JP2004325168A - Separation isolation device and separation isolation method by liquid chromatography - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、カラムクロマトフグラフィーによる成分分離及び分離成分の分取(特に、点状塗布(ブロッティング)して分取する手法)に関し、特に、ハイスループット分析に適した分離および分取技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
タンパク質の機能解析は創薬研究の第一歩であり、近年、その重要性が増大し、大量の試料を高速処理することが求められてきている。また、タンパク質の機能解析にあたって、その一次構造及び高次構造を知ることは、翻訳後修飾と機能との関係についての知見を得るための重要な要素である。かかる構造解析には、特に、MALDI−TOF/MS(マトリックスアシステッドレーザーデソープションイオン化飛行時間型質量分析装置)などの分析システムが有用である。
【0003】
ここに、従来、これまで、クロマトグラフィーと分取システムとを連結した技術を提供してきた(特許文献1)。しかしながら、このような技術であっても、1つのクロマトグラフィーシステムによって同時に1つの試料を分離し分取できるに過ぎず、近年のハイスループット分析の要請に応じることは困難であった。また、溶出液の分取形態としては、分取後の同定分析に適した形態であることも処理の効率化においては重要であり、上述のMSやNMRを用いて分析するには、点状塗布(ブロッティング)の形態で分取する(ブロッティングする)ことが求められている。
【0004】
【特許文献1】
特許第2603434号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明では、したがって、成分分離後の分析システムに、多くの試料を適切な状態で供給できる、すなわち、ハイスループット分析に適したクロマトグラフィーおよび分取システムを提供することをその目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記した課題を解決するため、カラムクロマトグラフィー用の1つの送液ポンプの流路を分岐して並列状に複線化し、分岐した各流路に対して分離カラムをセットすることによるマルチカラムシステム、及び、各カラムから溶出される溶出液を一括して分取する分取(ブロッティング)システムをそれぞれ構築できることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明によれば、以下の手段が提供される。
【0007】
(1)液体クロマトグラフィーによる分離分取装置であって、
移動相の供給手段と、一つの前記移動相供給手段に対応する少なくとも2本の分離カラム、とを備える分離手段と、
前記分離カラムから流出される溶出液を分取する手段、
とを備える、装置。
(2)前記分離カラムとして、内径50μm以上100μm以下、長さ5cm以上20cm以下のカラムを使用する、(1)記載の装置。
(3)前記移動相供給手段は、2μL/分以上10μL/分以下の流速範囲内で送液能力を有し、前記分離カラムに1000nL/min以下の流速で移動相を供給する、(1)又は(2)に記載の装置。
(4)前記各分離カラムの前段にはそれぞれプレカラムを備える、(1)〜(3)のいずれかに記載の装置。
(5)前記分取手段は、前記分離カラムからの溶出液を収容するターゲットを前記分離カラムの装備数に対応して有し、これらのターゲットを移動させることにより、前記分離カラムからの溶出液を順次分取可能に形成されている、(1)〜(4)のいずれかに記載の装置。
(6)前記分取手段は、前記分離カラムにそれぞれ接続され、前記ターゲットを指向する溶出液の流出管の端部を2以上支持する支持体を有し、当該保持体は、保持体下方に突出状に設けられる筒状のターゲッティングガイドを有し、当該ガイド内には、前記各流出管がガイド先端開口からの最大突出長が規制された状態で挿通方向に移動可能に保持されている、(5)記載の装置。
(7)前記プレート状保持体は、前記分離カラムの全装備数に対応するターゲッティングガイドを有する、(6)記載の装置。
(8)タンパク質の質量分析用試料の調製用である、(1)〜(7)のいずれかに記載の装置。
(9)マトリックスアシステッドレーザーデソープション型質量分析用であって、当該質量分析用マトリックスを前記流出管内で前記溶出液に供給可能なマトリックス供給手段を備える、(8)記載の装置。
(10)液体クロマトグラフィーによる分離分取方法であって、
移動相の供給手段に対して移動相の流路を分岐して並列して備えられる複数の分離カラムの各カラムに対して被験試料を導入してそれぞれ分離する工程と、
前記各分離カラムから溶出した溶出液をそれぞれ分取する分取工程、
とを備える、方法。
(11)前記分離工程及び前記分取工程は、複数の被験試料について同時的に実施する、(10)記載の方法。
(12)前記分離カラムの前段に連結されるプレカラムに被験試料を吸着させる吸着工程を各分離カラムについて実施し、全分離カラムに対応する当該吸着工程完了後に、全分離カラムについての前記分離工程を開始する、(11)記載の方法。
(13)(10)〜(12)のいずれかに記載の分離工程及び分取工程を備える、タンパク質の質量分析用試料の調製方法。
(14)(10)〜(12)のいずれかに記載の分離工程及び分取工程を備える、マトリックスアシステッドレーザーデソープション型質量分析用試料の調製方法。
(15)前記分画工程に先だって、質量分析用マトリックスを前記溶出液に供給する工程を備える、(14)記載の方法。
【0008】
