知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
特許7317864試料分析システム用のロードロックチャンバ組立体ならびに関連した質量分析計システムおよび方法
(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】2023-07-21
(45)【発行日】2023-07-31
(54)【発明の名称】試料分析システム用のロードロックチャンバ組立体ならびに関連した質量分析計システムおよび方法
(51)【国際特許分類】
H01J 49/04 20060101AFI20230724BHJP
H01J 37/20 20060101ALI20230724BHJP
【ＦＩ】
H01J49/04 130
H01J49/04 950
H01J37/20 B
【請求項の数】
23
(21)【出願番号】P 2020564802
(86)(22)【出願日】2019-02-11
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2021-05-27
(86)【国際出願番号】 US2019017507
(87)【国際公開番号】W WO2019160818
(87)【国際公開日】2019-08-22
【審査請求日】2022-02-14
(31)【優先権主張番号】62/629,746
(32)【優先日】2018-02-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】502073946
【氏名又は名称】ビオメリュー・インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110002077
【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】ブロック， ジャレッド
(72)【発明者】
【氏名】コリンズ， スコット
(72)【発明者】
【氏名】タルマー， マーク
【審査官】右▲高▼ 孝幸
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１６／０２２５５９６（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｊ ４９／０４
Ｈ０１Ｊ ３７／２０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
試料分析システム用のロードロック組立体であって、ロードロックチャンバを備えるハウジングであって、前記ロードロックチャンバが長手方向に対向した第１の端部と第２の端部ならびに貫通チャネルを有する、ハウジングと、
前記第２の端部に結合されたドアと、
前記第１の端部に結合されたシール組立体カートリッジであって、前記ロードロックチャンバの前記ハウジングに取り付けられた密封ハウジング部材を備えるシール組立体カートリッジと
を備え、前記密封ハウジング部材が、前記ロードロックチャンバの前記第１の端部に、前記貫通チャネルの一部分を形成するポートを備え、前記シール組立体カートリッジが、第１の公称位置を有し、それによって、前記ハウジングに対して左右および／または上下に浮動することができ、また、前記第１の公称位置からオフセットされ得る第２の操作位置を有し、それによって、ＸＹステージの真空密封接触面とのセルフセンタリング整列が可能になる、ロードロック組立体。
【請求項2】
前記密封ハウジング部材が、前記ロードロックチャンバの内部の壁の貫通開口と整列する間隔を置いた複数の開口を備え、固定部材が、前記壁を通って前記密封ハウジング部材の前記開口の中へ長手方向に延在して、前記ロードロックチャンバの前記ハウジングに前記シール組立体カートリッジを取り付け、前記シール組立体カートリッジが、前記固定部材が緩んでいるとき前記第１の公称位置にあり、前記固定部材が締められたとき前記第２の操作位置にある、請求項１に記載のロードロック組立体。
【請求項3】
Ｏリングを間に挟んで前記密封ハウジング部材に結合されたリテーナ部材をさらに備え、前記Ｏリングが前記密封ハウジング部材の外部にある距離だけ突出する、請求項１または２に記載のロードロック組立体。
【請求項4】
前記貫通チャネルが横方向次元において横長であり、横方向に対向したアーチ形の端部を伴う、請求項１から３のいずれか一項に記載のロードロック組立体。
【請求項5】
前記密封ハウジング部材が前記ポートの全体の周囲のまわりに溝を備え、前記溝と前記ポートがどちらも横方向次元において横長であり、横方向に間隔を置いて対向したアーチ形の端部を伴う、請求項３に記載のロードロック組立体。
【請求項6】
（ｉ）前記ロードロックチャンバの前記ハウジングが、前記ロードロックチャンバの前記第１の端部に、凹部を囲むフランジを備え、前記凹部に前記密封ハウジング部材が存する、および／または（ｉｉ）前記ロードロックチャンバの前記チャネルは、横幅が高さを上回り、１ｃｃ～１００ｃｃの容積を有する、および／または
（ｉｉｉ）前記ロードロックチャンバと連通して、前記ロードロックチャンバに大気への通気口をつけることおよび／または真空を与えることができる、少なくとも１つの弁をさらに備える、および／または
（ｉｖ）前記ドアが、前記ロードロックチャンバの前記第２の端部に対して枢動可能に取り付けられており、前記ロードロックチャンバの前記第２の端部に対して密封可能に閉じることができ、任意で、前記ドアを自動的に開閉するように前記ドアに取り付けられた第２の歯車と係合する第１の歯車に結合されたシャフトを有するモータをさらに備え、かつ任意で、前記第２の歯車が前記ドアに取り付けられたアームに結合されており、前記第２の歯車が３つの側面のみを有し、前記３つの側面のうちの１つは外周に歯車の歯があり、６０～１２０度の角度範囲を有する、請求項１から５のいずれか一項に記載のロードロック組立体。
【請求項7】
（ｉ）密封接触面の表面を備えるスライド保持具を有するＸＹステージと組み合わされ、前記シール組立体カートリッジが前記第１の公称位置にあるとき、前記シール組立体カートリッジに前記スライド保持具を挿入して前記スライド保持具の密封接触面と係合させると、前記固定部材が締められる前に、前記シール組立体カートリッジを前記第２の操作位置へ押し進め、任意で、前記スライド保持具の前記密封接触面の表面が横方向次元において横長であり、横方向に間隔を置いて対向したアーチ形の端部を伴う周囲と、前記スライド保持具の凹部に向かう方向に先細りになる外表面とを有する、および／または（ｉｉ）前記密封ハウジング部材には、８～１２の前記間隔を置いた開口があり、前記密封ハウジング部材が、停留部材の開口と整列して間隔を置いた複数の開口をさらに備え、これらを通って固定部材が延在し、停留プレートを通って延在する前記固定部材が、外部の対向するヘッドを有し、前記ロードロックチャンバの前記壁に取り付けられた前記固定部材よりも短い、請求項２に記載のロードロック組立体。
【請求項8】
前記密封ハウジング部材の長手方向に間隔を置いて対向した第１および第２の端部に保持された第１および第２の横方向に横長のＯリングであって、前記ロードロックチャンバのドアに面する前記第１の端部に保持された第１のＯリングが、前記第２の端部に保持された第２のＯリングよりも大きい、第１および第２のＯリングと、前記第２のＯリングおよび前記密封ハウジング部材の前記第２の端部に結合された停留部材であって、前記密封ハウジング部材の前記第２の端部における開口と整列する開口を備える停留部材と、
前記密封ハウジング部材の前記第１の端部における開口を通って延在する複数のロードロックチャンバ固定部材と、
前記停留部材の前記開口を通って前記密封ハウジング部材の前記第２の端部へと延在する複数の停留部材固定部材と
をさらに備え、
前記停留部材固定部材は前記ロードロックチャンバ固定部材よりも短い、請求項１から７のいずれか一項に記載のロードロック組立体。
【請求項9】
質量分析システムであって、開口を有する第１の壁を伴う真空チャンバと、
前記真空チャンバの中のＸＹステージと、
ロードロックチャンバを伴うハウジングを備えるロードロックチャンバ組立体であって、前記ロードロックチャンバが、対向した第１の端部と第２の端部を有して長手方向に延在する貫通チャネルを備え、前記真空チャンバの前記第１の壁の内側にあるかまたは隣接する前記第１の端部で前記真空チャンバの前記第１の壁に取り付けられている、ロードロックチャンバ組立体とを備え、
前記ロードロックチャンバ組立体が、
前記ロードロックチャンバの前記第２の端部に対して密封可能かつ解放可能に結合されたドアと、
前記ロードロックチャンバの前記第１の端部の一部分を形成するポートを備えるシール組立体カートリッジであって、第１の公称位置を有することにより、前記ロードロックチャンバ組立体の前記ハウジングに対して左右および上下に浮動することができ、前記ＸＹステージの真空密封接触面との係合に応答して前記第１の公称位置からオフセットされ得る第２の操作位置を有することにより、前記ＸＹステージの密封接触面とのセルフセンタリング整列をもたらすシール組立体カートリッジと
をさらに備える、質量分析システム。
【請求項10】
（ｉ）前記シール組立体カートリッジが、前記ロードロックチャンバの前記ハウジングに結合された密封ハウジング部材であって、前記ポートのまわりに延在するチャネルを伴う前記真空チャンバに面する表面を備える密封ハウジング部材と、
前記密封ハウジング部材の前記チャネルにおいて、前記密封ハウジング部材の前記チャネルの外部にある距離だけ突出するように保持されたＯリングと、
前記Ｏリングを間に挟んで前記密封ハウジング部材に結合された停留部材と
を備え、
前記ＸＹステージが、摺動自在に前記Ｏリングと係合して前記ロードロックチャンバの前記第１の端部を密封する密封接触面を伴うスライド保持具を備え、
任意で、前記密封ハウジング部材の周囲のまわりの位置に、間隔を置いて８～１２の開口があり、固定部材がこれらの開口を通って延在し、前記浮動を可能にするように、緩んだ状態で前記ロードロックチャンバの内壁セグメントに取り付けられ得、前記固定部材が締められて、前記シール組立体カートリッジを前記ロードロックチャンバの前記ハウジングに対して前記第２の操作位置にしっかりと取り付ける、および／または
（ｉｉ）前記ロードロックチャンバの前記ハウジングが備えるフランジが、前記貫通チャネルを通って接近できる壁セグメントを伴う凹部を囲み、間隔を置いた貫通開口を備え、前記フランジが前記真空チャンバの前記第１の壁に取り付けられており、前記凹部には前記シール組立体カートリッジの密封ハウジング部材が存し、固定部材が、前記壁セグメントの前記貫通開口を通って前記密封ハウジング部材の開口の中へ延在し、前記ＸＹステージの密封接触面は横長であり、横方向に間隔を置いて対向したアーチ形の端部を伴う周囲と、前記スライド保持具の凹部に向かう方向に角度が下がる外表面とを有し、前記ロードロックチャンバの前記貫通チャネルが、横方向次元において横長であり、横方向に対向したアーチ形の端部を伴う、および／または
（ｉｉｉ）前記シール組立体カートリッジが、前記ロードロックチャンバの内部の壁の貫通開口と整列する間隔を置いた複数の開口を伴う密封ハウジング部材を備え、固定部材が、前記壁を通って前記密封ハウジング部材の前記開口の中へ長手方向に延在して、前記ロードロックチャンバの前記ハウジングに前記シール組立体カートリッジを取り付け、前記固定部材が緩んでいるとき、前記シール組立体カートリッジが前記第１の公称位置にあり、前記固定部材が締められたとき、前記シール組立体カートリッジが前記第２の操作位置にある、請求項９に記載のシステム。
