JP2003194791A - 糖類混合物の同時分析方法及びそれに用いる分析装置 - Google Patents

糖類混合物の同時分析方法及びそれに用いる分析装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 連続的に分析を行っても、分析回数の増加と
共に各成分の誘導体の検出感度や、ポンプの送液流量精
度が低下せず、再現性のよい分析結果を得ることが可能
な糖類混合物の同時分析方法及び同時分析装置を提供す
る。 【解決手段】 単糖類及び少糖類を含む糖類混合物を、
2種類以上の異なる移動相を用いた液体クロマトグラフ
ィー法により各成分に分離したのち、分離された各成分
ごとに反応試薬を反応させてその誘導体を形成させ、こ
の誘導体をセルに収容して検出する糖類混合物の同時分
析方法において、検出の際に用いたセルを検出ごとに洗
浄処理して分析する。また、糖類混合物を各成分に分離
するための液体クロマトグラフィー用分析カラム、分離
された各成分をそれぞれ誘導体化するための反応器、各
成分の誘導体を収容する検出器セル、検出器セルを装着
して検出処理するための検出器、検出終了後に検出用セ
ルに洗浄溶媒を供給するための溶媒供給機構、分析カラ
ムを再平衡化するための再生機構、及び分析カラム溶出
液の流路切り替え機構を包含した分析装置とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高速液体クロマト
グラフィー法により、単糖類及び少糖類を含む糖類混合
物から各成分を分離して同時に分析する方法及び装置の
改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】単糖類や少糖類などの糖質を分析する方
法として、ゲルろ過クロマトグラフィー法や順相クロマ
トグラフィー法が知られている。これらの方法において
は、蛍光や紫外部吸収、可視部吸収がない試料の検出に
は示差屈折計を用いるのが常套手段であり、単糖類や少
糖類の検出も示差屈折計によっている。
【0003】しかしながら、ゲルろ過クロマトグラフィ
ー法では単糖類と少糖類との分離は可能であっても、単
糖類相互の分離や同じ分子量を有する少糖類相互の分離
を行うことは困難である。また順相クロマトグラフィー
法の場合も、示差屈折計によって検出を行う場合には移
動相が均一組成に制限されるため、少糖類の完全溶出
か、単糖類相互の分離のいずれかを犠牲にしなければな
らないという欠点がある。
【0004】また、試料を前処理して各成分の誘導体を
形成させることにより各成分に蛍光特性や紫外部吸収特
性を付与した後、高速液体クロマトグラフィーを用いて
分離し、蛍光検出器や紫外部吸収検出器により検出する
方法が知られている。この方法によれば移動相の組成を
変化させて溶離を行うことができ、均一組成の移動相を
用いる場合に比べて単糖類や少糖類の各成分相互を分離
することも可能となるが、還元糖の誘導体化反応収率に
影響を及ぼす物質が分析試料中に混入していると正確な
分析値が得られなくなるため、この方法を食品等多成分
混合試料中の還元糖の高感度同時分析に応用する際には
定量的な面では必ずしも満足できるものではない。
【0005】そのほか、2種類以上の異なる移動相を用
いて糖質の分離を行った後に、各成分の誘導体化を行
い、この誘導体を検出器で検出する方法(特開平5−1
13439号公報)、[「食品衛生学雑誌」,第39
巻,第5号,第333〜340ページ(1998年)]
が知られている。
【0006】しかしながら、これらの方法においては、
分析カラムで糖質を分離した後にオンラインで糖質と反
応試薬を混合し、誘導体に変換し検出器で検出するとい
う分析方法を採用しているために分析操作中に反応混合
物や反応試薬液が検出器セルを通過することにより検出
器セルが汚染され、この結果として分析回数の増加と共
に誘導体化物の検出感度(検出される蛍光強度)が低下
するという欠点がある。
【0007】この欠点を克服するには、検出器セルをそ
の都度洗浄することが考えられるが、検出器セルを洗浄
するには、分析カラムを取り外して検出器とポンプを直
結して洗浄溶媒を送液するか、分析カラムを連結したま
まで移動相送液ポンプから洗浄溶媒を送液するか、分析
カラム溶出液出口以降で接続した別のポンプから洗浄溶
媒を送液することが必要である。しかしながら、分析カ
ラムを取り外す方法では移動相送液ポンプが一旦停止す
ることになり、ポンプの停止は流量精度低下、それによ
る分析値の精度低下などの欠点があり、分析カラムを連
結したままで移動相送液ポンプから洗浄溶媒を送液する
方法では、分析カラムに充填された分離剤により洗浄溶
媒が限定されるという欠点があり、分析カラム溶出液出
口以降で接続したポンプから洗浄溶媒を送液する方法で
は、移動相送液ポンプを止めない限り洗浄溶媒に移動相
溶媒が混入するという欠点がある。
【0008】また、使用する溶媒由来の気体(例えば空
気)が発生し、ポンプ内に留まり、ポンプの流量精度を
低下させ、分析再現性を低下させる原因になったり、あ
るいは発生した空気が検出器セル内に入り検出を妨害し
たりする問題が知られている。これは、特に有機溶媒含
有溶媒を使用して連続して分析を行う場合に多い。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情のもとで、連続的に分析を行っても、分析回数の増
加と共に各成分の誘導体の検出感度(検出される蛍光強
度)や、ポンプの送液流量精度が低下せず、再現性のよ
い分析結果を得ることが可能な糖類混合物の同時分析方
法及び同時分析装置を提供することを目的としてなされ
たものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、糖類混合
物の同時分析方法について種々研究を重ねた結果、2種
類以上の異なる移動相を用いて液体クロマトグラフィー
用分析カラムによって各成分に分離を行った後で、分離
