、溶媒を供給するか、または廃棄物を収集するための）研究室ボトル６８は、本発明を文脈内で示すように図解される。
【００５６】
図４は、器具３０の側面立面図である。図４の品目のうちの大半が図１〜３に関して説明されているが、図４は、加えて、分散栓７２及びＹ−Ｚロボットアーム４７上のロボットクロー７３を図解する。図８に関して記載されるように、分散栓７２は、溶媒抽出物及び分析物をドレイン１１０（図１４）からチラー１３０（図１０）内の冷却コイル（１６０、図ＮＮ）に送達し、チャンバ４２が大気圧に開放された後に、収集バイアル４６のうちの１つに送達するように接続される（所望の弁がこの目的のために配置される場合）。「栓」という用語は、「タップ」または「コック」を含む共通の同義語とともに、パイプからの液体の流れを制御するためのデバイスのその辞書的意味で、本明細書で使用される。
【００５７】
図５は、本発明による器具３０の正面立面図である。この場合もやはり、図５は、前述の品目を図解するが、いくつかの詳細を追加または明確にする。具体的には、図５は、平行なスライドスロット７４及び７５を図解する。スロット７４、７５は、液体分散取付具をチャンバハウジング３２内で垂直に移動させる様式で液体分散取付具を保持し、図６でより良く図解される。
【００５８】
図５は、図解される実施形態では、チャンバハウジング３０に最も近い試料カップ４５及び収集バイアル４６が最も高く、溢流受け部５１に近いものが最も低いライザー様配置で、ラック４４が試料カップ４５及び収集バイアル４６を保持することも図解する。
【００５９】
図６は、図３と同様の後面立面図であり、主ハウジング３３のカバーの一部が可視化目的のために取り除かれている。具体的には、図６は、スライドフィッティング７６及び７７に加えて、スライドスロット７４、７５をいくらかより明確に図解する。スロット７４、７５内のスライドフィッティング７６、７７は、液体（最も一般的には、溶媒またはすすぎ液）を図３及び図６の両方に図解される供給ボトル６８等の供給物から送達するために、熱伝導耐圧加熱チャンバ４２内に液体送達入口取付具を提供する。
【００６０】
図７は、図７が、後面カバー８０を主ハウジング３３の一部として図解することを除いて、図６と同一の図であり、後面カバー８０は、通気及び熱移動（冷却）のために複数の開口部８１を担持する。
【００６１】
分子分析のために試料調製を行う際に、試料マトリックスは、試料カップ４５内に設置され、これは、その後、熱伝導チャンバ４２内に設置され、その後、クロージャ４３が加圧のためにチャンバ４２を密閉する。供給物（例えば、６８）からの溶媒は、補助弁６２、関連管類（番号付けされていない）、及び送達ヘッド（例えば、１８２、図２４）を通って試料カップ４５（ひいては、試料マトリックス）に送達される。同様に、液体マトリックス試料は、補助弁６２、その後、チャンバ４２に送達され得る。
【００６２】
図８は、図２の線１１−１１に沿って取られた断面図である。図８は、親ネジ１０５及びそのモータ１０６（いずれも大まかに示される）が協働して、耐圧チャンバクロージャ４３を圧力チャンバ４２内の試料カップ４５上で移動させることを図解する。
【００６３】
試料カップ４５は、熱伝導耐圧加熱チャンバ４２内に位置付けられて、試料カップ４５内の液体及び固体を一緒に加熱する。
【００６４】
図８は、試料カップが圧力チャンバ４２内に設置されることをさらに図解する。図解される実施形態では、圧力チャンバ（図１４により詳細に示される）は、液体が側方管１１１に向かって排出し、その後、液体がポート１１２（図１４）から出ることができる漏斗状の下位部分１１０を含む。排出された液体が分析物を含有する抽出溶媒である場合、適切な弁が溶媒抽出物をＸ軸ロボットアーム５０上の栓７２に方向付けて、抽出溶媒及び分析物を収集バイアル４６のうちの１つに送達する。
【００６５】
試料カップ４５内の材料のさらなる撹拌または二次撹拌が所望されるか、または必要である場合、超音波発生器１１３及びその伝送ロッド１１４が組み込まれ得る。超音波発生器は、典型的には、そのサイズ、費用、及び信頼性の組み合わせに基づく圧電発生器であるが、これは、本発明のこの態様を限定するものではなく、例示するものである。
【００６６】
図８に図解される他の詳細は、一列の試料カップ４５、冷却ファン１１５、透明ハウジング１１６の位置、電源１１７、制御盤１２０、及びプロセッサ１２１の断面図を含む。
【００６７】
図９は、図５の線１２−１２に沿って取られた水平断面図であり、本発明についてのさらなる詳細を提供する。前述の図面と共通するいくつかの要素も図９に図解される。
【００６８】
図９は、熱伝導圧力チャンバ４２がヒートシンク６６によって正確にチャンバ４２から隔離された環状構造１２２として示される加熱器と熱接触することを図解する。
【００６９】
空気ポンプ１２３は、全排気システムの一部として圧力チャンバをパージすることができ、シリンジ４０に隣接した弁及び他の機械的品目のための駆動モータ１２４が図解される。追加の電子部品が１２５で示されており、冷却ファン１２６は、主ハウジング３３内の好ましい温度を維持する助けとなり、ファン用の通気孔が図空白に図解されている。
【００７０】
図９は、Ｙ−Ｚロボットアームトラック６１も示す。
【００７１】
図１０は、図６の線１３−１３に沿って取られた後面断面図であり、既に説明されたいくつかの要素のいくらか異なる図を提供する。したがって、図１０は、アクチュエータハウジング３１、チャンバハウジング３２、及び主ハウジング３３を含む。チャンバ上部４３がチャンバ４２及び試料カップ４５上で開放位置にある状態で、親ネジ１０５及び親ネジモータ１０６が図解されている。
【００７２】
