(57)【要約】  液体クロマトグラフィー検出器と共に使用するためのフローコントローラ。フローコントローラは、入口部、入口部と連通するコントロールチャンネル部、および該コントロールチャンネル部と連通する出口部を含んで成るフローチャンネルを含む。コントロールチャンネル部は、液体クロマトグラフィー検出器のドリフトチューブの断面積より小さい断面積を有し、液滴のフローが該より小さい断面積を通り抜けるようになっている。フローコントローラは、液体クロマトグラフィー検出器の液滴ストリームにおける圧力変動および乱流を低減するような形状および寸法とされる。
2010512514.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体クロマトグラフィー検出器であって：
分析のために液滴を生成するネブライザー；
検出セルによる分析のためにネブライザーによって生成された液滴を受けるように適用される検出セル；
ネブライザーと検出セルとの間に配置されるドリフトチューブであって、液滴をネブライザーから検出セルへと、ドリフトチューブを通る液滴ストリームとして案内するように適用されるドリフトチューブ；
ネブライザーと検出セルとの間に配置され、かつ、液滴ストリームを受けるようにドリフトチューブと連通するフローコントローラであって、ドリフトチューブの断面積より小さい断面積を有するフローチャンネルを含んで成り、液滴ストリームのフローが該より小さい断面積を通ってチャネリングするようになっており、および、検出セルにより受けられる液滴ストリームにおける乱流を低減するような形状および寸法とされたフローコントローラ；および
液滴ストリームがフローコントローラに入る前に、特定寸法より大きい液滴を遮るように適用されるインパクターであって、液滴ストリームのフローに対して略垂直なディスクと、移動相の部分が液体クロマトグラフィー検出器を通るときに移動相の部分を遮るためのディスクに対して略垂直に延在するチューブとを含むインパクター
を含んで成る、液体クロマトグラフィー検出器。
【請求項２】
前記チューブの遠位端はネブライザーに面する、請求項１に記載の液体クロマトグラフィー検出器。
【請求項３】
ネブライザーに面するチューブの前記遠位端は、粗面になっている、請求項２に記載の液体クロマトグラフィー検出器。
【請求項４】
前記チューブは、移動相の中央部分が液体クロマトグラフィー検出器を通るときに移動相の中央部分を遮るためのディスクの中央に対して略垂直に延在する、請求項１に記載の液体クロマトグラフィー検出器。
【請求項５】
ネブライザーにより生成された液滴を受けるようにネブライザーとドリフトチューブとの間にあるネブライジングカートリッジを更に含み、該ネブライジングカートリッジはインパクターを収容し、インパクターのチューブは、ネブライジングカートリッジの直径の約１〜約１．５倍でディスクから延在する、請求項１に記載の液体クロマトグラフィー検出器。
【請求項６】
チューブは、ネブライジングカートリッジの直径の約２０％〜約２５％の内径を有する、請求項５に記載の液体クロマトグラフィー検出器。
【請求項７】
ディスクは小さい熱容量を有する化学的に安定な材料から形成され、およびチューブは金属から形成される、請求項１に記載の液体クロマトグラフィー検出器。
【請求項８】
フローチャンネルの前記断面積は、ドリフトチューブの断面積の約２％〜約２０％である、請求項１に記載の液体クロマトグラフィー検出器。
【請求項９】
フローチャンネルの前記断面積は、ドリフトチューブの断面積の約３％〜約１０％である、請求項１に記載の液体クロマトグラフィー検出器。
【請求項１０】
フローチャンネルの前記断面積は、ドリフトチューブの断面積の約５％である、請求項１に記載の液体クロマトグラフィー検出器。
【請求項１１】
前記フローコントローラの前記フローチャンネルは、液滴ストリームを受けるようにドリフトチューブと連通する入口部、および液滴ストリームのフローを通り抜けさせるための該入口部と連通するコントロールチャンネル部を含み、該コントロールチャンネル部は、ドリフトチューブの断面積より小さい前記断面積を有する、請求項１に記載の液体クロマトグラフィー検出器。
【請求項１２】
前記入口部は、フローコントローラの開口部から延在し、かつコントロールチャンネル部の断面積の寸法および形状へと狭くなっていくテーパー入口側壁を含んで成る、請求項１１に記載の液体クロマトグラフィー検出器。
【請求項１３】
前記テーパー入口側壁は、実質的に円錐形の形状である、請求項１２に記載の液体クロマトグラフィー検出器。
【請求項１４】
前記テーパー入口側壁は、テーパー入口側壁の反対側面の間で測定される角度αで延在し、該角度αは約３０度〜約１２０度である、請求項１３に記載の液体クロマトグラフィー検出器。
【請求項１５】
前記角度αは、約３０度、約６０度、約８２度、約９０度、約１００度、約１１０度、および約１２０度のうちの１つである、請求項１４に記載の液体クロマトグラフィー検出器。
【請求項１６】