した各成分の誘導体化を行い、この誘導体を検出器で検
出して、糖類中の各成分を同時に分析する際に、1つの
検体の分析が終了するごとに分析カラム溶出液流路と検
出器セルを結んだ流路を切り離し、洗浄溶媒を用いた検
出器セル洗浄と分析カラム平衡化移動相(分析開始時の
移動相)を用いた分析カラムの再平衡化を行い、検出器
セル洗浄処理の終了後から次の分析試料添加までの間に
分析カラム溶出液流路を元に戻す処理を挿入することに
より、前記した欠点を克服しうることを見出し、この知
見に基づいて本発明をなすに至った。
【0011】すなわち、本発明は、単糖類及び少糖類を
含む糖類混合物を、2種類以上の異なる移動相を用いた
液体クロマトグラフィー法により各成分に分離したの
ち、分離された各成分ごとに反応試薬を反応させてその
誘導体を形成させ、この誘導体をセルに収容して検出す
る糖類混合物の同時分析方法において、検出の際に用い
たセルを検出ごとに洗浄処理することを特徴とする分析
方法、及び糖類混合物を各成分に分離するための液体ク
ロマトグラフィー用分析カラム、分離された各成分をそ
れぞれ誘導体化するための反応器、各成分の誘導体を収
容する検出器セル、検出器セルを装着して検出処理する
ための検出器、検出終了後に検出用セルに洗浄溶媒を供
給するための溶媒供給機構、分析カラムを再平衡化する
ための再生機構、及び分析カラム溶出液の流路切り替え
機構を包含してなる糖類混合物の同時分析装置を提供す
るものである。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明方法は、リボース、フルク
トース、グルコースなどの単糖類と、ラミナリビオー
ス、ラミナリトリオース、ラミナリテトラオース、ラミ
ナリペンタオース、ラミナリヘキサオース、ラミナリヘ
プタオースなどの少糖類とを含む糖類混合物から、これ
らの各成分を相互に分離して分析する方法であるが、こ
のような単糖類と少糖類とを含む糖類混合物としては、
例えば、麦芽飲料、ジュースなどの飲料類、水飴、ゼリ
ーなどの菓子類、ハチミツ、しょうゆなどの食品類、ガ
ラクトース転化糖を含んだオリゴ糖、イソマルトオリゴ
糖を含んだオリゴ糖などのオリゴ糖製品類などを挙げる
ことができる。ここで少糖類とは分子量5000以下の
ものをいう。
【0013】次に、本発明方法において、糖類混合物を
2種類以上の異なる移動相を用いた液体クロマトグラフ
ィー法により各成分に分離したのち、分離された各成分
ごとに反応試薬を反応させて、その誘導体を形成させ、
この誘導体をセルに収容して検出するまでの方法は、こ
れまで知られている方法、例えば特開平5−11343
9号公報に記載された方法によって行うことができる。
【0014】図1は、上記の方法を実施するのに好適な
装置を示す工程図の1例であって、糖類混合物を各成分
に分離するための高速液体クロマトグラフィー法は、吸
着材料を充填した液体クロマトグラフィー用分析カラム
及び2種以上の異なる移動相を用いて行われる。
【0015】この図1において、1、2は移動相液溜、
5,6は定流速送液ポンプ、7はミキサーで、グラディ
エント溶離法の場合には該ミキサー7において移動相液
溜1からポンプ5によって送液される溶離液1aと、移
動相液溜2からポンプ6によって送液される溶離液2a
が混合される。試料注入バルブ8より注入された試料は
溶離液によって保護用のプレカラム9´を経て分析カラ
ム9に導入され各成分に分離される。プレカラム9´、
分析カラム9は恒温槽10内で一定温度に保持されてい
る。14、15は分離した各成分を誘導体化するための
反応試薬液溜、18、19は各反応試薬液溜14、15
内の反応試薬14a、15aを送液するための定流速送
液ポンプである。反応試薬液溜は反応試薬を誘導体化す
べき成分の違いに応じて適宜交換しうるように通常複数
設けられる。分析カラム9において分離された各成分は
反応試薬と混合され、反応槽12の反応コイル20内を
通過する間に誘導体化され、冷却コイル22内で冷却さ
れた後、検出器23において検出されるように構成され
ている。なお、上記の例では移動相液溜、反応試薬液溜
をそれぞれ2つ設けた場合について示したが、3つ以上
の移動相液溜、反応試薬液溜を設け3種以上の溶離液や
反応試薬を用いうるように構成することもできる。
【0016】上記の液体クロマトグラフィー用分析カラ
ムとして、イオン交換クロマトグラフィー用分析カラ
ム、逆相クロマトグラフィー用分析カラム、順相クロマ
トグラフィー用分析カラムなどを用いることができる
が、糖の保持力が分子量に比例している傾向がある点
や、分子量の大きな糖(分子量5000〜10000程
度)まで分析できる点で特に順相クロマトグラフィー用
分析カラムが好ましい。例えば順相クロマトグラフィー
用分析カラム用吸着材料としては、市販ゲル吸着剤「テ
ィー・エス・ケイ・ジェルアミド−80(TSKgel
Amide−80、東ソー社製、商品名)」が好まし
い。
【0017】本発明方法において、移動相として使用す
る溶媒は流速0.2〜1.6ml/分で送液するのが好
ましい。移動相として使用する溶媒は分析カラムによっ
ても異なるが、順相クロマトグラフィー用分析カラムを
用いる場合は、アセトニトリル/水(アセトニトリルと
水の混合溶媒を意味する。以下同じ)、アセトン/水、
1,4‐ジオキサン/水、メチルアルコール/水、エチ
ルアルコール/水などの2成分系の混合溶媒、アセトニ
トリル/メチルアルコール/水、アセトニトリル/エチ
ルアルコール/水などの3成分系の混合溶媒などを用い
ることができる。
【0018】さらに、これらにギ酸アンモニウム、リン
酸二水素カリウム、酢酸−トリエチルアミンなどの塩類
やトリヒドロキシメチルアミノメタン、エタノールアミ
ン、トリエチルアミンなどの塩基を含むものなども用い
ることができる。好ましいのは、アセトニトリル/水の
2成分系の混合溶媒である。これらは、よりシャープな
ピークを得る目的で移動相としての溶媒に100mmo
l程度添加される。
