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公開番号2025164802
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-30
出願番号2025135822,2023123236
出願日2025-08-18,2015-01-30
発明の名称不混和性抽出溶媒を用いる抽出サンプルの分析
出願人パーデュー・リサーチ・ファウンデーション,PURDUE RESEARCH FOUNDATION
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類G01N 27/62 20210101AFI20251023BHJP(測定;試験)
要約【課題】混和しない抽出溶媒を使用して、抽出されたサンプルを分析するためのシステムおよび方法を提供すること。
【解決手段】ある実施形態では、本発明は、サンプル中の検体を分析するためのシステムを提供する。本システムは、イオン化プローブと、質量分析計とを含む。イオン化プローブは、随意に、遠位先端を含む、中空本体を含む。中空本体は、本体内に基質が存在せず、電極が本体の表面上に配置されないように構成される。電極は、少なくとも部分的に、中空本体内に配置される。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
検体を生物学的サンプルから抽出するための方法であって、前記方法は、
生物学的サンプルと溶媒との間の検体の分布を分配係数によって推定して、そうすることで前記溶媒における検体の溶解度を決定することと、
（ｉ）
前記検体が前記生物学的サンプルよりも前記溶媒中で溶解性であることに基づいて、前記溶媒中に前記生物学的サンプルから前記検体を抽出し
、かつ（ｉｉ）前記検体のイオン化に適合性である
前記溶媒を選択することと、
前記溶媒を毛細管の中に導入すること
であって、前記毛細管は、その中に配置されており、かつ前記毛細管の壁と同軸である電極を含み、前記毛細管の前記壁上に配置されている電極はない、こと
と、
前記検体を含む前記生物学的サンプルを前記毛細管の中に導入することと、
前記毛細管内
で
前記生物学的サンプルおよび前記溶媒を前後に移動させ
て
、前記生物学的サンプルおよび前記溶媒内に循環を誘発
することであって
、それによって、前記検体を前記生物学的サンプルから抽出する、ことと、
前記抽出された検体を分析することであって、
分析することは、
前記検体が前記毛細管から排出されるように、前記毛細管内において、前記抽出された検体を含む前記溶媒に電圧を印加し、それによって、前記検体のイオンを生成すること、および前記イオンを質量分析計で分析することを含む、ことと
を含む、方法。
続きを表示（約 660 文字）【請求項２】
前記溶媒が、最初に、前記毛細管に導入される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記生物学的サンプルが、最初に、前記毛細管に導入される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記毛細管内の前記生物学的サンプルおよび前記溶媒の移動を停止させることと、
前記溶媒の一部を除去することと、
前記溶媒の中に抽出された検体の量を分析することと
によって、前記抽出を監視することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記分析するステップの結果に基づいて、前記毛細管内の前記生物学的サンプルおよび前記溶媒の移動を再開させることをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記溶媒は、前記生物学的サンプルと混和しない、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記方法は、荷電官能基を前記検体に付与する薬剤を導入することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
分析することは、
前記
イオンをベンチトップ質量分析計または小型質量分析計に導入することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記溶媒は、前記生物学的サンプルの導入に先立って、前記毛細管に導入される、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
複数の検体が、前記溶媒の中に抽出される、請求項１に記載の方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本出願は、２０１４年２月２１日に出願された米国仮特許出願番号第６１／９４２，９４９号、および２０１４年６月１７日に出願された米国仮特許出願番号第６２／０１３，００７号の利益およびこれら出願に基づく優先件を主張しており、これら出願の各々の内容は、その全体が本明細書中に参考として援用される。
続きを表示（約 2,900 文字）【０００２】
（政府支援）
本発明は、米国国立衛生研究所によって与えられた第ＧＭ１０６０１６号の下で政府支援によって成された。政府は、本発明において一定の権利を有する。
【０００３】
（発明の分野）
本発明は、概して、不混和性抽出溶媒を使用して、抽出されたサンプルを分析するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００４】
（背景）