前記コントロールチャンネル部は、略円筒状通路を含んで成る、請求項１１に記載の液体クロマトグラフィー検出器。
【請求項１７】
前記略円筒状通路は、実質的に円形である、請求項１６に記載の液体クロマトグラフィー検出器。
【請求項１８】
コントロールチャンネル部の幅Ｗに対するコントロールチャンネル部の長さＬの比は、約１．５〜約２０である、請求項１１に記載の液体クロマトグラフィー検出器。
【請求項１９】
コントロールチャンネル部の幅Ｗに対するコントロールチャンネル部の長さＬの比は、約２〜約５である、請求項１８に記載の液体クロマトグラフィー検出器。
【請求項２０】
前記フローコントローラの前記フローチャンネルは、前記コントロールチャンネル部と連通する出口部を更に含んで成り、該出口部は、コントロールチャンネル部の断面から、検出セルと連通するフローコントローラの開口出口まで延在するテーパー出口側壁を含む、請求項１１に記載の液体クロマトグラフィー検出器。
【請求項２１】
前記テーパー出口側壁は、実質的に円錐形の形状である、請求項２０に記載の液体クロマトグラフィー検出器。
【請求項２２】
前記テーパー出口側壁は、テーパー出口側壁の反対側面の間で測定される角度βで延在し、該角度βは約３０度〜約１２０度である、請求項２１に記載の液体クロマトグラフィー検出器。
【請求項２３】
前記角度βは、約３０度、約６０度、約８２度、約９０度、約１００度、約１１０度、および約１２０度のうちの１つである、請求項２２に記載の液体クロマトグラフィー検出器。
【請求項２４】
前記インパクターの寸法は、インパクターによって遮られる液滴の数を少なくするように小さくされ得る、請求項１に記載の液体クロマトグラフィー検出器。
【請求項２５】
遮った液滴をドレン排出するための出口ドレンを更に含んで成る、請求項１に記載の液体クロマトグラフィー検出器。
【請求項２６】
フローコントローラと検出セルとの間で蓄積された液体がフローコントローラを通り過ぎて出口ドレンへと流れることができるように、フローコントローラの下側に沿って形成されたドレンチャンネルを更に含んで成る、請求項２５に記載の液体クロマトグラフィー検出器。
【請求項２７】
インパクターの前記ディスクはノッチを含んで成り、これにより、前記蓄積された液体がインパクターを通り過ぎて出口ドレンへと流れることができる、請求項２６に記載の液体クロマトグラフィー検出器。
【請求項２８】
前記ドリフトチューブは、液滴の少なくとも一部を液滴ストリームとしてネブライザーから検出セルへとドリフトチューブを通じて移送するためのキャリアガスを受けるように適用される、請求項１に記載の液体クロマトグラフィー検出器。
【請求項２９】
液体クロマトグラフィー検出器であって：
ネブライズされた液滴を液滴ストリームとして案内するために適用されるドリフトチューブ；
ドリフトチューブ内に配置されるフローコントローラであって、ドリフトチューブの断面積より小さい断面積を有するフローチャンネルを含んで成り、液滴ストリームが該より小さい断面積を通り抜けるようになっており、および、液滴ストリームにおける乱流を低減するような形状および寸法とされたフローコントローラ；および
液滴ストリームがフローコントローラに入る前に、特定寸法より大きい液滴を遮るように適用されるインパクターであって、液滴ストリームのフローに対して略垂直なディスクと、移動相の部分が液体クロマトグラフィー検出器を通るときに移動相の部分を遮るためのディスクに対して略垂直に延在するチューブとを含むインパクター
を含んで成る、液体クロマトグラフィー検出器。
【請求項３０】
液体クロマトグラフィー検出器であって：
分析のために液滴を生成するネブライザー；
該液滴を分析するために適用される検出器；
液滴をネブライザーから検出器へと案内するような形状および寸法とされたドリフトチューブであって、断面積を有するドリフトチューブ；
液滴ストリームを受けるようにネブライザーと検出セルとの間に配置されるフローコントローラであって、ドリフトチューブの断面積より小さい断面積を有するフローチャンネルを含んで成るフローコントローラ；および
液滴ストリームがフローコントローラに入る前に、特定寸法より大きい液滴を遮るように適用されるインパクターであって、液滴ストリームのフローに対して略垂直なディスクと、移動相の部分が液体クロマトグラフィー検出器を通るときに移動相の部分を遮るためのディスクに対して略垂直に延在するチューブとを含むインパクター
を含んで成る、液体クロマトグラフィー検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
＜背景技術＞
