(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量分光計による分析のためにイオンを発生させるための装置であって、
質量分光計のサンプリングオリフィスと流体連通するように構成された、イオン源チャンバを画定するイオン源筐体と、
サンプル源から液体サンプルを受容するための入口端を有する入口導管と、
前記入口導管から前記液体サンプルの第１の部分を受容するための戻り導管と、
前記入口導管から前記液体サンプルの第２の部分を受容するための出口導管であって、前記イオン源チャンバ内に前記液体サンプルの前記第２の部分を放出するための出口端を有する出口導管と、
を備え、前記入口導管内の前記液体サンプル中に含有される気泡が、前記出口導管に対して優先的に前記戻り導管に迂回される、装置。
【請求項２】
前記戻り導管は、前記液体サンプルの前記第１の部分を前記サンプル源に移送する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記サンプル源は、リザーバを含む、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記入口導管内の液体サンプルの体積流量は、前記戻り導管内の体積流量と前記出口導管内の体積流量との和に実質的に等しい、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記戻り導管内の体積流量の前記出口導管内の体積流量に対する比率は、約１０を上回る、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記戻り導管内の体積流量の前記出口導管内の体積流量に対する前記比率は、約２０を上回る、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記入口導管は、接合部で終端し、そこから、前記戻り導管および前記出口導管のそれぞれの入口が延在する、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記戻り導管の入口は、前記出口導管の入口の上方に配置される、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記戻り導管の入口の内径の、前記出口導管の入口に対する比率は、約３を上回る、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
前記戻り導管の入口の断面積の、前記出口導管の入口に対する比率は、約１０を上回る、請求項７に記載の装置。
【請求項１１】
前記出口導管は、毛細管を含む、請求項７に記載の装置。
【請求項１２】
前記入口導管を通して前記液体サンプルを移送するためのポンプをさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記ポンプは、高速往復動ポンプを含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記ポンプは、振動隔膜を含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
前記入口導管内の液体サンプルの体積流量は、約１ｍＬ／分を上回る、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記入口導管内の液体サンプルの体積流量は、約５ｍＬ／分を上回る、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記入口導管内の液体サンプルの体積流量は、約１０ｍＬ／分である、請求項１５に記載の装置。
【請求項１８】
前記出口導管内の液体サンプルの体積流量は、５μＬ／分を上回る、請求項１に記載の装置。
【請求項１９】
前記出口導管内の液体サンプルの体積流量は、約２０μＬ／分を上回る、請求項１５に記載の装置。
【請求項２０】
量分光計による分析のためにイオンを発生させる方法であって、
入口導管の入口端でサンプル源から液体サンプルを受容するステップと、
