(57)【要約】カラムクロマトグラフィーを用いた高速試料調製及び分析システムである。複数のポートにおける各ポートは、第１の流体源とインターフェースするポート入口とポート出口を有する。流体回路は、各ポート出口と第２の流体源とを結合し、この流体回路は複数のポートと第２の流体源からの流体の流れを制御する。この流体回路はまた複数のクロマトグラフィーカラムと結合されている。分析計へのインターフェースは、複数のクロマトグラフィーカラムのうち少なくとも１つからの出力を受け取る。複数のクロマトグラフィーカラムは、複数のクロマトグラフィーカラムから出力された試料が選択的に分析計に提供されるように、移送台を介して関連する分析計に移送される。
2004531738.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラムクロマトグラフィーを用いた高速試料調製及び分析システムであって、
a）各ポートが最初の流体源とのインターフェースを行うポート入力とポート出力の両方を具備する複数のポートと、
ｂ）複数のポートと第２の流体源からの流体の流れを制御する流体回路であって、各ポートの出口と第２の流体源とを結合する流体回路と、
ｃ）各クロマトグラフィーカラムが流体回路と結合されている複数のクロマトグラフィーカラムと、
ｄ）複数のクロマトグラフィーカラムのうち少なくとも１つからの出力を受け取る分析計に対するインターフェースと、
e）複数のクロマトグラフィーカラムの１つから出力された試料を選択的に分析計に提供することが可能なように、当該分析計に関連する複数のクロマトグラフィーカラムの移送を可能とする移送台と、
を具備するシステム。
【請求項２】
複数の注入器を具備し、各注入器は分析のための試料を吸引し、前記複数のポートの１つに第１の流体源としての役割を果たすためにある、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記複数の注入器はお互いに相対的位置が固定されている、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記複数の注入器は各注入器間に９ミリメーターの空間をあけた直線的な列を形成して配置されている、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記複数の注入器は、並列的に前記複数のポートとインターフェースしている、請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
さらに、前記複数の注入器を制御する制御装置を具備し、当該制御装置は、ロボット、移送台、及びコンピューターからなる装置のうちの少なくとも１つの装置を具備している、請求項２に記載のシステム。
【請求項７】
各ポートは、前記複数の注入器の１つとインターフェースするためのコンプレッションフィッティングを具備する、請求項２に記載のシステム。
【請求項８】
さらに、注入器の列を洗浄する洗浄ステーションを具備する、請求項２に記載のシステム。
【請求項９】
分析する試料が可動面に置かれる、請求項２に記載のシステム。
【請求項１０】
前記可動面がファイバーである、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記可動面がラミネートである、請求項９に記載のシステム。
【請求項１２】
前記可動面がベルトである、請求項９に記載のシステム。
【請求項１３】
第１の流体源は複数のチューブを有し、各チューブは前記複数のポートの１つとインターフェースしている、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
請求項１に記載のシステムであって、
a）各弁が前記複数のポートの１つから出力される流体の流れ制御する複数の弁と、
ｂ）各ティーユニオンが複数の弁の１つと少なくとも１つのクロマトグラフィーカラムとを結合するティーユニオンと、
ｃ）第２の流体源から流体をくみ上げるポンプと、
ｄ）ポンプの出力と少なくとも１つのティーユニオンとを選択的に結合させる少なくとも１つの選択用弁と、
を具備する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
複数の弁のうち少なくとも１つは能動的に制御されるシャットオフ弁である、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
複数の弁のうち少なくとも１つは受動的な逆止弁である、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１７】
前記インターフェースは、質量分析計とのインターフェースのため複数のエレクトロスプレーイオン化法噴霧器チューブを具備し、各エレクトロスプレーイオン化法噴霧器チューブは前記クロマトグラフィーカラムの１つと結合している、請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