蒸発光散乱検出器（ＥＬＳＤ）、質量分析計、および帯電エアロゾル検出器は、液体クロマトグラフィー（ＬＣ）分析に日常的に使用されている。そのようなデバイスでは、液体サンプルをネブライザー（または噴霧器）で液滴に変えている。キャリアガスにより、液滴は、ネブライジングカートリッジ、インパクター（または衝突体）、およびドリフトチューブを通って移送される。常套のデバイスは、大きな液滴を遮る（またはインターセプトする）ように液滴の経路にインパクターを設けており、大きな液滴は集められてドリフトチューブから出口ドレンを通って出て行く。残りの適切な寸法を有するサンプル液滴は、ドリフトチューブを通過し、ドリフトチューブは、液滴の溶媒部分の蒸発を助長するために加熱され得る。液滴の溶媒部分が蒸発すると、残りの比較的低揮発性の被分析物が、使用するデバイスのタイプに応じて検出用の検出セルまたは検出器を通過する。例えば、ＥＬＳＤの検出セルでは、サンプルの光散乱が測定される。このようにして、ＥＬＤＳ、質量分析計、および帯電エアロゾル検出器が、幅広く様々なサンプルの分析に使用され得る。
【０００２】
常套の検出デバイスには様々な難点があり、かかる難点には、検出セルによって検出されるギザギザ（または鋸歯状：jagged）のピークノイズの程度が比較的高いことが含まれる。そのような過度にギザギザになったピークノイズは、サンプル液滴の性質を正確に測定する検出デバイスの性能を阻害し得、および感度を全体的に低下させ得る。常套の検出デバイスのベースラインノイズの問題に対処する１つの常套的な方策は、バックグラウンドのノイズを増大させ得る大きな粒子が、ドリフトチューブを通過して検出器に移行するのを防止するためのディフューザ捕捉デバイスを含めることである。しかしながら、そのようなデフューザは、全てのノイズを除去できるものではない。加えて、そのようなデフューザは、ドリフトチューブでの凝縮、および検出デバイスの操作条件下でのピークの広がりを招き得る。ピークの広がりは、典型的なピークの幅が約０．８秒〜約１．０秒である超高速（または超高性能）液体クロマトグラフィー（ＵＰＬＣ）で生じるシャープなピークに対して特に問題となる。よって、ディフューザを備えるそのような常套の検出デバイスは、適切にノイズを減少させ、および感度を増大させることはできない。
【発明の概要】
【０００３】
以下の簡素化した（または簡単な）概要は、本発明の技術のいくつかの要旨の基本的概観を提供するものである。この概要は外延的（または詳細な：extensive）概観ではない。本技術のキーとなるまたは重要な要素を特定し、または本技術の範囲を画することを意図したものではない。この概要は、特許請求の範囲に記載の主題の範囲を決める助けとして用いられることを意図したものではない。その目的は、後述するより詳細な説明の前に、本技術に関する幾分簡素化した概念を提示することにある。
【０００４】
従って、本発明の要旨は、ノイズを減少させ、かつ感度を増大させるために、液滴フローにおける圧力変動を低減する検出デバイス用のフローコントローラを提供する。このフローコントローラは、適切な信号強度を維持しつつ、ノイズを減少させ、かつ感度を増大させるために、ドリフトチューブの断面積より小さい断面積を有するフローチャンネルを含む。そのようなノイズを減少させることによって、この検出デバイスは、より高レベルの感度を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】図１は、本発明の１つの態様におけるフローコントローラを有するＥＬＳＤの概略図であって、内部構造を見せるために一部を切除して示す。
【図２Ａ】図２Ａは、ネブライジングカートリッジの内部に収容される例示的なインパクターの概略端面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、ネブライジングカートリッジの内部に収容される例示的なインパクターの概略端面図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、ネブライジングカートリッジの内部に収容される例示的なインパクターの概略端面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明のフローコントローラ無しでの、２０ｐｐｍヒドロコルチゾンの例示的なプリアンプクロマトグラムである。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明のフローコントローラ無しでの、２０ｐｐｍヒドロコルチゾンの例示的なプリアンプクロマトグラムである。
【図３Ｃ】図３Ｃは、本発明のフローコントローラ無しでの、２０ｐｐｍヒドロコルチゾンの例示的なプリアンプクロマトグラムである。
【図４Ａ】図４Ａは、インパクターに隣接するフローコントローラ有りでの、２０ｐｐｍヒドロコルチゾンの例示的なプリアンプクロマトグラムである。
【図４Ｂ】図４Ｂは、インパクターに隣接するフローコントローラ有りでの、２０ｐｐｍヒドロコルチゾンの例示的なプリアンプクロマトグラムである。
【図４Ｃ】図４Ｃは、インパクターに隣接するフローコントローラ有りでの、２０ｐｐｍヒドロコルチゾンの例示的なプリアンプクロマトグラムである。
【図５Ａ】図５Ａは、インパクターから約５ｍｍ（０．２インチ）に配置されたフローコントローラ有りでの、２０ｐｐｍヒドロコルチゾンの例示的なプリアンプクロマトグラムである。