【請求項11】
分析用の試料を扱う方法であって、請求項１に記載のロードロック組立体を有する質量分析計を設けることであって、前記第１の端部が、収集真空チャンバの中に、または隣接して存在し、前記第２の端部が、前記第１の端部から間隔を置いて存在し、前記ドアを有する、質量分析計を設けることと、
前記ドアが前記ロードロックチャンバの前記第２の端部に対して密封可能に閉じている間に、前記ＸＹステージのスライド保持具を前記収集真空チャンバから前記ロードロックチャンバに挿入することと、
前記スライド保持具の密封接触面が前記ロードロックチャンバの前記第１の端部の密封接触面と係合したとき、前記ロードロックチャンバの前記第１の端部を前記収集真空チャンバから自動的に密封することと、
前記ロードロックチャンバに大気への通気口をつけることと、
前記ドアを開くことと、
前記ロードロックチャンバの前記第２の端部からスライドを挿入して、前記ロードロックチャンバ内の前記スライド保持具と係合させることと、
前記ドアを閉じて前記ロードロックチャンバを密封することと、
前記ロードロックチャンバを真空圧まで真空引きすることと、
前記ドアが閉じられて前記ロードロックチャンバが減圧下の状態で、前記スライド保持具を前記スライドとともに前記真空チャンバの中へ引っ込ませることと
を含む、分析用の試料を扱う方法。
【請求項12】
（ｉ）前記スライドにおける試料または前記スライド上の試料を分析することをさらに含み、前記試料が、約２０００～約２０，０００ダルトンの質量範囲における１つまたは複数の微生物を識別するように分析される、および／または（ｉｉ）セットアップ中または設置中に、
前記収集真空チャンバから、ＸＹステージの前記スライド保持具を前記ロードロックチャンバの中に挿入することと、
前記挿入に応答して、シール組立体カートリッジを、公称位置から、左右および／または上下に、セルフセンタリングされる第２の位置まで移動させて、前記スライド保持具の前記密封接触面と整列させることと、
次いで、前記シール組立体カートリッジを、前記ロードロックチャンバの前記ハウジング上の固定位置にしっかりと取り付けて、前記ＸＹステージと整列した操作位置を与えることとをさらに含む、および／または
（ｉｉｉ）前記通気口をつけることおよび／または前記真空引きに応答して、前記ロードロックチャンバの前記第１の端部上の曲げ材を曲げることをさらに含み、前記曲げ材が、前記ロードロックチャンバの前記第１の端部上の剛体の密封ハウジング部材の上や下に延在する外周を備え、前記曲げ材が前記チャンバと整列する開口を備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項13】
試料分析システム用のロードロック組立体であって、長手方向に対向した第１の端部と第２の端部および貫通チャネルを有するロードロックチャンバと、
前記第２の端部に結合されたドアと、
前記第１の端部に結合されたシール組立体と
を備え、
前記シール組立体が、
前記ロードロックチャンバのハウジングに結合された剛体の密封ハウジング部材であって、前記ロードロックチャンバの前記第１の端部に前記貫通チャネルの一部分を形成するポートを備える剛体の密封ハウジング部材と、
前記ロードロックチャンバの前記ハウジングおよび前記剛体の密封ハウジング部材に結合された曲げ材であって、前記剛体の密封ハウジング部材の上や下に延在する外周、および前記剛体の密封ハウジング部材の前記ポートと整列する開口を備える曲げ材と
を備え、
任意で、前記曲げ材が薄板を備え、前記曲げ材の前記外周が、前記ロードロックチャンバの前記ハウジングのフランジの開口と整列する間隔を置いた複数の開口を備える、試料分析システム用のロードロック組立体。
【請求項14】
前記剛体の密封ハウジング部材が、前記ポートのまわりに延在するチャネルを伴う外側に面する表面を備え、前記剛体の密封ハウジング部材が、前記チャネルにおいて、Ｏリングを前記チャネルの外部へある距離だけ突出させて保持する、請求項１３に記載のロードロック組立体。
【請求項15】
前記ポートが、横方向次元において横長であり、横方向に対向したアーチ形の端部を伴う、請求項１３から１４のいずれか一項に記載のロードロック組立体。
【請求項16】
前記外側に面する表面の前記チャネルと前記Ｏリングが、前記ポートの全体の周囲のまわりに延在し、どちらも横方向次元において横長であり、横方向に間隔を置いて対向したアーチ形の端部を伴う、請求項１４に記載のロードロック組立体。
【請求項17】
（ｉ）前記ロードロックチャンバの前記ハウジングが、前記ロードロックチャンバの前記第１の端部に、凹部を囲むフランジを備え、前記曲げ材が前記フランジに取り付けられており、前記凹部に前記剛体の密封ハウジング部材が存する、および／または（ｉｉ）前記ロードロックチャンバの前記貫通チャネルは、横幅が高さを上回り、１ｃｃ～１００ｃｃの容積を有する、および／または
（ｉｉｉ）前記ロードロックチャンバと連通して、前記ロードロックチャンバに大気への通気口をつけることおよび／または真空を与えることができる、少なくとも１つの弁をさらに備える、および／または
（ｉｖ）前記ドアが、前記ロードロックチャンバの前記第２の端部に対して枢動可能に取り付けられており、前記ロードロックチャンバの前記第２の端部に対して密封可能に閉じることができ、任意で、前記ドアを自動的に開閉するように前記ドアに取り付けられた第２の歯車と係合する第１の歯車に結合されたシャフトを有するモータをさらに備え、かつ任意で、前記第２の歯車が前記ドアに取り付けられたアームに結合されており、前記第２の歯車が３つの側面のみを有し、前記３つの側面のうちの１つは外周に歯車の歯があり、６０～１２０度の角度範囲を有する、請求項１３から１６のいずれか一項に記載のロードロック組立体。
【請求項18】
摺動自在に前記Ｏリングと係合して前記ロードロックチャンバの前記第１の端部を密封する密封表面を備えるスライド保持具を伴うＸＹステージと組み合わされ、任意で前記密封表面が横方向次元において横長であり、横方向に間隔を置いて対向したアーチ形の端部を伴う周囲と、前記スライド保持具の凹部に向かう方向に先細りになる外表面とを有する、請求項１４に記載のロードロック組立体。
【請求項19】
前記剛体の密封ハウジング部材が第１の剛体の密封ハウジング部材であり、前記ロードロック組立体が、前記第１の剛体の密封ハウジング部材に結合された第２の剛体の密封ハウジング部材をさらに備え、前記第２の剛体の密封ハウジング部材が、前記第１の剛体の密封ハウジング部材の前記ポートと整列するポートを有し、前記第１の剛体の密封ハウジング部材と前記第２の剛体の密封ハウジング部材の間に前記曲げ材が挟まれている、請求項１３から１４のいずれか一項に記載のロードロック組立体。
【請求項20】
質量分析システムであって、開口を有する第１の壁を伴う真空チャンバと、
前記真空チャンバの中のＸＹステージと、
対向した第１の端部と第２の端部を有して長手方向に延在する貫通チャネルを伴うロードロックチャンバを備えるロードロックチャンバ組立体と
を備え、前記ロードロックチャンバが、前記真空チャンバの前記第１の壁の内側にあるかまたは隣接する前記第１の端部で前記真空チャンバの前記第１の壁に取り付けられており、前記ロードロックチャンバ組立体が、
前記ロードロックチャンバの前記第２の端部に結合されたドアと、
前記ロードロックチャンバの前記第１の端部の一部分を形成するポートを備える剛体の密封ハウジング部材と、
前記ロードロックチャンバのハウジングおよび前記剛体の密封ハウジング部材に結合された曲げ材であって、前記剛体の密封ハウジング部材の上や下に延在する外周、および前記剛体の密封ハウジング部材の前記ポートと整列する開口を備える曲げ材と
を備える、質量分析システム。
【請求項21】
（ｉ）前記剛体の密封ハウジング部材が、前記ポートのまわりに延在するチャネルを伴う外側に面する表面を備え、前記剛体の密封ハウジング部材が、前記チャネルにおいて、Ｏリングを前記チャネルの外部へある距離だけ突出させて保持し、前記ＸＹステージが、摺動自在に前記Ｏリングと係合して前記ロードロックチャンバの前記第１の端部を密封する密封接触面を伴うスライド保持具を備え、任意で前記密封接触面が、横長であって、横方向に間隔を置いて対向したアーチ形の端部を伴う周囲と、前記スライド保持具の凹部に向かう方向に角度が下がる外表面とを有する、および／または
（ｉｉ）前記曲げ材が薄いステンレス鋼板を備え、前記外周が、前記ロードロックチャンバの前記ハウジングのフランジの開口と整列する間隔を置いた複数の開口を備え、任意選択でピンである固定部材が、整列した前記開口を通って延在して前記真空チャンバの前記第１の壁に取り付けられる、および／または
（ｉｉｉ）前記貫通チャネルが横方向次元において横長であり、横方向に対向したアーチ形の端部を伴う、請求項２０に記載のシステム。
【請求項22】
ＸＹステージを試料分析測定器のロードロックチャンバと整列させる方法であって、セットアップ中または設置中に、収集真空チャンバから、前記ＸＹステージのスライド保持具を前記ロードロックチャンバの中に挿入することと、
前記挿入に応答して、シール組立体カートリッジを、公称位置から、左右および／または上下に、セルフセンタリングされる第２の位置まで移動させて、前記スライド保持具の密封接触面と整列させることと、
次いで、前記シール組立体カートリッジを、前記ロードロックチャンバのハウジング上の固定位置にしっかりと取り付けて、前記ＸＹステージと整列した操作位置を与えることと
を含む、整列させる方法。
【請求項23】
分析用の試料を扱う方法であって、該方法は、
対向した第１の端部と第２の端部を伴うロードロックチャンバを有する質量分析計を設けることであって、前記第１の端部が、収集真空チャンバの中に、または隣接して存在し、前記第２の端部が、前記第１の端部から間隔を置いて存在し、ドアを有する、質量分析計を設けることと、
前記ドアが前記ロードロックチャンバの前記第２の端部に対して密封可能に閉じている間に、ＸＹステージのスライド保持具を前記収集真空チャンバから前記ロードロックチャンバに挿入することと、
前記スライド保持具の密封接触面が前記ロードロックチャンバの前記第１の端部の密封接触面と係合したとき、前記ロードロックチャンバの前記第１の端部を前記収集真空チャンバから自動的に密封することと、
前記ロードロックチャンバに大気への通気口をつけることと、
前記ドアを開くことと、
前記ロードロックチャンバの前記第２の端部からスライドを挿入して、前記ロードロックチャンバ内の前記スライド保持具と係合させることと、
前記ドアを閉じて前記ロードロックチャンバを密封することと、
前記ロードロックチャンバを真空圧まで真空引きすることと、
前記ドアが閉じられて前記ロードロックチャンバが減圧下の状態で、前記スライド保持具を前記スライドとともに前記真空チャンバの中へ引っ込ませることと
を含み、さらに、
（ｉ）セットアップ中または設置中に、
前記収集真空チャンバから、ＸＹステージの前記スライド保持具を前記ロードロックチャンバの中に挿入することと、
前記挿入に応答して、シール組立体カートリッジを、公称位置から、左右および／または上下に、セルフセンタリングされる第２の位置まで移動させて、前記スライド保持具の前記密封接触面と整列させることと、