【0019】本発明方法においては、移動相として異な
る2種類以上の溶媒を用いるが、特に好ましい溶媒の例
としては、アセトニトリル/蒸留水(体積比79:2
1)混合溶媒とアセトニトリル/蒸留水(体積比58:
42)混合溶媒を挙げることができる。本発明方法にお
いては、移動相として使用する溶媒成分の濃度を段階的
に切り替える段階溶離法、移動相として使用する溶媒成
分の濃度を勾配を持たせて変化させるグラジエント溶離
法などの方法も採用することができる。
【0020】このようにして、液体クロマトグラフィー
用分析カラムで分離された各成分は、検出器に送るまで
の間にオンラインで誘導体化される。各成分の誘導体化
に用いる反応試薬としては例えば、エチレンジアミン、
エタノールアミン、2−シアノアセトアミド、タウリ
ン、ベンズアミジン、4−メトキシベンズアミジン、フ
ェノール/硫酸、アミノ安息香酸などを用いることがで
きる。
【0021】上記反応試薬による誘導体化反応は、反応
試薬として4‐アミノ安息香酸を用いる場合には強アル
カリ性で、エチレンジアミン、エタノールアミン、2‐
シアノアセトアミド、ベンズアミジン、4‐メトキシベ
ンズアミジンを用いる場合には弱アルカリ性で、タウリ
ンを用いる場合には中性で、フェノール/硫酸を用いる
場合には強酸性で行う。反応試薬は試薬の種類別に最適
な割合を検討し添加することが好ましい。
【0022】液体クロマトグラフィー用分析カラムとし
て順相クロマトグラフィー用分析カラムを用いる場合
は、順相クロマトグラフィー用の移動相への溶解度が高
く、かつホウ酸緩衝液の添加なしでも反応生成物である
蛍光誘導体が十分な蛍光強度を示すという点で、上記反
応試薬のうちベンズアミジン、4‐メトキシベンズアミ
ジンなどの芳香族アミジン類が好ましい。
【0023】本発明方法における検出器としては、蛍光
検出器、紫外部吸収検出器、可視吸収検出器などを用い
ることができるが、使用し得る検出器及び測定波長は用
いる反応試薬や移動相の種類などによって選択する必要
がある。
【0024】すなわち、反応試薬がエチレンジアミンの
場合には蛍光検出器(イオン交換クロマトグラフィー:
励起波長360nm、測定波長383nm、455n
m)、エタノールアミンの場合には蛍光検出器(イオン
交換クロマトグラフィー:励起波長357nm、測定波
長436nm)、2‐シアノアセトアミドの場合には蛍
光検出器(イオン交換クロマトグラフィー:励起波長3
31nm、測定波長383nm)及び紫外部吸収検出器
(イオン交換クロマトグラフィー、逆相クロマトグラフ
ィー、配位子交換クロマトグラフィー等:測定波長27
5〜280nm)、タウリンの場合には蛍光検出器(イ
オン交換クロマトグラフィー等:励起波長357nm、
測定波長440nm)、ベンズアミジンの場合には蛍光
検出器(イオン交換クロマトグラフィー、順相クロマト
グラフィー等:励起波長288nm、測定波長360n
m、470nm)、4‐メトキシベンズアミジンの場合
には蛍光検出器(イオン交換クロマトグラフィー、順相
クロマトグラフィー等:励起波長310nm、測定波長
470nm)、フェノール/硫酸の場合には可視吸収検
出器(ゲル濾過クロマトグラフィー、イオン交換クロマ
トグラフィー等:測定波長480〜490nm)、4‐
アミノ安息香酸の場合には可視吸収検出器(逆相クロマ
トグラフィー:測定波長410nm)が用いられる。な
お、かっこ内は使用するクロマトグラフィーの種類及び
検出波長を示したものである。
【0025】本発明方法においては、上記の公知の操作
に加えて、1つの検体の検出操作が終了するごとに検出
器23に装着する検体収容用セル(以下検出器セルとい
う)を洗浄溶媒を用いて洗浄することが必要である。
【0026】この際の検出器セル洗浄溶媒としては、ア
セトン、アセトニトリル、エチルアルコール、メチルア
ルコール、イソプロパノールなどの有機溶媒、硝酸など
の酸、蒸留水などが挙げられる。本発明方法における検
出器セル洗浄溶媒としては、移動相として使用する溶媒
と組成が異なるものが用いられる。移動相として使用す
る溶媒、用いる反応試薬、分析する試料の種類によって
最適な洗浄溶媒を検討し使用することが好ましい。
【0027】洗浄溶媒として使用する有機溶媒濃度は、
85〜100質量%が好ましく、98質量%以上が特に
好ましい。洗浄溶媒として使用する硝酸濃度は、2〜6
モルが好ましい。検出器セル洗浄溶媒と検出器セル内溶
液が混和しない場合は、検出器セル内溶液及び洗浄溶媒
の両方とも混和する溶媒で検出器セル内を置換する操作
を追加することが好ましい。例えば2〜6モルの硝酸で
検出器セルを洗浄する場合は、硝酸洗浄の前後に蒸留水
での洗浄操作を追加する。
【0028】そして、本発明方法における検出器セルの
洗浄では、洗浄溶媒による洗浄操作と、必要時に追加す
る混和性溶媒によるセル内溶媒置換の操作を行わなけれ
ばならない。この際の検出器セル洗浄溶媒の流速は、
0.2〜2.0ml/分の範囲内で選ばれるが、洗浄溶
媒の粘性、検出器セルの耐圧力を考慮して最適の流速を
設定することが好ましい。
【0029】また、本発明方法においては、移動相とし
て使用する溶媒の種類、反応試薬の種類、反応試薬濃
度、流速、反応条件(反応時間や反応温度など)などを
考慮して検出器セル洗浄処理の挿入回数を任意の分析回
数ごとに設定することができるが、特に1つの検体の分
析が終了するたびに検出器セル洗浄処理を挿入するのが
好ましい。
【0030】本発明方法において、検出器セル洗浄時間
は、移動相として使用する溶媒の種類、反応試薬の種
類、反応試薬濃度、流速、反応条件(反応時間や反応温
度など)などを考慮して任意に設定することができる
が、液体クロマトグラフィー用分析カラムとして順相ク
ロマトグラフィー用分析カラムを使用し、反応試薬とし
て芳香族アミジンを使用した分析の場合は、アセトニト
リル(98質量%以上)、アセトン(99質量%以
上)、エチルアルコール(99.5質量%以上)などを
洗浄溶媒として流速0.6〜2.0ml/分で15〜6