【図５Ｂ】図５Ｂは、インパクターから約５ｍｍ（０．２インチ）に配置されたフローコントローラ有りでの、２０ｐｐｍヒドロコルチゾンの例示的なプリアンプクロマトグラムである。
【図５Ｃ】図５Ｃは、インパクターから約５ｍｍ（０．２インチ）に配置されたフローコントローラ有りでの、２０ｐｐｍヒドロコルチゾンの例示的なプリアンプクロマトグラムである。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明のフローコントローラ無しでの、０．１８ｍｇ／ｍＬギンコライドＢの例示的なプリアンプクロマトグラムおよびバックパネルクロマトグラムである。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本発明のフローコントローラ無しでの、０．１８ｍｇ／ｍＬギンコライドＢの例示的なプリアンプクロマトグラムおよびバックパネルクロマトグラムである。
【図６Ｃ】図６Ｃは、本発明のフローコントローラ無しでの、０．１８ｍｇ／ｍＬギンコライドＢの例示的なプリアンプクロマトグラムおよびバックパネルクロマトグラムである。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明のフローコントローラ有りでの、０．１８ｍｇ／ｍＬギンコライドＢの例示的なプリアンプクロマトグラムおよびバックパネルクロマトグラムである。
【図７Ｂ】図７Ｂは、本発明のフローコントローラ有りでの、０．１８ｍｇ／ｍＬギンコライドＢの例示的なプリアンプクロマトグラムおよびバックパネルクロマトグラムである。
【図７Ｃ】図７Ｃは、本発明のフローコントローラ有りでの、０．１８ｍｇ／ｍＬギンコライドＢの例示的なプリアンプクロマトグラムおよびバックパネルクロマトグラムである。
【図８】図８は、本発明の別の態様によるフローコントローラを有するＥＬＳＤの概略図であって、内部構造を見せるために一部を切除して示す。
【図９】図９は、本発明のもう１つの別の態様による２つのフローコントローラを有するＥＬＳＤの概略図であって、内部構造を見せるために一部を切除して示す。
【０００６】
全ての図面に亘って、対応する参照符号は、対応する部材を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
＜詳細な説明＞
図１は、本発明の１つの態様に従うＥＬＳＤ（全体を９０にて示す）を図示する。当業者に理解され得るように、ＥＬＳＤに適用された本発明の例示的な態様に対して本明細書で言及した内容は、他の検出デバイス、例えば質量分析計および帯電エアロゾル検出器などに容易に適用できる。液体クロマトグラフィー（ＬＣ）カラム１００は、流出物１０２（即ち、移動相）をネブライザー（または噴霧器）１０４に供給する。ネブライザーには、不活性ガス（例えば窒素）などのキャリアガス１０６も供給される。当業者に理解され得るように、ネブライザー１０４は分析用の液滴（または液滴ストリーム）を生じ、これはキャリアガス１０６によって、ＥＬＳＤ９０のネブライジングカートリッジ１０７およびドリフトチューブ１０８内を移送される。例えば電界により、または真空（もしくは減圧）などで、液滴ストリームを装置内に通じて移動させるための他の機構を、本発明のこの例示的な態様の範囲を逸脱することなく利用できる。液滴は、通常、約１０μｍ（４００マイクロインチ）〜約１００μｍ（４ミル）の寸法範囲内にある。例えば、ネブライズ（または噴霧）した水滴は、この滴がネブライザー１０４を出るときに、約４０μｍ（１．６ミル）〜約６０μｍ（２．４ミル）の範囲である。これに対し、ネブライズしたアセトニトリル滴は、この滴がネブライザー１０４を出るときに、約１５μｍ（５９０マイクロインチ）〜約２０μｍ（７９０マイクロインチ）の範囲である。当業者に容易に理解され得るように、他の化合物は様々な寸法範囲の液滴を形成する。
【０００８】
キャリアガス１０６および液滴はネブライジングカートリッジ１０７およびドリフトチューブ１０８（これは加熱され得る）を通過して流れ、移動相１０２（溶媒）の蒸発が起こり、液滴の寸法が減少する。ガスストリームは、ユニットの検出モジュールである検出セル１１０（例えば光学セル）に入ることにより進み続ける。このストリームは検出セル１１０を通過し、出口１１２を排出ガスストリーム１１４として出て行く。当業者には容易に理解されるように、検出セル１１０は、分析のために液滴を受けるように適用される。
【０００９】
次に図１および２Ａ〜２Ｃを参照して、ＥＬＳＤ９０は、キャリアガス１０６によりネブライザー１０４からネブライジングカートリッジ１０７を通って移送される特定寸法よりも大きい液滴を遮る（またはインターセプトする）ために適用されるネブライジングカートリッジ１０７の内部に収容されるインパクター（または衝突体）１１８を更に含んで成る。遮られなかった液滴は、インパクター１１８とネブライジングカートリッジ１０７との間に形成された開口エリア１１９を通って、インパクター１１８を通り過ぎることができる。
【００１０】