前述の図面と比較して、図１０は、コイルハウジング１３の形態で示されているチラーを最も有用に図解する。コイル１６０は、耐圧加熱チャンバ４２内の試料カップ４５と液体連通し、チャンバ４２が大気圧に開放されているときに耐圧加熱チャンバ４２から加熱液体を受容する。コイルハウジング１３０内のコイルは、溶媒が冷却コイルの長さを移動するときに共通抽出溶媒の温度を有用な操作温度に低下させるのに十分な長さを有し、約５０℃〜１８０℃から約２５℃〜４０℃の範囲が例示である（が、限定されない）。
【００７３】
図１０は、シリンジ４０、シリンジピストン１３１、シリンジ駆動部１３２、及びシリンジ駆動モータ１３３も図解する。図１０は、補助弁６２、通気弁６３、ガス弁６４、多ポート弁６５、及びＹ−Ｚ軸ロボットトラック６１を含む前述のいくつかの要素の断面図を含む。
【００７４】
図１１は、図４の線１４−１４に沿って取られ、かつ前述と同じ要素のうちの多くを図解する器具３０の中心部分を図解する分離断面図を表し、図１２は、いくらかさらなる詳細を提供する拡大部分を表す。図１４及び１５は、開放位置にあるチャンバ４２及びチャンバクロージャ４３を図解する。
【００７５】
図１３は、図１１に類似しているが、親ネジ１０５が移動してチャンバクロージャ（チャンバ上部）４３をチャンバ４２の残り部分上に設置したことを示し、抽出及び関連手技が行われる位置を図解する。
【００７６】
図１４は、図１３の中心部分の拡大図である。
【００７７】
図１５は、耐圧加熱チャンバ４２内に位置付けられ、ヒートシンク６６によって包囲され、次いで、加熱器１３３によって包囲された試料カップ４５の水平面上で取られた断面図である。ヒートシンクが有利に熱伝導であるため、ヒートシンクは、チャンバ４２に／から、ひいては試料カップ４５の内容物に／から熱を効率的に伝達する。
【００７８】
使用及び実験
【００７９】
器具３０の例示の使用では、抽出溶媒及び試料マトリックスが試料カップ４５内に設置され、試料カップ４５が耐圧加熱チャンバ４２内に位置付けられる。典型的な（限定されない）試料マトリックスとしては、食品、食品包装、及び土壌が挙げられる。
【００８０】
当業者によって認識されるように（例えば、ＵＳ  ＥＰＡ法３５４５）、試料は、試料マトリックスからの目的とする分析物の最適な再現可能な回収をもたらす溶媒系を使用して目的とする濃度で抽出されなければならない。抽出溶媒の選択は、目的とする分析物に依存し、全ての分析物に普遍的に適用可能な溶媒はない。
【００８１】
分子分析のための典型的な（限定されない）固体−液体抽出溶媒としては、水、弱酸、弱塩基、アセトン、ヘキサン、２−プロパノール、シクロヘキサン、ジクロロメタン、アセトニトリル、メタノール、及びそれらの混合物が挙げられる。
【００８２】
液体／液体抽出に使用される共通溶媒は、水、弱酸、弱塩基、酢酸エチル、メチル第三ブチルエーテル（「ＭＴＢＥ」）、ジクロロメタン（「塩化メチレン」）、ヘキサン、及びそれらの混合物である。
抽出溶媒及び試料マトリックスは、チャンバ４２内の試料カップ４５内で混合される。本器具の利点は、密に充填された試料とは対照的に緩い試料で抽出を行う能力である。「緩い」という用語が相対的であるが、この用語は、拘束もしくは抑制するものがなく、かつ締結もしくは付着なしまたはそれから解放されたものとして、その通常の意味で、本明細書で使用される（Ｕｒｄａｎｇ，Ｔｈｅ  Ｒａｎｄｏｍ  Ｈｏｕｓｅ  Ｃｏｌｌｅｇｅ  Ｄｉｃｔｉｏｎａｒｙ，Ｒａｎｄｏｍ  Ｈｏｕｓｅ  Ｉｎｃ．（１９７２））。試料マトリックスが緩いため、上部、底部、またはこれらの両方からの溶媒の添加は、試料マトリックスを溶媒中に分散させる助けとなる。
【００８３】
本器具は、熱勾配を適用することによって、さもなければ試料マトリックス、分析物、もしくは溶媒に不活性のガスの撹拌流を使用することによって、またはいくつかの用途では、超音波振動を使用することによって、試料が溶媒中に分散することを促進するために使用され得る。抽出技術分野の者であれば、撹拌ガスが既知のパラメータに基づいて選択され得、ある場合には、圧縮空気が適切である一方で、他の場合では、窒素、希ガスのうちの１つ（例えば、ヘリウム、アルゴン）、または水素（水素の可燃性特性に基づいて注意を払って）が最良であり得ることを認識する。
【００８４】
他の混合技法が使用され得る（例えば、磁気撹拌棒または他の機械デバイス）が、より複雑な器具使用を必要とする。
【００８５】
その後、試料マトリックス及び溶媒は、チャンバ４２内の試料カップ４５内で蒸発溶媒が大気圧を超える気圧を発生させる温度まで加熱される。５０℃〜１８０℃の温度が例示であり（米国環境保護庁は、土壌の場合、１２０℃を提案している）、この温度で、典型的な有機抽出溶媒は、１平方インチ当たり５０〜２５０ポンド（ｐｓｉ）の対応する圧力を発生させる。現在までの実験では、この温度に到達するまでの時間は約９０秒であり、この時点で、抽出は実質的に完了する（抽出が平衡プロセスであることが理解される）。その後、溶媒からの蒸気により発生した圧力は、溶媒抽出物を試料カップからチラー１３０内の冷却コイル（１６０、図２４）内に排出するために使用され、冷却コイルは、溶媒抽出物がコイル内にある間に抽出物の温度を周囲温度（例えば、２５℃）まで低下させるのに十分な長さを有する。その後、溶媒抽出物がコイル１６０から、典型的には、収集槽４６内で収集される。例示の実験では、約１０フィートの長さを有する金属管類が約３０秒の滞留時間を提供する傾向があり、これは、溶媒抽出物を周囲温度または周囲温度近くに冷却するのに十分である。したがって、コイルは、典型的には、スペース節約目的のために使用されるが、コイルの形状は、必須ではなく任意である。
【００８６】
試料マトリックス及び抽出溶媒は、本分野で典型的な量で添加され得る。例えば、固体マトリックスは、約５〜１０グラム（ｇ）の目的とする試料マトリックスを提供する様式で収集される。抽出溶媒の量は比例しており、典型的には、約３０〜１００ミリリットル（ｍＬ）である。
【００８７】