本発明によれば、一つの移動相供給手段からの流路を分岐し、並列的に複数本の分離カラムを備えることにより、多数の被験試料を効率的に処理することができるようになる。特に、内径50μm以上100μm以下、長さ5cm以上20cm以下程度のナノカラムに適用することで、少量の被験試料の効率的分析が可能となる。また、分離カラムに1000nL/min以下の移動相速度で移動相を供給する移動相供給手段を備えることにより、分離カラムからの溶出液をナノマイクロリットルのレベルでのブロッティングが可能となる。さらに、分離カラムの前段にプレカラムを備えることにより、当該プレカラムで被験試料を保持あるいは濃縮することができるとともに、複数本の分離カラムへの被験試料の供給タイミングを同期化することができる。これにより、ブロッティング手段を単一化あるいはその個数を低減することができる。また、ブロッティング手段に、前記プレート状保持体を備える場合には、一つのブロッティング手段で複数本の分離カラムからの溶出液を同期的にブロッティングすることが容易になる。
【0009】
また、本発明の分画方法によれば、多数の被験試料を効率的に分離しかつ、後段での分析用等のために分画することができるようになる。特に、分離工程及びブロッティング工程とをそれぞれ同期的に行うことにより、一層効率的な処理が可能となる。さらに、前記プレカラムに被験試料を吸着させる吸着工程を実施し、全分離カラムに吸着工程を実施後に、一挙に全分離カラムについて分離工程を実施することで、効率的に分離工程と分画工程とを実施できる。
また、本発明装置及び方法の好ましい形態は、タンパク質の質量分析用試料の調製装置あるいは方法に適用する形態であり、また、特にマトリックスアシステッドレーザーデソープション型の質量分析用試料の調製装置及び方法に適用することが好ましい形態である。特に、マトリックスアシステッドレーザーデソープション型の質量分析用試料の調製装置及び方法に適用する場合には、分画に先だって、マトリックスを溶出液に供給する手段あるいは工程を備えることにより、成分分画と分析用試料の調製を同時に実現することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明の分画方法は、液体クロマトグラフィーにおける溶出成分の分画方法であって、移動相の供給手段に対して移動相の流路を分岐して並列して備えられる複数の分離カラムの各カラムに対して被験試料を負荷してそれぞれ分離する工程と、前記各分離カラムから溶出した溶出液をそれぞれブロッティングする分画工程、とを備えることを特徴としている。
また、当該方法を実施するのに適した装置として、本発明は、液体クロマトグラフィーによる分離分画装置であって、移動相の供給手段と、一つの前記移動相供給手段に対応して並列状に装備される少なくとも2本の分離カラムと、前記分離カラムから流出される溶出液をブロッティングする手段、とを備えている。
以下、図1に例示する本発明の装置2の全体を参照しつつ、本発明の装置及び方法について詳細に説明する。
【0011】
(液体クロマトグラフィーによる分離手段)
分離手段4としての液体クロマトグラフィーは、分離カラム6a〜6f(以下、特にこれらを区別しない場合には、図番を「6」と記載する。)を有し、さらに、当該分離カラム6に液体(移動相)を供給する移動相供給手段10を備えている。
分離カラム6は、液体クロマトグラフィーに用いられる公知のカラム及び充填担体を用いることができる。すなわち、イオン交換クロマトグラフィー、アフィニティクロマトグラフィー、疎水性クロマトグラフィー等の各種公知の液体クロマトグラフィーに使用される充填担体及びカラムを使用できる。例えば、ODS(オクタデシルシリル基)を備えるケイ素化合物を分離用担体とする分離カラム6を用いることができる。
なお、カラムサイズは、特に限定しないが、内径50μm以上100μm以下、長さ5cm以上20cm以下のキャピラリーカラムを使用することができる。当該カラムは、特に、ナノ液体クロマトグラフィー用カラムとして好ましい。
分離カラム6の本数は特に限定しないが、好ましくは、3本以上として、より好ましくは4本以上であり、さらに好ましくは5本以上である。上限は、特に限定しないが、移動相供給手段10として、2μL/分以上10μL/分以下の流速範囲内の送液能力を有するものを使用する場合には、分離カラム6での適正な流速範囲を確保する観点から10本以下の分離カラム6を使用することが好ましい。
【0012】
また、本発明装置2及び方法は、流速が1000μL/分以下のマイクロ液体クロマトグラフィー、流速が1000nL/分以下のナノ液体クロマトグラフィーに適用することができる。好ましくは、ナノ液体クロマトグラフィーに適用する。ナノLCに適用することにより、微量サンプルでかつ微少量でのブロッティングが可能となるからである。また、特に、ナノLCは、タンパク質の機能解析等を目的とする質量分析用試料として適切な試料量を供給できるからである。
【0013】
移動相供給手段10は、特に限定しないで、従来公知の各種液体クロマトグラフィー用のポンプを用いることができる。特に、ナノLCに適用する場合には、キャピラリーカラム用ポンプを用いることが好ましい。送液能力としては、ナノLCに適用する場合には、流路を複数本に分岐し並列状に複数本の分離カラム6を装備した場合に、1000nL/min以下の流量となるような送液能力を有することが好ましい。通常、このような流速を達成する移動相供給手段10としては、2μL/分以上10μL/分以下の範囲で送液能力(好ましくは濃度勾配形成能力も有する)を有する移動相供給手段10を挙げることができる。
【0014】
本発明は、移動相供給手段10からの移動相の流路が複数本に分岐し、複数本のカラムが並列的に接続可能となっていることを特徴としている。
移動相供給手段10からの流路を複数本に分岐するには、例えば、適当な分流器を使用する。最終的に必要する流路数に対応させるために1個あるいは2個以上の分流器を用いることができる。例えば、図1に示すように、最終的に6本の流路に分岐したい場合には、まず、2本の分岐を有する分流器14aを使用し、この分流器14aで分岐した各流路に対して3方向性の分岐を有する分流器14bを用い、2段階で分岐することが分岐することができる。
