(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-05-10
(45)【発行日】2022-05-19
(54)【発明の名称】液体クロマトグラフィーシステム
(51)【国際特許分類】
G01N 30/02 20060101AFI20220511BHJP
G01N 30/46 20060101ALI20220511BHJP
G01N 30/06 20060101ALI20220511BHJP
G01N 30/08 20060101ALI20220511BHJP
G01N 30/20 20060101ALI20220511BHJP
G01N 30/26 20060101ALI20220511BHJP
G01N 30/32 20060101ALI20220511BHJP
【ＦＩ】
G01N30/02 Z
G01N30/46 Z
G01N30/06 C
G01N30/08 L
G01N30/20 A
G01N30/26 M
G01N30/32 C
【請求項の数】
7
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2020111169
(22)【出願日】2020-06-29
(65)【公開番号】P2021009144
(43)【公開日】2021-01-28
【審査請求日】2020-06-29
(31)【優先権主張番号】19183598
(32)【優先日】2019-07-01
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(73)【特許権者】
【識別番号】591003013
【氏名又は名称】エフ．ホフマン－ラ ロシュ アーゲー
【氏名又は名称原語表記】Ｆ． ＨＯＦＦＭＡＮＮ－ＬＡ ＲＯＣＨＥ ＡＫＴＩＥＮＧＥＳＥＬＬＳＣＨＡＦＴ
(74)【代理人】
【識別番号】100118902
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 修
(74)【代理人】
【識別番号】100106208
【弁理士】
【氏名又は名称】宮前 徹
(74)【代理人】
【識別番号】100120112
【氏名又は名称】中西 基晴
(74)【代理人】
【識別番号】100146710
【弁理士】
【氏名又は名称】鐘ヶ江 幸男
(72)【発明者】
【氏名】アドリアン・ジーバース－エングラー
【審査官】小澤 理
(56)【参考文献】
【文献】特表平０６－５１１０８４（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１０／０２６７４２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１７／０３３２５６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１３－２３８４６９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－０９９０１５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０７－２２９８８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－２７１２７２（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第０６５８５９３７（ＵＳ，Ｂ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｎ ３０／０２
Ｇ０１Ｎ ３０／０６
Ｇ０１Ｎ ３０／０８
Ｇ０１Ｎ ３０／２０
Ｇ０１Ｎ ３０／２６
Ｇ０１Ｎ ３０／４６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも１つの流体ストリーム（９０’）を含む液体クロマトグラフ（ＬＣ）システム（２００）であって、前記流体ストリーム（９０’）は、第１のサブストリーム（９１）および第２のサブストリーム（９２）を含み、前記第１のサブストリーム（９１）は、
－ 第１のサンプル注入バルブ（１０’）であって、前記第１のサンプル注入バルブ（１０’）は、複数のポート（１１’、１２’、１３’、１４’、１５’、１６’）、および、ポート（１１’、１２’、１３’、１４’、１５’、１６’）間の流体接続を切り替えるための多方向スイッチを含み、前記ポート（１１’、１２’、１３’、１４’、１５’、１６’）は、サンプル入力ノズル（１’）に流体接続されているサンプル入力ポート（１１’）、サンプル吸引ポンプ（２’）に流体接続されている吸引／ディスペンシングポンプポート（１２’）、サンプルループ（１７’）によって相互接続されているサンプルループ入力ポート（１３’）およびサンプルループ出力ポート（１４’）、ＬＣポンプ（５’）に流体接続されているＬＣポンプポート（１５’）、ならびに、サンプル注入－トゥー－ロード溶出ポート（１６’）を含む、第１のサンプル注入バルブ（１０’）と、
－ ロード溶出バルブ（４０’）であって、前記ロード溶出バルブ（４０’）は、複数のポート（４１’、４２’、４３’、４４’、４５’、４６’）、および、ポート（４１’、４２’、４３’、４４’、４５’、４６’）間の流体接続を切り替えるための多方向スイッチを含み、前記ポート（４１’、４２’、４３’、４４’、４５’、４６’）は、前記第１のサンプル注入バルブ（１０’）の前記サンプル注入－トゥー－ロード溶出ポート（１６’）に流体接続されているロード溶出－トゥー－サンプル注入ポート（４１’）、ＬＣポンプ（３’）に流体接続されているＬＣポンプポート（４３’）、廃棄物（４’）に流体接続されている廃棄物ポート（４４’）、分析出力ポート（４６’）、および２つのロード溶出－トゥー－トラップ選択ポート（４２’、４５’）を含む、ロード溶出バルブ（４０’）と、
－ トラップ選択バルブ（５０’）であって、前記トラップ選択バルブ（５０’）は、複数のポート（５１’、５２’、５３’、５４’、５５’、５６’）、および、ポート（５１’、５２’、５３’、５４’、５５’、５６’）間の流体接続を切り替えるための多方向スイッチを含み、前記ポート（５１’、５２’、５３’、５４’、５５’、５６’）は、前記ロード溶出バルブ（４０’）の前記ロード溶出－トゥー－トラップ選択ポート（４２’、４５’）にそれぞれ流体接続されている２つのトラップ選択－トゥー－ロード溶出ポート（５１’、５２’）、トラップカラム（５７’、５７’’、５７’’’）によって相互接続されている少なくとも１対のトラップカラムポート（５３’、５４’）、および、２つのトラップ選択－トゥー－トラップＬＣトランスファーポート（５５’、５６’）を含む、トラップ選択バルブ（５０’）と
を含み、
前記第２のサブストリーム（９２）は、
－ 第２のサンプル注入バルブ（１０’’）であって、前記第２のサンプル注入バルブ（１０’’）は、複数のポート（１１’’、１２’’、１３’’、１４’’、１５’’、１６’’）、および、ポート（１１’’、１２’’、１３’’、１４’’、１５’’、１６’’）間の流体接続を切り替えるための多方向スイッチを含み、前記ポート（１１’’、１２’’、１３’’、１４’’、１５’’、１６’’）は、サンプル入力ノズル（１’’）に流体接続されているサンプル入力ポート（１１’’）、サンプル吸引ポンプ（２’’）に流体接続されている吸引／ディスペンシングポンプポート（１２’’）、サンプルループ（１７’’）によって相互接続されているサンプルループ入力ポート（１３’’）およびサンプルループ出力ポート（１４’’）、ＬＣポンプ（５’’）に流体接続されているＬＣポンプポート（１５’’）、ならびに、サンプル注入－トゥー－トラップＬＣトランスファーポート（１６’’）を含む、第２のサンプル注入バルブ（１０’’）と、
－ カラムバイパスバルブ（３０’’）であって、前記カラムバイパスバルブ（３０’’）は、複数のポート（３１’’、３２’’、３３’’、３４’’、３５’’、３６’’）、および、ポート（３１’’、３２’’、３３’’、３４’’、３５’’、３６’’）間の流体接続を切り替えるための多方向スイッチを含み、前記ポート（３１’’、３２’’、３３’’、３４’’、３５’’、３６’’）は、ＬＣ分析カラム（３７’’）によって相互接続されている少なくとも１対のＬＣカラムポート（３２’’、３３’’）、バイパス流体経路（３８’’）によって相互接続されている２つのバイパスポート（３４’’、３５’’）、分析出力ポート（３６’’）、および、カラムバイパス－トゥー－トラップＬＣトランスファーポート（３１’’）を含む、カラムバイパスバルブ（３０’’）と
を含み、
前記流体ストリーム（９０’）は、
－ トラップＬＣサブストリームトランスファーバルブ（７０）であって、前記トラップＬＣサブストリームトランスファーバルブ（７０）は、複数のポート（７１、７２、７３、７４、７５、７６）、および、ポート（７１、７２、７３、７４、７５、７６）間の流体接続を切り替えるための多方向スイッチを含み、前記ポート（７１、７２、７３、７４、７５、７６）は、トラップカラム（７７）によって相互接続されている１対のトラップカラムポート（７１、７２）、前記トラップ選択バルブ（５０’）の２つのトラップ選択－トゥー－トラップＬＣトランスファーポート（５５’、５６’）にそれぞれ流体接続されている２つのトラップＬＣトランスファー－トゥー－トラップ選択ポート（７３、７４）、前記カラムバイパスバルブ（３０’’）の前記カラムバイパス－トゥー－トラップＬＣトランスファーポート（３１’’）に流体接続されているトラップＬＣトランスファー－トゥー－カラムバイパスポート（７５）、前記第２のサンプル注入バルブ（１０’’）の前記サンプル注入－トゥー－トラップＬＣトランスファーポート（１６’’）に流体接続されているトラップＬＣトランスファー－トゥー－サンプル注入ポート（７６）を含む、トラップＬＣサブストリームトランスファーバルブ（７０）と、
－ サブストリーム選択バルブ（８０）であって、前記サブストリーム選択バルブ（８０）は、複数のポート（８１、８２、８３、８４）、および、ポート（８１、８２、８３、８４）間の流体接続を切り替えるための多方向スイッチを含み、前記ポート（８１、８２、８３、８４）は、前記ロード溶出バルブ（４０’）の前記分析出力ポート（４６’）に流体接続されているサブストリーム選択－トゥー－ロード溶出ポート（８１）、前記カラムバイパスバルブ（３０’’）の前記分析出力ポート（３６’’）に流体接続されているサブストリーム選択－トゥー－カラムバイパスポート（８２）、および、サブストリーム選択－分析出力ポート（８３）を含む、サブストリーム選択バルブ（８０）と
をさらに含む、液体クロマトグラフ（ＬＣ）システム（２００）。
【請求項2】
前記カラムバイパスバルブ（３０’’）は、ＨＰＬＣカラムまたはＵＨＰＬＣカラム（３７’’）の中から選択するためのＬＣカラム選択バルブであり、複数対のＬＣカラムポート（３２’’、３３’’）を含み、それぞれの対は、ＨＰＬＣカラムもしくはＵＨＰＬＣカラム（３７’’）によって相互接続され得、および／または、前記トラップ選択バルブ（５０’）は、トラップカラム（５７’、５７’’、５７’’’）の中から選択するためのトラップカラム選択バルブであり、複数対のトラップカラムポート（５３’、５４’）を含み、それぞれの対（５３’、５４’）は、トラップカラム（５７’、５７’’、５７’’’）によって相互接続され得る、請求項１に記載のＬＣシステム（２００）。
