(57)【要約】【課題】体積測定値が正確である液体試料を自動的にローディングするための方法及び装置の提供。【解決手段】液体クロマトグラフィー試験装置へ液体試料を自動的にローディングするための方法が提供され、かかる方法は、使い捨てチップをプローブに据え付ける段階と、自動液体取扱器を用いてプローブを試料に近いローディング位置へと移動させる段階と、試料を使い捨てチップの中に吸引する段階とを備える。次に、プローブを注入ポートの近くにある注入位置へと移動させて、使い捨てチップから注入ポートの中へと試料を注入する。また、新規な注入ポートについても提供される。試料を注入した後には、使い捨てチップはプローブから取り外される。これらの段階を複数回繰り返して、複数の試料を次々にローディングする。本発明による例示的な方法は、液体クロマトグラフィー装置と併せて用いるものである。また、使い捨てチップの取り外しを助ける装置についても提供される。【選択図】図３
2008518240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を自動的にローディングするための方法であって、該方法が、
ａ）  自動液体取扱器を用いて、使い捨てチップをプローブに取り付ける段階であって、プローブは自動液体取扱器の一部分を構成しているような上記段階と、
ｂ）  プローブを自動液体取扱器と共に、試料の近くであるローディング位置へと移動させる段階と、
ｃ）  自動液体取扱器を用いて、使い捨てチップの中に試料をローディングする段階と、
ｄ）  プローブを自動液体取扱器と共に、注入ポートの近くである注入位置へと移動させる段階と、
ｅ）  使い捨てチップの内部にある試料を注入ポートに注入する段階と、
を備えていることを特徴とする方法。
【請求項２】
使い捨てチップに試料をローディングする段階は、試料ループ体積の２倍以下をローディングすることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
使い捨てチップは、略円錐形状と壁を有し、注入ポートは少なくともひとつの環状肩部を備えてなる内部通路を備えていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
注入ポートに試料を注入する段階は、使い捨てチップを内部通路に挿入し、内部通路における環状肩部に使い捨てチップのチップ壁を係合させる段階を備えていることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
内部通路における環状肩部と使い捨てチップにおけるチップ壁との係合によって、少なくとも部分的なシールが得られることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
注入ポートに試料を注入する段階は、使い捨てチップを内部通路に挿入し、注入ポートの開口部に使い捨てチップのチップ壁を係合させる段階を備えていることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項７】
注入ポート開口部と使い捨てチップのチップ壁との係合によって半径シールが得られることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
注入ポートは、液体クロマトグラフィー試験装置の注入ポートであることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項９】
前記方法がさらに、
ｆ）  液体クロマトグラフィー装置を用いて、試料に対して液体クロマトグラフィー試験を実行する段階、
を備えていることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
液体クロマトグラフィー装置は試験体積を有していることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
注入ポートと自動液体取扱器とは、統合システムの一部分であって、該システムはさらにコントローラを備えていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記方法がさらに、自動液体取扱器と、プローブと、注入ポートとをコントローラで制御する段階を備えていることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
複数のプローブが自動液体取扱器に支持されており、使い捨てチップを取り付ける段階は、使い捨てチップを複数のプローブのそれぞれに取り付ける段階を備え、試料を使い捨てチップにローディングする段階は、複数のプローブのそれぞれの使い捨てチップに試料をローディングする段階を備え、使い捨てチップから注入ポートへ試料を注入する段階は、複数の注入ポートのそれぞれのうちのひとつに、使い捨てチップのそれぞれから試料を注入する段階を備えていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記方法において、段階ａ）〜ｅ）は複数回数だけ繰り返されて順次複数の試料を注入ポートにローディングし、さらに、連続するローディング間におけるキャリーオーバーは実質的にゼロになっていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
複数の試料のそれぞれについての係数変動は１％未満であることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記方法がさらに、
ｆ）  使い捨てチップをプローブから取り外す段階、
を備えていることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１７】
