(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体サンプルを１次流から２次流に転送するためのリキッド・サンプリング・バルブであって、
ステータを備え、前記ステータが、ステータ面と、前記ステータを通る１次経路に沿って延在し、第１の１次ポートを通って前記ステータ面に開口する１次ステータ通路と、前記ステータを通る２次経路に沿って延在し、第１のポートを通って前記ステータ面に開口する入口の２次ステータ通路と、前記ステータを通る前記２次経路に沿って延在し、第２のポートを通って前記ステータ面に開口する出口の２次ステータ通路と、前記ステータを通る放出経路に沿って延在し、第３のポートを通って前記ステータ面に開口する入口の放出通路と、前記ステータを通る前記放出経路に沿って延在し、第４のポートを通って前記ステータ面に開口する出口の放出通路とを有し、前記入口の２次ステータ通路と前記出口の２次ステータ通路は、前記ステータ内で流体接続されており、
前記リキッド・サンプリング・バルブがさらに、接触面で前記ステータ面と液密接触するロータ面を有するロータを備え、前記ロータ面が、前記接触面と流体連通する液体アリコートを受けるように構成されたシャトルを含み、前記ロータが、前記シャトルを軸周方向に離間された複数のステーション内に順次動かすため、前記ロータが回転軸の周りで前記ステータに対して回転可能であり、第１のステーションが前記シャトルを前記第１の１次経路ポートで前記１次経路と流体連通するように位置合わせし、第２のステーションが前記シャトルを前記第１及び第２のポートで前記２次経路と流体連通するように位置合わせし、第３のステーションが前記シャトルを前記第３及び第４のポートで前記放出経路と流体連通するように位置合わせする、
リキッド・サンプリング・バルブ。
【請求項２】
前記ステータを通る掃引経路に沿って延在し、第５のポートを通って前記ステータ面に開口する入口の掃引通路と、前記ステータを通る前記掃引経路に沿って延在し、第６のポートを通って前記ステータ面に開口する出口の掃引通路とを含み、前記ロータ・シャトルの第４のステーションが、前記シャトルを前記第５及び第６のポートで前記掃引経路と流体連通するように位置合わせする、請求項１に記載のリキッド・サンプリング・バルブ。
【請求項３】
前記ロータが前記回転軸の周りで３６０°回転可能な、請求項１に記載のリキッド・サンプリング・バルブ。
【請求項４】
前記ロータ面内に軸周方向に離間された複数のシャトルを含み、前記シャトルが、前記ステータのそれぞれのポートと流体連通するように位置合わせするため、それぞれの前記ステーション内に同時に位置決め可能である、請求項１に記載のリキッド・サンプリング・バルブ。
【請求項５】
前記回転軸の周りで、均等に軸周方向に離間された、第１のシャトル、第２のシャトル、第３のシャトル、及び第４のシャトルを含む、請求項４に記載のリキッド・サンプリング・バルブ。
【請求項６】
前記ステータ内に、前記入口の２次ステータ通路と前記出口の２次ステータ通路との間の流体接続を形成する２次バイパス・チャンネルを含む、請求項１に記載のリキッド・サンプリング・バルブ。
【請求項７】
前記ステータを通る前記１次経路に沿って延在し、第２の１次経路ポートを通って前記ステータ面に開口する、出口の１次ステータ通路を含む、請求項６に記載のリキッド・サンプリング・バルブ。
【請求項８】
前記ステータ内に、前記１次ステータ通路を前記出口の１次ステータ通路に流体接続する１次バイパス・チャンネルを含む、請求項７に記載のリキッド・サンプリング・バルブ。
【請求項９】
前記入口の放出通路を前記出口の放出通路に流体接続する、前記ステータ内の放出バイパス・チャンネルを含む、請求項８に記載のリキッド・サンプリング・バルブ。
【請求項１０】
前記ステータ内に、前記入口の掃引通路を前記出口の掃引通路に流体接続する掃引バイパス・チャンネルを含む、請求項９に記載のリキッド・サンプリング・バルブ。
【請求項１１】
請求項１に記載のリキッド・サンプリング・バルブと、前記１次経路に沿って前記１次ステータ通路に前記１次流を送達する１次流供給部と、前記２次経路に沿って前記入口２次ステータ通路に前記２次流を送達する２次流供給部と、前記リキッド・サンプリング・バルブからの放出を駆動する放出流供給部とを含む、リキッド・サンプリング・システム。
【請求項１２】
第１の液体を容れた第１の液体貯蔵器と、リキッド・クロマトグラフィー・カラムと、前記第１の液体を前記リキッド・クロマトグラフィー・カラムを通り前記１次経路に沿ってポンピングするための第１の液体ポンプと、クロマトグラフィー検出器と有する第１の液体クロマトグラフィー・システムを前記１次流供給部が含む、請求項１１に記載のリキッド・サンプリング・システム。
【請求項１３】
第２の液体を容れた第２の液体貯蔵器と、前記第２の液体を前記リキッド・サンプリング・バルブを通り前記２次経路に沿ってポンピングするための第２の液体ポンプとを前記２次流供給部が含む、請求項１２に記載のリキッド・サンプリング・システム。
【請求項１４】
第３の液体を容れた第３の液体貯蔵器と、前記第３の液体を前記リキッド・サンプリング・バルブを通り前記放出経路に沿ってポンピングするための第３の液体ポンプとを前記放出流供給部が含み、前記第３の液体が前記第２の液体と異なる、請求項１３に記載のリキッド・サンプリング・システム。
【請求項１５】
１次流から２次流に液体サンプルを転送して、前記２次流内の前記液体サンプルを分析するための方法であって、
（ａ）リキッド・サンプリング・バルブを提供することであって、前記リキッド・サンプリング・バルブが、
（ｉ）ステータを有し、前記ステータが、ステータ面と、前記ステータを通る１次経路に沿って延在し、前記ステータ面へ開口する１次ステータ通路と、前記ステータを通る２次経路に沿って延在し、前記ステータ面に開口する入口の２次ステータ通路と、前記ステータを通る前記２次経路に沿って延在し、前記ステータ面に開口する出口の２次ステータ通路と、放出経路に沿って延在し、前記ステータ面に開口する入口の放出通路と、前記放出経路に沿って延在し、前記ステータ面に開口する出口の放出通路とを有し、
（ｉｉ）前記リキッド・サンプリング・バルブがさらに、前記ステータ面と液密接触するロータ面を有するロータであって、前記ロータ面がシャトルを含む、ロータを有する、
リキッド・サンプリング・バルブを提供することと、
（ｂ）前記１次流を前記１次経路に沿って前記１次ステータ通路を通って送達し、前記シャトルが第１のステーションに位置する間に前記シャトルを前記液体サンプルで満たすことと、
（ｃ）前記ロータを第１の軸周方向に回転軸の周りで回転させて、前記シャトルを第2のステーションに位置付け、前記シャトルを、前記１次ステータ通路との流体連通を外して、前記入口及び出口の２次ステータ通路と流体連通させることと、
（ｄ）前記２次流を前記２次経路に沿って送達して、前記２次流で前記液体サンプルを、前記シャトルから外へ、前記出口の２次通路を通して移送することと、
（ｅ）前記ロータを前記第1の軸周方向に前記回転軸の周りでさらに回転させて、前記シャトルを第３のステーションに位置付け、前記シャトルを、前記入口及び出口の２次ステータ通路との流体連通を外して、前記入口及び出口の放出通路と流体連通させることと
を含む方法。
【請求項１６】
前記シャトルから前記出口の放出通路を通って液体を放出することを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