0分間洗浄するのが好ましい。
【0031】本発明方法における検出器セル洗浄処理
は、分析カラム溶出液流路切り替えにより分析カラム溶
出液が検出器セルを通過しない状態になってから開始す
るのが好ましい。検出器セル洗浄処理が終了した後から
次回の試料注入までの間に、分析カラム溶出液流路切り
替えにより分析カラム溶出液は検出器セルを通過する状
態に復元される。
【0032】2種類以上の異なる移動相を用いた糖質分
析を連続で行う場合は、分析終了後に分析カラム平衡化
移動相(分析開始時の移動相)で分析カラムを再平衡化
する処理が必要である。本発明方法において、検出器セ
ル洗浄処理が行われている間でも分析カラムへ移動相と
して使用する溶媒の送液を中断する必要がないため、流
量変動の少ない条件での連続分析が可能となる。また、
検出器セル洗浄処理が行われている間に、分析カラム平
衡化移動相(分析開始時の移動相)で分析カラムを再平
衡化する処理が開始できることにより、連続分析におけ
る分析間の時間の短縮ができる。
【0033】本発明方法において移動相として使用する
溶媒、反応試薬液、セル洗浄溶媒がそれぞれの送液ポン
プに入る前に、溶媒中の溶存気体を脱気する処理が挿入
されている。ただし、溶媒の溶存気体を脱気する処理で
使用する脱気装置(デガッサ)の接液部材料、接ガス部
材料を侵す可能性がある溶媒、例えば2モル硝酸などは
脱気装置を通さないで使用することが好ましい。溶媒中
の溶存気体を脱気する処理の挿入目的は、溶媒由来の気
体(例えば空気)の発生によるポンプ流量精度の低下や
検出器セルに入った気体による検出妨害などを防止する
ためである。
【0034】次に、図1の公知方法に検出器カラムの洗
浄処理を付加した本発明方法について添付図面に従って
説明する。図2は本発明方法の全体的構成を示す工程図
であって、この図において、1、2は移動相溶媒溜、
3、4は脱気装置、5、6は送液ポンプ、7はミキサー
で、グラジエント溶離法の場合には当該ミキサー7にお
いて移動相溶媒溜1からポンプ5によって送液される溶
媒1aと、移動相溶媒溜2からポンプ6によって送液さ
れる溶媒2aが混合される。試料注入装置の試料注入バ
ルブ8より注入された試料、すなわち糖類混合物は移動
相によって分析カラム9に導入され各成分に分離され
る。分析カラムは恒温槽10内で一定温度に保持されて
いる。分析カラム溶出液は、試料分析時には分析カラム
溶出液流路切り替え装置11を通り、反応槽12へ送ら
れる。
【0035】分析カラム溶出液流路切り替え装置11
は、図3に示すように、試料分析時には分析カラム溶出
液が反応槽12へ流れる流路が連結されている状態
(a)に保たれている。試料1回分の分析終了後から検
出器セル洗浄処理開始までの間に、分析カラム溶出液切
り替え装置11の流路切り替えが行われ、分析カラム溶
出液が反応槽12へ流れる流路が遮断され、分析カラム
溶出液の流路は廃液溜13へ流れる状態(b)に変更さ
れる。検出器セル洗浄処理終了後から次回の試料注入ま
での間に、分析カラム溶出液切り替え装置11の流路切
り替えが再度行われ、分析カラム溶出液の流路は反応槽
12へ流れる状態(a)に戻される。
【0036】14、15は分離した各成分を誘導体化す
るための反応試薬液溜、16、17は各反応試薬液溜1
4、15内の反応試薬液14a、15aを脱気するため
の脱気装置、18、19は各反応試薬液溜14、15内
の反応試薬液14a、15aを送液するための送液ポン
プである。
【0037】反応試薬液溜は、誘導体化すべき成分の違
いによって反応試薬を適宜交換しうるように通常複数設
けられる。分析カラム9によって分離された各成分は反
応試薬液と混合され反応槽12内の反応コイル20を通
過する間に誘導体化され、冷却槽21内で一定温度で保
たれた冷却コイル22で冷却された後、検出器23にお
いて検出される。検出信号はデーター処理装置24で処
理される。検出器23より溶出した廃液は、廃液溜25
に集められる。
【0038】26、27は検出器セルを洗浄するための
洗浄溶媒溜、26a、27aは各洗浄溶媒溜内の洗浄溶
媒である。28、29は各洗浄溶媒溜26、27内の洗
浄溶媒26a、27aを脱気するための脱気装置であ
る。
【0039】30は反応試薬液と洗浄溶媒との流路切り
替え装置で、反応試薬液溜15が脱気装置17を介して
送液ポンプ19に連結する流路位置(図2ではSP1と
記載)、洗浄溶媒溜26が脱気装置28を介して送液ポ
ンプ19に連結する流路位置(図2ではSP2と記
載)、洗浄溶媒溜27が脱気装置29を介して送液ポン
プ19に連結する流路位置(図2ではSP3と記載)の
合計3種の流路位置からいずれか1つの流路を選択し連
結する装置である。
【0040】反応試薬液と洗浄溶媒との流路切り替え装
置30は、試料分析時には反応試薬液溜15が脱気装置
17を介して送液ポンプ19と連結されている流路位置
(図2ではSP1と記載)にあり、ポンプ19より反応
試薬液15aが送液されている。1つの検体の分析終了
後から検出器セル洗浄処理開始までの間に、流路切り替
え装置30の流路切り替えが行われ、反応試薬液溜15
が脱気装置17を介して送液ポンプ19に連結する流路
が遮断され、洗浄溶媒溜26が脱気装置28を介して送
液ポンプ19に連結する流路又は洗浄溶媒溜27が脱気
装置29を介して送液ポンプ19に連結する流路のどち
らか一方の流路が開かれ、ポンプ19より洗浄溶媒26
a又は27aが送液される。
【0041】検出器セル洗浄処理において2種類以上の
洗浄溶媒を使用して検出器セル洗浄を行う場合に、ポン
プ19によって送液される洗浄溶媒の変更は流路切り替
え装置30の流路切り替えによって行われる。検出器セ
ル洗浄処理終了後から次回の試料注入までの間に、流路
切り替え装置30の流路切り替えが行われ、反応試薬液
溜15が脱気装置17を介して送液ポンプ19に連結す
る流路(図2ではSP1と記載)が再度開かれ、ポンプ
19によって反応試薬液15aが送液される。図2には