なお、カラム6と分流器14、分流器14と分流器14との間は、流速に適合した内径のチューブを用いることが好ましい。なお、ナノLCにはフューズドシリカチューブを用いることが好ましい。また、各種チューブと分流器14や後述するバルブ12との接続は、チューブとチューブの接続部分を覆うユニオンあるいはチューブと分流器14との接続部分を構成するコネクター内にチューブを挿通し、当該チューブをユニオンあるいはコネクター内の形状に適合したフェラルとボルトとで固定することにより、デッドボリュームをなしにするかあるいは最小限としてこれらを接続することができる。
【0015】
所望の分岐数に分岐された流路は、流路切替用バルブ(フローセレクターバルブ)12a〜12f(以下、特にこれらのバルブを区別しない場合には単に「12」と記載する。)を介して各分離カラム6a〜6fに連絡させることができる。複数のポート、すなわち、マルチポートを有するバルブを用いることで、たとえば、図1に示すように、分離カラム6に、オートサンプラー18からのサンプルローティングのための流路を接続可能となる。また、カラム6a〜6fの前段に被験試料を吸着保持させるプレカラム16a〜16f(以下、これらのプレカラムを区別しない場合には、単に「16」と記載する。)をこのバルブ12に付随して装備することが可能となる。これにより、バルブ12の切り換えで、移動相をプレカラム16を通過しないで分離カラム6に到達する流路系と通過して分離カラム6に到達する流路系とを切り換え可能となる。図1においては、バルブ12により、移動相がプレカラム16を通過して分離カラム6に到達する流路系を形成した状態となっている。このプレカラム通過流路系が、プレカラム16に被験試料を吸着保持させた後に形成されると、プレカラム16に吸着させた被験試料が移動相によって溶出され分離カラム6に到達されることになる。
【0016】
このように、本装置2には、プレカラム16を備えることができるが、プレカラム16は、分離カラム6の前段に取りつけられ、被験試料を予めプレカラム16に吸着保持させておくことで、例えば、被験試料を濃縮することもできるし、また、分離カラム6に悪影響のある成分等をプレカラム16に保持させて精製することもできる。また、本発明のように複数本の分離カラム6を用いる場合には、分離カラム6への流路系をバルブ12で遮断した後、プレカラム16に順次被験試料を供給し、最後に被験試料を供給したプレカラム6に被験試料が吸着された後に、同時にバルブ12を作動させてプレカラム16から分離カラム6への流路系を開放することにより、同時に各被験試料を複数の分離カラム6へ供給することができる。なお、被験試料の一次保持のためには、プレカラム16に替えて、被験試料を一時的に貯留しておくことのできるサンプルループを用いることも可能である。
【0017】
本装置2には、また、上述のように、オートサンプラー(自動サンプル供給装置)18を装備することができる。オートサンプラー18は、LCシステムに用いることができる従来公知の各種オートサンプラー18であれば、特に限定しないで用いることができる。例えば、図1に示すように、オートサンプラー18は、サンプルローディングポンプ20、バルブ22、サンプルループ24を備えることができる。
オートサンプラー18と分離カラム6を擁する分離手段とはフローセレクターバルブ26を介して連絡されている。バルブ26は、オートサンプラー18のサンプルループ24からサンプルローディングポンプ20によって移動相とともに搬送されてくる被験試料を対応する分離カラム6に分配するように適切な流路系を形成できるように構成されている。
【0018】
オートサンプラー18においては、被験試料の導入待機状態にあっては、所定の移動相がサンプルローディングポンプ20によってサンプルループ24を回避するように搬送され、バルブ26、12を介して、分離系外へ排出されるようになっている。
一方、オートサンプラー18における被験試料の導入期にあっては、オートサンプラー18側において上記のような移動相搬送状態下、被験試料の所定量がサンプルバイアルに吸引され、サンプルループ24に保持され(図1参照)、その後、バルブ22を切替作動して、サンプルローディングポンプ20によって搬送される移動相をサンプルループ24に流出させることにより、サンプルループ24内に保持されていた被験試料が分離カラム6側へと搬送されるようになっている。
【0019】
(分取手段)
分離カラム6の溶出末端側には、流出管28が接続されており、この流出管28の先端側には、分取手段30を備えている。流出管28は、既に述べたように、典型的には、フューズドシリカ製のチューブを用いることができる。ナノLCの場合、内径数十μm程度(典型的には、内径20〜30μm程度)とすることができる。
分取手段30は、多数個の溶出液収容部を備えるターゲット32と、このターゲット32を載せるx、y及びz方向に移動制御可能なテーブル42とを備えている。ターゲット32は、各分離カラム6に対して個別に設けることができ、それぞれのターゲット32は、通常、所定量の溶出液を収容可能な収容部が多数個備えている。ナノLCあるいはMS用試料を分離するのにLCを利用する場合における分取形態は、点状塗布、いわゆるブロッティングする形態となる。ブロッティングする場合、ターゲット32は、全体としてプレート状であって、溶出液収容部の形態は特に限定しないが、直径1mm程度の円形の凹部とすることができる。また、ターゲット32には、このような凹状の溶出液収容部が数10個〜数100個程度形成されている。なお、、ターゲット32は、単に平面状であってもよい。
【0020】
テーブル42は、ターゲット32を載せた状態で、3軸方向に移動して、分離カラム6から溶出される溶出液を、ターゲット32上に配列された溶出液収容部に予め順番付けられて分取(ブロット)されるようになっている。このテーブル42は、全ての分離カラム6に対して個々に設けることもできるが、好ましくは、2以上の分離カラム6、すなわち、2以上のターゲット32に一つのテーブル42が対応するものとし、より好ましくは、全ての分離カラム6、すなわち、全てのターゲット32に対して単一のテーブル42が対応するものとする。このような対応形態は、全ての分離カラム6において同時期(同期的)にサンプルをローディングして分離を開始する場合において特に有効である。また、複数のターゲット32に対して単一のテーブル42で対応することで、省スペースで、しかも、効率的に分取が可能となる。