放出流を放出経路に沿って送達して、前記シャトルから前記出口の放出通路を通して放出液体を移送することを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記ロータを前記第１の軸周方向に前記回転軸の周りで不連続に３６０°回転させ、前記第１、第２、第３のステーションのそれぞれで一時的に停止させることを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記ロータを前記第１の軸周方向に前記回転軸の周りでさらに回転させて前記シャトルを第４のステーションに位置付け、前記シャトルを、前記ステータを通り掃引経路に沿って延在する出口の掃引通路と流体連通させることをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記シャトルに前記掃引経路に沿って真空を印加することを含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体分析システムに関し、より詳細には、液体サンプルを１次流から２次流に転送して、２次流内で液体サンプルを分析するためのリキッド・サンプリング・バルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
化合物の混合物、又は検体は、液体クロマトグラフィーとして知られるプロセスを使用して、クロマトグラフィー・カラムなどの分離デバイスを通して混合物をポンピングすることにより分離することができ、その変形形態は、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ：ｈｉｇｈ  ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｌｉｑｕｉｄ  ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）として知られている。サンプルの分離は、検体が、カラム内のクロマトグラフの充填材料について、異なる親和力を有することによりもたらされる。分離されたサンプルは、クロマトグラフィー・カラムから連続的に流出するが、分離された検体は、異なる時間にカラムから出てくる。検体を含む個別の化合物は、次いで、サンプルの化合物の定量を援助するため、紫外光吸光度検出器、質量分析器、及び蛍光検出器などの様々な検出デバイスを通過することができる。検体は、レシーバに送達することもでき、ここで、各検体は、分取として知られるやり方で、別のコンテナに保管することができる。いくつかの場合では、各個別検体をさらに分析するために、少量のカラム排水を、質量分析器などの別のサンプル分析デバイスの入口に送ることができる。さらなる液体分析デバイスにカラム排水の少なくとも一部を送達することは「２次元」分析と呼ばれ、複雑な液体分析で一般的に採用される。
【０００３】
２次元液体分析についての例示的な用途は、新薬の開発期間の、合成化合物の精製の分野にある。しばしば合成の生成物は、（分子量が知られている）所望の合成化合物、反応物及び副生物を含み、これらの全てが合成サンプル内の検体である。この実例では、「１次元」分析は、カラム排水を監視する、大流量屈折率検出器又は紫外光検出器などの専用検出手段を用いて、ＨＰＬＣカラムを介するなどの、分析的又は予備的スケールの分離を実行する。「２次元」分析は、好ましくは、カラム排水の一部を取得し、質量分析器などの２次分析デバイスに流れを送る、第２の別の流路を利用することができる。そのような「２次元」構成で組み合わされた器具は、液体スケール内の化合物の純度の理解を拡げるため、ますます使用されるようになっている。
【０００４】
質量分析器などの２次元分析デバイスが最適に機能するために、検体を含む１次元ＨＰＬＣカラムからの、制御された低い質量速度の溶離液を送達しなければならない。そのような質量速度又は流量は、１次元システムの流量が変化しても、容易に調節可能、且つ厳密に制御可能でなければならない。流量は再現性良く制御されなければならず、このことによって、所望の合成化合物の溶離ピークの純度の２次元識別が、個別の画分内の純粋な検体の収集を可能にすることを容易にする。経験を積んだ分析者なら、検体を２次元検出器内に転送するため、所望のキャリア流体を選択することができ、その２次元キャリア流体は、合成化合物の１次元調製用分離を実施するのに使用される移動相とは異なる場合がある。クロマトグラフ分離を実施するのに使用される一定の移動相流体は、質量分析器などの異なる２次元分析デバイスの汚損を引き起こす可能性がある溶解緩衝塩を含む場合があり、移動相の一定の有機物成分は、質量分析器で必要となる、検体の最適なイオン化を妨げる可能性がある。キャリア溶剤を適切に選択すると、質量分析器に転送される１次元検体の移動相の、質量分析器への影響が減少する。加えて、質量分析器内への検体質量の転送速度は低くなければならず、一般的に、１次元の全検体流量のごく一部分でなければならない。質量分析器への質量速度が大きいと、質量分析器の結果を歪める、長く残る又は尾引く信号を生じる可能性があり、質量速度が大きいと、システムの誘電特性を変化させ、信号の瞬間的な欠落を引き起こす可能性がある。
【０００５】
２次分析デバイスのいくつかの形は、通常のＨＰＬＣ分離カラムを通過する流量よりも著しく小さい速度の流入を受け入れるのに好都合な場合がある。現在の質量分析器は、入口移動相の流量が、毎分数ミリリットルの量であることができる、サンプル導入システムを用いて設計されているが、そのような質量分析器は、大きな溶剤負荷を取り扱うために、高価な大容量ターボ分子ポンプ及び大容量粗引きポンプを利用する。入口流量を減少させると、そのような高価な機器の必要を減少させる、又はなくすことができ、優れた２次元分析を容易にすることもできる。したがって、２次元液体分析のために求められる手法は、１次元の流れの代表的な部分だけを２次元分析デバイスに供給することである。１次元分析システムから検体のごく一部の体積を迂回させる例示的な従来型の機構は、米国特許第６，８９０，４８９号及び第７，５７５，７２３号に示されており、これらは本出願と同じ譲受人に譲渡され、本明細書に参照により組み込まれる。
【０００６】
従来型の「質量速度減衰器」又は分流装置は、２次元分析デバイスへの２次分析流の継続した連続流は、通常許容しておらず、このことは、質量分析器内などの敏感な分析機器に有害な可能性がある。さらに、従来型のデバイスは、検体を１次元分析から２次元分析のための２次水流に転送し、次いで２次水流内を流れるキャリア流体を１次元排水内に戻す、「行き来する」切替え機構を採用する。２次元キャリア液体を１次元の流れに戻すことによって、１次元の流れを汚染する可能性があり、このことによって、１次元排水内の分離及び精製した検体を得るための努力を無駄にする可能性がある。
【０００７】
したがって、より大きい１次元流から、非常に小さい厳密に制御された一部を分離することができ、その一部を、２次元の水流のいかなる部分からも１次元の水流に戻すことなく、２次経路に沿って迂回させるデバイスを提供する価値があることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第６，８９０，４８９号
