JP2005233941A - 固相抽出用担体 - Google Patents
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Abstract
【課題】
固相抽出担体の多孔体の破損や多孔体とその保持材料との間の隙間を防止でき、また使用時の通液性を保ったまま種々の目的容量に対応できるような固相抽出担体を提供することである。
【解決手段】固相抽出用担体1は、1つ、もしくは複数の空孔3が形成されているセラミック基体1、および空孔3内に充填された、相分離を伴うゾル−ゲル転移によって生成した無機多孔質材料4を備えている。
【選択図】 図1
固相抽出担体の多孔体の破損や多孔体とその保持材料との間の隙間を防止でき、また使用時の通液性を保ったまま種々の目的容量に対応できるような固相抽出担体を提供することである。
【解決手段】固相抽出用担体1は、1つ、もしくは複数の空孔3が形成されているセラミック基体1、および空孔3内に充填された、相分離を伴うゾル−ゲル転移によって生成した無機多孔質材料4を備えている。
【選択図】 図1
Description
本発明は固相抽出用担体に関するものである。
従来、液体中からの試料の抽出には、液−液抽出法が多く用いられてきたが、作業の煩雑さ、溶媒を多量に使用する、さらには使用する溶媒が環境、人体に対する影響が大きい等の問題点があった。現在では、合成法の発達に伴い、シリカ系及び合成高分子系多孔性粒子を用いた、作業が簡単で溶媒の使用量も少なく自動化により多量の試料を処理することが出来る固相抽出法が用いられるようになってきた。
固相抽出に用いられる充填剤としては、無機系基材のものとして、シリカゲルの表面をオクタデシル基等で化学修飾し、充填剤表面を疎水性にしたものや、イオン交換基等で化学修飾し、充填剤表面をイオン交換性にした化学結合型シリカゲルが知られている。
また、特許文献1には、シリカのゾル−ゲル相転移によって生成した多孔体を、収縮チューブ内に生成させて固相抽出用担体を製造することが記載されている。
特開2003−166983号公報
特許文献1記載の固相抽出用担体によると、ゾル−ゲル転移を伴う相分離によって生成したシリカ多孔体を熱収縮チューブ内に充填し、熱を加えてプラスチックチューブを収縮させ、チューブをシリカ多孔体に密着させ、固相抽出用担体を形成している。この固相抽出用担体を、例えば注射器の先端に取り付け、注射器を駆動して溶液を吸い上げ、再び注射器を反対方向に駆動して溶液を排出する。しかし、ゾル−ゲル転移を伴う相分離によって生成したシリカ多孔体は気孔率が非常に大きく、その強度は弱い。したがって、熱収縮チューブ内に充填し、チューブを熱収縮させるときに、シリカ多孔体をチューブ内の所定箇所に固定するハンドリング性が悪く、シリカ多孔体の取り出し時やチューブ内に固定する作業時にシリカ多孔体が破損する可能性が高い。また、場合によっては、チューブの締めつけが強いとシリカ多孔体に微細な破損が生じ易いという問題がある。特にシリカ多孔体の直径が例えば3mm以下と小さくなると、この可能性がある。チューブによる多孔体の締めつけが弱いと、チューブと多孔体表面との間に隙間が発生しやすい。
また、本発明者は、円筒の内側空孔において、ゾル−ゲル転移による相分離を生じさせ、シリカ多孔体を生成させた固相抽出担体を検討した。しかし、この場合には、空孔の直径が大きくなると、例えば1mm以上となると、シリカ多孔体が生成、乾燥する際の収縮によって、多孔体が円筒の空孔から剥離し多孔体と円筒の内側空孔内壁面との間に隙間が生じやすく、通液時にシリカ多孔体が容器から抜けやすいなどの問題が判明してきた。また、シリカ多孔体が剥離しない空孔の直径で、円筒の長さを長くすると、固相抽出担体の圧損が大きくなり、使用時の通液性が落ちる問題があった。このため、1つだけの空孔を有する円筒容器では、シリカ多孔体の容量がある程度以上大きく、使用時の通液性を保ったまま固相抽出担体を得る上で限界があった。