【0021】
分離カラム6から溶出される溶出液を正確にブロットするには、流出管28の先端を正確にターゲット32の溶液収容部に接触させる必要がある。したがって、同時分析の場合、複数の流出管28の先端を同時に正確にターゲット32に接触させないと一括ブロッティングが困難となる。本発明では、同時分析における正確なブロッティングのために、複数の流出管28の先端側を保持する保持手段52を用いることができる。この保持手段52は、複数の流出管28の先端を複数のターゲット32に対応すべき適切な間隔を置いて、溶出液のブロッティング時には、必ずターゲットに当接させることができるようになっている。
【0022】
この保持手段52は、典型的にはプレート状の支持体54を有し、支持体54の所定位置に溶出チューブをおおよそまっすぐの状態で自在に挿通させることができる程度の内径の貫通孔58を有するスリーブ状のターゲッティングガイド56を備えている。ターゲッティングガイド56の先端は、支持体54の下面よりも下方、すなわち、ターゲット32側に所定距離突出されている。この突出長は例えば数cm程度とすることができる。このターゲッティングガイド56の貫通孔58に流出管28を挿入し、その先端がターゲッティングガイド56先端から所定長さ(最大突出長、例えば1〜2mm程度)以上に突出しないように、下方への突出を規制するが、上方への移動は規制しない規制部材62を設ける。当該規制部材62は例えば、貫通孔58から上方に突出される流出管28のいずれかの部位に設けられる貫通孔58よりも大きな外径を有する抜け止め材とすることができる。このような抜け止め材を配することで、流出管28は、保持手段52の下方に所定長を超えて突出されることはなく、突出した流出管28の先端が例えばターゲット32に当接した場合には、溶出チューブは上方に移動され、前記所定長よりも短い突出長でターゲッティングガイド56から突出されることとなる。ターゲッティングガイド56は、いかなる形態で支持体54に対して形成されていてもよいが、例えば、支持体56に形成した雌ねじ部に螺合する雄ねじ部を有するナットとすることができる。螺合により一体化されるターゲッティングガイド56とすることで、ターゲッティングガイド56が支持体54の下面から突出する長さを調節することができるため好ましい。また、ターゲッティングガイド56は、支持体54の下面から突出する部分が、先端が先細り状のテーパ状であると、テーブル42の三次元的移動を妨げることがなく、また、流出管28の先端から流出する溶出液がスリーブ56の先端に付着しにくいため都合がよい。
【0023】
かかる保持手段52によれば、図2に示すように、テーブル42が移動してターゲット32の溶出液収容部に流出管28の先端が当接すると、流出管28はターゲッティングガイド56の貫通孔58内を規制部材62とともに上方に押し上げられる。このとき、流出管28がターゲッティングガイド56から突出した状態で溶出液収容部の底部に当接させることにより、溶出液のコンタミネーションを有効に防いで各溶出液を各溶出液収容部に分取あるいはブロッティングすることができる。流出管28がターゲッティングガイド56の先端から突出する長さを、テーブル42あるいは支持体54のセッティングが水平からはずれ得る範囲を想定して、全ての溶出チューブの先端がスリーブ54の先端から突出した状態で溶出液収容部の底部に当接するように長さに設定しておくことで、全ての流出管28について、その先端が溶出液収容部の底部に当接された状態とすることができ、複数個の流出管28の全てからの溶出液を正確な滴下量でかつコンタミネーションを防止して各収容部にブロットすることができる。
【0024】
なお、本装置2においては、分離カラム6から溶出される溶出液に他の液体を混合する手段を備えることもできる。当該他の液体は、ターゲット32の溶出液収容部に供給することもできるが、好ましくは、分離カラム6の末端からターゲット32に至る流出管28のいずれかの部位において他の液体を当該溶出チューブ内に供給し混合させることが好ましい。このようなインライン混合は、特に、質量分析用試料調製時など、溶出液の分析に溶出液以外に他の液体(マトリックス)を要する場合において好ましい。具体的には、マトリックスエイドレーザーデソープション型質量分析用の試料調製に適用するのが好ましい。
【0025】
このようなインライン混合には、例えば、分離カラム6からターゲット32に至る流出管の途中に分流器72を設け、この分流器72の一つのポートに他の液体の供給手段を接続することができる。この結果、分流器72において溶出液と他の液体とが合流した状態で、ターゲット32まで搬送されることになる。例えば、図1に示す形態では、マトリクス供給手段74からの流路は、分流器76を介して分離カラム6の装備数に応じて分流され、各分離カラム6からの流出管28に分流器72を介して合流するようになっている。
【0026】
なお、ターゲット32は、次なる分析手段、たとえば、マススペクトルや核磁気共鳴スペクトルなどの同定手段のサンプリング手段あるいは当該同定手段の前処理手段にそのままの状態で適用可能な形態とすることが好ましい。
【0027】
次に、本発明の方法について説明する。なお、以下の工程は、図1に示す装置2を使用した場合を挙げて説明するが、これらの工程は、図1に示す装置2を適用する場合に限定されるものではない。
(分離工程)
まず、LC分離系に所定の移動相を流して安定化することができる。移動相は、特に限定しないが、分離工程を通じて一定の溶媒を用いることもできるし、グラジエントをかけることもできる。また、両者を組み合わせること可能である。移動相供給手段10における流速は、2〜10μL/分とすることができ、例えば、図1に示すように6つに分流した場合、それぞれの分離カラム6においては、1000nL/分以下程度のナノLCレベルとすることができる。
【0028】