【特許文献２】米国特許第７，５７５，７２３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明によって、第１の液流からの測定されたサンプルは、第２の液流内に運ばれる測定されたサンプルの分析のため、第２の液流に転送することができる。サンプル転送を実施するリキッド・サンプリング・バルブは、第２の液流から戻されることによる第１の液流の汚染を低減又はなくすように配置される。本発明のリキッド・サンプリング・バルブは、サンプル・シャトルを第１の液流との流体連通に戻す前に、サンプル・シャトル内の第２の液流の残った体積を流し出す、又はすすぐための放出機能を含む。本発明のリキッド・サンプリング・バルブは、回転軸の周りで３６０°回転させるようにも構成されており、このことによって、従来型の行き来する切替え機構と比較して、ロータ・アクチュエータ及びバルブ構成要素の寿命を延ばす。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のリキッド・サンプリング・バルブはステータを含み、このステータは、ステータ面と、ステータを通る１次経路に沿って延在し、第１の１次ポートを通ってステータ面に開口する１次ステータ通路と、ステータを通る２次経路に沿って延在し、第１のポートを通ってステータ面に開口する入口の２次ステータ通路と、ステータを通る２次経路に沿って延在し、第２のポートを通ってステータ面に開口する出口の２次ステータ通路と、ステータを通る放出経路に沿って延在し、第３のポートを通ってステータ面に開口する入口の放出通路と、ステータを通る放出経路に沿って延在し、第４のポートを通ってステータ面に開口する出口の放出通路とを有する。リキッド・サンプリング・バルブは、接触面でステータ面と液密接触するロータ面を有するロータをさらに含む。ロータ面は、接触面と流体連通する液体の一定部分を受けるように構成されたシャトルを含む。ロータは、シャトルを軸周方向に離間された複数のステーション内に順次動かすため、回転軸の周りで、ステータに対して回転可能である。第１のステーションは、シャトルを第１の１次ポートで１次経路と流体連通するように位置合わせし、第２のステーションは、シャトルを第１及び第２のポートで２次経路と流体連通するように位置合わせする。第３のステーションは、シャトルを第３及び第４のポートで放出経路と流体連通するように位置合わせする。
【００１１】
本発明のリキッド・サンプリング・システムは、上に記載したリキッド・サンプリング・バルブ、並びに１次経路に沿って１次ステータ通路に１次流を送達する１次流供給部、及び２次経路に沿って入口２次ステータ通路に２次流を送達する２次流供給部を含む。リキッド・サンプリング・システムは、リキッド・サンプリング・バルブからの放出を駆動する放出流供給部をさらに含む。
【００１２】
１次流から２次流に液体サンプルを転送して、２次流内の液体サンプルを分析する方法は、ステータを有するリキッド・サンプリング・バルブを用意することを含み、ステータは、ステータ面と、ステータを通る１次経路に沿って延在し、ステータ面へ開口する１次ステータ通路とを含む。ステータは、ステータを通る２次経路に沿って延在し、ステータ面に開口する入口の２次ステータ通路とステータを通る２次経路に沿って延在し、ステータ面に開口する出口の２次ステータ通路と放出経路に沿って延在し、ステータ面に開口する入口の放出通路と放出経路に沿って延在し、ステータ面に開口する出口の放出通路とをさらに含む。リキッド・サンプリング・バルブは、ステータ面と液密接触するロータ面を有するロータをさらに含み、ロータ面はシャトルを含む。液体サンプル転送方法は、１次流を、１次ステータ通路を通る１次経路に沿って送達し、シャトルを液体サンプルで満たすことと、ロータを回転軸の周りで回転させ、シャトルを１次ステータ通路との流体連通を外れさせて、入口及び出口の２次ステータ通路と流体連通させることとを含む。方法は、２次流を２次経路に沿って送達し、２次流を有する液体サンプルを、シャトルから外れて出口の２次通路から移送すること、並びにロータを回転軸の周りで回転させて、シャトルを、入口及び出口の２次ステータ通路との流体連通を外れさせて、入口及び出口の放出通路と流体連通させることにより継続する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の転送モジュールの概略図である。
【図２Ａ】本発明のリキッド・サンプリング・バルブの斜視図である。
【図２Ｂ】図２Ａに図示されたリキッド・サンプリング・バルブの端面図である。
【図２Ｃ】図２Ａ及び図２Ｂに図示されたリキッド・サンプリング・バルブのステータ構成要素及び透視的なロータ構成要素の単離図である。
【図２Ｄ】図２Ａ及び図２Ｂに図示されたリキッド・サンプリング・バルブのステータ構成要素及びロータ構成要素の単離分解図である。
【図３】本発明のキッド・サンプリング・バルブのステータ構成要素の端面図である。
【図４】図３に図示されたステータ構成要素の一部の拡大図である。
【図５】本発明のリキッド・サンプリング・バルブの概略図である。
【図６】本発明のリキッド・サンプリング・バルブのステータ構成要素及びロータ構成要素の断面分解図である。
【図７】本発明のリキッド・サンプリング・バルブのロータ構成要素の単離正面図である。
【図８】ステータ構成要素内の内部流体通路を可視化するためにステータが透視的なものとして示した、本発明のリキッド・サンプリング・バルブのステータ構成要素の図である。
【図９】ステータ構成要素及びロータ構成要素内の内部流体通路を可視化するためにステータ構成要素及びロータ構成要素を透視的なものとしている、本発明のリキッド・サンプリング・バルブの図である。
【図１０】本発明のキッド・サンプリング・バルブの代替のステータ構成要素の端面図である。
【図１１】本発明のキッド・サンプリング・バルブの代替のロータ構成要素の端面図である。
【図１２】本発明のリキッド・サンプリング・システムが採用する２次元液体分析システムの概略図である。
【図１３】本発明のリキッド・サンプリング・システムが採用する２次元液体分析システムの概略図である。
【図１４】本発明のリキッド・サンプリング・バルブを通して２次流にサンプルが供給される、２次液流キャリア内の転送された液体サンプルを分析する、代表的な紫外線検出器トレースグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の１つの実施例により、リキッド・サンプリング・システム１０の概略図が図１に示される。上に記載されたように、リキッド・サンプリング・システム１０の通例の用途は、多次元液体分析システムなどでの、１次流１２から２次流１４への液体サンプルの転送にある。リキッド・サンプリング・システム１０は、リキッド・サンプリング・バルブ１６を採用して、１次流１２から２次流１４への液体サンプル転送を実施する。１次元システム１８は、リキッド・サンプリング・バルブ１６への１次流供給部の役割を果たし、リキッド・サンプリング・バルブ１６を通して、いくつかの実施例では１次元分析器２０に１次元液体を流すため、少なくとも液体ポンプを含むことができる。液体ポンプに加えて、１次元システム１８は、第１の液体を１次流１２内の検体に分離するため、液体クロマトグラフィー・カラムなどの検体分離機構を含むことができる。１次元システム１８は、クロマトグラフィー検出器を追加として含み、１次流１２内の検体の存在を検知することができる。いくつかの実施例では、１次元分析器２０は分取システムを含み、分別により、１次流１２の個別の検体を集めることができる。
【００１５】
２次流１４は、１次流１２から転送された液体サンプルを取得し、２次元キャリア供給部２４により２次元分析器２２に移送するために、リキッド・サンプリング・バルブ１６に供給することができる。典型的には、２次元キャリア供給部２４は、２次流を液体貯蔵器からリキッド・サンプリング・バルブ１６を通してポンピングする第２の液体ポンプを有する２次流供給部の役割を果たす。典型的な実施例では、２次元分析器２２（すなわち、質量分析器）への転送された液体サンプルの移送は、１次流１２とは別個の２次流１４により達成される。このやり方では、リキッド・サンプリング・バルブ１６は、１次流１２から、２次元キャリア供給部２４により動かされる別の２次流１４に液体サンプルを転送する。