【請求項3】
前記ＬＣシステム（２００）は、コントローラー（６０’）をさらに含み、前記コントローラー（６０’）は、前記第１のサンプル注入バルブ（１０’）、前記ロード溶出バルブ（４０’）、前記トラップ選択バルブ（５０’）、前記第２のサンプル注入バルブ（１０’’）、前記カラムバイパスバルブ（３０’’）、前記トラップＬＣサブストリームトランスファーバルブ（７０）、および前記サブストリーム選択バルブ（８０）を、フローインジェクションモード、トラップ－溶出モード、ＬＣモード、トラップ－溶出－ＬＣモードのうちのいずれかの間で切り替えるように構成されている、請求項１または２に記載のＬＣシステム（２００）。
【請求項4】
前記フローインジェクションモードは、所定のスイッチステータスを含み、前記所定のスイッチステータスでは、前記トラップＬＣサブストリームトランスファーバルブ（７０）、および、前記カラムバイパスバルブ（３０’’）に接続されている前記バイパス流体経路（３８’’）を介して、前記第２のサンプル注入バルブ（１０’’）の前記サンプル注入－トゥー－トラップＬＣトランスファーポート（１６’’）と前記サブストリーム選択バルブ（８０）の前記サブストリーム選択－分析出力ポート（８３）との間に直接的な流体接続が存在している、請求項３に記載のＬＣシステム（２００）。
【請求項5】
前記トラップ－溶出モードは、所定のスイッチステータスを含み、前記所定のスイッチステータスでは、前記ロード溶出バルブ（４０’）を介して、前記トラップ選択バルブ（５０’）に接続されているトラップカラム（５７’’’）と前記サブストリーム選択バルブ（８０）の前記サブストリーム選択－分析出力ポート（８３）との間に直接的な流体接続が存在している、請求項３に記載のＬＣシステム（２００）。
【請求項6】
前記ＬＣモードは、所定のスイッチステータスを含み、前記所定のスイッチステータスでは、前記トラップＬＣサブストリームトランスファーバルブ（７０）を介して、および、前記カラムバイパスバルブ（３０’’）に接続されているＬＣカラム（３７’’）を介して、前記第２のサンプル注入バルブ（１０’’）の前記サンプル注入－トゥー－トラップＬＣトランスファーポート（１６’’）と前記サブストリーム選択バルブ（８０）の前記サブストリーム選択－分析出力ポート（８３）との間に直接的な流体接続が存在している、請求項３に記載のＬＣシステム（２００）。
【請求項7】
前記トラップ－溶出－ＬＣモードは、所定のスイッチステータスを含み、前記所定のスイッチステータスでは、前記カラムバイパスバルブ（３０’’）に接続されているＬＣカラム（３７’’）を介して、前記トラップＬＣサブストリームトランスファーバルブ（７０）に接続されている前記トラップカラム（７７）と前記サブストリーム選択バルブ（８０）の前記サブストリーム選択－分析出力ポート（８３）との間に直接的な流体接続が存在している、請求項３に記載のＬＣシステム（２００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、異なる分析モード間の切り替えを可能にする液体クロマトグラフシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
質量分析の実装に対する関心が大きくなっており、より具体的には、臨床検査室の中での質量分析に連結されている液体クロマトグラフィーの実装に対する関心が大きくなっている。しかし、標準化されたおよび自動化された手順の欠如、ならびに、分析セットアップの複雑さが、その実装を制限している。とりわけ、サンプル調製は、典型的に、手動の面倒な手順である。後続の遠心分離を伴うタンパク質沈殿は、望まれない潜在的に阻害するサンプルマトリックスを除去するための最も一般的な方法である。キットの使用は、少なくとも部分的に自動化され得るサンプル調製を部分的に促進させることが可能である。しかし、キットは、限られた数の関心の検体のためだけに利用可能であり、サンプル調製から分離および検出へのプロセス全体は、複雑なままであり、極めて高度な器具を動作させるために、高度に訓練された検査技師の立ち会いを必要とする。
【0003】
また、典型的に、バッチアプローチがそれに続き、そこでは、同じ調製条件の下で事前に調製されたサンプルのバッチが、同じ分離条件の下で連続的なクロマトグラフ分離ランを受ける。しかし、このアプローチは、高いスループットを可能にせず、フレキシブルではなく、たとえば、ランダムな順序でサンプルを処理することを許容せず、また、たとえば、優先度が高く、最初に処理されなければならない、入ってくる緊急サンプルの観点から、再スケジューリング（事前に定義された処理シーケンスを変化させる）を許容しない。
【0004】
米国特許出願公開第２０１８／０２９２３６８（Ａ１）号は、自動化されたランダムアクセスサンプル調製およびＬＣ分離を可能にし、それによって、臨床診断に適切な質量分析に連結されているＬＣを利用する、システムおよび方法を説明している。
【0005】
多くの連続的なサンプル注入サイクルを必要とする高スループット用途に関して、および、特に、異なる注入条件および異なるＬＣ分離条件を場合によっては必要とする異なるサンプルのランダムアクセス分析に関して、スケジュールされたシーケンスでのそれぞれのサンプルに関する条件を急速に変化および適合させる際のさらにより大きなフレキシビリティおよび速度が重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２９２３６８（Ａ１）号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上記を背景にして、本開示の実施形態は、先行技術を上回る特定の自明でない利点および進歩を提供する。とりわけ、本発明者らは、液体クロマトグラフィーシステムにおける改善の必要性を認識した。
【0008】
本開示の実施形態は、特定の利点または機能性に限定されないが、本開示は、液体クロマトグラフ（ＬＣ）システムに関して、クロマトグラフのオプションおよびモードの幅広い選択肢を提供すること、ならびに、ハードウェア修正なしに、手動の介入なしに、および、スループットの著しい損失（それは、典型的に、そうでなければ、長い再平衡時間に起因する）なしに、フレキシブルにおよび迅速にそれらの間で切り替えることを可能にするということが留意される。
【課題を解決するための手段】
【0009】
とりわけ、少なくとも１つの流体ストリームを含む第１の液体クロマトグラフ（ＬＣ）システムが導入され、流体ストリームは、サンプル注入バルブ、トラップバイパス選択バルブ、カラムバイパスバルブ、ロード溶出（ｌｏａｄ－ｅｌｕｔｅ）バルブ、およびトラップ選択バルブを含む。サンプル注入バルブは、複数のポート、および、ポート間の流体接続を切り替えるための多方向スイッチを含み、ポートは、サンプル入力ノズルに流体接続されているサンプル入力ポート、サンプル吸引ポンプに流体接続されている吸引／ディスペンシングポンプポート、サンプルループによって相互接続されているサンプルループ入力ポートおよびサンプルループ出力ポート、ＬＣポンプに流体接続されているＬＣポンプポート、ならびに、サンプル注入－トゥー－トラップバイパス選択ポートを含む。
【0010】
トラップバイパス選択バルブは、複数のポート、および、ポート間の流体接続を切り替えるための多方向スイッチを含み、ポートは、サンプル注入バルブのサンプル注入－トゥー－トラップバイパス選択ポートに流体接続されているトラップバイパス選択－トゥー－サンプル注入ポート、バイパス流体経路によって相互接続されている２つのバイパスポート、トラップバイパス選択－トゥー－カラムバイパスポート、および、２つのトラップバイパス選択－トゥー－ロード溶出ポートを含む。カラムバイパスバルブは、複数のポート、および、ポート間の流体接続を切り替えるための多方向スイッチを含み、ポートは、トラップバイパス選択バルブのトラップバイパス選択－トゥー－カラムバイパスポートに流体接続されているカラムバイパス－トゥー－トラップバイパス選択ポート、ＬＣ分析カラムによって相互接続されている少なくとも１対のＬＣカラムポート、バイパス流体経路によって相互接続されている２つのバイパスポート、および分析出力ポートを含む。
【0011】
ロード溶出バルブは、複数のポート、および、ポート間の流体接続を切り替えるための多方向スイッチを含み、ポートは、トラップバイパス選択バルブのトラップバイパス選択－トゥー－ロード溶出ポートにそれぞれ流体接続されている２つのロード溶出－トゥー－トラップバイパス選択ポート、ＬＣポンプに流体接続されているＬＣポンプポート、廃棄物に流体接続されている廃棄物ポート、および、２つのロード溶出－トゥー－トラップ選択ポートを含む。トラップ選択バルブは、複数のポート、および、ポート間の流体接続を切り替えるための多方向スイッチを含み、ポートは、ロード溶出バルブのロード溶出－トゥー－トラップ選択ポートにそれぞれ流体接続されている２つのトラップ選択－トゥー－ロード溶出ポート、トラップカラムによって相互接続されている少なくとも１対のトラップカラムポートを含む。
【0012】
「液体クロマトグラフィーまたはＬＣ」は、たとえば、関心の検体をマトリックス成分（たとえば、後続の検出（たとえば、質量分析検出）と依然として干渉し得るサンプル調製の後の残りのマトリックス成分）から分離するために、および／または、それらの個々の検出を可能にするために、関心の検体を互いから分離するために、サンプルインジェクターによって注入されるサンプルを、ＬＣカラムを通したクロマトグラフ分離にかける分析プロセスである。「高速液体クロマトグラフィー」またはＨＰＬＣ、「超高速液体クロマトグラフィー」またはＵＨＰＬＣ（「マイクロ液体クロマトグラフィー」またはμＬＣおよび「スモールボア液体クロマトグラフィー」またはスモールボアＬＣを含む）は、圧力下において実施される液体クロマトグラフィーの形態である。
【0013】
「液体クロマトグラフシステムまたはＬＣシステム」は、液体クロマトグラフィーを実施するための分析装置もしくはモジュール、または、分析装置の中のユニットである。ＬＣシステムは、並列におよび／または直列に配置されている１つまたは複数のＬＣカラムを含むことができる、シングルチャネルシステムまたはマルチチャネルシステムとして具現化され得る。また、ＬＣシステムは、サンプルインジェクター、バルブ、液体供給源、流体接続部、ならびに、たとえば、液体を混合するための、液体を脱ガスするための、および、液体をテンパリングする（ｔｅｍｐｅｒ）ためなどのパーツ、１つまたは複数のセンサー、たとえば、圧力センサーおよび温度センサーなど、ならびに、特に少なくとも１つのＬＣポンプなどのような、要素を含むことが可能である。このリストは、包括的ではない。一実施形態によれば、ＬＣシステムは、質量分析のためのサンプルを調製するように、および／または、とりわけ、質量分析計による検出の前に関心の検体を分離するために、調製されたサンプルを質量分析計へ移送するように設計されている分析モジュールである。とりわけ、典型的に、ＬＣランの間に、質量分析計は、特定の質量範囲をスキャンするように設定され得る。ＬＣ／ＭＳデータは、個々の質量スキャンの中のイオン電流を合計することによって、および、時間に対する強度点として、その「合計された」イオン電流をプロットすることによって表され得る。結果として生じるプロットは、検体ピークを伴うＨＰＬＣ ＵＶトレースのように見える。ＬＣシステムは、そうでなければ、ＵＶ検出器などのような、それ自身の検出器を含むことが可能である。