補助弁６２が大気圧に開放されているときに排出ステップが行われ、これにより、熱伝導チャンバ４２内の加圧溶媒蒸気がポートフィッティング１１２を通して液体溶媒抽出物を押し出し、その後、冷却コイル１６０に入れる。
【００８８】
器具３０は、溶媒、吸着剤粒子、及び分析物を含有する試料マトリックスを試料カップ４５内に設置するステップに加えて、温度が大気圧を超える気圧を発生させ、それが上昇した温度とともに、分析物を実質的に試料マトリックスから出て溶媒内に入らせるまで、槽、試料マトリックス、吸着剤粒子、及び溶媒を耐圧チャンバ４２内で加熱する改善ステップを含む、抽出に基づく試料調製にも有用である。
【００８９】
この態様では、本発明による器具３０は、ＳＰＥ及び分散ＳＰＥの両方により速くより単純な代替案を提供する。吸収剤粒子は、かかる方法で固定相に典型的に使用されるものであり得る。
【００９０】
具体的には、吸着剤粒子の選択は、当該技術分野で周知の要因、ならびにほとんどの場合、抽出溶媒の極性及び予想される分析物の極性に基づき得る。一般に、同様の極性を有する分子は、互いに誘引し、この要因は、液体またはガスクロマトグラフィー、固相抽出、分散固相抽出、及び本発明を含むいくつかの分離に基づく分析及び試料調製の分野で使用される。
【００９１】
一般に、塩は、最も高極性であるとみなされ、その直後に酸が続き、次いで、より小さいアルコールが続く。フッ素化有機化合物は、極性が最も低く、その直後に脂肪族化合物及び芳香族化合物が続く。
【００９２】
これらのカテゴリーの各々内の溶媒は、同様に十分に理解されている。同様に、シリカ等の固定相の特性が十分に理解されている。具体的には、結合していないシリカは、親水性（極性）である傾向があるが、様々な官能基を付加して、その特性をより低い極性に変化させることによって修飾され得る（例えば、Ａｒｓｅｎａｕｌｔ  ２０１２（上記参照）の１３８ページ）。
【００９３】
明らかに、広範囲にわたる選択が当業者に利用可能であり、器具３０が他の方法と同じ溶媒及び固定相を使用するため、適切な選択が過度の実験を行うことなく行われ得る。
【００９４】
別の態様では、器具３０は、目的とする分析物を含む液体マトリックスを調製することもできる。この態様では、本方法は、液体試料マトリックスを、抽出溶媒を担持する複数の粒子に添加するステップを含む。かかる粒子は、溶媒含浸樹脂（「ＳＩＲ」）とも称される。溶媒を担持する粒子は、試料カップ内に位置付けられる。粒子及び液体マトリックスが試料カップ内で撹拌され、加熱され、加圧されて、分析物を加熱された液体試料マトリックスから粒子によって担持された溶媒に抽出する。
【００９５】
その後、加圧加熱液体マトリックスは、チャンバ４２を大気圧に開放することによって排出され、この液体は、小孔フロア１４７を通って試料カップを出る。
【００９６】
次のステップでは、放出溶媒が抽出溶媒及び分析物を担持する多孔質粒子に添加される。撹拌ステップ、加熱ステップ、及び加圧ステップが、放出溶媒及び分析物を放出溶媒中に放出する粒子に繰り返される。その後、放出溶媒は、熱伝導チャンバ４２を大気圧に開放することによって排出され、排出された放出溶媒が周囲温度または周囲温度近くに到達するまで、放出溶媒が冷却コイル１６０内を移動することを可能にし、その後、それが分析のために収集される。
【００９７】
適切な粒子は、当該技術分野で一般に十分に理解されており、典型的には、多孔質スリーブによって保持され、典型的には、細孔サイズの広範な分布を有するメッシュサイズ（またはメッシュサイズの範囲）の物理的に耐久性のある水不溶性ポリマー樹脂から形成される。このポリマーは、言うまでもなく、抽出ステップで発生した温度及び圧力で安定した状態を保たなければならない。
【００９８】
典型的な粒子は、疎水性架橋ポリスチレンコポリマー樹脂等の樹脂、ジビニルベンゼンと架橋したスチレンをベースとしたポリマー、及び重合メタクリル酸エステルから形成される。例えば、Ｋａｂａｙ  ｅｔ  ａｌ，Ｓｏｌｖｅｎｔ−ｉｍｐｒｅｇｎａｔｅｄ  ｒｅｓｉｎｓ（ＳＩＲｓ）−Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｏｆ  ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｔｈｅｉｒ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ；Ｒｅａｃｔｉｖｅ  ＆  Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ  ７０（２０１０）４８４−４９６を参照されたい。
【００９９】
前述の実施形態にあるように、放出溶媒を排出するステップは、加熱された放出溶媒を前述の様式で冷却コイル１６０に排出することを含む。その時点で、分析物を含有する放出溶媒は、従来の機器における分子分析に備えた温度である。
【０１００】
基本的には、器具３０は、予想される温度及び圧力で安定した任意の分析物を調製するために使用され得る。
【０１０１】
本明細書に記載の方法が好適である分析物のいくつかの例としては、芳香族及び脂肪族化合物、例えば、とりわけ、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレン（複数可）、クメン、リモネン、ニトロベンゼン、クレゾール（複数可）、高級アルキル化フェノール、オクタノール、ノナノール、デカノール、ヘキサン、ヘプタン、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、テトラヒドロチオフェン、ｃｓ２、テトラメチルテトラヒドロフラン、及びメチル第三ブチルエーテル（ＭＴＢＥ）が挙げられる。
【０１０２】