次いで、前記シール組立体カートリッジを、前記ロードロックチャンバの前記ハウジング上の固定位置にしっかりと取り付けて、前記ＸＹステージと整列した操作位置を与えることとを含む、および／または
（ｉｉ）前記通気口をつけることおよび／または前記真空引きに応答して、前記ロードロックチャンバの前記第１の端部上の曲げ材を曲げることを含み、前記曲げ材が、前記ロードロックチャンバの前記第１の端部上の剛体の密封ハウジング部材の上や下に延在する外周を備え、前記曲げ材が前記チャンバと整列する開口を備える、
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願
この出願は、あたかも内容の全体が本明細書で詳述されたかのように参照によって本明細書に組み込まれている２０１８年２月１３日出願の米国仮特許出願第６２／６２９，７４６号の利益および優先権を主張するものである。
この出願は、あたかも内容の全体が本明細書で詳述されたかのように参照によって本明細書に組み込まれている２０１８年２月１３日出願の米国仮特許出願第６２／６２９，７４６号の利益および優先権を主張するものである。
【0002】
本発明は分析測定器に関し、質量分析計に特に適切であり得る。
【背景技術】
【0003】
質量分析計は、試料をイオン化し、次いで形成されたイオンの収集の質量対電荷比を判定するデバイスである。周知の質量分析器の１つである飛行時間型質量分析計（ＴＯＦＭＳ）では、イオンの質量対電荷比は、パルス電界および／または静電界の影響下でイオンがイオン源から検知器まで伝送されるのに必要な時間によって判定される。ＴＯＦＭＳにおけるスペクトル品質は、無電界ドリフト領域へと加速する前のイオンビームの初期条件を反映する。具体的には、同一質量のイオンの、異なる運動エネルギーおよび／または空間における異なるポイントからの加速をもたらすあらゆる要因により、スペクトル分解能が低下することによって質量精度が失われる。マトリクス支援レーザ脱離イオン化法（ＭＡＬＤＩ）は、質量分光分析用の気相生体分子イオンを生成するための周知の方法である。ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦのための遅延引き出し法（ＤＥ）の開発により、ＭＡＬＤＩベース測定器の高分解能動作が実現した。ＤＥ－ＭＡＬＤＩでは、レーザによってトリガされるイオン化イベントとＴＯＦ源領域に対する加速パルスの印加の間に短い遅延が付加される。高速の（すなわち高エネルギーの）イオンは低速のイオンよりも遠くへ移動することになり、それによって、エネルギー分布を、イオン化したときのものから、加速時の（抽出パルスを印加する以前のイオン化領域における）空間分布に変換する。
【0004】
米国特許第５，６２５，１８４号、米国特許第５，６２７，３６９号および米国特許第５，７６０，３９３号を参照されたい。Ｗｉｌｅｙら、Ｔｉｍｅ－ｏｆ－ｆｌｉｇｈｔ ｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ ｗｉｔｈ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ、Ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ、ｖｏｌ．２６、ｎｏ．１２、１１５０～１１５７頁（２００４年）、Ｍ．Ｌ．Ｖｅｓｔａｌ、Ｍｏｄｅｒｎ ＭＡＬＤＩ ｔｉｍｅ－ｏｆ－ｆｌｉｇｈｔ ｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ、ｖｏｌ．４４、ｎｏ．３、３０３～３１７頁（２００９年）、Ｖｅｓｔａｌら、Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｍａｓｓ ａｃｃｕｒａｃｙ ｉｎ ｍａｔｒｉｘ－ａｓｓｉｓｔｅｄ ｌａｓｅｒ ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ－ｔｉｍｅ－ｏｆ－ｆｌｉｇｈｔ、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ、ｖｏｌ．９、ｎｏ．９、８９２～９１１頁（１９９８年）およびＶｅｓｔａｌら、Ｈｉｇｈ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦ ｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ ｆｏｒ ｐｒｏｔｅｏｍｉｃｓ、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ、ｖｏｌ．２６８、ｎｏ．２、８３～９２頁（２００７年）も参照されたい。これらの文献の内容は、あたかも全体が本明細書において詳述されたかのように、参照によって本明細書に組み込まれる。
【発明の概要】
【0005】
本発明の実施形態は、試料分析用の真空チャンバに接続されたロードロックチャンバを有する質量分析システムを対象とするものである。
【0006】
ロードロックチャンバが含み得る薄い曲げ材は、真空チャンバからロードロックチャンバを密封するために密封接触面と協働することができる。
【0007】
本発明の実施形態は、遅延引き出し（ＤＥ）マトリクス支援レーザ脱離イオン化法（ＭＡＬＤＩ）の飛行時間型質量分析計（ＴＯＦ ＭＳ）を対象とするものである。飛行管は、約０．４ｍ～約１ｍの長さを有することができる。しかしながら、任意選択で、より長い飛行管またはより短い飛行管が使用され得る。
【0008】
本発明の実施形態は試料分析システム用のロードロック組立体を対象とするものである。組立体は、ロードロックチャンバを有するハウジングを含む。ロードロックチャンバは、長手方向に対向した第１の端部と第２の端部、貫通チャネル、第２の端部に結合されたドア、ならびに第１の端部に結合されたシール組立体カートリッジを有する。シール組立体カートリッジは、ロードロックチャンバのハウジングに取り付けられた密封ハウジング部材を含む。密封ハウジング部材は、ロードロックチャンバの第１の端部に、貫通チャネルの一部分を形成するポートを含む。シール組立体カートリッジは第１の公称位置を有し、それによって、ハウジングに対して左右および／または上下に浮動することができ、また第１の公称位置からオフセットされ得る第２の操作位置を有し、それによって、ＸＹステージの真空密封接触面とのセルフセンタリング整列が可能になる。
【0009】
密封ハウジング部材は、ロードロックチャンバの内部の壁の貫通開口と整列する間隔を置いた複数の開口を有することができる。固定部材が、壁を通って密封ハウジング部材の開口の中へ長手方向に延在して、ロードロックチャンバのハウジングにシール組立体カートリッジを取り付けることができる。シール組立体カートリッジは、固定部材が緩んでいるとき第１の公称位置にあり得、固定部材が締められたとき第２の操作位置にあり得る。
【0010】
ロードロック組立体は、Ｏリングを間に挟んで密封ハウジング部材に結合されたリテーナ部材を含むことができる。Ｏリングは、密封ハウジング部材の外部にある距離だけ突出することができる。
【0011】
貫通チャネルは、横方向次元において横長であり得、横方向に対向したアーチ形の端部を伴う。
【0012】
密封ハウジング部材は、ポートの全体の周囲のまわりに溝を有し得、溝とポートはどちらも横方向次元において横長であり得、横方向に間隔を置いて対向したアーチ形の端部を伴う。
【0013】
ロードロックチャンバのハウジングは、ロードロックチャンバの第１の端部に、凹部を囲むフランジを有し得る。凹部には密封ハウジング部材が存し得る。
【0014】
ロードロックチャンバのチャネルは、高さを上回る横幅を有し得、容積は１ｃｃ～１００ｃｃであり得る。
【0015】
ロードロック組立体は、ロードロックチャンバと連通する少なくとも１つの弁をさらに含み得、ロードロックチャンバに大気への通気口をつけることおよび／または真空を与えることができる。
【0016】
ドアがロードロックチャンバの第２の端部に対して枢動可能に取り付けられ得、ロードロックチャンバの第２の端部に対して密封可能に閉じることができる。
【0017】
ロードロック組立体は、第１の歯車に結合されたシャフトを有するモータをさらに含むことができ、第１の歯車は、ドアを自動的に開閉するようにドアに取り付けられている第２の歯車と係合する。
【0018】
第２の歯車はドアに取り付けられたアームに結合され得る。第２の歯車が３つの側面のみを有する本体を有し得、３つの側面のうちの１つは外周に歯車の歯があり、６０～１２０度の角度範囲を有する。
【0019】
ロードロック組立体は、密封接触面の表面を有するスライド保持具を伴うＸＹステージと組み合わされ得る。シール組立体カートリッジが第１の公称位置にあるとき、シール組立体カートリッジにスライド保持具を挿入してスライド保持具の密封接触面と係合させると、固定部材が締められる前に、シール組立体カートリッジを第２の操作位置へ押し進めることができる。
【0020】
スライド保持具の密封接触面の表面は横方向次元において横長であり得、横方向に間隔を置いて対向したアーチ形の端部を伴う周囲と、スライド保持具の凹部に向かう方向に先細りになる外表面とを有し得る。
【0021】
密封ハウジング部材には、間隔を置いて８～１２の開口があり得る。密封ハウジング部材は、停留部材の開口と整列して間隔を置いた複数の開口をさらに含むことができ、これらを通って固定部材が延在する。停留プレートを通って延在する固定部材は、外部の対向するヘッドを有し得、ロードロックチャンバの壁に取り付けられた固定部材よりも短いものであり得る。
【0022】
ロードロック組立体がさらに含み得る第１および第２の横方向に横長のＯリングが、密封ハウジング部材の、長手方向に間隔を置いて対向した第１および第２の端部に保持されており、ロードロックチャンバのドアに面する第１の端部に保持された第１のＯリングが、第２の端部に保持された第２のＯリングよりも大きく、停留部材が、第２のＯリングおよび密封ハウジング部材の前記第２の端部に結合される。停留部材が含み得る開口が、密封ハウジング部材の第２の端部における開口と整列する。複数のロードロックチャンバ固定部材が、密封ハウジング部材の第１の端部における開口を通って延在することができる。組立体は、停留部材の開口を通って密封ハウジング部材の第２の端部へと延在する複数の停留部材固定部材も含むことができる。停留部材固定部材はロードロックチャンバ固定部材よりも短いものであり得る。
【0023】
他の実施形態は質量分析システムを対象とするものである。このシステムは、開口を有する第１の壁を伴う真空チャンバと、真空チャンバの中のＸＹステージと、ロードロックチャンバを伴うハウジングを備えるロードロックチャンバ組立体とを含む。ロードロックチャンバが含む長手方向に延在した貫通チャネルは、対向した第１の端部と第２の端部を有する。ロードロックチャンバは、真空チャンバの第１の壁の内側にあるかまたは隣接する第１の端部で真空チャンバの第１の壁に取り付けられている。ロードロックチャンバ組立体は、ロードロックチャンバの第２の端部に密封可能かつ解放可能に結合されたドアと、ロードロックチャンバの第１の端部の一部分を形成するポートを備えるシール組立体カートリッジとをさらに含む。シール組立体カートリッジは第１の公称位置を有し、それによって、ロードロックチャンバ組立体のハウジングに対して左右および上下に浮動することができる。シール組立体カートリッジは、ＸＹステージの真空密封接触面との係合に応答して第１の公称位置からオフセットされ得る第２の操作位置を有し、それによってＸＹステージ密封接触面とのセルフセンタリング整列をもたらす。
