(57)【要約】レーザアシスト分光システムにおいて、流体導管をバイパスする装置及び流体導管をバイパスし、サンプルチャンバを開放してサンプルを交換し、サンプルチャンバを閉鎖して浄化し、流体導管のバイパスを除去してオンライン状態に戻す方法が、本開示によって対処される。【選択図】図１
2021527200.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象サンプルを収容するように構成されたサンプルチャンバと、サンプル分析器と、サンプルチャンバから前記サンプル分析器への対象サンプルの一部の移送を可能にするように構成された流体導管とを備え、前記流体導管に、前記サンプルチャンバから前記流体導管内への対象サンプルの一部の通過を可能にするように構成された収集口を有する、レーザアシスト分光システムであって、
前記収集口をシールするとともに、前記サンプルチャンバから前記流体導管内への流れをバイパスするように構成されたバイパス弁を更に備える、レーザアシスト分光システム。
【請求項２】
更にレーザを備え、前記レーザは、前記対象サンプルに接触して切除するように構成され、前記対象サンプルの一部は、前記対象サンプルから切除されたサンプルプルームである、請求項１に記載のレーザアシスト分光システム。
【請求項３】
前記サンプル分析器は、プラズマ生成器と、質量分析計とを備える、請求項２に記載のレーザアシスト分光システム。
【請求項４】
前記サンプルチャンバは、レーザアシスト分光法中は周囲空気からシールされ、対象サンプルの交換中は周囲空気に開放されるように構成されている、請求項３に記載のレーザアシスト分光システム。
【請求項５】
前記バイパス弁は、前記サンプルチャンバが周囲空気に開放されているときに、前記収集口をシールするように構成されている、請求項４に記載のレーザアシスト分光システム。
【請求項６】
前記流体導管に流体的に接続され、前記サンプルプルームを捕捉して前記流体導管に移送するように構成されたサンプル捕捉セルを更に備える、請求項２に記載のレーザアシスト分光システム。
【請求項７】
前記収集口は、前記サンプル捕捉セルにある、請求項６に記載のレーザアシスト分光システム。
【請求項８】
前記バイパス弁は、前記収集口を覆うボール弁である、請求項７に記載のレーザアシスト分光システム。
【請求項９】
前記バイパス弁は、前記サンプルチャンバが前記対象サンプルを交換するために開放されているときに、前記収集口を閉鎖するように構成されている、請求項４に記載のレーザアシスト分光システム。
【請求項１０】
前記バイパス弁は、フラップ弁である、請求項７に記載のレーザアシスト分光システム。
【請求項１１】
レーザアシスト分光システムで対象サンプルを交換する方法であって、
前記対象サンプルからサンプルを切除するように構成されたレーザと、前記対象サンプルを収容するサンプルチャンバと、サンプル分析器と、前記サンプルチャンバから前記サンプル分析器に前記サンプルを移送するように構成された流体導管とを備え、前記流体導管に、前記サンプルチャンバから前記流体導管への切除された前記サンプルの移送を可能にするように構成された収集口を有する、レーザアシスト分光システムを準備する工程と、
対象サンプルからサンプルをレーザで切除し、前記流体導管を介して前記サンプル分析器に前記サンプルを移動させる工程と、
前記収集口を閉鎖する工程と、
前記対象サンプルを交換するために前記サンプルチャンバを開放する工程と、
前記サンプルチャンバを閉鎖する工程と、
前記サンプルチャンバの周囲空気を浄化する工程と、
前記収集口を開放する工程と、
サンプルの切除及び分析を再開する工程と、
を含む、方法。
【請求項１２】
前記収集口は、バイパス弁を用いて閉鎖される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記対象サンプルはサンプル台上に運ばれ、前記サンプル台は前記対象サンプルを交換するために前記サンプルチャンバ内で移動される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記サンプル台の移動は、前記収集口をシールするバイパス弁の展開と連動している、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記バイパス弁は、前記収集口を覆うボール弁である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記バイパス弁は、前記収集口を覆うフラップ弁である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
