JP2006119136A - 固相抽出装置とその方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 懸濁固体と溶解物とを含む液体を処理する装置及び方法の提供。
【解決手段】 懸濁固体と溶解物とを含む液体を処理するための装置は、オートサンプラによって受け止められ、一体化された流路(8)を介して出口チャンバ(6)と液連通する入口チャンバ(4)を含む。1本または複数のオートサンプラニードルが、液体を入口チャンバ(4)に注入し、このチャンバは、分離材(10)を含み、注入された液体は、この分離材を通過してから出口チャンバ(6)に流れ、出口チャンバから液体はオートサンプラニードルにより回収され得る。気密シールが、ニードルと入口チャンバ(4)との間に形成でき、また出口チャンバから入口チャンバへの逆流が防止可能である。装置(2)の多数の実施形態が記述され、オートサンプラロボット装置により把持可能であり、および/またはオートサンプラトレーに保持できるウエルプレートの形態及び構造がそこに含まれる。
【選択図】 図1
【解決手段】 懸濁固体と溶解物とを含む液体を処理するための装置は、オートサンプラによって受け止められ、一体化された流路(8)を介して出口チャンバ(6)と液連通する入口チャンバ(4)を含む。1本または複数のオートサンプラニードルが、液体を入口チャンバ(4)に注入し、このチャンバは、分離材(10)を含み、注入された液体は、この分離材を通過してから出口チャンバ(6)に流れ、出口チャンバから液体はオートサンプラニードルにより回収され得る。気密シールが、ニードルと入口チャンバ(4)との間に形成でき、また出口チャンバから入口チャンバへの逆流が防止可能である。装置(2)の多数の実施形態が記述され、オートサンプラロボット装置により把持可能であり、および/またはオートサンプラトレーに保持できるウエルプレートの形態及び構造がそこに含まれる。
【選択図】 図1
Description
多くの試料(たとえば化学物質、生体試料、環境試料)は、粒子状物体と可溶性混入物質などの干渉物を除去するための試料前処理洗浄ステップを行わなければ、クロマトグラフィ、核磁気共鳴、またはその他の分析機器に注入することができない。これらの試料を前処理清浄せずに注入すると、システムが一時的または永久的に汚染される。したがって、このような試料を扱う研究室はしばしば、試料をこれらのデリケートな装置に注入するように調製するために、分析時間全体の50%から70%を費やす。調製時間には液体試料を濃縮および/または集積する時間も含まれる。
現在の前処理洗浄方法は典型的にはオフラインであり(たとえば特許文献1と2)、一般に試料を固相抽出(SPE)カートリッジ(典型的にはポリエチレンなどのポリマーからなる)に入れることを含む。SPEカートリッジは典型的には、シリカゲルまたは誘導体化されたシリカゲルなどの分離媒体で満たした管状またはシリンジ状の構成要素を含む。干渉物(試料内の懸濁成分)は、分離媒体にロードした後に洗浄と溶離によって抽出する。SPEは液体試料中の特定の成分を捕捉または通過させるように調整することができる。血漿および尿などの生体サンプルをHPLCで分析するには、一般に、SPEで粒子状物体と可溶性混入物質の両方を除去する必要がある。SPEはまた、構成成分の化学構造の差に基づいて液体の簡単な分画化を行うために使用することができる。
既存のSPE手順は、SPEカラムまたはカートリッジを介して試料と溶媒をピペットで入れるために多くの手作業を必要とするなど、多くの欠点を有する。ピペットで移す量、速度、時間に変動があるため、プロセスの再現性が悪くなる。再現性は、たとえば製造管理および品質管理に関する基準(GMP)および/または安全性に関する非臨床試験実施基準(GLP)を遵守するという目的のために、製造および/または試験プロセスを有効とするための要である。さらに従来のSPE装置の大きさでは、少量の試料の分析は困難である。
従来のSPEカラムとカートリッジの分離媒体を通るかまたはその上を流れる液体は、重力または真空によって、それぞれの底にある出口に駆動される(たとえば特許文献3と4に記載)。典型的には、別の収集トレイまたは容器が、カートリッジ(複数可)を通過したろ液を受けとる。試料はしばしばSPE材を異なる速度で通過するので、検体が部分的または完全に吸収されてしまう。したがって、一部のSPEカートリッジは溶離中乾いたままであるが、別のSPEカートリッジは依然として十分な量の溶媒を有するという場合がある。