2種類の洗浄溶媒26a、27aで検出器セル洗浄を行
うように示されているが、洗浄溶媒は1種類でも可能な
場合がある。
【0042】また、1つの検体分の分析終了時の検出器
セル内溶液又は反応試薬液15aが検出器セル洗浄溶媒
と混和しない性質を有するときは、分析終了時の検出器
セル内溶液あるいは反応試薬液15aに対して混和する
性質を有し、かつ検出器セル洗浄溶媒とも混和する性質
を有する溶媒で検出器セル内及び流路を変換してから検
出器セル洗浄溶媒での検出器セル洗浄を行う必要がある
が、この場合、図2に示した洗浄溶媒溜26,27のい
ずれか一方を検出器セル内及び流路置換に用いる溶媒を
入れた置換溶媒溜として使用する。脱気装置16と送液
ポンプ18との間に流路切り替え装置30と同等の流路
切り替え装置1基を挿入し、洗浄液26a、27aと同
じ洗浄溶媒の入った洗浄溶媒溜を装着することにより2
つの送液ポンプ18、19を使用して検出器セル洗浄を
行うこともできる。
【0043】なお、上記の例では移動相として使用する
溶媒溜、反応試薬液溜、検出器セル洗浄溶媒溜をそれぞ
れ2つ設けた場合について示したが、3つ以上の移動相
として使用する溶媒溜、反応試薬溶液溜、検出器セル洗
浄溶媒溜を設け3つ以上の移動相として使用する溶媒、
反応試薬液、検出器セル洗浄溶媒を用いうるように構成
することもできる。
【0044】
【実施例】次に、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定され
るものではない。
【0045】実施例 図2において溶媒1aとしてアセトニトリル/蒸留水
(体積比79:21)混合溶媒を、溶媒2aとしてアセ
トニトリル/蒸留水(体積比58:42)混合溶媒を、
反応試薬液14aとして1.0M水酸化カリウム溶液
を、反応試薬液15aとしてアセトニトリル/蒸留水
(体積比40:60)混合溶媒に100mMベンズアミ
ジン塩酸塩一水和物を溶解した溶液を、検出器セル洗浄
溶媒26aとして蒸留水を、検出器セル洗浄溶媒27a
としてアセトニトリル(98質量%以上)をそれぞれ用
いた。
【0046】各溶媒中の溶存気体の脱気装置3,4,1
6,17,28,29としてオンライン式脱気装置(東
ソー社製)を用いた。移動相送液用送液ポンプ5,6と
して東ソー社製のCCPM−II型送液ポンプを使用し
て、PX−8020型ポンプコントローラーで制御して
溶媒1aと溶媒2aの高圧グラジエントを行った。
【0047】反応試薬液及び洗浄溶媒送液用送液ポンプ
18,19として東ソー社製のCCPM−II型送液ポ
ンプ樹脂仕様を使用して、PX−8020型ポンプコン
トローラーで制御した。ミキサー7として東ソー社製の
MX−8010型ダイナミックミキサーを使用した。試
料としてリボース(2.0μg/ml)、フルクトース
(2.0μg/ml)、グルコース(2.0μg/m
l)、ラミナリビオース(2.0μg/ml)、ラミナ
リトリオース(2.0μg/ml)、ラミナリテトラオ
ース(2.0μg/ml)、ラミナリペンタオース
(2.0μg/ml)、ラミナリヘキサオース(2.0
μg/ml)、ラミナリヘプタオース(2.0μg/m
l)を含む溶液を用い、この溶液10μlを試料注入装
置の試料注入バルブ8より注入した。試料注入装置とし
て東ソー社製のAS−8020型オートサンプラーを使
用した。分析カラム9としては東ソー社製のTSKge
l Amide−80(内径4.6mm、長さ25c
m)を、80℃に温度制御した恒温槽10内に設置して
使用した。恒温槽10として東ソー社製のCO−802
0型カラム恒温槽を用いた。
【0048】溶離法としては予め溶媒1aが移動相中に
占める割合が100%となるように送液してカラムを試
料注入前に平衡化しておき、試料注入直後に溶媒2aの
混合を開始し、時間経過と比例して移動相中の溶媒2a
濃度を直線的に上昇させ、試料注入後35.0分に移動
相中に占める溶媒2aの割合が100%となるように組
成変化させる溶媒2aの直線勾配濃度上昇溶離法(グラ
ジエント溶離法)を採用した。
【0049】試料注入後、35.0分経過した後は移動
相中に占める溶媒2aの割合が100%の状態で送液を
継続した。移動相の送液速度は0.8ml/分、反応試
薬液14aの送液速度は流速0.6ml/分、反応試薬
液15aの送液速度は0.6ml/分にそれぞれ設定し
た。カラム9で分離された成分の誘導体化反応は反応槽
12内に設置した反応コイル20(内径0.4mm、長
さ20m、ステンレス鋼製)内で行った。反応槽20と
して東ソー社製のRE−8020型反応槽を95℃に温
度制御して使用した。
【0050】反応コイル20から溶出した反応混合物を
恒温槽21内に設置した冷却コイル22(内径0.25
mm、長さ4m、テフロン(登録商標)製)内で冷却し
た後、蛍光検出器23において検出した。恒温槽21と
してアドバンテック東洋社製のLCH−2000型冷却
槽を9℃に温度制御して使用した。分析カラム9と反応
槽12との間に装着する分析カラム溶出液流路切り替え
装置11として東ソー社製のスイッチングバルブユニッ
トを装備したVC−8020型バルブコントローラーを
使用した。
【0051】分析カラム溶出液流路切り替え装置11を
用いて、試料分析時には分析カラム溶出液が反応コイル
12へ送液され[図3で状態(a)と記載]、検出器セ
ル洗浄処理には分析カラム溶出液が廃液溜13へ送液さ
れるように[図3で状態(b)と記載]分析カラム溶出
液流路切り替えを行った。データ収集時間を50分、分
析終了から次回試料注入までの間隔を40分に設定し、
90分毎に試料注入を行った。1回の試料分析終了ごと
に検出器セルの洗浄を行った。
【0052】送液ポンプ19と脱気装置17との間に装
着する反応試薬液と洗浄溶媒との流路切り替え装置30
として東ソー社製のソレノイドバルブユニットを装備し
たVC−8020型バルブコントローラーを使用した。
反応試薬液と洗浄溶媒との流路切り替え装置30を用い
て、試料分析時には反応試薬液15aが送液ポンプ19