前記入口導管によって受容された前記液体サンプルの第１の部分を戻り導管に、また前記入口導管によって受容された前記液体サンプルの第２の部分を出口導管に送達するステップと、
前記液体サンプルの前記第２の部分を前記出口導管の出口端からイオン源チャンバ内に放出するステップであって、放出された液体が質量分光計のサンプリングオリフィスに向けられたサンプルプルームを形成するようにするステップと、
を含む、方法。
【請求項２１】
前記液体サンプルの前記第１の部分を、前記戻り導管から前記サンプル源に移送するステップをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記サンプル源は、リザーバを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記入口導管内の液体サンプルの体積流量は、前記戻り導管内の体積流量と前記出口導管内の体積流量との和に実質的に等しい、請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
前記戻り導管内の体積流量の前記出口導管内の体積流量に対する比率は、約１０を上回る、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記サンプル源から前記入口導管に前記液体サンプルをポンプ注入する高速往復動ポンプを利用するステップをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本願は、２０１３年８月７日に出願された米国仮出願番号第６１／８６３，３１２号に基づく優先権を主張しており、この仮出願はその全体が参考として本明細書中に援用される。
【０００２】
（分野）
本教示は、概して、質量分光法に関し、より具体的には、限定するものではないが、液体サンプルをイオン源に送達するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
（序論）
質量分光法（ＭＳ）は、定性および定量用途の両方で、被検物質の元素組成を決定するための分析技法である。ＭＳは、未知の化合物を同定したり、分子中の元素の同位体組成を決定したり、特定の化合物の構造を、そのフラグメンテーションを観察することにより決定したり、サンプル中の特定の化合物の量を定量化したりするために有用であり得る。大部分のＭＳ用途についての精度および感度の要件により、液体サンプルは、概して、下流の質量分析器内に安定なイオン信号を発生させる高度に正確かつ精密なポンプ注入機構を用いて、イオン源に送達されなければならない。例えば、注射器ポンプは、高度に調整可能であるとともに、精度がよく、確度の高い、滑らかな、脈動の無い流れを提供する。それらはまた、高価でもある。
【０００４】
高速往復ポンプは、例えば、適度の圧力で液体を動かす、安価で効率的な手段を提供できるであろうが、それらをイオン源への液体サンプルの送達に使用することは、発生した流れから引き出される信号の安定性によって制限される。実際のところ、比較的低コストのポンプ注入機構の大部分は、安定なイオン信号を得るために望ましい特性の全てではないが、いくつかを呈する流体流を発生させることしかできない。高速往復ポンプの１つの特定の実施例は、往復動作する弾性膜がポンプ空洞の体積を変化させ、１つまたはそれを上回るチェックバルブと組み合わされて、液流を発生させる隔膜（ｄｉａｐｈｒａｇｍ）ポンプである。隔膜ポンプの単純な設計は、化学的に不活性な材料から製造されることに良く適合し、汚染の低リスクを提供する。それらは、空転に対する耐性があり、自吸式機能とともに、広範囲の粘度にわたる動作を提供する。これらの潜在的な利点にもかかわらず、高速往復ポンプは、発生させられる流体流の不安定性により、概して、質量分光法用途に好適でない。圧縮／引っ張りが交互するサイクルによる流体流中の脈動（これらのポンプは、その流れの再ストロークギャップをマスクするように高速のポンプサイクルで往復動作する）は、蓄圧器およびダンプナーによって緩和することができるが、高速の振動はまた、キャビテーション気泡の形成を引き起こし得る。例えば、後退する膜に起因する引っ張り応力が、液体の引っ張り強度に打ち勝つとき、液体内部の圧力は、液体がそのガス相に変化する際に気泡が発生するように、その飽和蒸気圧の下まで降下する。これらの気泡は、噴霧先端部におけるイオン発生プロセスに中断をもたらし得、信号の安定性を損ない得る。
