特許 7514303 自動サンプリング装置と共に使用するための遠隔化学物質自動切替えシステム

(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】2024-07-02

(45)【発行日】2024-07-10

(54)【発明の名称】自動サンプリング装置と共に使用するための遠隔化学物質自動切替えシステム

(51)【国際特許分類】

   G01N 35/00 20060101AFI20240703BHJP

   G01N 35/08 20060101ALI20240703BHJP

【ＦＩ】

G01N35/00 F

G01N35/08 Z

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2022520199

(86)(22)【出願日】2020-09-29

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-11-30

(86)【国際出願番号】 US2020053282

(87)【国際公開番号】W WO2021067273

(87)【国際公開日】2021-04-08

【審査請求日】2023-07-06

(31)【優先権主張番号】62/909,503

(32)【優先日】2019-10-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】516257707

【氏名又は名称】エレメンタル・サイエンティフィック・インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＥＬＥＭＥＮＴＡＬ ＳＣＩＥＮＴＩＦＩＣ， ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】100132241

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 博史

(74)【代理人】

【識別番号】100189555

【弁理士】

【氏名又は名称】徳山 英浩

(72)【発明者】

【氏名】ヨスト，タイラー

(72)【発明者】

【氏名】ヘイン，ジョナサン

(72)【発明者】

【氏名】リー，ジェソク

(72)【発明者】

【氏名】パク，ドンチェル

【審査官】佐々木 崇

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０７０６３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２７２３２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１２／１４５６０６（ＷＯ，Ａ２）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ １／００－ １／４４

３５／００－３７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

遠隔サンプリングシステムにおいて試料の汚染を検出するための方法であって、
複数の試料収集装置によって複数の試料供給源のうちの１つから試料を取り入れることであって、複数の前記試料収集装置が、複数の前記試料供給源のいずれかから前記試料を受け入れるために、複数の前記試料供給源のいずれかに選択的に流体結合されることと、
前記試料を複数の接続路のうちの１つを通じて少なくとも１つの分析器に導くことと、
少なくとも１つの前記分析器によって、前記試料中に汚染物質が存在するか否かを検知することと、
前記試料中に存在する前記汚染物質の検知に基づき、前記試料を複数の前記試料供給源のうちの対応する１つから、複数の前記接続路のうち２つ目の前記接続路を通じて、少なくとも１つの前記分析器に導き直すことと、
少なくとも１つの前記分析器によって、複数の前記接続路のうち２つ目の前記接続路を通じて受け入れた前記試料中に前記汚染物質が存在するか否かを検知することと、
を含む、方法。

【請求項2】

検出された前記汚染物質が予め決められた程度を超えているか否かを、前記分析器によって判定することを更に含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

検出された前記汚染物質が前記予め決められた程度を超えていると判定されたときに警告を発することを更に含む、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

検出された前記汚染物質が前記予め決められた程度を超えていないと判定されたときに、前記試料は導き直されない、請求項２に記載の方法。

【請求項5】

遠隔サンプリングシステムと、
少なくとも１つの分析器と、
前記遠隔サンプリングシステム及び少なくとも１つの前記分析器に結合された制御器と、
を備え、
前記遠隔サンプリングシステムは、
対応する試料を供給するための複数の試料供給源と、
複数の前記試料供給源のいずれかから少なくとも１つの前記試料を受け入れるために、複数の前記試料供給源のいずれかに選択的に流体結合された複数の試料収集装置と、
複数の収集装置に選択的に結合された複数の流体接続路と、
を有し、
少なくとも１つの前記分析器は、複数の前記試料収集装置のうち少なくとも１つから前記試料のうち少なくとも１つを受け入れるために、複数の前記試料収集装置のうち少なくとも１つに結合され、
各試料収集装置は、複数の前記流体接続路を介して少なくとも１つの対応する前記分析器に接続され、
前記制御器は、
前記試料を複数の前記流体接続路のうちの１つを通じて少なくとも１つの前記分析器に導くように前記遠隔サンプリングシステムを制御し、
少なくとも１つの前記分析器に、前記試料中に汚染物質が存在するか否かを検知させ、
前記試料中に存在する前記汚染物質の検知に基づき、前記試料を複数の前記試料供給源のうちの対応する１つから、複数の前記流体接続路のうち２つ目の前記流体接続路を通じて、少なくとも１つの前記分析器に導き直すように、前記遠隔サンプリングシステムを制御し、
少なくとも１つの前記分析器に、複数の前記流体接続路のうち２つ目の前記流体接続路を通じて受け入れた前記試料中に前記汚染物質が存在するか否かを検知させる、
システム。

【請求項6】

複数の前記流体接続路は、複数の供給源－モジュール流体接続部によって設けられる、請求項５に記載のシステム。

【請求項7】

前記供給源－モジュール流体接続部の各々は、前記制御器による指示に応じて、前記試料の流れの特定の調整された流れ又は水の流れの少なくとも一方を実現するように、前記制御器と動作可能に結合された複数の圧力調整器及び複数の弁を有する、請求項６に記載のシステム。

【請求項8】

前記供給源－モジュール流体接続部の複数の前記弁の各々は、前記制御器によって開放位置又は閉鎖位置にされて前記試料の流れを調整する、請求項７に記載のシステム。

【請求項9】

複数の前記弁は、手動弁、逆止弁、又は空気圧弁のうち少なくとも１つを含む、請求項８に記載のシステム。

【請求項10】

前記供給源－モジュール流体接続部の各々は、廃棄流れラインを有する、請求項６に記載のシステム。

【請求項11】

複数の前記供給源－モジュール流体接続部に水の流れを提供するように構成される、請求項６に記載のシステム。

【請求項12】

前記制御器は、少なくとも１つの前記分析器によって前記遠隔サンプリングシステムから受け入れた前記試料の流れの中に汚染物質が検出されたときに、前記試料の流れをタンクにそらすように構成される、請求項５に記載のシステム。

【請求項13】

少なくとも１つの前記分析器は、少なくとも１つの前記分析器によって前記遠隔サンプリングシステムから受け入れた前記試料の流れの中に汚染物質が検出されたときに、前記汚染物質が前記試料の流れのための汚染限度を超えると、警告を提供する、請求項５に記載のシステム。