前記複数のクロマトグラフィーカラムはお互いに相対位置が固定されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項１９】
前記複数のクロマトグラフィーカラムは直線的配列に固定されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項２０】
カラムクロマトグラフィーを用いた高速試料調製及び分析方法であって、
a）各ポートが最初の流体源とのインターフェースを行うポート入力とポート出力の両方を具備する複数のポートとインターフェースを行うことと、
ｂ）複数のポート出口と第２の流体源から複数のクロマトグラフィーカラムへの流体の流れを制御することと、
ｃ）複数のクロマトグラフィーカラムの１つから出力された試料を選択的に分析計に提供することが可能なように、当該分析計に関連する複数のクロマトグラフィーカラムを移送することと、
を具備する方法。
【請求項２１】
さらに、
a）試料を複数の注入器に吸引することと、
ｂ）前記複数の注入器と前記複数のポートとのインターフェースを行うことと、
を具備する請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
さらに、少なくともロボット、移送台、及びコンピューターからなる装置のうちの少なくとも１つの装置を用いて前記注入器を制御する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
さらに、試料を吸引する前に洗浄ステーションにて注入器を洗浄することを具備する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
各ポート出口と第２の流体源から複数のクロマトグラフィーカラムへの流体の流れを制御する請求項２０に記載の方法であって、
a）複数の弁の各々のポート出口から、各ティーバルブが前記複数のクロマトグラフィーカラムの少なくとも１つに結合されている複数のティーバルブへの流体の流れを制御するために当該複数の弁を制御することと、
ｂ）第２の流体源から前記複数のティーバルブの少なくとも１つに流体をポンプで移送することと、
を具備する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２５】
さらに、前記複数のクロマトグラフィーカラムの１つからの試料を質量分析計にエレクトロスプレーイオン化法噴霧器チューブを用いて提供すること、を具備する請求項２０に記載の方法。
【請求項２６】
さらに、前記エレクトロスプレーイオン化法噴霧器チューブに加えた電圧を取り除くことによって好ましくない成分が前記質量分析計に入るのを阻止することを具備する、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
さらに、噴霧が前記質量分析計に入ることを物理的に阻止する位置に、前記エレクトロスプレーイオン化法噴霧器チューブを動かすことによって、好ましくない成分が質量分析計に入るのを阻止することを具備する、請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
さらに、光学的分光分析及び質量分析からなる工程のうち少なくとも１つの工程を具備する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２９】
光学的分析には、蛍光分光分析法、ラマン分光法、及びＵＶ吸収率のうちの少なくとも１つが含まれる、請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
流体の流れの制御には、実質的に一連の動作で、前記複数のポートの１つから前記複数のクロマトグラフィーカラムの１つへ試料を提供することと洗浄することとが含まれる、請求項２０に記載の方法。
【請求項３１】
試料は、所定の時間毎に選択的に分析計に提供され得る、請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラムクロマトグラフィーを用いた高速試料調製システム及び方法に関する。試料調製に続いて、試料の分析が行われる。ここで、分析には、質量分析法、及び、蛍光分光分析法、ラマン分光法、ＵＶ吸収率のような光学分析が含まれる。
【背景技術】
【０００２】
ハイスループットスクリーニング（ＨＴＳ）は、選択対象に対する取り組みのために、大量の化学成分の速く正確に分析する方法である。標準的な化学ライブラリーは、幅広い種々の対象から選別された十万から百万もの個別の成分を具備している。日常的に選別しなければならない大量の成分のため、速く定量的に分析することができる新しい技術が必要となっている。
【０００３】