サンプルの交換のためにサンプルチャンバを開放している間に、レーザアシスト分光システムの前記サンプルチャンバをバイパスする装置であって、
前記レーザアシスト分光システムは、対象サンプルからサンプルを切除するように構成されたレーザと、前記対象サンプルを収容するサンプルチャンバと、サンプル分析器と、前記サンプルチャンバから前記サンプル分析器にサンプルを移送するように構成された流体導管と、前記サンプルチャンバ内につながる前記流体導管の収集口とを備え、
前記装置は、前記収集口を覆うバイパス弁を備える、装置。
【請求項１８】
前記バイパス弁は、ボール弁である、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記バイパス弁は、フラップ弁である、請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
前記バイパス弁による前記収集口の閉鎖は、前記対象サンプルを交換するための前記サンプルチャンバの開放と連動している、請求項１７に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
レーザ切除技術は、サンプルの一部を切除し、切除されたサンプルプルームを生成させるためにレーザビームを使用する。得られた切除されたサンプルプルームは、サンプル分析器に渡される。
【０００２】
レーザアシスト分光（ＬＡＳ）システムは、レーザ切除誘導結合プラズマ質量分光法（ＬＡ−ＩＣＰＭＳ）、レーザ切除誘導結合プラズマ発光分光法（ＩＣＰ―ＯＥＳ／ＩＣＰ―ＡＥＳ）、及びマトリックスアシストレーザ脱離イオン化飛行時間（ＭＡＬＤＩ―ＴＯＦ）分光法と共に使用することができる。このようなシステムは、不活性ガスなどの流体を通過させる管状の流体導管を備え得る。管状部材の中央部分は、対象サンプル上でレーザ切除によって生成されたサンプルプルームを受け入れるための開口部（収集口）を有し得る。サンプルプルームは、流体によってプラズマ生成器や質量分析計などのサンプル分析器に運ばれる。ＬＡＳは、サンプルの交換のためにサンプルチャンバが開放されている場合を除き、一般的には周囲空気に対して閉鎖されたシステムである。
【発明の概要】
【０００３】
複数のサンプルを迅速且つ効率的に分析するためには、システムへのサンプルの迅速且つ効率的な交換が必要である。サンプルの交換の間、周囲空気が管状部材に入り、プラズマ生成器に流れるのを防ぐために注意を払わなければならない。本開示は、サンプルの交換及びサンプルチャンバの浄化（purge）の間に、サンプルチャンバが流体導管からバイパスされる、ＬＡＳを実施するための装置及び方法に関する。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
添付の図面を参照して詳細な説明が記述される。説明及び図中の異なる実施例において同じ参照番号の使用は、類似又は同一のアイテムを示している。以下の詳細な説明及び添付の図面には、本開示の様々な実施形態又は実施例（「実施例」）が開示されている。図面は、必ずしも縮尺どおりではない。一般に、開示されたプロセスの動作は、特許請求の範囲に別段の規定がない限り、任意の順序で実行されてもよい。
【０００５】
【図１】図１は、本開示の一実施形態に係るレーザ切除システムの部分的な概略図である。
【図２】図２は、本開示の一実施形態に係るレーザ切除システムのサンプルチャンバの透視図である。