【請求項14】

前記試料の流れを、前記試料収集装置から前記分析器に押し出すか又は前記試料収集装置から廃棄ラインを通じて押し出す少なくとも１つのポンプを更に備える、請求項５に記載のシステム。

【請求項15】

前記制御器は、プロセッサ、メモリ、及び通信インターフェースのうち少なくとも１つを有する、請求項５に記載のシステム。

【請求項16】

前記制御器は、不十分な前記試料が受け入れられたときに表示を提供するための表示器と通信可能に結合される、請求項５に記載のシステム。

【請求項17】

複数の前記試料収集装置のうち第１の試料収集装置は、複数の前記試料収集装置のうち第２の試料収集装置とは離れた場所に配置される、請求項５に記載のシステム。

【請求項18】

前記試料は、気体又は液体の少なくとも一方を含む、請求項５に記載のシステム。

【請求項19】

前記制御器は、少なくとも１つの前記分析器によって不十分な前記試料が受け取られたときに表示を提供するように、少なくとも、第２の場所にある表示器と通信可能に結合される、請求項５に記載のシステム。

【請求項20】

前記制御器は、複数の異なるネットワークタイプと接続するように構成された通信インターフェースのうち少なくとも１つを有する、請求項５に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

多くの実験環境では、多数の化学的試料又は生物学的試料を一度に分析することがよく必要とされる。このような処理を合理化するために、試料の操作は機械化されてきている。このような機械化されたサンプリングは、オートサンプリングと呼ばれることができ、自動サンプリング装置又はオートサンプラを使用して行われ得る。

【背景技術】

【0002】

誘導結合プラズマ（ICP: Inductively Coupled Plasma）分光分析は、液体試料中の微量元素濃度及び同位体比を測定するために一般的に使用される分析技術である。ＩＣＰ分光分析には、電磁的に生成されて部分的に電離したアルゴンプラズマが使用される。当該アルゴンプラズマは、約７０００Ｋの温度に達する。試料がプラズマに導入されると、高温によって試料原子の電離又は発光が引き起こされる。各化学元素は特有の質量又は発光スペクトルを生じるため、発光の質量又は光のスペクトルを測定することによって、元の試料の元素組成を決定することが可能になる。

【0003】

液体試料を分析のためにＩＣＰ分光分析装置（例えば、誘導結合プラズマ質量分析装置（ICP/ICP-MS: Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometer）、誘導結合プラズマ原子発光分析装置（ICP-AES: Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometer）など）又は他の試料検出器若しくは分析装置に導入するために、試料導入システムが使用されてもよい。例えば、試料導入システムは、容器から液体試料のアリコートを取り出し、その後にアリコートをネブライザに移送してもよい。ネブライザは、アリコートを、ＩＣＰ分光分析装置によってプラズマ中で電離させるために適した多分散エアロゾルに変える。その後、エアロゾルは、大きなエアロゾル粒子の除去のために、スプレーチャンバで選別される。エアロゾルは、スプレーチャンバを離れると、分析のためのＩＣＰ－ＭＳ又はＩＣＰ－ＡＥＳ装置のプラズマトーチアセンブリによってプラズマに導入される。

【図面の簡単な説明】

【0004】

詳細な説明は、添付の図面を参照しながら説明されている。添付の図面に含まれる任意の寸法は、例示のみのために提供されるものであって、本開示を限定することを意味するものではない。

【0005】

【図1】図１は、本開示の例示的な実施形態に係るシステムを示す部分的な線図であって、当該システムは、試料を長距離に亘って移送し、試料の自動切替えを可能にするように構成される図である。

【図2】図２は、Ｎ個の試料収集システムに関連して最大Ｎ個の試料の自動切替えを可能にする、本開示の例示的な実施形態に係る遠隔サンプリングシステムの概略図である。

【図3A】図３Ａは、遠隔サンプリングシステムにおいて使用されて一対の試料の切替えを容易にする、本開示の例示的な実施形態に係る遠隔サンプリング装置を示す状況図である。

【図3B】図３Ｂは、遠隔サンプリングシステムにおいて使用されて一対の試料の切替えを容易にする、本開示の例示的な実施形態に係る遠隔サンプリング装置を示す別の状況図である。

【図4】図４は、遠隔サンプリングシステムにおいて使用されて異なる二対の試料の切替えを容易にする、本開示の例示的な実施形態に係る遠隔サンプリング装置を示す状況図である。

【図5】図５は、遠隔サンプリング装置と、分析システムと、制御器とが組み込まれた、本開示の例示的な実施形態に係るシステムの概略図である。

【図6A】図６Ａは、遠隔サンプリングシステムにおいて使用されて異なる３つの試料からの一対の試料の切替えを容易にする、本開示の例示的な実施形態に係る遠隔サンプリング装置を示す状況図である。

【図6B】図６Ｂは、遠隔サンプリングシステムにおいて使用されて異なる３つの試料からの一対の試料の切替えを容易にする、本開示の例示的な実施形態に係る遠隔サンプリング装置を示す別の状況図である。

【図6C】図６Ｃは、遠隔サンプリングシステムにおいて使用されて異なる３つの試料からの一対の試料の切替えを容易にする、本開示の例示的な実施形態に係る遠隔サンプリング装置を示す別の状況図である。

【発明を実施するための形態】

【0006】

＜概要＞
従来、ＩＣＰ分光分析装置の一部として使用される遠隔サンプリングシステムは、第１試料収集システムが第１供給源のみに流体接続され、第２試料収集システムが第２供給源のみに流体接続されるというように構成されている。このような従来のシステムは、欠点を有する。例えば、このような１対１の送達システムは、供給源の汚染の確認（例えば、汚染が供給源又は収集システムのいずれに由来するか確かめること）に役立っていない。さらに、所与の収集システムが、例えばメンテナンス又は他の理由によって動作していないとき、関連する供給源からの物質の試験も同様に、ラインが動作状態に戻されるまで停止し得る。

