JP2000514704A - 固相抽出のための水湿潤性クロマトグラフィー媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 １種以上の疎水性モノマーと１種以上の親水性モノマーとを共重合させることによって形成されるポリマーと溶液とを接触させ、これによって溶質をポリマーに吸着させる工程を含む、溶液から有機溶質を除去する方法。溶液は極性溶媒（例えば、極性有機溶媒、水、または水性緩衝液）を含んでよい。疎水性モノマーとしては、例えばジビニルベンゼンがある。親水性モノマーとしては、例えばビニルピリジンやＮ−ビニルピロリドン等の複素環式モノマーがある。

Description

【発明の詳細な説明】 固相抽出のための水湿潤性クロマトグラフィー媒体 発明の背景 固相抽出（solid phase extraction）は、例えば、高速液体クロマトグラフィ ー（ＨＰＬＣ）やガスクロマトグラフィー（ＧＣ）による定量分析用のサンプル を調製する際にしばしば使用されるクロマトグラフィー法である（McDonald and Bouvier，eds．Solid Phase Extraction Applications Guide and Bibliograph y ，sixth edition，Milford，MA:Waters(1995)）。固相抽出は、互いに妨害しあ っていると考えられるマトリックス成分から複雑な溶液中の当該成分を分離し、 検体を検出・測定が可能なレベルにまで濃縮するのに使用することができる。し たがって固相柚出は、例えば、固体の種々の可溶性成分が微量有機物質の分析を 妨害する場合がある、というような環境サンプル（environmental samples）の 分析に対して有用である。固相抽出はさらに、分析を妨害する血漿タンパク質や 他のマトリックス成分をあらかじめ除去する必要のある、血漿中の医薬製剤や代 謝産物の分析に対して重要である。 水溶液の固相抽出は一般に、クロマトグラフィー用吸着剤を収容している１回 使用カートリッジに該溶液を通すことによって行われる。最も広く使用されてい る吸着剤は、表面が疎水性のオクチル（Ｃ₈）官能基やオクタデシル（Ｃ₁₈）官 能基で官能化された多孔質シリカ粒子からなる。このような吸着剤は、使用前に 、水混和性の極性有機溶媒で湿潤させてアルキル鎖を溶媒和させなければならな い。これによってこれらの鎖と水相との接触が増し、溶質に対して、したがって 溶質の保持に対して利用可能な吸着剤の表面積が増大する。予備湿潤されないか 、あるいは乾燥した吸着剤は、溶質の保持が良くなく、したがって溶液成分の分 離が不充分である。 抽出操作中は吸着剤が湿潤状態のままでなければならないという要件のために 固相抽出が複雑となり、サンプルの分析が実質的に遅くなる。例えば、固相抽出 カートリッジは一般に、異なった流量を有し、減圧マニホルド（a vacuum manif old）（複数のサンプルを処理するための現時点での技術）に対して使用すると き には、乾燥を防ぐために個別にモニターしなければならない。このため、自動化 された固相抽出のための機器の開発がより一層複雑となり、吸着剤の乾燥を防ぐ ためにしばしば複雑精巧な安全装置が組み込まれる。 したがって、有機溶媒による湿潤を必要としないか、あるいは減圧マニホルド に対して使用中に湿潤用溶媒のバルクが除去されたとしても湿潤状態のままであ るような吸着剤を使用する固相抽出法が求められている。このような固相抽出法 により、定量分析（特に複数サンプルに対する定量分析）のためのより速やかな サンプル調製が可能となり、また自動化固相抽出のためのより安価でより単純な 方法の開発が可能となる。 発明の総括 本発明は、溶液から有機溶質を除去するための方法に関する。本発明の方法は 、１種以上の疎水性モノマーと１種以上の親水性モノマーとを共重合させること によって形成される水湿潤性ポリマー（a water-wettable polymer）と溶液とを 接触させ、これによってポリマー上に溶質を吸着させるという工程を含む。溶液 は、極性溶媒（例えば、極性有機溶媒、水/有機溶媒混合物、または好ましくは 水）あるいは水溶液〔例えば、水性緩衝液（aqueous buffer）、酸水溶液、塩基 水溶液、または塩水溶液〕を含んでよい。 疎水性モノマーは疎水性部分を含んでよい。適切な疎水性部分としては、フェ ニル基、フェニレン基、およびＣ₂〜Ｃ₁₈−アルキル基があるが、これらに限定 されない。適切な疎水性モノマーとしては、ジビニルベンゼンとスチレンがある 。 親水性モノマーは親水性部分を含んでよい。１つの実施態様においては、親水 性部分は、飽和、不飽和、または芳香族の複素環式基（例えば、ピロリドニル基 やピリジル基）である。他の実施態様においては、親水性部分はエーテル基であ る。適切な親水性モノマーとしては、例えば、Ｎ−ビニルピロリドン、２−ビニ ルピリジン、３−ビニルピリジン、４−ビニルビリジン、およびエチレンオキシ ドなどがある。 