また当業界ではマルチウェルろ過装置も知られており、液体の生体試料のアッセイに使用することができる。従来のマルチウェルろ過プレートは多数のアッセイを同時に行うために、96、384、または1536のウェルを有する。各ウェルは試料液を含むように構成され、マルチウェルプレートの上面の開口部から、下の出口収集トレイに向かって下向きに伸びる内面によって部分的に画定された比較的小さな内部容量を有する。
試料はSPEまたはろ過処理を受けると、手またはオートサンプラ(autosampler)によってクロマトグラフィ装置に注入することができる。オートサンプラは、注入すべき試料を含むウェルプレート、トレイ、またはバイアルなどの試料容器を受け止めるかおよび/または把持し操作するように構成された自動化された装置である。1つまたは複数のインジェクタニードル(injector needle)を試料容器のインデックスされた位置に対して並べて移動すること(典型的には多次元で)によって、計量された試料を回収し、クロマトグラフィ装置に注入する。ニードル(複数可)の動きはユーザプログラミングを実行するロボットコントローラがガイドする。カリフォルニア州パロアルト(Palo Alto)のアジレント・テクノロジーズが製造する1100HPLCオートサンプラシリーズなど、固定されインデックスの付いたマルチウェルトレイで動作するオートサンプラは広く使用されている。別法としては、機能性オートサンプラも当業界でよく知られている。これらの中には、個別のサンプルバイアルのラックを操作するオートサンプラおよび/または回転式トレイと共に使用するために構成されるオートサンプラも含まれる。特許文献5、6、7は、これらのオートサンプラの一部のタイプを記述する。これらはすべて本発明と共に使用することができる。
ポリマーでコーティングしたファイバをオートサンプラのインジェクタニードル内に配置することを含む、固相マイクロ抽出のオンライン(リアルタイム)プロセスが開発されている。ファイバを試料内に押し込み、検体を吸収させる。この方法は、水の分析では受け入れられたが、粘性の高い基質の分析での成功は今日にいたるまで限られている。別のオンライン方法では、独立したX−Y−Z可動ロボットアームを統合した、変形型CTC−PALオートサンプラを使用している。分析機器および追加のロボットマニピュレータの資本コストはしばしば非常に高く、オートメーション化で得られた生産性を無効にしてしまう。
したがって、比較的安価な方法でSPE装置と方法を自動化することが望ましい。SPEプロセスを正確、確実、再現可能に、オンラインで標準の分析作業に移行させ、従来のオートサンプル装置を活用することができれば非常に有益である。HPLC(LC/MS)方法によって生体試料の分析を可能にする任意の装置にもさらに利点が生み出されるであろう。
本発明の1態様では、ウェルプレートの上側からウェルおよび/またはリザーバにアクセスする、たとえばカリフォルニア州パロアルトのアジレント・テクノロジーズが製造する1100オートサンプラシリーズなどの、液体クロマトグラフィ(LC)とマススペクトロフォトメトリ(MS)によるオートサンプラ装置で使用するウェルプレートなどの統合された構造を提供する。本発明によるSPEプレートは一般に、統合された流路を介して出口チャンバと液体が連通する入口チャンバを含む単一の構造と、1つまたは複数のオートサンプラニードルにより入口チャンバに注入された液体が分離媒体を通過してから出口チャンバに移動するように入口チャンバ内に配置された分離媒体とを含む。ウェルプレート構造は、入口チャンバとオートサンプラニードル(複数可)の間で気密シールを形成し、入口チャンバと出口チャンバの間で液体が重力によって流れることを防ぐ。1態様では、ウェルプレートは、たとえば、インデックスをつけたアレイまたはネットワークにおいて、多くの試料位置、SPE入口チャンバと出口チャンバ、溶媒リザーバと廃液リザーバなどを統合し、関連する液体をオートサンプラニードルで注入および抽出することにより、複数のSPE機能を自動的に行うことができる。