【０００５】
したがって、液体サンプルをイオン源に送達するための改善された、および／または低コストのシステム、方法、およびデバイスの必要性は、依然として存在する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（要旨）
イオンの発生およびそれに続く質量分光法による分析のため、液体サンプルをイオン源に送達するための方法およびシステムが、本明細書で提供される。本出願人の教示の様々な側面によれば、これらの方法およびシステムは、イオン化チャンバ内への液体サンプルの注入に先立って、液体サンプルから気泡（例えば、液体で囲まれたガスのポケット）を取り除くことにより、イオン源に送達される液体サンプルの流れの安定性を改善するのに効果的であり得る。様々な側面では、本明細書で提供される方法およびシステムは、サンプル流の安定性を改善でき、これまで質量分光法には不適と考えられてきた様々なポンプの使用を可能にする。
【０００７】
様々な側面によれば、本出願人の教示の特定の実施形態は、質量分光計による分析のためにイオンを発生させるための装置に関し、本装置は、質量分光計のサンプリングオリフィスと流体連通するように構成されたイオン源チャンバを画定するイオン源筐体と、サンプル源から液体サンプルを受容するための入口端を有する入口導管と、入口導管から液体サンプルの第１の部分を受容するための戻り導管と、入口導管から液体サンプルの第２の部分を受容するための出口導管であって、イオン源チャンバ内に液体サンプルの第２の部分を放出するための出口端を有する出口導管（例えば、毛細管）と、を含み、入口導管内の液体サンプル中に含有される気泡が、出口導管に対して優先的に戻り導管に迂回される。例えば、入口導管内の５０％を上回る、６０％を上回る、７０％を上回る、８０％を上回る、９０％を上回る、９５％を上回る気泡が、戻り導管に迂回され得る。ある実施形態では、入口導管内の９０％を上回る気泡が、戻り導管に迂回され得る。
【０００８】
様々な側面では、戻り導管は、液体サンプルの第１の部分をサンプル源に移送することができる。一例として、サンプル源は、リザーバを含むことができる。
【０００９】
入口導管、戻り導管、および出口導管は、液体サンプル中に含有される気泡を、イオン源チャンバに向けられることから優先的に迂回させるように、様々な構成を有することができる。様々な側面によれば、例えば、入口導管内の液体サンプルの体積流量は、戻り導管内の体積流量と出口導管内の体積流量との和に実質的に等しく（例えば、±５％以内）あることができる。関連する側面では、戻り導管内の体積流量は、出口導管内の体積流量を上回ることができる。一例として、戻り導管内の体積流量の、出口導管内の体積流量に対する比率は、約５を上回る（例えば、約１０を上回る、約２０を上回る）ことができる。様々な側面では、入口導管内の液体サンプルの体積流量は、約１ｍＬ／分を上回る（例えば、約５ｍＬ／分を上回る、約１０ｍＬ／分を上回る）。加えてまたは代替として、出口導管内の液体サンプルの体積流量は、約５μＬ／分を上回る（例えば、約２０μＬ／分、約５０μＬ／分、約１００μＬ／分を上回る）ことができる。
【００１０】
いくつかの側面では、入口導管は、接合部で終端し、そこから、戻り導管および出口導管のそれぞれの入口が延在する。例えば、戻り導管の入口は、出口導管の入口の上方に配置され得る。いくつかの側面では、戻り導管および出口導管の大きさは、異なることができる。例えば、戻り導管の入口の内径の、出口導管の入口に対する比率は、約３を上回る。いくつかの側面では、戻り導管の入口の、出口導管の入口に対する断面積の比率は、約１０を上回ることができる。いくつかの側面では、出口導管は、毛細管を含むことができる。
【００１１】
本教示の様々な側面では、本システムは、入口導管を通して液体サンプルを移送するためのポンプを加えて含むことができる。例えば、ポンプは、高速往復動ポンプまたは隔膜ポンプであることができる。
【００１２】