本発明の方法の１つの実施態様においては、ポリマーは、約12モル％以上のＮ −ビニルピロリドンを含んだポリ（ジビニルベンゼン−ｃｏ−Ｎ−ビニルピロリ ドン）コポリマーである。好ましい実施態様においては、コポリマーは、約15〜 約30モル％のＮ−ビニルピロリドンを含む。 本発明はさらに、定量分析に適した、溶質を含有する溶液を形成させる方法を 提供する。１つの実施態様においては、本発明の方法は、少なくとも１種の疎水 性モノマーと少なくとも１種の親水性モノマーとを共重合させることによって形 成される水湿潤性ポリマーと、溶質を含んだ第１の溶液とを接触させ、これによ ってポリマー上に溶質を吸着させるという工程を含む。次いで、溶質がポリマー から脱着されるようポリマーを適切な溶媒または混合溶媒で洗浄し、これによっ て溶質を含んだ第２の溶液が形成される。この第２の溶液が定量分析に適してい る。 他の実施態様においては、本発明は、定量分析に適した、極性有機溶質を含有 する溶液を形成させる方法を提供する。本発明の方法は、極性有機溶質とより極 性の低い少なくとも１種の追加の溶質とを含んだ溶液と、少なくとも１種の疎水 性モノマーと少なくとも１種の親水性モノマーとを共重合させることによって形 成される水湿潤性ポリマーとを接触させ、これによって追加の溶質をポリマー上 に吸着させ、極性溶質を水相中に残存させる、という工程を含む。したがって、 このようにして得られる水相は、定量分析に適した、極性有機溶質を含有する溶 液である。 本発明はさらに、端部がオープンの容器と該容器中に充填されたポリマーを含 んだ固相抽出カートリッジを含む。本発明の固相抽出カートリッジは、必要に応 じて多孔質の保持手段（例えば溶融ガラス）を含んでもよい。ポリマーは、少な くとも１種の疎水性モノマーと少なくとも１種の親水性モノマーとを共重合させ ることによって形成される。適切なポリマーとしては、約12モル％以上（好まし くは約15モル％〜約30モル％）のＮ−ビニルピロリドンを含有するポリ（ジビニ ルベンゼン−ｃｏ−Ｎ−ビニルピロリドン）コポリマーがある。固相抽出カート リッジは、約0.225ｇ〜約１ｇのポリマーを含むのが好ましい。 本発明は、あらかじめ吸着剤を有機溶媒で湿潤させることなく、水溶液からの １種以上の溶質の固相抽出を可能にする。本発明の方法は、溶質の同定に対して 有用であり、種々の極性を有する広い範囲の溶質の抽出が可能となる。本発明の 方法の特別の利点は、吸着剤ポリマーがその溶質保持能力を低下させることなく 、 抽出工程中において吸着剤が乾燥していてもよいということである。したがって 本発明は、分析用サンプルを調製するためのより単純な方法を提供し、これによ ってサンプルの調製時間が短縮され、サンプルの処理量が増大する。本発明の方 法はさらに、現在使用されている方法より自動化しやすい。 図面の簡単な説明 図面は、本発明の固相抽出カートリッジの１つの実施態様を示している概賂断 面図である。 発明の詳細な説明 本発明は、固相抽出プロセスの前およびプロセス時に吸着剤を過剰の有機溶媒 で湿潤させることを必要としない、水溶液または緩衝剤入り水溶液（buffered a queous solutions）を固相抽出するための方法を提供する。本発明は、親水性モ ノマーと疎水性モノマーを適切な比にて含んだポリマーまたは樹脂を、広い範囲 のクロマトグラフィー極性を有する有機溶質の驚くほど効果的な保持を維持しつ つ、水によって湿潤させることができるという発見に基づいている。 実施例に示されているように、ポリ（ジビニルベンゼン−ｃｏ−Ｎ−ビニルピ ロリドン）コポリマー中のＮ−ビニルピロリドンを比較的少量増大させても、予 備湿潤されたポリマーが減圧にて数分間乾燥された条件下において極性有機溶質 の保持が大幅に改良された。例えば、これらの条件下では、９モル％のＮ−ビニ ルピロリドンを含んだこのようなコポリマーによるアセトアミノフェンの回収は 10.4％であった。コポリマー中のＮ−ビニルピロリドン13モル％に増大させると 、アセトアミノフェンの回収は92％となった。プロカインアミド、ラニチジン（ ranitidine）、およびカフェインに対しても類似の結果が観察された。比較的無 極性の溶質の場合、これら２種のコポリマー間の回収量の差はそれほど大きくは なかった。 さらに、13モル％〜22モル％のＮ−ビニルピロリドンを含んだポリ（ジビニル ベンゼン−ｃｏ−Ｎ−ビニルピロリドン）コポリマーが有機溶質を保持する能力 を、オクタデシル(Ｃ₁₈)−結合シリカゲルの保持能力と比較した。実施例におい て説明されているように、Ｃ₁₈−結合シリカ吸着剤は、有機溶媒で予備湿潤し、 次いで抽出前に減圧にて乾燥したときに、極性有機溶質の保持は良くなかった。 例えば、この吸着剤は、これらの条件下においてｍ−トルイジンの回収率は2.8 ％であった。これとは対照的に、13モル％のＮ−ビニルピロリドンを含んだポリ （ジビニルベンゼン−ｃｏ−Ｎ−ビニルピロリドン）コポリマーでは、類似の条 件下におけるｍ−トルイジンの回収率は96.3％であった。水湿潤性と有機溶質の 保持という相反する性質の間のバランスは、親水性モノマーと疎水性モノマーの 適切な比を有するコポリマーにおいて達成できる、ということをこれらの結果は 全体として示している。 １つの実施態様においては、本発明は溶液から溶質を除去する方法である。本 発明の方法は、少なくとも１種の疎水性モノマーと少なくとも１種の親水性モノ マーとを共重合させることによって形成される水湿潤性ポリマーと溶液とを接触 させ、これによってポリマー上に溶質を吸着させるという工程を含む。溶液は、 水、または水と水混和性の極性有機溶媒（例えば、メタノール、エタノール、Ｎ ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、またはアセトニトリル） との混合物を含んでもよい。溶液はさらに、水もしくは水性緩衝液と極性の水混 和性有機溶媒との混合物を含んでもよい。特に好ましい実施態様においては、溶 液は、酸性、塩基性、もしくは中性の水溶液、あるいは主として水性の、すなわ ち約50容量％以上の水を含有する溶液である。溶質は有機化合物であるのが好ま しい。 溶液は、ポリマーと溶液との密な接触を可能にするいかなる仕方（例えば、バ ツチプロセスまたはクロマトグラフィープロセス）でポリマーと接触させてもよ い。例えば、溶液は、多孔質のポリマーカラム、ポリマーディスク、またポリマ ープラグに強制的に通してもよいし、あるいは溶液をポリマーと共に攪拌（例え ばバッチ攪拌反応器において）してもよい。溶液はさらに、マイクロタイタープ レート（microtiter plate）のポリマー含有ウェル（polymer-containing well ）に加えてもよい。ポリマーは、例えば、ビーズやペレットの形態をとってもよ い。溶液は、当該溶質がポリマー上に吸着するのに充分な時間にわたってポリマ ーと接触させる。この時間は通常、溶質がポリマー表面と溶液との間で平衡にな るのに必要な時間である。ポリマー上への溶質の吸着または分配（partition） は、部分的であっても全体的であってもよい。 本発明の方法に使用するための好ましいポリマーは水湿潤性であり、種々の極 性を有する多種の溶質を保持する能力を有する。本明細書で使用している“水湿 潤性”物質とは、水によって部分的あるいは全面的に溶媒和される物質を表わし ている。したがってこのような物質は、エネルギー的に好ましいか又は有利な水 分子との相互作用を起こす。これらの相互作用により、水と接触したときに、水 分子にとって、したがって水溶液中に存在する溶質にとって利用可能な物質の表 面積の量が増大する。 本明細書で使用している“モノマー”とは、１つ以上の重合可能な官能基を含 んだ重合前の分子、およびポリマーの反復構造単位を表わす。ポリマーは２種以 上の異なったモノマーを含んでもよく、この場合はコポリマーとも呼ばれる。コ ポリマーが含んでいるあるモノマーの“モル％”とは、コポリマーを構成してい る種々の（２種以上の）モノマーの総モル数に対する当該モノマーのモル分率（ ％で表示）である。 本発明の方法の１つの実施態様においては、溶液を乾燥形態のポリマーと接触 させる。他の実施態様においては、溶液をポリマーと接触させる前に、例えばポ リマーを極性有機溶媒で、次いで水または水性緩衝液で処理することによってポ リマーを湿潤させる。 親水性モノマーは親水性基を含んでよい。１つの実施態様においては、親水性 基は複素環基（例えば、飽和、不飽和、または芳香族複素環基）である。適切な 例としては、ピロリドニル基やピリジル基等の窒素含有複素環基がある。他の実 施態様においては、親水性部分がエーテル基である。親水性モノマーとしては、 例えば、Ｎ−ビニルピロリドン、２−ビニルピリジン、３−ビニルピリジン、疎 水性部分（a hydrophobic moiety）、４−ビニルピリジン、またはエチレンオキ シドなどがある。 親水性モノマーは、例えば、炭素環式基（フェニル基やフェニレン基など）ま たはアルキル基（直鎖もしくは枝分かれ鎖のＣ₂〜Ｃ₁₈−アルキル基など）を含 んでもよい。適切な疎水性モノマーとしてはスチレンやジビニルベンゼンがある が、これらに限定されない。 好ましい実施態様においては、溶液と接触させようとするポリマーはポリ（ジ ビニルベンゼン−ｃｏ−Ｎ−ビニルピロリドン）コポリマーである。ポリマーは 約12モル％以上のＮ−ビニルピロリドンを含んでよい。特に好ましい実施熊様に おいては、ポリマーは約15〜約30モル％のＮ−ビニルピロリドンを含む。 ポリマーは、例えば約５〜約500_m（好ましくは約20〜約200_m）の範囲の直径 を有するビーズの形態をとってもよい。本発明のコポリマーは、約200〜約800m² /ｇの範囲の比表面積、および約0.5〜約100nmの範囲の直径の孔を有するのが好 ましい。 溶質を含んだ溶液は、必要に応じて１種以上のさらなる溶質を含有してもよい 。１つの実施態様においては、溶液は複数種の溶質を含む水溶液である。このタ イプの溶液としては、血漿、尿、髄液、滑液、および組織（例えば、肝臓組織、 筋組織、脳組織、および心臓組織）の抽出物を含めた他の生物学的液体などがあ る。このような抽出物は、乾燥し、そして引き続き水中または水／有機溶媒混合 物中にて元に戻した水性抽出物または有機抽出物であってもよい。 