別の態様では、本発明はたとえば、移動とアライメント(alignment)のロボット装置が組み込まれているか、またはこれらの装置と共に使用されるオートサンプラが操作できるSPE装置などの構造を提供する。これらのタイプのオートサンプラの使用は、ロボットの把持装置でSPE装置を把持することと、オートサンプラのニードル(複数可)とアライメントするようにSPE装置を移動することとを含む。
たとえば本発明によるSPE装置などの構造は、SPEデバイスの別のチャンバおよび/またはリザーバに液体を同時に注入するかおよび/またはここから液体を回収するために多数のニードルを使用するオートサンプラと共に使用することもできる。
本発明の別の態様では、SPEプロセスを自動化するためのシステムを提供する。このシステムは、本発明の上記のタイプのSPE装置を種々の従来のオートサンプラのうち任意のオートサンプラと共に使用することを含む。
また本発明は、本発明の構造に液体(たとえば試料、溶媒、廃液)を注入し、またここから抽出して分離材を調整し、試料を分離材の上または分離材を通してロードし、分離材から基質と検体の分画を連続的に溶離して、その後、再びオートサンプラ機能を使用してこれらをより高い水性の溶媒組成にもどす、自動化されたSPEおよび/または他の液体処理方法を提供する。
したがって有利には、複合化学物質や生体試料を含む試料の前処理洗浄を、標準の分析作業に組み込むことができ、試料の調製状態は再現可能である(すなわち、流速、溶媒のボリューム、試料調製とクロマトグラフィ分析の間のタイミングが正確に制御される)。1態様では、SPE装置を通る液体の流れは、真空または重力駆動式の方法を使用するのではなく、オートサンプラの測定ピストンによって駆動されるので、SPE装置内の背圧の変動の影響を受けない。また、正確なタイミングにより、SPE装置の分離材が乾燥してしまって、検体が不可逆的に分離材に吸収されてしまう可能性が除去される。また分離材の適切なパッキングにより、再現性が改善され得る。
本発明の種々の特徴および態様は、付随する図面と共に以下の詳細な説明を読めばより容易に理解されるであろう。図面では同様な参照番号は同様な構造要素を示す。
図1は、懸濁固体および/または溶解物を含む水溶液のボリュームを自動的にSPE処理するために使用するSPE装置2を示す。装置2は、オートサンプラ(図示せず)が受け止める形および大きさである。クロマトグラフィと分光測光法のオートサンプラ(およびこれに関連するウェルプレートフィーダ)と共に使用する装置2の1つのウェルプレートの構成を以下に示すが、装置2の別の構成は、典型的には試料チャンバ(たとえば試料のバイアル)を把持し、オートサンプラのニードルと並んだ位置に輸送するように動作するロボット把持装置(たとえばフィンガ)を含むオートサンプラと共に使用するように構成される。
装置2は一般に、流路8を介して、出口チャネルまたはチャンバ6と液体が連通する入口チャネルまたはチャンバ4を含む。入口チャンバ4、出口チャンバ6、流路8は、単一の要素として形成されるか、または、相互にしっかりと(好ましくは不変に)接続された複数の構成要素として形成された単一の構造に一体化される。入口チャンバ4と出口チャンバ6の上には、オートサンプラニードルがそれぞれのボリュームにアクセスするための開口部9がある。入口チャンバ4に含まれる分離媒体10は、試料が、流路8を通って出口チャンバ6に移動する前に分離媒体10を横切るときに、入口チャンバ4に注入された試料内に存在する任意の固相の物質を分離する役割を果たす。本明細書では、「分離媒体」という用語は、懸濁固体および/または溶解物を、懸濁溶液から分離させる任意の物質を意味する。この中には、オクタデシル基(C18)またはオクチル基(C8)を結合した多孔質シリカなどのクロマトグラフィ収着剤、または有機高分子をベースとした多孔質粒子を含む。別法としては、分離材は、生体試料処理のための、親和性に基づく媒体(affinity-based medium)、または、反応性および/またはイオン交換媒体から構成されてもよい。流路8は、入口チャンバ4と出口チャンバ6の底かまたは底の近くでそれぞれの開口部を接続する任意の断面形状(たとえば円形または四角形)を有する1つまたは複数の高分子コンジットを備えていてもよい。図示された流路はそれぞれのチャンバの底に接続しているが、たとえば流路がそれぞれのチャンバの側面に接続する他の設計も可能であることに注意されたい(たとえば図4Bに示す)。しかし、注入された液体は、流路から出口チャンバに移動する前に分離媒体10を通過するべきである。