複合生物学的サンプル（例えば、血液、唾液、または尿等の複合混合物）の高速分析は、臨床、法医学、および多くの他の用途において非常に着目されている。質量分析法を使用したそのようなサンプルの分析における問題は、生物学的サンプルの非標的成分（例えば、塩）が、イオン化プロセスの間、電荷に対してサンプル中の標的と競合することである。そのような競合は、サンプルの非標的成分がサンプル中の標的のイオン化を抑制することにつながり、これは、マトリクス効果として知られる。検体イオン化に及ぼす抑制効果を最小限にし、検体を事前に濃縮するために、複合生物学的サンプルが、ルーチン的に抽出され、次いで、質量分析法測定の前に、クロマトグラフィを使用して分離される。しかしながら、そのようなプロセスは、高価なクロマトグラフィ機器および時間のかかるサンプル調製プロトコルを使用する、実験室設定においてのみ行われることができる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（要旨）
本発明は、液体－液体抽出のための新しいアプローチを提供し、また、サンプル調製および事前処理がイオン化プロセスと組み合わせられることを可能にする、システムおよび方法を提供する。特に、本発明は、液体－液体抽出が、２つの液体間に非常に小さい界面を提供する、非常に小さい直径の毛細管（例えば、５００μｍ程の小さい内径の毛細管）内で行われることを可能にする。これは、典型的には、従来の液体－液体抽出には非常に好ましくないと考えられる。毛細管内の液体は、前後に移動され、抽出プロセスの制御を可能にする、すなわち、抽出は、オンおよびオフにされることができる。この運動は、不混和性流体の各プラグの内側に循環を誘発し、抽出を促進する。薄型毛細管を使用する付加的利点は、少量のサンプルが定量的分析のために取り扱われることができることである。
【０００６】
加えて、抽出毛細管は、イオン化プローブとしての役割も果たすことが可能である。このように、本発明は、サンプル中の標的検体が、別個のサンプル調製および事前処理プロトコルを行わずに、質量分析法によって抽出および分析されることを可能にする、システムおよび方法を提供する。むしろ、本発明のシステムおよび方法は、サンプル調製および事前濃縮がイオン化プローブ内で行われるように構成される。精製された検体は、次いで、直接、イオン化され（但し、要求されない）、サンプル調製および事前処理が生じるイオン化プローブから質量分析計の中に注入されることができる。
【０００７】
本発明の側面は、サンプルと混和しない溶媒を使用して遂行される。溶媒およびサンプルは、本発明のイオン化プローブ内に置かれる。サンプルからの１つまたはそれを上回る標的検体は、溶媒の中に抽出される一方、サンプルの非標的成分（例えば、尿中の塩）は、サンプル中に残る。電極は、次いで、イオン化プローブの本体内の溶媒に動作可能に結合され、標的検体は、イオン化され、質量分析計の中に注入される。このように、サンプル調製および事前処理は、イオン化プロセスと組み合わされ、電圧が溶媒に印加されると、標的検体は、電荷に対してサンプルの非標的成分と競合する必要はない。故に、本発明のシステムおよび方法は、マトリクス効果を効果的に抑制し、サンプルからの標的検体、特に、血液、唾液、尿、または脊髄液等の生物学的サンプルからのより優れたイオン化を可能にする。本発明のシステムおよび方法はまた、標的検体をサンプルから抽出溶媒の中に事前に濃縮させ、それによって、高価なクロマトグラフィ機器および時間のかかる分離プロトコルを回避し、診療現場サンプル分析システムおよび方法を可能にする利点を追加する。
【０００８】
本発明の側面は、サンプル中の検体を分析するための方法を提供する。これらの方法は、溶媒を、随意に、遠位先端を有する中空本体の中に導入するステップを伴い得る。サンプルもまた、中空本体の中に導入される。溶媒は、サンプルと混合しない。本方法は、次いで、少なくとも１つの検体をサンプルから溶媒の中に抽出するステップを伴う。電圧が、検体が本体の遠位先端から排出されるように、中空本体内に抽出された検体を含む溶媒に印加され、それによって、検体のイオンを生成する。イオンは、次いで、分析される。当業者は、サンプルおよび溶媒が中空本体に導入される順序が問題ではないことを認識し得る。ある実施形態では、溶媒が、最初に、導入され、サンプルが、次に、導入される。他の実施形態では、サンプルが、最初に、導入され、溶媒が、次に、導入される。ある実施形態では、サンプルおよび溶媒は、混和しない。ある実施形態では、１つを上回る溶媒が、使用される。例えば、第２の溶媒が、第１の溶媒とサンプルとの間にあるように導入されることができる（３相実施形態）。第２の溶媒は、溶媒架橋として作用することができ、そしてサンプルおよび第１の溶媒とは混和せず、これらは、このような実施形態では、典型的には、相互に混和性である。
【０００９】
ある実施形態では、サンプルおよび溶媒は、電圧の印加に先立って、ゆっくり混合される。これは、毛細管をゆっくり傾けることによって、手動で、または可動機構の使用を通して、行われることができる。ある実施形態では、２つまたはそれを上回る相は、相互に混合しない。例示的可動機構は、中空本体内に交互する空気圧力を印加し、サンプルを本体内で押動および引動させ、それによって、ゆっくりとした移動を生じさせる、ポンプである。ある実施形態では、高電圧が、溶媒に印加され、溶媒を中空本体から吐出し、サンプルを脱溶媒和およびイオン化する。他の実施形態では、噴霧ガスもまた、パルス状または連続流れのいずれかとして、抽出されたサンプルに印加される。
【００１０】
本発明の方法は、任意のタイプのサンプルと併用されることができる。ある実施形態では、サンプルは、血液、尿、唾液、または脊髄液等の生物学的流体である。サンプルは、典型的には、着目標的を含む。生物学的サンプルの場合、その標的は、治療用薬物、乱用薬物、またはステロイド等の他の分子であってもよい。標的は、サンプル由来の成分またはサンプルに人工的に導入されたものであってもよい。ある実施形態では、内部標準もまた、導入される。
（【００１１】以降は省略されています）

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