溶液はさらに、地下水、地表水、飲料水、あるいは環境サンプル（例えば土壌 サンプル）の水性抽出物もしくは有機抽出物であってもよい。溶液はさらに、食 品物質（例えば、フルーツジュースもしくは野菜ジュースまたは牛乳）であって も、あるいは食品物質（例えば、フルーツ、野菜、穀物、または食肉）の水性抽 出物または水性／有機抽出物であってもよい。 溶質は、ポリマーへの吸着に適した極性を有するいかなる有機化合物であって もよい。このような溶質としては、例えば、薬物、殺虫剤、除草剤、トキシン、 および化石燃料の燃焼もしくは他の産業活動から生じる環境汚染物（例えば、水 銀、鉛、またはカドミウム等の重金属を含んだ金属含有化合物）などがある。溶 質はさらに、上記物質の代謝産物もしくは分解生成物であってもよい。溶質はさ らに、タンパク質、ペプチド、ホルモン、ポリヌクレオチド、ビタミン、補助因 子、代謝産物、脂質、および炭水化物等の生体分子を含んでもよい。 本発明の方法の１つの実施態様においては、端部がオープンの容器中にポリマ ーを粒子として充填して、固相抽出カートリッジを形成させる。容器は、例えば 、溶液が一方の端部から容器に入り、容器中でポリマーと接触し、そして他方の 端部から容器を出ていくよう、両端がオープンの円柱形容器もしくはカラムであ っ てよい。ポリマーは容器中に小さな粒子〔例えば、約５_m〜約500_m（好ましく は約20_m〜約200_m)の直径を有するビーズ〕として充填することができる。ポリ マー粒子はさらに、多孔質膜をからませた容器中に充填することもできる。 容器は、抽出プロセスの時間枠内において、工程で使用する溶液と溶媒に対し て相容性のあるいかなる材料で造られていてもよい。このような材料としては、 ガラスや種々のプラスチック（例えば、高密度ポリエチレンやポリプロピレン） などがある。１つの実施態様においては、容器は、その長さの大部分にわたって 円柱状であり、一方の端部の先端が細くなっている。このような容器の１つの例 はシリンジバレルである。 固相抽出カートリッジは、ポリマーをカートリッジ中に保持するために、そし て溶液がカートリッジ中に流入するときに、カートリッジへの溶液の出入りを可 能にしつつ不溶固体物質を溶液から除去するために、ポリマーに隣接したカート リッジの一端または両端に多孔質保持手段（例えば、フィルターエレメントまた はフリット）をさらに含んでもよい。このようなフィルターは、例えば、溶融ガ ラスまたは多孔質ポリマー（例えば多孔質高密度ポリエチレン）から造り上げる ことができる。 容器中のポリマーの量は容器の体積によって限定され、約0.001ｇ〜約50ｇの 範囲であるが、好ましくは約0.025g〜約１gである。ある抽出に対して適切なポ リマーの量は、吸着させようとする溶質の量、ポリマーの有効表面積、および溶 質とポリマーとの間の相互作用の強さによって決まる。この量は、当業者であれ ば容易に決定することができる。 本発明は上記のような固相抽出カートリッジを含み、このときボリマーは、少 なくとも１種の疎水性モノマーと少なくとも１種の親水性モノマーとを共重合さ せることによって形成される水湿潤性ポリマーである。ポリマーは、例えば、約 12モル％以上のＮ−ビニルピロリドンを含むポリ（ジビニルベンゼン−ｃｏ−Ｎ −ビニルピロリドン）コポリマーであってよい。好ましい実施態様においては、 コポリマーは、約15モル％〜約30モル％のＮ−ビニルピロリドンを含む。カート リッジは、単一サンプルの処理にて使用してから廃棄するという一回使用カート リッジであっても、あるいは複数のサンプルを処理するのに使用できるようなカ ートリッジであってもよい。 本発明の固相抽出カートリッジの好ましい実施態様が図面の断面にて示されて いる。容器１は成形ポリプロピレンで造り上げることのできるシリンジバレルで あり、約１cm³〜約50cm³の範囲の体積を有することができる。水湿潤性ポリマー ２は、Ｎ−ビニルピロリドンとジビニルベンゼンとの共重合によって製造され、 約12モル％〜約30モル％のＮ−ビニルピロリドンを含有する。ポリマー２は、容 器中に、約20_m〜約200_mの直径を有する多孔質ビーズとして充填される。容器 中に充填されるポリマ−２の重量は、容器の体積に応じて約0.025g〜約10ｇの範 囲であってよい。フリット３とフリット４は、多孔質の高密度ポリエチレンで形 成されている。 処理しようとする溶液を固相抽出カートリッジの上部に加え、カートリッジに 自然流の状態で流し、吸着させようとする溶質をポリマーと接触させる。溶液は 、重力にしたがってカートリッジを流れることができる。カートリッジの両端間 に圧力差をつけることによって流量の増大を達成することができる。このような 圧力差は、カートリッジの下端に減圧源を取り付けることによって、カートリッ ジの上端に正圧を加えることによって〔例えば、カートリッジの上部に加圧ガス （例えば、空気や窒素）を加えることにより〕、あるいはポリマーより上のカー トリッジ内の空気をピストンまたはプランジャーで圧縮することによって造り出 すことができる。