【図３】図３は、図２の３−３線に沿った、本開示の一実施形態に係るレーザ切除システムのサンプルチャンバ及び流体導管の断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本開示の一実施形態に係るレーザ切除システムのオンラインモードにおける収集口及び流体導管のバイパス弁の概略断面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本開示の一実施形態に係るレーザ切除システムのバイパスモードにおける収集口及び流体導管のバイパス弁の概略断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、オンラインモードにおける収集口及び流体導管のバイパス弁の別の実施形態の図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、バイパスモードにおけるバイパス弁を示す図である。
【図６】図６は、本開示の一実施形態に係るオンライン−バイパス−浄化システムの動作を例示するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
レーザアシスト分光法（ＬＡＳ）は、物質のサンプルにレーザエネルギを向けて、その構成部分を分離させ、それらを処理するために分光器で利用できるようにするものである。ＬＡＳシステムは、通常、このレーザエネルギをサンプルチャンバ内のサンプルに印加しながら、流体（通常は不活性ガス）をサンプルの上方で通過させて、分離した物質を捕捉し、処理のために分光器に運ぶものである。例えば、誘導結合プラズマ装置は、後続の処理のためにレーザ切除された材料をイオン化するためにプラズマトーチに依存するので、不活性ガスの流れを利用して質量分析又は光学分析でサンプルの構成部分をサンプリングして検出することが必要な場合がある。このプラズマトーチは、周囲空気がプラズマトーチを消すため、不活性雰囲気中でのみ動作することができる。プラズマトーチが消えた場合、システムを再起動して再調整しなければならず、時間及び専門知識が必要となる。
【０００７】
ＬＡＳシステムは、典型的には、古いサンプルを取り除き、新しいサンプルを挿入するために、サンプルチャンバを開放する（又はシールを破る）ことを必要とする。これが行われている間、不活性流体導管から分光器までサンプルチャンバをバイパスして、周囲空気がプラズマトーチに到達してプラズマトーチが消えることを防止することは、他の理由で有用である。同様の理由で、サンプルチャンバは、開封及び投与後の分光計への流体導管の再接続に先立って、周囲空気が浄化されることが望ましい。
【０００８】
本開示によって、流体導管をバイパスする装置、及び、流体導管をバイパスし、サンプルチャンバを開放してサンプルを交換し、サンプルチャンバを閉鎖して浄化し、流体導管のバイパスを除去してオンライン状態に戻す方法が対処される。流体導管は、収集口に弁を付けることによってバイパスされてもよい。
【０００９】
（概要）
本開示は、サンプル分析器への流体導管内の直線的な流れを維持しながら、サンプルチャンバからの流体導管のバイパス、サンプルの交換、及びサンプルチャンバの浄化を可能にする装置及び方法を例示する。
【００１０】
（例示的な実施形態）
例示的な実施形態が、添付の図面を参照して本明細書に記載されている。特に明示しない限り、図面において、構成要素、特徴、要素等のサイズ、位置等、及びそれらの間の距離は、必ずしも縮尺どおりではなく、明確にするために誇張されている。図面において、類似の数字は、全体を通して類似の構成要素を指す。したがって、対応する図面に記載されていても、記載されていなくても、他の図面を参照して、同一又は類似の番号が記載され得る。また、参照番号で示されていない構成要素であっても、他の図面を参照して記述され得る。
【００１１】