【0014】
「液体」という用語は、たとえば、移動相または溶離液として使用される、および、当技術分野で知られているように使用される、たとえば、溶媒、または、溶媒の混合物として、液体クロマトグラフィーにおいて一般に使用される液体を表している。
【0015】
「サンプル」という用語は、１つまたは複数の関心の検体を含有することが疑われる生物学的な材料を表しており、その検出（定性的な検出および／または定量的な検出）は、臨床症状と関連付けられ得る。サンプルは、任意の生物学的な供給源、たとえば、血液、唾液、眼球レンズ液、脳脊髄液、汗、尿、母乳、腹水、粘液、滑液、腹膜液、羊水、組織、または細胞などを含む、生理学的な流体などから導出され得る。サンプルは、たとえば、血漿または血清を血液から調製すること、粘性流体を希釈すること、または溶解など、使用の前に事前処理され得る。処理の方法は、濾過、遠心分離、蒸留、濃縮、干渉する成分の不活性化、および、試薬の追加を伴うことが可能である。サンプルは、いくつかのケースでは、供給源から取得されるものとして直接的に使用され得、または、たとえば、１つもしくは複数の体外診断テストを実施することを可能にするために、または、関心の検体をエンリッチ化する（抽出する／分離する／濃縮する）ために、および／または、関心の検体の検出と潜在的に干渉するマトリックス成分を除去するために、たとえば、内部標準物質を追加した後に、別の溶液によって希釈された後に、または、試薬と混合された後に、サンプルの特性を修正するための事前処理および／もしくはサンプル調製ワークフローに続いて使用され得る。関心の検体の例は、一般的に、ビタミンＤ、乱用薬物、治療薬物、ホルモン、および代謝物質である。しかし、このリストは包括的ではない。
【0016】
「流体ストリーム」は、流体経路であり、その流体経路を通って、液体が流れることが可能であり、とりわけ、その流体経路を通って、サンプル注入ポイントからのサンプルが、検出器へ（たとえば、質量分析計または他の検出器）へ移送され得、また、その流体経路を通って、サンプルがクロマトグラフプロセスを受けることが可能である。流体ストリームの異なるパーツを通る流体接続は、不連続的であることが可能である。これは、流体ストリームが切り替えバルブなどのような要素を含むからであり、切り替えバルブは、代替的な接続を確立することが可能であり、また、異なる時間に流体ストリームの異なるパーツ間の流体フローを調整することが可能である。「ＬＣチャネル」は、少なくとも１つのキャピラリーチュービングおよび／またはＬＣカラムを含む、流体ライン（流体ストリームの一部）であり、ＬＣカラムは、サンプルおよび関心の検体のタイプに従って選択される固定相を含み、また、たとえば、一般に知られているように、それらの極性もしくはｌｏｇ Ｐ値、サイズ、または親和性に従って、選択された条件の下で関心の検体を捕捉し、および／または分離し、ならびに、溶出し、および／または移送するために、移動相が固定相を通してポンプ送りされる。少なくとも１つのＬＣチャネルの中の少なくとも１つのＬＣカラムは、交換可能であり得る。とりわけ、ＬＣシステムは、ＬＣチャネルよりも多くのＬＣカラムを含むことが可能であり、ここで、複数のＬＣカラムが、選択可能であり得、たとえば、同じＬＣチャネルに相互交換可能に連結され得る。また、キャピラリーチュービングは、ＬＣカラムをバイパスするために使用され得る。流体ストリームは、複数のサブストリームを含むことが可能である。
【0017】
ＬＣシステムは、一度に１つの流体ストリームを検出器へ方向付けるためのストリーム選択バルブに接続されている複数の流体ストリームを含むことが可能である。
「ＬＣカラム」は、クロマトグラフ性質の分離を実施するためのカラム、カートリッジ、およびキャピラリーなどのうちのいずれかを表すことが可能である。カラムは、典型的に、固定相をパックまたはロードされており、たとえば、一般に知られているように、それらの極性もしくはｌｏｇ Ｐ値、サイズ、または親和性に従って、選択された条件の下で関心の検体を捕捉し、および／または分離し、ならびに、溶出し、および／または移送するために、移動相が固定相を通してポンプ送りされる。この固定相は、粒状もしくはビーズ状になっていることが可能であり、または、多孔性モノリスであることが可能である。しかし、「カラム」という用語は、また、固定相をパックまたはロードされているのではなく、分離を実現するために内側キャピラリー壁部の表面積に依存する、キャピラリーを表すことが可能である。ＬＣカラムは、交換可能であり得、および／または、１つもしくは複数の他のＬＣカラムに対して並列にもしくは順番に動作することが可能である。ＬＣカラムは、たとえば、迅速なトラップおよび溶出ＬＣカラムまたは略して「トラップカラム」、高速ＬＣ（ＨＰＬＣ）カラムまたは超高速ＬＣ（ＵＨＰＬＣ）カラムであることが可能であり、また、１ｍｍ以下の内径を有するマイクロ－ＬＣカラムおよびスモールボアＬＣカラムを含む、任意のサイズのものであることが可能である。トラップカラムのケースでは、関心の検体を保つが、任意の塩、バッファー、洗浄剤、および他のマトリックス成分は保たれずに洗浄して取り除かれる固定相が選ばれる。このプロセスは、典型的に、たとえば、バックフラッシュモードで、異なる移動相または溶媒勾配を伴う、検体の溶出がその後に続く。検体に応じて、いくつかの検体の分離が、いくつかのケースにおいて予期され得る。他方では、多重反応モニタリング（ＭＲＭ）において同一の質量（等圧）および／または重複する娘イオンスペクトルを有する検体のケースにおいて、質量分析に関して言うと、より広範なクロマトグラフ分離が好ましい可能性がある。そのケースにおいて、ＨＰＬＣカラムまたはＵＨＰＬＣカラムの中の分離が有利である可能性がある。
「ＬＣカラム」は、クロマトグラフ性質の分離を実施するためのカラム、カートリッジ、およびキャピラリーなどのうちのいずれかを表すことが可能である。カラムは、典型的に、固定相をパックまたはロードされており、たとえば、一般に知られているように、それらの極性もしくはｌｏｇ Ｐ値、サイズ、または親和性に従って、選択された条件の下で関心の検体を捕捉し、および／または分離し、ならびに、溶出し、および／または移送するために、移動相が固定相を通してポンプ送りされる。この固定相は、粒状もしくはビーズ状になっていることが可能であり、または、多孔性モノリスであることが可能である。しかし、「カラム」という用語は、また、固定相をパックまたはロードされているのではなく、分離を実現するために内側キャピラリー壁部の表面積に依存する、キャピラリーを表すことが可能である。ＬＣカラムは、交換可能であり得、および／または、１つもしくは複数の他のＬＣカラムに対して並列にもしくは順番に動作することが可能である。ＬＣカラムは、たとえば、迅速なトラップおよび溶出ＬＣカラムまたは略して「トラップカラム」、高速ＬＣ（ＨＰＬＣ）カラムまたは超高速ＬＣ（ＵＨＰＬＣ）カラムであることが可能であり、また、１ｍｍ以下の内径を有するマイクロ－ＬＣカラムおよびスモールボアＬＣカラムを含む、任意のサイズのものであることが可能である。トラップカラムのケースでは、関心の検体を保つが、任意の塩、バッファー、洗浄剤、および他のマトリックス成分は保たれずに洗浄して取り除かれる固定相が選ばれる。このプロセスは、典型的に、たとえば、バックフラッシュモードで、異なる移動相または溶媒勾配を伴う、検体の溶出がその後に続く。検体に応じて、いくつかの検体の分離が、いくつかのケースにおいて予期され得る。他方では、多重反応モニタリング（ＭＲＭ）において同一の質量（等圧）および／または重複する娘イオンスペクトルを有する検体のケースにおいて、質量分析に関して言うと、より広範なクロマトグラフ分離が好ましい可能性がある。そのケースにおいて、ＨＰＬＣカラムまたはＵＨＰＬＣカラムの中の分離が有利である可能性がある。
【0018】
「液体クロマトグラフィーポンプまたはＬＣポンプ」は、高圧ポンプであり、それは、圧力容量が変化することが可能であるが、ＬＣチャネルを通る一貫した再現可能な体積流量を生み出すことが可能である。ＨＰＬＣの中の圧力は、典型的に、６０ＭＰａすなわち約６００気圧の高さまで到達することが可能であり、一方、ＵＨＰＬＣシステムおよびμ－ＬＣシステムは、たとえば、１４０ＭＰａすなわち約１４００気圧までの、さらに高い圧力において働くように開発されており、したがって、ＬＣカラムの中ではるかに小さい粒子サイズ（＜２μｍ）を使用することができる。ＬＣポンプは、たとえば、溶出勾配の使用を必要とする条件のケースにおいて、バイナリーポンプとして構成され得る。
【0019】
１つの実施形態によれば、ＬＣポンプは、６０ＭＰａから１４０ＭＰａの圧力、たとえば、７５ＭＰａから１００ＭＰａの圧力、たとえば、８０ＭＰａの圧力を生み出すことが可能である。
【0020】
１つの実施形態によれば、ＬＣポンプは、１μｌ／ｍｉｎから５００μｌ／ｍｉｎ以上の間の流量によって動作するように構成され得、典型的に、１００μｌ／ｍｉｎから３００μｌ／ｍｉｎの間の流量において、および、たとえば、約±５％以下の精度で動作するように構成され得る。
【0021】
本ＬＣシステムの少なくとも１つの実施形態によるＬＣポンプは、専用の機能または複数の機能を有することが可能である。たとえば、サンプル注入バルブのＬＣポンプポートに流体接続されているＬＣポンプは、一度にサンプル注入バルブまたはロード溶出バルブのいずれかに接続するために、たとえば、追加的なスイッチバルブを介して、ロード溶出バルブのＬＣポンプポートに接続されているＬＣポンプと同じであることが可能である。
【0022】
「ＬＣ切り替えバルブ」は、ポートに接続されている要素間のフローを制御するマルチポートバルブである。これは、典型的に、スイッチメカニズムによって実現され、スイッチメカニズムは、異なる要素間の連通を切り替えるために、１つまたは複数のバルブ導管を移動させる。パイプ、チューブ、キャピラリー、およびマイクロ流体チャネルなどのような、さらなる導管を介して、ならびに、たとえば、クランプメカニズムによって適切な場所に維持される、スクリュー／ナットおよびフェルール、または代替的な液密シーリングのような、フィッティングによって、要素はポートに流体接続され得る。ＬＣ切り替えバルブは、通常、ＨＰＬＣに関して使用される程度の大きさの液体圧力またはそれよりも高い液体圧力を可能にすることができる。
【0023】
一実施形態によれば、スイッチバルブは、０．６ｍｍ未満の内径、たとえば、約０．５ｍｍから０．２ｍｍの間の内径、たとえば、約０．４ｍｍまたは約０．２５ｍｍの内径を有する内側バルブ導管を有する。
【0024】
一実施形態によれば、スイッチバルブは、約５００ｍｓ以下の切り替え時間を有する。
サンプル注入バルブ、トラップバイパス選択バルブ、カラムバイパスバルブ、ロード溶出バルブ、およびトラップ選択バルブは、ＬＣ切り替えバルブである。
サンプル注入バルブ、トラップバイパス選択バルブ、カラムバイパスバルブ、ロード溶出バルブ、およびトラップ選択バルブは、ＬＣ切り替えバルブである。
【0025】
一実施形態によれば、カラムバイパスバルブは、ＨＰＬＣカラムまたはＵＨＰＬＣカラムの中から選択するためのＬＣカラム選択バルブであり、複数対のＬＣカラムポートを含み、それぞれの対は、ＨＰＬＣカラムまたはＵＨＰＬＣカラムによって相互接続されている。