様々な側面によれば、本出願人の教示の特定の実施形態は、質量分光計による分析のためにイオンを発生させる方法に関し、本方法は、入口導管の入口端でサンプル源から液体サンプルを受容するステップと、入口導管によって受容された液体サンプルの第１の部分を戻り導管に、そして入口導管によって受容された液体サンプルの第２の部分を出口導管に送達するステップと、液体サンプルの第２の部分を出口導管の出口端からイオン源チャンバ内に放出し、放出された液体が質量分光計のサンプリングオリフィスに向けられたサンプルプルーム（ｐｌｕｍｅ）を形成するようにするステップとを含む。様々な側面では、入口導管内の液体サンプル中に含有される気泡は、第２の部分に対して優先的に、第１の部分に迂回される。
【００１３】
いくつかの側面では、本方法はまた、戻り導管からサンプル源（例えば、リザーバ）に液体サンプルの第１の部分を移送するステップを含むことができる。
【００１４】
様々な側面によれば、入口導管内の液体サンプルの体積流量は、戻り導管内の体積流量と出口導管内の体積流量との和に実質的に等しい。加えて、いくつかの側面では、戻り導管内の体積流量の出口導管内の体積流量に対する比率は、約５を上回る（例えば、約１０を上回る）。様々な側面では、本方法は、サンプル源から入口導管に該液体サンプルをポンプ注入する高速往復動ポンプを利用するステップをさらに含むことができる。
【００１５】
本出願人の教示のこれらおよび他の特徴は、本明細書で説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
当業者は、以下に記載の図面が例示目的のみのためであることを理解し得る。図面は、出願人の教示の範囲をいかようにも限定することを意図するものでは決してない。
【００１７】
【図１】図１は、本出願人の教示の様々な側面による、液体サンプルからサンプルイオンを発生させるための例示的質量分光法システムを概略図で図示する。
【図２】図２は、本出願人の教示の様々な側面による、液体サンプルからサンプルイオンを発生させるための別の例示的質量分光法システムを概略図で図示する。
【図３】図３は、本出願人の教示の様々な側面による、例示的質量分光計システムによって発生させられたイオン信号の安定性を実証するイオンクロマトグラムを描写する。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（詳細な説明）
明確にするため、以下の議論は、割愛することが簡便または適切である場合には、特定の具体的な詳細を割愛しつつ、本出願人の教示の実施形態の様々な側面を詳細に説明し得ることが認識され得る。例えば、代替的実施形態における同等または類似の特徴に関する議論は、幾分省略され得る。周知のアイデアまたは概念もまた、簡便のため、任意の詳しい詳細点には議論されないかも知れない。本出願人の教示のいくつかの実施形態は、具体的に記載された詳細の特定部分を実施のたびに必要としない場合があり、それは、実施形態の深い理解を提供するためのみに本明細書で説明されることを当業者は認識し得る。同様に、記述される実施形態は、本開示の範囲から逸脱することなく、共通的な一般知識による改変や変形の影響を受け得ることは明らかである。以下に示す実施形態の詳細な記述は、決して、本出願人の教示をいかようにも限定するものとして見なされるべきものではない。
【００１９】
本出願人の教示の様々な側面によれば、イオンの発生およびそれに続く質量分光法による分析のため、イオン源に送達される液体サンプルの流れの安定性を改善することができる本明細書に記載される方法およびシステムが本明細書に提供される。様々な側面によれば、本方法およびシステムは、イオン化チャンバ内への液体サンプルの注入に先立って、液体サンプル中に存在する（例えば、キャビテーション気泡または別様の）気泡を取り除くことができる。さらに、本教示の様々な側面による例示的実施形態は、サンプル源からイオン源に液体サンプルを確実に送達するため、これまで質量分光法には不適と考えられてきたポンプで注入機構を利用する。
【００２０】