試料に対して行われるたくさんの種類の分析が、最初の試料調製により増進される。特に、質量分析は、多くのＨＴＳに適切な唯一の強力な技術である。質量分析法は、特殊な分光分析装置の開発を必要とせず、その質量だけを基準に成分の正確な定量を可能とする。大気圧イオン化分析法（ＡＰＩ）を用いた最近の最先端技術似より質量分析計は、高レベルの不揮発性塩または不純物が含まれている溶液中のサンプルとは相性がよくない。資料中の不揮発性物質は、試料からの要求する信号を抑圧し、また、質量分析計をイオンガイド及びイオン注入口に蓄積された沈殿物により破損させてしまうことがある。従って、試料は、分析する前に不揮発性物質の不純物を除去し脱塩しなければならない。さらに、これは先に論じたとおり、高速な選別を導くように実行されなければならない。
【発明の開示】
【０００４】
〈発明の概要〉
カラムクロマトグラフィーを用いた高速試料調製及び分析システムが提供される。このシステムは複数のポートを具備し、各ポートは、最初の流体源とインターフェースするポート入口と、ポート出口とを有する。流体回路は各ポート出口と第２の流体源とを結合し、この流体回路は複数のポートからの流体の流れと第２の流体源からの流体の流れを制御する。この流体回路は、複数のクロマトグラフィーカラムを結合する。複数のクロマトグラフィーカラムのうちの少なくとも１つの出口から受け取る、分析用インターフェースが用意される。移動台は、複数のクロマトグラフィーカラムのうちの１つからの試料が選択的に分析されるように、分析計に関連する複数のクロマトグラフィーカラムの移動を可能にさせる。
【０００５】
本発明に関連するの実施の形態において、このシステムは複数の注入器を有しても良く、各注入器は、分析するための試料を吸引し、複数のポートの１つに対して最初の流体源の役割を果たす。この複数の注入器は、お互いの相対位置を固定しても良い。例えば、複数の注入器は各注入器間に９ミリメータの間隔を空けて直線の列となるよう配置することができる。複数の注入器は並列に複数のポートとインターフェースすることができる。複数の注入器は、コントローラーにより制御することができ、このコントローラーは、ロボット、移送台、及びコンピューターからなる装置のうち少なくとも１つの装置を具備する。各ポートは、複数の注入器の１つとインターフェースするためのコンプレッションフィッティングを有する。このシステムには、注入器の列を清掃するための洗浄ステーションが含まれていても良い。
【０００６】
本発明に関連する他の実施の形態において、分析する試料を、移動可能な面に置いても良い。移動可能な面は、ファイバー、ラミネート、織布、またはベルトでも良い。第１の流体源は、複数のチューブを有していてもよく、各チューブは複数のポートの１つのインターフェースする。
【０００７】
本発明に関連するさらに他の実施の形態において、流体回路は複数の弁を具備し、各弁は複数のポートの１つの出口からの流体の流れを制御する。複数のティーユニオンが供給され、各ティーは、複数の弁の１つと少なくとも１つのクロマトグラフィーカラムとを結びつける。ポンプは第２の流体源から流体をくみ上げ、少なくとも１つの選択用弁が選択的にポンプからの出力を複数のティーユニオンの１つに結合させる。複数の弁の少なくとも１つは、能動的にシャットオフ弁により、或いは受動的に逆止弁により制御される。
【０００８】
本発明に関連するさらに他の実施の形態において、このインターフェースには、質量分析計とのインターフェースのために複数のエレクトロスプレーイオン化法噴霧器チューブが含まれ、各エレクトロスプレーイオン化法噴霧器チューブは１つのクロマトグラフィーカラムと結合される。複数のクロマトグラフィーカラムはお互いの相対位置が固定されても良く、一列に固定されても良い。
【０００９】
本発明の他の実施の形態において、カラムクロマトグラフィーを用いた高速試料調製及び分析システムが提供される。複数のポートが第１の流体源とインターフェースされ、各ポートは最初の流体源と結合されたポート入口と、ポート出口とを有する。流体の流れは、各ポート出口及び第２の流体源から、複数のクロマトグラフィーカラム迄において制御される。複数のクロマトグラフィーカラムは、複数のクロマトグラフィーカラムの１つからの試料が選択的に分析に供されるように、関係する分析計に移送される。
【００１０】
本発明に関連する実施の形態において、この方法はさらに、試料を複数の注入器に吸引することと、複数のポートと複数の注入器をインターフェースすることを含む。この注入器は、ロボット、移送台、及びコンピューターからなる装置のうち少なくとも１つの装置を用いて制御される。この注入器は、試料を吸引する前に洗浄ステーションにて洗浄される。
【００１１】
本発明に関連する実施の形態において、各ポート出口及び第２の流体源から、複数のクロマトグラフィーカラム迄における制御には、複数の弁の各出口ポートから複数のティーバルブ間での流体の流れを制御する複数の弁を含み、各ティーバルブは複数のクロマトグラフィーカラムの少なくとも１つに結合されている。流体は、第２の流体源から複数のティーバルブの少なくとも１つに選択的に送り込まれる。