【0026】
たとえば、カラムバイパスバルブは、２～７方向の６／８／１０／１２／１４ポートバルブであることが可能であり、ＨＰＬＣカラムまたはＵＨＰＬＣカラムは、同じまたは異なるタイプ／選択性のものであることが可能である。
【0027】
同じまたは代替的な実施形態によれば、トラップ選択バルブは、トラップカラムの中から選択するためのトラップカラム選択バルブであり、複数対のトラップカラムポートを含み、それぞれの対は、トラップカラムによって相互接続され得る。
【0028】
たとえば、トラップ選択バルブは、２～７方向の６／８／１０／１２／１４ポートバルブであることが可能であり、トラップカラムは、同じまたは異なるタイプ／選択性のものであることが可能である。
【0029】
「カラムバイパスバルブ」は、そのように呼ばれる。その理由は、それが、ＬＣカラムを通して液体フローを方向付けることが可能であるか、または、それが、バイパス流体経路を通して液体フローを方向付けることによって、ＬＣカラムをバイパスすることが可能であるかのいずれかであるからである。
【0030】
「トラップバイパス選択バルブ」は、そのように呼ばれる。その理由は、それが、ロード溶出バルブおよびトラップ選択バルブを介してトラップカラムへ液体フローを方向付けることが可能であるか、または、それが、バイパス流体経路を介してカラムバイパスバルブへ液体フローを方向付けることによって、トラップカラム流体経路をバイパスすることが可能であるからである。
【0031】
「ロード溶出バルブ」は、そのように呼ばれる。その理由は、それが、液体フローを方向付けることが可能であり、サンプルが、トラップカラムの中へロードされ得るか、または、トラップ選択バルブを介してトラップカラムから溶出され得るようになっているからである。
【0032】
一実施形態によれば、ＬＣシステムは、コントローラーをさらに含み、コントローラーは、同じ流体ストリームのサンプル注入バルブ、トラップバイパス選択バルブ、カラムバイパスバルブ、ロード溶出バルブ、およびトラップ選択バルブを、連続的フローインフュージョン／希釈シュートモード、トラップ－溶出モード、ＬＣモード、およびトラップ－溶出－ＬＣモードのうちのいずれかの間で切り替えるように構成されている。
【0033】
一実施形態によれば、連続的フローインフュージョン／希釈シュートモードは、所定のスイッチステータスを含み、所定のスイッチステータスでは、トラップバイパス選択バルブに接続されているバイパス流体経路、および、カラムバイパスバルブに接続されているバイパス流体経路を介して、サンプル注入バルブのサンプル注入－トゥー－トラップバイパス選択ポートとカラムバイパスバルブの分析出力ポートとの間に直接的な流体接続が存在している。
【0034】
一実施形態によれば、トラップ－溶出モードは、所定のスイッチステータスを含み、所定のスイッチステータスでは、トラップ選択バルブ、ロード溶出バルブ、および、カラムバイパスバルブに接続されているバイパス流体経路を介して、トラップ選択バルブに接続されているトラップカラムとカラムバイパスバルブの分析出力ポートとの間に直接的な流体接続が存在している。
【0035】
一実施形態によれば、ＬＣモードは、所定のスイッチステータスを含み、所定のスイッチステータスでは、トラップバイパス選択バルブに接続されているバイパス流体経路、および、カラムバイパスバルブに接続されているＬＣカラムを介して、サンプル注入バルブのサンプル注入－トゥー－トラップバイパス選択ポートとカラムバイパスバルブの分析出力ポートとの間に直接的な流体接続が存在している。
【0036】
一実施形態によれば、トラップ－溶出－ＬＣモードは、所定のスイッチステータスを含み、所定のスイッチステータスでは、トラップ選択バルブ、ロード溶出バルブ、トラップバイパス選択バルブ、および、カラムバイパスバルブに接続されているＬＣカラムを介して、トラップ選択バルブに接続されているトラップカラムとカラムバイパスバルブの分析出力ポートとの間に直接的な流体接続が存在している。
【0037】
本明細書で使用されているようなコントローラーという用語は、任意の物理的なまたはバーチャル処理デバイス、および、とりわけ、コンピューター可読のプログラムまたはソフトウェアを走らせるプログラマブルロジックコントローラーを包含しており、コンピューター可読のプログラムまたはソフトウェアは、動作計画に従って動作を実施するためのインストラクションを提供されており、また、異なるクロマトグラフモード間で切り替えるために、および、自動化された様式で必要に応じて個々のクロマトグラフモードの中のワークフローステップを実行するために、とりわけ、サンプル注入バルブ、トラップバイパス選択バルブ、カラムバイパスバルブ、ロード溶出バルブ、およびトラップ選択バルブを切り替える動作と関連付けられている。これは、さらなるバルブ切り替えおよびＬＣポンプの動作を含み、それぞれのクロマトグラフモードおよびスケジュールされたワークフローステップと同調して動作することが可能である。
【0038】
コントローラーは、ＬＣシステムと通信している別個のロジックエンティティーであることが可能である。いくつかの実施形態では、コントローラーは、データ管理ユニットと一体になっていることが可能であり、サーバーコンピューターによって含まれ得、および／または、１つの臨床診断システムの一部であることが可能であり、または、さらには、複数のＬＣシステムにわたって分配され得る。
【0039】
また、コントローラーは、ワークフローおよびワークフローステップがＬＣシステムによって実行されるように、ＬＣシステムを制御するように構成可能であり得る。
とりわけ、コントローラーは、スケジューラーおよび／またはデータマネージャーと通信および／または協働することが可能であり、異なるクロマトグラフモード間の切り替えをスケジュールおよび実行するために、入ってくる分析オーダーおよび／または受け取った分析オーダー、ならびに、分析オーダーの実行と関連付けられたスケジュールされたプロセス動作の数を考慮に入れるようなっている。
とりわけ、コントローラーは、スケジューラーおよび／またはデータマネージャーと通信および／または協働することが可能であり、異なるクロマトグラフモード間の切り替えをスケジュールおよび実行するために、入ってくる分析オーダーおよび／または受け取った分析オーダー、ならびに、分析オーダーの実行と関連付けられたスケジュールされたプロセス動作の数を考慮に入れるようなっている。
【0040】
また、第２の液体クロマトグラフ（ＬＣ）システムが本明細書で導入され、第２の液体クロマトグラフ（ＬＣ）システムは、少なくとも１つの流体ストリームを含み、流体ストリームは、第１のサブストリームおよび第２のサブストリームを含む。
【0041】
とりわけ、第１のサブストリームは、第１のサンプル注入バルブを含み、第１のサンプル注入バルブは、複数のポート、および、ポート間の流体接続を切り替えるための多方向スイッチを含み、ポートは、サンプル入力ノズルに流体接続されているサンプル入力ポート、サンプル吸引ポンプに流体接続されている吸引／ディスペンシングポンプポート、サンプルループによって相互接続されているサンプルループ入力ポートおよびサンプルループ出力ポート、ＬＣポンプに流体接続されているＬＣポンプポート、ならびに、サンプル注入－トゥー－ロード溶出ポートを含む。第１のサブストリームは、ロード溶出バルブをさらに含み、ロード溶出バルブは、複数のポート、および、ポート間の流体接続を切り替えるための多方向スイッチを含み、ポートは、第１のサンプル注入ポートのサンプル注入－トゥー－ロード溶出ポートに流体接続されているロード溶出－トゥー－サンプル注入ポート、ＬＣポンプに流体接続されているＬＣポンプポート、廃棄物に流体接続されている廃棄物ポート、分析出力ポート、および２つのロード溶出－トゥー－トラップ選択ポートを含む。第１のサブストリームは、トラップ選択バルブをさらに含み、トラップ選択バルブは、複数のポート、および、ポート間の流体接続を切り替えるための多方向スイッチを含み、ポートは、ロード溶出バルブのロード溶出－トゥー－トラップ選択ポートにそれぞれ流体接続されている２つのトラップ選択－トゥー－ロード溶出ポート、トラップカラムによって相互接続されている少なくとも１対のトラップカラムポート、および、２つのトラップ選択－トゥー－トラップＬＣトランスファーポートを含む。
【0042】
第２のサブストリームは、第２のサンプル注入バルブを含み、第２のサンプル注入バルブは、複数のポート、および、ポート間の流体接続を切り替えるための多方向スイッチを含み、ポートは、サンプル入力ノズルに流体接続されているサンプル入力ポート、サンプル吸引ポンプに流体接続されている吸引／ディスペンシングポンプポート、サンプルループによって相互接続されているサンプルループ入力ポートおよびサンプルループ出力ポート、ＬＣポンプに流体接続されているＬＣポンプポート、ならびに、サンプル注入－トゥー－トラップＬＣトランスファーポートを含む。第２のサブストリームは、カラムバイパスバルブをさらに含み、カラムバイパスバルブは、複数のポート、および、ポート間の流体接続を切り替えるための多方向スイッチを含み、ポートは、ＬＣ分析カラムによって相互接続されている少なくとも１対のＬＣカラムポート、バイパス流体経路によって相互接続されている２つのバイパスポート、分析出力ポート、および、カラムバイパス－トゥー－トラップＬＣトランスファーポートを含む。
【0043】
流体ストリームは、トラップＬＣサブストリームトランスファーバルブをさらに含み、トラップＬＣサブストリームトランスファーバルブは、複数のポート、および、ポート間の流体接続を切り替えるための多方向スイッチを含み、ポートは、トラップカラムによって相互接続されている１対のトラップカラムポート、トラップ選択バルブの２つのトラップ選択－トゥー－トラップＬＣトランスファーポートにそれぞれ流体接続されている２つのトラップＬＣトランスファー－トゥー－トラップ選択ポート、カラムバイパスバルブのカラムバイパス－トゥー－トラップＬＣトランスファーポートに流体接続されているトラップＬＣトランスファー－トゥー－カラムバイパスポート、第２のサンプル注入バルブのサンプル注入－トゥー－トラップＬＣトランスファーポートに流体接続されているトラップＬＣトランスファー－トゥー－サンプル注入ポートを含む。
【0044】
流体ストリームは、サブストリーム選択バルブをさらに含み、サブストリーム選択バルブは、複数のポート、および、ポート間の流体接続を切り替えるための多方向スイッチを含み、ポートは、ロード溶出バルブの分析出力ポートに流体接続されているサブストリーム選択－トゥー－ロード溶出ポート、カラムバイパスバルブの分析出力ポートに流体接続されているサブストリーム選択－トゥー－カラムバイパスポート、および、サブストリーム選択－分析出力ポートを含む。
【0045】
第１および第２のサンプル注入バルブ、ロード溶出バルブ、トラップ選択バルブ、カラムバイパスバルブ、トラップＬＣサブストリームトランスファーバルブ、およびサブストリーム選択バルブは、ＬＣ切り替えバルブである。
【0046】
第１のＬＣシステムと同様に、第２のＬＣシステムにおいても、ＬＣポンプは、専用の機能または複数の機能を有することが可能である。たとえば、同じＬＣポンプが、一方または他方に交互に接続するために、たとえば、追加的なスイッチバルブを介して、それぞれの異なるバルブの２つの異なるポートに接続され得る。