カートリッジを通る溶液の流量は、カートリッジ両端の圧力差 を調節することによって変えることができる。適切な溶液流量（溶液の線速度で 表示）は最高約14mm/秒であるが、好ましいのは約0.7〜約3.5mm/秒である。 本発明の他の態様は、定量分析に適した溶質の溶液を形成させる方法である。 １つの実施態様においては、溶質はポリマーへの吸着に適した極性を有する。本 発明の方法は、少なくとも１種の疎水性モノマーと少なくとも１種の親水性モノ マーとを共重合させることによって形成されるポリマーと、溶質を含んだ第１の 溶液とを接触させ、これによって溶質をポリマー上に吸着させるという工程を含 む。次いでポリマーを適切で強力な溶媒もしくは混合溶媒で洗浄し、これによっ てポリマーから溶質を脱着または溶離させ、溶質を含有する第２の溶液を形成さ せる。この第２の溶液は、溶質の定量分析に適している。 ポリマーと接触させる溶液は、当該溶液を希薄状態にて（例えば、正確な定量 化を行うには低すぎる濃度にて）含んでいてもよい。溶質をポリマー上に吸着さ せ、次いで実質的により少ない体積のより極性の低い溶媒を使用して溶質を脱着 させることによって、最初の溶液の濃度より実質的により高い濃度の、当該溶質 を含んだ溶液を調製することができる。本発明の方法はさらに結果として溶媒交 換を行っていることになる。すなわち、最初の溶液から溶質が除去され、そして 第２の溶媒中に再び溶解される。 ポリマーは、溶液との接触の前に予備処理または湿潤の必要がない。１つの実 施態様においては、ポリマーを水混和性の有機溶媒で処理し、次いで水または水 性緩衝液で処理してから、溶液をポリマーと接触させる。他の実施態様において は、溶液を乾燥ポリマーと接触させる。すなわち、溶液の処理の前にポリマーが 湿潤されていない。 ポリマーと接触させる溶液は極性溶媒を含んでいてもよく、極性溶媒を主とし て含んだ（すなわち、50容量％以上含んだ）酸性、塩基性、または中性の水溶液 もしくは水性緩衝液であるのが好ましい。溶液はさらに、水混和性の極性有機溶 媒（例えば、メタノール、エタノール、アセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチルホル ムアミド、またはジメチルスルホキシド）またはこのような溶媒と水との混合物 を含んでいてもよい。 当該溶質を含んでいる溶液はさらに、１種以上の追加の溶質を含んでもよい。 １つの実施態様においては、追加の溶質は当該溶質より極性が高く、したがって 当該溶質よりポリマーに対する吸着の程度が弱い。このような追加溶質は、当該 化合物を脱着させないような溶媒でポリマーを洗浄することによってポリマーか ら脱着させることができ、これによって当該溶質を実質的に含まない追加溶質の 溶液を形成させることができる。追加溶質の脱着に適した溶媒は通常、かなり極 性が高いので当該化合物を脱着させない。 追加溶質を脱着させた後に、ポリマーを適切な（すなわち、より極性の低い） 溶媒で洗浄することによって当該化合物を脱着させることができる。これによっ て、より極性の高い溶質を実質的に含有しない、有機溶質の定量分析に適した有 機溶質溶液が形成される。 １つの実施態様においては、当該溶質がポリマーに吸着するが、これに対して １種以上の追加溶質はポリマーに吸着しない。このような追加溶質は、例えば極 性がかなり高いのでポリマーに吸着しない。追加溶質はさらに、大きな分子、例 えばタンパク質のような巨大分子（ポリマー中の孔を通過することができず、し たがってポリマー表面積全体のわずかなフラクションにだけ接近する）を含んで もよい。このような分子は一般に、ポリマーによって保持されるとしてもごくわ ずかである。 さらに他の実施態様においては、追加溶質は当該溶質より極性が低く、したが って当該化合物より強くポリマーに吸着する。当該化合物は、適度に弱く吸着さ れるか又は全く吸着されない。吸着される場合、当該溶質は、追加溶質を脱着さ せない極性をもつ溶媒でポリマーを洗浄することによって、ポリマーから脱着さ れる。したがって、他の溶質を脱着させることなく当該化合物をポリマーから脱 着させることができる。 １つの実施態様においては、追加溶質が当該検体ともなる。したがって、溶液 中に最初に存在している一連の溶質を分離することができ、本発明の方法を使用 して、定量分析に適したそれぞれの溶液を形成させることができる。この場合は 、溶質がポリマーに吸着するように、溶液をポリマーと接触させる。次いで、極 性が低下していて順序の一連の溶媒でポリマーを洗浄することによって、極性が 低くなっていく順序にて（すなわち、殆どの極性溶質が最初に、次いで順に極性 の低い溶質が）溶質をポリマーから脱着させる。 本発明の方法に適したポリマー、溶液、および溶質としては前記したものが含 まれる。ポリマーから溶質を脱着させるのに適した溶媒は一般に、アルコール（ 例えば、メタノール、エタノール、およびイソプロパノール等）、アセトニトリ ル、アセトン、およびテトラヒドロフラン等の極性の水混和性有機溶媒、あるい はこれら溶媒と水との混合物である。