【００１２】
本発明に関連するさらに他の実施の形態において、この方法は、複数のクロマトグラフィーカラムの１つからの試料を、エレクトロスプレーイオン化法噴霧器チューブを用いて、質量分析計に提供することを含む。好ましくない成分は、エレクトロスプレーイオン化法噴霧器チューブに加えられた電圧を取り去ることにより、或いは、噴霧が質量分析計に入力されないよう物理的に阻止される位置にエレクトロスプレーイオン化法噴霧器チューブを動かすことにより、質量分析計に入力されないよう阻止される。
【００１３】
本発明に関連するさらに他の実施の形態において、この方法には、光学分光技術と質量分析からなる操作のうち少なくとも１つの操作を行うことが含まれる。光学分光技術には、蛍光分光分析法、ラマン分光法、ＵＶ吸収率のうちの少なくとも１つが含まれても良い。流体の流れの制御には、実質的に連続する一連の動作の中で、試料を複数のポートの１つから複数のクロマトグラフィーカラムの１つに移送し洗浄することが含まれても良い。試料は、一定の時間間隔ごとに選択的に分析計に供されることとしても良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
〈具体的な実施の形態の詳細な説明〉
カラムクロマトグラフィーを用いた高速試料調製及び分析システムが提供される。本発明の一実施の形態による、高速試料調製及び分析方法を示す図１を参照すると、多数の試料が１つ、又は好ましい実施の形態においては複数の注入器又はチューブに吸引される、（ステップ４１）。次いで、注入器又はチューブは、複数のポートとインターフェースする（ステップ４２）。流体回路は、ポートと、好ましい実施の形態においては洗浄用緩衝液又は溶剤である第２の流体源との両方から、複数のクロマトグラフィーカラムへの流体の流れを制御する（ステップ４３）。試料及び／又は洗浄用緩衝液のクロマトグラフィーカラムへの流体の流れを制御することにより、試料は分析用に調製される。クロマトグラフィーカラムの位置は移送台により制御できる（ステップ４４）。このことで、試料はインターフェースを介して選択的に、例えば質量分析計のような分析計に提供される（ステップ４５）。このシステムは、ハイスループットスクリーニングにふさわしい速さで大量の試料を分析のために調製することができる。
【００１５】
カラムクロマトグラフィーを用いた試料調製は、浄化と脱塩を含むがそれに限定されず、当業者に知られた公知の技術を用いて実行され得る。配列されたカラムには、溶解しないゲル、充填剤、又は好ましい界面化学を持った分子が詰め込まれる。数多くの充填用化学品は当業者にとってなじみのあるものである。カラムの列は、所与のカラム充填剤で一様に充てんしても良く、あるいは、異なったカラム充填剤をカラムの列の各部に充填しても良い。クロマトグラフィーの原理は、充填剤に対する複合した混合物の各成分が異なった親和力を持つことに依存する。一般には、親和力を持ったカラムに試料が取り込まれる。カラムは、対象の試料を保持している間に、不必要な不純物／塩をカラムから洗い流す緩衝液または溶剤により洗浄される。次に、洗浄された試料は、カラム充填剤より高い親和性を持つもののために第２の緩衝液または溶剤によりカラムから洗い流される。また別のタイプのクロマトグラフィーは、成分の比較サイズに基づく複合した混合物における成分の分離性／浄化度に依存する。本装置と共に実行されるクロマトグラフィーの一般的形式には、逆相、イオン交換、イミュノアフィニティー、サイズエクスクルージョン、ゲルろ過が含まれるがこれに限定されるものではない。
【００１６】
本発明の一実施の形態によれば、図２は、本発明の一実施の形態による、高速試料調製及び分析のためのシステム９の概略図である。複数のポート１が第１の流体源とインターフェースをとっている。第１の流体源には複数の注入器又はチューブ（以降注入器と称す）を含まれる。本発明の種々の実施の形態において、注入器列の針は、ポート１のコンプレッションフィッティングを通ってクロマトグラフィーカラムの列と結合している。このコンプレッションフィッティングは、注入器の針の周りで流体をしっかりシールする。
【００１７】
複数のポート１は、クロマトグラフィーカラムへの流体の流れを制御する流体回路に接続されている。本発明の様々な実施の形態において、流体回路には、各ポート１と列を構成するクロマトグラフィーカラム３との間に置かれた弁２が含まれる。弁２は、シャットオフ弁により能動的に、或いは、ポート１からカラム３への流れのみ制限する逆止弁により受動的に制御される。流体回路は、弁１とクロマトグラフィーカラム３の列との間に、ポンプシステム８から溶出及び洗浄用緩衝液又は溶剤を各クロマトグラフィーカラムの列に注ぎ込むためのティーユニオン４もまた装備して良い。第２の弁７はポンプシステムから特定のクロマトグラフィーカラムへの流れを制御する。弁７は、例えば、単一選択弁、又はその代わりとして、複数のクロマトグラフィーカラム３のうちの１つへの流れを制御する、複数の弁を含むものでも良い。