によって送液され(図2で流路位置SP1と記載)、検
出器セル洗浄工程などでは洗浄溶媒26a(図2で流路
位置SP2と記載)又は27a(図2で流路位置SP3
と記載)が送液される流路位置になるように流路切り替
えを行った。
【0053】検出器セル洗浄処理は、最初に検出器セル
洗浄溶媒26aを流速2.0ml/分で2.8分間送
液、2番目に検出器セル洗浄溶媒27aを流速2.0m
l/分で15分間送液、3番目にセル洗浄溶媒26aを
流速2.0ml/分で3分間送液することにより行っ
た。検出器セル洗浄処理開始後すぐに、移動相組成を溶
媒1a100%に切り替えて送液することにより、分析
カラム平衡化移動相(分析開始時の移動相)で分析カラ
ムを再平衡化する処理を開始した。次回の試料注入まで
移動相組成を溶媒1a100%で送液する状態を保持し
た。
【0054】また、検出器23として東ソー社製のFS
−8020型蛍光検出器を、データ処理装置24として
東ソー社製のLC−8020型データプロセッサをそれ
ぞれ用いた。各溶媒送液ポンプ5,6,18,19の流
速などの送液制御、分析カラム溶出液流路切り替え装置
11及び反応試薬液と洗浄溶媒との流路切り替え装置3
0の分析開始から90分までの制御プログラムを表1に
示す。
【0055】この表において、[ ]内は送液している
溶媒を、( )内はその流速を意味する。移動相溶媒送
液ポンプの流速は0.8ml/分に固定し、データ収集
時間は試料注入後50分間であり、分析終了から次の試
料注入までの間隔を40分間とし、90分ごとに試料注
入した。また、検出器セルの洗浄は分析終了ごとに行っ
た。
【0056】当該分析プログラムを用いて同一試料につ
いて12回の連続分析を行った。得られたクロマトグラ
ムの一部を図4に示す。図4において、a、b、cは、
それぞれ単糖類のリボース、フルクトース、グルコース
を、d、e、f、g、h、iはそれぞれ少糖類のラミナ
リビオース、ラミナリトリオース、ラミナリテトラオー
ス、ラミナリペンタオース、ラミナリヘキサオース、ラ
ミナリヘプタオースを示す。
【0057】図4に示されるように各単糖相互及び各少
糖類相互が完全に分離され、これらの完全溶出までに要
した時間は45分以内であった。分析した還元糖のうち
グルコースとラミナリビオースについて行った12回の
分析の糖ピークの保持時間(分)とピークの高さ(蛍光
強度:mV)についての測定値を表2に示す。
【0058】グルコース及びラミナリビオースの各還元
糖に基づく保持時間の変動係数CV(相対標準偏差)は
それぞれ0.116%、0.143%、蛍光ピーク高さ
の変動係数CV(相対標準偏差)はそれぞれ0.942
%、1.14%であった。なお、変動係数CV(相対標
準偏差)は、試料の標準偏差S(S=σn-1)を試料の
平均xで割った値に100を乗じて算出した。以上の結
果から、本発明方法によると、単糖類及び少糖類を含む
試料を高感度で検出可能であり、単糖類間の高度分離が
達成でき、かつ少糖類の短時間での完全溶出ができるこ
とが分る。さらに、変動係数CVの結果から連続分析に
おいて得られた分析値の再現性も高いことが分る。
【0059】
【表1】
【0060】
【表2】
【0061】比較例1 検出器セル洗浄処理を行わずに、実施例1と同様の試料
を実施例1と同様の装置(図2)を用いて12回連続し
て分析した。分析カラム溶出液流路切り替え装置11は
状態(a)の状態に、反応試薬液と洗浄溶媒との流路切
り替え装置30は流路位置SP1の状態に固定した。移
動相溶媒1a、移動相溶媒2a、反応試薬液14a,反
応試薬液15aは実施例1と同様の溶媒を使用した。移
動相溶媒送液ポンプ5、6の制御は実施例1と同様のプ
ログラムを使用し、移動相は流速0.8ml/分で送液
した(表1参照)。連続分析の間、反応試薬液14aを
流速0.6ml/分で、反応試薬液15aを流速0.6
ml/分で送液した。その他の分析条件は実施例1と同
様であった。分析した還元糖のうちグルコースとラミナ
リビオースについて、ピークの高さ(蛍光強度:mV)
について表3に示す。
【0062】グルコース及びラミナリビオースの各還元
糖に基づく蛍光ピーク高さの変動係数CV(相対標準偏
差)は、それぞれ3.65%、4.58%であった。検
出器セル洗浄処理が含まれていない比較例1によって得
られたグルコースとラミナリビオースの変動係数CV値
は、実施例1の変動係数CV値のそれぞれ3.9倍と
4.0倍に相当した。なお、変動係数CV値は、小さい
ほど分析の再現性がよい。以上の結果から、検出器セル
洗浄処理を行わない比較例1では、分析値の再現性が実
施例1よりも低いことが分る。
【0063】
【表3】
【0064】比較例2 実施例1で検出器セル洗浄処理において流路切り替え装
置による分析カラム溶出液流路切り替えを採用した代わ
りに、1回の試料分析ごとに検出器セル洗浄を行う際に
分析カラムを取り外して検出器セルを洗浄して、実施例
1と同様の試料を実施例1と同様の装置(図2)を用い
て12回連続して分析した。分析カラム溶出液流路切り
替え装置11は状態(a)の状態に、反応試薬液と洗浄
溶媒との流路切り替え装置30は流路位置SP1の状態
に固定した。
【0065】移動相溶媒1a、移動相溶媒2a、反応試
薬液14a,反応試薬液15aは実施例1と同様の溶媒
を使用した。移動相溶媒送液ポンプ5、6の制御は実施
例1と同様のプログラムを使用し、移動相は流速0.8
ml/分で送液した(表1参照)。連続分析の間、反応
試薬液14aを流速0.6ml/分で、反応試薬液15
aを流速0.6ml/分で送液した。
【0066】検出器セル洗浄は次のように行った。試料
注入後50.0分経過しデータ収集が終了した後に、す
べての送液ポンプを停止し、分析カラムを取り外し、分
析カラムの代わりにステンレス鋼製チューブを取り付
け、検出器セル洗浄処理を行った。検出器セル洗浄処理
は、最初に検出器セル洗浄溶媒26aを流速2.0ml
/分で2.8分間送液、2番目に検出器セル洗浄溶媒2