【0007】

本遠隔サンプリングシステムは、複数の試料供給源のいずれかを１つ以上の試料収集システムに選択的に接続すること（例えば、電気的制御又は手動制御される弁による）を容易にする。このようにして、本遠隔サンプリングシステムは、遠隔サンプリング収集装置又はモジュールの間での化学物質供給源の切替えを可能にする。つまり、本遠隔サンプリングシステムは、ある時点において、どの化学物質供給源を所与の試料収集装置に能動的に接続（例えば、弁制御による）するかを決定するような様式で制御され得る。このことにより、選択された化学物質を所与の試料収集装置に流すことが可能になる。一実施形態では、このような供給源の物質の混合物の試験が可能になるように、ある比率の複数の化学物質供給源からの流体を所与の試料収集モジュールに流すことが許容され得る。さらに、一実施形態では、各試料収集装置が１つ以上の分析器又は監視ユニットに選択的に接続されることができ、１つ以上の分析器又は監視ユニットへの流れが選択的に制御される。

【0008】

このように、本遠隔サンプリングシステムは、遠隔サンプリングモジュールの間で化学物質供給源の切替えを可能にする。このような構成は、供給源の汚染の確認（例えば、汚染が所与の供給源又は特定の遠隔サンプリングモジュールのいずれに由来するかを確認すること）を可能にする。また、当該構成は、システムの冗長性を助長し、例えば、供給源の物質が以前導かれていた試料収集システム又はモジュールがメンテナンス又は他の理由によって停止したときに、供給源の物質を異なる試料収集システム又はモジュールに導くことを可能にする。一実施例では、複数の試料収集システムは、複数の分析器又は中核的な分析システムに接続される。したがって、例えば、所与の試料供給源と複数の分析器との間で、複数の分析器に接続する能力（例えば、所与の供給源の物質が導かれる遠隔サンプリングモジュールに基づく）を有する単一の接続部が許容される。

【0009】

＜実施例＞
図１～図６Ｃを概して参照すると、試料をインラインで長距離に亘って自動で分析システムに移送する例示的なシステムが示されている。当該分析システムは、試料を分析するように構成されている。例示的な実施形態では、異なる分析技術を有する複数の分析システムによって、１つ以上の試料が分析され得る。システム１００（例えば、分光分析装置と関連するオートサンプラ）は、第１の場所に少なくとも１つの分析システム１０２を備えている。

【0010】

システム１００は、第１の場所から遠隔にある１つ以上の場所（例えば、第２の場所）に、２つ以上の遠隔サンプリングシステム１０４を備えることもできる。例えば、２つ以上の遠隔サンプリングシステム１０４は、複数の化学物質の供給源の近傍に配置され得る。化学物質の供給源とは、化学物質貯蔵タンク、化学物質処理タンク（例えば、薬液槽）、化学物質移送ライン又はパイプなど（例えば、分析システム１０２の第１の位置から遠隔にある）である。化学物質の供給源は、図１に示す遠隔試料供給源１０６Ａ及び遠隔試料供給源１０６Ｂ、並びに図２に示す遠隔試料供給源Ａ～Ｎ １０６Ａ～１０６Ｎ（例えば、供給源Ａ～Ｎ）のようなものである。

【0011】

このような供給源１０６Ａ～１０６Ｎからの化学物質は、分析システム１０２によって分析され得る。分析システム１０２は、生産設備用の分析ハブ（例えば、第１の場所）のように、遠隔サンプリングシステム（複数の遠隔サンプリングシステム）１０４から遠隔に配置され得る。実施例では、遠隔サンプリングシステム１０４は、２つ以上の遠隔試料供給源１０６Ａ～１０６Ｎと関連して使用するための２つ以上の試料収集装置１０８Ａ～１０８Ｎを有し得る。一実施形態では、遠隔試料供給源１０６の数と同じ数の試料収集装置１０８が使用され得る。一実施形態では、試料収集装置１０８の数は、遠隔試料供給源１０６の数とは異なる。

【0012】

また、システム１００は、第３の場所、第４の場所などに、１つ以上の遠隔サンプリングシステム１０４を備え得る。第３の場所及び／又は第４の場所は、第１の場所から遠隔にある。実施例では、遠隔サンプリングシステム１０４の第３の場所、第４の場所、及び他の場所は、他の遠隔サンプリングシステム１０４の他の場所の各々から遠隔であり得る。例えば、１つの遠隔サンプリングシステム１０４が水ライン（例えば、脱イオン水移送ライン）に配置され得る。一方、１つ以上の他の遠隔サンプリングシステム１０４は、２つ以上の化学物質貯蔵タンク、化学物質処理タンク（例えば、薬液槽）、化学物質移送ライン又はパイプなどを有する場所に配置され得る。

【0013】

いくつかの実施形態では、システム１００は、第１の場所（例えば、分析システム１０２の近傍）に、１つ以上の遠隔サンプリングシステム１０４を備えてもよい。例えば、第１の場所にあるサンプリングシステム１０４は、分析システム１０２と結合されたオートサンプラを有してもよい。１つ以上のサンプリングシステム１０４は、第１の場所、第２の場所、第３の場所、第４の場所などから試料を受け入れるように動作可能であり得る。システム１００は、分析のために試料を分析システム１０２に送達するように動作可能であり得る。システム１００は、所与の試料供給源１０６Ａ～１０６Ｎから試料を取得し、選択された試料収集モジュール１０８Ａ～１０８Ｎに試料を移送して、試料をある距離を超えて分析システム１０２に送達するのに適した構成要素を備えることができる。当該構成要素は、ポンプ、弁、チューブ、センサなどである。

【0014】

本実施形態に係る遠隔サンプリングシステム１０４は、複数の遠隔試料供給源１０６Ａ～１０６Ｎのうちの１つから、試料を複数の試料収集モジュール１０８Ａ～１０８Ｎのうちの１つに選択可能に提供し、１つ以上の試料を送達（例えば、分析システム１０２への送達）及び／又は分析のために調製するように構成され得る。このように、本遠隔サンプリングシステム１０４は、化学物質供給源１０６Ａ～１０６Ｎを対応するセットの遠隔サンプリングモジュール１０８Ａ～１０８Ｎの間で切替え可能にする。