初期の移動相で十分に分離系(分離カラム6、流路、およびプレカラム16を含む)を安定化後、分離系に被験試料が導入される。オートサンプラー18にセットされた被験試料は、逐次バルブ22を介して吸引され、サンプルループ24にトラップされるとともに、バルブ22が切り換えられて分離系側にサンプルローディングポンプ20により押し出され、次いで、流路切り換えバルブ26の順次的な出口開閉制御により、所定のプレカラム16に押し出される。プレカラム16には、被験試料中の分離成分が吸着保持される。なお、プレカラム16への被験試料の導入にあっては、バルブ12は、図1に記載したバルブ12の制御位置とは異なる制御位置にあり、バルブ26からの流路とプレカラム16とが直列状に連絡される。このような被験試料の導入が順次行われて、全被験試料がプレカラム16に吸着された後、全ての分離カラム6に対して、同じタイミングで被験試料が導入される。
【0029】
分離カラム6への被験試料の導入は、バルブ12の切り換えによって達成される。図1には、バルブ12の切り換えにより、分離カラム6とプレカラム16とが直列に接続された状態が記載されている。この状態にバルブ12が切り換えされると、プレカラム16に吸着保持された被験成分が分離カラム16に導入される。本発明方法によれば、一つの移動相供給手段10を用いてその流路を分岐することで一度に複数本の分離カラム6を用いて同時分析が可能となっている。このため、被験試料中の成分の分離とブロッティングとの高速処理化が可能となっている。従来、一つの移動相供給手段10に対して、複数個の分離カラム6を並列的に接続することは行われていなかった。なお、移動相にグラジエントをかける場合には、適時グラジエントを形成する送液状態が形成される。各分離カラム6には、毎分ナノリットルレベルの流速で移動相が送液され、被験成分が分離され、分離カラム6から各成分が順次溶出される。
【0030】
(分取工程)
各分離カラム6から溶出された溶出液は、流出管28を通過し、分取手段30のテーブル42上のターゲット32の溶出液収容凹部に順次分取(ブロッティング)されるようになっている。ブロッティングは、所定時間間隔でテーブル42が移動して、流出管28の先端に次の溶出液収容凹部を位置させることにより行われる。流速500nL/分の場合、30秒間、一つの溶出液収容凹部に位置させることにより、約250nLがブロットされることになる。
【0031】
各流出管28の先端が保持手段52に保持されている場合には、一つの移動可能なテーブル42によって、全分離カラム6からの溶出液をブロットすることが可能となる。また、テーブル42やターゲット32の水平性が完全に確保されていない場合であっても、ターゲッティングガイド56によって流出管28がガイドされているため、撓むことなく、その先端が溶出液収容凹部の底部あるいはその近傍に到達され、正確に所定量が収容凹部にブロットされるとともに、コンタミネーションも防止され、結果として、確実に溶出液をブロットし、後段での分析に適した試料分取が可能となる。
【0032】
特に、マトリックスアシステッドレーザーデソープション型質量分析用の試料調製をブロッティング工程と同時に実現することができる。この場合には、分離カラム6から流出する溶出液がターゲット32に到達するのに先だって溶出液にマトリックスが混合されることが好ましい。このためには、図1に示すマトリックス供給手段74によりマトリックスを供給する。なお、マトリックス以外であっても、後段での同定分析に必要な試薬あるいはその他の液体も、このマトリックスと同様に溶出液に混合することができる。
【0033】
以上のようにして、本発明における分離工程及び分取工程を実施することができる。本発明によれば、一つの移動相供給手段10を用いて複数本の分離カラム6で複数の分離工程を実施可能であり、特に、複数の分離カラム6に対して同時期に被験試料を導入して同時分析が可能である。一つの移動相供給手段10を用いるため、移動相にグラジエントをかける場合など、同時分析に都合がよい。また、本発明によれば、単一のブロッティング手段により複数本の分離カラム6からの溶出液についてブロッティング工程を実施することができる。特に、複数本の分離カラム6に対して同時に被験試料を導入した場合には、各分離カラム6からの溶出成分をそれぞれ同時的にブロッティングすることができることにより、各分離カラム6の多数個の溶出画分は、それぞれ他の分離カラム6からの多数個の溶出液画分と同じ溶出条件(保持時間、移動相のグラジエント等)とすることができる。これにより、各溶出画分についての後段での同定分析において溶出成分の同定や構造分析を容易にすることができる。
【0034】
【発明の効果】
本発明によれば、ハイスループット分析に適した液体クロマトグラフィーによる分離分取装置および方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の分離分取装置の全体の概略を示す図である。
【図2】分離カラムからの流出管を保持する保持手段を示す図である。
【符号の説明】
2 装置
6 分離カラム
10 移動相供給手段
16 プレカラム
18 オートサンプラー
28 流出管
30 分取手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to component separation by column chromatography and fractionation of separated components (particularly, a technique of fractionating by spot application (blotting)), and particularly to a separation and fractionation technique suitable for high-throughput analysis.
[0002]
[Prior art]
