JP2002062286A - 高速液体クロマトグラフィーシステム - Google Patents
高速液体クロマトグラフィーシステムInfo
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Abstract
ィー用充填剤を充填した2つのカラムの間に多孔質グラ
ファイトを充填したカラムを設けたことを特徴とする高
速液体クロマトグラフィーシステム。 【効果】 本発明のHPLCシステムを用いれば従来分
離が困難であった酸化還元性物質が良好かつ簡便に分離
定量できる。
Description
反応場を設けた高速液体クロマトグラフィーシステム及
びこれを用いた酸化還元性物質の分離定量法に関する。
C)は優れた分離分析法であり、無機化合物及び有機化
合物を問わず広く利用されている。しかし、多成分混合
物中の微量成分の分離及び定量に関しては必らずしも容
易でない場合があり、新しい分離選択性を有するシステ
ムの構築が求められている。目的の化合物に対する特異
的な化学反応を利用することは、高い選択性を得るのに
有効な方法の一つであり、これまであらかじめ誘導体化
を行う方法、固定相あるいは移動相に反応試薬を導入し
て保持を特異的に高める方法、反応の平衡を試薬濃度に
よって制御して高度な分離を目指す、いわゆる「二次的
化学平衡(Secondary chemical equilibra:SCE)の導
入」による方法が用いられてきている。このうちSCE
として化学反応を利用する方法は、一つの反応で対象と
なる化合物の範囲が広いことから利用価値が高い。しか
し、原理的に酸塩基反応のような反応速度の大きな反応
以外は利用できないという欠点があり、酸化還元反応の
ような反応速度の小さい反応には応用できなかった。
は、反応速度の小さい酸化還元反応を利用した高速誘導
体化HPLCシステムを構築し、SCEと同等の分離選
択性を実現することにある。
グラファイトの酸化還元触媒機能に着目して種々検討し
てきたところ、通常のHPLC用充填剤を充填した2つ
のカラムの中間に多孔質グラファイトを充填したカラム
を配設すれば、通常のHPLC用充填剤による分離機能
と、多孔質グラファイトの酸化還元触媒機能とが効率良
く機能し、従来分離が困難であった酸化還元性物質が良
好に分離できることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。
LC用充填剤を充填した2つのカラムの間に多孔質グラ
ファイトを充填したカラムを設けたことを特徴とするH
PLCシステムを提供するものである。また本発明は、
当該HPLCシステムを用いることを特徴とする酸化還
元性物質の分離定量法を提供するものである。更に本発
明は、HPLC用充填剤を充填した2つのカラムの間に
多孔質グラファイトを充填したカラムを設けたことを特
徴とするHPLC用固定相を提供するものである。
る固定相は、通常のHPLC用充填剤を充填した2つの
カラムの間に多孔質グラファイトを充填したカラムを設
けてなる。ここで、多孔質グラファイトとしては、大き
な表面積と高い耐圧性を有するものが好ましく、表面積
30〜100cm2/g、細孔直径20〜500Åのもの
がより好ましい。当該多孔質グラファイトとしては、石
油ピッチ、合成高分子などを高温で焼成して得られたも
のがいずれも使用できる。また、多孔質グラファイトの
形状は、粒状、繊維状、ディスク状等のいずれでもよ
い。
の両側に設けられるカラムに充填されるHPLC用充填
剤は、被検対象により選択され、ゲル濾過用充填剤、疎
水クロマトグラフィー用充填剤、イオン交換クロマトグ
ラフィー用充填剤、分配クロマトグラフィー用充填剤等
を用いることができる。具体的には、シリカ系充填剤、
アルミナ系充填剤、ポリマー系充填剤等を用いることが
できる。シリカ系充填剤としては、多孔性シリカゲル、
アルキル基を結合したシリカゲル(オクチルシリル化シ
リカゲル、オクタデシルシリル化シリカゲル等)のほか
フェニル基やアミノ基を結合したシリカゲル等が挙げら
れる。ポリマー系充填剤としては、ポリスチレンゲル、
ポリビニルアルコールゲル、ポリヒドロキシメタアクリ
レートゲルやそれらにイオン交換基を修飾したイオン交
換樹脂等が挙げられる。このほか、ヒドロキシアパタイ
トやチタニア、ジルコニアなどの無機系充填剤も用いる
ことができる。
には、同一の充填剤を用いてもよいし、相互に異なる充
填剤を用いてもよい。
したカラムの上流側には、更に前記の多孔質グラファイ
ト充填カラムを配置してもよい。かくすることにより、
目的物質の化学種(酸化状態)をそろえることができ
る。
り、通常のHPLCカラムによる分離が、酸化還元反応
に基づく化学種変換機能により特異的な選択性を有する
ようになり、酸化還元物質の分離が可能になる。この機
能について、遷移金属の分離を例にして説明する。すな
わち、銅、鉄、コバルト、ニッケル、ビスマス等の遷移
金属混合物にEDTAを反応させて錯体を生成させ、こ
れを従来の逆相イオン対モードHPLCに付すと、コバ
ルトの2価および3価イオンの錯体のピークはそれぞれ
Fe3+とNi2+のピークと重なってしまい、良好な分離
は不可能である(図3参照)。これに対し、コバルトを
すべて2価イオンにした後にEDTA錯体とした金属混
合物を、2つのHPLCカラムの間に酸化剤(過酸化水
素)で処理した多孔質グラファイトカラムを配置したH
PLCシステムに付すと、前段の分離カラムを2価錯体
として通過したコバルトがグラファイトカラムで酸化さ
れて、後段の分離カラムでは3価錯体として溶出する。