本発明の課題は、固相抽出担体の多孔体の破損や多孔体とその保持材料との間の隙間を防止でき、また使用時の通液性を保ったまま種々の目的容量に対応できるような固相抽出担体を提供することである。
本発明は、空孔が形成されているセラミック基体、および前記空孔内に充填された相分離を伴うゾル−ゲル転移によって生成した無機多孔質材料を備えていることを特徴とする、固相抽出用担体に係るものである。
本発明の固相抽出用担体によれば、セラミック基体の空孔内に、相分離を伴うゾル−ゲル転移によって生成した無機多孔質材料を抽出相として備えている。
本発明によれば、強度の弱いゾル−ゲル多孔体を直接ハンドリングすることがないため、シリカ多孔体が破損することはない。また、熱収縮チューブによって多孔体を圧縮しないので、これに伴う多孔体の微細な破損や隙間発生は避けることができる。
更に、セラミック円筒内部に、ゾル−ゲル転移による相分離によって多孔体を生成させる場合には、例えば直径1mm以上の空孔内部に多孔体を生成させると、多孔体と円筒内壁面との間に隙間が発生しやすい。また、シリカ多孔体の容量を大きくするためセラミック基体を長くしてシリカ多孔体を生成させると、固相抽出担体の圧損が大きくなるため使用時の通液性が落ちる。しかし、本発明によれば、セラミック基体の空孔の径と数を変えることで、使用時の通液性を保ったまま、抽出相の量を変更することができる。例えば隙間が生成しにくいような大きさの空孔を複数形成し、各空孔の内部で前記多孔体を生成させることによって、前記した隙間を防止しつつ、通液性を保ったまま多孔体の全容量を増加させた固相抽出担体を作製することができる。
本発明によれば、強度の弱いゾル−ゲル多孔体を直接ハンドリングすることがないため、シリカ多孔体が破損することはない。また、熱収縮チューブによって多孔体を圧縮しないので、これに伴う多孔体の微細な破損や隙間発生は避けることができる。
更に、セラミック円筒内部に、ゾル−ゲル転移による相分離によって多孔体を生成させる場合には、例えば直径1mm以上の空孔内部に多孔体を生成させると、多孔体と円筒内壁面との間に隙間が発生しやすい。また、シリカ多孔体の容量を大きくするためセラミック基体を長くしてシリカ多孔体を生成させると、固相抽出担体の圧損が大きくなるため使用時の通液性が落ちる。しかし、本発明によれば、セラミック基体の空孔の径と数を変えることで、使用時の通液性を保ったまま、抽出相の量を変更することができる。例えば隙間が生成しにくいような大きさの空孔を複数形成し、各空孔の内部で前記多孔体を生成させることによって、前記した隙間を防止しつつ、通液性を保ったまま多孔体の全容量を増加させた固相抽出担体を作製することができる。
図1(a)は、本発明の一実施形態に係る固相抽出用担体1を示す正面図であり、図1(b)は固相抽出用担体1の斜視図である。固相抽出用担体1はセラミック基体2を備えている。本発明において、セラミック基体2は、セラミックハニカム基体であってよいが、ハニカム基体には限定されない。セラミック基体2には、所定箇所に所定個数の空孔3が形成されており、各空孔3内に、ゾル−ゲル転移によって生じた無機多孔質材料からなる抽出相4が充填されている。
空孔3の個数は、一つであってもよく、複数であってもよい。空孔3の寸法は種々変更できる。また、基体1の幅Wは、特に限定されない。空孔3の径tは、空孔3からの抽出相4の脱落を防止するという観点からは、1mm以下であることが好ましく、0.2mm以下であることがさらに好ましく、0.1mm以下であることが更に好ましい。空孔3の径tの下限は特にないが、相分離を伴うゾル−ゲル転移によって生じた無機多孔質材料が所望の多孔構造を保ったまま、空孔内部に形成しやすいという観点からは5μm以上であることが好ましい。また、固相抽出用担体の長さLは、特に限定されないが、長いほど通液時が悪くなるため、使用時の利便性を考慮して設計する必要がある。