脱着用溶媒は、無極性もしくは適度に極性 の水不混和性溶媒（例えば、ジクロロメタン、ジエチルエーテル、クロロホルム 、または酢酸エチル）である。これら溶媒の混合物も適切である。好ましい溶媒 または混合溶媒は、個々の場合に応じて決定しなければならない。当業者であれ ば、通常の仕方でなされるクロマトグラフィー法を利用することにより〔McDo nald and Bouvier，supra，(1995)；Snyder and Kirkland，Introduction to Mo dern Liquid Chromatography ，New York：J.Wiley and Sons(1974)〕、過度の実 験を行わなくても適切な溶媒を決定することができる。 本発明の方法は、高速液体クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィー、ガ スクロマトグラフィー／質量分析法、およびイムノアッセイを含む種々の方法を 介する定量分析に適した溶質の溶液を調製するのに使用することができる。 本発明の方法において使用される吸着剤ポリマーは、標準的な合成法によって 製造できる。例えば、ポリ（ジビニルベンゼン−ｃｏ−Ｎ−ビニルピロリドン） コポリマーは、当業界によく知られているラジカル重合の標準的な方法を使用し て、ジビニルベンゼンとＮ−ビニルピロリドンとを共重合させることによって合 成できる。このタイプのコポリマーを形成させるための１つの方法が、Meitzner らによる米国特許第4,382,124号（該特許文献を本明細書に含める）に開示され ている。得られるコポリマーの組成は、２種のモノマーの最初の化学量論により 決まる。コポリマー生成物の組成は、モノマー間の反応性の差のために、出発物 質の比率とは実質的に同じとならない場合がある。 以下に実施例を挙げて、本発明をさらに詳細に且つ具体的に説明する。例示用物質（Exemplification Materials） モデル溶質であるプロカインアミド、アセトアミノフェン、ｍ−トルイジン、 ｍ−トルアミド、プロプラノロール、カフェイン、および２,７−ジヒドロキシ ナフタレンは、ウィスコンシン州ミルウォーキーのアルドリッチケミカル社から 入手したが、ドクサピン、ラニチジン、およびベタメタゾン−17−バレラートは 、ミズーリ州セントルイスのシグマケミカル社から購入した。_tＣ₁₈結合シリカ 固相抽出カートリッジは、マサチューセッツ州ミルフォードのウォーターズ・コ ーポレーションから入手した（カタログ番号WAT054960）。約９モル％のＮ−ビ ニルピロリドンを含んだポリ（ジビニルベンゼン−ｃｏ−Ｎ−ビニルピロリドン ）コポリマーはウォーターズ・コーポレーションから入手した（Porpak^RR）。ポ リ（ジビニルベンゼン）もウォーターズから入手した（Styrage1^R）。 ポリ（ジビニルベンゼン−ｃｏ−Ｎ−ビニルピロリドン）コポリマーの製造 5.0ｇのヒドロキシプロピルメチルセルロース（メトセルE15，ミネソタ州ミッ ドランドのダウケミカル社）を1000mlの水に溶解して得た溶液を3000m1のフラス コに加えた。175gのジビニルベンゼン（DVB HP-80，ダウ）、102gのＮ−ビニル −２−ピロリドン（インタナショナル・スペシャルティ・プロダクツ）、および 1.85gのアゾビスイソブチロニトリル（Vazo64，デラウェア州ウィルミントンの デュポンケミカル社）を242ｇのトルエン中に溶解して得た溶液を上記混合物に 加えた。こうした得られた二相混合物を室温にて30分充分に攪拌して、所望のミ クロンサイズの油滴を形成させた。次いで得られた懸濁液を適度に撹拌しながら 70℃に加熱し、この温度で20時間保持した。次いでこの懸濁液を室温に冷却し、 濾過し、そしてメタノールで洗浄した。得られた濾過ケークを、減圧にて80℃で 16時間乾燥した。ポリマー生成物の組成は元素分析によって求めた。元素分析値 ：Ｎ：2.24％；Ｎ−ビニルピロリドンのモル％：20％。 ジビニルベンゼンモノマーとＮ−ビニルピロリドンモノマーの出発比率を変え ることにより、本発明の方法にしたがって約13、14、16、および22モル％のＮ− ビニルピロリドンを含む一連のポリ（ジビニルベンゼン−ｃｏ−Ｎ−ビニルピロ リドン）を製造した。 ポリマー層の入口と出口にポリエチレンフリットを要する１ccのSep-Pak Vac^R カートリッジ容器（ウォーターズ・コーポレーション）中に50mgの各ポリマーを 充填して、固相抽出カートリッジを形成させた。方法 20mMのリン酸塩緩衝液（pH７）に各モデル化合物を溶解して、10_g/mlの濃度 を有する溶液を形成させた。 モデル溶質の固相抽出 二組の条件で状態調節した固相抽出カートリッジを使用して、モデル溶質の溶 液を固相抽出にて処理した。どちらの場合も、カートリッジに減圧マニホルドを 取り付け、１mlのメタノールで処理した。１ml/分のメタノール流量を得るため に、減圧を約４"Hgに設定した。第１の組の条件（“湿潤条件”）では、メタノ ールのレベルが吸着剤の頂部に達したときに減圧を解除した。