【0024】
シール組立体カートリッジは、ロードロックチャンバのハウジングに結合された密封ハウジング部材を含むことができる。密封ハウジング部材は、ポートのまわりに延在するチャネルを伴う真空チャンバに面する表面を有することができる。密封ハウジング部材のチャネルにはＯリングが存し得、Ｏリングは密封ハウジング部材のチャネルの外部にある距離だけ突出するように保持され得る。カートリッジは、このＯリングを間に挟んで密封ハウジング部材に結合された停留部材も含むことができる。ＸＹステージが有し得る、密封接触面を伴うスライド保持具が、摺動自在にＯリングと係合してロードロックチャンバの第１の端部を密封する。
【0025】
密封ハウジング部材の周囲のまわりの位置に、間隔を置いて８～１２の開口があり得る。固定部材がこれらの開口を通って延在し得、浮動を可能にするように、緩んだ状態でロードロックチャンバの内壁セグメントに取り付けられ得る。固定部材は、締められ得、シール組立体カートリッジをロードロックチャンバのハウジングに対して第２の操作位置にしっかりと取り付ける。
【0026】
ロードロックチャンバのハウジングが有し得るフランジは、貫通チャネルを通って接近できる壁セグメントを伴う凹部を囲み、間隔を置いた貫通開口を備える。フランジは真空チャンバの第１の壁に取り付けられ得る。凹部にはシール組立体カートリッジの密封ハウジング部材が存し得、固定部材が、壁セグメントの貫通開口を通って密封ハウジング部材の開口の中へ延在する。ＸＹステージの密封接触面は横長であり得、横方向に間隔を置いて対向したアーチ形の端部を伴う周囲と、スライド保持具の凹部に向かう方向に角度が下がる外表面とを有する。ロードロックチャンバの貫通チャネルは、横方向次元において横長であり得、横方向に対向したアーチ形の端部を伴う。
【0027】
シール組立体カートリッジは、ロードロックチャンバの内部の壁の貫通開口と整列する間隔を置いた複数の開口を伴う密封ハウジング部材を有し得る。固定部材が、壁を通って密封ハウジング部材の開口の中へ長手方向に延在して、ロードロックチャンバのハウジングにシール組立体カートリッジを取り付けることができる。シール組立体カートリッジは、固定部材が緩んでいるとき第１の公称位置にあり得、固定部材が締められたとき第２の操作位置にあり得る。
【0028】
本発明のさらに他の実施形態は、分析用の試料を扱う方法を対象とするものである。この方法は、対向した第１の端部と第２の端部を伴うロードロックチャンバを有する質量分析計を設けることであって、第１の端部が、収集真空チャンバの中に、または隣接して存在し、第２の端部が、第１の端部から間隔を置いて存在し、ドアを有する、質量分析計を設けることと、ドアがロードロックチャンバの第２の端部に対して密封可能に閉じている間に、ＸＹステージのスライド保持具を収集真空チャンバからロードロックチャンバに挿入することと、スライド保持具の密封接触面がロードロックチャンバの第１の端部の密封接触面と係合したとき、ロードロックチャンバの第１の端部を収集真空チャンバから自動的に密封することと、ロードロックチャンバに大気への通気口をつけることと、ドアを開くことと、ロードロックチャンバの第２の端部からスライドを挿入して、ロードロックチャンバ内のスライド保持具と係合させることと、ドアを閉じてロードロックチャンバを密封することと、ロードロックチャンバを真空圧まで真空引きすることと、ドアが閉じられてロードロックチャンバが減圧下の状態で、スライド保持具をスライドとともに真空チャンバの中へ引っ込ませることとを含む。
【0029】
この方法は、スライドにおける試料またはスライド上の試料を分析することをさらに含むことができる。試料は、約２０００～約２０，０００ダルトンの質量範囲を分析することによって１つまたは複数の微生物が存在するかどうかを判定するように分析され得る。
【0030】
この方法は、セットアップ中または設置中に、収集真空チャンバから、ＸＹステージのスライド保持具をロードロックチャンバの中に挿入することと、挿入に応答して、シール組立体カートリッジを、公称位置から、左右および／または上下に、セルフセンタリングされる第２の位置まで移動させて、スライド保持具の密封接触面と整列させることと、次いで、シール組立体カートリッジを、ロードロックチャンバのハウジング上の固定位置にしっかりと取り付けて、ＸＹステージと整列した操作位置を与えることとを含み得る。
【0031】
この方法は、通気口をつけることおよび／または真空引きに応答して、ロードロックチャンバの第１の端部上の曲げ材を曲げることを含み得る。曲げ材は、ロードロックチャンバの第１の端部上の剛体の密封ハウジング部材の上や下に延在する外周を有し得る。曲げ材はチャンバと整列する開口を備える。
【0032】
さらに他の実施形態は、試料分析システム用のロードロック組立体を対象とするものである。組立体は、長手方向に対向した第１の端部と第２の端部および貫通チャネルを有するロードロックチャンバと、第２の端部に結合されたドアと、第１の端部に結合されたシール組立体とを含む。シール組立体は、ロードロックチャンバのハウジングに結合された剛体の密封ハウジング部材を含む。剛体の密封ハウジング部材は、ロードロックチャンバの第１の端部に、貫通チャネルの一部分を形成するポートを有し得る。シール組立体は、ロードロックチャンバのハウジングと剛体の密封ハウジング部材とに結合された曲げ材も含むことができる。曲げ材は、剛体の密封ハウジング部材の上や下に延在する外周を有し、剛体の密封ハウジング部材のポートと整列する開口を有する。
【0033】
曲げ材は材料の薄板であり得る。曲げ材の外周は、ロードロックチャンバのハウジングのフランジの開口と整列する間隔を置いた複数の開口を有し得る。
【0034】
剛体の密封ハウジング部材は、ポートのまわりに延在するチャネルを伴う外側に面する表面を有し得る。剛体の密封ハウジング部材は、チャネルにおいて、Ｏリングをチャネルの外部へある距離だけ突出させて保持することができる。
【0035】
ポートは、横方向次元において横長であり得、横方向に対向したアーチ形の端部を伴う。
【0036】
外側に面する表面のチャネルとＯリングは、ポートの全体の周囲のまわりに延在することができ、どちらも横方向次元において横長であり得、横方向に間隔を置いて対向したアーチ形の端部を伴う。
【0037】
ロードロックチャンバのハウジングは、ロードロックチャンバの第１の端部に、凹部を囲むフランジを有し得る。フランジには曲げ材が取り付けられ得る。凹部には剛体の密封ハウジング部材が存し得る。
【0038】
ロードロックチャンバの貫通チャネルは、高さを上回る横幅を有し得、容積は１ｃｃ～１００ｃｃであり得る。
【0039】
組立体は、ロードロックチャンバと連通する少なくとも１つの弁を有し得、ロードロックチャンバに大気への通気口をつけることおよび／または真空を与えることができる。
【0040】
ロードロック組立体のドアは、ロードロックチャンバの第２の端部に対して枢動可能に取り付けられ得、ロードロックチャンバの第２の端部に対して密封可能に閉じることができる。
【0041】
ロードロック組立体は、第１の歯車に結合されたシャフトを有するモータを含むことができ、第１の歯車は、ドアを自動的に開閉するようにドアに取り付けられている第２の歯車と係合する。
【0042】
第２の歯車はドアに取り付けられたアームに結合され得、第２の歯車が３つの側面のみを有し得、３つの側面のうちの１つは外周に歯車の歯があり、６０～１２０度の角度範囲を有する。
【0043】
ロードロック組立体は、摺動自在にＯリングと係合してロードロックチャンバの第１の端部を密封する密封表面を備えるスライド保持具を伴うＸＹステージと組み合わされ得る。
【0044】
密封表面は横方向次元において横長であり得、横方向に間隔を置いて対向したアーチ形の端部を伴う周囲と、スライド保持具の凹部に向かう方向に先細りになる外表面とを有し得る。
【0045】
剛体の密封ハウジング部材は第１の剛体の密封ハウジング部材であり得、ロードロック組立体は、第１の剛体の密封ハウジング部材に結合された第２の剛体の密封ハウジング部材をさらに含むことができる。第２の剛体の密封ハウジング部材は、第１の剛体の密封ハウジング部材のポートと整列するポートを有し得る。第１の剛体の密封ハウジング部材と第２の剛体の密封ハウジング部材の間に曲げ材を挟むことができる。
【0046】
さらに他の実施形態が対象とする質量分析システムは、開口を有する第１の壁を伴う真空チャンバと、真空チャンバの中のＸＹステージと、対向した第１の端部と第２の端部を有して長手方向に延在する貫通チャネルを有するロードロックチャンバを伴うロードロックチャンバ組立体とを含むものである。ロードロックチャンバは、真空チャンバの第１の壁の内側にあるかまたは隣接する第１の端部で真空チャンバの第１の壁に取り付けられている。ロードロックチャンバ組立体は、ロードロックチャンバの第２の端部に結合されたドアと、ロードロックチャンバの第１の端部の一部分を形成するポートを備える剛体の密封ハウジング部材と、ロードロックチャンバのハウジングおよび剛体の密封ハウジング部材に結合された曲げ材であって、剛体の密封ハウジング部材の上や下に延在する外周を備える曲げ材とをさらに含むことができる。曲げ材は、剛体の密封ハウジング部材のポートと整列する開口を含む。
【0047】
剛体の密封ハウジング部材は、ポートのまわりに延在するチャネルを伴う外側に面する表面を有し得る。剛体の密封ハウジング部材は、チャネルにおいて、Ｏリングをチャネルの外部へある距離だけ突出させて保持することができる。ＸＹステージが有し得る、密封接触面を伴うスライド保持具が、摺動自在にＯリングと係合してロードロックチャンバの第１の端部を密封する。
【0048】
密封接触面は横長であり得、横方向に間隔を置いて対向したアーチ形の端部を伴う周囲と、スライド保持具の凹部に向かう方向に角度が下がる外表面とを有し得る。
【0049】
曲げ材は薄いステンレス鋼板であり得る。外周は、ロードロックチャンバのハウジングのフランジの開口と整列する間隔を置いた複数の開口を有し得る。ピンまたは他の取付け部材が、整列した開口を通って延在し、真空チャンバの第１の壁に取り付けられる。
【0050】
貫通チャネルは、横方向次元において横長であり得、横方向に対向したアーチ形の端部を伴う。
【0051】
さらに他の実施形態は、セットアップ中または設置中にＸＹステージを試料分析測定器のロードロックチャンバと整列させる方法を対象とするものである。この方法は、収集真空チャンバから、ＸＹステージのスライド保持具をロードロックチャンバの中に挿入することと、挿入に応答して、シール組立体カートリッジを、公称位置から、左右および／または上下に、セルフセンタリングされる第２の位置まで移動させて、スライド保持具の密封接触面と整列させることと、次いで、シール組立体カートリッジを、ロードロックチャンバのハウジング上の固定位置にしっかりと取り付けて、ＸＹステージと整列した操作位置を与えることとを含む。
【0052】