器具３０は、ハロゲン化／塩素化化合物、例えば、モノクロロメタン、ジクロロメタン、トリクロロメタン、テトラクロロメタン、ジクロロエタン（１，１及び１，２）、トリクロロエタン、テトラクロロエタン、クロロエチレン、ジクロロエチレン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、トリクロロプロパン、クロロブタジエン、ヘキサクロロブタジエン、モノクロロベンゼン、ジクロロベンゼン、クロロベンゼン、クロロアフタレン（ｃｈｌｏｒｏａｐｈｔａｌｅｎｅ）、ヘキサクロロシクロヘキサン、モノクロロフェノール、ジクロロフェノール、トリクロロフェノール、ジクロロ−ジ−イソプロピルエーテル、及びダイオキシンを含有する試料を調製することもできる。
【０１０３】
器具３０は、多環芳香族炭化水素、例えば、ＰＣＢ、ナフタレン、アセナフチレン、アセナフテン、フルオレン、フェナントレン、アントラセン、フルオランテン、ピレン、ベンズ（ａ）アントラセン、クリセン、及びジベンゾチオフェンを含有する試料を調製することもできる。
【０１０４】
溶媒は、水、弱酸、弱塩基、酢酸エチル、メチル第三ブチルエーテル（「ＭＴＢＥ」）、塩化メチレン、ヘキサン、アセトン、ヘキサン、２−プロパノール、シクロヘキサン、アセトニトリル、メタノール及びそれらの混合物からなる群から選択され得るが、この特定の群に限定されない。
【０１０５】
器具３０は、吸着剤粒子を、固体マトリックス及び抽出溶媒を有する試料カップに添加する技法にも使用され得る。適切な抽出溶媒及び樹脂粒子の使用により、分析物が固体マトリックスから樹脂粒子に移動し、その後、抽出溶媒が廃棄物に排出され、放出溶媒が固体マトリックスと吸着剤粒子との混合物に添加されて、分析物を放出溶媒中に放出する。残りのステップは同じである。
【０１０６】
実験
【０１０７】
【表１】
2019015728.tif 000003
【０１０８】
表１は、ソックスレー（ＥＰＡ  ３５４０Ｃ）、本発明（実施例１）、及び加速溶媒抽出（ＡＳＥ、ＥＰＡ  ３５４５）を比較する、土壌からの塩基中性酸（ｂａｓｅｓ  ｎｅｕｔｒａｌｓ  ａｎｄ  ａｃｉｄｓ、「ＢＮＡ」）の抽出からのデータをプロットする。指示されたＡＳＥの体積及び時間を、Ｄｉｏｎｅｘ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｎｏｔｅ  ３１７に記載のパラメータを使用したランから測定する。分析を、ガスクロマトグラフィー、続いて、質量分析（ＧＣＭＳ、ＥＰＡ  ８２７０）を使用して行った。
【０１０９】
器具３０は、他の方法よりも著しく少ない溶媒しか使用せず、著しく少ない時間しかかからない。具体的には、ＡＳＥ抽出セルの調製が、一般に、１０を超える成分及びステップを伴ってうんざりするものである一方で、器具３０は、３つの単純な部品（スリーブ８６、ならびにその支持体８７及び９０）のみを使用する。平均して、ＡＳＥ抽出セルの調製に約１５分かかる一方で、本発明は、数秒以内に準備完了である。
【０１１０】
【表２】
2019015728.tif 000004
【０１１１】
表２は、Ｗａｔｅｒｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｍｉｌｆｏｒｄ，ＭＡ  ０１７５７  Ｕ．Ｓ．Ａ．、ＥＲＡカタログ番号７２７）から入手された認定基準材料（ＣＲＭ）土壌におけるＢＮＡの割合でのデータを要約する。当業者に理解されるように、ＣＲＭ試料中に存在することが知られている材料の１００％の回収率を得ることが目標である。各方法について、回収率は全て品質管理性能容認限度内であったが、本発明（実施例１）が３９個全ての分析物を回収した一方で、ＡＳＥは、３８個しか回収せず、２−メチルナフタレンを特定することができなかった。したがって、本発明は、分析物の
す。加えて、保持時間１０．３６でのＡＳＥピーク（２−メチルナフタレン）の不在は、ＡＳＥがこの分析物を特定することができなかったことを実証する。
【０１１２】
図１６は、実施例１に基づくＢＮＡ  ＣＭＲ抽出の例示のフルスキャンクロマトグラムである。
【０１１３】
図１７は、ＡＳＥ抽出と比較した、器具３０で行った実施例１の抽出のオーバーレイである。より高いピークは各々、回収の点でＡＳＥよりも優れた実施例１の抽出を表す。加えて、保持時間１０．３６でのＡＳＥピーク（２−メチルナフタレン）の不在は、ＡＳＥがこの分析物を特定することができなかったことを実証する。
【０１１４】
【表３】
2019015728.tif 000005
【０１１５】
表３は、ポリエチレンからのフタル酸エステルの抽出についてのソックスレーと器具３０（実施例２）とＡＳＥとの間の比較図表である。ＡＳＥの体積及び時間は、Ｄｉｏｎｅｘ刊行物（Ｋｎｏｗｌｅｓ，Ｄ；Ｄｏｒｉｃｈ，Ｂ；Ｃａｒｌｓｏｎ，Ｒ；Ｍｕｒｐｈｙ，Ｂ；Ｆｒａｎｃｉｓ，Ｅ；Ｐｅｔｅｒｓｏｎ，Ｊ，Ｒｉｃｈｔｅｒ，Ｂ．“Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｐｈｔｈａｌａｔｅｓ  ｆｒｏｍ  Ｓｏｌｉｄ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｍａｔｒｉｃｅｓ，”Ｄｉｏｎｅｘ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，２０１１）に明記されるパラメータを使用したランからのものであり、全ての方法は、ＣＰＳＣ−ＣＨ−Ｃ１００１−０９．１に基づいた（Ｃｏｎｓｕｍｅｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  Ｓａｆｅｔｙ  Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ，Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ：ＣＰＳＣ−ＣＨ−Ｃ１００１−０９．３  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ  ｆｏｒ  Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｐｈｔｈａｌａｔｅｓ；ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｐｓｃ．ｇｏｖ／ａｂｏｕｔ／ｃｐｓｉａ／ＣＰＳＣ−ＣＨ−Ｃ１００１−０９．３．ｐｄｆ）。