7aを流速2.0ml/分で15分間送液、3番目にセ
ル洗浄溶媒26aを流速2.0ml/分で3分間送液す
ることにより行った。
【0067】検出器セル洗浄処理開始後、ステンレス鋼
製チューブの代わりに分析カラムを取り付け、移動相組
成を溶媒1aのみに切り替えて送液ポンプ5,6から送
液すると共に、反応試薬液14aを送液ポンプ18で、
反応試薬液15aを送液ポンプ19で送液を再開した。
分析カラム平衡化移動相(分析開始時の移動相)での分
析カラム再平衡化を30分間行った後に、次回の試料注
入を行った。その他の分析条件は実施例1と同様の条件
で行った。分析した還元糖のうちグルコースとラミナリ
ビオースについての、保持時間(分)を表4に示した。
【0068】グルコース及びラミナリビオースの各還元
糖の保持時間(分)に関する変動係数CV(相対標準偏
差)は、それぞれ0.157%、0.244%であっ
た。検出器セル洗浄工程の際に分析カラムを取り外す操
作を含んでいる(すなわち移動相送液ポンプが連続分析
中に停止、再始動を繰り返す)比較例2によって得られ
たグルコースとラミナリビオースの変動係数CV値は、
実施例1の変動係数CV値のそれぞれ1.4倍と1.7
倍に相当した。なお、変動係数CV値は、小さいほど分
析の再現性がよいことを示している。
【0069】以上の結果から、検出器セル洗浄工程の際
に分析カラムを取り外す操作を含んでいる(すなわち移
動相送液ポンプが連続分析中に停止、再始動を繰り返
す)比較例2では、分析値の再現性が実施例1よりも低
下することが分る。また、比較例2では分析カラムの取
り外しや取り付け作業(約5分)、検出器セル洗浄作業
(約20.8分)、分析カラム平衡化移動相での分析カ
ラム再平衡化作業(約30分)などに約55分ほどの時
間を必要とするため試料注入間隔は約105分であっ
た。この結果から、比較例2では一定時間での連続分析
における分析可能な試料数が実施例1に比べて少なくな
ることが分る。
【0070】
【表4】
【0071】比較例3 実施例1の溶離法を2種類以上の溶離液を使用せずに単
一組成の移動相を用いて行う以外は、実施例1と同様に
して分析を行った。単一組成の移動相としてアセトニト
リル/蒸留水(体積比79:21)を用いた。得られた
クロマトグラムを図5に示す。単糖間の分離は可能であ
ったが、分析時間150分までにラミナリペンタオース
までしか溶出せずに少糖類の完全溶出ができなかった。
1種類の移動相を用いた比較例3では、単糖類間の高度
分離と少糖類の短時間での完全溶出の両立は困難である
ことが分る。
【0072】比較例4 実施例1の溶離法を2種類以上の溶離液を使用せずに単
一組成の移動相を用いて行う以外は、実施例1と同様に
して分析を行った。単一組成の移動相としてアセトニト
リル/蒸留水(体積比58:42)を用いた。このよう
にして得たクロマトグラムを図6に示す。これより、ラ
ミナリプタオースまでが15分間で溶出したが、単糖間
の分離が達成できなかった。1種類の移動相を用いた比
較例4では、単糖類間の高度分離と少糖類の短時間での
完全溶出の両立は困難であることが分る。
【0073】
【発明の効果】本発明によると、高速液体クロマトグラ
フィー法を用い、分析回数の増加による検出感度やポン
プの送液流量精度の低下なしに、糖類混合物の各成分ご
との同時分析を、再現性よく、連続して行うことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明方法で用いる公知部分の工程図。
【図2】 本発明方法全体の工程図。
【図3】 図2における流路切り替え機構の説明図。
【図4】 本発明方法により分析した1例の結果を示す
クロマトグラム。
【図5】 比較例3における分析した結果を示すクロマ
トグラム。
【図6】 比較例4における分析した結果を示すクロマ
トグラム。
【符号の説明】
1、2 移動相溶媒溜 3、4、16、17,28、29 脱気装置 5、6、18、19 送液ポンプ 7 ミキサー 9 分析カラム 10 恒温槽 11、30 流路切り替え装置 12 反応槽 13、25 廃液溜 14、15 反応試薬液溜 20 反応コイル 21 冷却槽 22 冷却コイル 23 検出器 24 データ処理装置 26、27 洗浄溶媒溜
【手続補正書】
【提出日】平成15年3月7日(2003.3.7)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0015
【補正方法】変更
【補正内容】
【0015】この図1において、1、2は移動相液溜、
5,6は定流速送液ポンプ、7はミキサーで、グラ
ント溶離法の場合には該ミキサー7において移動相液溜
1からポンプ5によって送液される溶離液1aと、移動
相液溜2からポンプ6によって送液される溶離液2aが
混合される。試料注入バルブ8より注入された試料は溶
離液によって保護用のプレカラム9´を経て分析カラム
9に導入され各成分に分離される。プレカラム9´、分
析カラム9は恒温槽10内で一定温度に保持されてい
る。14、15は分離した各成分を誘導体化するための
反応試薬液溜、18、19は各反応試薬液溜14、15
内の反応試薬14a、15aを送液するための定流速送
液ポンプである。反応試薬液溜は反応試薬を誘導体化す
べき成分の違いに応じて適宜交換しうるように通常複数
設けられる。分析カラム9において分離された各成分は
反応試薬と混合され、反応槽12の反応コイル20内を
通過する間に誘導体化され、冷却コイル22内で冷却さ
れた後、検出器23において検出されるように構成され
ている。なお、上記の例では移動相液溜、反応試薬液溜
をそれぞれ2つ設けた場合について示したが、3つ以上
の移動相液溜、反応試薬液溜を設け3種以上の溶離液や
反応試薬を用いうるように構成することもできる。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0058
【補正方法】変更
【補正内容】
【0058】グルコース及びラミナリビオースの各還元