前記方法において、使い捨てチップを取り外す段階ｆ）は、
（ｉ）  廃物容器の近くにある廃棄位置へと、自動液体取扱器を用いてプローブを移動させる段階と、
（ｉｉ）  プローブから使い捨てチップを取り外す段階と、
（ｉｉｉ）  使い捨てチップを廃物容器に入れる段階と、
を備えていることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
使い捨てチップを取り外す段階（ｉｉ）は、自動液体取扱器を用いてプローブをプローブガイドに通し、プローブガイドに接触させてプローブから使い捨てチップを取り外す段階を備えていることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
自動的かつ連続的に複数の試料をローディングする方法であって、該方法が、
ａ）  使い捨てチップをプローブに取り付ける段階であって、プローブは自動液体取扱器の一部を構成し、使い捨てチップは第１の使い捨てチップであるような段階と、
ｂ）  プローブを自動液体取扱器と共に、試料の近くであるローディング位置へと移動させる段階と、
ｃ）  自動液体取扱器を用いて、使い捨てチップの中に試料をローディングする段階と、
ｄ）  プローブを自動液体取扱器と共に、注入ポートの近くである注入位置へと移動させる段階と、
ｅ）  使い捨てチップの内部にある試料を注入ポートに注入する段階と、
ｆ）  使い捨てチップをプローブから取り外す段階と、
ｇ）  ａ）〜ｆ）のサイクルを複数回繰り返して、各サイクルにおけるキャリーオーバーを０．００５重量％未満にする段階と、
を備えていることを特徴とする方法。
【請求項２０】
注入ポートであって、該注入ポートが
ａ）  注入ポート開口部を備え、注入ポート開口部は、自動液体取扱器のプローブに取り付けられた使い捨てチップを受け入れてシールすべく構成されているような上記注入ポートと、
ｂ）  注入ポート開口部につながった内部通路と、
ｃ）  内部通路に一体的に設けられた環状肩部と、
ｄ）  注入ポート開口部に対して内部通路とは反対側にある注入ポートベースと、
ことを特徴とする注入ポート。
【請求項２１】
プローブガイドであって、
プローブガイドは自動液体取扱器に統合され、プローブガイドは同軸的な通路を備え、同軸的な通路はプローブを摺動させて通すのに充分な大きさを有するけれども、使い捨てチップが摺動して通れるほどには大きくないような上記通路を有している、
ことを特徴とするプローブガイド。
【請求項２２】
自動液体取扱器に用いられる廃物容器であって、該容器が、
廃物容器は、自動液体取扱器の作業台に逆転可能に取り付けられ、廃物容器は使用済みの使い捨てチップを収集するのに適している
ことを特徴とする廃物容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実験室やその他の用途において、液体試料を移送する自動液体取扱器は、様々な研究手順において使用される。
【背景技術】
【０００２】
自動液体取扱器の一例は、本願の出願人に譲渡された米国特許第５，９８８，２３６号（「’２３６号特許」と称する。）に開示されているので、これを参照して引用する。’２３６号特許における液体取扱器は、作業台を備えていて、その上には試料容器が配列され、作業台の上方には自動化されたムーバによって複数のプローブが支持されている。自動ムーバは、プローブを動かして、作業台上にある１又は複数の試料容器に対して、プローブを整列させることができ、液体取扱作業を実行することができる。別の例による液体取扱器は、米国特許第４，４２２，１５１号に開示されているので、同文献をここで参照して引用する。
【０００３】
【特許文献１】米国特許第５，９８８，２３６号
【特許文献２】米国特許第４，４２２，１５１号
【０００４】
高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）を含む液体クロマトグラフィーは、自動液体取扱器が用いられる用途の一例である。液体クロマトグラフィーは、試料をクロマトグラフのカラムに流し、その構成成分を分離させ、分離された成分を検出器で検出するもので、試料の特徴を知るために役に立つ。いくつかのＨＰＬＣシステムにあっては、試料をローディングするために、自動液体取扱器を備えている。これらのシステムにおいては、液体取扱器がプローブを動かして、試料容器から試料をローディングし、次に、注入ポートの中に試料を注入する。プローブには金属針が取り付けられて、容器から試料を抽出し、また試料を注入ポートに注入する作業を容易にしている。
【０００５】
ＨＰＬＣ及びその他の化学試験装置であって、自動液体取扱器を備えたものは知られているが、長年に渡る問題点が未解決になっている。液体の取扱いにおける未解決の問題点の例としては、ひとつの試料から次の試料へのキャリーオーバーが生じることで、多くの液体取扱器を用いた場合に、試験が汚染されて不正確になる点が挙げられる。
【０００６】
キャリーオーバーが発生するのは、最初の試料が、プローブの中や表面に、または、注入ポートの中に残っていた場合に、これが次の試料と混合するためである。キャリーオーバーを低減させるために、クロマトグラフィーやその他の装置における自動液体取扱器では、試料の測定と次の試料の測定との間に、代表的に２回の溶媒による洗浄を行っている。１回目の洗浄では、プローブを注入ポートに取り付けたまま、ポートとこれに接続されている配管について洗浄を行う。次に、注入ポートから取り外したプローブと針を、洗浄位置へと移動させて、２回目の洗浄を行う。しかしながら、洗浄しても、ある程度のキャリーオーバーは生じる。追加的に洗浄することは、キャリーオーバーを低減させるだろうが、処理を低速化し、コストを追加させる。