本明細書で使用される用語は、特定の例示的な実施形態のみを記述する目的であり、限定的であることを意図していない。別段の定義がない限り、本明細書で使用されるすべての用語（技術用語及び科学用語を含む）は、当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書で使用されるように、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈が明確に別のことを示さない限り、同様に複数形を含むことが意図される。本明細書で使用される場合、用語「構成する（comprises）」及び／又は「構成する（comprising）」は、記載された特徴、整数、ステップ、動作、構成要素、及び／又は構成部品の存在を特定するが、１以上の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、及び／又はそれらのグループの存在又は追加を排除するものではないことを認識すべきである。別段の指定がない限り、値の範囲は、列挙される場合、範囲の上限及び下限の両方、並びにその間の任意のサブ範囲を含む。別段の指示がない限り、「第１」、「第２」などの用語は、１つの構成要素を別の構成要素と区別するためにのみ使用される。例えば、あるノード（node）は「第１のノード」と呼ばれ、同様に、別のノードは「第２のノード」と呼ばれてもよいし、その逆も同様である。別段の指示がない限り、「約（about）」、「およそ（thereabout）」、「ほぼ（approximately）」などの用語は、量、サイズ、配合、パラメータ、及び、他の量及び特性が、正確ではなく、また正確である必要はないが、公差、換算係数、四捨五入、測定誤差など、及び当業者に知られている他の要因を反映して、要求に応じて、近似的及び／又はより大きい或いはより小さいものであり得ることを意味する。下（below）」、「下（beneath）」、「下（lower）」、「上（above）」、及び「上（upper）」などの空間的に相対的な用語は、説明を容易にするために、本明細書では、図面示されるように、１つの構成要素又は特徴と別の構成要素又は特徴との関係を説明するために使用されてもよい。空間的に相対的な用語が、図面に描かれている向きに加えて、異なる向きを包含することが意図されていることは認識されるべきである。例えば、図面の物体がひっくり返った場合、「下（below）」又は「下（beneath）」として記載されている他の構成要素又は特徴は、他の構成要素又は特徴の「上（above）」に方向付けられる。このように、例示的な用語「下（below）」は、上（above）及び下（below）の両方の向きを包含することができる。物体は、他の方向を向いていてもよく（例えば、９０度回転させたり、他の方向を向いていてもよい）、本明細書で使用される空間的に相対的な記述子は、それに応じて解釈されてもよい。
【００１２】
本開示の精神及び教示から逸脱することなく、多くの異なる形態、実施形態、及び組み合わせが可能であることが理解されるであろう。そのため、本開示は、本明細書に記載されている例示的な実施形態に限定されるものと解釈されるべきではない。むしろ、これらの例示的な実施形態及び実施例は、本開示が徹底的且つ完全なものとなるように、また、当業者に本開示の範囲を伝えるように提供される。
【００１３】
図１、図２、及び図３は、内部１０６にサンプル台１０５を収容するように構成されたサンプルチャンバ１０２を有するＬＡＳシステム１００を例示している。対象サンプル２００（図３に示す）は、サンプル台１０５上のサンプルホルダ１０４に支持されてもよい。サンプル生成器１０８（例えばレーザ）は、対象サンプル２００の一部を、サンプルプルーム（図示せず）として切除するように構成されている。サンプルプルームは、流体導管（後述）を介してサンプル分析器１１２に運ばれる。動作時において、サンプルチャンバ１０２は、放射線シールド１０３によって遮蔽されていてもよい。
【００１４】
サンプルホルダ１０４及びサンプル台１０５は、対象サンプル上でのレーザのラインスキャンを可能にするために、サンプルチャンバ１０２内で移動可能である。また、サンプル台１０５は、後述するように、対象サンプルの交換を可能にするために、サンプルチャンバ１０２内で移動可能であってもよい。サンプル台１０５及びサンプルホルダ１０４は、その全体が本明細書に組み込まれる２０１８年４月２０日に出願されたＷＯ２０１８／１９５４２５号に記載されているように機能してもよい。当業者は、サンプルチャンバを開放してサンプルを交換する他の方法を見出すであろう。この方法は、サンプルチャンバの開放中にサンプルチャンバから流体導管をバイパスする装置及び方法に向けられている本開示において使用することができる。