図１は、液体サンプルからサンプルイオンを発生させ、質量分光計のサンプリングオリフィスにサンプルイオンを送達するための、本出願人の教示の様々な側面による、質量分光計システム１０の例示的実施形態を模式的に描写する。図１に示されるように、質量分光計システム１０は、概して、液体サンプル源２０、ポンプ３０、イオン源４０、およびサンプルイオンを下流で処理するための質量分析器６０を含む。より詳細に以下に説明するように、ポンプ３０は、概して、サンプル源２０から受容される液体サンプルの少なくとも一部が、１つまたはそれを上回る導管（例えば、チャンネル、配管、パイプ、毛細管、等）を通して、イオン化チャンバ１２内に液体サンプルを放出するイオン源４０に移送されるようにする。さらに、以下に詳細に説明するように、質量分光計システム１０は、液体サンプルのイオン化チャンバ１２内への注入に先立って、液体サンプル中に存在する（例えば、キャビテーション気泡または別様の）気泡を取り除くように構成され得る。
【００２１】
描写された実施形態では、イオン化チャンバ１２は、大気圧に維持され得るが、いくつかの実施形態では、イオン化チャンバ１２は、大気圧より低い圧力に排気され得る。液体サンプル中の被検物質がその内部でイオン化されるイオン化チャンバ１２は、カーテンプレート開口部１４ｂを有するプレート１４ａによってガスカーテンチャンバ１４から分離される。示されるように、質量分析器６０を収容する減圧チャンバ１６は、減圧チャンバサンプリングオリフィス１６ｂを有するプレート１６ａによってカーテンチャンバ１４から分離される。カーテンチャンバ１４および減圧チャンバは、１つまたはそれを上回る減圧ポンプポート１８を通した排気により、選択された圧力（単数または複数）（例えば、同じまたは異なる大気圧より低い圧力、イオン化チャンバより低い圧力）に維持され得る。
【００２２】
当業者によって理解されるであろうように、システム１０は、様々な液体サンプル源に流体的に結合され得、そこから液体サンプルを受容することができる。非限定的な実施例として、サンプル源２０は、分析されようとするサンプルのリザーバまたはサンプルがそこを通して注入され得る入力ポートを含むことができる。代わりに、また非限定的な実施例として、分析されようとする液体サンプルは、例えば、液体クロマトグラフィーカラムからの溶離液の構成とすることができる。
【００２３】
イオン源４０はまた、様々な構成を有することができるが、概して、サンプル源２０からそれが受容する液体サンプルからイオンを発生させるように構成される。図１に描写される例示的実施形態では、例えば、毛細管を含み得る出口導管４２は、以下でより詳細に記述されるように、イオン化チャンバ１２内に少なくとも部分的に延在し、その内部の液体サンプルを放出する出口端４２ｂ内で終端する。当業者によって理解されるであろうように、本教示に照らせば、出口端４２ｂは、カーテンプレート開口部１４ｂおよび減圧チャンバサンプリングオリフィス１６ｂに概して（例えば、これらの近傍に）向けられた、複数の微小滴を含むサンプルプルーム５０を形成するように、イオン化チャンバ１２に液体サンプルを、アトマイズ、エアロゾル化、霧化、または別様に放出（例えば、ノズルで噴霧）することができる。当業者に公知のように、微小滴中に含有される被検物質分子は、例えば、サンプルプルーム５０が発生させられる際に、イオン源４０によってイオン化（すなわち、荷電）され得る。非限定的な実施例として、出口端４２ｂは、導電性材料で作られ得、電圧源の極（図示せず）に電気的に結合され得る一方、電圧源の他の極は、接地され得る。サンプルプルーム５０中に含有される微小滴は、このように、出口端４２ｂに印加された電圧によって荷電され得、小滴内の液体（例えば、溶媒）がイオン化チャンバ１２内での脱溶媒の間に蒸発するにつれて、裸の荷電した被検物質イオンが解放され、開口部１４ｂ、１６ｂに向かって、かつこれらを通して引き寄せられ、（例えば、１つまたはそれを上回るイオンレンズを介して）質量分析器６０内に集束されるようになる。当技術分野で公知の任意の数の異なるイオン化技法も、本教示によるイオン源４０として利用され得ることが理解されるべきである。非限定的な実施例として、イオン源４０は、電子噴霧イオン化デバイス、霧化器補助電子噴霧デバイス、化学的イオン化デバイス、霧化器補助アトマイゼーションデバイス、フォトイオン化デバイス、レーザイオン化デバイス、熱噴霧イオン化デバイス、または音波噴霧イオン化デバイスであることができる。いくつかの実施形態では、サンプルプルームは、急速に振動する表面に衝突する液体流によって発生させられ得る。