試料は、約２０００～約２０，０００ダルトンの質量範囲を分析することによって、１つまたは複数の微生物が存在するかどうかを判定するように分析され得る。
【0053】
試料は、約２０００～２０，０００ダルトンの質量範囲を分析することによって、１つまたは複数の異なるタイプのバクテリアおよび／または真菌が存在し得るかどうかを判定するように分析され得る。
【0054】
この方法は、シグナルに基づいて試料の中の微生物またはタンパク質を識別することを含むことができる。
【0055】
当業者には、本発明のさらなる特徴、利点および詳細が、図と、それに続く望ましい実施形態の詳細な説明とを読み取ることから認識されるはずであり、そのような説明は本発明の単なる例証である。
【0056】
１つの実施形態を参照しながら説明された本発明の態様は、特に関連して説明されなくても別の実施形態に組み込まれ得ることが注意される。すなわち、任意の実施形態のすべての実施形態および／または特徴は、任意のやり方および／または組合せにおいて組み合わされ得る。したがって、出願人は、従属すべき元来出願された請求項を補正すること、および／または元来そのように請求されていなくともあらゆる他の請求項のあらゆる特徴を組み込むことができる権利を含めて、あらゆる元来出願された請求項を変更する権利またはあらゆる新規の請求項を出願する権利を留保するものである。本発明のこれらおよび他の目的および／または態様は、以下で明らかにされる仕様において詳細に説明される。
【0057】
特許または出願のファイルは、少なくとも１つのカラー印刷された図面を含有している。この特許または特許出願の刊行物の、カラー図面を伴うコピーは、請求して必要な料金を支払えば官庁によって提供されるはずである。
【図面の簡単な説明】
【0058】
【図1A】本発明の実施形態による例示的質量分析システムの前部の側面斜視図である。
【図2A】本発明の実施形態による運用モジュールを図示する質量分析システムのブロック図である。
【図3A】装填の準備ができた構成で示された、本発明の実施形態によるスライド取扱いシステムおよびロードロックチャンバの側面斜視図である。
【図6A】本発明の実施形態によるシール組立体カートリッジを図示する、ロードロックチャンバ組立体の別の実施形態の端面図である。
【図8A】本発明の実施形態によるシール組立体カートリッジのロードロック側の図である。
【図8C】本発明の実施形態によって動作中に印加され得る予測応力を図示する色分けされたミーゼス応力プロット（Ｎ／ｍｍ２（ＭＰａ））を伴う、図８Ｂに示されたシール組立体カートリッジの真空チャンバ側の図である。
【図9A】本発明の実施形態による、ＸＹステージに結合されたシール組立体カートリッジを伴うロードロック組立体を伴うロードロックチャンバの側面斜視図である。
【図9B】本発明の実施形態によるロードロックチャンバ組立体の断面図である。
【図10A】本発明の実施形態によるＸＹステージの上面図である。
【図10C】本発明の実施形態によるＸＹステージのＸ軸構成要素の上面斜視図である。
【図10D】本発明の実施形態によるＸＹステージのＹ軸構成要素の上面斜視図である。
【図11A】本発明の実施形態によるＸＹステージのスライド保持具の真空密封接触面の頂部の拡大斜視図である。
【図12】本発明の実施形態によるシールカートリッジの部分組立品のハウジングの一部分の側面図である。
【図13A】本発明の実施形態によるロードロックチャンバ組立体の端部の側面斜視図である。
【図14】本発明の実施形態による質量分析計の中のスライドの測定器内部収納ラックに隣接したロードロックチャンバ組立体の側面斜視図である。
【図15】本発明の実施形態によって分析用の試料を扱う方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【0059】
次に、本発明が、本発明の実例となる実施形態を示す添付図面を参照しながら以下でより十分に説明される。類似の番号は類似の要素を指し、類似の要素の異なる実施形態は、異なる数の標識アポストロフィ（たとえば１０、１０’、１０’’、１０’’’）を使用して指定され得る。
【0060】
図では、明瞭さのために、ある特定の層、構成要素または特徴が誇張されることがあり、破線は、特に指定がない限り任意選択の特徴または動作を図示するものである。「図（ＦＩＧ．）」および「図（Ｆｉｇ．）」という用語は、出願および／または図面において「図（Ｆｉｇｕｒｅ）」という語と区別なく使用される。しかしながら、この発明は様々な形態で具現され得、本明細書で明らかにされた実施形態に限定されるものと解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施形態は、本開示が十分かつ完全になるように提供されるものであり、当業者に本発明の範囲を十分に伝えるはずである。
【0061】
本明細書では、様々な要素、構成要素、領域、層および／または区分を説明するために第１、第２、などの用語が使用されることがあるが、これらの要素、構成要素、領域、層および／または区分は、これらの用語によって制限されるべきではないことが理解されよう。これらの用語は、１つの要素、構成要素、領域、層または区分と、別の領域、層または区分を区別するためにのみ使用されるものである。したがって、以下で議論される第１の要素、構成要素、領域、層または区分は、本発明の教示から逸脱することなく、第２の要素、構成要素、領域、層または区分と称され得る。
【0062】
「の下に（ｂｅｎｅａｔｈ）」、「より下に（ｂｅｌｏｗ）」、「底部の（ｂｏｔｔｏｍ）」、「下部の（ｌｏｗｅｒ）」、「より上に（ａｂｏｖｅ）」、「上部の（ｕｐｐｅｒ）」等の空間的相対語は、本明細書では、説明の容易さのために、１つの要素または特徴の、図において図示されるような別の要素または特徴との関係を説明するように使用され得る。空間的相対語が、図に表された配向に加えて使用中または動作中のデバイスの異なる配向を包含するように意図されていることが理解されよう。たとえば、図中のデバイスが反転されると、他の要素または特徴「より下に」または「の下に」と説明された要素は、その後、他の要素または特徴「より上に」配向されることになる。したがって、「より下に」という例示的用語は、「より上に」、「より下に」、および「の後ろに（ｂｅｈｉｎｄ）」といった配向を包含することができる。デバイスは別様に（９０°回転されて、または他の配向において）配向されてよく、本明細書で使用された空間的に相対的な記述子は、それに応じて解釈される。
【0063】
「約」という用語は、言及された値の±２０％の範囲の数値を指す。
【0064】
本明細書で使用するとき、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」および「この（ｔｈｅ）」は、明示的に別段の定めをした場合を除き複数形も含むように意図されている。「含む」、「備える」、「含んでいる」および／または「備えている」といった用語は、本明細書で使用されたとき、明示された特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成要素の存在を規定するが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはそれらのグループの存在や付加を排除するものではないことがさらに理解されよう。ある要素が別の要素に「接続されている」または「結合されている」と称されるとき、他の要素に直接接続または結合されてよく、あるいは介在要素が存在してもよいことが理解されよう。「および／または」という用語は、本明細書で使用するとき、関連する列記された項目のうち１つまたは複数の、ありとあらゆる組合せを含む。
【0065】
特に別の定義がなければ、本明細書で使用される（技術用語および科学用語を含む）すべての用語は、この発明が属する技術の当業者によって一般に理解されるのと同一の意味を有する。一般に使用される辞書において定義されているものなどの用語は、本明細書および関連技術の状況における意味と一致する意味を有するものと解釈されるべきであり、本明細書で明確に定義されなければ、理想化された意味または過度に形式的な意味には解釈されないことがさらに理解されよう。
【0066】
「シグナル収集時間」という用語は、試料を分析するために質量分析計の検知器から単一試料の質量スペクトルのデジタル信号が収集されるかまたは獲得される時間を指す。
【0067】
「時間遅延」および「遅延時間」という用語は区別なく使用され、遅延引き出しのための、レーザフラッシュ（点火／伝送）とイオン抽出の間、すなわちイオン化と加速の間の時間を指す。
【0068】
いくつかの実施形態では、質量分析計は約２，０００～約２０，０００ダルトンの質量範囲の試料からイオンシグナルを取得するように構成されている。
【0069】
「パス」という用語は、１つのスペクトルの収集、たとえばスポットにわたる１回の完全なスイープを指す。「ショット」という用語は単一スペクトルの生成および収集を指す。
【0070】
「試料」という用語は、分析される物質を指し、広範囲の分子量の任意の媒体であり得る。いくつかの実施形態では、試料はバクテリアまたは真菌など微生物の存在に関して評価される。しかしながら、試料は、毒素または他の化学薬品を含む他の構成物質の存在に関して評価され得る。
【0071】
「実質的に同一の」という用語は、ピーク分解能を参照するときには、一般的には２ｋＤａ～２０ｋＤａ、３ｋＤａ～１８ｋＤａ、および／または約４ｋＤａ～１２ｋＤａの目標範囲にわたるスペクトルが、定義された焦点質量のピーク分解能の１０％以内の分解能を有することを意味する。焦点質量の例は４ｋＤａ、８ｋＤａ、１２ｋＤａおよび１８ｋＤａである。
【0072】
試料分析装置に関しての「テーブルトップ」という用語は、標準的なテーブルトップまたはカウンタトップ上に適合し得る、かつ／またはたとえば約１フィート×６フィートの長さ寸法での幅および一般的には約１～４フィートの高さ寸法を有するテーブルトップなどのテーブルトップと同等のフットプリントを占める、比較的コンパクトなユニットを指す。いくつかの実施形態では、システムは、２８インチ～１４インチ（Ｗ）×２８インチ～１４インチ（Ｄ）×３８～２８インチ（Ｈ）の密閉箱またはハウジングの中に存する。
【0073】
「モジュール」という用語は、定義された機能性を実行するハードウェアまたはファームウェア、ハードウェアおよびファームウェア、あるいはハードウェア（たとえばコンピュータハードウェア）またはソフトウェアコンポーネントを指す。
【0074】
図１Ａおよび図１Ｂは、例示的質量分析システム１０を図示するものである。示されるように、質量分析システム１０が含むハウジング１０ｈは、前面壁１０ｆ、ユーザインターフェースを有する表示器１０ｄおよび少なくとも１つの試料標本ポート１５を有し、試料標本ポート１５は、図１Ａでは１つのポートとして、図１Ｂでは２つの並んだポートとして示されており、スライドを連続的に受け取り、かつ／または出力するような寸法設定および構成であるが、３つ以上のポートが使用されてもよい。それぞれのポート１５は、分析用の標本スライド「Ｓ」（図３Ａ）のための、入口専用ポート、出口専用ポート、または入口と出口の両方のポートとして構成され得る。図１Ａに示されるように、システム１０は、テーブルトップＴ上に存し得るテーブルトップユニットとしての寸法設定および構成が可能である。
【0075】