そのため、前段ではFe3+と後段ではNi2+と完全に分
離される(図4参照)。これらの遷移金属の分離は通常
のHPLCカラムのみでは不可能である。また、多孔質
グラファイトカラムのみを用いた場合には、酸化還元機
能と溶質保持機能の両方を多孔質グラファイトカラムに
依存することになるが、両者は独立ではないため、分離
の制御が極めて複雑になる。したがって、本発明のよう
に分離場と酸化還元反応場を分離して組み合わせること
により、高度でかつ設計が容易な分離分析システムが可
能になる。
あらかじめ還元処理しておけば、このカラム内で還元反
応を行なわせることができ、一方あらかじめ酸化処理し
ておけばこのカラム内で酸化反応を行なわせることがで
きる。そして、この酸化処理及び還元処理の強さを制御
することによって、このカラム内での酸化反応及び還元
反応を制御することができる。また、用いる還元剤及び
酸化剤の種類を変えることにより、反応の強さを制御す
ることができる。還元剤の例としては亜硫酸ナトリウ
ム、塩化ヒドロキシルアンモニウム、アスコルビン酸な
どが、酸化剤の例としては過酸化水素などが挙げられ
る。
イトカラムに電位を印加することによっても行うことが
できる。すなわち多孔質グラファイト充填剤をカラムに
詰め、これを電極とするか、または多孔質グラファイト
ディスクを電極として電位を印加する。この電位をポテ
ンショスタットを用いて調節することにより、酸化反応
および還元反応の進行を制御することができる。
相を用いる以外は通常のHPLCと同様に適宜選択する
ことができる。すなわち、本発明のシステムは、逆相H
PLC、イオン対HPLC、順相HPLC、イオン交換
HPLC、サイズ排除HPLC、疎水性相互作用HPL
Cなどいずれにも適用可能である。従って溶離液も、
水、各種有機溶媒から適宜選択できる。更に検出手段に
関しても、紫外吸光検出、屈折率検出、蛍光検出等が使
用できる。
応を利用するものであるため、酸化還元性物質の分離定
量に好適である。当該酸化還元物質には、各種の金属
(希土類金属を含む遷移金属)をはじめとする無機化合
物や多くの有機化合物が含まれるので、対象試料として
は金属材料、鉱石、無機成分含有試薬や酸化還元酵素、
カテコールアミン等の生体関連物質等が挙げられる。
するが、本発明は何らこれに限定されるものではない。
カラムの間に多孔質グラファイト充填カラムを設けた。
すなわち、ODS(Capcell Pak C18 UG120,3μm)を充
填したカラム(4.6×100nm)を2本用意した。ま
た、多孔質グラファイト(BL−01,3.5μm)を
充填したカラム(4.6×10mm)を用意した。ODS
充填カラムのみを用いて図1に示すHPLCシステムを
構築した。また、ODS充填カラムの間に多孔質グラフ
ァイト充填カラムを設けカラムシステムを構築した。こ
のカラムシステムを用いて、図2に示すHPLCシステ
ムを構築した。試料として、コバルト(0.1mM)、ビ
スマス(0.1mM)、鉄(0.1mM)、ニッケル(0.
1mM)及び銅(0.1mM)をEDTAでキレート化した
水溶液を用いた。カラムをあらかじめ0.1mMセチルト
リメチルアンモニウムブロミドで処理し、溶離液として
0.1M酢酸バッファ(pH5)を用い、流速0.6mL/
minの条件で分析した。その結果、ODSカラムのみを
用いた場合には、図3に示すように、コバルトがCo3+
とCo2+とに分離し、Co3+がFe 3+のピークと重な
り、一方Co2+がNi2+のピークと重なってしまい、コ
バルトは他の金属と分離できなかった。一方、本発明の
固定相を用いた場合には、図4に示すようにコバルト
を、他の金属と完全に分離することができた。
来分離が困難であった酸化還元性物質が良好かつ簡便に
分離定量できる。
ムを示す概略図である。
例を示す概略図である。
離結果を示す図である。
離結果を示す図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 固定相として、高速液体クロマトグラフ
ィー用充填剤を充填した2つのカラムの間に多孔質グラ
ファイトを充填したカラムを設けたことを特徴とする高
速液体クロマトグラフィーシステム。 - 【請求項2】 上流側の高速液体クロマトグラフィー用
充填剤を充填したカラムの上流側に、更に多孔質グラフ
ァイトを充填したカラムを設けてなる請求項1記載のシ
ステム。 - 【請求項3】多孔質グラファイトを充填したカラムが、
使用前に酸化処理又は還元処理されていることを特徴と
する請求項1又は2記載のシステム。 - 【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項記載のシス
テムを用いることを特徴とする酸化還元性物質の分離定
量法。 - 【請求項5】 高速液体クロマトグラフィー用充填剤を
充填した2つのカラムの間に多孔質グラファイトを充填
したカラムを設けたことを特徴とする高速液体クロマト
グラフィー用固定相。 - 【請求項6】 上流側の高速液体クロマトグラフィー用
充填剤を充填したカラムの上流側に、更に多孔質グラフ
ァイトを充填したカラムを設けてなる請求項5記載の固
定相。 - 【請求項7】 多孔質グラファイトを充填したカラム
が、使用前に酸化処理又は還元処理されていることを特
徴とする請求項1又は2記載の固定相。
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-
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