第２の組の条件（ “乾燥条件”）では、メタノールでの状態調節の後に吸着剤を減圧にて乾燥した 。上記のように、カートリッジを約１ml/分の流量（４"Hgの減圧下で）にて１ml のメタ ノールで処理した。メタノールのレベルが吸着剤の頂部に達したときに、減圧を 10"Hgに設定し、これを10分保持してポリマー層を乾燥した。 湿潤と乾燥のいずれの場合も、１mlのモデル化合物溶液を１ml/分の流量にて カートリッジに加えた。次いで、１mlの20mMリン酸塩緩衝液（pH７）を１ml/分 の流量にて加えた。それから１mlのメタノールを１ml/分の流量で加えて、モデ ル化合物を脱着・溶離させた。この溶離液に内部標準を加え、高速液体クロマト グラフィーによって溶離液中のモデル化合物を定量した。結果 極性化合物（プロカインアミド、アセトアミノフェン、およびラニチジン）、 適度に極性の化合物（カフェイン、ｍ−トルアミド、ｍ−トルイジン、２，７− ジヒドロキシナフタレン、およびプロプラノロール）、および無極性化合物（ジ プロピルフタレート、ドクサピン、およびべタメタゾン−13−バレラート）を表 記している下記表に結果が要約されている。吸着剤がポリ（ジビニルベンゼン） の場合、この吸着剤を湿潤条件にて状態調節すると、ドクサピンを除く全ての化 合物が89％以上の回収率を示した。表に記載のように、ドクサピンの回収率はか なり低かったが、それはこの化合物が定量分析のための溶離を起こさせるのに１ ml以上のメタノールを要したからである。吸着剤を乾燥条件下で処理すると、ジ プロピルフタレートとベタメタゾンバレラートだけが80％以上の収率で回収され 、プロカインアミド、アセトアミノフェン、およびラニチジンの回収率は10％未 満であった。 吸着剤が_tＣ₁₈−結合シリカの場合、試験した各化合物は、湿潤条件下では高 収率（＞85％）で回収された。吸着剤を乾燥処理しても、ジプロピルフタレート 、ドクサピン、およびベタメタゾンバレラートの回収に対しては殆ど影響を及ぼ さなかったが、カフェイン、ｍ−トルイジン、ｍ−トルアミド、２,７−ジヒド ロキシナフタレン、およびプロプラノロールの収率を約13％以下に減少させた。 吸着剤がポリ（ジビニルベンゼン−ｃｏ−Ｎ−ビニルピロリドン）コポリマー の場合、各化合物の回収率は、吸着剤を湿潤状態に保持したときは約80〜100％ の範囲であった。コポリマーが９モル％のＮ−ビニルピロリドンを含むという組 成のときは、湿潤条件でも乾燥条件でも、無極性化合物の高い回収率が得られた 。 より極性の高い化合物は、湿潤条件下においては高収率で回収されたが、乾燥条 件下においては収率が急激に低下した。乾燥条件下でのこれら化合物の回収率は 、コポリマーのＮ−ビニルピロリドン成分を約13モル％以上に増やすと大幅に増 大した。湿潤条件下でのこれら化合物の回収率は、コポリマーの組成が変化して も本質的に不変であった。同等物（Equivalents） 当業者であれば、通常の実験を使用して、本明細書に記載の本発明の特定の実 施態様に対する多くの同等物を認識もしくは確認することができる。このような 同等物は、このあとに記載の請求の範囲の範囲に包含される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０８Ｌ 101/16 Ｃ０８Ｌ 101/00 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，Ｈ Ｕ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ， ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 マクドナルド，パトリック・ディー アメリカ合衆国マサチューセッツ州01746 ―6123，ホリストン，ゴーウィン・ドライ ブ・エクステンション 736

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 少なくとも１種の親水性モノマーと少なくとも１種の疎水性モノマーと を共重合させることによって形成される水湿潤性ポリマーと溶液とを接触させ、 これによって溶液中の溶質をポリマーに吸着させる工程を含む、溶液から１種以 上の溶質を除去する方法。 ２． 前記溶液が極性溶媒を含む、請求項１記載の方法。 ３． 前記極性溶媒が、水溶液または１種以上の極性有機溶媒と水との混合物 とである、請求項２記載の方法。 ４． 前記溶媒が、メタノール、エタノール、アセトニトリル、テトラヒドロ フラン、Ｎ,Ｎ−ジメチルホルムアミド、またはジメチルスルホキシドである、 請求項２記載の方法。 ５． 前記親水性モノマーが複素環基を含む、請求項１記載の方法。 ６． 前記複素環基がピロリドニル基またはピリジル基である、請求項５記載 の方法。 ７． 前記親水性モノマーが、２−ビニルピリジン、３−ビニルピリジン、お よび４−ビニルピリジンからなる群から選ばれる、請求項６記載の方法。 ８． 前記親水性モノマーがＮ−ビニルピロリドンである、請求項６記載の方 法。 ９． 