図１Ｃは、分析器の構成要素（すなわちイオン化装置、ＴＯＦ管（使用される場合）および検知器）なしで、質量分析システム１０のいくつかの内部構成要素を図示するものである。示されるように、システム１０は、スライド保持具２５を有するロボット２０と、真空チャンバ６０の壁６０ｗに結合されたロードロックチャンバ組立体５０と、ＸＹステージ７０とを含み得る。「ロボット」という用語は広く使用されており、それぞれのスライドＳを質量分析システム１０における様々な位置に沿って自動的に移動させることができる多自由度の電気機械システムを指す。ロボット２０が有し得るアーム２０ａは、一般的には図１Ｂに示されるようにハウジング１０ｈの内部の前の隅１０ｃの位置において取付けブラケット２０ｐに付けられており、定義された位置移動を実行する。
【0076】
以下でさらに論じられるように、ロードロックチャンバ組立体５０が有するロードロックチャンバ５５の開いたチャネル５５ｃは、スライドＳを摺動自在に受け取ることができ、密封可能に閉じられ得る。ロードロックチャンバ５５は、チャネル５５ｃと流体連通している１つまたは複数の弁５６によって減圧下に置かれ得（または通気口をつけられ得）、スライドＳは、真空チャンバ６０の真空を損なうことなく、またはわずかな圧損で、真空チャンバ６０に対して出し入れされることが可能になる。図３Ａに示された実施形態では、たとえばガス抜き用と真空源１５６（たとえば図１３Ｂ）への接続用の２つの専用弁５６がある。しかしながら、ガス抜きおよび真空引き（図示せず）を実行するために二方弁または三方弁が使用され得る。
【0077】
図２は、質量分析システム１０内または同システム上に含まれ得る例示的運用モジュール１００（モジュール１００ｎとして識別され、ｎは数的識別子である）を図示する。モジュール１００は、ユーザインターフェース（ＵＩ）モジュール１００１、電源モジュール１００２、主要な電子機器モジュール１００３（１つまたは複数の高電圧電源Ｖ、デジタイザ、および抽出パルサを有する）、スライドＩ／Ｏモジュール１００４、ロードロックモジュール１００５、飛行管モジュール１００６、少なくとも１つの真空ポンプ１０７を有する真空モジュール１００７、少なくとも１つのレーザ１０８を有するレーザ光学モジュール１００８、および温度管理モジュール１００９を含み得る。少なくとも１つの真空ポンプ１０７は粗引き真空ポンプ１０７１およびターボポンプ１０７２を含み得る。ターボポンプ１０７２は収集真空チャンバ６０にのみ直接接続され得るが、粗引きポンプ１０７１は、ロードロックチャンバ５５ｃおよび任意選択で収集真空チャンバ６０にも直接接続され得る。
【0078】
図２Ｂおよび図２Ｃは、図２Ａに示された運用モジュール１００および関連した構成要素のいくつかまたはすべてを含む測定器１０を図示するものである。粗引きポンプ１０７１は、比較的コンパクトな内部空間においてターボ真空ポンプ１０７２より下に存し得る。
【0079】
測定器１０は、外部空気が測定器に入るのを阻止するため、および／または試料がユニット１０内にある間に外部供給源からの汚染を阻止するために、（減圧下の真空チャンバおよびロードロックチャンバの外部で）正圧に保たれ得る。「正圧」という用語は、空気が換気用通気口および／またはハウジングの外板もしくはケースにおける何らかの開口から流入することなく流出するように、測定器の外の気圧よりも高い圧力を指す。測定器１０における１つまたは複数のファン（一般的にはフィルタを伴う）は、正圧を生成するために使用され得る。
【0080】
図１Ｃおよび図２Ａに示されるように、たとえば、ロードロックチャンバ５５は真空チャンバ６０の壁６０ｗに取り付けられている。真空チャンバ６０の中には、ＸＹステージ７０とともに、生成されたイオンまたはレーザビームを導くバックバイアスプレート６１、抽出プレート６２、集束イオン光学部品６３、偏向板６４、およびプリズム６５などの電子的操作可能な構成要素がある。真空チャンバ６０は高電圧（ＨＶ）分圧器６６も含有し得る。当業者には周知のように、プリズム６５はレーザビームを導くことができ、プレート６１、６２が、生成されたイオンを導くことができる。図２Ａおよび図２Ｃにおいて、レーザ光学部品は「Ｌ」と称され、イオン光学部品は「Ｉ」と称される。
【0081】
図３Ａおよび図３Ｂは、ロードロック部材組立体５０のドア５７が開き、開いたチャネル５５ｃが露出し、ロボット２０およびスライド保持具２５が移転高さにあってロードロックハンドオフの準備ができている状態を図示するものである。ＸＹステージ７０のスライド保持具７２（たとえば図９Ｂ）は既にチャンバ５５内の適切な位置にあり、真空チャンバ６０の真空圧を維持するためにロードロックチャンバ組立体５０に対して密封されている。アーム２０ａは、ｚ軸方向の移転高さにおいて回転して、この運用上の構成の入力位置に対して位置決めされる。スライド保持具２５は、少なくともスライドの長手方向がグリップ２５ｇの前方に延びて解放されているようにする端部グリップ２５ｇを含むことができる。この構成により、スライドＳを、ＸＹステージ７０の整列したスライド保持具７２に挿入するのが容易になり得る（図４Ａ、図４Ｂ）。スライド保持具２５（すなわちグリッパ２５ｇ）は、スライドＳをスライド保持具７２に放して、定位置に引っ込むことができる（図５Ａ、図５Ｂ）。
【0082】
図１３Ｂを参照して、ロードロックチャンバ５５は比較的コンパクトな構成を有することができ、ドア５７に隣接するスライド挿入／抜取り端から真空チャンバ６０の壁６０ｗにおける端部５５ｅ（すなわち壁６０ｗに面するフランジ５５ｆの前部または内表面）まで延在する約７５ｍｍ～約９５ｍｍの範囲の長さＬと、約４０ｍｍ～６０ｍｍの範囲の高さＨとを有する。開いたチャネル５５ｃは横方向に横長または細長であり得、すなわち高さが幅よりも小さい。
【0083】
図４Ａおよび図４Ｂは、ロボットアーム２０ａとスライド保持具２５のスライド移転の構成／位置を図示するものである。動作において、ＸＹステージ７０がスライド移転のための適切な位置にあって、スライド保持具７２がロードロックチャンバ５５のチャネル５５ｃの中に延びた状態で、真空シール組立体２００（図８Ａ、図９Ａ）の真空シール２００ｓ（図９Ａ）がスライド保持具７２と係合し、ロボット２０および／またはハウジングの前部１０ｆに面するチャンバ５５ｃの端部においてドア５７が閉じられて密封される。弁５６のうち第１の弁が開いてロードロックチャンバ５５に大気への通気口をつけることができ、次いでロードロックドア５７が開かれ得、スライドハンドラアーム２０ａは、スライド保持具２５をチャンバ５５ｃの中へ延ばすことができ、スライドＳをＸＹステージ７０のスライド保持具７２（図１１Ａ）に放すことができる。
【0084】
図５Ａおよび図５Ｂは、ロボット２０、スライド保持具２５およびロードロックチャンバ組立体５０の別の運用上の構成を図示するものである。示されるように、スライドハンドラ２５を有するアーム２０ａがロードロックチャンバ５５から離れて引っ込められ、ドア５７がロードロックチャンバ５５に対して密封可能に閉じられている。弁５６の第２の弁は開かれており、ロードロックチャンバ５５は、一般的には真空チャンバ６０の適切な圧力の範囲内の所望の圧力まで真空ポンプ（すなわち図１３Ｂのポンプ１０７１）によってポンピング／真空引きされ得る。
【0085】
真空計Ｇ（図２のモジュール１００７の中にあり得る）は、監視を自動化して、所望の圧力が達成されたとき、ＸＹステージ７０によってスライド保持具７２を真空チャンバ６０の中へ移動させるために使用され得る。一旦、ロードロックチャンバ５５内の真空が適正値になると、ドア５７をロードロックチャンバ５５に対して密封可能に閉じたまま、ＸＹステージ７０が、スライド保持具７２をロードロックチャンバ５５から取り出して真空チャンバ６０の中へ移動させることができる。
【0086】
いくつかの実施形態では、装填／密封位置におけるロードロックチャンバ５５と真空チャンバ６０の間の真空圧にステップがあり得る。たとえば、ロードロックチャンバ５５が、ドア５７を開いて大気に通じ、収集真空チャンバ６０からは密封された状態で、試料スライドＳが外部からロードロックチャンバ５５に装填される。次いで、ロードロックチャンバ５５は、ドア５７を閉じることによって外部から密封され、ロードロックチャンバ組立体５０上の弁５６を開くことにより中間圧力レベル（一般的には気圧よりも低いが、収集チャンバ６０内の圧力よりも高い）まで粗引きされる。次いで弁５６が閉じられる。ロードロックチャンバ５５は、外部と収集真空チャンバ６０の両方から密封され、収集チャンバをより低い動作圧に保ったまま、ロードロックチャンバ５５を中間圧力に置く。試料ステージ７０が収集チャンバ６０の中に引っ込められ、ロードロックチャンバ５５と収集チャンバ６０の間の密封が破られる。２つのチャンバ５５と６０はもはや流体連通状態にあり、そのため、収集チャンバ６０には、以前に密封されたロードロックチャンバ５５からの空気の流入によって瞬時の圧力スパイクが生じ得る。真空チャンバ６０の中の圧力は、比較的短い時間の後に再び作動レベルに到達する。
【0087】
しかしながら、他の実施形態では、ロードロックチャンバ５５は収集チャンバ６０以下の圧力まで真空引きされ得る。
【0088】
【0089】
ロードロックチャンバ組立体５０は、フランジ５５ｆによって真空チャンバ６０の壁６０ｗに取り付けられ得る。フランジ５５ｆは、収集真空チャンバ６０に面するロードロックチャンバ５５の端部５５ｅ（図６Ａ、図７）の周囲のまわりである距離だけ外側へ延在することができる。一般的には、フランジ５５ｆは壁６０ｗの外表面に取り付けられ、任意選択で壁６０ｗに直接取り付けられる。壁６０ｗは、ハウジング１０ｈの前面壁１０ｆに面し得る（図１Ａ）。壁６０ｗは、ロードロックチャンバ５５のフランジ５５ｆと密封式に係合することができるＯリング１６０を保持する溝または隆起６０ｇを有することができる（図７）。
【0090】
ロードロックチャンバ組立体５０のドア５７は、ユーザ入力および／または手動力を必要とせずに動作する自動ドアであり得る。示されるように、ドア５７およびロードロックチャンバ５５は高さに対して横方向に細長いものであり得る。ドア５７は、Ｏリングまたはガスケットなどのシール部材５７ｓを伴う内表面を有することができる。ロードロックチャンバ組立体５０が含み得るステッピングモータ５８のシャフト５８ｓが、第２の歯車５９と係合する第１の歯車５８ｇを回転させてドア５７を自動的に開閉する。
【0091】
【0092】
図６Ａおよび図１３Ａに示されるように、制御回路１１０は、ステッピングモータ５８に隣接して取り付けられ得るプリント回路基板１１２上に少なくとも部分的に存在し得、少なくとも１つの弁５６を開閉してドア５７を開閉するための自動電子制御をもたらすことができる。
【0093】
図８Ａ～図８Ｄ、図９Ａおよび図９Ｂを参照して、ロードロックチャンバ組立体５０のシール組立体カートリッジ２００が示されている。この実施形態では、シール組立体カートリッジ２００は、曲げ材１６５と、開ポート２０５ｐを伴う第１の密封ハウジング部材２０５と、チャネル２０６からはみ出し得るＯリング２１０（または他のシール部材）を保持してポート２０５ｐの周囲のまわりに延在するチャネル２０６とを含む。第１の密封ハウジング部材２０５は剛体であり得、曲げ材１６５は、固体の（不通気性の）単一層または多層の部材であり得、正常動作条件下で通気および真空引きに関連した圧力変化にさらされたとき曲がる（たわむ）ことができるように、より低い構造的硬直性を有し得る。