Functional analysis of proteins is the first step in drug discovery research. In recent years, its importance has increased, and high-speed processing of a large number of samples has been required. Further, in analyzing the function of a protein, knowing its primary structure and higher-order structure is an important element for obtaining knowledge about the relationship between post-translational modification and function. For such structural analysis, an analysis system such as MALDI-TOF / MS (matrix assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrometer) is particularly useful.
[0003]
Here, heretofore, a technique in which chromatography and a fractionation system are connected has been provided (Patent Document 1). However, even with such a technique, only one sample can be simultaneously separated and separated by one chromatography system, and it has been difficult to meet the recent demand for high-throughput analysis. It is also important that the eluate is in a form suitable for identification analysis after the fractionation, in order to improve the efficiency of the treatment. There is a demand for sorting (blotting) in the form of application (blotting).
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2603434
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, an object of the present invention is to provide a chromatography and fractionation system that can supply many samples in an appropriate state to an analysis system after component separation, that is, is suitable for high-throughput analysis. .
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors branched a flow path of one liquid sending pump for column chromatography to form a double track in parallel, and set a separation column for each branched flow path. Thus, the present inventors have found that a multi-column system and a preparative (blotting) system for collectively collecting eluates eluted from each column can be constructed, thereby completing the present invention.
That is, according to the present invention, the following means are provided.
[0007]
(1) An apparatus for separation and separation by liquid chromatography,
Separation means comprising a mobile phase supply means, and at least two separation columns corresponding to one mobile phase supply means,
Means for separating the eluate flowing out of the separation column,
An apparatus comprising:
(2) The apparatus according to (1), wherein a column having an inner diameter of 50 μm or more and 100 μm or less and a length of 5 cm or more and 20 cm or less is used as the separation column.
(3) The mobile phase supply means has a liquid sending capacity within a flow rate range of 2 μL / min to 10 μL / min and supplies the mobile phase to the separation column at a flow rate of 1000 nL / min or less. Or the apparatus according to (2).