当業者に容易に理解され得るように、インパクター１１８の具体的な形状、位置、寸法、および構成は、どのような寸法の液滴をインパクターで遮り、および液滴フローのどの程度の部分を開口エリア１１９に通過させるかを制御するように変更できる。例えば、図２Ａに図示する例示的なインパクター１１８Ａは、図２Ｂに図示する例示的なインパククター１１８Ｂより大きく、よって、より多くの粒子を停止させ、フローのためのより小さい開口エリア１１９を形成する。これら例示的なインパクター１１８Ａ、１１８Ｂの各々の分割フロー（split-flow）構成により、移動相１０２の分割を制御するように、インパクターがネブライジングカートリッジ１０７の内側に配置される。加熱されたドリフトチューブ１０８の前に、移動相のより大きな液滴を除去することにより、移動相１０２エアロゾルにおいてより小さく、かつより均一な粒子寸法分布が得られる。検出セル１１０に到達するサンプルの量は、インパクター１１８のネブライザー１０４に対する近さ、形状および寸法に依存する。インパクター１１８の寸法が大きいほど、移動相１０２はより一層分かれる。一端遮られると、集められた液滴はネブライジングカートリッジ１０７を出口ドレン１２０から出て行く。出口ドレン１２０は、インパクター１１８より上流および下流のいずれに配置されてもよい。当業者に理解され得るように、インパクターには任意の材料を使用し得る。１つの例示的な態様においては、インパクターは、剛性コア（例えばステンレス鋼などの金属）を取り囲む、小さい熱容量を有する化学的に安定な材料、例えばテフロン（登録商標）から形成される。
【００１１】
次に図２Ｃを参照して、別の例示的な態様のインパクター１１８Ｃが開示される。先のインパクター１１８Ａ、１１８Ｂと同様に、このデザインも移動相１０２を分割する。このインパクターは、移動相１０２に対してインパクターとして機能するディスク（これも１１８Ｃにて示す）を含む。インパクター１１８Ｃは、ディスクの中心に対して略垂直に延在するチューブ１２２も含み、その遠位端はネブライザー１０４に面している。この位置において、チューブ１２２は、移動相の中央部分を、それがネブライジングカートリッジ１０７を通過するときに遮る。移動相１０２のこの部分は、主として層流を含んで成り、よって、インパクターのディスク１１８Ｃにぶつからない移動相の該部分は乱流の程度が比較的小さい。層流を有する移動相１０２の部分をこのように選択することによって、信号ノイズの減少が促進される。ネブライザー１０４に面したチューブ１２２の遠位端（または入口部）は、液体がチューブの入口を横切って滴るのを防止するために粗面に（または表面が粗くもしくはザラザラに）なっている。インパクターのディスク１１８Ｃは、ネブライジングカートリッジ１０７の内側で下方に向いているノッチ１２４も含み、これにより、ネブライジングカートリッジの内部での液体凝縮物がインパクターを通って流れて出口ドレン１２０に達することができる。１つの例示的な態様において、チューブ１２２はディスク１１８Ｃから、ネブライジングカートリッジ１０７の直径の約１〜約１．５倍で延在する。１つの例では、チューブ１２２は約２８ｍｍ（１．１インチ）で延在する。別の例示的な態様において、チューブ１２２は、ネブライジングカートリッジ１０７の直径の約２０％〜約２５％の内径を有する。１つの例では、チューブ１２２は約５ｍｍ（０．２インチ）の内径を有する。ディスク１１８Ｃおよびチューブ１２２は任意の材料より形成されていてよいが、１つの例示的な態様において、ディスクは小さい熱容量を有する化学的に安定な材料（例えばテフロン（登録商標））から形成され、そして、チューブは金属（例えばステンレス鋼）から形成される。
【００１２】
再び図１を参照して、本発明のフローコントローラの例示的な態様を、その全体を１３０にて示す。フローコントローラは、フローコントローラをネブライジングカートリッジ１０７とドリフトチューブ１０８との間に取り付ける周縁フランジ１３１を含む。フローコントローラは、フローコントローラの一端から他端の間で延在するフローチャンネル１３２を含む。図１に図示するフローコントローラ１３０では、フローチャンネル１３２は入口部１３２Ａ、コントロールチャンネル部１３２Ｂ、および出口部１３２Ｃを含む。当業者に容易に理解され得るように、フローコントローラ１３０は、例えばアルミニウムおよびステンレス鋼などの金属を含む多数の種類の材料から形成されていてよい。一般的に言って、フローチャンネル１３２は、ドリフトチューブ１０８より小さい断面積を有し、キャリアガス１０６および液滴が該より小さい断面積を通り抜ける（またはチャネリングする）ようになっている。以下により詳細に述べるように、フローコントローラ１３０は、液滴ストリームにおける圧力変動および乱流を低減するような形状および寸法とされる。
【００１３】