【００２４】
図１を続けて参照すると、質量分光計システム１０は、例えば、高速霧化流と液体サンプルのジェットの相互作用を介して、１４ｂおよび１６ｂによるサンプリングのために、サンプルプルーム５０の形成およびプルーム内でのイオンの解放を促進するように、出口導管４２の出口端４２ｂを取り囲み、そこから放出される流体と相互作用する高速の霧化ガス流を供給する加圧ガス（例えば、窒素、空気、または希ガス）の源７０を随意に含むことができる。霧化器ガスは、例えば、約０．１Ｌ／分〜約２０Ｌ／分の範囲の様々な流速で供給され得る。
【００２５】
質量分析器６０が様々な構成を有することができることもまた、本明細書の教示に照らし、当業者は理解し得る。概して、質量分析器６０は、イオン源４０によって発生させられるサンプルイオンを処理（例えば、フィルタ、ソート、解離、検出等）するように構成される。非限定的な実施例として、質量分析器６０は、３連４重極質量分析計または当業者に公知で本明細書の教示により修正された、任意の他の質量分析器であることができる。質量分析器６０は、分析器６０を通過するイオンを検出でき、例えば、検出された１秒あたりのイオンの数を示す信号を供給し得る検出器を備えることができる。
【００２６】
図１に描写された例示的ポンプ３０は往復ポンプを含むが、本明細書に記載される方法およびシステムで使用されるポンプは、様々な構成を有することができ、概して、導管を通して流体を移送し、流体をイオン源４０に送達するように構成された当業者に公知で、本教示によって修正された任意のポンプ機構を含むことができる。非限定的な実施例として、ロータリー、ギア、プランジャ、ピストン、蠕動、隔膜ポンプ等の容積型ポンプ、ならびに、重力、脈動、遠心力ポンプ等の他のポンプが、液体サンプルをポンプ注入するのに使用されることができる。
【００２７】
図２を参照すると、本教示の様々な側面による、別の例示的質量分光計システム２１０が模式的に描写される。質量分光計システム２１０は、図１のものと実質的に同様であるが、ポンプ２３０は、液体サンプルと流体連通する振動隔膜を含むという点で部分的に異なる。隔膜が振動すると、圧縮（例えば、正圧）および引っ張り（例えば、負圧）のサイクルが流体に働く。１つまたはそれを上回る一方向チェックバルブとの組み合わせで、隔膜ポンプは、サンプル源２３０からイオン源２４０への流体の動きを発生させることができる。隔膜ポンプ２３０は、流れの特性（体積流量、流体流の安定性、等）を最適化するために、様々な周波数（例えば、約１０００Ｈｚ連続を下回る、約６０Ｈｚ）で、および５０ｋＨｚまたはそれを下回る範囲でその出力のパルス幅変調とともに動作するように選択され得ることが認識され得る。
【００２８】
上記したように、本出願人の教示の様々な側面によるシステムおよび方法は、イオン化チャンバへの液体サンプルの注入に先立って、液体サンプル中に存在する（例えば、キャビテーション気泡または別様の）気泡を取り除くように構成される。特に図１を参照すると、例示的質量分光計システム１０は、それを通して液体サンプルの少なくとも一部が、サンプル源２０からイオン化チャンバ１２内に配置された出口導管４２の出口端４２ｂに移送される、１つまたはそれを上回る導管を備える。図１に示されるように、入口導管４４はサンプル源２０に流体的に結合され、サンプル源２０から液体サンプルを（直接的または間接的に）受容するための入口端４４ａを含む。往復ポンプ３０もまた、入口導管４４に結合され、サンプル液を入口導管４４内に引き込み、それを通して移送するように作動され得る。しかしながら、上記のように、往復ポンプ３０の動作は、例えば、キャビテーションを通してサンプル液内に気泡３２を潜在的に発生させ得る。ポンプ３０の下流で、入口導管４４は、接合部４４ｂで終端し、そこから、戻り導管４６と出口導管４２とが延在する。接合部４４ｂで戻り導管４６に入る流体は、サンプル源２０（例えば、リザーバ）に戻るように移送される一方、出口導管に入る流体は、イオン化チャンバ１２への放出のため出口端４２ｂに送達される。しかしながら、図２を参照すると、戻り導管は、代わりに、そこを通って流れる流体を、さらなる処理または収集のために、廃液リザーバ２７０または１つもしくはそれを上回る他のイオン源もしくは他の機構に向けることが認識され得る。