【００１６】
２次流１４による１次流１２の汚染を低減する又はなくすために、リキッド・サンプリング・バルブ１６の移動シャトルは、１次流１２との流体連通に戻る前に、２次流１４からのそのペイロードをすすぐ、或いはそうでなければ放出することができる。リキッド・サンプリング・システム１０は、したがって、リキッド・サンプリング・バルブ１６から放出出力２８を駆動するため、放出流供給部２６を含むことができる。放出出力２８のための駆動力は、放出経路に沿って印加される放出流３０の形であってもよく、或いは代わりに、ロータのシャトルが１次流１２との流体連通に戻る前に、ロータのシャトルのペイロードから２次流１４を引き抜くため、放出経路に沿って印加される真空であってもよい。放出流３０を供給するために、放出供給部２６は、放出経路に沿ってリキッド・サンプリング・バルブ１６を通して第３の液体をポンピングさせるための第３の液体ポンプを含むことができるが、ここでは、第３の液体は２次流１４の第２の液体とは異なる。
【００１７】
リキッド・サンプリング・バルブ１６の実施例が図２Ａ〜図２Ｄに図示されており、ステータ３２、及び回転軸３６の周りでステータ３２に対して回転可能である、ステッパ・モータなどのアクチュエータ３５により駆動されるロータ３４を含む。ロータ３４は、接触面３８でステータ３２と液密接触するバルブ１６内に取り付けられており、その結果、流体は、バルブ１６から外側に漏れることなく、ステータ３２とロータ３４との間を通ることが可能になる。
【００１８】
ステータ３２は、ロータ３４のロータ面４４と封止係合するように構成されているステータ面４２を含む。いくつかの実施例では、ステータ面４２及びロータ面４４は、実質的に平坦であり、外部取付けキット（図示せず）を介して互いに封止係合に配置することができる。ステータ３２は、ステータ３２を通る１次経路４８に沿って延在し、第１の１次経路ポート５０を通ってステータ面４２に開口する１次ステータ通路４６をさらに含む。入口の２次ステータ通路５２が、ステータ３２を通る２次経路５４に沿って延在し、第１のポート５６を通ってステータ面４２に開口する。出口の２次ステータ通路５８が、ステータ３２を通る２次経路５４に沿って延在し、第２のポート６０を通ってステータ面４２に開口する。入口の放出通路６２が、ステータ３２を通る放出経路６４に沿って延在し、第３のポート６６を通ってステータ面４２に開口する。出口の放出通路６８が、ステータ３２を通る経路６４に沿って延在し、第４のポート７０を通ってステータ面４２に開口する。いくつかの実施例では、入口の掃引通路７２が、ステータ３２を通る掃引経路７４に沿って延在し、第５のポート７６を通ってステータ面４２に開口する。さらに、出口の掃引通路７８が、ステータ３２を通る掃引経路７４に沿って延在することができ、第６のポート８０を通ってステータ面４２に開口することができる。
【００１９】
上に記載された通路は、ステータ３２を通る流体通路を実現する流体通路である。典型的には、そのような通路は、通路を通るそれぞれの流体の搬送のためにグループ化された入口通路及び出口通路を有する、少なくとも２つのグループなどの組で設置され得る。しかし、少なくとも１次ステータ通路４６は、少なくとも１つの通路の組で設置可能であり、特定の流体搬送のための別個の入口通路及び出口通路は必要でないことが意図される。
【００２０】
流体通路の組は、ロータ３４のロータ面４４内で、１つ又は複数のシャトル８２と協調し、接触面３８と流体連通する液体アリコートを受ける。ロータ３４は、それぞれの流体通路の組と流体位置合わせされ、軸周方向に離間された複数のステーション内にシャトル８２を順次動かすため、回転軸３６の周りで、ステータ３２に対して回転可能である。１次ステータ通路の組８４は、ステータ３２を通る１次経路４８に沿って延在し、第２の１次経路ポート８８を通ってステータ面４２に開口する、１次ステータ通路４６及び出口の１次ステータ通路８６を含むことができる。２次ステータ通路の組９０は、入口及び出口の２次ステータ通路５２、５８を含み、好ましくは、ステータ面４２で１次ステータ通路の組８４から軸周方向に離間される。放出通路の組９２は、入口及び出口の放出通路６２、６８を含むことができ、ステータ面４２で１次及び２次ステータ通路の組８４、９０の各々から軸周方向に離間することができる。掃引通路の組９４は、入口及び出口の掃引通路７２、７８を含むことができ、ステータ面４２で１次ステータ通路の組８４、２次ステータ通路の組９０、及び放出通路の組９２の各々から軸周方向に離間することができる。各通路の組８４、９０、９２、９４の場所が、好ましくは、ステータ面４２でステーションを画定することができ、ここで、シャトル８２は、ロータ３４の回転で、１つのステーションとの位置合わせから次へと動くことができる。いくつかの実施例では、ステータ面４２で通路の組８４、９０、９２、９４により画定されるステーションの各々と、順次軸位置合わせされるように、ロータ３４は、回転軸３６の周りで３６０°回転可能である。
【００２１】
図８〜図９に示されるように、流体通路は、ステータ３２を通り、クロマトグラフィー・システムで通例採用されるような流体などの流体の搬送を可能にする、適切な寸法の孔として延在する。図８〜図９は、ステータ３２を通って延在する流体通路を可視化するために透視的なものとしたステータ３２を図示する。通路は直線又は非直線であってもよく、バルブ１６をリキッド・サンプリング・システム１０に流体結合するそれぞれの流体接合部９６へと、ステータ面４２から離れて延在することができる。典型的な流体接合部９６は、当業者には知られているナットとフェルールの構成を含むことができる。
【００２２】
本発明のいつくかの実施例では、通路の組８４、９０、９２、９４のうちの１つ又は複数のそれぞれの流体通路が流体結合して、ステータ３２を通るそれぞれの流体経路に沿い、第１の脚部に沿って接触面３８へ向かい、次いで接触面３８からステータ３２を通って戻り、流体経路の第２の脚部に沿った連続流体チャンネルを形成することができる。所与の通路の組の流体通路間のそのような流体結合によって、シャトル８２の軸の周りの位置にも関わらず、ステータ面４２がロータ面４４に対して封止されているとき、それぞれの流体経路沿いに、連続した流体流が可能になる。２次元クロマトグラフィー分析は、２次元分析器２２への、少なくとも２次流１４の連続流で恩恵を受けることができることが分かっている。リキッド・サンプリング・バルブ１６を通る１次流１２の連続流からも恩恵を得ることができる。２次元分析器２２として一般に利用されている質量分析器は、不連続な供給流の状態では不正確な分析になりやすく、場合によっては損傷を受ける可能性がある。したがって、２次流１４の連続流を有する２次元分析器２２を提供することが望ましい。しかし、そうするために、２次流１４は、ロータ面４２内のシャトル８２の位置に関わらず連続的にリキッド・サンプリング・バルブ１６を通過しなければならない。シャトル８２がステータ面４２上のステーション間にあるとき、ロータ面４４は、接触面３８で流体通路への障害物としての役割を果たす。したがって、シャトル８２は、接触面３８における流体接続を確立するため、並びに１つのステーションから次に液体アリコートを移送するために設けられる。シャトル８２がない状態で、通路の組のそれぞれの流体通路間の流体接続を確立するための１つの手法は、それぞれの流体通路を流体接続するステータ３２内のバイパス・チャンネルを設けることである。