入口部１３２Ａは、フローコントローラ１３０の開口部１４０から延在し、かつコントロールチャンネル部１３２Ｂの断面積の寸法および形状へと狭くなっていくテーパー入口側壁１３８を含む。図示する態様では、テーパー入口側壁１３８は実質的に円錐形の形状を有し、テーパー入口側壁の反対側面（opposite sides）の間で測定される角度αで延在する。１つの例示的な態様において、角度αは約３０度〜約１２０度の間である。他の例示的な態様において、角度αは、約３０度、約６０度、約８２度、約９０度、約１００度、約１１０度、および約１２０度のうちの１つである。本明細書にて具体的に言及していない約３０度〜約１２０度の間の他のα角度も、本発明の範囲を逸脱することなく利用され得る。当業者に容易に理解され得るように、異なるα角度は、ＥＬＳＤ９０の他のパラメータに依存して、異なるレベルのノイズ減少をもたらし得る。よって、所定のＥＬＳＤ装置９０に対してノイズ減少を最適化するためには、モデル化および／または実験が求められ得る。
【００１４】
フローコントローラ１３０のコントロールチャンネル部１３２Ｂは、略円筒状通路１５０を含んで成る。図示する態様では、円筒状通路１５０は実質的に円形である。円筒状通路１５０の他の断面形状（例えば楕円形）も、本発明の範囲に属するものと考えられる。コントロールチャンネル部１３２Ｂの長さＬおよび幅Ｗ（または直径）は、液滴がフローコントローラ１３０を通過するときの液滴の流動力学を変更するように選択され得る。１つの例示的な態様において、コントロールチャンネル部１３２Ｂの長さＬは、約１３ｍｍ（０．５インチ）〜約２５ｍｍ（１インチ）の間の寸法とされる。もう１つの例示的な態様において、コントロールチャンネル部１３２Ｂの幅Ｗ（または直径）は、約３ｍｍ（０．１インチ）〜約１０ｍｍ（０．４インチ）の間の寸法とされる。本明細書にて具体的に言及していない他の長さＬおよび幅Ｗも、本発明の範囲を逸脱することなく利用され得る。当業者に容易に理解され得るように、長さＬと幅Ｗの異なる組合せは、ＥＬＳＤ９０の他のパラメータに依存して、異なる量のノイズ減少をもたらし得る。よって、所定のＥＬＳＤ装置９０に対してノイズ減少を最適化するためには、いくらかのモデル化および／または実験が求められ得る。
【００１５】
コントロールチャンネル部１３２Ｂは、幅Ｗに対する長さＬの比によっても規定され得る。１つの例示的な態様において、コントロールチャンネル部１３２ＢのＬ／Ｗ比は、約１．５〜約２０の間である。もう１つの例示的な態様において、コントロールチャンネル部１３２ＢのＬ／Ｗ比は、約２〜約５の間である。フローコントローラ１３０のコントロールチャンネル部１３２Ｂは、ドリフトチューブ１０８の断面積に対するコントロールチャンネル部１３２Ｂの断面積の比によっても規定され得る。パーセンテージで表示する場合、この比は、フローコントローラ１３０のフロー面積を、ドリフトチューブ１０８のフロー面積のパーセンテージとして示すものである。１つの例示的な態様において、この比は約２％〜約２０％の間である。換言すれば、フローコントローラ１３０のフローの断面積は、ドリフトチューブ１０８のフロー面積の寸法の約２％〜約２０％の間である。もう１つの例示的な態様において、フローコントローラ１３０のフローの断面積は、ドリフトチューブ１０８のフロー面積の寸法の約３％〜約１０％の間である。更にもう１つの例示的な態様において、ドリフトチューブ１０８が約２２ｍｍ（０．９インチ）の内径を有し、フローコントローラ１３０のコントロールチャンネル部１３２Ｂが約０．５ｍｍ（０．２インチ）の内径を有する場合、フローコントローラのフローの断面積はドリフトチューブのフロー面積の寸法の約５％である。
【００１６】
フローコントローラ１３０の出口部１３２Ｃは、コントロールチャンネル部１３２Ｂの断面からフローコントローラの開口出口１６４まで延在するテーパー出口側壁１６０を含む。図示する態様では、テーパー出口側壁１６０は実質的に円錐形の形状を有し、テーパー出口側壁の反対側面の間で測定される角度βで延在する。１つの例示的な態様において、角度βは約３０度〜約１２０度の間である。他の例示的な態様において、角度βは、約３０度、約６０度、約８２度、約９０度、約１００度、約１１０度、および約１２０度のうちの１つである。本明細書にて具体的に言及していない約３０度〜約１２０度の間の他のβ角度も、本発明の範囲を逸脱することなく利用され得る。当業者に容易に理解され得るように、異なるβ角度は、ＥＬＳＤ９０の他のパラメータに依存して、異なるレベルのノイズ減少をもたらし得る。よって、所定のＥＬＳＤ装置９０に対してノイズ減少を最適化するためには、いくらかのモデル化および／または実験が求められ得る。また、フローコントローラ１３０の角度αおよび角度βは、本発明の態様の範囲を逸脱することなく、互いに異なるものであってよいことに留意されたい。
【００１７】
フローコントローラ１３０は、検出セル１１０により観測されるノイズの実質的な原因であると考えられる液滴フローにおける圧力変動および乱流を低減するために適用される。そのようなノイズは、クロマトグラフにおいてギザギザのガウスピーク形状として現れ、図３〜７に関して詳細に後述する。本明細書に記載されるフローコントローラ無しでは、検出セル１１０は、液滴フローにおけるこの圧力変動および乱流を、増大された信号ノイズとして検出する。