糖に基づく保持時間の変動係数CV(相対標準偏差)は
それぞれ0.116%、0.143%、蛍光ピーク高さ
の変動係数CV(相対標準偏差)はそれぞれ0.860
%、1.14%であった。なお、変動係数CV(相対標
準偏差)は、試料の標準偏差S(S=σn-1)を試料の
平均xで割った値に100を乗じて算出した。以上の結
果から、本発明方法によると、単糖類及び少糖類を含む
試料を高感度で検出可能であり、単糖類間の高度分離が
達成でき、かつ少糖類の短時間での完全溶出ができるこ
とが分る。さらに、変動係数CVの結果から連続分析に
おいて得られた分析値の再現性も高いことが分る。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0060
【補正方法】変更
【補正内容】
【0060】
【表2】
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0062
【補正方法】変更
【補正内容】
【0062】グルコース及びラミナリビオースの各還元
糖に基づく蛍光ピーク高さの変動係数CV(相対標準偏
差)は、それぞれ3.65%、4.58%であった。検
出器セル洗浄処理が含まれていない比較例1によって得
られたグルコースとラミナリビオースの変動係数CV値
は、実施例1の変動係数CV値のそれぞれ4.2倍と
4.0倍に相当した。なお、変動係数CV値は、小さい
ほど分析の再現性がよい。以上の結果から、検出器セル
洗浄処理を行わない比較例1では、分析値の再現性が実
施例1よりも低いことが分る。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0067
【補正方法】変更
【補正内容】
【0067】検出器セル洗浄処理後、ステンレス鋼製チ
ューブの代わりに分析カラムを取り付け、移動相組成を
溶媒1aのみに切り替えて送液ポンプ5,6から送液す
ると共に、反応試薬液14aを送液ポンプ18で、反応
試薬液15aを送液ポンプ19で送液を再開した。分析
カラム平衡化移動相(分析開始時の移動相)での分析カ
ラム再平衡化を30分間行った後に、次回の試料注入を
行った。その他の分析条件は実施例1と同様の条件で行
った。分析した還元糖のうちグルコースとラミナリビオ
ースについての、保持時間(分)を表4に示した。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0072
【補正方法】変更
【補正内容】
【0072】比較例4 実施例1の溶離法を2種類以上の溶離液を使用せずに単
一組成の移動相を用いて行う以外は、実施例1と同様に
して分析を行った。単一組成の移動相としてアセトニト
リル/蒸留水(体積比58:42)を用いた。このよう
にして得たクロマトグラムを図6に示す。これより、ラ
ミナリヘプタオースまでが15分間で溶出したが、単糖
間の分離が達成できなかった。1種類の移動相を用いた
比較例4では、単糖類間の高度分離と少糖類の短時間で
の完全溶出の両立は困難であることが分る。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【符号の説明】 1、2 移動相溶媒溜 3、4、16、17,28、29 脱気装置 5、6、18、19 送液ポンプ 7 ミキサー8 試料注入バルブ 9 分析カラム 10 恒温槽 11、30 流路切り替え装置 12 反応槽 13、25 廃液溜 14、15 反応試薬液溜 20 反応コイル 21 冷却槽 22 冷却コイル 23 検出器 24 データ処理装置 26、27 洗浄溶媒溜
───────────────────────────────────────────────────── 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) G01N 30/74 G01N 30/74 E F

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 単糖類及び少糖類を含む糖類混合物を、
    2種類以上の異なる移動相を用いた液体クロマトグラフ
    ィー法により各成分に分離したのち、分離された各成分
    ごとに反応試薬を反応させてその誘導体を形成させ、こ
    の誘導体をセルに収容して検出する糖類混合物の同時分
    析方法において、検出の際に用いたセルを検出ごとに洗
    浄処理することを特徴とする分析方法。
  2. 【請求項2】 洗浄処理を、分析カラムと検出器セルを
    連絡する流路を遮断し、洗浄溶媒を用いた検出器セル洗
    浄処理と、分析カラム平衡化移動相を用いた再平衡化処
    理を行い、検出器セル洗浄処理終了後から次に分析すべ
    き糖類混合物の導入までの間に分析カラム溶出液流路を
    復元することにより行う請求項1記載の分析方法。
  3. 【請求項3】 糖類混合物を各成分に分離するための液
    体クロマトグラフィー用分析カラム、分離された各成分
    をそれぞれ誘導体化するための反応器、各成分の誘導体
    を収容する検出器セル、検出器セルを装着して検出処理
    するための検出器、検出終了後に検出用セルに洗浄溶媒
    を供給するための溶媒供給機構、分析カラムを再平衡化
    するための再生機構、及び分析カラム溶出液の流路切り
    替え機構を包含してなる糖類混合物の同時分析装置。
  4. 【請求項4】 分析カラム溶出液の流路切り替え機構
    が、分析カラムと検出器セルを連絡する流路を遮断し、
    洗浄溶媒を用いた検出器セル洗浄処理と、分析カラム平
    衡化移動相を用いた再平衡化処理を行い、検出器セル洗
    浄処理終了後から次に分析すべき糖類混合物の導入まで
    の間に分析カラム溶出液流路を復元する機能を有する請
    求項3記載の糖類混合物の同時分析装置。
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