【0015】

例えば、図１では、各供給源－モジュール流体接続部１０９は、遠隔試料供給源１０６Ａ～１０６Ｂと試料収集モジュール１０８Ａ～１０８Ｂとの間の流体流路を提供する。各供給源－モジュール流体接続部１０９は、このようなユニットの間の選択的な流れ（すなわち、全流路が利用可能であるが必ず使用されるわけではなく、後述する弁の使用によって達成され得る）を概略的に示すために、破線形で示されている。実施形態では、遠隔サンプリングシステム１０４は、分析システム１０２から様々な距離（例えば、１ｍ、５ｍ、１０ｍ、３０ｍ、５０ｍ、１００ｍ、３００ｍ、１０００ｍなど）に配置され得る。

【0016】

遠隔サンプリング装置１０４は、試料の流れ又は試料供給源１０６Ａ～１０６Ｎからの試料（例えば、廃水、すすぎ水、化学物質、工業薬品などの液体、液体と接触する気体試料及び／又はその混入物など）を収集するように構成された装置（例えば、所与の試料収集モジュール１０８の一部として）を有し得る。遠隔サンプリングシステム１０４は、試料供給源から試料を取得し、試料をある距離を超えて分析システム１０２に送達するのに適した構成要素を備えることができる。当該構成要素は、ポンプ、弁、チューブ、センサなどである。所与の試料収集モジュール１０８は、特定の試料濃度、添加された試料（spiked samples）、校正曲線などを提供するように、収集された試料を希釈剤、内部標準、キャリアなどを用いて調製するように更に構成されてもよく、すすぎ液（例えば、脱イオン水）ですすぐように構成されてもよい。

【0017】

分析システム１０２は、遠隔サンプリングシステム１０４と流体結合されている。例えば、分析システム１０２は、試料収集器１１０、分析装置１１２、及び／又はサンプリング装置１１４を有してもよい。試料収集器１１０は、試料を分析装置１１２及び／又はサンプリング装置１１４に搬送するために、所与の遠隔サンプリングシステム１０４の試料収集モジュール１０８Ａ～１０８Ｎのうちの１つ以上から試料を収集するように構成され得る。分析システム１０２は、分析システム１０２（例えば、ローカルオートサンプラ）近傍の試料を収集して、例えば、分析装置１１２に送達するように構成されたサンプリング装置１１４を有してもよい。

【0018】

分析システム１０２は、例えば微量元素濃度、同位体比など（例えば、液体中）を測定するために、試料を分析するように構成された少なくとも１つの分析装置１１２を有し得る。例えば、分析装置１１２は、ＩＣＰ分光分析装置を含み得る。ＩＣＰ分光分析装置は、誘導結合プラズマ質量分析装置（ＩＣＰ／ＩＣＰ－ＭＳ）、誘導結合プラズマ原子発光分析装置（ＩＣＰ－ＡＥＳ）、誘導結合プラズマ光学発光分析装置（ICPOES: Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometer）などを含むが、これらに限定されない。実施形態では、分析システム１０２は、複数の分析装置１１２（すなわち、１つより多くの分析装置）を有する。例えば、システム１００及び／又は分析システム１０２は、複数のサンプリングループを有し得る。各サンプリングループは、試料の一部を複数の分析装置１１２に導入する。

【0019】

別の例として、システム１００及び／又は分析システム１０２は、単一の試料が複数の分析装置１１２に速く連続して導入され得るように、多位置弁を有して構成され得る。実施形態では、所与の分析装置１１２は、ＩＣＰＭＳ（例えば、微量金属の測定のため）、ＩＣＰＯＥＳ（例えば、微量金属の測定のため）、イオンクロマトグラフ（例えば、アニオン及びカチオンの測定のため）、液体クロマトグラフ（LC: Liquid Chromatograph）（例えば、有機汚染物質の測定のため）、フーリエ変換赤外分光（FTIR infrared: Fourier-transform Infrared Spectroscopy）（例えば、化学組成及び構造情報の決定のため）、パーティクルカウンタ（例えば、不溶解粒子の検出のため）、水分計（例えば、試料中の水分の検出のため）、ガスクロマトグラフ（GC: gas chromatograph）（例えば、揮発性成分の検出のため）などであり得るが、これらに限定されない。

【0020】

実施形態では、所与の分析装置又は分析器１１２は、遠隔サンプリングシステム１０４から遠隔に配置され得る。一実施形態では、所与の分析装置１１２は、所与の遠隔サンプリングシステム１０４の近傍にあってもよい。化学物質の切替え又は変更を実行する能力は、分析システム１０２がサンプリングシステム１０４の近傍にあるシステム１００と同様に、このような構成要素が互いに遠隔にある場合にも利用され得ることが理解される。

【0021】

少なくとも１つの分析器１１２は、複数の試料収集装置１０８Ａ～１０８Ｎの少なくとも１つから試料の少なくとも１つを受け入れるために、複数の試料収集装置１０８Ａ～１０８Ｎの少なくとも１つに結合されるとともに、各試料収集装置１０８Ａ～１０８Ｎは少なくとも１つの対応する分析器１１２に接続されることが理解される。一実施形態では、複数の試料収集装置１０８Ａ～１０８Ｎ又はＮよりも小さい数の試料収集装置は、１つの所与の分析器１１２に流体接続され得る。一実施形態では、各試料収集装置１０８Ａ～１０８Ｎは、各試料収集装置１０８Ａ～１０８Ｎと対応する単一の分析器１１２を有してもよい。一実施形態では、複数の試料収集システム１０８の１つ目が１つ目の分析器１１２の専用にされ、複数の試料収集システム１０８の別の２つ目が別の２つ目の分析器１１２の専用にされ、というようにされ得る。