【００２９】
接合部４４ｂ、出口導管４２、および戻り導管４６は、概して、入口導管４４内のサンプル流体（例えば、サンプル液およびポンプ３０の下流のガス気泡）中に含有される気泡３２が、図１に描写されるように、優先的に戻り導管４６に迂回されるように構成され、それによって、気泡３が、出口導管４２を通してイオン化チャンバ１２に送達されることを減少させまたは阻止する。例えば、気泡は、出口導管４２内のサンプル液が１０％ｖ／ｖを下回る（例えば、５％ｖ／ｖを下回る）気泡を含有するように、戻り導管４６に迂回され得る。非限定的な実施例として、ポンプ３０によって発生させられる実質的に全て（例えば、９５％を上回る）の気泡３２が、戻り導管４６に迂回され得る。いくつかの側面では、全ての気泡３２が戻り導管４６に迂回されるわけではない一方で、任意の残りの気泡が、イオン化プロセスと実質的に干渉しないか、または質量分析器５０によって発生させられるイオン信号に解決不可能な外乱をもたらさないように十分な気泡３２を迂回され得ることは、本教示に照らし、当業者によってさらに理解され得る。
【００３０】
本教示によれば、接合部４４ｂ、出口導管４２、および戻り導管４６は、気泡３２が戻り導管４６に優先的に迂回されるような様々な構成を有することができる。一例として、戻り導管および出口導管４２、４６に対する入口導管の内径、断面積、平均流速、および配向は、気泡３２が戻り導管に向かって方向付けられるように選定され得る。一例として、これらの導管は、入口導管４４内の体積流体流の大部分（ｂｕｌｋ）（例えば、約９０％を上回る、約９５％を上回る）が、戻り導管４６を通してサンプル源２０に戻される一方、残りの体積流体流は、出口導管４２に入り出口端４２ｂに移送されるように構成され得る。
【００３１】
図１に示されるように、例えば、戻り導管４６は、戻り導管４６内の流れが概して重力に反して向けられる一方、信号を発生させる流れは重力と整列されるように、出口導管４２に対して配向（例えば、出口導管４２の上方に）され得る。その結果、比較的高密度の液体サンプル中を上昇しようとする気泡３２の自然な傾向は、気泡が、優先的に、戻り導管４６内に迂回される流体流の大部分に追従するようにする。
【００３２】
出口導管および戻り導管の配向は、重力場が出口導管内の流れを助長する一方、戻り導管４６内の流れを阻害するように、戻り導管４６と出口導管４２とが互いに対して配向される限り、正確である必要はないことが認識される。いずれにせよ、図２に示されるように、戻り導管内の流れの配向は、戻り導管２４６内に流れる気泡の傾向を最大にするように出口導管４２内の流れの配向と正反対となるように選定され得る。
【００３３】
出口導管４２からの気泡の迂回は、代替として、または加えて、接合部４４ｂにおける導管４２、４６の異なる内径に起因して、したがって、結果として引き起される導管を通る体積流量の差により生じ得る。例えば、いくつかの側面では、戻り導管４６の内径、したがってその体積流量は、出口導管４２のそれを上回ることができる。いくつかの実施形態では、戻り導管４６の入口の内径は、出口導管４２のそれを少なくとも約３倍上回ることができる。例えば、戻り導管の入口の断面積の、出口導管の入口に対する比率は、約１０を上回ることができる。本教示のいくつかの側面では、戻り導管内の体積流量の、出口導管内の体積流量に対する比率は、約５を上回る（例えば、約１０を上回る、約２０を上回る）ことができる。（この尺度は、非円形断面領域を有する導管についてより有用な軽量であり得る。）同様に、様々な側面では、入口導管内の液体サンプルの体積流量は、約１ｍＬ／分を上回る（例えば、約５ｍＬ／分上回る、約１０ｍＬ／分上回る）ことができる。加えてまたは代わりに、出口導管内の液体サンプルの体積流量は、約５μＬ／分を上回る（例えば、約２０μＬ／分を上回る、約５０μＬ／分を上回る、約１００μＬ／分を上回る、またはこれをさらに上回る）ことができる。
【００３４】