【0047】
第２のＬＣシステムの一実施形態によれば、カラムバイパスバルブは、ＨＰＬＣカラムまたはＵＨＰＬＣカラムの中から選択するためのＬＣカラム選択バルブであり、複数対のＬＣカラムポートを含み、それぞれの対は、ＨＰＬＣカラムもしくはＵＨＰＬＣカラムによって相互接続され得、および／または、トラップ選択バルブは、トラップカラムの中から選択するためのトラップカラム選択バルブであり、複数対のトラップカラムポートを含み、それぞれの対は、トラップカラムによって相互接続され得る。
【0048】
たとえば、カラムバイパスバルブは、２～７方向の６／８／１０／１２／１４ポートバルブであることが可能であり、ＨＰＬＣカラムまたはＵＨＰＬＣカラムは、同じまたは異なるタイプ／選択性のものであることが可能である。また、トラップ選択バルブは、２～７方向の６／８／１０／１２／１４ポートバルブであることが可能であり、トラップカラムは、同じまたは異なるタイプ／選択性のものであることが可能である。
【0049】
一実施形態によれば、第２のＬＣシステムは、コントローラーをさらに含み、コントローラーは、第１のサンプル注入バルブ、ロード溶出バルブ、トラップ選択バルブ、第２のサンプル注入バルブ、カラムバイパスバルブ、トラップＬＣサブストリームトランスファーバルブ、およびサブストリーム選択バルブを、連続的フローインフュージョン／希釈シュートモード、トラップ－溶出モード、ＬＣモード、トラップ－溶出－ＬＣモードのうちのいずれかの間で切り替えるように構成されている。
【0050】
一実施形態によれば、連続的フローインフュージョン／希釈シュートモードは、所定のスイッチステータスを含み、所定のスイッチステータスでは、トラップＬＣサブストリームトランスファーバルブ、および、カラムバイパスバルブに接続されているバイパス流体経路を介して、第２のサンプル注入バルブのサンプル注入－トゥー－トラップＬＣトランスファーポートとサブストリーム選択バルブのサブストリーム選択－分析出力ポートとの間に直接的な流体接続が存在している。
【0051】
一実施形態によれば、トラップ－溶出モードは、所定のスイッチステータスを含み、所定のスイッチステータスでは、ロード溶出バルブを介して、トラップ選択バルブに接続されているトラップカラムとサブストリーム選択バルブのサブストリーム選択－分析出力ポートとの間に直接的な流体接続が存在している。
【0052】
一実施形態によれば、ＬＣモードは、所定のスイッチステータスを含み、所定のスイッチステータスでは、トラップＬＣサブストリームトランスファーバルブを介して、および、カラムバイパスバルブに接続されているＬＣカラムを介して、第２のサンプル注入バルブのサンプル注入－トゥー－トラップＬＣトランスファーポートとサブストリーム選択バルブのサブストリーム選択－分析出力ポートとの間に直接的な流体接続が存在している。
【0053】
一実施形態によれば、トラップ－溶出－ＬＣモードは、所定のスイッチステータスを含み、所定のスイッチステータスでは、カラムバイパスバルブに接続されているＬＣカラムを介して、トラップＬＣサブストリームトランスファーバルブに接続されているトラップカラムとサブストリーム選択バルブのサブストリーム選択－分析出力ポートとの間に直接的な流体接続が存在している。
【0054】
そうでなければ、コントローラーは、同じになっていることが可能であり、または、第１のＬＣシステムのコントローラーと同じまたは同様の機能を果たすように構成され得る。
【0055】
他のおよびさらなる目的、特徴、および利点は、例示的な実施形態の以下の説明および添付の図面から明らかになることとなり、それは、より詳細に原理を説明する役割を果たす。
【0056】
本開示の実施形態の以下の詳細な説明は、以下の図面と関連して読まれたときに最も良好に理解され得、図面において、同様の構造体は、同様の参照番号を伴って示されている。
【図面の簡単な説明】
【0057】
【図1A】連続的フローインフュージョン／希釈シュートモードの第１のスイッチステータスにおける、本開示の第１の実施形態による第１のＬＣシステムを概略的に示す図である。
【図5A】連続的フローインフュージョン／希釈シュートモードの第１のスイッチステータスにおける、本開示の第２の実施形態による第２のＬＣシステムを概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0058】
図の中の要素は、簡単化および明確化のために図示されており、必ずしも正しい縮尺で描かれているわけではないということを当業者は認識する。たとえば、図の中の要素のうちのいくつかの寸法は、本開示の実施形態の理解を改善することを助けるために、他の要素に対して誇張されている可能性がある。
【0059】
図１Ａは、第１の実施形態による第１のＬＣシステム１００を概略的に示している。ＬＣシステム１００は、流体ストリーム９０を含み、流体ストリーム９０は、サンプル注入バルブ１０、トラップバイパス選択バルブ２０、カラムバイパスバルブ３０、ロード溶出バルブ４０、およびトラップ選択バルブ５０を含む。
【0060】
サンプル注入バルブ１０は、複数のポート１１、１２、１３、１４、１５、１６と、ポート１１、１２、１３、１４、１５、１６間の流体接続を切り替えるための多方向スイッチとを含み、ポート１１、１２、１３、１４、１５、１６は、サンプル入力ノズル１に流体接続されているサンプル入力ポート１１と、サンプル吸引ポンプ２に流体接続されている吸引／ディスペンシングポンプポート１２、サンプルループ１７によって相互接続されているサンプルループ入力ポート１３およびサンプルループ出力ポート１４と、ＬＣポンプ５に流体接続されているＬＣポンプポート１５と、サンプル注入－トゥー－トラップバイパス選択ポート１６とを含む。
【0061】
トラップバイパス選択バルブ２０は、複数のポート２１、２２、２３、２４、２５、２６と、ポート２１、２２、２３、２４、２５、２６間の流体接続を切り替えるための多方向スイッチとを含み、ポート２１、２２、２３、２４、２５、２６は、サンプル注入バルブ１０のサンプル注入－トゥー－トラップバイパス選択ポート１６に流体接続されているトラップバイパス選択－トゥー－サンプル注入ポート２１と、バイパス流体経路２７によって相互接続されている２つのバイパスポート２２、２３と、トラップバイパス選択－トゥー－カラムバイパスポート２４と、２つのトラップバイパス選択－トゥー－ロード溶出ポート２５、２６とを含む。
【0062】
カラムバイパスバルブ３０は、複数のポート３１、３２、３３、３４、３５、３６と、ポート３１、３２、３３、３４、３５、３６間の流体接続を切り替えるための多方向スイッチとを含み、ポート３１、３２、３３、３４、３５、３６は、トラップバイパス選択バルブ２０のトラップバイパス選択－トゥー－カラムバイパスポート２４に流体接続されているカラムバイパス－トゥー－トラップバイパス選択ポート３１と、ＬＣ分析カラム３７によって相互接続されている少なくとも１対のＬＣカラムポート３２、３３と、バイパス流体経路３８によって相互接続されている２つのバイパスポート３４、３５と、分析出力ポート３６とを含む。ＬＣ分析カラム３７によって相互接続されている１対のＬＣカラムポート３２、３３だけがこの例に示されているが、カラムバイパスバルブ３０は、ＨＰＬＣカラムまたはＵＨＰＬＣカラムの中から選択するためのＬＣカラム選択バルブであることが可能であり、複数対のＬＣカラムポートを含み、ここで、それぞれの対は、ＨＰＬＣカラムまたはＵＨＰＬＣカラムによって相互接続され得る。
【0063】
ロード溶出バルブ４０は、複数のポート４１、４２、４３、４４、４５、４６と、ポート４１、４２、４３、４４、４５、４６間の流体接続を切り替えるための多方向スイッチとを含み、ポート４１、４２、４３、４４、４５、４６は、トラップバイパス選択バルブ２０のトラップバイパス選択－トゥー－ロード溶出ポート２５、２６にそれぞれ流体接続されている２つのロード溶出－トゥー－トラップバイパス選択ポート４１、４２と、ＬＣポンプ３に流体接続されているＬＣポンプポート４３と、廃棄物４に流体接続されている廃棄物ポート４４と、２つのロード溶出－トゥー－トラップ選択ポート４５、４６とを含む。
【0064】
トラップ選択バルブ５０は、複数のポート５１、５２、５３、５４と、ポート５１、５２、５３、５４間の流体接続を切り替えるための多方向スイッチとを含み、ポート５１、５２、５３、５４は、ロード溶出バルブ４０のロード溶出－トゥー－トラップ選択ポート４５、４６にそれぞれ流体接続されている２つのトラップ選択－トゥー－ロード溶出ポート５１、５２と、トラップカラム５７によって相互接続されている少なくとも１対のトラップカラムポート５３、５４とを含む。トラップカラム５７によって相互接続されている１対のトラップカラムポート５３、５４だけがこの例に示されているが、トラップ選択バルブ５０は、トラップカラムの中から選択するためのトラップカラム選択バルブであり、複数対のトラップカラムポートを含み、ここで、それぞれの対は、トラップカラム５７によって相互接続され得る。
【0065】
ＬＣシステム１００は、コントローラー６０をさらに含み、コントローラー６０は、同じ流体ストリーム９０のサンプル注入バルブ１０、トラップバイパス選択バルブ２０、カラムバイパスバルブ３０、ロード溶出バルブ４０、およびトラップ選択バルブ５０を、連続的フローインフュージョン／希釈シュートモード、トラップ－溶出モード、ＬＣモード、およびトラップ－溶出－ＬＣモードのうちのいずれかの間で切り替えるように構成されている。
【0066】
とりわけ、図１Ａの実施形態において、ＬＣシステム１００は、連続的フローインフュージョン／希釈シュートモードの第１のスイッチステータスに示されており、そこでは、サンプル注入バルブ１０が切り替えられており、サンプル入力ポート１１がサンプルループ入力ポート１３に流体接続され、サンプルループ出力ポート１４が吸引／ディスペンシングポンプポート１２に流体接続されるようになっている。したがって、サンプル吸引ポンプ２は、サンプル入力ノズル１を通してサンプルループ１７の中へサンプルを吸引することが可能である。また、サンプル注入バルブ１０、トラップバイパス選択バルブ２０、およびカラムバイパスバルブ３０が切り替えられ、トラップバイパス選択バルブ２０に接続されているバイパス流体経路２７、および、カラムバイパスバルブ３０に接続されているバイパス流体経路３８を介して、サンプル注入バルブ１０のサンプル注入－トゥー－トラップバイパス選択ポート１６とカラムバイパスバルブ３０の分析出力ポート３６との間に直接的な流体接続が存在しているようになっている。
【0067】
図１Ｂは、同じ連続的フローインフュージョン／希釈シュートモードの第２のスイッチステータスにおける、図１Ａの同じＬＣシステム１００を概略的に示しており、そこでは、サンプル注入バルブ１０が切り替えられており、サンプルループ１７によって相互接続されているサンプルループ入力ポート１３およびサンプルループ出力ポート１４が、ＬＣポンプポート１５およびサンプル注入－トゥー－トラップバイパス選択ポート１６にそれぞれ流体接続されるようになっている。このように、ＬＣポンプ５は、サンプルループ１７の中へ吸引されたサンプルを、サンプル注入バルブ１０のサンプル注入－トゥー－トラップバイパス選択ポート１６から、トラップバイパス選択バルブ２０に接続されているバイパス流体経路２７、および、カラムバイパスバルブ３０に接続されているバイパス流体経路３８を介して、カラムバイパスバルブ３０の分析出力ポート３６へポンプ送りするために活性化させられ得る。