【０１１６】
この場合もやはり、器具３０（実施例２）は、他の方法よりも著しく少ない溶媒しか使用せず、著しく少ない時間しかかからなかった。
【０１１７】
【表４】
2019015728.tif 000006
【０１１８】
表４は、ＣＲＭ試料（ＳＰＥＸ  ＣｅｒｔｉＰｒｅｐ  ＣＲＭ−ＰＥ００１、Ｍｅｔｕｃｈｅｎ，ＮＪ  ０８８４０，ＵＳＡ）中のポリエチレンからのフタル酸エステルの抽出の割合での回収データを比較する。この実験では、加熱前に、撹拌を３０秒間の気泡化及び超音波処理の両方とともに行った。この場合もやはり、器具３０（実施例２）回収データは、ＡＳＥよりも著しく良好であり、撹拌の使用による改善を示した。撹拌ありの実施例２の結果は、抽出について「ゴールドスタンダード」とみなされるソックスレーデータと一致する。全ての方法において、ＣＲＭ中の全ての分析物が回収された。
【０１１９】
図１８は、器具３０を使用した実施例２ポリエチレンＣＲＭ抽出の試料フルスキャンクロマトグラムである。
【０１２０】
実施例３−ダイズからの農薬の抽出
【０１２１】
別の態様では、本発明は、当該技術分野でＱｕＥＣｈＥＲＳと称される分散ＳＰＥ（「ｄＳＰＥ」）法の改善を提供する。ＱｕＥＣｈＥＲＳは、様々な異なるマトリックス中の多残留分析物の認定された抽出及びマトリックス浄化手技である。本発明は、同等の結果を容易に素早く確実に提供するＱｕＥＣｈＥＲＳの代替選択肢である。
【表５】
2019015728.tif 000007
【０１２２】
本発明は、ＱｕＥＣｈＥＲＳ及び自動よりも速く、より効率的な研究室も作り出す。
【０１２３】
実施例３は、本発明をＡＯＡＣ  ２００７．０１  ９（ＱｕＥＣｈＥＲＳ）手技と比較し、この手技は、以下のステップを含む。
【０１２４】
試料抽出
１．１０〜１５ｇの均質化試料を５０ｍＬの遠心分離管に移す。
２．試料１５ｇ当たり、１５ｍＬのアセトニトリル中１％酢酸及び酢酸管の内容物を添加する。
３．１分間活発に振盪する。
４．１５００Ｕ／分超で１分間遠心分離する。
【０１２５】
試料浄化
１．１ｍＬのアセトニトリル層を２ｍＬのｄＳＰＥ管に移す。
２．１分間活発に振盪する。
３．１５００Ｕ／分超で１分間遠心分離する。
４．上清を同時ＧＣＭＳ分析のためにＧＣバイアルに移す。
【０１２６】
全プロセスには、絶え間ない手作業でおよそ２０分かかる。
【０１２７】
実施例３：本発明では、試料抽出及び試料浄化を一緒に行う。
１．均質化食品試料を試料カップに移し、ｄＳＰＥ吸着剤を添加する。
２．試料カップを加熱耐圧チャンバ内に設置する。
３．耐圧チャンバ内の試料カップを５分間加熱する。
４．抽出物を同時ＧＣ−ＭＳ分析のためにＧＣバイアルに移す。
【０１２８】
全プロセスには、１試料当たり５分かかり、自動化される。
【０１２９】
【表６】
2019015728.tif 000008
【０１３０】
表５は、ダイズからの農薬の抽出についての本発明の実施例３とＱｕＥＣｈＥＲＳ結果との比較である。ＱｕＥＣｈＥＲＳデータは、ＡＯＡＣ法２００１．０１の公開された収率（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ  Ａ，１２７１（２０１０）２５４８−２５６０）に基づく。本発明（実施例３）は、公開された収率と同等の結果を達成した。比較すると、ＱｕＥＣｈＥＲＳデータは、本手技の手作業の性質によりばらつきが大きい。
【０１３１】
図１９は、本発明の方法を使用して行った実施例３の大豆抽出の結果のフルスキャンクロマトグラムである。
【０１３２】
図２０〜２３は、加熱された溶媒の蒸気圧が抽出溶媒を熱伝導反応チャンバから効率的または完全に移動させるのに十分ではないないかもしれない場合に特に有利である実施形態を図解する。
【０１３３】
前述の実施形態とのある特定の差異に基づいて、図２０〜２３の要素のうちのいくつかを、前述の同様の（必ずしも同一ではない）部品とは異なって命名し、番号付けることができる。図２４は、概略図である。
【０１３４】
その点を考慮して、図２０に図解される実施形態は、１つの開放濾過端１３６及び開放濾過端１３６と反対側の口部１３７を有する試料カップ１３５を含む。本明細書で使用されるとき、「反対側の」という用語は、軸に沿って正反対の位置を確実に含むが、試料カップの大部分が口部１３７と開放濾過端１３６との間にある状態で位置している位置も意味し得る。例えば、Ｕｒｄａｎｇ，Ｔｈｅ  Ｒａｎｄｏｍ  Ｈｏｕｓｅ  Ｃｏｌｌｅｇｅ  Ｄｉｃｔｉｏｎａｒｙ，Ｒａｎｄｏｍ  Ｈｏｕｓｅ  Ｉｎｃ．（１９７２）を参照されたい。試料カップ１３５は円筒状であり、比較的高い熱伝導性を有し、かつ少なくとも約１２５℃の温度で典型的な抽出溶媒により発生した蒸気圧に耐える材料から形成され、ステンレス鋼が例示のものである。適切なステンレス鋼（または他の合金もしくは代替の熱伝導材料）の選択は、十分に当業者の知識の範囲内であり、過度の実験を行うことなく選択され、組み込まれ得る。
【０１３５】
具体的には、試料カップ１３５のシリンダー壁は、熱伝導を強化するために比較的薄くてもよいが、但し、シリンダー壁が器具及び関連方法の全目的に十分な強度を有することを条件とする。
【０１３６】
反応チャンバ１４０は、試料カップ１３５を包囲する。反応チャンバ１４０及び試料カップ１３５は、互いに対して位置付けられ、反応チャンバ１４０の内面と試料カップ１３５の外面との間に開放ジャケット部分１４１を一緒に画定する。反応チャンバ１４０は、同様に、比較的高い熱伝導性及び物理的強度を有する材料から形成され、試料カップ１３５に好適な材料は、反応チャンバにも同様に好適である。