【０００７】
クロマトグラフィーにおける自動液体取扱器に関連した別の問題点を例示すれば、試料に関連してデッド・スペース（死容積）が存在することが挙げられる。デッド・スペース（死容積）は、試料注入システムのタイプに固有である。一般的に、試料を注入するには、圧力差、つまり空気や不活性ガスの押出力、及び／又は、真空の吸引力を用いている。クロマトグラフィーにおいては、注入できる試料の量は、試験試料体積容量とか、試験ループ体積などと称される。ループ体積に関しては、一般に既知の注入ポートとプローブと針とを用いた既知の注入方法では、結果的に、空気などのかなりの異物が試験ループ体積の中に含まれていた。例えば、公知の注入方法においては、もしもローディング針を通る流れが遅すぎたり、あるいは、もしもプローブ針と注入ポートとの間に良好なシールが設けられなかったりすると、空気やその他の異物が、クロマトグラフィー機器にローディングされる。試料が不十分だったり異物が多すぎたりするリスクを最小限にするために、代表的には、過剰な試料がプローブ及び注入ポートにローディングされる。正しい量の試料のローディングを成功させるためには、既知の自動液体取扱方法では、不活性ガスや空洞空間が注入されないために、試験ループ体積の４倍以上を必要としていた。このように過剰な体積の量を必要とするため、貴重な試料を余分に廃棄していることはもちろん、試験の費用と時間もかさむことになっていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
自動取扱いによる化学分析におけるさらに別の公知の問題点は、体積測定値に再現性が欠けていることである。体積測定値が正確であることの利点は、毎回の試験毎に、試料体積の特定の変動を最小限にできて望ましいことである。しかしながら、既知のプローブ及びそれに取り付けられる針にあっては、体積の精度を得る方法は限られている。
【０００９】
また、本発明は、多くの在来のＨＰＬＣシステムにおいて見い出される、追加的な問題点を解決する。ＨＰＬＣを含むような、多くの液体取扱用途においては、生物学的適合性の構成要素が必要とされる。いくつかのシステムにおいては、生物学的適合性のＰＥＥＫや、生物学的適合性のチタンから作られたポンプ及び注入バルブを用いているけれども、結局は依然として生物学的に非適合性の構成要素（しばしばステンレス鋼）が注入針に使用されている。生物学的に非適合性の要素を覆うために、注入針は、金属製の構成要素を少なくすべくコーティングされるか、あるいは、チタンから作られる。しかしながら、これらの改変ではキャリーオーバーを低減することは出来ず、また、被覆された注入針を用いる場合には、コーティングの摩耗による問題点が発生する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による実施形態は、液体クロマトグラフィー試験装置に液体試料を自動的にローディングするための方法に関し、該方法は、自動化されたムーバが支持するプローブに、使い捨てチップを据え付ける段階と、プローブを自動ムーバと共に、試料容器の近くにあるローディング位置へと移動させる段階と、容器から試料を吸引して使い捨てチップに入れる段階と、を備えている。次に、プローブを自動化されたムーバと共に、注入ポートの近くにある注入位置へと移動させて、使い捨てチップから注入ポートの中へと試料を注入する。そして、使い捨てチップはプローブから取り除かれる。望ましくは、これらの段階は複数回繰り返されて、次々に複数の試料のローディングを行う。使用後に取り除かれるような使い捨てチップを用いることで、ローディング間におけるキャリーオーバーを実質的に解消でき、ローディング間においては２段階の洗浄手順に代えて１回だけの洗浄手順を行うこととして、時間とコストを節約できる。本発明の例示的な方法は、液体クロマトグラフィー装置と併せて使用される。さらに、いくつかの実施形態においては、使用済みの使い捨てチップを取り除くことができる特殊なプローブガイドや、使用済みの使い捨てチップを収集するための廃物容器についても開示される。
【００１１】
さらに、本発明によるある種の方法によれば、試験試料に、より小さなループ体積を用いることができる。小さなループ体積を用いると、各試験に使用しなければならない試料の量は劇的に減少する。いくつかの実施形態においては、小さなループ体積は、使い捨てチップと注入ポートとの間に密着するシールによる結果として得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
まず添付図面を参照すると、図１は、本発明による例示的な方法を実行するために用いられる、液体クロマトグラフィー試験装置を示している。特に図１では、高速液体クロマトグラフィー("ＨＰＬＣ")のシステム全体を、符号１１０にて示している。当業者は理解するだろうが、本発明の実施形態はＨＰＬＣシステムと併用するものとして示されるけれども、本発明は、試料の吸引や排出を必要とする、あらゆるタイプの液体取扱器と併用すべく適合可能である。図１の実施形態において、ＨＰＬＣシステム１１０は、符号１１２にて示す如く、自動液体取扱器ないし“ＸＹＺムーバ”を具備している。自動液体取扱器は、軌道１１４と、軌道１１４に沿った第１の方向（すなわち“Ｘ方向”）に移動可能なアーム１１６と、アーム１１６に沿った第２の方向（すなわち“Ｙ方向”）に移動可能なプローブキャリア１１８とを具備している。一般に、ＸＹＺ方向に運動できる任意の自動液体取扱器は、本発明において使用することができる。プローブキャリア１１８は、１又は複数のプローブ１２０を支持していて、垂直方向（つまり“Ｚ方向”）に動作することができる。