【００１８】
列を形成する各カラム３からの溶出物は、分析計へのインターフェース４に注入される。この分析計には、光学的分光分析装置と質量分析装置とが含まれるがこれに限定されるものではない。実行される光学的分光分析には、蛍光分光分析法、ラマン分光法、ＵＶ吸収率が含まれるがこれに限定されるものではない。このインターフェース４には、分析計に流体を送り込むために各カラム３に付属する簡単なチューブを含むものとして良く、又は、このインターフェースは、更に複雑なものとしても良い。例えば、溶出物は、質量分析計と共に大気圧イオン化分析法を適用するために電圧を加えることができる、薄い金属チューブ９に送り込まれるようにしても良い。
【００１９】
エレクトロスプレーイオン化噴霧器４と質量分析計６入口オリフィスとの間のような、インターフェースと分析計間の相対配向は分析計の効率に影響を及ぼす。この影響による試料間での相違を最低限にするため、列になった各カラム３とインターフェース４は、直線配列に固定し、全体の配列を移送台上に配置することとしても良い。そうすると、全体配列は分析計の入口オリフィス６に対して相対的に動く。好ましい実施の形態において、インターフェース４と分析計入口オリフィス６間の距離と相対配向は、各試料に対して一定に保たれる。又は、配列における各カラム３はマニホールドを用いて単一のインターフェースで溶出物が注入される。このマニホールドは、各分析と分析との間において適当に洗浄されなかった場合、潜在的な汚染源となる。適当な洗浄のために、溶剤及び／又は緩衝液で各試料の分析と分析の間に洗い流すことが可能である一方、この処理は、普通時間を必要とし、試料を分析する最大処理速度の上限を定める。
【００２０】
本発明の一実施の形態において、多数の試料が１つ又は、好ましい実施の形態においては複数の注入器に吸引される。好ましい実施の形態においては、注入器はお互いに相対位置が固定される。この注入器は、並行してポートとインターフェースできるような直線的配列に固定して位置決めしても良い。加えて、この注入器は、標準の９６又は３８４ウエルのマイクロタイタープレートから簡単に移送できるように９ミリメートルの間隔で配置しても良い。
【００２１】
吸入される試料は、可動面に置くことができる。種々の実施の形態において、可動面は米国特許出願、シリアル番号０９／０８１，７００、表題「Apparatus and Method for Droplet Microchemistry」に記載された、タイミングベルト又はファイバーとすることができ、この米国特許出願は参考としてここに組み込まれる。図３に示すように、移動面は、液滴／試料の高速処理システムの一部を構成する。このシステム２８は、可動面２１、可動面２１に付加される薄膜２６、注入器の列を含む化合物改質装置２２、試薬添加ステーション２３、雰囲気遅延室２４、コンピューター制御装置２９、及び少なくとも１つの例えば質量分析計のような分析計２５を具備するがこれに限定されるものではない。試料は、複数の注入器２０３により薄膜２６上に滴下される。注入器２０３は、図２に示すように、ポート１を介してクロマトグラフィーカラム３にインターフェースされる。
【００２２】
本発明の好ましい実施の形態において、注入器は制御され、三次元的に適当な位置に置かれ、そして注入器のプランジャーは移送台、ロボット、及び／又はコンピューター制御を用いて動かされる。図４は、本発明の一実施の形態による、注入器３１の列を含む移送台３９の概略図である。移送台３９を介して、注入器の配列は、これらに限定されるものではないが、試料３００３が吸引される可動面３００１、クロマトグラフィーカラム３００２、洗浄ステーション又は洗浄緩衝液ステーションを含む様々なステーション間を動く。移送台３９は、ステッパー又はサーボモータであろうトルク源を遠隔に配置して、トルクをプランジャー駆動ギア３３に伝達するフレキシブルカップリング３２又はリンク機構を具備することができる。このことは、モーターをオンボードに組み込むデザインと比較して注入器バンクアセンブリー３４の容積を非常に減少させる。従って、全体のアセンブリーは、現状のデザインと比較して小さな慣性しか持たず、従って、位置決めシステムを付加したときかそくする力が少なくてすむ。加速力を大きくすることは、加える動力を大きくすることで達成できる。
【００２３】
本発明の様々な実施の形態において、ラックとピニオン歯車３３システムが、モーターにより注入器アセンブリー３４に加えられた回転運動を直線運動に変換し、注入器プランジャーを挿入引き抜き方向に動かす。注入器プランジャーは、他のプランジャーと一緒に動かしても良く、また独立に動かしても良い。バックラッシュ誤差をなくすために、プランジャーアセンブリー３５に取り付けられた一対のラックを用いても良い。駆動ピニオン３３とプランジャーラック３６との間の相互のバックラッシュに係る方向に少し平行移動してラック歯車３６を取り付けることには、組み立て時間が「かかる」かもしれない。