【００１８】
特定の理論に拘束されるものではないが、かなりの量の液体フローがネブライザー１０４に導入された場合、低圧領域がネブライザー１０４の近傍（例えば、その上）に生じると考えられる。ネブライザー１０４の近傍にあるこの低圧領域が、液滴フローにおける振動、もしくは変動、または乱流を招くものと考えられる。圧力振動、もしくは変動、または乱流は、液滴フローの層流を阻害する。この阻害は、液滴ストリームの境界条件を変更することによって低減することができる。特に、フローコントローラ１３０が液滴ストリームの境界条件を変更し、よって、検出セル１１０により検出される信号ノイズを減少させるものと考えられる。また、フローコントローラ１３０は液滴ストリームの液滴をフローコントローラのコントロールチャンネル部１３２Ｂの中央に集中させるものと考えられ、これは、液滴フロー変動の少なくとも一部は、性質上、空間的なものであると考えられることによる。液滴をコントロールチャンネル部１３２Ｂの中央へ集中させることにより、この変動の空間的成分を減少させることができる。更に、コントロールチャンネル部１３２Ｂの長さＬを増加させると、液滴をフローチャンネル１３２の中央へと更に集中させ、よって、圧力変動を更に低減するものと考えられる。
【００１９】
乱流およびピークのギザギザを低減することに加えて、フローコントローラ１３０は、二次インパクターとしても機能し、より高いパーセンテージの移動相１０２を分割（または分離）させる。インパクター１１８およびフローコントローラ１３０の双方が分割をもたらす。よって、移動相１０２を含むかなりの量のサンプルがＥＬＳＤ装置９０からドレン排出し得る。この移動相１０２の損失を最小限にするために、インパクター１１８の寸法を小さくしてよい（例えば図２Ｂ）。インパクター１１８の寸法を小さくすることにより、二次インパクターとして機能するフローコントローラ１３０を設けることによるサンプルの損失量が小さくなる。これは、インパクター１１８と共にフローコントローラを使用することによるサンプル損失を補償するのに役立ち得る。
【００２０】
時間と共に、フローコントローラ１３０と検出セル１１０との間のドリフトチューブ１０８に液体が蓄積し得る。この液体蓄積に対処するため、フローコントローラ１３０の下側に沿って形成されたドレンチャンネル１７０が、フローコントローラの長さに亘り、かつフランジ１３１を通って延在している。これにより、蓄積された液体は、フローコントローラ１３０およびフランジを通り過ぎ、ネブライザー１０４とフローコントローラとの間に位置するドレン１２０へと流れることができる。
【００２１】
図３〜７の例に関してより詳細に後述するように、フローコントローラ１３０による圧力変動の低減と関連した幾分かの信号損失が存在する。１つの例示的な態様において、この信号損失を低減するために、インパクター１１８とフローコントローラ１３０との間の距離Ｄを増加させ得る。距離Ｄを約３ｍｍ（０．１インチ）〜約５ｍｍ（０．２インチ）の間に増加させることによって、ノイズ減少はわずかに小さくなるが、信号損失は大幅に小さくなる。もう１つの例示的な態様において、ネブライジングカートリッジ１０７と比較したインパクター１１８の寸法を、信号レベルを著しく損なうことなく、実質的なノイズ減少を維持するように調節することができる。例えば、インパクター１１８は、図２Ａ〜２Ｃに図示するタイプのものであってよい。
【００２２】
１つの例示的な態様において、フローコントローラ１３０は、ネブライジングカートリッジ１０７、インパクター１１８、およびドリフトチューブ１０８の少なくとも１つから、例えば検査、洗浄および／または交換のために取り外し可能である。もう１つの例示的な態様において、フローコントローラ１３０は、ネブライジングカートリッジ１０７、インパクター１１８、およびドリフトチューブ１０８の少なくとも１つと一体的に形成されていてよい。
【実施例１】
【００２３】
次に図３Ａ〜３Ｃを参照して、本発明のフローコントローラ１３０無しでの、２０ｐｐｍヒドロコルチゾンのプリアンプクロマトグラムが示される。これらのクロマトグラムは、常套のＥＬＳＤに関するノイズを表わしている。これらクロマトグラムの各々は、信号処理を行う前の、ＥＬＳＤのプリアンプでの検出信号を示す。当業者に容易に理解され得るように、これらのギザギザのピークはＥＬＳＤの全体的な感度を低下させ、これらピークは、ギザギザのピークを除去するように処理しなければならないので、このため精度が損なわれる。
【００２４】