【0068】
このモードは、「連続的フローインフュージョン／希釈シュートモード（フローインジェクションモード）」と呼ばれる。その理由は、ＬＣカラムまたはトラップカラムを通過することなくＬＣポンプ５によってポンプ送りされる移動相によって輸送される分析出力へ、サンプルが直接的に流れることができるからである。
【0069】
図２Ａは、トラップ－溶出モードの第１のスイッチステータスにおける、図１Ａの同じＬＣシステム１００を概略的に示しており、そこでは、サンプル注入バルブ１０が切り替えられており、サンプル入力ポート１１がサンプルループ入力ポート１３に流体接続され、サンプルループ出力ポート１４が吸引／ディスペンシングポンプポート１２に流体接続されるようになっている。したがって、サンプル吸引ポンプ２は、サンプル入力ノズル１を通してサンプルループ１７の中へサンプルを吸引することが可能である。また、サンプル注入バルブ１０、トラップバイパス選択バルブ２０、カラムバイパスバルブ３０、ロード溶出バルブ４０、およびトラップ選択バルブ５０が切り替えられ、トラップバイパス選択バルブ２０、ロード溶出バルブ４０、トラップ選択バルブ５０を介して、トラップカラム５７を介して、および、再びロード溶出バルブ４０を介して、サンプル注入バルブ１０のサンプル注入－トゥー－トラップバイパス選択ポート１６とロード溶出バルブ４０の廃棄物ポート４４との間に直接的な流体接続が存在しているようになっている。また、トラップバイパス選択バルブ２０、および、カラムバイパスバルブ３０に接続されているバイパス流体経路３８を介して、ロード溶出バルブ４０のＬＣポンプポート４３とカラムバイパスバルブ３０の分析出力ポート３６との間に直接的な流体接続が存在している。
【0070】
図２Ｂは、同じトラップ－溶出モードの第２のスイッチステータスにおける、図２Ａの同じＬＣシステム１００を概略的に示しており、そこでは、サンプル注入バルブ１０が切り替えられており、サンプルループ１７によって相互接続されているサンプルループ入力ポート１３およびサンプルループ出力ポート１４が、ＬＣポンプポート１５およびサンプル注入－トゥー－トラップバイパス選択ポート１６にそれぞれ流体接続されるようになっている。このように、ＬＣポンプ５は、サンプルループ１７の中へ吸引されたサンプルを、サンプル注入バルブ１０のサンプル注入－トゥー－トラップバイパス選択ポート１６から、トラップ選択バルブ５０に接続されているトラップカラム５７の中へロードするために活性化させられ得る。
【0071】
図２Ｃは、同じトラップ－溶出モードの第３のスイッチステータスにおける、図２Ａの同じＬＣシステム１００を概略的に示しており、そこでは、サンプル注入バルブ１０が再び切り替えられており、サンプル入力ポート１１がサンプルループ入力ポート１３に流体接続され、サンプルループ出力ポート１４が吸引／ディスペンシングポンプポート１２に流体接続されるようになっている。ＬＣポンプ２は、サンプル入力ノズル１を洗浄するために使用され、次いで、新しいサンプルを吸引するために使用され得る。また、ロード溶出バルブ４０が切り替えられ、トラップ選択バルブ５０、ロード溶出バルブ４０、および、カラムバイパスバルブ３０に接続されているバイパス流体経路３８を介して、トラップ選択バルブ５０に接続されているトラップカラム５７（その上に、サンプルがロードされた）とカラムバイパスバルブ３０の分析出力ポート３６との間に直接的な流体接続が存在しているようになっている。とりわけ、ロード溶出バルブ４０のＬＣポンプポート４３とトラップカラムポート５３（それを通して、サンプルがトラップカラム５７の中へロードされた）の反対側のトラップカラムポート５４との間に直接的な流体接続が存在しており、ＬＣポンプ３が、捕捉されたサンプルをカラムバイパスバルブ３０の分析出力ポート３６までバックフラッシュおよび溶出するために活性化させられ得るようになっている。同時に、サンプル注入バルブ１０のＬＣポンプポート１５は、サンプル注入－トゥー－トラップバイパス選択ポート１６に接続されており、ＬＣポンプ５が流体経路の別のパーツを洗浄するために使用され得るようになっている。
【0072】
このモードは、「トラップ－溶出モード」と呼ばれる。その理由は、サンプルが、最初にトラップカラム５７の中へ捕捉され、次いで、任意の他のＬＣカラムを通過することなくＬＣポンプ３によってポンプ送りされる移動相によって、分析出力へ直接的に溶出および輸送されるからである。
【0073】
図３Ａは、ＬＣモードの第１のスイッチステータスにおける、図１Ａの同じＬＣシステム１００を概略的に示しており、そこでは、サンプル注入バルブ１０が切り替えられており、サンプル入力ポート１１がサンプルループ入力ポート１３に流体接続され、サンプルループ出力ポート１４が吸引／ディスペンシングポンプポート１２に流体接続されるようになっている。したがって、サンプル吸引ポンプ２は、サンプル入力ノズル１を通してサンプルループ１７の中へサンプルを吸引することが可能である。また、サンプル注入バルブ１０、トラップバイパス選択バルブ２０、およびカラムバイパスバルブ３０が切り替えられ、トラップバイパス選択バルブ２０に接続されているバイパス流体経路２７、および、カラムバイパスバルブ３０に接続されているＬＣカラム３７を介して、サンプル注入バルブ１０のサンプル注入－トゥー－トラップバイパス選択ポート１６とカラムバイパスバルブ３０の分析出力ポート３６との間に直接的な流体接続が存在しているようになっている。
【0074】
図３Ｂは、同じＬＣモードの第２のスイッチステータスにおける、図３Ａの同じＬＣシステム１００を概略的に示しており、そこでは、サンプル注入バルブ１０が切り替えられており、サンプルループ１７によって相互接続されているサンプルループ入力ポート１３およびサンプルループ出力ポート１４が、ＬＣポンプポート１５およびサンプル注入－トゥー－トラップバイパス選択ポート１６にそれぞれ流体接続されるようになっている。このように、ＬＣポンプ５は、サンプルループ１７の中へ吸引されたサンプルを、サンプル注入バルブ１０のサンプル注入－トゥー－トラップバイパス選択ポート１６から、カラムバイパスバルブ３０に接続されているＬＣカラム３７の中へロードするために活性化され得る。
【0075】
図３Ｃは、同じＬＣモードの第３のスイッチステータスにおける、図３Ａの同じＬＣシステム１００を概略的に示しており、そこでは、サンプル注入バルブ１０が再び切り替えられており、サンプル入力ポート１１がサンプルループ入力ポート１３に流体接続され、サンプルループ出力ポート１４が吸引／ディスペンシングポンプポート１２に流体接続されるようになっている。ＬＣポンプ２は、サンプル入力ノズル１を洗浄するために使用され、次いで、新しいサンプルを吸引するために使用され得る。
【0076】
このモードは、「ＬＣモード」と呼ばれる。その理由は、サンプルが、ＬＣカラム３７の中へロードされ、次いで、トラップカラムを最初に通過することなくＬＣポンプ５によってポンプ送りされる移動相によって、分析出力へ溶出されるからである。
【0077】
図４Ａは、トラップ－溶出－ＬＣモードの第１のスイッチステータスにおける、図１Ａの同じＬＣシステム１００を概略的に示しており、そこでは、サンプル注入バルブ１０が切り替えられており、サンプル入力ポート１１がサンプルループ入力ポート１３に流体接続され、サンプルループ出力ポート１４が吸引／ディスペンシングポンプポート１２に流体接続されるようになっている。したがって、サンプル吸引ポンプ２は、サンプル入力ノズル１を通してサンプルループ１７の中へサンプルを吸引することが可能である。また、サンプル注入バルブ１０、トラップバイパス選択バルブ２０、カラムバイパスバルブ３０、ロード溶出バルブ４０、およびトラップ選択バルブ５０が切り替えられ、トラップバイパス選択バルブ２０、ロード溶出バルブ４０、トラップ選択バルブ５０を介して、トラップカラム５７を介して、および、再びロード溶出バルブ４０を介して、サンプル注入バルブ１０のサンプル注入－トゥー－トラップバイパス選択ポート１６とロード溶出バルブ４０の廃棄物ポート４４との間に直接的な流体接続が存在しているようになっている。また、トラップバイパス選択バルブ２０、および、カラムバイパスバルブ３０に接続されているＬＣカラム３７を介して、ロード溶出バルブ４０のＬＣポンプポート４３とカラムバイパスバルブ３０の分析出力ポート３６との間に直接的な流体接続が存在している。
【0078】
図４Ｂは、同じトラップ－溶出－ＬＣモードの第２のスイッチステータスにおける、図４Ａの同じＬＣシステム１００を概略的に示しており、そこでは、サンプル注入バルブ１０が切り替えられており、サンプルループ１７によって相互接続されているサンプルループ入力ポート１３およびサンプルループ出力ポート１４が、ＬＣポンプポート１５およびサンプル注入－トゥー－トラップバイパス選択ポート１６にそれぞれ流体接続されるようになっている。このように、ＬＣポンプ５は、サンプルループ１７の中へ吸引されたサンプルを、サンプル注入バルブ１０のサンプル注入－トゥー－トラップバイパス選択ポート１６から、トラップ選択バルブ５０に接続されているトラップカラム５７の中へロードするために活性化され得る。
【0079】
図４Ｃは、同じトラップ－溶出－ＬＣモードの第３のスイッチステータスにおける、図４Ａの同じＬＣシステム１００を概略的に示しており、そこでは、サンプル注入バルブ１０が再び切り替えられており、サンプル入力ポート１１がサンプルループ入力ポート１３に流体接続され、サンプルループ出力ポート１４が吸引／ディスペンシングポンプポート１２に流体接続されるようになっている。ＬＣポンプ２は、サンプル入力ノズル１を洗浄するために使用され、次いで、新しいサンプルを吸引するために使用され得る。また、ロード溶出バルブ４０が切り替えられ、トラップ選択バルブ５０、ロード溶出バルブ４０、および、カラムバイパスバルブ３０に接続されているＬＣカラム３７を介して、トラップ選択バルブ５０に接続されているトラップカラム５７（その上に、サンプルがロードされた）とカラムバイパスバルブ３０の分析出力ポート３６との間に直接的な流体接続が存在しているようになっている。とりわけ、ロード溶出バルブ４０のＬＣポンプポート４３とトラップカラムポート５３（それを通して、サンプルがトラップカラム５７の中へロードされた）の反対側のトラップカラムポート５４との間に直接的な流体接続が存在しており、ＬＣポンプ３が、捕捉されたサンプルを、カラムバイパスバルブ３０に接続されているＬＣカラム３７の中へロードするために、それをトラップカラム５７から外へバックフラッシュおよび溶出するために活性化させられ得るようになっている。同時に、サンプル注入バルブ１０のＬＣポンプポート１５は、サンプル注入－トゥー－トラップバイパス選択ポート１６に接続されており、ＬＣポンプ５が流体経路の別のパーツを洗浄するために使用され得るようになっている。
【0080】
このモードは、「トラップ－溶出－ＬＣモード」と呼ばれる。その理由は、サンプルが、最初に、トラップ選択バルブ５０に接続されているトラップカラム５７の中へ捕捉され、次いで、カラムバイパスバルブ３０に接続されているＬＣカラム３７の中へ溶出およびロードされるからである。
【0081】