【００２４】
他の歯車装置としては、ねじを切ったロッドを動かすウオーム歯車のようなものを組み込むことも可能である。プランジャーバー３５は、プランジャーアセンブリーの一部を通り抜けてロッドを動かすことにより駆動させるか、或いは、プランジャーアセンブリーをねじを切ったロッドに固着させ、ウオーム歯車の中心を通り抜けてロッドを動かすことによって駆動させることができる。どちらの方法も、プランジャーアセンブリーを垂直方向に機械的に平行移動することを強いる必要がある。ウオーム歯車による構成は、駆動システム３３とプランジャーアセンブリー３４との全体として高いギア比を可能とする。これはまた、逆方向の動きがないという効能、つまり、プランジャーアセンブリー３４は自らロックされプランジャーアセンブリー３４を固定するためにトルクを必要としないという効能もある。
【００２５】
本発明の他の実施の形態によれば、外部３７から制御されるロータリーエンコーダー３８がプランジャーアセンブリー３４を駆動する駆動ギア軸３３に取り付けられる。ロータリーエンコーダー３８を用いることにより、流体が注入器から分配されるときに正確な測定が可能となる。
【００２６】
移送台３９は、注入器バンク３１が移動面または薄膜３２から試料３４を吸入するために位置決めされるような位置決め装置に取り付けられる。試料３４を吸入した後、注入器のバンクは、例えば、流体回路３８を介してクロマトグラフィーカラム３７に結合される複数のポート３６とインターフェースするように動かされる。試料３４は、処理され分析される。
【００２７】
本発明の一実施の形態によれば、試料を吸引する前に、大きな貯留槽の洗浄用緩衝液や溶剤が大量の注入器の配列に吸引される。分析されるべき試料は、少量の空気と共にこの貯留槽から分離される。試料は、試料の量が注入器の列における針で制限されるような注入器の列に引き込まれる。注入器は次に、カラム３の列におけるポート１（図２参照）のコンプレッションフィッティングに移されドッキングされる。各弁２は開かれ、カラム３の列への弁７は閉められる。次に、注入器の列全体の内容は、列になった注入器を同時に押し下げることによりカラム３の列に絞り出される。列になった注入器の針に集められた試料は、クロマトグラフィーカラム３に絞り出され、不純物／塩は、カラムから注入器の胴体にある洗浄用緩衝液と共に洗い流される。このとき、カラムの列３はどのカラム３からも洗浄用緩衝液が質量分析計の入口６に入らないような位置に置かれる。注入器の内容物が絞り出された後、弁２は閉められる。次に、注入器の列は注入ポート１のコンプレッションフィッティングから外され、引き続いて洗浄ステーションで洗浄され、胴体部は洗浄用緩衝液又は溶剤及び少量の空気で満たされ、次の試料が吸引される。
【００２８】
クロマトグラフィーカラムの列から試料を溶出させるために、各弁２は閉められる。このとき、各エレクトロスプレー針４に、ＡＰＩ質量分析計インターフェースを荷電させる金属製の位置決めジグに、適当な電圧が加えられる。質量分析計インターフェースにより用いられるシース及び／又はシールドガスもまた使用される。カラムの列３は、列になった第１のカラムで質量分析計の入口オリフィスに向けて噴霧することが可能なように、他の移送台を介して動かされる。配列内の単一のクロマトグラフィーカラムへの弁７は、選択的に開けられ、溶出緩衝液は選択的にこの配列内の単一カラム３に注入される。溶出緩衝液は、選択されたカラムから溶出される試料を脱塩及び洗浄し、前述のＡＰＩインターフェースを通して質量分析計の入口６に注入する。配列３内の各クロマトグラフィーカラムの試料は、他のカラムに対して弁が閉まっている間だけ、選択されたカラムのみに対して弁７を開けることによりポンプシステム８からそのカラムに溶出緩衝液又は溶剤を選択的に提供することにより、選択的に分析される。次の試料は、次のカラムから質量分析計の入口オリフィス６に噴霧でき、弁７が選択的に溶出緩衝液又は溶剤をそのカラムに注入できるように、移送台を用いてカラム列３を動かすことにより分析される。スキマー９は、質量分析計の入口オリフィス６に前に永久的に配置され、すでに分析されたカラムからの噴霧の残りが質量分析計に確実に入らないようにする。一旦各カラム内の試料が分析されると、金属製チューブに加えられた電圧と、もし適用可能なら、質量分析計のＡＰＩインターフェースのシース及び／又はシールドガスが遮断され、カラム列３がどのカラムも質量分析計に噴霧されないような最初の位置に移動される。これは、試料が質量分析計に噴霧されることを防止し、計器を好ましくない汚染及び／又は塩から保護する。
【００２９】