図３Ａ〜３Ｃのクロマトグラムに対して、２０ｐｐｍヒドロコルチゾンの図４Ａ〜４Ｃのプリアンプクロマトグラムは、インパクター１１８に隣接した本発明のフローコントローラ１３０を用いた場合の結果を示す。これらクロマトグラムの信号は、フローコントローラ１３０無しでのクロマトグラムの信号よりも明確に改善されていることを示している。例えば図３Ａと図４Ａを直接比較して、フローコントローラ１３０有りでの信号（図４Ａ）は、フローコントローラ無しでの信号（図３Ａ）より、ギザギザの程度が明らかに小さい。図３Ｂと図４Ｂおよび図３Ｃと図４Ｃの直接比較も同様の結果を表わしている。いずれの場合も、フローコントローラ１３０の追加により、図３Ａ〜３Ｃに示される常套のＥＬＳＤよりもノイズが減少する。ここで、検出セル１１０によって測定される信号強度は、フローコントローラ１３０の追加により幾分減少することにも留意されたい。一般的に、フローコントローラ１３０無しでの信号ピークは、約１１０ｍＶ〜約１２０ｍＶの間（ベースライン約７０ｍＶ）である。これに対してフローコントローラ１３０有りでは、信号ピークは、約７５ｍＶ〜約８５ｍＶの間（ベースライン約７０ｍＶ）である。
【００２５】
次に図５Ａ〜５Ｃを参照して、インパクター１１８から約５ｍｍ（０．２インチ）に配置したフローコントローラ１３０有りでの、２０ｐｐｍヒドロコルチゾンのクロマトグラムが示される。この５ｍｍ（０．２インチ）の距離は、上記および図１に規定した距離Ｄを言うものである。ここで、フローコントローラ１３０は、常套のＥＬＳＤクロマトグラフ（例えば図３Ａ〜３Ｃ）よりも減少したノイズを維持しながら、信号ピーク強度を大きくするために、インパクター１１８から離間させている。いずれの場合も、フローコントローラ１３０の追加により、図３Ａ〜３Ｃに示される常套のＥＬＳＤよりもノイズが減少するが、信号ピークは約１００ｍＶ〜約１１０ｍＶの間（ベースライン約７０Ｖ）に増加する。
【実施例２】
【００２６】
次に図６Ａ〜６Ｃを参照して、本発明のフローコントローラ無しでの、０．１８ｍｇ／ｍＬギンコライド（Ginkoglide）Ｂの例示的なプリアンプクロマトグラムおよびバックパネル（backpanel）クロマトグラムが示される。プリアンプクロマトグラフは、実質的なノイズを含む。対応するバックパネルクロマトグラムに示されるように、信号を処理した後でのみ、幾分かのノイズが除去される。しかしながら、この処理は、ＥＬＳＤの感度を低下させ、望ましくない。更に、バックパネル処理の後であっても、クロマトグラフは図６Ａ〜６Ｃのそれぞれにおいて実質的なノイズを尚も含んでいる。
【００２７】
これに対して、図７Ａ〜７Ｃは、フローコントローラ１３０有りでの、０．１８ｍｇ／ｍＬギンコライドＢのプリアンプクロマトグラムおよびバックパネルクロマトグラムを示す。これらプリアンプクロマトグラム（図７Ａ〜７Ｃ）は、フローコントローラ１３０を有する場合に形成され、フローコントローラの助け無しの場合に形成されるこれらに対応するクロマトグラム（図６Ａ〜６Ｃ）よりノイズが著しく小さいことを示している。特に、例えば図６Ａと図７Ａを直接比較して、フローコントローラ１３０無しでの信号（図６Ａ）は、フローコントローラ有りでの信号（図７Ａ）より、プリアンプクロマトグラフおよびバックパネルクロマトグラフの双方で、明らかにギザギザの程度が大きく、ノイズがより大きいことを示している。図６Ｂと図７Ｂおよび図６Ｃと図７Ｃの直接比較も同様の結果を表わしている。
【００２８】
次に図８を参照して、本発明の別の態様において、フローコントローラ１３０は、検出セル１１０に隣接するドリフトチューブ１０８のほぼ出口にて、かつストリーム中にある検出セルの直前に配置される。この態様では、ドリフトチューブ１０８での蒸発後、液滴寸法がはるかに小さくなっているため、フローコントローラ１３０によりもたらされる液滴分割が低減される。有利なことに、液滴分割が低減されると、その結果、信号減少がなくなる。この構成の効果は、上記実施例について上述した態様と同様である。
【００２９】
図９は、本発明のもう１つの別の態様を図示し、この態様では、フローコントローラ１３０（即ち第１フローコントローラ）は、インパクター１１８に隣接するドリフトチューブ１０８のほぼ入口にて、かつストリーム中にあるインパクターの直後に配置される。もう１つのフローコントローラ１７４（即ち第２フローコントローラ）は、検出セル１１０に隣接するドリフトチューブ１０８のほぼ出口にて、かつストリーム中にある検出セルの直前に配置される。この態様は、ピーク分割を除去することによって効率を改善する。
【００３０】
本発明またはその態様の要素について述べる場合、冠詞「a」、「an」、「the」、および「said」は、１つまたはそれ以上の要素が存在することを意味するよう意図している。用語「comprising」（含んで成るまたは含む）、「including」（含む）、「having」（有する）は、包括的で、かつ、列記した要素以外の追加の要素が存在してよいことを意味するよう意図している。
【００３１】
上記の物（または製品）および方法において、本発明の範囲を逸脱することなく、様々な変更がなされ得るため、上記の説明に含まれ、および添付の図面に示される全ての事項は、例示的なものとして解釈されるべきであり、限定的な意味で解釈されるべきでないことを意図している。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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