【0022】

システム１００及び／又は分析システム１０２は、ある場所における分析物の濃度を経時的に報知するように構成され得る。いくつかの実施形態では、分析装置１１２は、試料中の１つ以上の微量金属を検出するように構成されてもよい。他の実施形態では、分析装置１１２は、イオンクロマトグラフィ用に構成されてもよい。例えば、イオン及び／又はカチオンは、試料中で収集され、クロマトグラフ分析装置１１２に送達され得る。更なる実施形態では、有機分子、タンパク質などが試料中で収集され、高分解能飛行時間型（HR-ToF: High-Resolution Time-of-Flight）質量分析装置１１２（例えば、ネブライザ（図示せず）が使用される）に移送され得る。

【0023】

したがって、本明細書に記載のシステムは、様々な用途に使用され得る。当該様々な用途とは、製薬用途（例えば、複数の製薬反応装置に接続された中核的な質量分析装置を伴う）、１つ以上の廃棄の流れの廃棄物モニタリング、半導体製造設備などを含むが、必ずしもこれらに限定されない。例えば、廃棄の流れは、汚染物質について連続的に監視され、汚染物質が検出されたときにタンクに導かれてもよい。別の例として、１つ以上の化学物質の流れは、分析システム１０２に関連付けられた１つ以上の遠隔サンプリングシステム１０４によって得られた試料の分析によって、連続的に監視され得る。そのために、化学物質の流れの各々に対して、汚染限度が設定され得る。特定の流れに汚染限度を超える汚染物質が検出されると、システム１００は、警告を提供できる。

【0024】

遠隔サンプリングシステム１０４は、ガス供給（図示せず）と選択的に結合するように構成されることができ、ガスを第２の場所（あるいは、第３の場所、第４の場所など）から第１の場所に移送するように構成され得る。このようにして、遠隔サンプリングシステム１０４によって供給される液体試料セグメントは、ガスの流れに収集され、ガス圧の試料移送によって分析システム１０２の場所に移送され得る。いくつかの実施形態では、ガスの収集の流れは、不活性ガスを含み得る。当該不活性ガスは、窒素ガス、アルゴンガスなどを含むが、必ずしもこれらに限定されない。

【0025】

図３Ａ～図３Ｂ及び図４に示す例示的な実施形態は、流れを試料収集モジュール１０８Ａ～１０８Ｎの所与のセットに供給するときに、異なる試料供給源１０６Ａ～１０６Ｎが特にどのように関連付けられるかという点の更なる詳細を示す。図３Ａ～図３Ｂに関し、遠隔試料供給源１０６Ａ，１０６Ｂは、所与の試料が対応する試料収集モジュール又はサンプリングユニット１０８Ａ，１０８Ｂに選択可能に流れることができるように、供給源－モジュール流体接続部１０９を介して相互接続され得る。供給源－モジュール流体接続部１０９は、流体ライン又は他の配管を有し、当該流体ライン又は他の配管を介して望まれる調整された流れが実現する。当該流体ライン又は他の配管は、１つ以上の手動弁１２０、逆止弁１２２、空気圧弁１２４、及び／又は圧力調整器１２６を有してもよい。

【0026】

水供給源１２８（例えば、脱イオン水（DIW: Deionized Water）又は他の形態の水を供給する）は、各水ライン１３０を介して、対応する供給源－モジュール流体接続部１０９と流体結合され得る。このような水ライン１３０は、例えば１つ以上の手動弁１２０及び／又は逆止弁１２２を有してもよく、当該水ライン１３０を通じて望まれる供給源－モジュール流体接続部１０９に向かう水の調整を容易にする。一実施形態では、対応する手動弁１２０は、所与の供給源－モジュール流体接続部１０９の水の流れ（例えば、ＤＩＷによる）を調整するために使用される。いくつかの実施形態では、例えば、弁の電子制御を容易にするために、所与の水ライン１３０内に他のタイプの弁（例えば、空気圧弁１２４）が設けられてもよい。水供給源１２８は、所与の供給源－モジュール流体接続部１０９の洗い流し又はすすぎ、及び／又は所与の試料の希釈に役立つように使用されてもよい。

【0027】

所与の供給源－モジュール流体接続部１０９は、当該供給源－モジュール流体接続部１０９に結合された廃棄流れライン１３２を更に有し得る。供給源－モジュール流体接続部１０９からの流れは、廃棄流れライン１３２によって導かれてもよい。例えば、廃棄流れライン１３２には、少なくとも１つの空気圧弁１２４及び／又は他のタイプの弁が設けられてもよく、それを通じる流体が選択的に流れる（例えば、廃棄場所へ）ことが可能になる。実施形態では、所与の廃棄流れライン１３２に関連する空気圧弁１２４は、対応する供給源－モジュール流体接続部１０９のＤＩＷによる洗い流しの間に開放されてもよい。

【0028】

空気圧弁１２４は、それに関連する様々な特徴を有してもよい。一実施形態では、全ての空気圧弁１２４は、明示的に作動及び開放されない限り、通常閉鎖（ＮＣ）されている。実施形態では、空気圧弁１２４は、制御器によって独立して制御され、システム１００において化学物質の選択を許容するように構成されている。一実施形態では、空気圧弁１２４は、システム１００の電源オフ及び／又は緊急イベントが起きたときに、自動的に閉鎖されるようになっている。複数の遠隔試料収集モジュール１０８が存在する実施形態では、空気圧弁１２４の所与のセットは、各試料収集モジュール１０８に対応し、所与の試料収集モジュール１０８によってどの供給源の物質（例えば、化学物質）を送達すべきかを制御してもよい。一実施形態では、全ての空気圧弁１２４は、独立して制御されている。図３Ａ～図３Ｂに示すような、化学物質の切替え及びＤＩＷ洗い流しのオプションを有する実施形態では、所与の遠隔試料システムに最大２つの試料部（sample points）が存在する。