図４には例示的な実施例が図示されており、１次バイパス・チャンネル９８が、ステータ３２内に配設され、１次ステータ通路４６を出口の１次ステータ通路８６に流体接続する。２次バイパス・チャンネル１００が、ステータ３２内に同様に設けられ、入口の２次ステータ通路５２と出口の２次ステータ通路５８との間に流体接続を形成する。放出バイパス・チャンネル１０２がステータ３２内に設けられ、入口の放出通路６２と出口の放出通路６８間に流体接続を形成することができる。図４に図示される実施例では、掃引通路の組９４には、バイパス・チャンネルが設けられていない。しかし、掃引パイパス・チャンネル１０４が、掃引通路の組９４用に含まれて、ステータ３２内に、入口の掃引通路７２と出口の掃引通路７８との間に流体接続を確立できることが意図される。通路の組８４、９０、９２、９４のうちの何れかの、全ての、あるいは何れでもない通路の組の、何れかの、全ての、あるいは何れでもない流体通路が、ステータ３２内に、それぞれのバイパス・チャンネル９８〜１０４などの流体接続を有することができることを理解されたい。上に記載したように、バイパス・チャンネル９８〜１０４の目的は、ステータ３２内に、それぞれの流体通路間に流体接続を確立することである。バイパス・チャンネル９８〜１０４は、それぞれの流体通路間で、それぞれの流体経路に沿ってバイパス流体流を好適に可能にするように任意の適切なサイズ又は構成であってもよいことが意図される。バイパス・チャンネル９８〜１０４は、例えば、流体通路のそれぞれのポート間に延在するステータ面内の溝であってもよい。そのような実施例では、バイパス・チャンネルは接触面３８に対して開口しているが、ロータ面４４により囲まれていてもよい。他の実施例では、バイパス・チャンネル９８〜１０４のうちの１つ又は複数は、ステータ３２内に完全に囲まれていてもよい。チャンネル幅「Ｗ」は、ステータ面４２でそれぞれのポートに対し例示的な幅を示し、図４で、様々な程度で示されている。チャンネル幅「Ｗ」は、バイパス・チャンネルにより流体接続されるそれぞれの流体通路の対応するポートの直径の５〜１００％の間であってもよい。いくつかの実施例では、したがって、バイパス・チャンネル幅「Ｗ」は、１２５〜７５０マイクロメートル（５〜３９ミル）の間であってもよい。それぞれの流体通路間の流体接続は、ステータ３２内の、それぞれの流体通路をマージするマージ領域で形成することができる。好ましくは、そのようなマージ領域は、ステータ面４２で、又はステータ面４２の近くで、接触面３８と流体接続することができる。そのような実施例では、ステータ３２内のそれぞれの流体通路間で流体接続を確立するのに、別のバイパス・チャンネルは必要ではない。
【００２３】
通路の組８４、９０、９２、９４は、好ましくは、それぞれの軸周方向に離間している寸法Ｘ１〜Ｘ４で回転軸３６の周りで軸周方向に離間される。そのような軸周方向に離間している寸法Ｘ１〜Ｘ４は同じか又は異なっていてもよいが、好ましくは、それぞれが、ロータ３４内のシャトル８２の対応する長さの寸法Ｎ１よりも長いことが意図される。好ましくは、軸周方向に離間している寸法Ｘ１〜Ｘ４の各々は、シャトル８２が第１のステーションとの位置合わせから第２のステーションに回転するとき、隣接する通路の組８４、９０、９２、９４間のクロスフローを防ぐため十分な程度に、シャトルの長さの寸法Ｎ１よりも長い。例えば、シャトル８２は、最初に１次ステータ通路の組８４に位置合わせしている第１のステーションに位置決めされ、１次流１２の液体アリコートを受けることができる。そのような液体アリコートを２次流１４に転送するため、ロータ３４がステータ３２に対して回転軸３６の周りで回転し、そのため、シャトル８２は、第１のステーションから２次ステータ通路の組９０に位置合わせしている第２のステーションに動かされる。次いで、２次経路５４に沿って進む２次流１４が、第２のステーションで、シャトル８２からの１次流１２の液体アリコートを取得する。多量の液体アリコートが、分析目的で、既知の時間間隔で２次流１４にサンプリングされることが求められる。したがって、シャトル８２がそれぞれのステーション間で回転するとき、シャトル８２は、好ましくは、１次ステータ通路の組８４と２次ステータ通路の組９４などのそれぞれの別の通路の組の間で、流体連通のリンクを提供しない。さもなければ、第１の通路の組で流れる流体は、シャトル８２がステーション間の途中にいるとき、別の通路の組で流れる流体内に入ることができることになる。したがって、そのようなステーション間の、シャトル８２の移動期間にいくつかの点で、シャトル８２は別の通路の組のいずれとも流体連通すべきではない。図９は、シャトル８２ａ〜８２ｄがそれぞれ、いずれかの通路の組８４、９０、９２、９４の流れの経路外にある、ステータ３２に対して中間のロータ位置の概略図である。いくつかの実施例では、軸周方向に離間している寸法Ｘ１〜Ｘ４は、シャトルの長さＮ１よりそれぞれ少なくとも０．２５ミリメートル長い。本明細書で、以下により詳細に記載されるように、ロータ面４４には軸周方向に離間された複数のシャトル８２ａ〜８２ｄが設けられ、各シャトルは同じか又は異なっていてもよいシャトル長Ｎ１〜Ｎ４を有することができる。そのような実施例では、軸周方向に離間している寸法Ｘ１〜Ｘ４の各々は、好ましくは、シャトル長Ｎ１〜Ｎ４のうちの最長の長さよりも長く、ロータ３４の回転可能動作の期間に、任意の通路の組８４、９０、９２、９４間のクロスフローを防ぐ。例示的なシャトル長Ｎ１は、１．５ミリメートルであり、ステータ面４２内の対応する軸周方向に離間している寸法Ｘ１〜Ｘ４は、例えば、少なくとも１．７５ミリメートルである。
【００２４】
それぞれの通路の組８４、９０、９２、９４の通路の組の長さの寸法Ｙ１〜Ｙ４は、好ましくは、シャトル長Ｎ１〜Ｎ４と実質的に同じか又はわずかに長い。通路の組の長さＹ１〜Ｙ４は同じか又は異なっていてもよく、用途毎に設計者により決定することができることが意図される。
【００２５】
シャトル８２ａ〜８２ｄはロータ面４４内の凹みの形であってもよく、同じか又は異なる容積であってもよい。シャトル８２ａ〜８２ｄ内に画定される例示的な容積は１０〜１０００ナノリットルの間であり、シャトル８２ａ〜８２ｄの形状は、そこから液体アリコートを効果的に受け取って放出し、ステータ３２の対応する流体通路の組８４、９０、９２、９４に位置合わせしているそれぞれのステーションに位置決めされると、所望の流体流特性を確立して維持するのに好適である。１つ又は複数のシャトル８２が、ロータ面４４内に設けることが可能であることが意図される。１つ又は複数のシャトル８２ａ〜８２ｄは、回転軸３６の周りのロータ３４の回転で、軸周方向に離間された複数のステーション内へロータ３４で動かすことができる。第１のステーションは、シャトル８２ａを、第１の１次経路ポート５０で、１次経路４８と流体連通するように位置合わせする。ロータ３０を回転軸３６の周りで所定の程度だけ回転させると、第１のポート５６、第２のポート６０でシャトル８２ａを２次経路と流体連通するように位置合わせする第２のステーションにシャトル８２ａを動かす。ロータ３４をさらに回転させると、第３のポート６６及び第４のポート７０でシャトル８２ａを放出経路６４と流体連通するように位置合わせする第３のステーションにシャトル８２ａを動かす。いくつかの実施例では、ロータ３４をさらに回転させると、第５のポート７６及び第６のポート８０でシャトル８２ａを掃引経路７４と流体連通するように位置合わせする第４のステーションにシャトル８２ａを動かす。いくつかの実施例では、上に記載されたステーションの各々は、回転軸３６の周りで９０°の回転により分離されており、そのため、ロータ３４が回転軸３６の周りで３６０°回転し、軸周方向に離間されたステーションで、それぞれの通路の組８４、９０、９２、９４に対して順次位置合わせすることを介して、シャトル８２ａをサイクル動作させる。サイクルは、回転軸３６の周りの回転を続けることにより繰り返すことができる。