【００１５】
対象サンプルとして提供され得る材料の例には、例えば、考古学的材料、生物学的アッセイ基質及び他の生物学的材料、セラミックス、地質学的材料、医薬品（例えば、錠剤）、金属、ポリマー、石油化学的材料、液体、半導体などが含まれる。
【００１６】
サンプル生成器１０８は、レーザであってもよい。サンプル生成器（レーザ）１０８によって生成されるレーザエネルギの１以上の特性は、対象サンプルの一部を切除するために対象サンプルの領域に影響を及ぼすように選択又は制御されてもよい。選択又は制御され得る特性は、例えば波長（例えば、約１９３ｎｍ、２１３ｎｍ、２６６ｎｍなどの、約１５７ｎｍから約１１μｍの範囲内）、パルス持続時間（例えば、約１００フェムト秒から約２５ナノ秒の範囲内）、スポットサイズ（例えば、約１μｍから約９ｍｍの範囲内）、パルスエネルギ、平均パワー、ピークパワー、時間的プロファイルなどを含んでもよい。また、サンプル生成器１０８は、１以上のレーザによって生成されたレーザ光を変更するように構成されたレーザ光学系（例えば、１以上のレンズ、ビームエキスパンダ、コリメータ、開口部、ミラーなど）を備えてもよい。
【００１７】
サンプルチャンバ１０２は、レーザ切除のために使用されるレーザエネルギの通過を可能にする、透明窓１０９を有する上壁１０７を備えてもよい。例えば、透明窓１０９は、溶融シリカで形成されてもよい。
【００１８】
サンプルチャンバ１０２は、立方体を形成し、４つの面（側面１１６、１１８、前面１２０、及び背面１２２）を有するフレーム１１４を備えてもよい。サンプルチャンバ上側本体１２４は、４つのフレーム面１１６，１１８，１２０，１２２によって固定的に保持される。また、サンプルチャンバ１０２は、４つのフレーム面１１６，１１８，１２０，１２２によって保持され、空気圧ピストン（図示せず）の作用から面内で上下に移動するように構成された可動式の下側本体１２５を備える。サンプル切除の間、下側本体１２５は、シールされた接続部を有するサンプルチャンバ上側本体１２４に接触する。Ｏリング溝部１２６内のＯリング（図示せず）がシールを確保する。
【００１９】
ＬＡＳシステム１００は、プラズマ生成（例えば、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）トーチを介して）、スパークイオン化、熱イオン化、大気圧化学イオン化、高速原子衝撃、グロー放電などの装置、又はそれらの組み合わせを含むことができるサンプル分析器１１２を備える。サンプル分析器は、生成されたプラズマを分析するための装置を更に備えてもよい。例えば、サンプル分析器１１２は、ＭＳシステム（例えば、希ガスＭＳシステム、安定同位体ＭＳシステムなど）、ＯＥＳシステムなど、又はそれらの組み合わせとして提供されてもよい。
【００２０】
ＬＡＳを通る流体の流れは、流体導管を介して達成される。第１の流体導管は、システム外の供給源からサンプル分析器１１２に流体を導く。この流体導管は、ライン１３０及び１３２を有する。Ｇ１は、入口ライン１３０を介してシステムに入り、出口ライン１３２は、流体Ｇ３をサンプル分析器１１２に導く。以下に説明するように、切除されたサンプルプルーム（図示せず）も、ライン１３２によってサンプル分析器１１２に運ばれる。
【００２１】
チャンバ流体Ｇ２は、入口１３４を介してサンプルチャンバの内部１０６に導入される。システムの動作中、チャンバは周囲空気から密閉され、チャンバ流体Ｇ２は、流体導管１３２内のサンプルプルームのサンプル分析器への移動をアシストし得る。サンプルチャンバの開放及びサンプル交換の後、チャンバ流体Ｇ２は、周囲空気でサンプルチャンバを浄化するために使用される。サンプルチャンバ１０２の浄化の間、流体が入口流体導管１３４を介して送出され、チャンバ内に入る周囲空気を浄化する。過剰な流体は、下側本体１２５の底部（図示せず）のような浄化ガス出口を通じて排出される。
【００２２】