【0094】
図９Ａを参照して、曲げ材１６５は、第１のハウジング部材２０５とロードロックチャンバのハウジング５５ｈの間の適切な位置に存する。曲げ材１６５は、第１の密封ハウジング部材２０５とロードロックチャンバ５５のフランジ５５ｆの間に存し得る。曲げ材１６５は、間隔を置いた開口１６５ａを伴う周囲を有することができる。真空チャンバ６０の壁６０ｗに曲げ材１６５をしっかりと取り付けるためにピン１６６が使用され得る。曲げ材１６５は、第１の密封ハウジング２０５および／または密封ハウジングのポート２０５ｐの高さを上回る高さ「ｈ」を有することができる。曲げ材１６５は、ポート２０５ｐに対応する形状寸法の横に細長い開口１６７を有することができる。
【0095】
曲げ材１６５は、たとえばステンレス鋼板、すなわちダイヤフラムなどの薄い材料の単一層部材もしくは多層部材であり得、またはこれらを備えることができ、割高な正側許容差の構成要素を必要とすることなく、機構部品の過剰制約を解消し得る。「薄い」という用語は約０．００００１ｍｍ～約２ｍｍの厚さを指す。
【0096】
図８Ａおよび図８Ｂは、第１の密封ハウジング部材２０５の対向面および曲げ材１６５の対向面を図示するものである。図８Ａは、ロードロックチャンバの接面を示し、真空チャンバ６０にロードロックチャンバ５５を付けるために固定部材１５５が使用され得ることを図示するものである。固定部材１５５は、ドア５７が開いているときロードロックチャネル５５ｃを通じて接近可能なねじ頭１５５ｈを伴うねじであり得る（図６Ａ）。図８Ｃはミーゼス応力プロット（Ｎ／ｍｍ２（ＭＰａ））を図示するものであり、図８Ｄはたわみプロット（ＵＲＥＳ、０．００ｍｍ～０．０２ｍｍ）であって、曲げ材１６５のポート２０５ｐのあたりのたわみおよび応力を予測する有限要素解析から、曲げ材１６５の最大たわみおよび最大応力はポート２０５ｐに隣接したところに見られ、曲げ材１６５の周囲１６５ｐにはたわみがない（降伏応力は、いくつかの特定の実施形態における約２０７ＭＰａなど、いくつかの実施形態では１００ＭＰａ～５００ＭＰａであり得る）。
【0097】
図８Ａ、図８Ｂおよび図９Ｂは、シール組立体カートリッジ２００に含まれ得る第２の密封ハウジング２１５が、曲げ材１６５を間に挟んで第１の密封ハウジング２０５に結合され得ることを図示するものである。図９Ｂは、ロードロックチャンバ５５の主要なハウジング５５ｈの凹部５５ｒの中に第２の密封ハウジング２１５が存し得ることを図示するものである。
【0098】
図６Ａ、図６Ｂおよび図７は、シール組立体カートリッジ２００’の別の実施形態を図示するものである。示されるように、シール組立体カートリッジ２００’が含む密封ハウジング部材２１５は、Ｏリング２１０またはガスケットなど他の密封部材を間に挟んで停留部材１１６５に結合され、それぞれの（横に細長い）開ポート２１５ｐ、２１０ｐ、１１６５ｐが、整列してロードロックチャンバ５５ｃの一部分を形成し、かつ／またはロードロックチャンバ５５ｃに付着する。
【0099】
図７および図１２に示されるように、密封ハウジング部材２１５は、収集真空チャンバに面する表面に、Ｏリング２１０を保持する溝２１５ｇを含むことができる。密封ハウジング部材２１５および停留部材１１６５が含み得る協働する開口２１５ａと１１６５ａのセットは、構成要素２１５と１１６５をカートリッジ部分組立品として一緒に取り付けることができる固定部材２１９の第１のセットと整列する。固定部材２１９のヘッド２１９ｈは真空チャンバ６０の方へ外に向くことができる。
【0100】
示されるように、密封ハウジング部材２１５はまた、ドアに面する表面に、Ｏリング１２１０または他の密封部材を保持する溝２１６ｇを含むことができる。溝２１６は第１の溝２１５ｇと同心であり得、Ｏリング１２１０は第１のＯリング２１０よりも大きな周囲サイズを有し得る。
【0101】
密封ハウジング部材２１５は、ポート２１５に隣接してまわりに延在している壁セグメントのまわりの間隔を置いた開口２１５ｂの第２のセットを含むことができる。固定部材１５５は、（ドア５７が開いているとき）チャンバ５５ｃを通って、ハウジング５５ｈのへこんだ部分５５ｒに接近した貫通チャネル５５ｃを通って接近可能な壁５５ｗの貫通開口５５ａ（図６Ａ）の中へ延在することができる。凹部５５ｒには密封ハウジング部材２１５が存し得る（図６Ｂ）。固定部材１５５は、整列したとき、カートリッジ組立体２００’を密封ハウジング部材２１５の壁５５ｗの開口２１５ｂに取り付けるために使用され得る。開口２１５ｂの第２のセットは、開口２１５ａの第１のセットよりもポート２１５ｐに近くすることができる。チャンバ５５ｃを通って挿入され得る固定部材１５５は、停留部材１１６５および密封ハウジング部材２１５の反対側に取り付けられた固定部材２１９を越える長さを有し得る。図７に示されるように、固定部材２１９は固定部材１５５よりも多数であり得るが、同数またはより少数でもあり得る。固定部材２１９、１５５の数は、４～１２、より一般的には８～１２であり得、それぞれ１０および８として示されており、等間隔であり得る。固定部材の他の数も使用され得る。
【0102】
固定部材１５５は、シール組立体カートリッジ２００’を、ＸＹステージのスライド保持具７２に対する第１の公称位置に保持することができ、その後に締められて、第１の公称位置に対して左右および／または上下にオフセットされ得る固定された第２の操作位置を与える。いくつかの実施形態では、シール組立体カートリッジ２００’は、固定部材１５５のねじが緩んでいるが密封ハウジング２１５または２０５に取り付けられているとき、取り付け面において左右および上下に０．１ｍｍ～０．５ｍｍ、一般的には約±０．３ｍｍの遊びといったいくらかの移動能力を一般的には有し得る。すなわち、上／下および左／右に合計０．６ｍｍの調整範囲があり得る。固定部材１５５が有し得るシャフト１５５ｓは、ねじ切りされているのはサブ部分１５５ｔのみであり、一般的には、ねじ切りされているのはシャフトの長さの５０％未満である。
【0103】
【0104】
シール組立体カートリッジ２００、２００’によって与えられる真空シール２００ｓは、設置において浮動することができる。次いで、ＸＹステージ７０がロードロックチャンバの密封位置に移動され得、これによって、真空シール２００ｓが、密封ハウジング２０５もしくは２１５またはシール組立体カートリッジ２００、２００’によって移動され得、スライド保持具の密封接触面７２ｓと整列する。次いで、開いたドア５７を通じてロードロックチャンバ５５に接近することにより、固定部材または取付け部材１５５が締められ得る。ロードロックチャンバ組立体５０は、他の設計と比較して、使用するＯリングシールおよび構成要素の数を減らすことができる。
【0105】
図９Ｂおよび図１２は、チャネル２０６または溝２１５ｇが、圧縮されていないときにＯリング２１０がはみ出ることを許す一方でＯリング２１０を閉じ込めることができるパーカーあり継ぎの断面構成を有し得ることを図示するものである。Ｏリング２１０は、いくつかの特定の実施形態では５０～９０のショアＡ硬度を有し得る。
【0106】
シール組立体カートリッジ２００、２００’は、２～１０ポンドの線形のシール力／インチを有するように構成され得る。半径Ｒ（図１２）は、約２０％の所望のつぶし代のための１／８の公称断面および約０．１１１～０．１１３のグランド深さＬでは、（ＯリングサイズＡＳ５６８Ａ、２０１～２８４について）約０．０１０であり得る。半径Ｒは、寿命を延ばし、摩耗を低減し、または組立体損傷を阻止するために重要であり得る。また、半径が大きすぎると使用中に望ましくないはみ出しが生じる恐れがある。Ｒ１はＲよりも大きく、０．００５インチ～約０．２５インチでよく、たとえば、いくつかの実施形態では約０．０３インチでよい。
【0107】
Ｏリング２１０は、スライド保持具７２の密封表面７２ｓと接触すると、チャネル２０６または溝２１５ｇと密封表面７２ｓの間で一般的には約２０％圧縮され得、適切な真空シール２００ｓを形成する。いくつかの実施形態では、Ｏリング２１０は（横方向に細長い）横長でよく、チャネル２０６または溝２１５ｇにおいて、４～６インチの、一般的には約４インチ、約４．５インチおよび約５インチなど、約４～５インチの横方向に延在する周囲長さを有し得る。
【0108】
いくつかの実施形態では、６０ＡデュロメータのＯリングについては、真空シール組立体２００は、約２０％の圧縮をもたらす５ポンド／線形インチのシールを有するように構成され得る（５ポンド／インチ×４．４９インチ＝２２ポンド）。しかしながら、他の力および異なるデュロメータのＯリングが使用され得ることが企図されている。たとえば、高デュロメータのＯリングはより大きいシール力を使用することができる。他の密封接触面および構成が使用され得ることも企図されている。
【0109】
次に図１０Ａ～図１０Ｄを参照して、例示的ＸＹステージとこれの構成要素が示されている。図１０Ａが図示するＸＹステージ７０の装填／ロック／密封の構成では、スライド保持具７２は、Ｘ方向に延び、走査中心位置７５に関連した開口７５ａに対して横へＹ方向に移動されている。図１０Ｂが図示するスライド保持具７２は、Ｘ方向に引っ込み、図１０Ａに示された位置に対して、走査中心７５の開口７５ａの近くへ横方向に移動されている。
【0110】
図１０Ｃは、ＸＹステージ７０の例示的Ｘステージ構成要素７０Ｘを図示するものである。示されるように、これらは、ｘステージ（ｘ軸）ステッピングモータの親ねじ駆動装置１７０、モータ取付け台１７１、Ｘ／Ｙセンサおよび相互接続ＰＣＢ １７３、Ｘステージ往復台１７４、ベースプレート１７５、ならびにＸステージベアリングおよびブロック１７６を含む。
【0111】
図１０Ｄは、ＸＹステージ７０の例示的Ｙステージ構成要素７０Ｙを図示するものである。示されるように、これらは、ｙステージ（ｙ軸）モータ、接地フレックスケーブル１７７、ｙステッピングモータ親ねじ駆動装置１７８、ｙステージ往復台１７９、ｙステージベアリングおよびブロック１８０、Ｘステージ往復台部材（Ｙモータ取付け台が組み込まれている）１８１、Ｙホームフラグ１８２、Ｘホームフラグ１８３、ならびにセンサおよび相互接続ＰＣＢ １７３を含む。
【0112】
図１１Ａおよび図１１Ｂは、スライド保持具７２の気密面／接触面７２ｓの拡大図である。示されるように、この気密面７２ｓは、拡大した真空シール面積をもたらすため、および／またはシール組立体カートリッジ２００、２００’を介したロードロックチャンバ５５ｃとのセルフセンタリング整列を可能にして接触面２００ｓに適した真空シールをもたらすために、角を成してよい。この表面７２ｓは電気研磨され得、この統合気密面７２ｓを有する単一ピースの一体型ステンレス鋼スライド保持具７２として形成されてよく、複数構成要素設計の組合せ交差を低減するかまたは解消することができる。
【0113】
（真空／ロードロックチャンバ）の気密面７２ｓ（区別なく密封接触面とも記述されることが知られている）は、スライド保持具７２の全体の周囲のまわりに横方向へ延在することができ、横方向次元において間隔を置いて放射状に延在する対向したアーチ形の端部を有し得る。この全体の半径気密面７２ｓは、長方形の密封する周囲のとがった角の膨らみを解消することによって密封するために必要な圧力低下をもたらすことができる。
【0114】