【００２６】
ロータ面４４内のただ１つのシャトル８２ａがリキッド・サンプリング・バルブ１６の必要な機能を満たすことができるが、１次流１２のサンプリング速度は非常に速いので、単一のシャトル８２ａが指定されたステーションの各々を通過するのに、十分な時間がない可能性がある。第２の流れ１４に転送されるべき１次流１２から毎秒１サンプルが取られる例示的な状況では、単一のシャトル８２ａが、適切な流体を交換するのに十分な時間各ステーションに停止するようにして各ステーションを合計１秒で駆動されなければならない。そこに固有の制限によって、単一のシャトル８２ａだけを用いて、１次流１２から毎秒１サンプルのサンプリング間隔を可能にすることができない。しかし、ロータ３２の回転速度は、追加のシャトル８２ｂ〜８２ｄを提供すると著しく減少させることができる。毎秒１サンプルのサンプリング間隔を有する同じ実例では、４つの均等に軸周方向に離間されたシャトル８２ａ〜８２ｄを有するロータ面４４なら、４秒毎に１回転（１５ｒｐｍ）の回転速度を有する所望のサンプリング速度を達成することができる。ロータ３４の著しく遅い回転速度によって、バルブ・サイクル内の各別個のシャトル・ステーションにおける滞留時間をより長くすることが可能になる。
【００２７】
本発明の代替の流体通路の組の配置が図１０に図示されており、ここで、ステータ２３２は、回転軸２３６の周りで離間された変更された向きの通路の組２８４、２９０、２９２、２９４を有するステータ面２４２を含む。ロータ２３４に関する対応する代替の配置が図１１に示されており、ロータ面２４４内のシャトル２８２ａ〜２８２ｄは、回転軸２３６の周りで、同様に変更された向きを有する。この向きで、通路の組２８４、２９０、２９２、２９４は、隣接する通路の組２８４、２９０、２９２、２９４間でより大きな封止面を得るために、図４に図示されたものよりも長い寸法Ｘ１〜Ｘ４によって、軸周方向に離間することができる。この実施例では、各通路の組は、回転軸２３６に対して径方向に内向きの通路ポート及び径方向に外向きの通路ポートを含む。したがって、内側の通路ポート及び外側の通路ポートそれぞれを通過する、内側の周方向境界２８９及び外側の周方向境界２９９に関して、通路の組２８４、２９０、２９２、２９４内のそれぞれのポート間に、角度の関係が現れる。
【００２８】
リキッド・サンプリング・バルブ１６は、したがって、１次流１２から２次流１４に、液体アリコートを、５秒毎に１サンプルから０．１秒毎に１サンプルの間の典型的な１次流サンプリング速度で周期的に転送するために設けることができる。図示された実施例では、第１のシャトル８２は、１次ステータ通路の組８４で１次経路４８と流体連通するようにシャトル８２を配置している第１のステーションに位置決めされ、１次経路４８に沿って流される１次流１２から液体アリコートを受ける。シャトル８２は、第１のステーションにおけるシャトル８２の適切な滞留時間、並びに、１次経路４８に沿って１次ステータ通路の組８２を通る１次流１２の連続流の結果として、液体アリコートで満たされる。ロータ・サイクル時間の一部分である所定の滞留期間が一度経過したら、ステッパ・モータなどを動作して、転送期間内に回転軸３６の周りで所定の程度だけロータ３４を回転させる。図示された実施例では、回転の程度は、シャトル８２を第１のステーションから、２次ステータ通路の組９０において２次経路５４と流体連通するようにシャトル８２を位置合わせする第２のステーションに動かすため、９０°であってもよい。転送期間は、用途の必要に応じて、ロータ３４を回転させる駆動力の制限内で割り当てることができ、典型的には、約０．１秒未満であってもよい。好ましくは、サイクル内の各ステーションにあるシャトル８２の時間を最大化するため、転送期間は、ロータ・サイクルの滞留期間よりも実質的に短く、このことによって、流体をシャトル８２との間でうまく転送する。
【００２９】
シャトル８２が２次経路５４及び２次ステータ通路の組９０と流体連通する第２のステーションに到着すると、２次経路５４に沿って流される２次流１４が、液体アリコート・サンプルをシャトル８２から２次流１４内に流し出す。このやり方では、１次流１２からの液体アリコート・サンプルは、２次元分析器２２で分析するために２次流１４に転送される。２次流１４は、図１に示されるように、液体アリコート・サンプルを、シャトル８２から出口の２次ステータ通路５８を通り２次経路５４に沿って、リキッド・サンプリング・バルブ１６から外に、２次元分析器２２まで運ぶ。行き来する切替え経路を通るロータを動作させ、ロータ切替えのときにロータ・シャトル内の２次流１４の流し出すキャリア流体が、１次流１２と流体連通になるように戻って移送される結果となる、従来型のリキッド・サンプリング・バルブとは対照的に、本発明のロータ３４は、第２のステーションから、放出通路の組９２で放出経路６４と流体連通する第３のステーションにシャトル８２を回転させるように作動される。シャトル８２が第３のステーションに到着すると、放出動作が適用されて、第２のステーションからシャトル８２に保持された２次流１４の体積を取り去ることができる。上に記載したように、２次流１４のキャリア流体と、１次流１２の汚染を回避することが望ましい。１つの例示的な放出動作では、１次流１２と適合性のある液体が、放出流３０内のキャリア流体として利用されて、第２のステーションから第３のステーションに運ばれたシャトル８２内の２次流の体積を流し出すことができる。いくつかの実施例では、放出流３０のキャリア流体は、第１の分析器２０及び第２の分析器２２で分析するための検体を運ぶ１次流１２内の溶剤キャリア流体と同一であってもよく、又は適合性を有してもよい。第３のステーションにおける滞留期間は、放出流３０が、シャトル８２から外に、出口の放出通路６８を通って廃棄物コンテナに２次流の体積を満足に流し出すことを可能にするのに十分であることが好ましい。
【００３０】
第３のステーションにおいて採用されうる別の放出動作は、出口の放出通路６８から外に液体の体積を押し出すため、入口の放出通路６２を通して印加される正のガス圧下で、２次流の体積をシャトル８２から放出させる、放出流３０としての加圧ガス流である。さらなる例示的な放出動作は、第３のステーションにおいて出口の放出通路６８を通してシャトル８２内の２次流の体積に適用される、印加される真空などの負圧を印加することにあってもよい。この場合、負圧がシャトル８２から液体の体積を「引き出し」、周囲のガス又は放出経路６４に沿って入口の放出通路６２に供給される他の流体により置き換えられる。これらの場合の各々で、シャトル８２が第１のステーションで１次流１２と流体連通に戻される前に、２次流の体積がシャトル８２から実質的に放出され、それによって、従来型のリキッド・サンプリング・バルブ装置で典型的に発生する１次流１２の汚染を低減する、又はなくす。
【００３１】