本教示の様々な側面では、出口導管４２の入り口で気泡３２が遭遇するより小さな内径は、（気泡の再整形が、それらの表面張力に起因してエネルギーを必要とするため）気泡３２を捕獲し、そして／または遅延することができ、したがって、浮力で助長される戻り導管４６内へのより高い流れによって気泡が掃引されるので、気泡が出口導管４２に流れ込むのを阻止するのに役立つ。例えば、気泡３２が、ある領域（例えば、接合部４４ｂ）で捕獲されると、気泡は、導管の内径および相対的な体積流量の差により、優先的にリザーバ２０に戻され得、気泡の自然な浮力がそれらを戻り導管４６内に移動させる。さらに、本教示の様々な側面によるシステムおよび方法は、戻り導管のより大きな内容積が、蓄圧器として作用でき、そのため往復ポンプ３０固有の脈動をマスクする一方で、出口導管内への、そして最終的にはイオン源４０内への流れの安定性を改善するという付加的利点を提供する。さらに、（戻り導管およびサンプル源２０に、または別様に迂回されるその体積の部分を含め）入口導管４４内の体積流量の増加があれば、往復ポンプ３０の動作は安定化され得、そしてさらに、出口導管４２のそれに対し、より大きな内径を有する配管の使用が可能になる。
【実施例】
【００３５】
ここで図３を特に参照すると、例示的イオンクロマトグラムは、気泡除去なしに高速往復動ポンプを用いて発生したイオン信号（図３（ａ））と本教示による気泡除去システムおよび方法とともに、同じ高速往復動ポンプを用いて発生したイオン信号（図３（ｂ））との安定性の違いを描写する。それぞれの流路の違いは別として、両実験とも、ＡＢ  ＳＣＩＥＸから販売されるＡＰＩ４０００ＱＴＲＡＰを、レセルピン（Ｒｅｓｅｒｐｉｎ）検出のためのＭＲＭモード（正イオンモード、遷移６０９Ｄａ〜１９５Ｄａ）で動作させ、滞留時間を１０００ミリ秒とする同一の条件で行われた。両試験ともに、公称濃度１０ｐｇ／μＬの溶液を用いたが、それぞれの溶液は、異なるバッチからのものであった（したがって、平均感度に若干の違いがある）。溶液は、５０／５０／０．１％水／メタノール／ギ酸で調製された。Ｔｕｒｂｏ  Ｖ  ｅｓｉプローブを用い、霧化器ガスおよび脱溶媒ヒータの標準設定下（それぞれ約１．５Ｌ／分および約８Ｌ／分）でイオンを発生させた。各実験では、隔膜ポンプを３０００ｒｐｍで動作させ、サンプル源から約２０ｍＬ／分でポンプ注入し、約９０μＬ／分はイオン源に送達された。（気泡除去設定（ｂ）では、入口戻り導管は、本明細書で別様に説明されたように、設定（ａ）のように、概して平面的な分岐ではなくむしろ、概して、出口導管の上方に配置された）。気泡除去設定での戻り導管は、２．５ｍｍの内径を有し、そして、出口導管は、０．５ｍｍの内径を有した。接合部において、戻り導管は垂直に配向される一方、出口導管は水平に配向された。
【００３６】
図から明らかなように、図３（ａ）の信号は、有意により不安定であり、そして、概して質量分光計の較正または設定に不適である。しかしながら、図３（ｂ）のイオン信号は、約０．９％のＣＶを有し、これは、Ｈａｒｖａｒｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ社の新たな注射器ポンプで得られる性能に匹敵する。
【００３７】
したがって、本明細書に記載されるシステムおよび方法は、イオン源に送達されるサンプル液の流れを安定化するのに効果的であり得、それによって、より安定なイオン信号を生成する。ポンプによって発生させられるキャビテーション気泡は、例えば、サンプル液のイオン化およびそれに続く被検物質イオンの検出を妨害するが、本出願人の教示は、質量分光法内のサンプル送達に不適と以前は考えられてきたポンプを利用したサンプル液の増大された送達を可能にし得る。
【００３８】
本明細書で使用される節の見出しは、整理の目的のみのためであり、限定するものとして解釈されるべきではない。本出願人の教示は、様々な実施形態に関連して記載されるが、本出願人の教示がそのような実施形態に限定されることは意図されない。逆に、本出願人の教示は、当業者によって理解されるように、様々な代替、改変、および均等物を包含する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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