Ｇ１及びＧ２は、ヘリウム、アルゴン、窒素などの不活性ガスであってもよく、又はそれらの組み合わせであってもよく、同じであっても異なっていてもよい。Ｇ１及び／又はＧ２は、約５００ｍＬ／分〜約１０００ｍＬ／分の間の速度で送出されてもよい。Ｇ３は、Ｇ１、Ｇ２、及びサンプルプルームの組み合わせであってもよい。ライン１３０及び１３２は、ステンレス鋼又はプラスチックなどの、剛体又は可撓性材料で作製されてもよい。ＬＡＳへの流体ラインの全てのアタッチメントは、周囲空気だけでなく、塵、破片、又は他の不要な汚染物質がシステムに入るのを防ぐために密閉されている。
【００２３】
切除されたサンプルプルームは、サンプル捕捉セル１５０を介してサンプルチャンバ１０２から第１の流体導管内に送達される。図３に示されるサンプル捕捉セル１５０は、いくつかの目的のために構成されてもよい。例えば、サンプル捕捉セル１５０は、レーザエネルギの通過を許容するように構成されてもよく、流体の通過及び流体ライン１３０，１３２の接続を許容するように構成されてもよく、対象サンプル２００から切除されたサンプルプルーム（図示せず）を受け取り、流体ライン１３２に移送するように構成されてもよい。
【００２４】
図４に最もよく示されているように、サンプル捕捉セル１５０は、入口ライン１３０が出口ライン１３２へ移行する接続中央セクション１５４を有してもよい。入口ライン１３０及び出口ライン１３２は、約０°〜約４５°の角度でそれぞれ、接続中央セクション１５４で結合してもよい。言い換えれば、ライン１３０及び１３２は、それぞれ、接続中央セクション１５４において、斜めに又は実質的に水平に（０°の角度で）交差してもよい。ライン１３０及び１３２は、直径が５０μｍから４ｍｍの範囲（好ましくは約２ｍｍ）であってもよく、サンプル捕捉セルの接続部１５４は、実質的に同じ管状の形状及び直径であってもよい。中央セクション１５４は、収集口（開口部）１５８で終わる対象サンプルホルダ１０４の方向への延長部又は突起部１５６を有してもよい。突起部１５６及び収集口１５８は、対象サンプル２００上へのレーザエネルギの通過を可能にするように構成されている。また、突起部１５６及び収集口１５８は、ライン１３０及び１３２を通るキャリア流体の流れの中への切除されたサンプルプルームの通過を可能にするように構成されている。収集口１５８は、直径約０．１ｍｍ〜約１０ｍｍ、好ましくは約１ｍｍの寸法でもよい。また、収集口１５８は、切除されたサンプルプルームがサンプル分析器に通じる流体導管に入るための手段であるため、本明細書では探知機とも呼ばれる。
【００２５】
更に、中央セクション１５４は、レーザ１０８に向かう側に、レーザ切除のために使用されるレーザエネルギの通過を可能にする透明な壁又は窓（図示せず）を有してもよい。例えば、透明な壁又は窓は、溶融シリカで形成されてもよい。
【００２６】
図４Ａ及び図４Ｂに示すように、サンプル捕捉セル１５０は、側壁１６０、側壁１６２、前壁及び後壁（図示せず）、上壁１６４及び底壁１６６を有してもよい。入口ライン１３０は、側壁１６０を通じて入ってもよく、出口ライン１３２は、側壁１６２を通じてサンプル捕捉セル１５０から出てもよい。サンプル捕捉セル１５０は、ステンレス鋼又はプラスチックなどの金属製であってもよい。
【００２７】
図１に示すように、サンプルチャンバ１０２は、ベース２１０上に保持されている。アーム２１２（図２では仮想線で示されている）は、サンプル捕捉セル１５０に接続されているロッド２１４を固定的に保持している。サンプル捕捉セル１５０、ロッド２１４、及びアーム２１２は、ベース２１０に対して位置的に固定されているが、サンプルチャンバ１０２は、図面に示すように、ロッド２１４上をＸ軸方向（左から右へ）にスライドする。このスライド移動は、サンプル２００をサンプル捕捉セル１５０に対して（及びサンプル生成器１０８からのレーザエネルギに対して）移動させることができることを意味する。
【００２８】
サンプルホルダ１０４は、Ｘ軸方向（図面では右から左へ）の移動に加えて、ステージ２２０の移動によってＹ軸方向（図面の内及び外）に移動することができる。
【００２９】
対象サンプル２００の切除されたサンプルプルームを得るために、１以上のレーザパルスが生成され、レーザシステム１０８からレーザエネルギ経路に沿って、サンプルチャンバの透明窓１０９及びサンプル捕捉セル１５０の透明窓を通じて、サンプルチャンバ本体１０２内の対象サンプル２００上に伝播される。対象サンプル２００から切除された材料は、切除の結果として対象サンプル２００から放出されるか、或いは別の方法で生成される粒子及び／又は蒸気のプルームとして対象サンプル２００から放出される。サンプルプルームは、収集口１５８を通過し、出口ライン１３２に捕捉され、サンプル分析器１１２に向かって推進される。