いくつかの実施形態においては、プローブは概して円筒形のステンレス鋼になっている。当業者は理解するだろうが、本発明におけるプローブを作るための材料は、特に制限されることはない。さらに、プローブの形状は、プローブが使い捨てチップと注入ポートとに嵌合できる限り、任意の形状で良い。プロセッサを含むコントローラ１２２は、自動液体取扱器１１２の動きを制御する。また、コントローラ１２２は、試料及びその他の液体の吸引及び排出を含む、液体のポンプ送出を制御する。いくつかの実施形態においては、コントローラは、専用のＨＰＬＣシステムソフトウェアを含むことになる。このソフトウェアは、ＰＣベースのソフトウェアプログラムやキーパットプログラムである。キーパッドプログラムと併用される場合におけるキーパッドは、ＰＡＬＭタイプの装置など、あらゆる多彩なキーパッドから構成することができる。コントローラ１２２は、ＨＰＬＣシステム１１０とは別個である、コンピュータ装置（図示せず）に接続される。いくつかの実施形態では、コンピュータ装置はＨＰＬＣ装置と統合される。一般には、複数の試料容器１２６が作業台１２４の上に支持される。しかしながら、図１に示した試料容器の数は、例示的な目的のものに過ぎず、試料容器の実際の数は１つだけであったり、作業台に保持できるだけの数であったりすることになる。さらに、当業界に公知である試料容器を用いることも有利であるけれども、当業者が理解するであろうように、本発明において使用できる試料容器は、それらに限られるものではない。試料容器は、任意の素材から作ることができ、作業台に受け入れて、本発明の方法及び装置において使用できる限りは、任意の形状で良い。
【００１３】
また、ＨＰＬＣシステム１１０は、複数の高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）のモジュール１２８を具備している。各ＨＰＬＣモジュール１２８は注入ポート１３０に接続されていて、注入ポート１３０に入れられた試料は、モジュール１２８に連通されて試験される。図１に示した実施形態においては、ＨＰＬＣモジュールと注入ポート１３０とは、コントローラ１２２にも接続されている。さらに、コントローラには、１又は複数のシリンジポンプ１３２が接続され、１又は複数のバルブと流体配管とを介して、プローブ１２０及びＨＰＬＣモジュール１２８に連通している。
【００１４】
図２の模式図は、実施形態によるＨＰＬＣシステム１１０とその様々な要素についての動作を示している。コントローラ１２２は、自動液体取扱器１１２を制御して、選択された試料容器１２６から試料をプローブ１２０に吸引させる。ある種の実施形態においては、コントローラ１２２はシリンジポンプ１３２を動作させて、選択された試料容器１２６から所望の体積の試料１２５が吸引されるようにし、次に、自動液体取扱器１１２によって、プローブ１２０を注入ポート１３０へと移動させる。次に、コントローラ１２２はシリンジポンプ１３２を操作して、正の圧力を生じさせ、プローブ１２０から注入ポート１３０へと試料を押し出して、さらに、試験試料体積容器ないし“試料ループ体積容器”１３６へと試料を送り入れる。
【００１５】
いったん試料１２５が試料ループ体積容器１３６に入れられたならば、コントローラ１２２は、２方向６ポートバルブ１３４を操作して、注入ポート１３０をループ１３６から隔離して、また、バルブ１３８を開きポンプ１４０を動作させて、液体状態のキャリア流体をリザーバ１４２から、試料ループ１３６の上流側へと押し出す。図には、２方向６ポートバルブを例示したけれども、あらゆるタイプのバルブ、限定せずに挙げれば、２方向１０ポートバルブや、６方向６ポートバルブなどを、注入ポートと適切に結合できる限り、本発明において使用することができる。さらに、ポンプ１４０は、ピストンやその他のタイプのポンプでも良い。キャリア流体は、試験すべき試料を、試料ループ１３６からＨＰＬＣモジュール１２８へ、そして、分析のためにＨＰＬＣのカラム１４４及び検出器１４６へ送る。次に、コントローラ１２２は、ＨＰＬＣモジュール１２８を始動させて試料を分析する。本発明による方法及び装置と共に用いるときには、高価な溶媒の度合いを変化させるので、試料はあらゆる数の有機試料又は生物学的試料を含むことができる。ある種の実施形態においては、これには、全血、血漿、及び尿の成分などの生物学的物質を含むことができる。さらに、本発明においては、注入プロセスに有害な影響を生じることなく、生物学的化合物以外にも、例えば限定せずに挙げれば、トリ−フルオロ酢酸（ＴＦＡ）や、硫酸、蟻酸、氷酢酸、及び濃縮された苛性ソーダを含む、強い酸や基本的な溶液を用いることもできる。試料の試験を終えた後には、コントローラ１２２は、廃物容器１４８に試料を廃棄すべく指示する。
【００１６】
注入ポート１３０を洗浄廃棄容器１５０に結合している２方向６ポートバルブ１３４と併せて、コントローラはバルブ１５２及び１５４を動作させて、シリンジポンプ１３２から溶媒リザーバ１５６への流れを開く。すると、シリンジポンプ１３２からの正圧によって、洗浄溶媒はプローブ１２０を通り、注入ポート１３０を通り、３方向バルブ１３４を通って、洗浄廃棄容器１５０へと流れて、これにより、次の試験を行うべく、３つの構成要素はクリーニングされる。
【００１７】
当業者は理解するだろうが、図２の模式図とそれに関連したここでの説明は、ＨＰＬＣの試験試料を自動的にローディングする上での、多くの可能性のある構成及び方法のうちのひとつに過ぎない。多数の変形例及び応用例が実施可能である。例えば、プローブ１２０を複数設けるようにしても良い。代替例によるＨＰＬＣ試料ローディング構成及び方法についての詳細は、米国特許出願第１０／０７５，８１１号に見い出される。
【００１８】