図示された実施例では、掃引経路７４と流体連通するためにシャトル８２を回転させることができる第４のステーションが設けられる。第１のステーションにおける１次流１２の汚染の可能性をさらに低減し、並びに、リキッド・サンプリング・バルブ１６の全体動作を向上させるために、放出動作の後に、掃引動作をシャトル８２に適用することができることを、出願人は意図している。例示的な掃引動作は、入口の掃引通路を通して掃引経路７４に沿って、不活性ガス又は１次流１２と適合性のある他のガスなどの加圧ガスを供給して、出口の掃引通路７８を通してシャトル８２から全ての残った放出流の体積及び／又は２次流の体積を押し出すことを含む。本発明により意図される別の掃引動作は、出口の掃引通路７８を通って第４のステーションでシャトル８２に負圧を印加し、第４のステーションで、シャトル８２の液体含有量を「引き出す」ことである。周囲のガス又は１次流１２と適合性のある供給されるガスなどの構成流体は、入口の掃引通路７２を通る掃引経路７４に沿って流れることが可能であり、第４のステーションにおいてシャトル８２からそのようにして取り去られた液体の体積を置き換えることができる。
【００３２】
所定の滞留期間が過ぎると、ロータ３４を、回転軸３６の周りで回転させるように作動させて、シャトル８２を第４のステーションから第１のステーションに動かし、それによって、バルブ・サイクルを完了させる。好ましくは、ロータ作動は、回転軸３６の周りの単一の回転方向の３６０°である。ステータ３２に対するロータ３４の単一方向の回転によって、バルブ構成要素及びモータの推定寿命を延ばすことが可能であることが分かっている。しかし、本発明は、ステータ３２に対してロータ３４が単一方向に回転することに限定されず、シャトル・ステーションは、回転軸３６の周りの軸の周りの方向に順番である必要がないことを理解されたい。リキッド・サンプリング・バルブ１６は、好ましくは、少なくとも３つのシャトル・ステーションを含み、図示された実施例で記載された４つのステーションよりも多くを含むことができる。しかし、本発明のリキッド・サンプリング・バルブの主な特徴は、シャトル８２が１次流１２と流体連通に戻る前に、シャトル８２から２次流１４の液体の体積を取り去るため、シャトル８２を流し出す、かつ／又はすすぐための、少なくとも１つのシャトル・ステーションである。上に記載されたバルブ・サイクルは、「サンプルされ、転送され、洗浄され、乾燥される」と呼ぶことができる。シャトル８２ａ〜８２ｄが対応するシャトル・ステーションでそれぞれの通路の組８４、９０、９２、９４と流体連通されるとき、上術したステーション手順が行われる。したがって、以前にシャトル８２ａ内に満たされた第１の液体アリコート・サンプルが第２のステーションで２次流１４に転送されると、第２の液体アリコート・サンプルをシャトル８２ｄ内に満たすことができる。さらに、次いで、シャトル８２ｂが放出通路の組９２で放出流３０と流体連通されると、シャトル８２ｂ内に保持された２次流液体の体積を放出することができる。加えて、シャトル８２ｃ内の全ての残った液体の体積を、第４のステーションにおける掃引手順により掃引することができる。このやり方では、複数の同時の動作を、いつでも１度に、特に、バルブ・サイクルの滞留期間に、リキッド・サンプリング・バルブ１６で行うことができる。
【００３３】
典型的な実施例では、シャトル・ステーションのそれぞれにおける滞留期間は等しく、順番にステーション間でシャトル８２ａ〜８２ｄを回転させる転送期間も等しくてもよい。しかし、用途毎に、必要に応じて又は所望に応じてそのような滞留期間が異なっていてもよく、そのような転送期間が異なっていてもよい。
【００３４】
上に記載されたバイパス・チャンネル９８、１００、１０２、１０４は、ステータ面３４に対するロータ面４４の相対的な回転位置に関わらず、１次流、２次流、放出流、及び掃引流それぞれの連続流を可能にする。シャトル８２ａ〜８２ｄがそれぞれのステーションに回転したときに流れの変化のみが起こり、ここで、流れは、そのようなシャトル８２ａ〜８２ｄと連絡して流れる。第１のステーション及び第２のステーションに対して上で記載されたものなどの、複数のサンプリング・ステーション及び転送ステーションを、本発明のリキッド・サンプリング・バルブ１６に含むことが可能であることも意図される。
【００３５】
本発明の例示的なリキッド・サンプリング・システム３１０は、１次元サンプルを直交分析のため２次元ＨＰＬＣシステムに転送する、２次元液体クロマトグラフィー・システムを含む。１次元ＨＰＬＣシステム３１８は、サンプル源３１８ａ、ＨＰＬＣカラム３１８ｂ、及びクロマトグラフィー検出器３１８ｃを含む。クロマトグラフィー検出器３１８ｃからの溶離サンプルは、１次流３１２としてリキッド・サンプリング・バルブ３１６に流入する。リキッド・サンプリング・バルブ３１６のロータ３３４は、クロマトグラフィー検出器３１８ｃからの各ピーク溶離を、少なくとも３回、好ましくは少なくとも７回サンプリングするのに十分な速度で動作自在に回転させることができる。ロータ回転の速度は、ここで、１次元クロマトグラフィー検出器３１８ｃからのピーク溶離の、秒単位の予想されるピーク幅に関連する。例えば、１次元システム３１８からの、７秒に及ぶクロマトグラフィー・ピーク及び１ｍｌ／分（１７μｌ／ｓ）での溶離は、好ましくは７回（毎秒１回）サンプリングすることができる。各シャトル３８２が１マイクロリットルを含むように構成された例示的な実施例では、各シャトル・ステーションにおける滞留期間は５８ミリ秒であってもよい。したがって、この例示的な状況では、リキッド・サンプリング・バルブ１６は、１次流３１２が、各シャトル・ステーションにおいて、少なくとも５８ミリ秒の滞留期間で毎秒１回サンプリングされるように動作することができる。それぞれのシャトル３８２により転送されない１次流３１２は、出口の１次ステータ通路３８６を通る１次経路３４８に沿って廃棄３１９に流れる。滞留期間が過ぎると、ロータ３３２は回転軸３３６の周りで９０°回転し、２次元キャリア供給部３２４の原動力下で２次経路３５４に沿って流れる２次流３１４と流体連通する第２のステーションにシャトル３８２を動かす。２次元キャリア供給部３２４は、２次元キャリア流体貯蔵器３２４ａ及び２次元キャリア流体ポンプ３２４ｂを含む。２次流３１４は、１次流３１２から２次経路３５４に沿ってバルブ３８３のサンプル・ループ３８１に液体アリコート・サンプルを運び、バルブ３８３は、２次元ＨＰＬＣシステム３２２への２重ループ注入器として構成されたマルチポート・バルブであってもよい。
【００３６】
図示された実施例では、２次元ＨＰＬＣシステム３２２は、ＨＰＬＣポンプ３８５、２重ループ注入バルブ３８３、クロマトグラフィー分離カラム３２２ａ、及び検出器３２２ｂを含み、検出器３２２ｂは、高速分離を実施するように構成された質量分析器であってもよい。１次流３１２の包括的なサンプリングのため、バルブ３８３のサンプル・ループ３７９及び３８１は、好ましくは、２次元クロマトグラフのための選択された経過するであろう時間において、毎分数ミリリットルの２次流の流量、並びに、ＨＰＬＣカラム３２２ａ及び再平衡化されるシステムを収容するようにサイズ決定される。１次流３１２から毎秒１サンプルが取られ、２次元分離及び再平衡化が２０秒で行われる例示的なシナリオでは、２０マイクロリットルの合計体積を、リキッド・サンプリング・バルブ３１６からバルブ３８３に転送することができる。したがって、２次元キャリア・ポンプ３２４ｂから２０秒毎に２０マイクロリットルの最小流量が確立される。計算による流れのダイナミクスでは、リキッド・サンプリング・バルブ３１６からシャトル３８２を流し出す期間に、１マイクロリットルの液体が２マイクロリットルに薄められ、２次元キャリア・ポンプ３２４ｂの最小流量は、上の状態の下での定量的サンプル転送のため、２０秒で４０マイクロリットルとなってもよいことを示す。そのような流量によって、検出器トレース３６７により概略的に表されるように、リキッド・サンプリング・バルブ３１６と注入器バルブ３８３の間で、サンプルが、順に「積層すること」をもたらす。この場合、サンプル・ループ３７９、３８１は、少なくとも４０マイクロリットルを収容するようにサイズ決定することができる。２次元カラム３２２ａにおける分離では勾配が好ましい場合があるので、２次元キャリアは、２次元カラム３２２ａに対して弱溶剤であり、最も望ましくは、ＨＰＬＣポンピング・システム３８５に供給される弱溶剤と同じ溶剤である。１次流３１２の液体アリコート・サンプルを２次流３１４内に転送することを可能にする滞留期間が経過すると、さらなる９０°のロータの回転によって、２次元キャリア貯蔵器３２４ａからシャトル３８２内に流体を放出するため、シャトル３８２を第３のステーション内に動かす。放出供給部３２６は、放出流体貯蔵器３２６ａ及び放出ポンプ３２６ｂを含み、放出流体は、好ましくは、２次元キャリア流体内に含まれる流体の構成要素と混和性であるように選択される。１つの実施例では、シャトル３８２が第３のステーションに位置決めされている間、滞留期間にシャトル容積の少なくとも５倍がシャトル３８２を通って流される。放出流体は、放出経路３６４に沿って廃棄３６５に流し出される。