【００３０】
対象サンプル２００がサンプルチャンバ１０２内に挿入され、サンプルチャンバ１０２が動作中であるとき、サンプルチャンバ１０２の内部は、周囲空気から実質的にシールされる。例えば、Ｏリングのようなシール部材が、流体ライン及び他の接続部の全てをシールするために使用される。上述したように、下側本体１２５は、溝部１２６内のＯリングでサンプルチャンバ上側本体１２４にシールされている。
【００３１】
対象サンプル２００を交換するために、下側本体１２５及びサンプル台１０５は、対象サンプル２００にアクセスして交換できるように、サンプルチャンバ１０２のフレーム１１４内で下降される。このことは、下側本体１２５がフレーム１１４内で部分的に下降している図２に最もよく見られる。
【００３２】
ＬＡＳ１００は、米国特許第８，８７９，０６４号、或いは、米国特許出願第２０１７／０２９９５２２号、２０１４／０２６８１３４号、又は２０１４／０２２７７６号に記載されているＬＡＳシステムと同様に動作することができ、これらの開示は、その全体が本明細書に組み込まれる。
【００３３】
したがって、ＬＡＳのサンプル切除動作中、不活性ガスＧ１が、入口ライン１３０を介してサンプル捕捉セル１５０に流入している。不活性ガスＧ２は、入口１３４を介してサンプルチャンバ１０２に流入し得る。上述したように、サンプルチャンバ１０２が対象サンプルを交換するために開放されるとき、周囲空気が流体導管、特に出口ライン１３２に入り、プラズマトーチのようなサンプル調製システムに接触するのを防ぐことが望ましい。本開示は、サンプル交換中にサンプルチャンバをバイパスするための装置及び方法を記載している。
【００３４】
本開示のＬＡＳシステムは、サンプルチャンバ１０２の開放、対象サンプルの交換、及びサンプルチャンバ１０２の浄化の間、収集口１５８を閉鎖するバイパス弁を採用する。図４Ａ及び図４Ｂに示すように、弁カバー２５０は、収集口１５８を覆うように構成されたボールチップ２５４を有するピン２５２を備えてもよい。図４Ａは、オンラインモード中の弁カバー２５０を図示し、図４Ｂは、バイパスモード中の弁カバー２５０を図示している。ボールチップ２５４は、バイパスモードの間、収集口１５８を閉鎖する。バイパスモードの間、サンプルチャンバ１０２が開放され、対象サンプルが交換されてもよい。バイパスモードの間、サンプルチャンバ１０２は再シールされ、サンプルチャンバ１０２から周囲空気を浄化するために、入口１３４を介してＧ２が印加される。一態様において、ピン２５２は、収集口１５８をシールするように、収集口１５８と接触したときに圧縮される圧縮可能な表面ウィンチを有してもよい。
【００３５】
図３、図４Ａ、及び図４Ｂに示すような一実施形態では、弁カバー２５０は、サンプルチャンバの一部に固定的に取り付けられており、下側本体１２５及びサンプル台１０５が対象サンプルの交換のために移動されると、それに対応して弁カバー２５０が収集口１５８を覆うように移動する。弁カバー２５０のこの動きは、サンプル台１０５及びサンプルホルダ１０４の動きに協調させること又は独立して制御することができる。
【００３６】
図３に示すように、弁カバー２５０は、サンプルチャンバ１０２及びサンプル台１０５がＸ軸方向に移動する際に、弁カバー２５０がサンプル捕捉セル１５０に連動して移動するように、サンプルチャンバ上側本体１２４に固定的に取り付けられている。弁カバー２５０は、サンプルの交換のためにサンプル台１０５が下降する前に、収集口１５８を閉鎖するように構成されている。言い換えれば、弁カバー２５０は、サンプル台１０５を下降させ、下側本体１２５とサンプルチャンバ上側本体１２４との間に設けられたＯリングによって提供されるシールを破り、サンプルチャンバ１０２が周囲空気に曝される前に、収集口１５８を閉鎖するように構成されている。
【００３７】