以上、本発明による方法を実施するのに役立つ装置について述べたので、次に、ひとつの実施形態による方法に関して、図３のフローチャートを参照して説明する。方法は、使い捨てのプローブチップをプローブ１２０に取り付ける段階を含む（ブロック３０２）。再び図１を参照すると、この方法においては、自動液体取扱器１１２を用いて１又は複数のプローブ１２０を移動させ、作業台１２４上にある使い捨てチップが配列されたラックないし支持体４０１の上方へと位置させて、次に、１又は複数のプローブ１２０を下降させて１又は複数の使い捨てチップに係合させる。
【００１９】
図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃは、使い捨てチップの取り付けについて、さらに示している。図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃに示した実施形態においては、使い捨てチップは摩擦係合を用いてプローブに取り付けられる。図４Ａは、複数の使い捨てチップ４０２を配列状に配置してなる支持体４０１へ向けて、複数のプローブを下降させる様子を示している。それぞれのプローブ１２０は、プローブの挿入端部４０４を有していて、使い捨てチップはそれぞれ、プローブの挿入端部４０４を受け入れる開口部４０６を有している。当業者は理解するだろうが、プローブの挿入端部と、使い捨てチップの開口部とは、２つの部材が互いに嵌合して使い捨てチップを爾後に取り外せる限り、任意の形状で良い。また、図４Ａに示すように、プローブ１２０は、垂直方向に摺動可能であるプローブガイド４０８を通り抜けている。図４Ｂには、プローブの挿入端部４０４を、使い捨てチップの開口部４０６に挿入し終えて、使い捨てチップ４０２と摩擦係合した様子を示している。図４Ｃには、使い捨てチップ４０２がプローブの挿入端部４０４に摩擦係合した状態において、プローブ１２０を上昇させた様子を示している。多くの実施形態にあっては、使い捨てチップは摩擦係合を用いてプローブに取り付けられることになるだろうけれども、本発明の方法及び装置を用いて使い捨てチップを取り外せるならば、使い捨てチップをプローブに取り付ける形態は任意で良い。
【００２０】
図４Ｃに最も良く示されているように、ひとつの実施形態においては、使い捨てチップ４０２は略円錐形状になっていて、幅の広い使い捨てチップの開口部４０６の反対側には使い捨てチップの出口４１０が設けられている。使い捨てチップの開口部４０６と使い捨てチップの出口４１０とは、使い捨てチップの壁４１２によって結合されている。ある種の実施形態においては、使い捨てチップの壁は略円錐形になっている。多くの実施形態において、使い捨てチップ４０２は、化学薬品に対する耐性や互換性、耐久性、コストなどを考慮して選択された、プラスチック又はその他の弾性素材から作られる。いくつかの実施形態においては、使い捨てチップ４０２は、疎水性の素材から作られる。使い捨てチップ４０２の材料についての非限定的な例示には、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、及びこれらに類似のポリマーが含まれる。しかしながら、使い捨てチップは、許容可能なあらゆる材料から作ることができる。一般的には、使い捨てチップは、単一試料に用いられるあらゆるチップを包含し、現在商業的に入手可能である使い捨てチップに限定される意味ではない。
【００２１】
図３のフローチャートを参照すると、使い捨てチップをプローブに取り付けたならば、本発明のひとつの実施形態においては、使い捨てチップ４０２が取り付けられた状態にあるプローブ１２０（図４Ｃに示した状態）を、試料ローディング位置へと移動させるが、かかる位置は、試料容器１２６（ブロック３０４）に収容された、選択された試料に近い位置である。図１を参照すると、この段階は、自動液体取扱器１１２にてＸ、及び／又は、Ｙ、及び／又は、Ｚの各方向へプローブ１２０を移動させることを必要とし、プローブを試料に対して整列させるべく、作業台１２４の上にある１又は複数の試料容器１２６に対して移動させる。プローブを整列させたならば、試料は試料容器１２６から使い捨てチップ４０２の内部へとローディングされる（ブロック３０６）。これを行うためには、例えば、使い捨てチップの出口４１０を試料に挿入して、シリンジポンプ１３２を動作させ、使い捨てチップ４０２の内部に試料を吸引する（図４Ｃ参照）。当業者は理解するだろうが、シリンジポンプ１３２の動作によって、既知の体積の試料がローディングされる。いくつかの実施形態においては、使い捨てチップに試料をローディングするために、回転ピストンポンプや、蠕動ポンプ、ソレノイドポンプ、または往復ピストンポンプなどを用いても良い。
【００２２】
図１及び図４と併せて図３のフローチャートを参照すると、本発明による方法のひとつの実施形態では、使い捨てチップ４０２に試料をローディングしたなら、プローブ１２０と使い捨てチップ４０２とを自動液体取扱器１１２にて、注入ポート１３０の近くにある注入位置へと移動させてから、使い捨てチップ４０２を注入ポート１３０に挿入する（ブロック３０８）。図５は、注入ポート１３０と使い捨てチップ４０２とを示した横断面図である。一般的に、注入ポート１３０は、使い捨てチップ４０２を受け入れるべく適合してなる内部通路５０２を有している。当業者は理解するだろうが、図５に示した内部通路は円錐形になっているけれども、使い捨てチップを挿入できるならば、任意の内部通路を用いることができる。注入ポートのベース５０４は、注入ポート５０２の端部に形成され、使い捨てチップ４０２を挿入すると、かかる端部に当接して使い捨てチップの出口４１０が係合する。当業者は理解するだろうが、本発明の利点が得られるならば、あらゆる注入ポートを採用できる。また、当業者は理解するだろうが、注入ポートは任意の生物学的適合性の材料から作られる。非限定的な例示として、これらの材料にはポリエーテルエチルケトン（ＰＥＥＫ）やチタンを挙げることができる。