図2Aから図2Cを参照すると、装置2はさらに、注入された液体が流れる閉じた経路を形成するために、オートサンプラニードル12と気密シールを形成する密閉要素を含む。本明細書では、「気密」という用語は約10バール(150psi)まで漏れがないという意味である。オートサンプラの計量ポンプは、ニードル12を介して注入される液体のボリュームと流量を厳密に制御する。典型的なオートサンプラ注入は0.2から100μLのオーダであるが、これより低いかまたは高くてもよい(たとえば最高で約3mL)。1態様では、十分なボリュームのコンディショナ、溶媒、また可能性としては、SPE処理に含まれる粘性の高い複合化学物質と生体基質(たとえば全血、尿、血漿、組織など)を移動し注入するのに十分に大きな内径を有するニードルが提供される。更に、SPE装置2は、一度に複数の位置(たとえばサンプル位置および/またはリザーバ位置)に同時にアクセスする(すなわち中に注入するかまたはそこから回収する)オートサンプラと共に使用できる。
ニードル12の間の気密シールは、キャップ16と、ニードル12の典型的にはテーパ状の先端14の間に形成される。好ましくはキャップ16は、入口チャンバ4内の分離材10の上の位置に配置され、分離材を充填する前または後に入口チャンバ4内に圧力フィットされた構成要素であってもよいし、または、入口チャンバ4の一体として形成された造作であってもよい。キャップ16は中央の穴18を含み、注入される液体はニードル12から注入されるときに中央の穴18を通過する。図2Aに示すように、キャップ16の穴18はテーパ状になっていてテーパ状のニードルの先端14と一致し、好ましくは円錐状の形状で、その内径は穴の先端19では、ニードルの直径22よりも大きく、また穴の底面20ではニードルの直径よりも小さい。またキャップ16の代替の設計は、気密シールを形成する手段としての役割も果たす。たとえば円形の穴18’を有する図2Bに示すキャップ16、または、ニードルの先端14が安定する円形の溝24を有する図2Cに示すキャップ16などである。使用するニードル(複数可)がテーパ状の先端を有しない場合、代替として、テーパ状ではないニードルと一致するように構成された代替の幾何形状を使用することができる。
再び図1を参照すると、装置2は、SPEプロセスを失敗させる可能性のある、入口チャンバ4と出口チャンバ6との間の重力による液体の流れを防ぐ遮断要素を含んでいてもよい。図4Aは、液体を出口チャンバ6に流すが、チャンバ6から重力によって液体が流れでることを遮断する、出口チャンバ6の基部に配置されたフラップ機構51を示す。フラップ機構51はまた、入口チャンバと出口チャンバの間のどこか他の位置に配置してもよい。また流路8のいずれかの端にある入口チャンバ4と出口チャンバ6のいずれかまたは両方の中に配置された1つまたは複数のフリット26によっても、重力の流れを防ぐことができる。フリット26は疎水性を示してもよいし、および/または十分な液圧により駆動されない液体の流れを遮断してもよい。また入口チャンバ4、出口チャンバ6、流路8の大きさは、毛管の接着作用が、重力による流れを防ぐために必要な、抗重力の力を提供するような大きさであってもよい。疎水性は、装置を形成するために選択された材料の固有の性質であってもよいし、または、化学処理によって疎水性を与えてもよい(たとえばシリコーンかテフロン(登録商標)で)。
本発明によるSPEウェルプレート30の上面図を図3Aに示す。ウェルプレート30は、ポリエチレンまたはポリプロピレンなどの標準の高分子材料から形成することができる。図では、プレート30は24個の試料を処理するように構成されているが、プレート設計の選択により入口チャンバ4と出口チャンバ6の対31がより多くてもよいしまたはより少なくてもよい。さらに、プレート30には、廃液リザーバ32−1、コンディショナリザーバ32−2、洗浄液/すすぎ液リザーバ32−3、溶媒リザーバ32−4、および/またはたとえば反応処理ステップなどのために望ましい任意の他の液体リザーバ32−5を含むいくつかのリザーバ32が組み込まれている。明らかに、遂行される特定のSPEプロセスにとって望ましいかまたは必要とされるこれらのリザーバ32をまったく備えないか、一部備えるか、全部備える、単一のプレート30を構成することもできる。プレート30などのウェルプレートは、分析装置をわずかに変更するだけで標準の分析作業に容易に適応させることができ、これによって、すべての試料が正確に再現可能な条件で処理され、試料調製の再現性が増加する(すなわち、流量、定義された溶媒ボリューム、試料調製とクロマトグラフィ分析の間のタイミングなど)。明らかに、引き込むボリュームと引き込む割合を、処理すべき試料、および/または使用するチャンバのサイズと一致させるべきである。このプレート30のバージョンでは試料の位置は統合されていないが、試料はオートサンプラの第2のプレートから引き込むことができる。