図５Ａは、本開示の第２の実施形態による第２のＬＣシステム２００を概略的に示している。ＬＣシステム２００は、流体ストリーム９０’を含み、流体ストリーム９０’は、第１のサブストリーム９１および第２のサブストリーム９２を含む。第１のサブストリーム９１は、第１のサンプル注入バルブ１０’を含み、第１のサンプル注入バルブ１０’は、複数のポート１１’、１２’、１３’、１４’、１５’、１６’と、ポート１１’、１２’、１３’、１４’、１５’、１６’間の流体接続を切り替えるための多方向スイッチとを含み、ポート１１’、１２’、１３’、１４’、１５’、１６’は、サンプル入力ノズル１’に流体接続されているサンプル入力ポート１１’と、サンプル吸引ポンプ２’に流体接続されている吸引／ディスペンシングポンプポート１２’と、サンプルループ１７’によって相互接続されているサンプルループ入力ポート１３’およびサンプルループ出力ポート１４’と、ＬＣポンプ５’に流体接続されているＬＣポンプポート１５’と、サンプル注入－トゥー－ロード溶出ポート１６’とを含む。
【0082】
第１のサブストリーム９１は、ロード溶出バルブ４０’をさらに含み、ロード溶出バルブ４０’は、複数のポート４１’、４２’、４３’、４４’、４５’、４６’と、ポート４１’、４２’、４３’、４４’、４５’、４６’間の流体接続を切り替えるための多方向スイッチとを含み、ポート４１’、４２’、４３’、４４’、４５’、４６’は、第１のサンプル注入ポート１０’のサンプル注入－トゥー－ロード溶出ポート１６’に流体接続されているロード溶出－トゥー－サンプル注入ポート４１’と、ＬＣポンプ３’に流体接続されているＬＣポンプポート４３’と、廃棄物４’に流体接続されている廃棄物ポート４４’と、分析出力ポート４６’と、２つのロード溶出－トゥー－トラップ選択ポート４２’、４５’とを含む。
【0083】
第１のサブストリーム９１は、トラップ選択バルブ５０’をさらに含み、トラップ選択バルブ５０’は、複数のポート５１’、５２’、５３’、５４’、５５’、５６’と、ポート５１’、５２’、５３’、５４’、５５’、５６’間の流体接続を切り替えるための多方向スイッチとを含み、ポート５１’、５２’、５３’、５４’、５５’、５６’は、ロード溶出バルブ４０’のロード溶出－トゥー－トラップ選択ポート４２’、４５’にそれぞれ流体接続されている２つのトラップ選択－トゥー－ロード溶出ポート５１’、５２’と、トラップカラム５７’、５７’’、５７’’’によってそれぞれ相互接続されているトラップカラムポート５３’、５４’の対と、２つのトラップ選択－トゥー－トラップＬＣトランスファーポート５５’、５６’とを含む。
【0084】
第２のサブストリーム９２は、第２のサンプル注入バルブ１０’’を含み、第２のサンプル注入バルブ１０’’は、複数のポート１１’’、１２’’、１３’’、１４’’、１５’’、１６’’と、ポート１１’’、１２’’、１３’’、１４’’、１５’’、１６’’間の流体接続を切り替えるための多方向スイッチとを含み、ポート１１’’、１２’’、１３’’、１４’’、１５’’、１６’’は、サンプル入力ノズル１’’に流体接続されているサンプル入力ポート１１’’と、サンプル吸引ポンプ２’’に流体接続されている吸引／ディスペンシングポンプポート１２’’と、サンプルループ１７’’によって相互接続されているサンプルループ入力ポート１３’’およびサンプルループ出力ポート１４’’と、ＬＣポンプ５’’に流体接続されているＬＣポンプポート１５’’と、サンプル注入－トゥー－トラップＬＣトランスファーポート１６’’とを含む。
【0085】
第２のサブストリーム９２は、カラムバイパスバルブ３０’’をさらに含み、カラムバイパスバルブ３０’’は、複数のポート３１’’、３２’’、３３’’、３４’’、３５’’、３６’’、３９’’と、ポート３１’’、３２’’、３３’’、３４’’、３５’’、３６’’、３９’’間の流体接続を切り替えるための多方向スイッチとを含み、ポート３１’’、３２’’、３３’’、３４’’、３５’’、３６’’、３９’’は、ＬＣ分析カラム３７’’によって相互接続されている少なくとも１対のＬＣカラムポート３２’’、３３’’と、バイパス流体経路３８’’によって相互接続されている２つのバイパスポート３４’’、３５’’と、分析出力ポート３６’’と、カラムバイパス－トゥー－トラップＬＣトランスファーポート３１’’とを含む。示されている例では、それは、廃棄物に接続されている廃棄物ポート３９’’をさらに含む。１つのＬＣ分析カラム３７’’だけがこの例に示されているが、カラムバイパスバルブ３０’’は、複数対のＬＣカラムポートを含むＬＣカラム選択バルブとして構成されており、それぞれの対は、複数のＨＰＬＣカラムまたはＵＨＰＬＣカラムから選択するために、ＨＰＬＣカラムまたはＵＨＰＬＣカラムによって相互接続され得る。
【0086】
流体ストリーム９０は、トラップＬＣサブストリームトランスファーバルブ７０をさらに含み、トラップＬＣサブストリームトランスファーバルブ７０は、複数のポート７１、７２、７３、７４、７５、７６と、ポート７１、７２、７３、７４、７５、７６間の流体接続を切り替えるための多方向スイッチとを含み、ポート７１、７２、７３、７４、７５、７６は、トラップカラム７７によって相互接続されている１対のトラップカラムポート７１、７２と、トラップ選択バルブ５０’の２つのトラップ選択－トゥー－トラップＬＣトランスファーポート５５’、５６’にそれぞれ流体接続されている２つのトラップＬＣトランスファー－トゥー－トラップ選択ポート７３、７４と、カラムバイパスバルブ３０’’のカラムバイパス－トゥー－トラップＬＣトランスファーポート３１’’に流体接続されているトラップＬＣトランスファー－トゥー－カラムバイパスポート７５と、第２のサンプル注入バルブ１０’’のサンプル注入－トゥー－トラップＬＣトランスファーポート１６’’に流体接続されているトラップＬＣトランスファー－トゥー－サンプル注入ポート７６とを含む。
【0087】
流体ストリーム９０は、サブストリーム選択バルブ８０をさらに含み、サブストリーム選択バルブ８０は、複数のポート８１、８２、８３、８４と、ポート８１、８２、８３、８４間の流体接続を切り替えるための多方向スイッチとを含み、ポート８１、８２、８３、８４は、ロード溶出バルブ４０’の分析出力ポート４６’に流体接続されているサブストリーム選択－トゥー－ロード溶出ポート８１と、カラムバイパスバルブ３０’’の分析出力ポート３６’’に流体接続されているサブストリーム選択－トゥー－カラムバイパスポート８２と、サブストリーム選択－分析出力ポート８３（たとえば、質量分析計のイオン化源８５に接続されている）とを含む。
【0088】
第２のＬＣシステム２００は、コントローラー６０’をさらに含み、コントローラー６０’は、第１のサンプル注入バルブ１０’、ロード溶出バルブ４０’、トラップ選択バルブ５０’、第２のサンプル注入バルブ１０’’、カラムバイパスバルブ３０’’、トラップＬＣサブストリームトランスファーバルブ７０、およびサブストリーム選択バルブ８０を、連続的フローインフュージョン／希釈シュートモード、トラップ－溶出モード、ＬＣモード、トラップ－溶出－ＬＣモードのうちのいずれかの間で切り替えるように構成されている。
【0089】
とりわけ、図５Ａの実施形態において、ＬＣシステム２００は、連続的フローインフュージョン／希釈シュートモードの第１のスイッチステータスに示されており、そこでは、第２のサンプル注入バルブ１０’’が切り替えられており、サンプル入力ポート１１’’がサンプルループ入力ポート１３’’に流体接続され、サンプルループ出力ポート１４’’が吸引／ディスペンシングポンプポート１２’’に流体接続されるようになっている。したがって、サンプル吸引ポンプ２’’は、サンプル入力ノズル１’’を通してサンプルループ１７’’の中へサンプルを吸引することが可能である。また、第２のサンプル注入バルブ１０’’、カラムバイパスバルブ３０’’、トラップＬＣサブストリームトランスファーバルブ７０、およびサブストリーム選択バルブ８０が切り替えられ、トラップＬＣサブストリームトランスファーバルブ７０、および、カラムバイパスバルブ３０’’に接続されているバイパス流体経路３８’’を介して、第２のサンプル注入バルブ１０’’のサンプル注入－トゥー－トラップＬＣトランスファーポート１６’’とサブストリーム選択バルブ８０のサブストリーム選択－分析出力ポート８３との間に直接的な流体接続が存在しているようになっている。
【0090】
図５Ｂは、同じ連続的フローインフュージョン／希釈シュートモードの第２のスイッチステータスにおける、図５Ａの同じＬＣシステム２００を概略的に示しており、そこでは、第２のサンプル注入バルブ１０’’が切り替えられており、サンプルループ１７’’によって相互接続されているサンプルループ入力ポート１３’’およびサンプルループ出力ポート１４’’が、ＬＣポンプポート１５’’およびサンプル注入－トゥー－トラップＬＣトランスファーポート１６’’にそれぞれ流体接続されるようになっている。このように、ＬＣポンプ５’’は、サンプルループ１７’’の中へ吸引されたサンプルを、第２のサンプル注入バルブ１０’’のサンプル注入－トゥー－トラップＬＣトランスファーポート１６’’から、トラップＬＣサブストリームトランスファーバルブ７０、および、カラムバイパスバルブ３０’’に接続されているバイパス流体経路３８’’を介して、サブストリーム選択バルブ８０のサブストリーム選択－分析出力ポート８３へポンプ送りするために活性化させられ得る。
【0091】
第１のＬＣシステム１００の以前の実施形態と同様に、このモードは、「連続的フローインフュージョン／希釈シュートモード（フローインジェクションモード）」と呼ばれる。その理由は、ＬＣカラムまたはトラップカラムを通過することなくＬＣポンプ５’’によってポンプ送りされる移動相によって輸送される分析出力へ、サンプルが直接的に流れることができるからである。
【0092】
図６Ａは、トラップ－溶出モードの第１のスイッチステータスにおける、図５Ａの同じＬＣシステム２００を概略的に示しており、そこでは、第１のサンプル注入バルブ１０’が切り替えられており、サンプル入力ポート１１’がサンプルループ入力ポート１３’に流体接続され、サンプルループ出力ポート１４’が吸引／ディスペンシングポンプポート１２’に流体接続されるようになっている。したがって、サンプル吸引ポンプ２’は、サンプル入力ノズル１’を通してサンプルループ１７’の中へサンプルを吸引することが可能である。また、第１のサンプル注入バルブ１０’、ロード溶出バルブ４０’、トラップ選択バルブ５０’、およびサブストリーム選択バルブ８０が切り替えられ、ロード溶出バルブ４０’、トラップ選択バルブ５０’を介して、トラップカラム５７’’’を介して、および、再びロード溶出バルブ４０’を介して、第１のサンプル注入バルブ１０’のサンプル注入－トゥー－ロード溶出ポート１６’とロード溶出バルブ４０’の廃棄物ポート４４’との間に直接的な流体接続が存在しているようになっている。また、ロード溶出バルブ４０’およびサブストリーム選択バルブ８０を介して、ロード溶出バルブ４０’のＬＣポンプポート４３’とサブストリーム選択バルブ８０のサブストリーム選択－分析出力ポート８３との間に直接的な流体接続が存在している。
【0093】