【０１３７】
反応チャンバ１４０は、（例えば）図１４に図解されるドレイン１１０に対応するドレインフロア１４２を含む。圧力密閉蓋１４３は、試料カップ１３５の口部１３７上に位置付けられ、第１の溶媒入口１４５は、圧力密閉蓋１４３から試料カップ１３５の内側に開放する。ドレインフロア１４２が円錐台形状として図解されているが、他の形状（例えば、半球形、多角形）も同様に適切であるが、但し、溶媒が意図される通りに排出することを条件とする。
【０１３８】
第２の溶媒入口１４４は、ドレインフロア１４２及び反応チャンバ１４０及び外部廃棄物容器または溶媒源を通る流体連通ならびにそれらの間の流体連通を提供する。
【０１３９】
反応チャンバ加熱器１４６は、反応チャンバ１４０と熱接触して位置付けられる。この配置では、（例えば、図２４のタンク１６５からの）溶媒は、二方向から添加され得る。第一に、溶媒は、第１の溶媒入口１４５から試料カップに添加されて、試料カップ１３５内に入り得る。加えて、溶媒は、第２の入口１４４からジャケット部分１４１内に、かつ（開放濾過端１３６及び小孔フロア１４７を通って）試料カップ１３５内の両方に添加され得、これにより、反応チャンバ加熱器１４６が反応チャンバ１４０及びジャケット部分１４１内の溶媒を加熱することができるようになり、これらが、図２０に図解される実施形態では、円筒状の反応チャンバ１４０と円筒状の試料カップ１３５との間のシリンダーを形成する。
【０１４０】
次いで、ジャケット部分１４１内の加熱された溶媒は、試料カップ１３５を加熱することができ、試料カップ１３５の内部の溶媒及び抽出試料を加熱することができる。
【０１４１】
図２０は、この実施形態では、試料カップ１３５の開放濾過端１３６が小孔フロア９６（図８）に類似したネジ付き小孔フロア１４７であることも図解する。試料カップ１３５の下位端は、同様に、ネジ山１５０を担持し、これにより、典型的には、試料カップ１３５の下位部分から濾過媒体（１４８、図２４）を除去するために、小孔フロアが試料カップ１３５から除去され得る。典型的には、濾過媒体は、小孔フロア１４７上に静置し、加熱抽出後の試料及び溶媒の化学的性質、ならびに試料カップ１３５からの溶媒の予想されるまたは所望の流量とさもなければ一致する、ディスクまたは同等の形状の濾紙、石英繊維フィルタ、膜フィルタ、濾過マイクロプレート、または任意の他の濾過媒体（もしくは複数の媒体、または組み合わせ）から形成され得る。
【０１４２】
図２０は、試料カップ１３５がＯリング１５１を用いて圧力密閉蓋１４３に対して密閉され得、反応チャンバ１４０全体がより大きいＯリング１５２を用いて圧力密閉され得ることも図解する。
【０１４３】
第１の溶媒入口１４５は、いずれも圧力密閉蓋１４３の一部であるネジ付き入口フィッティング１５３及びその管１５４を通って任意の好都合な溶媒源（１６５、図２４）と連通する。圧力密閉蓋１４３の別の部分は、雌ネジ付き開口部１５５及びその関連管１５６を含み、これらの組み合わせは、器具３０を使用し、加熱抽出を行う際に、少なくとも２つの有用な目的を果たす。第一に、開口部１５５は、反応槽１３５を所望通りにまたは必要に応じて通気するために使用され得る。関連抽出方法についてより具体的には、開口部１５５は、弁（１３８、図２４））に取り付けられ得、これは、次いで、試料カップ１３５内への／からのガス流を制御することができ、任意の関連圧力計（１３９、図２４）にも取り付けられ得る。
【０１４４】
さらなる詳細として、図２０は、反応チャンバ１４０全体を開放するのを助けるための蓋１４３内のツールシート１５７を図解する。熱電対（１６０で概略的に示される）は、試料カップ１３５ならびに試料カップ１３５内の任意の抽出試料及び溶媒の精度の高い温度測定を提供するために、ドレインフロア１４２内またはその付近に位置付けられる。
【０１４５】
熱電対１６０及び圧力計１３９の利点は、本明細書に後述される方法との関連でより明らかである。
【０１４６】
前述の実施形態にあるように、器具３０は、ドレインフロア１４２が（この場合もやはり弁を使用して）大気圧に開放されているときに試料カップ１３５及び反応チャンバ１４０から加熱液体を受容するための、試料カップ１３５内のドレインフロア１４２と液体連通したチラー１３０を含む。前述の実施形態にあるように、チラー１３０は、ドレインフロア１４２と液体連通した冷却コイルであり、冷却コイル１３０は、溶媒が冷却コイル１３０の長さを移動するときに共通抽出溶媒の温度を約１２０℃〜１３０℃から約２５℃〜３５℃に低下させるのに十分な長さを有する。
【０１４７】
図２１、２２、及び２３は、図２０と同じ要素を図解するが、より詳細に、または別個に詳細のいずれかで図解する。図２１では、かかる詳細は、第１の溶媒入口１４５のネジ山１６１を含み、さもなければ、残りの要素は図２０と同じであり、それに応じて番号付けされている。
【０１４８】
図２２は、試料カップ１３５の分離斜視図であり、ネジ付き小孔フロア１４７が試料カップ１３５の雄ネジ付き端１５０上の適所に示されている。図２２は、試料カップ１３５が、口部縁１６２と、ネジ付き小孔フロア１４７をドレインフロア１４２内に着座させる助けとなる、ネジ付き小孔フロア１４７上の斜端１６３とを有することを図解する。
【０１４９】
溶媒がドレインフロア１４２からジャケット部分１４１内に流れることを可能にするために、ネジ付き小孔フロア１４７は、ノッチ１６４として図解される複数の（４つ示されている）シールブレイクも担持する。
【０１５０】
図２０〜２３に図解される実施形態は、別の有用な方法実施形態を担持する能力を提供する。この文脈では、本発明は、抽出試料を反応チャンバ１４０によって包囲された熱伝導性試料カップ１３５内に設置するステップ（熱伝導性試料カップ１３５がその開放濾過端１３６を有する）と、その後、抽出溶媒を試料カップ１３５の内部及び試料カップ１３５の外部の反応チャンバ１４０の両方に添加するステップとを含む抽出方法である。