本発明の範囲を限定するという意味ではないが、1つの例は次の通りである。
・コンディショナリザーバ32−2、洗浄液リザーバ32−3、溶離液リザーバ32−4は各々、16mlボリュームを有していてもよい。
・各リザーバから入口チャンバ4ごとに0.6mlまで使用することができる(溶媒消費は0.6ml/チャネル=14.4ml)。
・分離材は、100mgから200mgの固定相を備える(C18、C8、SiOHなど)。
・廃液リザーバは他の3つのリザーバのボリューム(〜50ml)を保持することができる。
・オートサンプラニードルの洗浄は従来のオートサンプラ洗浄ポートで行うことができる。
・コンディショナリザーバ32−2、洗浄液リザーバ32−3、溶離液リザーバ32−4は各々、16mlボリュームを有していてもよい。
・各リザーバから入口チャンバ4ごとに0.6mlまで使用することができる(溶媒消費は0.6ml/チャネル=14.4ml)。
・分離材は、100mgから200mgの固定相を備える(C18、C8、SiOHなど)。
・廃液リザーバは他の3つのリザーバのボリューム(〜50ml)を保持することができる。
・オートサンプラニードルの洗浄は従来のオートサンプラ洗浄ポートで行うことができる。
図3Bは、プレート30の部分断面図を示す。この中には流路8によって結合された入口チャンバ4/出口チャンバ6の統合された構造が含まれる。チャンバはプレート30の面34から下向きに伸び、流路8はプレート30のポリプロピレン基部35にプリントされた移動チャネルを備えていてもよい。フリット26とキャップ16の両方は、ポリプロピレンで構成することができる。オートサンプラニードル12によって入口チャンバ4への注入と出口チャンバ6からの抽出を制御しながら、分離媒体10への検体と基質の化合物の連続的な吸収/脱着を含む自動的なSPEプロセスを行うことができる。注入ボリュームはしばしば、使用する分離媒体のボリュームの約3倍(3×)になるように選択される。
図3Cはウェルプレート30の代替のバージョンを示す。この変形例は、SPEプロセスを開始する前に手動で充填することができるか、またはオートサンプラで自動的に充填することができる、インデックスを付けられた試料ウェル32−6をプレート上に統合する。多くのオートサンプラは、操作するウェルプレートとは別のカートリッジまたは容器(図示せず)から液体を分注する機能を有しているためである。また、ウェルプレート30の一意的な識別子としての役割を果たすバーコード33という特徴にも注目されたい。自動SPEプロセスを標準の分析作業に挿入することができるので、バーコードリーダ(図示せず)でバーコード33を読み取ることにより、SPE処理の間に使用される処理条件(たとえばチャネルの数など)の電子記録を作成する際にオペレータを補助することができる。所定のオートサンプラは、ウェルプレートの面上に存在する機械的なタブの相対的な位置を検出することにより、ウェルプレートを一意的に識別する機能を有する。一意的な識別子は、他のいくつかの識別の形態を備えていてもよい(たとえば高周波タグまたは磁気標識)。識別子により、安全性に関する非臨床試験実施基準(GLP)および電子記録保持要件(たとえばFDA規則の「パート11」)などの、政府による記録保持要件を遵守することが容易になる。