図６Ｂは、同じトラップ－溶出モードの第２のスイッチステータスにおける、図６Ａの同じＬＣシステム２００を概略的に示しており、そこでは、第１のサンプル注入バルブ１０’が切り替えられており、サンプルループ１７’によって相互接続されているサンプルループ入力ポート１３’およびサンプルループ出力ポート１４’が、ＬＣポンプポート１５’およびサンプル注入－トゥー－ロード溶出ポート１６’にそれぞれ流体接続されるようになっている。このように、ＬＣポンプ５’は、サンプルループ１７’の中へ吸引されたサンプルを、第１のサンプル注入バルブ１０’のサンプル注入－トゥー－ロード溶出ポート１６’から、トラップ選択バルブ５０’に接続されているトラップカラム５７’’’の中へロードするために活性化させられ得る。
【0094】
図６Ｃは、同じトラップ－溶出モードの第３のスイッチステータスにおける、図６Ａの同じＬＣシステムを概略的に示しており、そこでは、第１のサンプル注入バルブ１０’が再び切り替えられており、サンプル入力ポート１１’がサンプルループ入力ポート１３’に流体接続され、サンプルループ出力ポート１４’が吸引／ディスペンシングポンプポート１２’に流体接続されるようになっている。ＬＣポンプ２’は、サンプル入力ノズル１’を洗浄するために使用され、次いで、新しいサンプルを吸引するために使用され得る。また、ロード溶出バルブ４０’が切り替えられ、ロード溶出バルブ４０’およびサブストリーム選択バルブ８０を介して、トラップ選択バルブ５０’に接続されているトラップカラム５７’’’（その上に、サンプルがロードされた）とサブストリーム選択バルブ８０のサブストリーム選択－分析出力ポート８３との間に直接的な流体接続が存在しているようになっている。とりわけ、ロード溶出バルブ４０’のＬＣポンプポート４３’とトラップカラムポート５４’（それを通して、サンプルがトラップカラム５７’’’の中へロードされた）の反対側のトラップカラムポート５３’との間に直接的な流体接続が存在しており、ＬＣポンプ３’が、捕捉されたサンプルをサブストリーム選択バルブ８０のサブストリーム選択－分析出力ポート８３までバックフラッシュおよび溶出するために活性化させられ得るようになっている。同時に、第１のサンプル注入バルブ１０’のＬＣポンプポート１５’は、サンプル注入－トゥー－ロード溶出ポート１６’に接続されており、ＬＣポンプ５’が流体経路の別のパーツを洗浄するために使用され得るようになっている。
【0095】
第１のＬＣシステム１００の以前の実施形態と同様に、このモードは、「トラップ－溶出モード」と呼ばれる。その理由は、サンプルが、最初にトラップカラム５７’’’の中へ捕捉され、次いで、任意の他のＬＣカラムを通過することなくＬＣポンプ３’によってポンプ送りされる移動相によって、分析出力へ直接的に溶出および輸送されるからである。
【0096】
図７Ａは、ＬＣモードの第１のスイッチステータスにおける、図５Ａの同じＬＣシステム２００を概略的に示しており、そこでは、第２のサンプル注入バルブ１０’’が切り替えられており、サンプル入力ポート１１’’がサンプルループ入力ポート１３’’に流体接続され、サンプルループ出力ポート１４’’が吸引／ディスペンシングポンプポート１２’’に流体接続されるようになっている。したがって、サンプル吸引ポンプ２’’は、サンプル入力ノズル１’’を通してサンプルループ１７’’の中へサンプルを吸引することが可能である。また、第２のサンプル注入バルブ１０’’、カラムバイパスバルブ３０’’、トラップＬＣサブストリームトランスファーバルブ７０、およびサブストリーム選択バルブ８０が切り替えられ、トラップＬＣサブストリームトランスファーバルブ７０、および、カラムバイパスバルブ３０’’に接続されているＬＣカラム３７’’を介して、第２のサンプル注入バルブ１０’’のサンプル注入－トゥー－トラップＬＣトランスファーポート１６’’とサブストリーム選択バルブ８０のサブストリーム選択－分析出力ポート８３との間に直接的な流体接続が存在しているようになっている。
【0097】
図７Ｂは、同じＬＣモードの第２のスイッチステータスにおける、図７Ａの同じＬＣシステム２００を概略的に示しており、そこでは、第２のサンプル注入バルブ１０’’が切り替えられており、サンプルループ１７’’によって相互接続されているサンプルループ入力ポート１３’’およびサンプルループ出力ポート１４’’が、ＬＣポンプポート１５’’およびサンプル注入－トゥー－トラップＬＣトランスファーポート１６’’にそれぞれ流体接続されるようになっている。このように、ＬＣポンプ５’’は、サンプルループ１７’’の中へ吸引されたサンプルを、第２のサンプル注入バルブ１０’’のサンプル注入－トゥー－トラップＬＣトランスファーポート１６’’から、カラムバイパスバルブ３０’’に接続されているＬＣカラム３７’’の中へロードするために活性化され、次いで、サブストリーム選択バルブ８０のサブストリーム選択－分析出力ポート８３を通してそれを溶出させるために活性化され得る。
【0098】
第１のＬＣシステム１００の以前の実施形態と同様に、このモードは、「ＬＣモード」と呼ばれる。その理由は、サンプルが、ＬＣカラム３７’’の中へロードされ、次いで、トラップカラムを最初に通過することなくＬＣポンプ５’’によってポンプ送りされる移動相によって、分析出力へ溶出されるからである。
【0099】
図８Ａは、トラップ－溶出－ＬＣモードの第１のスイッチステータスにおける、図５Ａの同じＬＣシステムを概略的に示しており、そこでは、第１のサンプル注入バルブ１０’が切り替えられており、サンプル入力ポート１１’がサンプルループ入力ポート１３’に流体接続され、サンプルループ出力ポート１４’が吸引／ディスペンシングポンプポート１２’に流体接続されるようになっている。したがって、サンプル吸引ポンプ２’は、サンプル入力ノズル１’を通してサンプルループ１７’の中へサンプルを吸引することが可能である。また、第１のサンプル注入バルブ１０’、ロード溶出バルブ４０’、トラップ選択バルブ５０’、第２のサンプル注入バルブ１０’’、カラムバイパスバルブ３０’’、トラップＬＣサブストリームトランスファーバルブ７０、およびサブストリーム選択バルブ８０が切り替えられ、ロード溶出バルブ４０’、トラップ選択バルブ５０’、トラップＬＣサブストリームトランスファーバルブ７０を介して、トラップカラム７７を介して、および、再びトラップ選択バルブ５０’およびロード溶出バルブ４０’を介して、第１のサンプル注入バルブ１０’のサンプル注入－トゥー－ロード溶出ポート１６’とロード溶出バルブ４０’の廃棄物ポート４４’との間に直接的な流体接続が存在しているようになっている。また、トラップＬＣサブストリームトランスファーバルブ７０、および、カラムバイパスバルブ３０’’に接続されているＬＣカラム３７’’を介して、第２のサンプル注入バルブ１０’’のＬＣポンプポート１５’’とサブストリーム選択バルブ８０のサブストリーム選択－分析出力ポート８３との間に直接的な流体接続が存在している。
【0100】
図８Ｂは、同じトラップ－溶出－ＬＣモードの第２のスイッチステータスにおける、図８Ａの同じＬＣシステム２００を概略的に示しており、そこでは、第１のサンプル注入バルブ１０’が切り替えられており、サンプルループ１７’によって相互接続されているサンプルループ入力ポート１３’およびサンプルループ出力ポート１４’が、ＬＣポンプポート１５’およびサンプル注入－トゥー－ロード溶出ポート１６’にそれぞれ流体接続されるようになっている。このように、ＬＣポンプ５’は、サンプルループ１７’の中へ吸引されたサンプルを、第１のサンプル注入バルブ１０’のサンプル注入－トゥー－ロード溶出ポート１６’から、トラップＬＣサブストリームトランスファーバルブ７０に接続されているトラップカラム７７の中へロードするために活性化され得る。
【0101】
図８Ｃは、同じトラップ－溶出－ＬＣモードの第３のスイッチステータスにおける、図８Ａの同じＬＣシステム２００を概略的に示しており、そこでは、第１のサンプル注入バルブ１０’が再び切り替えられており、サンプル入力ポート１１’がサンプルループ入力ポート１３’に流体接続され、サンプルループ出力ポート１４’が吸引／ディスペンシングポンプポート１２’に流体接続されるようになっている。また、トラップＬＣサブストリームトランスファーバルブ７０が切り替えられ、トラップＬＣサブストリームトランスファーバルブ７０、および、カラムバイパスバルブ３０’’に接続されているＬＣカラム３７’’を介して、トラップＬＣサブストリームトランスファーバルブ７０に接続されているトラップカラム７７（その上に、サンプルがロードされた）とサブストリーム選択バルブ８０のサブストリーム選択－分析出力ポート８３との間に直接的な流体接続が存在しているようになっている。とりわけ、第２のサンプル注入バルブ１０’’のＬＣポンプポート１５’’とトラップカラムポート７１（それを通して、サンプルがトラップカラム７７の中へロードされた）の反対側のトラップカラムポート７２との間に直接的な流体接続が存在しており、ＬＣポンプ５’’が、捕捉されたサンプルを、カラムバイパスバルブ３０’’に接続されているＬＣカラム３７’’の中へロードするために、および、次いで、それをサブストリーム選択バルブ８０のサブストリーム選択－分析出力ポート８３を通して溶出するために、それをトラップカラム７７から外へバックフラッシュおよび溶出するために活性化させられ得るようになっている。
【0102】
同時に、第１のサンプル注入バルブ１０’のＬＣポンプポート１５’は、サンプル注入－トゥー－ロード溶出ポート１６’に接続されており、ＬＣポンプ５’が流体経路の別のパーツを洗浄するために使用され得るようになっている。
【0103】
第１のＬＣシステム１００の以前の実施形態と同様に、このモードは、「トラップ－溶出－ＬＣモード」と呼ばれる。その理由は、サンプルが、最初に、トラップＬＣサブストリームトランスファーバルブ７０に接続されているトラップカラム７７の中へ捕捉され、次いで、カラムバイパスバルブ３０’’に接続されているＬＣカラム３７’’の中へ溶出およびロードされるからである。
【0104】
先行する明細書において、本開示の徹底的な理解を提供するために、多数の具体的な詳細が記載されている。しかし、具体的な詳細は、本教示を実践するために用いられる必要はないということが当業者に明らかになることとなる。他の場合において、周知の材料または方法は、本開示を曖昧にすることを回避するために、詳細には説明されていない。
【0105】
とりわけ、上記の説明を考慮して、開示されている実施形態の修正例および変形例が確かに可能である。したがって、添付の特許請求の範囲の中において、本発明は、上記の例の中で具体的に考案されているようなもの以外の方法で実践され得るということが理解されるべきである。
【0106】
先行する明細書の全体を通して、「１つの実施形態」、「一実施形態」、「１つの例」、または「一例」への言及は、その実施形態または例と関連して説明されている特定の特徴、構造、または特質が、少なくとも１つの実施形態の中に含まれるということを意味する。したがって、「１つの実施形態では」、「一実施形態では」、「１つの例」、または「一例」という語句の出現は、本明細書の全体を通してさまざまな場所において、必ずしも、すべてが同じ実施形態または例を参照しているわけではない。
【0107】
そのうえ、特定の特徴、構造、または特質は、１つまたは複数の実施形態または例の中において、任意の適切な組合せおよび／またはサブコンビネーションで組み合わせられ得る。
【図1A】
【図1B】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