【０１５１】
試料カップ１３５の外部の反応チャンバ１４０内の溶媒を加熱することは、順に、試料カップ１３５を加熱し、試料カップ１３５の内部の溶媒を加熱し、試料カップ１３５の外部の抽出試料を加熱する。具体的には、本方法は、反応チャンバ１４０を加熱することによって試料カップ１３５の外部の溶媒を加熱する。
【０１５２】
本方法では、抽出溶媒は、開放濾過端１３６を通って試料カップ１３５に添加されて、それにより、抽出試料を抽出溶媒と撹拌する助けとなる。
【０１５３】
器具３０の図解される実施形態を使用して、本抽出方法は、試料カップ口部１３７における圧力密閉蓋１４３と試料カップ１３５の開放濾過端１３６と流体連通した出口弁１３８との間に試料カップ１３５を密閉することをさらに含み、これにより、加熱ステップが抽出溶媒の蒸気圧を標準温度及び圧力（２５℃、１気圧）で溶媒の蒸気圧を超えて増加させるようになる。
【０１５４】
出口弁１３８を開放することにより、試料カップ１３５内の蒸気圧が抽出溶媒を試料カップ１３５から出し、開放濾過端１３６を通過させ、ドレインフロア１４２内に入れ、かつ出口弁１３８を通過させることが可能になる。
【０１５５】
物理的部品の説明に関して記載されるように、本方法は、典型的には、チラー（コイル）１３０内の共通抽出溶媒の温度を約１２０℃〜１３０℃から約２５℃〜３５℃に低下させるのに十分な時間にわたって溶媒をチラー１３０内に入れるステップを含む。
【０１５６】
最後に、抽出溶媒は、分子分析のためにコイル１３０から収集され得る。
【０１５７】
したがって、図２０〜２３に図解される実施形態は、さらなる熱伝導、ならびに抽出のために、抽出溶媒自体を組み込む器具を説明する。試料カップをチャンバ内に圧力密閉する能力は、有用または必要である場合に、それらの溶媒−試料組み合わせの蒸気圧を増加させる助けとなる。
【０１５８】
熱電対１６０と圧力計１３９との組み合わせを使用して、選択された抽出溶媒の蒸気圧との関連で、試料カップ１３５内の温度を正確に決定することができる。具体的には、図２０〜２３に図解される実施形態を使用して、器具内で溶媒または溶媒系を単独で流して、溶媒温度と蒸気圧との間の相関関係を築くことができる。図２４に概略的に図解されるように、プロセッサ１４９がこの目的のために使用され得る。その後、試料カップ１３５内の溶媒温度を示すために、蒸気圧が高度の精度で測定され得る。
【０１５９】
さらなる利点として、この実施形態が試料カップ１３５を反応チャンバ１４０内に密閉するため、本系はまた、空気または不活性ガス（すなわち、試料及び抽出溶媒に不活性のガス、図２４の１６６）を有するヘッドスペース（すなわち、溶媒及び試料の上のガス）内で予加圧（例えば、１平方インチ当たり最大約２５ポンド）されて、溶媒が所望の蒸気圧を発生させる前に高温の液体溶媒をより高い温度にする助けとなり得る。溶媒を液体状態に保つことも、反応槽の内部及び外部の所望の熱移動を助ける。
【０１６０】
ガス弁１６７は、本系を（例えば、図２４の通気孔１７０に）通気させるか、または圧力計１３９での圧力測定のためにガスを方向付けるか、または不活性ガスを源１６６から反応槽１３５内に方向付けることができる。
【０１６１】
恐らく同様に重要なことに、ヘッドスペース内のより高い圧力は、抽出溶媒が試料カップ１３５から押し出され、全て任意の濾過媒体及び小孔フロア１４７を通り、その後、ドレインフロア１４２及び冷却コイル１３０内に押し込まれることを確実にする助けとなる。
【０１６２】
さらに図２４を参照して、かつ可能性の説明を完了するために、溶媒は、溶媒供給物１６５からライン１７１を通って回転弁６５まで流れることができる。ライン１７２は、回転弁６５を補助弁６２に接続する。ライン１７３は、補助弁６２をガス弁６４に接続し、次いで、ライン１７４を使用して、溶媒を反応チャンバ１４０の底部に送達することができる。
【０１６３】
ライン１６９は、回転弁６５をシリンジ４０に接続し、これにより、供給物１６５からの液体が、供給物１６５からシリンジ４０内に、その後、シリンジ４０から試料カップ内に、かつライン１７２及び１８１ならびにディスペンサーヘッド１８２を通って計量され得る。点線１８７は、溶媒を使用して試料カップ１３５をジャケット被覆したときの試料カップ１３５と反応チャンバ１４０との間の溶媒の位置を表す。
【０１６４】
ガス供給物１６６は、ライン１７４及び１７５を通じて追加の圧力をヘッドスペースに供給することができ、これは、いくつかの他の品目へのガス流に加えて、弁１３８によって制御される。ライン１７６は、弁１３８を通気孔１７０に連結する。
【０１６５】
ガス圧力監視の一環として、ライン１７７は、弁１３８を圧力計１３９に接続し、圧力計１３９は、連通ライン１８０を通してプロセッサ１２１に配線される。プロセッサ１２１も、連通ライン１８３を使用して熱電対１６０に接続され、これにより、様々な試料抽出物の温度と蒸気圧との監視された組み合わせを使用して、有用な標準化情報を築くことができるようになる。
【０１６６】
反応チャンバ１４０及び試料カップ１３５の底部に撹拌ガスを提供するために、ガス供給物１６６も、適切なラインまたは管１８４を通して弁６４に接続される。
【０１６７】
圧力ヘッドシール１８５は、試料カップを反応チャンバ内に密閉する。ライン１８６は、溶媒を弁６４からコイル１３０に、ライン１８７は、コイル１３０から収集槽４６に排出する。
【０１６８】
図面及び明細書では、本発明の好ましい実施形態が記載されており、特定の用語が用いられているが、それらは、包括的及び記述的意味でのみ使用されており、限定目的には使用されておらず、本発明の範囲は、特許請求の範囲で定義される。
【図１】
2019015728.tif 000009
【図２】
2019015728.tif 000010
【図３】
2019015728.tif 000011