【0029】

図４に示す実施形態は、第１の試料Ｓ１及び／又は第２の試料Ｓ２を送達するための第１ペアの供給源－モジュール流体接続部１０９Ａ，１０９Ｂと、第３の試料Ｓ３及び／又は第４の試料Ｓ４を送達するための第２ペアの供給源－モジュール流体接続部１０９Ｃ，１０９Ｄとを、遠隔サンプリングシステム１０４の一部として提供する。図４の実施形態は、各供給源－モジュール流体接続部１０９Ａ～１０９Ｄに水（例えば、ＤＩＷ）の流れを選択的に供給するように構成されている。また、各供給源－モジュール流体接続部１０９Ａ～１０９Ｄは、対応する廃棄流れライン１３２Ａ～１３２Ｄと流体結合される。図４の実施形態は、図３の実施形態と同様に、ポンプ、弁、チューブ、センサなどの構成要素を含み得る。当該構成要素は、対応する試料供給源１０６Ａ～１０６Ｄから試料Ｓ１～Ｓ４を取得して、当該試料Ｓ１～Ｓ４を所与の試料収集モジュール１０８Ａ～１０８Ｄ（図４には明示的には示されない）に向かって送達するのに適する。

【0030】

システム１００は、包囲型サンプリングシステムとして実施され得る。包囲型サンプリングシステムでは、供給源－モジュール流体接続部１０９（例えば、試料移送ライン）内のガス及び試料は、周囲環境に曝露されない。例えば、ハウジング及び／又は被覆部（sheath）（図示せず）は、システム１００の１つ以上の構成要素を囲むことができる。いくつかの実施形態では、遠隔サンプリングシステム１０４の１つ以上の試料ラインは、試料の送達の間に洗浄されてもよい。さらに、１つ以上の供給源－モジュール流体接続部１０９は、試料の間で洗浄されてもよい（例えば、洗浄液が使用される）。

【0031】

図５に関し、構成要素の一部又は全てを有するシステム１００は、制御器１５０によってコンピュータ制御の下で動作することができる。制御器１５０は、プロセッサ１５２、メモリ１５４、及び／又は通信インターフェース１５６を有してもよい。例えば、分析システム１０２、遠隔サンプリングシステム１０４、弁（例えば、空気圧弁１２４）、ポンプ、及び／又は検出器など、システムの１つ以上の構成要素は、試料（例えば、図４に示すＳ１～Ｓ４）の収集、送達、及び／又は分析を制御するために制御器１５０と結合され得る。例えば、制御器１５０は、所与の供給源－モジュール流体接続部１０９内に配置された１つの空気圧弁１２４を切り替えて、どの試料が当該空気圧弁１２４及び／又は同じライン１０９又は対応する廃棄ライン１３２に配置された他の空気圧弁１２４に流されるかを選択的に選ぶように構成され得る。このことにより、空気圧弁１２４を通じる流れを対応する試料収集モジュール若しくはサンプリングユニット１０８に向けるか、又は対応する廃棄ライン１３２に通じるかということが決定される。制御器１５０及びその構成要素の詳細は、以下の「制御システム」と題される部分でより詳細に説明される。

【0032】

図６Ａ～図６Ｃに示す遠隔サンプリングシステム２０４は、ここに記載のものを除き、機能及び構成要素において遠隔サンプリングシステム１０４と同様である。遠隔サンプリングシステム２０４は、概して、異なる試料供給源２０６Ａ～２０６Ｃが試料収集モジュール１０８Ａ～１０８Ｃの所与のセットへの選択可能な流れを提供するときに特に連結され得る方法を示す。図６Ａ～図６Ｃに関し、遠隔試料供給源２０６Ａ～２０６Ｃは、対応する試料収集モジュール又はサンプリングユニット１０８Ａ～１０８Ｃへの所与の試料の選択可能な流れを許容するように、供給源－モジュール流体接続部２０９を介して相互接続され得る。供給源－モジュール流体接続部２０９は、流れライン又は他の配管で構成されてもよい。当該流れライン又は他の配管は、それを通じる調整された望まれる流れを実現するための、１つ以上の手動弁２２０、逆止弁２２２、空気圧弁２２４、圧力調整器２２６、及び／又はマルチポート弁２２７と、他の成分（例えば、希釈剤など）を望まれるように流れに導入しやすくするための複数のシリンジ２２９と、を有する。

【0033】

水供給源２２８（例えば、脱イオン水（ＤＩＷ）又は他の形態の水を供給する）は、各水ライン２３０を介して、対応する供給源－モジュール流体接続部２０９と流体結合される。このような水ライン２３０は、例えば、１つ以上の手動弁２２０及び／又は逆止弁２２を保持しており、それを通じて望まれる供給源－モジュール流体接続部２０９に向かう水の制御を容易にしてもよい。所与の供給源－モジュール流体接続部２０９は、そこに結合された廃棄流れライン２３２を更に有する。供給源－モジュール流体接続部２０９からの流れは、廃棄流れライン２３２を通じて導かれ得る。例えば、廃棄流れライン２３２には、少なくとも１つの空気圧弁２２４及び／又は他のタイプの弁が設けられてもよく、それを通じる流体が選択的に流れる（例えば、廃棄場所へ）ことが可能になる。遠隔サンプリングシステム２０４に関連する部品のうち、遠隔サンプリングシステム１０４と関連する部品と同様の番号が付されたもの（例えば、流体接続部１０９，２０９）は、ここに記載しない限り、同様の構造及び／又は機能を有することが期待され得る。

【0034】

遠隔サンプリングシステム２０４には、遠隔サンプリングシステム１０４と異なり得る領域がいくつか存在する。一つは、様々な流体接続部２０９を通じる試料及び／又は他の成分の選択的な流れを容易にするために、複数のマルチポート弁２２７が使用されることである。マルチポート弁２２７の使用により、システム１０４において様々な適切な配管のオプション（例えば、弁、マニホールドなど）を使用して、試料収集モジュール１０８Ａ～１０８Ｃのいずれかへの選択可能な流れ（例えば、望まれる試料）をもたらすことが可能になる。このようなマルチポート弁２２７は、所与の弁位置において望まれる流入及び／又は流出を実現するように、当該マルチポート弁２２７に関連する任意の数（例えば、３，４，５，６，７など）のポートを有してもよい。また、図示のように、望まれる流れの機能を実現するように、所与の場所においてマルチポート弁２２７の組合せが用いられ得る。制御器１５０は、遠隔サンプリングシステム２０４の動作を制御する（例えば、各マルチポート弁２２７を通じる選択的な流れ）ために使用され得ることが理解される。他の異なる点は、望まれるように他の成分（例えば、希釈剤など）を流れに選択可能に導入しやすくするためのシリンジ２２９が使用される点である。