再び図1を参照すると、出口チャンバ6は、液体(たとえば溶離した分画)を効率よく回収できるように構成された、テーパまたは円錐形を有する内面36によって部分的に画定されることに注意されたい。出口チャンバ6の内面の輪郭にほぼ沿う形状のニードルで溶離分画(および他の液体)をピックアップする同様な原理(たとえばアジレントPN5183−4731、PN9301−0978、PN9301−0977などのオートサンプラのマイクロバイアルの設計など)、または、出口チャンバ6の底面40より上部38の近くでより多くの液体のボリュームを保持する同様な原理(複数可)に基づいて作用する代替の非線形の幾何形状も使用でき、また、テーパを有しないチャンバでも使用できる(しかし効率は落ちる)。更に、図面に示すように内面にテーパ状を有しないが、出口チャンバ6が形成された不均一の断面の大きさで入口チャンバ4を容易に形成することができる。たとえば、シリンジ状または円錐形(frustoconical shape)を有するいくつかの従来のSPEカートリッジが知られており、このうちの一部では入口チャンバ4にフリット26を備える必要はない。
図に示すウェルプレートは四角形であるが、上記のように、本発明はこのような幾何形状に限定されるものではない。たとえば、SPE装置2の各位置がオートサンプラのニードルコントローラによって個別にアドレス可能であれば、円形トレイを受け止めるように回転式オートサンプラを構成し、円形のウェルプレートを受け止めるように容易に構成することができる。さらに、図3Dから図3Fは、これまで説明したように入口チャンバ4と出口チャンバ6の間の1対1の関係が本発明の要件ではないことを示す。少なくとも1つの入口チャンバ4と1つの出口チャンバ6を統合しなければならないが、多数の出口チャンバ6−1、6−2、6−3(図3D)および/または多数の入口チャンバ4−1、4−2、4−3(図3E)が必要な場合がある。図3Fに示すウェルプレート30のレイアウトは、多数の可能なチャンバおよび/またはリザーバ配置が存在し、チャンバおよび/またはリザーバの幾何形状とボリュームは、チャンバまたはリザーバにアクセスするオートサンプラニードル(複数可)の機能以外には限定されないことを示すことが目的である。出口チャンバが、液体が連通する入口チャンバの周囲に同心円的に配置される(すなわち、例としての流路は点線で示す)、「8X」と「11X」などの構成もある。
図4Aは、ロボット装置(アームとフィンガ)を使用して液体容器(たとえば試料バイアル)を把持し移動してオートサンプラニードル(複数可)と正確にアライメントさせることによって動作する、当業界でよく知られたタイプのオートサンプラと共に使用するように構成された構造42を示す。構造42は単にSPE装置2の変形例であり、ウェルプレートに埋め込まれるのではなく、独立型モジュールを備えるか、または追加の入口チャンバ4/出口チャンバ6のペアに接続され、使用する特定のオートサンプラの要件に対応する。入口チャンバ4と出口チャンバ6(この例ではフリットがない)は、流路8と一体化して形成され、基板または基部44から上向きに突出している。構造42のいくつかの外面46のうち任意の外面を、オートサンプラのロボットフィンガまたはアームで把持することができる。
図4Bは、本発明の1つの態様による構造の別の実施形態をさらに示す。構造42’は、入口チャンバ4と出口チャンバ6がオートサンプラトレイ45のウェル47’、47’’とぴったりと一致して固定されるように構成される。入口チャンバ4と出口チャンバ6の下部は、トレイを漏れなしに操作できるようにウェル47’、47’’に安定して配置される大きさである。流路8はウェルの仕切り49をブリッジするように示されているが、ウェルの仕切り49は溝(図示せず)を有して流路8に対応させてもよい。
次に図5Aから図5Eを参照し、また前記のウェルプレート30を参照し、さらに、オートサンプラニードル(複数可)でアクセスできるインデックスのついた試料ウェルのネットワークからなる市販の試料プレート48を使用して、本発明の1態様による自動化されたSPE作業を説明する。オートサンプラに試料プレート48以外の試料容器から自動的に分注する機能があれば、試料を自動的に分注してもよいことに注意されたい。この後の各動作は、オートサンプラニードルの動きと液体の流れを制御するオートサンプラコントローラによって自動的に行われる。プレート30の異なる位置の間での溶媒と試料の移動は、理想的には、より大きなボリュームの注入に適したオートサンプラシステムによって行う(たとえば、アジレント・テクノロジーズの900μlアップグレードを伴う1100シリーズオートサンプラ)。明らかに、当業者であれば、試料の大きさと、必要な分離材と溶媒の量とに依存して、多くの代替のステップを構想できるであろう。この中には次のようなステップが含まれるが、これらに限定されるものではない。(a)特定のステップを反復するステップ、(b)使用したニードル(複数可)の洗浄ステップ、および/または(c)各注入後に(またはマルチニードルのオートサンプラでは同時に)出口チャンバ6から廃液リザーバ32−1へ廃液を抽出するステップ。