【００３７】
リキッド・サンプリング・バルブ３１６のロータ３３４は、第３のステーションから、印加される真空が流し出されたシャトル３８２内に含まれる材料を吸引する第４のステーションに、さらに回転することができる。真空ポンプ３９１は、放出流３３０で流し出した後にシャトル３８２内に残っている全ての体積の溶剤を取り除く役割を果たす。制流器３９３は、掃引経路３７４に沿った掃引流３３１の流量を十分に制限し、３８２内の圧力を放出流体の蒸気圧近くに下げることにより、シャトル３８２内に含まれる任意の溶剤の蒸発を増やす。さらに、掃引流３３１におけるガス流が、シャトル３８２内の全ての内容物を真空ポンプ３９１に置換する。制流器３９３を通るガスの流れが真空ポンプ３９１の容量のわずかな割合に制限されると、この第４のステーションにおいてシャトル３８２内に不完全な真空が現れる。第１のステーションにバルブが回転すると、シャトル３８２内に含まれる不完全な真空によって、１次流３１２からシャトル３８２内への液体アリコート・サンプルの充填速度を速くする。図９の図表に図示されるように、通路の組３８４、３９０、３９２、３９４のそれぞれは、個別の異なるシャトル・ステーションに関連することができる。４つのシャトル３８２ａ〜３８２ｄがロータ面３４４に設けられる場合、各シャトル３８２ａ〜３８２ｄは、各通路の組３８４、３９０、３９２、３９４に順にさらされる。
【００３８】
「フラッシュ・クロマトグラフィー」として知られるものなどの、大流量の分離システムの出口をサンプリングするために、本発明の別の用途が図１３に図示されている。そのようなシステムは、調合薬などのサンプルが精製され、精製されたサンプルが集められる場合に、通例採用することができる。リキッド・サンプリング・システム４１０は、移動相供給部４１８ａ、分離カラム４１８ｂ、及び検出器４１８ｃを有する１次元システム４１８を含む。分離カラム４１８ｂは、ミリグラムからグラムの量の化合物が別個の構成要素に分離され、４１９で描かれるアリコート・システムを使用して、分別により集めることができる、フラッシュ・カラムであってもよい。１次流４１２は、リキッド・サンプリング・バルブ４１６を通過し、フラクション・コレクタ４１９にさらに達することができる。１次流の流量が大きすぎて分離カラム４１８ｂに過大な背圧を生じさせることなく、検出器４１８ｃ又はリキッド・サンプリング・バルブ４１６を通って流れることができない場合、ストリーム・スプリッタ（図示せず）を、検出器４１８ｃから上流又は下流に設置することができる。１次流４１２と流体連通する第１のステーションにおいて液体アリコート・サンプルでシャトル４８２を満たすための所定の滞留期間が経過すると、ロータ３８４の９０°の回転が、シャトル４８２を第２のステーションに動かし、第２のステーションで、２次元キャリア供給部４２４が２次流４１４を動かして、シャトル４８２から２次経路４５４内に、２次流４１４に沿って質量分析器であってもよい２次元分析器４２２へ液体アリコート・サンプルを流し出す。２次流４１４の原動力は、２次元キャリア流体を貯蔵器４２４ａから動かすポンプ４２４ｂから導出してもよい。２次流４１４内への１つの液体アリコート・サンプルの転送が、４６７で図示される例示的なサンプル・トレースの１つのピークを表す。２次バイパス・チャンネル４９８は、シャトル４８２が２次経路４５４と流体連通する第２のステーションにないとき、２次流４１４の流量にしたがって構成することができる。２次元分析器４２２が質量分析器である場合、２次流４１４の流量は、好ましくは毎分１ミリリットル未満であり、好ましくは毎分１００マイクロリットル程度に少ない。約１２５ミクロンの長さ及び深さを有する２次バイパス・チャンネル５００が、そのような流量にとって望ましい場合がある。第３のステーションへのロータ４３４の回転によって、シャトル４８２が放出流４３０と流体連通になる。図１３に図示されるように、放出流４３０を放出供給部４２６によって動かすことができ、放出供給部４２６は、ポンプ４２６ｂによりリキッド・サンプリング・バルブ４１６を介して動かされる放出流体貯蔵器４２６ａを含むことができる。放出流４３０の流れが、第３の位置にあるシャトル４８２から放出経路４７４に沿って廃棄４６５に流体を運ぶ。
【００３９】
ロータ４３４がさらに回転すると、掃引経路４７４に沿って掃引流４３１と流体連通し、真空ポンプ４９１により駆動される、第４のステーション内にシャトル４８２を動かす。制流器４９３を採用して、掃引経路４７４に沿った掃引流４３１の流入を制限することができる。
【００４０】
実例
例示的なリキッド・サンプリング・バルブは、それぞれが５００ナノリットルのシャトル容積を有する、４つの均等に軸周方向に離間されたシャトルで機械加工されたロータを備えるように製造された。図２〜図４に図示されたステータにしたがって、ステータは、封止され回転可能に接続されたロータに固定された。アセトン１次流が、１次ステータ通路の組を通って５００マイクロリットル／分の速度で連続的に流され、そのようにして、第１のシャトル・ステーションにおいて５，０００ミリ秒の滞留期間各シャトルが停止する時に各シャトルの容積を満たした。各シャトル内に含まれるアセトンのサンプル体積が、２次ステータ通路の組と流体連通する第２のシャトル・ステーションに転送された。メタノールの２次流が、５００マイクロリットル／分の連続的な流量で、２次ステータ通路の組を通過し、そのため、第２のステーションにおけるシャトル内のアセトンの体積は、紫外線検出器内に転送された。メタノールの流れの吸収度と、アセトンの５００ナノリットルのアリコート・サンプルの吸収度の間の違いが、図１４にピークとして提示される。以下の表１は、この実例で使用された条件を示す。
【００４１】
【表１】
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【００４２】
本発明は、特許規則に準拠し、必要に応じて、新規の原理を適用し本発明の実施例を構築し使用するのに必要な情報を当業者に提供するため、本明細書でかなり詳細に記載してきた。しかし、記載された実施例に対し、本発明自体の範囲から逸脱することなく、様々な修正形態が達成されうることを理解されたい。
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【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１】
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【図１４】
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