【0035】

最後に、図６Ａ～図６Ｃは、様々な廃棄流れライン２３２が流体的に相互接続されていることを示す。このことは、廃棄ラインの流れ（例えば、再利用、廃棄などに向かう）の管理を補助できる。しかしながら、他の廃棄流れライン２３２は、代わりに使用されることができ、なお本開示の範囲内にあることが理解される。さらに、図３Ａ～図３Ｂ、図４、及び図６の実施形態に示す要素は、適切であるように混合及び調和されることができ、このような組合せは本開示の範囲内にあるとみなされることが理解される。

【0036】

＜制御システム＞
構成要素の一部又は全てを含むシステム１００は、制御器１５０によってコンピュータ制御の下で動作できる。制御器１５０は、プロセッサ１５２、メモリ１５４、及び／又は通信インターフェース１５６を有してもよい。例えば、プロセッサ１５２は、システム１００と共に含まれるか又はシステム１００内に含まれることができ、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア（例えば、固定論理回路）、手動処理、又はそれらの組合せを使用して、本明細書に記載のシステムの構成要素及び機能を制御できる。本明細書で使用される「制御器」、「機能」、「サービス」、及び「論理」との用語は、概して、システムの制御と関連して、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、又はソフトウェア、ファームウェア、若しくはハードウェアの組合せを表す。ソフトウェアの実施の場合、モジュール、機能、又はロジックは、プロセッサ（例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）又は複数の中央処理装置（ＣＰＵｓ））で実行されたときに特定のタスクを実行するプログラムコードを表す。プログラムコードは、１つ以上のコンピュータ可読メモリ装置（例えば、内部メモリ及び／又は１つ以上の有形媒体）などに記憶され得る。本明細書に記載の構造、機能、アプローチ、及び技術は、様々なプロセッサを有する様々な商用コンピューティングプラットフォーム上で実施され得る。

【0037】

いくつかの実施形態では、制御器１５０は、第２の場所などの遠隔地にある表示器と通信可能に結合され、第１の場所において受け入れられる試料が不足したときに、第２の場所で表示（例えば、警告）を提供する。当該表示は、追加の試料収集及び送達を開始する（例えば、自動的に）ために使用され得る。いくつかの実施形態では、表示は、操作者に警告（例えば、１つ以上の表示灯、表示読み出し、それらの組合せなどによる）を提供する。さらに、表示は、１つ以上の予め決定された条件（例えば、複数の試料が取り損ねられた）に基づいて時間決め（timed）及び／又は開始され得る。また、いくつかの実施形態では、表示器は、遠隔のサンプリング場所で測定された条件に基づいて起動されることもできる。例えば、第２の場所における検出器は、試料が遠隔サンプリングシステム１０４内で提供されているときを判定するために使用され得る。表示器は、試料が収集されないときに起動されることができる。

【0038】

制御器１５０と関連するプロセッサ１５２は、制御器１５０のために処理機能を提供する。当該プロセッサ１５２は、任意の数のプロセッサ、マイクロ制御器、又は他の処理システムと、データ及び制御器１５０によってアクセス又は生成される他の情報を記憶するための内在メモリ又は外部メモリと、を有し得る。プロセッサ１５２は、本明細書に記載の技術を実現する１つ以上のソフトウェアプログラムを実行できる。プロセッサ１５２は、本明細書に採用された、プロセッサの形成物質及び処理機構によって限定されない。そのようなプロセッサは、半導体（複数の半導体）及び／又はトランジスタ（例えば、電子集積回路（IC: integrated circuit）部品を使用する）などによって実現され得る。

【0039】

制御器１５０のメモリ１５４は、有形のコンピュータ可読記憶媒体、及び、場合により、本明細書に記載の機能を実行するための制御器１５０の他の構成要素の例である。当該有形のコンピュータ可読記憶媒体は、本明細書に記載の機能を実行するために、ソフトウェアプログラム及び／又はコードセグメントなどの制御器１５０の動作に関連する様々なデータ、又は、プロセッサ１５２及び場合によっては制御器１５０に命令する他のデータを記憶するための記憶機能を提供する。したがって、メモリ１５４は、システム１００（その構成要素を含む）を動作させるための命令のプログラムなどのようなデータを記憶できる。なお、単一のメモリが説明されているが、幅広い種類及び組合せのメモリ（例えば、有形の非一時的メモリ）が採用可能であることに留意されたい。メモリ１５４は、プロセッサ１５２と一体化されたメモリ、スタンドアロンメモリを構成するメモリ、又は両方の組合せであり得る。

【0040】

メモリ１５４は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ（例えば、ＳＤ（secure digital）メモリカード、ｍｉｎｉ－ＳＤメモリカード、及び／又はｍｉｃｒｏＳＤメモリカード）、磁気メモリ、光学メモリ、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）メモリ装置、ハードディスクメモリ、外部メモリなどの、取り外し可能なメモリ部品及び取り外し不可能なメモリ部品を含み得るが、これらに限定されない。実施例では、システム１００及び／又はメモリ１５４は、ＳＩＭ（subscriber identity module）カード、ＵＳＩＭ（universal subscriber identity module）カード、ＵＩＣＣ（universal integrated circuit card）などによって提供されるメモリ１５４のような、取り外し可能なＩＣＣ（integrated circuit card）メモリを含み得る。