気密面７２ｓは、それぞれのスライドＳの端部を保持するスライド保持具７２の凹部領域７２ｒから約０．１インチ～約１インチの距離だけ間隔を置いて長手方向に存し得る（図１１Ｂ）。
【0115】
スライド保持具７２は、スライド保持具７２の凹部７２ｒに保持されたスライド捕獲扁平形状ばね１７２を備えることができる。ばね１７２は、スライド保持具２５（図１Ａ）によって滑らせて出し入れするのを容易にするために、テーパの前端部１７２ｔとともに、上方へ延在する屈曲突起１７２ｐを備えることができる。適切な扁平形状ばねは、マサチューセッツ州テュークスベリーのＳｐｒｉｎｇ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されている。スライドＳは、スライド間で、スライドの高さを一致させるために、先端部から装填する（先端部のテーパエンド１７２ｔから滑り込ませる）ことができる。切欠き１７２ｆにより、スライドを取り出すためにスライドを指でつかむのが容易になり得る。
【0116】
図１３Ａ～図１３Ｃを参照して、ロードロック組立体５０をさらに説明する。示されるように、ロードロック組立体５０は、組立体５０用の制御回路１１０の少なくとも一部分を有するプリント回路基板１１２を含む。ロードロック組立体５０は、第１の歯車５８ｇに結合されるシャフト５８ｓを伴うステッピングモータ５８を含む。この歯車５８ｇが、ドア５７に取り付けられた第２の歯車５９を回転させる。ステッピングモータ５８はＮＥＭＡ １１のフレームサイズのコンパクトなステッピングモータであり得（本体長さ２．０１インチで、０．１２Ｎｍの保持トルクおよび１０～２２回転／秒の速度を有する）、任意選択で１．８度のステップ角を有する。ステッピングモータ５８は、カリフォルニア州モーガンヒルのＬｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ＬＬＣから入手可能なコンパクトなステッピングモータ２１１－２０－０２であり得る。
【0117】
歯車５８ｇから歯車５９へは１０：１の減速を有し得る。ドア５７は、密封するための十分な力でロードロックチャンバ５５のハウジング５５ｈと容易にはめ合うように、コンプライアント平面刃ばねまたは他のコンプライアント部材（図示せず）に対して結合され得る。示されるように、第１の弁５６は、ターボポンプ（図１３Ｂの１５６）と流体連通する真空弁５６ｖである。第２の弁５６は、フィルタ（図示せず）に接続することができる大気への通気弁５６ａである。いくつかの実施形態では、弁本体５６ｂ（たとえば図１３Ａ）は、弁本体の１／２を収容するためのハウジングの機械加工を回避するために、そっくりチャンバハウジング５５ｈの外部に存することができる。弁本体５６ｂは円筒状でもよい。
【0118】
図１３Ａ～図１３Ｃに示されるように、第２の歯車５９は、第１の歯車５８ｇの上方にあって、４５～１８０度の角度範囲βを伴う半円形の周囲を有することができる。いくつかの実施形態では、第２の歯車５９は３つの側面のみを有し、そのうちの２つは垂直であり、３つの側面のうちの１つの外周には６０～１２０度の角度範囲、より一般的には約９０度の角度を有する歯車の歯５９ｔがあって、第１の位置と第２の位置の間で回転してドアを開閉することができる。示されるように、十分に密封するための適切な力でドア５７を開閉するために、角度範囲βは第１の位置と第２の位置の間で約９０度である。ドア５７が有し得るアーム１５７は、（閉位置のとき）１つまたは複数の固定部材１５７ｆによって第２の歯車５９の上面に付けられる。
【0119】
図１４が図示する質量分析システム１０は、ハウジング１０ｈ内に存する（任意選択でドア５７に隣接した）、分析前および／または分析後のスライドＳを保持するための内部収納ラック１０ｒを含み得る。収納ラック１０ｒは、それぞれのスライドＳを保持するための隔室１１の縦の列を与えることができる。しかしながら、収納ラック１０ｒは任意の適切な構成で設けられ得、隔室の縦の列を有する必要はない。いくつかの実施形態では、ラック１０ｒは、１６のスライド収納隔室を有することができる。いくつかの実施形態では、ユニット１０は、幅×長さ×高さが０．７ｍ×０．７ｍ×１．１ｍといったコンパクトな寸法を有し得、ロードロックチャンバ５５および／または真空チャンバ６０に隣接したスライドＳ用の１つまたは複数の収納ラックのための内部空間は、約０．２５ｍ×０．３ｍ×０．３ｍのフットプリントであり得る。
【0120】
図１５は、質量分析計において分析する試料を扱うための例示的アクションの流れ図である。示されるように、対向する端部を有するロードロックチャンバを有する質量分析計が設けられており、第１の端部は、真空チャンバに隣接し、第２の端部は、第１の端部から間隔を置いて存在し、ドアを有する（ブロック３００）。ドアがロードロックチャンバに対して密封可能に閉じている間に、ＸＹステージのスライド保持具が、真空チャンバからロードロックチャンバの第１の端部に挿入される（ブロック３１０）。スライド保持具がロードロックチャンバの第１の端部の密封接触面と係合したとき、ロードロックチャンバが真空チャンバから自動的に密封される（ブロック３２０）。次いで、ロードロックチャンバは大気に通気口をつけられる（ブロック３３０）。ドアが開かれる（ブロック３４０）。ロードロックチャンバの第２の端部から、スライドが、ロードロックチャンバ内のスライド保持具と係合するように挿入される（ブロック３５０）。ドアが閉じられてロードロックチャンバを密封する（ブロック３６０）。ロードロックチャンバが真空圧まで真空引きされる（ブロック３７０）。ドアが閉じられてロードロックチャンバが減圧下の状態で、スライド保持具がスライドとともに真空チャンバの中に引っ込められる（ブロック３８０）。次いで、質量分析計によって真空チャンバの中で試料が分析される。
【0121】
ロードロックチャンバはコンパクトであり、高さが横幅未満であり、約１ｃｃ～約２００ｃｃ（空）、より一般的には、約１ｃｃ～約１００ｃｃ、たとえば約１０ｃｃ、約１５ｃｃ、約２０ｃｃ、約２５ｃｃ、約３０ｃｃ、約３５ｃｃ、約４０ｃｃ、約４５ｃｃ、約５０ｃｃ、約５５ｃｃ、約６０ｃｃ、約６５ｃｃ、約７０ｃｃ、約７５ｃｃ、約８０ｃｃ、約８５ｃｃ、約９０ｃｃ、約９５ｃｃおよび約１００ｃｃであり得る小さい体積容量を有し得、貫通チャネルは（横方向次元において）横長の周囲形状を有し得る（ブロック３０２）。
【0122】
スライド保持具が有し得る角のある横長の気密面が、スライド保持具の内側の（真空チャンバに面する）端部の周囲のまわりに延在する（ブロック３１２）。
【0123】
密封接触面は、第１および第２の剛体の密封ハウジング部材と、真空チャンバに面するチャネルに保持された横長のＯリングと、第１の密封ハウジング部材と第２の密封ハウジング部材の間に延在し、これらの周囲の外部にある距離だけ延在する形状の薄い曲げ材とを有し得、第１および第２の密封ハウジング部材のオープンセンタスペースと整列したオープンスペースを伴う（ブロック３２２）。
【0124】
密封接触面が含み得る複数の固定部材は、密封ハウジング部材を通って延在し、ドアが開いているときには、ロードロックチャンバの第２の端部を通して視覚的に接近可能である（ブロック３２５）。
【0125】
この方法はまた、測定器を試料分析モードで運転する前のセットアップ中または設置中に、ロードロックチャンバの中にスライド保持具を挿入することと、次いで、挿入に応答して、シール組立体カートリッジを上下または左右方向に移動してシール組立体カートリッジをセルフセンタリングしてスライド保持具の密封接触面と整列させることと、次いで、シール組立体カートリッジを、ロードロックチャンバのハウジング上の固定位置にしっかりと取り付けて、整列した操作位置を与えることとを含み得る。
【0126】
質量分析システム１０はＭＡＬＤＩ－ＴＯＦ ＭＳシステムであり得る。ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦＭＳシステムは周知である。たとえば米国特許第５，６２５，１８４号、米国特許第５，６２７，３６９号、米国特許第５，７６０，３９３号、米国特許第６，００２，１２７号、米国特許第６，０５７，５４３号、米国特許第６，２８１，４９３号、米国特許第６，５４１，７６５号、米国特許第５，９６９，３４８号および米国特許第９，５３６，７２６号を参照されたい。これらの内容は、あたかも全体が本明細書において詳述されたかのように、参照によって本明細書に組み込まれる。最新のＭＡＬＤＩ－ＴＯＦ ＭＳシステムは、大多数が、イオンの初期のエネルギー分布の悪いスペクトルの品質を緩和するために遅延引き出し法（たとえばタイムラグ集束法）を採用する。
【0127】
いくつかの実施形態では、分析用の（マトリクススライド上の）試料は、質量分析システム（任意選択で、真空チャンバの中にＴＯＦ飛行管を有し、レーザを備える、ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦ ＭＳシステム）に導入される。それぞれの単一試料の分析中に、質量スペクトルを取得するために、レーザパルスが連続的に印加され得る。取得されたスペクトルに基づき、試料の中の物質（たとえば構成物質、生体分子、微生物、タンパク質）が識別される。ＴＯＦ飛行管の長さは任意選択で約０．４ｍ～約１．０ｍであり得る。しかしながら、いくつかの実施形態では、より長い飛行管またはより短い飛行管が使用され得る。
【0128】
ＭＳシステム１０は、任意選択で、ＴＯＦ飛行管の長さが約０．８ｍのテーブルトップユニットであり得る。
【0129】
試料は患者からの生体試料を含むことができ、患者の医療評価のために、試料の中にバクテリアなどの定義されたタンパク質または微生物が存在するかどうかを識別するために識別ステップが実行され得る。
【0130】
この分析により、それぞれの試料の中に、バクテリアおよび／または真菌の約１５０（以上）の異なって定義された種のうちいずれかが存在するかどうかが、取得されたスペクトルに基づいて識別され得る。対象の質量範囲は約２，０００～２０，０００ダルトンであり得る。
【0131】
質量分析システム１０が含み得る患者記録のデータベースおよび／またはサーバは、クライアント－サーバ動作によるＨＩＰＰＡルールおよび別々のユーザに関するアクセスを定義した特権に従うプライバシーアクセス制限を伴う電子カルテ（ＥＭＲ）を含むことができる。
【0132】
前述のことは本発明の例証であり、本発明を限定するものと解釈されるべきではない。この発明のいくつかの例示的実施形態が説明されてきたが、当業者なら、この発明の斬新な教示および利点から実質的に逸脱することなく例示的実施形態における多くの修正形態が可能であることを容易に認識するはずである。それゆえに、すべてのそのような修正形態がこの発明の範囲内に含まれることが意図されている。したがって、前述のことは本発明の例証であり、開示された特定の実施形態に限定されるように解釈されるべきではなく、開示された実施形態に対する修正形態ならびに他の実施形態が本発明の範囲内に含まれるように意図されていることを理解されたい。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図8D】
【図9A】
【図9B】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図10D】
【図11A】
【図11B】
【図12】
【図13A】
【図13B】
【図13C】
【図14】
【図15】