次いで、配列中のクロマトグラフィーカラムは、弁７を開き、各カラムを過剰な溶出緩衝液により洗い流すことで洗浄される。カラム３は、順次的に各々洗浄することもできるし、又は並列に洗浄することもできる。洗浄されたカラムは、ポンプシステム８により供給された洗浄用緩衝液又は溶剤と、同様に再度均衡が取られる。この時点で、サイクルが再び始まり、次の試料が注入器の列からクロマトグラフィーカラム３へ供給される。
【００３０】
本発明の一実施の形態による例は以下の通りである。この例は本発明の範囲を制限するものではない。９６ウエルのマイクロタイタープレートにより酵素抑制検査が実施された。９６の各ウエルには、１０マイクログラムのトリプシンが１００マイクロリットルの食塩水を緩衝液とするリン酸塩溶液に、この酵素に対する１０マイクロモルのペプチド基質と共に含まれている。この条件下において、トリプシンはペプチド基質を二つの小さなペプチドに分割した。この基質を加える前に、あらかじめ化学ライブラリーから選択されたものとは異なった１つの化学物質が、どの成分が基質の変化を抑制するのかを決定するために、濃度を変化させながら各９６のウエルに加えられた。酵素基質抑制混合体は、９６ウエルのマイクロタイタープレート内で３７度Cの下で１時間培養され、１０マイクロリットルのメタノールが酵素を変性させ反応を停止させるために加えられた。各ウエルにおける相対的な抑制効果は、反応混合物の質量分析を行い、生成物の基質の量を比較することにより定量された。化学ライブラリーからの化合物中の反応において、少し又は全く抑制作用がない場合には、基質と比較して多量の生成物が現れるところ、生成物と比較して多量の基質が存在するという高いレベルの抑制作用が結果として現れた。
【００３１】
直線的に（９６ウエルのマイクロタイタープレートとマッチさせるため）９ミリメータの間隔を置いてに配置されたブラント末端の２２ゲージの針を持つガスタイトな２５マイクロリットルの注入器の配列が注入器列として用いられた。直線的に９ミリメータの間隔を置いて配置された内径０．７ミリメータで４ミリメータ長さのカラムが、クロマトグラフィーカラム列として使われた（図１参照）。５ミクロンのシリカビーズの表面にオクタデシルを化学結合させた逆相カラムの充填剤がクロマトグラフィーの媒体として用いられた。内径５０ミクロンで長さが１２センチメートルの金属チューブが列になった各クロマトグラフィーカラム３に取り付けられ、クロマトグラフィーカラムと質量分析計の入口６とのインターフェース４として用いられた。質量分析計の入口６へのエレクトロスプレーイオン噴霧のために、金属位置決めジグに電気をかけることにより、１２本のチューブ４すべてに一度に３００Ｖの電圧を加えることができた。
【００３２】
注入器の配列は、注入器にメチルアルコールを繰り返し吸入することにより洗浄ステーションにて洗浄された。２０マイクロリットルの１０％メチルアルコールと０．５マイクロリットルのエアプラグが次のステーションで吸入された。次に、注入器バンクは、マイクロタイタープレート上に移動され、１マイクロリットルの反応混合物が注入器の針に吸引される。１マイクロリットルの試料は注入器の針の中に局在化され、注入器胴体にある２０マイクロリットルの１０％メチルアルコールとはエアプラグにより分離されていた。注入器の列は、注入器のポート１のコンプレッションフィッティングを通じてクロマトグラフィーカラムの列３にドッキングされた。注入器ポート１とカラムの列３とをつなぐ弁２は、注入器からカラム３への１方向へのみ流すことを可能とする、マイクロ逆止弁とした。ミニチュアダイアフラム弁７をポンプシステムと、列を作っている各カラムの頭上にあるティーとの間に置いた。これらの弁７は、電流を通すことにより動作させない限り流体の流れをせき止めた。列の注入器の胴体が押圧され試料がカラム３に注入された。基質と反応生成物はカラムの充填剤に吸収され保持された。注入器胴体部の２０マイクロリットルの１０％エチルアルコールにより（緩衝生理食塩水のリン酸塩から）塩が洗い流されカラムを通って酵素が沈殿し溶出物は質量分析計インターフェースの下にある容器に集められた。金属チューブに電圧が加えられなかったので質量分析計は塩と不純物から保護され、その結果エレクトロスプレーイオン化法は行われなかった。注入器の列はコンプレッションフィッティングから取り除かれ、注入器の列の洗浄及び次の試料の吸引の工程が始まった。
【００３３】