(4) The apparatus according to any one of (1) to (3), wherein a precolumn is provided at a stage preceding each of the separation columns.
(5) The separation means has a target for accommodating the eluate from the separation column corresponding to the number of the separation columns, and moving these targets to elute the eluate from the separation column. The device according to any one of (1) to (4), wherein the device is formed so as to be able to sequentially separate the components.
(6) The separation means has a support connected to the separation column and supporting at least two ends of an outflow pipe of the eluate directed to the target, and the holder is provided below the holder. It has a cylindrical targeting guide provided in a protruding shape, and in the guide, each of the outflow pipes is held so as to be movable in the insertion direction in a state where the maximum protruding length from the guide tip opening is regulated, The device according to (5).
(7) The apparatus according to (6), wherein the plate-shaped holder has targeting guides corresponding to the total number of the separation columns.
(8) The apparatus according to any one of (1) to (7), which is for preparing a sample for protein mass spectrometry.
(9) The apparatus according to (8), which is for matrix-assisted laser desorption type mass spectrometry, and further includes a matrix supply means capable of supplying the matrix for mass spectrometry to the eluate in the outlet tube.
(10) A method for separation and separation by liquid chromatography,
A step of introducing a test sample into each of a plurality of separation columns provided in parallel by branching the mobile phase flow path to the mobile phase supply means, and separating them,
A fractionation step of fractionating the eluate eluted from each of the separation columns,
A method comprising:
(11) The method according to (10), wherein the separation step and the fractionation step are performed simultaneously on a plurality of test samples.
(12) performing an adsorption step of adsorbing a test sample on a precolumn connected to a stage preceding the separation column for each separation column, and after completing the adsorption step corresponding to all separation columns, performing the separation step for all separation columns Starting, the method of (11).
(13) A method for preparing a protein mass spectrometry sample, comprising the separation step and the fractionation step according to any one of (10) to (12).
(14) A method for preparing a sample for matrix-assisted laser desorption type mass spectrometry, comprising the separation step and the fractionation step according to any one of (10) to (12).
(15) The method according to (14), further comprising a step of supplying a matrix for mass spectrometry to the eluate before the fractionation step.
[0008]
According to the present invention, a large number of test samples can be efficiently processed by branching the flow path from one mobile phase supply unit and providing a plurality of separation columns in parallel. In particular, by applying the present invention to a nanocolumn having an inner diameter of 50 μm or more and 100 μm or less and a length of about 5 cm or more and 20 cm or less, efficient analysis of a small amount of a test sample becomes possible. Further, by providing the separation column with a mobile phase supply means for supplying a mobile phase at a mobile phase speed of 1000 nL / min or less, the eluate from the separation column can be blotted at the nanomicroliter level. Further, by providing a pre-column before the separation column, the test sample can be retained or concentrated in the pre-column, and the supply timing of the test sample to a plurality of separation columns can be synchronized. As a result, the number of the blotting means can be reduced to one or less. In addition, when the plate-shaped holder is provided in the blotting means, it becomes easy to synchronously blot the eluate from a plurality of separation columns by one blotting means.
[0009]
Further, according to the fractionation method of the present invention, a large number of test samples can be efficiently separated and fractionated for analysis at a later stage. Particularly, by performing the separation step and the blotting step synchronously, more efficient processing can be performed. Further, an adsorption step of adsorbing the test sample on the pre-column is performed, and after performing the adsorption step on all the separation columns, the separation step is performed on all the separation columns at once, so that the separation step and the fractionation step can be efficiently performed. Can be implemented.
Further, a preferred embodiment of the apparatus and method of the present invention is a form applied to an apparatus or method for preparing a sample for protein mass spectrometry, and particularly, an apparatus and a method for preparing a matrix assisted laser desorption type mass spectrometry sample. It is a preferred embodiment to apply to the method. In particular, when the present invention is applied to an apparatus and a method for preparing a matrix-assisted laser desorption-type mass spectrometry sample, a means or a step of supplying a matrix to an eluate prior to fractionation is provided, so that component separation can be performed. And the preparation of a sample for analysis can be realized at the same time.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
The fractionation method of the present invention is a method for fractionating eluted components in liquid chromatography, wherein each of a plurality of separation columns provided in parallel by branching a mobile phase flow path with respect to a mobile phase supply means. The method is characterized by comprising a step of loading a test sample onto a column to separate each column, and a fractionation step of blotting the eluate eluted from each of the separation columns.
Further, as an apparatus suitable for carrying out the method, the present invention is a separation / fractionation apparatus using liquid chromatography, which comprises a mobile phase supply unit and a mobile phase supply unit corresponding to one mobile phase supply unit. And at least two separation columns, and means for blotting an eluate flowing out of the separation column.
Hereinafter, the apparatus and method of the present invention will be described in detail with reference to the
[0011]
(Separation means by liquid chromatography)
The liquid chromatography as the separation means 4 has
As the
The column size is not particularly limited, but a capillary column having an inner diameter of 50 μm to 100 μm and a length of 5 cm to 20 cm can be used. The column is particularly preferable as a column for nanoliquid chromatography.