図５Ａ及び図５Ｂに示される別の実施形態では、バイパス弁は、収集口１５８に取り付けられるフラップ２６０であってもよい。フラップ２６０の閉鎖は、例えば、ソレノイドで作動させることができる。
【００３８】
別の実施形態では、バイパス弁は、フラップの代わりに圧縮可能な表面であってもよい。圧縮可能な表面は、フラップと同様に機能し、収集口を一時的に密封する。
【００３９】
他の実施形態では、図４Ａ及び４Ｂに示すように、バイパス弁の動きの代わりに、サンプル捕捉セル１５０及び収集口１５８の動きに依存している。穴の一時的なシールは、バイパス機能に影響を与える以下の動きの組み合わせによって達成されてもよい。サンプルが邪魔にならないように移動し、サンプル捕捉セルが邪魔にならないように移動し、バイパス弁が収集口の下方に移動し、次いで、サンプル捕捉セル及び収集口がシールに影響を与えるように下方に移動される。
【００４０】
例示的な実施形態は、収集口１５８が一時的にシールされ、ＬＡＳシステムがバイパスモードに置かれ得る方法の例示に過ぎない。更に、前記装置及び方法は、他のＬＡＳ構成と一緒に使用することができ、本明細書に開示されたチューブセル構成に限定されない。
【００４１】
図６は、方法のステップを例示するフローチャートである。ブロック３００は、サンプルチャンバ１０２が周囲空気に対してシールされて閉鎖されている場合における、サンプルの切除及び分析のオンライン動作を例示している。サンプル生成器１０８が駆動し、対象サンプル２００に衝突してサンプルプルームを生成する。Ｇ１は入口ライン１３０を流れ、サンプルプルームは出口ライン１３２を介してサンプル分析器１１２に送られる。Ｇ２は、チャンバ流体入口１３４を通じてサンプルチャンバ１０２内に流れ、サンプルプルームのサンプル捕捉セル１５０への移動をアシストし得る。サンプルの切除及び分析は、対象サンプルが十分にサンプリングされるまで継続される。
【００４２】
対象サンプル２００を交換することが望まれる場合、バイパス弁は、収集口１５８及びバイパス流体導管（ブロック３１０）を閉鎖するように配置される。それにより、サンプルチャンバ１０２に入る可能性のある周囲空気又は他の汚染物質が、サンプル捕捉セル１５０及び流体導管に入らない。図４Ｂ及び図５Ｂ参照（又は別の方法でも可能）。
【００４３】
サンプル台１０５を下降させるなどによって、上述したように対象サンプルを交換する（ブロック３２０）。サンプルの交換後、下側本体１２５は、それとサンプルチャンバ上側本体１２４との間のシールが回復され、サンプルチャンバ１０２が浄化されるまで上昇される（ブロック３３０）。下側本体１２５内の出口は、まだ開放されていない場合には開放され、Ｇ２は、サンプルチャンバ１０２から周囲空気を浄化するために使用される。
【００４４】
周囲空気が浄化された後、バイパス弁は、サンプルチャンバ１０２がサンプル捕捉セル１５０及び出口１３２と流体的に接続されるように、収集口１５８から取り外される（ブロック３４０）。対象サンプルの切除及び分析が再開されてもよい。
【００４５】
（結論）
本技術は、添付の図面に例示された実施形態を参照して説明されてきたが、特許請求の範囲に記載された技術の範囲から逸脱することなく、等価物を採用し、本明細書中で置換してもよい。本明細書に図示及び記載されている構成要素は、本発明の実施形態を実施するために使用され得る装置及び構成要素の単なる例示であり、本開示の範囲から逸脱することなく、他の装置及び構成要素と置き換えることができる。本明細書で引用された全ての刊行物、特許、及び特許出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【図１】
2021527200.tif 000003
【図２】
2021527200.tif 000004
【図３】
2021527200.tif 000005
【図４Ａ】
2021527200.tif 000006
【図４Ｂ】
2021527200.tif 000007
【図５Ａ】
2021527200.tif 000008
【図５Ｂ】
2021527200.tif 000009
【図６】
2021527200.tif 000010
【国際調査報告】
2021527200.tif 000011
2021527200.tif 000012