前記疎水性モノマーが、フェニル基、フェニレン基、または直鎖もしく は枝分かれ鎖のＣ₂〜Ｃ₁₈−アルキル基を含む、請求項１記載の方法。 10． 前記疎水性モノマーがスチレンまたはジビニルベンゼンである、請求項 ９記載の方法。 11． 前記ポリマーがポリ（ジビニルベンゼン−ｃｏ−Ｎ−ビニルビロリドン ）コポリマーである、請求項１記載の方法。 12． 前記ポリマーが約12モル％以上のＮ−ビニルピロリドンを含む、請求項 11記載の方法。 13． 前記コポリマーが約12モル％〜約30モル％のＮ−ビニルピロリドンを含 む、請求項12記載の方法。 14． 前記ポリマーが端部がオープンの容器中に充填される、請求項１記載の 方法。 15． 前記溶液が、血漿、尿、髄液、滑液、組織抽出物、地下水、地表水、土 壌抽出物、食品物質、または食品物質の抽出物である、請求項３記載の方法。 16． 前記溶質が、薬物、殺虫剤、除草剤、生体分子、汚染物、代謝産物、ま たは代謝産物の分解生成物である、請求項１記載の方法。 17． 前記生体分子が、タンパク質、ビタミン、ホルモン、ポリペプチド、ポ リヌクレオチド、脂質、または炭水化物である、請求項16記載の方法。 18． （ａ） 溶質を含んだ第１の溶液と、少なくとも１種の疎水性モノマー と少なくとも１種の親水性モノマーとを共重合させることによって形成される 水湿潤性ポリマーとを接触させ、これによって溶質を前記樹脂に吸着させる工 程；および （ｂ） 前記吸着剤樹脂を溶媒もしくは混合溶媒で洗浄し、これによってポ リマーから溶質を脱着させ、溶質の第２の溶液を形成させる工程、このとき前 記第２の溶液は定量分析に適している； を含む、定量分析に適した溶質の溶液を形成させる方法。 19． 前記第１の溶液が、水、水溶液、または水と１種以上の極性有機溶媒と の混合物を含む、請求項18記載の方法。 20． 前記溶媒が、極性の水混和性有機溶媒または極性の水混和性溶媒と水と の混合物である、請求項18記載の方法。 21． 前記溶媒が、アセトン、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、メタノ ール、エタノール、ｎ−プロパノール、およびイソプロパノールからなる群から 選ばれる、請求項20記載の方法。 22． 前記溶媒が水不混和性の有機溶媒である、請求項18記載の方法。 23． 前記溶媒が、ジエチルエーテル、酢酸エチル、クロロホルム、およびジ クロロメタンからなる群から選ばれる、請求項22記載の方法。 24． 前記親水性モノマーがＮ−ビニルピロリドンである、請求項18記載の方 法。 25． 前記疎水性モノマーがジビニルベンゼンである、請求項18記載の方法。 26． 前記ポリマーがポリ（ジビニルベンゼン−ｃｏ−Ｎ−ビニルピロリドン ） コポリマーである、請求項18記載の方法。 27． 前記ポリマーが約12モル％以上のＮ−ビニルピロリドンを含む、請求項 26記載の方法。 28． 前記ポリマーが約15モル％〜約30モル％のＮ−ビニルピロリドンを含む 、請求項27記載の方法。 29． 極性有機溶質と前記極性有機溶質より極性の低い１種以上の追加溶質と を含んだ水溶液と、少なくとも１種の疎水性モノマーと少なくとも１種の親水 性モノマーとを共重合させることによって形成される水湿潤性ポリマーとを接 触させ、これによって前記追加溶質がポリマーに吸着され、前記極性有機溶質 が溶液中に残留する、という工程を含む、 定量分析に適した極性有機化合物の溶液を形成させる方法。 30． 前記疎水性モノマーがジビニルベンゼンである、請求項29記載の方法。 31． 前記親水性モノマーがＮ−ビニルピロリドンである、請求項29記載の方 法。 32． 前記ポリマーがポリ（ジビニルベンゼン−ｃｏ−Ｎ−ビニルピロリドン ）コポリマーである、請求項29記載の方法。 33． 前記ポリマーが約12モル％以上のＮ−ビニルピロリドンを含む、請求項 32記載の方法。 34． 前記ポリマーが約15モル％〜約30モル％のＮ−ビニルピロリドンを含む 、請求項33記載の方法。 35． 少なくとも１種の疎水性モノマーと少なくとも１種の親水性モノマーと を共重合させることによって形成される水湿潤性ポリマーを、端部がオープンの 容器中に充填した状態にて含む固相抽出カートリッジ。 36． 前記ポリマーがポリ（ジビニルベンゼン−ｃｏ−Ｎ−ビニルピロリドン ）コポリマーである、請求項35記載の固相抽出カートリッジ。 37． 前記ポリマーが約12モル％より多いＮ−ビニルピロリドンを含む、請求 項36記載の固相抽出カートリッジ。 38． 前記コポリマーが約12モル％〜約30モル％のＮ−ビニルピロリドンを含 む、請求項37記載の固相抽出カートリッジ。 39． 約0.001ｇ〜約10ｇのコポリマーを含む、請求項35記載の固相抽出カー トリッジ。 40． 約0.025ｇ〜約１ｇのコポリマーを含む、請求項39記載の固相抽出カー トリッジ。 41． １つ以上の多孔質保持手段を前記ポリマーに隣接した状態でさらに含む 、請求項35記載の固相抽出カートリッジ。 42． 少なくとも１つの多孔質保持手段がフィルターエレメントである、請求 項41記載の固相抽出カートリッジ。