The number of the
[0012]
Further, the
[0013]
The mobile phase supply means 10 is not particularly limited, and a conventionally known pump for various liquid chromatography can be used. In particular, when applied to nano LC, it is preferable to use a pump for a capillary column. As for the liquid sending capacity, when applied to the nano LC, when the flow path is branched into a plurality of channels and a plurality of
[0014]
The present invention is characterized in that the flow path of the mobile phase from the mobile phase supply means 10 is branched into a plurality of rows, and a plurality of columns can be connected in parallel.
In order to branch the flow path from the mobile phase supply means 10 into a plurality of flow paths, for example, an appropriate flow divider is used. One or more flow dividers can be used to correspond to the finally required number of flow paths. For example, as shown in FIG. 1, when it is desired to finally branch into six flow paths, a
It is preferable to use a tube having an inner diameter suitable for the flow rate between the
[0015]
The flow paths branched into a desired number of branches are provided via flow path switching valves (flow selector valves) 12a to 12f (hereinafter, simply described as "12" when these valves are not particularly distinguished). Each of the
[0016]
As described above, the
[0017]
The
The
[0018]
In the
On the other hand, in the introduction period of the test sample in the
[0019]
(Sampling means)
An
The sorting means 30 includes a
[0020]
The table 42 is moved in three axial directions with the
[0021]
In order to accurately blot the eluate eluted from the
[0022]
The holding means 52 typically has a plate-shaped
[0023]
According to the holding means 52, as shown in FIG. 2, when the table 42 moves and the tip of the
[0024]
In addition, the
[0025]
For such in-line mixing, for example, a
[0026]
The
[0027]
Next, the method of the present invention will be described. Note that the following steps will be described using the case where the
(Separation process)
First, it can be stabilized by flowing a predetermined mobile phase through the LC separation system. The mobile phase is not particularly limited, but a fixed solvent can be used throughout the separation step, or a gradient can be applied. Moreover, it is possible to combine both. The flow rate in the mobile phase supply means 10 can be 2 to 10 μL / min. For example, when the flow is divided into six as shown in FIG. It can be at the LC level.
[0028]
After sufficiently stabilizing the separation system (including the
[0029]
The introduction of the test sample into the
[0030]
(Preparation process)
The eluate eluted from each
[0031]
When the tip of each
[0032]
In particular, sample preparation for matrix-assisted laser desorption mass spectrometry can be realized simultaneously with the blotting step. In this case, it is preferable that the matrix is mixed with the eluate before the eluate flowing out of the
[0033]
As described above, the separation step and the fractionation step in the present invention can be performed. According to the present invention, it is possible to carry out a plurality of separation steps with a plurality of
[0034]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the separation and separation apparatus and method by liquid chromatography suitable for high-throughput analysis can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating the entire separation and fractionation apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a holding means for holding an outflow tube from a separation column.
[Explanation of symbols]
2 Equipment
6 separation column
10 Mobile phase supply means
16 pre-column
18 Autosampler
28 Outflow pipe
30 Preparative means
Claims (15)
移動相の供給手段と、一つの前記移動相供給手段に対応する少なくとも2本の分離カラム、とを備える分離手段と、
前記分離カラムから流出される溶出液を分取する手段、
とを備える、装置。A separation / fractionation apparatus using liquid chromatography,
Separation means comprising a mobile phase supply means, and at least two separation columns corresponding to one mobile phase supply means,
Means for separating the eluate flowing out of the separation column,
An apparatus comprising:
移動相の供給手段に対して移動相の流路を分岐して並列して備えられる複数の分離カラムの各カラムに対して被験試料を導入してそれぞれ分離する工程と、
前記各分離カラムから溶出した溶出液をそれぞれ分取する分取工程、
とを備える、方法。A method for separation and separation by liquid chromatography,
A step of introducing a test sample into each of a plurality of separation columns provided in parallel by branching the mobile phase flow path to the mobile phase supply means, and separating them,
A fractionation step of fractionating the eluate eluted from each of the separation columns,
A method comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003118208A JP2004325168A (en) | 2003-04-23 | 2003-04-23 | Separation isolation device and separation isolation method by liquid chromatography |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2008304369A (en) * | 2007-06-08 | 2008-12-18 | Biologica:Kk | Device and method for preparing sample for mass spectrometry |
KR101063917B1 (en) | 2009-07-17 | 2011-09-14 | 한국폴리텍Iv대학 산학협력단 | Automatic simultaneous separation system |
JP2017508960A (en) * | 2014-02-11 | 2017-03-30 | ビュヒ ラボーアテヒニク アクチエンゲゼルシャフトBuechi Labortechnik AG | Multiple column chromatography system and method of use |
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2003
- 2003-04-23 JP JP2003118208A patent/JP2004325168A/en active Pending
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