【００２３】
使い捨てチップと注入ポートの開口部５０３とは、半径方向のシール５０５を形成する。注入ポートの開口部５０３の直径か、または、用いる使い捨てチップのサイズを変更すると、半径シール５０５は任意の数の位置に変化して、本発明の利点が損なわれることはない。非限定的な例示としては、半径シール５０５を動かして、使い捨てチップにおける使い捨てチップの出口に近い点に接触させたり、あるいは、使い捨てチップのプローブの挿入端部に近い点に接触させたりして、デッド・スペース（死容積）を小さくしたり大きくしたりする。半径シール５０５が使い捨てチップを注入ポートにシールする限り、任意の位置の半径シールを用いることができる。当業者は理解するだろうが、本発明による利点を提供するのは、注入ポートの内部通路であるから、注入ポートの外部についてはいかなる形態でも良い。いくつかの実施形態においては、注入ポートの外部について、そのサイズを注入ポートに比べてわずかに大きくすることが有利である。しかしながら、他の実施形態においては、注入ポートの外部は注入ポートに比べてかなり大きくしても良い。流体連通ライン５０６は、注入ポートのベース５０４を貫通して、図１に示したＨＰＬＣモジュールへとつながる。ひとつの実施形態においては、内部通路５０２は、注入ポートのベース５０４の近くに、環状の肩部５００を具備している。多くの実施形態においては、環状の肩部５０８は、注入ポートのベース５０４から約０．２５インチ以下である。
【００２４】
本発明による別の方法によれば、内部通路５０２の内部に、好ましくは環状の肩部５０８に、使い捨てチップの壁４１２を密着係合させる。いったん使い捨てチップ４０２が挿入されて内部通路５０２に密着係合したならば、本発明の方法では、次の段階で試料を注入する（ブロック３１０）。図２の模式図を参照して前述した如く、シリンジポンプ１３２が加える圧力差の適用によって、試料は注入される。いくつかの実施形態においては、使い捨てチップに試料をローディングするために、回転ピストンポンプや、蠕動ポンプ、ソレノイドポンプ、または往復ピストンポンプなどを用いても良い。
【００２５】
本発明による方法及び装置を用いて、使い捨てチップ４０２を注入ポート１３０に挿入することで、貴重な効果と利益が得られる。例えば、本発明によれば、注入装置が必要とする、試料ループ体積の量を少なくすることができる。一般的に、ＨＰＬＣシステムにおいて、試験試料体積は、試料ループ体積とも称される。試料の試験を行うときには、試料ループ体積の全体が試験試料を確実に収容し、空気や不活性ガスなどの異物が含まれないことが望ましい。このことは、真空や正圧を用いて注入ポートに試料をローディングするとき、困難なことであって、というのは、いくらかの空気その他のガスが注入ポートに吸引されて、試料ループ体積の受け部に入る機会があるためである。ローディング中に注入ポートにはデッド・スペース（死容積）が存在すると、ガスや空気が吸引されるリスクが大きくなる。
【００２６】
このリスクを最小限にするため、以前の方法にあっては、代表的に、デッド・スペース（死容積）を最小化すべく、試料ループ体積の４倍以上をプローブにローディングすることが必要であった。しかしながら、本発明による方法では、試料ループ体積のわずか２倍のローディングでも、正確な結果が得られることが見い出された。非限定的な仮説として、試料ループ体積についての要求条件がゆるくなるのは、主として、使い捨てチップ４０２と注入ポート１３０とが協働する構造による結果であると信じられている。例えば、使い捨てチップの壁４１２と環状の肩部５０８とが密着係合することで、実質的にデッド・スペース（死容積）を最小化することが信じられている。
【００２７】
本発明によるその他の方法としては、図５とは異なっているような構成をもつ、使い捨てチップと内部通路を用いても良いことを理解されたい。図５に示したものに比べて、使い捨てチップの形状に、より良く合致するような内部通路は、さらにデッド・スペース（死容積）を最小化しあるいは解消する上で有効であることが判明した。多くの実施形態において、内部通路の構造は、一般には図５に示したものが用いられるが、というのは、そうすれば、多くの標準的な円錐形の使い捨てチップや、今日の標準的な型番の再使用型のチップと共に使用できるためである。
【００２８】
再び図３を参照すると、試料の注入に続いて、試料に対する試験が実行される（ブロック３１２）。多くの実施形態において、この試験は、高速液体クロマトグラフィーである。図３に示した方法においては、試料の注入に続いて、すすぎ溶媒を注入して、注入ポート１３０をすすぎ、次の試験の準備をする（ブロック３１４）。ひとつの方法においては、注入ポートをすすぐ段階に続いて、自動液体取扱器を用い、プローブと使い捨てチップとを、廃物容器の近くにある廃棄位置へと移動させる（ブロック３１６）。図３に示した方法においては、使い捨てチップは取り外されて、廃物容器の中に廃棄される（ブロック３１８）。
【００２９】