図5Aに示す、オプションではあるが好ましいコンディショニングステップでは、通常はpHを定義するためのバッファ(塩)を含むが必ずしも含む必要のない溶媒(たとえば水、または、メタノールまたはアセトニトリルなどの有機溶媒)を、コンディショナリザーバ32−2から回収/抽出し、オートサンプラニードル(図示せず)によって入口チャンバ4に注入して、SPE分離材を「濡らし」、入口チャンバ4の任意の混入物質をゆすぎ、分離材の極性基(たとえばシラノール基)のロード特性(loading property)を定義することにより、分離材が標的成分を優先的に保持するように調製する。SPE装置2が大きな容積を有し、広い範囲のクロマトグラフィ極性の標的化合物を保持し、試料の干渉物を洗浄して廃棄する時に標的化合物の保持を維持できると有利である。
図5Bに示すロードステップでは、試料(検体と基質を含む)を、試料位置48−1におけるピックアップと入口チャンバ4への注入を介して、分離材の上にロードする。ロードステップの間、試料分子、または、基質分子、または試料と基質の分子は、入口チャンバ4の分離材によって吸収される。
図5Cから図5Eに示す次のステップは通常は「洗浄」または「溶離」ステップと呼ばれ、分離材が吸収した基質と検体の分子は連続的に分離材から溶離され、出口チャンバ6から回収される。ついで可能性としてはすぐにたとえばHPLCカラムに注入されるかまたは再構成される。これらのステップの間、ロボットのSPEシステム(ウェルプレート30とオートサンプラを含む)は洗浄液(リザーバ32−3および/または32−5から)と溶離液(溶離液リザーバ32−4から)を入口チャンバ4に送り、出口チャンバ6から廃液と溶離分画を回収する。検体を含む溶離分画は、標準のオートサンプラ機能を使用する、すなわち、定義された位置から追加の水を引き込み、検体を含む分画と混合することにより、高い水性の溶媒組成物の中でもどすことができる。多くの場合、溶媒内の水含有量が多ければ、大量の注入でHPLC性能を改善することができる。試料の集中は検体カラムで行ってもよいし、または、統合されたプレカラムシステムで行ってもよい(公知のカラムスイッチング技術を使用する)。
本発明を種々のSPE実施形態に関して説明したが、付随する請求項の精神および範囲の中でさらに別の幅広い実施形態も可能であることを理解されたい。
2 SPE装置
4 入口チャンバ
6 出口チャンバ
8 流路
9 開口部
10 分離媒体
12 オートサンプラニードル
14 ニードルの先端
16 キャップ
18 穴
19 穴の先端
20 穴の底面
22 ニードルの直径
24 溝
26 フリット
30 SPEウェルプレート
31 入口チャンバと出口チャンバの対
32 リザーバ
33 バーコード
34 面
35 ポリプロピレン基部
36 内面
38 上部
40 底面
42 構造
44 基部
46 外面
47 ウェル
48 試料プレート
49 ウェルの仕切り
51 フラップ機構
4 入口チャンバ
6 出口チャンバ
8 流路
9 開口部
10 分離媒体
12 オートサンプラニードル
14 ニードルの先端
16 キャップ
18 穴
19 穴の先端
20 穴の底面
22 ニードルの直径
24 溝
26 フリット
30 SPEウェルプレート
31 入口チャンバと出口チャンバの対
32 リザーバ
33 バーコード
34 面
35 ポリプロピレン基部
36 内面
38 上部
40 底面
42 構造
44 基部
46 外面
47 ウェル
48 試料プレート
49 ウェルの仕切り
51 フラップ機構
Claims (10)
- 懸濁固体と溶解物とを含む液体のボリュームを処理するために使用する装置であって、
オートサンプラによって受け止められ、一体化された流路(8)を介して第1の出口チャンバ(6)との間で液体が連通する第1の入口チャンバ(4)を統合した構造(2)と、
但し各チャンバは上の開口部で1本または複数のオートサンプラニードルによってアクセス可能であり、