【0041】

制御器１５０の通信インターフェース１５６は、システムの構成要素と通信するように動作的に構成されている。例えば、通信インターフェース１５６は、システム１００内の記憶装置へのデータの送信、システム１００における記憶装置からのデータの取り出しなどを行うように構成され得る。また、通信インターフェース１５６は、システム１００の構成要素とプロセッサ１５２との間のデータ転送（例えば、制御器１５０と通信結合された装置から受け入れた入力をプロセッサ１５２に伝達する）を容易にするために、プロセッサ１５２と通信結合されている。なお、通信インターフェース１５６が制御器１５０の構成要素として説明されているが、通信インターフェース１５６の１つ以上の構成要素は、有線接続及び／又は無線接続を介してシステム１００に通信結合された外部の構成要素として実施され得ることに留意されたい。また、システム１００は、１つ以上の入力／出力（Ｉ／Ｏ）装置（例えば、通信インターフェース１５６を介する）を備えることができ、及び／又は、当該入力／出力装置に接続されることができる。当該入力／出力装置は、ディスプレイ、マウス、タッチパッド、キーボードなどを含むが、これらに限定されない。

【0042】

通信インターフェース１５６及び／又はプロセッサ１５２は、様々な異なるネットワークと通信するように構成され得る。様々な異なるネットワークは、３Ｇセルラネットワーク、４Ｇセルラネットワーク、又はＧＳＭ（global system for mobile communications）ネットワークなどの広域セルラ電話ネットワーク、Ｗｉ－Ｆｉネットワーク（例えば、ＩＥＥＥ ８０２．１１ネットワーク規格によって運用されるワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ））などの無線コンピュータ通信ネットワーク、インターネット、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）（例えば、ＩＥＥＥ ８０２．１５ネットワーク規格によって運用されるワイヤレスパーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ））、公衆電話網、エクストラネット、イントラネットなどを含むが、これらに限定されない。しかしながら、この列挙は、例のみのために提供されるものであって、本開示を限定することを意図するものではない。さらに、通信インターフェース１５６は、単一のネットワーク又は複数のネットワークと、異なるアクセスポイントにまたがって通信するように構成され得る。

【0043】

また、遠隔サンプリングシステムにおいて試料の汚染を検出するための方法も説明される。実施例では、遠隔サンプリングシステム１０４は、試料収集装置１０８Ａ～１０８Ｎによって遠隔試料供給源１０６Ａ～１０６Ｎから試料を取り入れる。いくつかの実施例では、試料収集装置１０８Ａ～１０８Ｎは、試料供給源１０６Ａ～１０６Ｎのいずれかから１つ以上の試料を受け入れるために、試料供給源１０６Ａ～１０６Ｎのいずれかに選択的に流体結合され得る。試料は、第１の流体接続路（例えば、第１の供給源－流体接続部１０９）を通じて分析システム１０２に導かれる。分析システム１０２は、試料中に汚染物質が存在するか否かを検出する。汚染物質の存在が検出されると、試料は、対応する試料供給源１０６Ａ～１０６Ｎから、第２の遠隔サンプリングシステム及び第２の流体接続路（例えば、第２の供給源－流体接続部１０９）を通じて分析システム１０２に再び導かれる。

【0044】

次いで、分析システム１０２は、第２の接続路を通じて受け入れた試料に汚染物質が存在するか否かを検出する。いくつかの実施例では、分析システム１０２は、試料が汚染されているか又は第１の遠隔サンプリングシステムが汚染されているかを判定するために、汚染物質の程度を比較する。いくつかの実施例では、分析システム１０２は、汚染物質が予め決められた程度を超えているか否かを判定する。汚染物質が予め決められた程度を超えているとき、試料は、第２の接続路を通じて再び導かれる。いくつかの実施例では、検出された汚染物質が予め決められた程度を超えると、警告が発せられる。いくつかの実施例では、システム１００は、試料の収集、送達、及び／又は分析を制御するように、制御器１５０を介して動作する。例えば、制御器１５０は、流体接続路を通じて試料を選択的に導くように動作可能である。

【0045】

＜結言＞
実施例において、本明細書に記載の構造、技術、アプローチなどは、様々な分析装置によって利用されてもよい。したがって、本明細書ではシステムが説明されているが、説明された技術、アプローチ、構造などは、様々な分析装置によって利用されてもよい。これらの装置は、限られた機能（例えば、薄い装置）を有して構成されてもよいし、ロバストな機能（例えば、厚い装置）を有して構成されてもよい。したがって、装置の機能は、装置のソフトウェア又はハードウェア供給源に関連し、例えば、処理能力、メモリ（例えば、データ記憶能力）、分析能力などに関連し得る。

【0046】

一般的に、本明細書に記載の機能のうちの任意のものは、ハードウェア（例えば、集積回路などの固定論理回路）、ソフトウェア、ファームウェア、手動処理、又はそれらの組合せによって実施可能である。したがって、前記の開示で説明されたブロックは、概して、ハードウェア（例えば、集積回路などの固定論理回路）、ソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの組合せを表す。ハードウェア構成の例では、前記の開示で説明された様々なブロックは、他の機能性と共に集積回路として実施されてもよい。そのような集積回路は、所与のブロック、システム、又は回路の機能の全てを含んでもよく、又はブロック、システム、又は回路の機能の一部を含んでもよい。さらに、ブロック、システム、又は回路の要素は、複数の集積回路にまたがって実装されてもよい。このような集積回路は、様々な集積回路で構成されてもよい。様々な集積回路とは、モノリシック集積回路、フリップチップ集積回路、マルチチップモジュール集積回路、及び／又は混合信号集積回路を含むが、必ずしもこれらに限定されない。

【0047】

ソフトウェアの実施の例では、前記の開示で説明された様々なブロックは、プロセッサ上で実行されたときに特定のタスクを実行する実行可能な命令（例えば、プログラムコード）を表す。これらの実行可能な命令は、１つ以上の有形のコンピュータ可読媒体に記憶され得る。いくつかのこのような例では、システム、ブロック、又は回路の全体は、そのソフトウェア又はファームウェアの等価物によって実施されてもよい。他の例では、所与のシステム、ブロック、又は回路の一部は、ソフトウェア又はファームウェアで実施される一方で、他の部分はハードウェアで実施されてもよい。

【0048】

主題は、構造的特徴及び／又は方法の操作に特有の言語で説明されている。しかしながら、添付の特許請求の範囲に規定される主題は、前記の特有の特徴又は行為に必ずしも限定されないことが理解される。むしろ、前記の特有の特徴及び行為は、特許請求の範囲の実施の例示的な形態として開示される。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】