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2019015728.tif 000027
【図２０】
2019015728.tif 000028
【図２１】
2019015728.tif 000029
【図２２】
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【図２３】
2019015728.tif 000031
【図２４】
2019015728.tif 000032
【手続補正書】
【提出日】平成30年8月10日(2018.8.10)
【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】
抽出関連技法に特に好適な分子試料調製器具であって、前記器具が、
１つの開放濾過端及び前記濾過端と反対側の口部を有する試料カップと、
前記試料カップを包囲する反応チャンバであって、前記反応チャンバ及び前記試料カップが、前記反応チャンバの内面と前記試料カップの外面との間に開放ジャケット部分を画定し、前記反応チャンバが、
前記試料カップの前記開放濾過端と連通したドレインフロアと、
前記試料カップの前記口部上の圧力密閉蓋と、
前記圧力密閉蓋から前記試料カップの内側への第１の溶媒入口と、
前記ドレインフロアから前記反応チャンバ内への第２の溶媒入口と、を含む、前記反応チャンバと、
前記反応チャンバと熱接触した反応チャンバ加熱器と、を備え、
これにより、溶媒が、前記第１の溶媒入口及び前記第２の溶媒入口の両方から前記試料カップ内に、かつ前記第２の溶媒入口から前記ジャケット部分内に添加され得ることになり、前記加熱器が、前記反応チャンバ及び前記ジャケット部分内の溶媒を加熱することができるようになり、前記ジャケット部分内の加熱された溶媒が、前記試料カップを加熱し、前記試料カップの内部の溶媒及び抽出試料を加熱することができるようになり、前記第２の入口からの溶媒が、前記開放濾過端を通って前記試料カップに入り、前記試料カップ内の抽出溶媒及び試料を有利に撹拌することができるようになる、前記試料調製器具。
【請求項２】
前記ドレインフロアが大気圧に開放されているときに前記反応チャンバから加熱液体を受容するための、前記試料カップ内の前記ドレインフロアと液体連通したチラーをさらに備える、請求項１に記載の分子試料調製器具。
【請求項３】
前記チラーが、前記ドレインフロアと液体連通した冷却コイルであり、前記冷却コイルが、共通抽出溶媒が前記冷却コイルの長さを移動するときに前記溶媒の温度を約５０℃〜１８０℃から約２５℃〜４０℃まで低下させるのに十分な前記長さを有する、請求項２に記載の分子試料調製器具。
【請求項４】
前記試料カップがシリンダーであり、前記開放濾過端が小孔フロアである、請求項２または３に記載の分子試料調製器具。
【請求項５】
前記小孔フロア及び前記試料カップが、前記小孔フロアの除去のために螺設される、請求項４に記載の分子試料調製器具。
【請求項６】
前記試料カップ内の前記小孔フロア上に静置する濾過媒体をさらに備え、
前記濾過媒体が、濾紙、石英繊維フィルタ、膜フィルタ、及び濾過マイクロプレートからなる群から選択される、請求項４または５に記載の分子試料調製器具。
【手続補正書】
【提出日】平成30年12月6日(2018.12.6)
【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】
抽出関連技法に特に好適な試料調製器具であって、前記器具が、
１つの開放濾過端及び前記濾過端と反対側の口部を有する試料カップと、
前記試料カップを包囲する反応チャンバであって、前記反応チャンバ及び前記試料カップが、前記反応チャンバの内面と前記試料カップの外面との間に開放ジャケット部分を画定し、前記反応チャンバが、
前記試料カップの前記開放濾過端と連通したドレインフロアと、
前記試料カップの前記口部上の圧力密閉蓋と、
前記圧力密閉蓋から前記試料カップの内側への第１の溶媒入口と、
前記ドレインフロアから前記反応チャンバ内への第２の溶媒入口と、を含む、前記反応チャンバと、
前記反応チャンバと熱接触した反応チャンバ加熱器と、を備え、
これにより、溶媒が、前記第１の溶媒入口及び前記第２の溶媒入口の両方から前記試料カップ内に、かつ前記第２の溶媒入口から前記ジャケット部分内に添加され得ることになり、前記加熱器が、前記反応チャンバ及び前記ジャケット部分内の溶媒を加熱することができるようになり、前記ジャケット部分内の加熱された溶媒が、前記試料カップを加熱し、前記試料カップの内部の溶媒及び抽出試料を加熱することができるようになり、前記第２の入口からの溶媒が、前記開放濾過端を通って前記試料カップに入り、前記試料カップ内の抽出溶媒及び試料を有利に撹拌することができるようになる、前記試料調製器具。
【請求項２】
前記ドレインフロアが大気圧に開放されているときに前記反応チャンバから加熱液体を受容するための、前記試料カップ内の前記ドレインフロアと液体連通したチラーをさらに備える、請求項１に記載の試料調製器具。
【請求項３】
前記チラーが、前記ドレインフロアと液体連通した冷却コイルであり、前記冷却コイルが、共通抽出溶媒が前記冷却コイルの長さを移動するときに前記溶媒の温度を約５０℃〜１８０℃から約２５℃〜４０℃まで低下させるのに十分な前記長さを有する、請求項２に記載の試料調製器具。
【請求項４】
前記試料カップがシリンダーであり、前記開放濾過端が小孔フロアである、請求項２または３に記載の試料調製器具。
【請求項５】
前記小孔フロア及び前記試料カップが、前記小孔フロアの除去のために螺設される、請求項４に記載の試料調製器具。
【請求項６】
前記試料カップ内の前記小孔フロア上に静置する濾過媒体をさらに備え、
前記濾過媒体が、濾紙、石英繊維フィルタ、膜フィルタ、及び濾過マイクロプレートからなる群から選択される、請求項４または５に記載の試料調製器具。
【外国語明細書】
2019015728000001.pdf