前記1本または複数のオートサンプラニードルにより前記第1の入口チャンバに注入された液体が、分離材を横断してから前記流路を通って前記第1の出口チャンバに移動するように前記第1の入口チャンバ内に配置された分離材(10)と
を備える、装置。 - 前記第1の入口チャンバと、前記1本または複数のオートサンプラニードルとの間に気密シールを形成する密封要素か、または、
前記第1の入口チャンバの上に配置され、前記1本以上のニードルのうち1本を部分的に受け止めて前記第1の入口チャンバと前記1本または複数のオートサンプラニードルの間に気密シールを形成するような形状の穴を有するキャップか
をさらに備える、請求項1に記載の装置。 - 重力による流れを防ぐ少なくとも1つの遮断要素をさらに備える、請求項1または2に記載の装置。
- 前記構造はさらに、
前記上部開口部で前記1本または複数のオートサンプラニードルによってアクセス可能であり、かつ試料の位置、廃液リザーバ、洗浄液リザーバ、分画化リザーバ、分画プールリザーバ、反応リザーバ、溶媒リザーバを含む群から選択される1つまたは複数のボリュームを備えるか、または、
ウェルプレートと前記第1の入口チャンバと前記第1の出口チャンバは、前記ウェルプレートの上面から下向きに延びる、インデックスの付いたウェルのアレイの一部を含むか、または、
基部を備え、この基部から前記第1の入口チャンバと前記第1の出口チャンバが上向きに突出するかのいずれかである、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の装置。 - 前記流路は前記第1の入口チャンバと前記第1の出口チャンバの間に少なくとも1つのコンジットを備える、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の装置。
- 少なくとも第2の入口チャンバが前記第1の出口チャンバと液体が連通していることと、少なくとも第2の出口チャンバが前記第1の入口チャンバと液体が連通していることとを含む群から選択される少なくとも1つの特徴をさらに備える、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の装置。
- 前記分離材は、固定相、吸収剤、親和性に基づく媒体、非極性媒体、極性媒体、陽イオン交換媒体、陰イオン交換媒体、抗体媒体、キラル媒体、サイズ排除媒体、酵素媒体、反応媒体からなる群から選択される1つまたは複数の材料から構成される、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の装置。
- 懸濁固体および溶解物を含む液体のボリュームを処理する方法であって、
a)一体化した流路を介して出口チャンバと液体が連通する入口チャンバを統合した構造と、前記入口チャンバに注入された液体が分離媒体を通過した後前記出口チャンバに移動するように前記入口チャンバ内に配置された分離媒体とを用意するステップと、
b) 前記出口チャンバ内で出力液体を得るために、前記入口チャンバ、分離媒体、および流路を介して、前記懸濁固体と溶解物とを含む液体を注入するステップと、
c) 前記出力液体を前記出口チャンバから回収するステップと、
d) 前記出口チャンバ内で溶離した液体を得るために、前記入口チャンバ、分離媒体、流路を介して溶出剤を注入するステップと、
e) 前記溶離した液体を前記出口チャンバから回収するステップと
を有し、
前記ステップ(b)から(e)を手動で行うか、または、オートサンプラの1本または複数のニードルの操作により行う、方法。 - 基質分子、検体分子、分画からなる群から選択される所望の材料を前記分離媒体から連続的に溶離するためにステップ(d)とステップ(e)とを繰り返すことか、または、
ステップ(b)の前に、前記入口チャンバ、分離媒体、流路を介して前記出口チャンバにコンディショナを注入して、前記注入したコンディショナを前記出口チャンバから除去することか、または、
前記1本または複数のニードルを洗浄することか、または、
溶離液体を分画化することか、または、
前記回収した溶離液体をプールすることをさらに含む、請求項8に記載の方法。 - 処理情報の電子記録を自動的に作成するステップをさらに有し、前記構造は前記オートサンプラで検出可能な前記構造の一意的な識別子を含む、請求項8または9に記載の方法。
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