図６に例示するように、使い捨てチップを取り外して、使い捨てチップを廃物容器へと廃棄する。図６に示すように、使い捨てチップ４０２が装着されたプローブ１２０は、廃物容器１３３の上方にある。図７に例示するように、プローブ１２０は、プローブガイド４０８に設けられた通路７０２を摺動可能に通り抜けている。多くの実施形態において、通路７０２は同軸的である。一般的に、プローブガイド４０８における通路７０２の直径は、プローブ１２０が摺動的に通れるだけの充分な大きさをもち、しかも使い捨てチップ４０２が通り抜けられるほどには大きくない。従って、使い捨てチップ４０２をプローブ１２０から取り外すためには、コントローラは自動液体取扱器を用いて、プローブ１２０を垂直上方へ動かして、プローブガイドの通路７０２を通り抜けさせる。当業者は理解するだろうが、プローブガイドの通路の概略形状は、プローブが通過できることという制限を受けるが、使い捨てチップが通り抜けるものではない。例えば、図７に示した実施形態における、プローブガイドの通路７０２は、プローブの形状と一致する形状である、円筒形の形状になっている。しかしながら、別の実施形態においては、プローブの全体、または、プローブの一部分と、プローブガイドの通路とは矩形形状であっても良い。さらに、プローブがプローブガイドを昇って使い捨てチップの取付箇所にまで動ける限り、プローブガイドの通路とプローブとは同一の形状であるべしとする要求条件は存在しない。
【００３０】
プローブガイドは、２以上のプローブガイド通路を備えても良い。例えば、プローブガイドは、２又はそれ以上、３又はそれ以上、４又はそれ以上の、プローブガイドの通路を備えても良い。一般的には、プローブガイドに設けられるプローブガイド通路の数は、本発明による方法において使用されるプローブの数と一致した数である。しかしながら、当業者は認識するだろうが、プローブガイド通路の数は、方法において使用されるプローブの数よりも多くても良い。使い捨てチップ４０２がプローブガイド４０８と接触するとき、使い捨てチップ４０２は、プローブ１２０から押し避けられ、下方にある廃物容器１３３の中へと落下する。いくつかの実施形態においては、使い捨てチップを取り除くとき、プローブは完全にプローブガイドを通り抜ける。他の実施形態においては、プローブは、使い捨てチップを取り除くのに充分な程度だけ、プローブガイドを通り抜ける。一般的に、プローブガイドは、自動液体取扱器と統合されている。いくつかの実施形態においては、プローブガイドは、自動液体取扱器にリバーシブルに取り付けられる。チップを取り外すときには、静止したプローブの長さに沿ってプローブガイドが動くか、あるいは、静止したプローブガイドを通り抜けてプローブが動く。いくつかの実施形態として、双方の動きを想定することができる。
【００３１】
一般的に、プローブガイドは、任意の素材から作ることができ、使い捨てプローブチップをプローブガイドに接触させたときに、使い捨てプローブチップを取り除けるだけの充分な強度があれば良い。非限定的な例示としては、プローブガイドは、ステンレス鋼などの材料から作ることができる。
【００３２】
図３に示した実施形態においては、使い捨てチップ４０２を取り外したとき、次の段階は、さらに多くの試料を試験するならば、ブロック３０２〜３１８を繰り返し（ブロック３２０）、すべての試料の試験を終えたならば動作を終了する（ブロック３２２）。従って、図３に示した方法は、一連の試験試料を１又は複数のＨＰＬＣモジュール１２８に次々にローディングする上で有効である。
【００３３】
図３に示したような、本発明を実施するならば、貴重な利点と利益が実現される。これらの利点を限定せずに挙げれば、連続する試験間において、ひとつの試料から次の試料へのキャリーオーバーを著しく減少させ、ときにはキャリーオーバーを実質的に解消させる。実際に、本発明を実施したところでは、試験間におけるキャリーオーバーは約０．００５％（試料質量）を下回ることが判明した。多くの実施形態において、キャリーオーバーを検出不能なレベルにまで下げて、従って実質的に解消することができる。
【００３４】
本発明による方法によって実現される、その他の利益及び利点は、試料体積の体積精度と、各試験間における体積の変動の最小化とに関する。液体クロマトグラフィー及びその他の多くの化学試験の用途においては、試験結果は、試験がされた試料の体積によって影響を受ける。こうした理由のために、各試験間においては、試料体積が一貫していることが望ましい。本発明の方法によれば、試験試料体積間に極めて少ない変動が得られることが判明した。一連の試験試料ローディング間における相対的な体積変動は、変動係数（ＣＶ）として表現され、この係数は、平均からの変動の偏差を示す統計的な基準値である。
【００３５】
本願において、偏差とは、特定の試料体積についての標準偏差であり、平均とは、同一の体積であることが望ましかったはずの、一連の試験試料についての実際の体積の平均である。本発明の方法によれば、およそ１％未満のＣＶ値を達成でき、さらに好ましくはおよそ０．５％未満の値を達成できることが判明した。非限定的な理論としては、こうした利点及び利益をもたらす原因は、ポリプロピレンやその他の疎水性材料など、試料の壁面付着に抵抗する材料から作られた使い捨てチップを用いる段階、円錐形や壁の濡れ領域を最小化する他の形状をもった使い捨てチップを用いる段階、及びその他の理由にあると信じられている。
【００３６】
当業者は認識するだろうが、本発明による方法はまた、多数の利益及び利点をもたらす。また、当業者は認識するだろうが、本願において説明した本発明の方法の実施形態は、単なるひとつの実施形態に過ぎず、本発明の範囲内には、多くの均等物や変形例による方法が存する。いくつかの変形例について説明したけれども、多くの追加的な変形例による装置が本発明の範囲内には存する。さらに、ここでの議論は、特許請求の範囲に記載された発明の範囲を限定する根拠として解釈されるべきではない。例えば、本発明の方法は、特にＨＰＬＣに関連させて説明したけれども、液体クロマトグラフィーや追加的な機器を用いる他の試験方法にも適用することができる。
【００３７】