３０００ボルトの電圧が、質量分析計インターフェースを構成するクロマトグラフィーカラムの出口端の１２本の金属チューブ４のすべてに同時に加えられた。電圧を加えることによって、流体に対して正の圧力を加えなくとも、各チューブ４から質量分析計へと噴出させる非常に少量の液体が生み出された。この流体は、対象試料がまだカラム内に留まっていたので、１０％のメチルアルコールの洗浄溶液のみにより成り立っていた。カラムの列３は、列中の最初のカラムが、スキマー９の開口部を通じて質量分析計の入口オリフィス６に噴霧され得るように、移送台を用いて移送される。列の第１のカラムにあるダイアフラム弁７が電流を加えることにより選択的に開かれ、８０％のメチルアルコールがポンプシステム８から５マイクロリットル毎秒の流速でカラムに注入された。カラムと注入器ポート１の間の逆止弁２は、注入器ポートから流れ出しクロマトグラフィーカラム３へと流れることを阻止した。８０％のメチルアルコールは、カラム３から急速に対象試料（すなわち基質及び／又は生成物）を溶出し、試料は、エレクトロスプレーインターフェース４を通って、質量分析計入口６に噴霧された。この弁７は、質量分析信号を受け取るのに十分な時間である０．５秒の間、開かれていた。０．５秒の後、この弁７は閉じられ、すべてのカラムの列３は、列３中の第２のカラムから質量分析計に噴霧されるように、再度移送台と共に移送された。列中のこの第２のカラムのダイアフラム弁７が開けられ、８０％のメチルアルコールによる溶出溶液がこのカラムに選択的に供給された。このように１２本の各カラム列にあった試料は質量分析計により分析され、このデータは後の分析のために保存された。最後の試料が分析されると、金属チューブ４への電圧の印加が終了し、試料は質量分析計の入口６に噴霧されなくなった。カラムの列３は、すべてのエレクトロスプレー針４が質量分析計への噴霧から除外されるように、最初の位置に移送台と共に移送させられた。
【００３４】
列中のカラム３を洗浄するために、すべてのダイアフラム弁７は、同時に開けられ、８０％のメチルアルコールは全部のクロマトグラフィーカラムの列３に、２０マイクロリットル毎秒の流速で３秒間供給された。次に、このカラムの列３は、１０％のメチルアルコールを２０マイクロリットル毎秒で供給することにより、再度平衡状態になった。試料分析時間は１２試料の各々について０．５秒であり総計６秒となったのに対して、洗浄及びカラム再生に５秒掛かり、平均試料分析時間は１秒間に１試料という分析速度となった。
【００３５】
使用された質量分析計は、基質と２つの生成ペプチドの量のみを連続的に監視するように、選択イオン検出モードで運転するようプログラムされた三連四重極質量分析計であった。質量分析計の走査は、計器性能の最大速度が得られ、２０ミリセカンド毎走査であった。最終的な定量のために１試料当たり平均２０回の走査回数であった。試料切り替え時の弁操作時に得られた低レベルの信号は、次の試料に対する質量分析の開始トリガーとして用いた。各試料の基質に対する生成物の割合を得ることにより、マイクロタイタープレートの各ウエルで発生した抑制作用の相対値を計測した。
【００３６】
本発明の様々な実施の形態の例を開示したが、本技術分野における当業者にとって、本発明の技術的範囲から逸脱することなしに本発明の利点を実行できるような変更や修正が可能であることは明らかである。これらの及び他の明らかな変更は以下の請求の範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
本発明の上述の特徴は、以下の図面と共に説明を参照することでさらに容易に理解できるであろう。
【図１】図１は、本発明の一実施の形態による、高速試料調製及び分析方法を表すフローチャートである。
【図２】図２は、本発明の一実施の形態による、高速試料調製及び分析システムの概略図である。
【図３】図３は、本発明の一実施の形態による、高速試料調製及び分析システムの概略図である。
【図４】図４は、本発明の一実施の形態による、注入器の列に対する移送台の概略図である。
【図１】
2004531738.tif 000003
【図２】
2004531738.tif 000004
【図３】
2004531738.tif 000005
【国際公開パンフレット】
2004531738.tif 000006
2004531738.tif 000007
2004531738.tif 000008
2004531738.tif 000009
2004531738.tif 000010
2004531738.tif 000011
2004531738.tif 000012
2004531738.tif 000013
2004531738.tif 000014
2004531738.tif 000015
2004531738.tif 000016
2004531738.tif 000017
2004531738.tif 000018
2004531738.tif 000019
2004531738.tif 000020
2004531738.tif 000021
2004531738.tif 000022
2004531738.tif 000023
2004531738.tif 000024
2004531738.tif 000025
2004531738.tif 000026
2004531738.tif 000027
2004531738.tif 000028
2004531738.tif 000029
2004531738.tif 000030
【国際調査報告】
2004531738.tif 000031
2004531738.tif 000032