当業者は容易に認識するだろうが、Ｍａｒｋｕｓｈグループなど一般的なやり方にて、部材がグループ化される場合には、本発明は列挙されたグループを全体として包含するのみならず、グループの各要素を個別に、またすべての可能な部分集合としても包含する。従って、あらゆる目的のために、本発明はメイングループを包含するのみならず、１又は複数のグループ要素を欠いているメイングループをも包含する。また、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明から１又は複数の任意のグループ部材の明確な除外をも想定している。
開示されたすべての参照、特許、刊行物は、参照によってここに取り入れられる。特別に指定しない場合、「ひとつ」とは「１又は複数」を意味する。
本発明について、添付図面に示した発明の実施形態についての詳細を参照して説明したけれども、それらの詳細事項は、特許請求の範囲に記載された発明の範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は、本発明によるいくつかの実施形態を実施する上で役に立つ、自動液体取扱器を備えてなるＨＰＬＣシステムを示している。
【図２】図２は、図１のＨＰＬＣシステムを示した模式図である。
【図３】図３は、本発明による方法を示したフローチャートである。
【図４Ａ】図４Ａは、使い捨てチップのプローブへの取り付けを示している。
【図４Ｂ】図４Ｂは、使い捨てチップのプローブへの取り付けを示している。
【図４Ｃ】図４Ｃは、使い捨てチップのプローブへの取り付けを示している。
【図５】図５は、使い捨てチップと注入ポートとについて、その断面図を簡略的に示している。
【図６】図６は、図１に示したＨＰＬＣシステムの一部分であって、使い捨てチップをプローブから取り除く様子を示している。また、図６には、液体取扱器の作業台に取り付けられた、廃物容器についても例示している。
【図７】図７は、プローブガイドを示した拡大図である。
【図１】
2008518240.tif 000003
【図２】
2008518240.tif 000004
【図３】
2008518240.tif 000005
【図４Ａ】
2008518240.tif 000006
【図４Ｂ】
2008518240.tif 000007
【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年11月7日(2007.11.7)
【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】
試料を自動的にローディングするための方法であって、該方法が、
自動液体取扱器を用いて、使い捨てチップをプローブに取り付ける段階であって、プローブは自動液体取扱器の一部分を構成しているような上記段階と、
プローブを自動液体取扱器と共に、試料の近くであるローディング位置へと移動させる段階と、
自動液体取扱器を用いて、使い捨てチップの中に試料をローディングする段階と、
プローブを自動液体取扱器と共に、注入ポートの近くである注入位置へと移動させる段階と、
使い捨てチップを、使い捨てチップが密封的に係合する環状肩部を備えた、注入ポートの内部通路に挿入する段階と、
試料を使い捨てチップから注入ポートの内部通路に注入する段階と、
を備えていることを特徴とする方法。
【請求項２】
注入ポートであって、
自動液体取扱器のプローブに取り付けられた使い捨てチップを受け入れるように構成されている注入ポート開口部と、
注入ポート開口部から延びる内部通路と、
内部通路に一体的に設けられ、注入ポート開口部とは反対側に位置し、開口部を備えた注入ポートベースと、
注入ポート開口部と注入ポートベースの間の内部通路に位置決めされた環状肩部と、を有し、環状肩部は使い捨てチップと密封的に係合するように構成されていることを特徴とする注入ポート。
【請求項３】
環状肩部は、使い捨てチップと密封的に係合する半径シールを有することを特徴とする請求項２に記載の注入ポート。
【請求項４】
自動液体取扱器であって、
プローブ駆動システムと、
プローブ駆動システムのアームに取り付けられたプローブと、
プローブに作動的に結合されたシリンジポンプと、
シリンジポンプに作動的に結合され、試料をプローブに吸い込ませるコントローラと、
注入ポートと、を有し、注入ポートは、
プローブに取り付けられた使い捨てチップを受け入れるように構成されている注入ポート開口部と、
注入ポート開口部から延びる内部通路と、
内部通路に一体的に設けられ、注入ポート開口部とは反対側に位置し、開口部を備えた注入ポートベースと、
注入ポート開口部と注入ポートベースの間の内部通路に位置決めされた環状肩部と、を有し、環状肩部は使い捨てチップと密封的に係合するように構成されていることを特徴とする自動液体取扱器。
【請求項５】
液体クロマトグラフィー試料注入システムであって、
プローブ駆動システムと、
プローブ駆動システムのアームに取り付けられたプローブと、
プローブに取り付けられた使い捨てチップを受け入れるように構成されている注入ポート開口部と、
注入ポート開口部から延びる内部通路と、
内部通路に一体的に設けられ、注入ポート開口部とは反対側に位置し、開口部を備えた注入ポートベースと、
注入ポート開口部と注入ポートベースの間の内部通路に位置決めされた環状肩部と、を有し、環状肩部は使い捨てチップと密封的に係合するように構成されており、
さらに、
注入バルブと、
注入ポートベースを注入バルブに接続する流体連通ラインと、
プローブに作動的に結合されたシリンジポンプと、
シリンジポンプに作動的に結合され、試料をプローブに吸い込ませ、試料を流体連通ラインに注入するコントローラと、
を有することを特徴とする液体クロマトグラフィー試料注入システム。
【国際調査報告】
2008518240.tif 000012
2008518240.tif 000013
2008518240.tif 000014