セラミック基体の材質は特に限定されず、例えば、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、コージエライトなどの無機系酸化物、炭化ケイ素、窒化ケイ素などのセラミックスなどが望ましい。
また、セラミック基体は、その間隙内部に形成される多孔体との接着性を調整するために、空孔に面する内壁面を表面処理してよい。その表面処理方法としては、例えばゾルゲル法、化学蒸着法、物理蒸着法、スパッタ法、めっき法や、この他の様々な方法が考えられる。
本発明においては、セラミック基体1の空孔3内に、相分離を伴うゾル−ゲル転移によって生成した多孔質材料4が存在する。この生成反応を生じさせるためには、網目形成成分の前駆体を含む溶液を製造し、この溶液中において前駆体を反応(例えば加水分解反応)させることによってゾルを生成し、このゾルをゲル化(固化)させる。これをゾル−ゲル転移と呼ぶ。このゾル−ゲル転移の際に、ゲル形成を起こす網目形成成分に富む相(ゲル相)と、ゲル形成を起こさない溶媒成分に富む相(溶媒相)に相分離を起こさせる。その結果、このゲルは網目構造を形成しているので、その溶媒相を乾燥して溶媒を除去することにより、開気孔を有する多孔質体が得られる。
このゾル−ゲル反応系においては、時間経過につれて、ゲル形成を起こす網目形成成分に富む相(ゲル相)と、ゲル形成を起こさない溶媒成分に富む相(溶媒相)とに、相分離が起こる。各相領域の形成にあたっては、化学ポテンシャルの差を駆動力として、濃度勾配に逆らった各成分の拡散が起こり、各相領域が、与えられた温度・圧力下での平衡組成に達するまで、物質移動が継続する。
溶媒中でゾル−ゲル転移反応を終了させると、湿潤ゲルを洗浄し、あるいは溶媒置換処理を行った後で、溶媒を除去し、無機系多孔質材料を得る。必要に応じて適切な温度で無機系多孔質材料を熱処理することもできる。
多孔質材料の開気孔の気孔径は、直径100nm以上であることが好ましい。このようなマクロ孔は、相分離の際に生じる溶媒相の占めていた領域として形成される。溶媒相とゲル相が各々絡み合って連続したいわゆる共連構造を形成する場合には、きわめて鋭いサイズ分布を得ることができる。
多孔質材料を構成する無機物は特に限定されない。しかし、金属の酸化物が特に好ましい。金属酸化物としては、酸化珪素、酸化チタン、酸化ジルコニウム、アルミナを例示できる。金属酸化物を二種以上使用してもよい。金属酸化物をシリカとすると、シリカとセラミック内壁面との間の密着性を化学結合によって一層向上させることができる。
ゾル−ゲル反応に用いられるゲル形成を起こす網目形成成分の前駆体としては、以下を例示できる。
(1)金属アルコキシド、金属錯体、金属塩、有機修飾金属アルコキシド、有機架橋金属アルコキシド,アルキル基置換有機金属アルコキシド
(2)金属アルコキシド、金属錯体、金属塩、有機修飾金属アルコキシド、有機架橋金属アルコキシドまたはアルキル基置換有機金属アルコキシドの部分加水分解生成物
(3)金属アルコキシド、金属錯体、金属塩、有機修飾金属アルコキシド、有機架橋金属アルコキシドまたはアルキル基置換有機金属アルコキシドの部分重合生成物である多量体
(4)水ガラスほかケイ酸塩水溶液のpHを変化させることによるゾル−ゲル転移
(1)金属アルコキシド、金属錯体、金属塩、有機修飾金属アルコキシド、有機架橋金属アルコキシド,アルキル基置換有機金属アルコキシド
(2)金属アルコキシド、金属錯体、金属塩、有機修飾金属アルコキシド、有機架橋金属アルコキシドまたはアルキル基置換有機金属アルコキシドの部分加水分解生成物
(3)金属アルコキシド、金属錯体、金属塩、有機修飾金属アルコキシド、有機架橋金属アルコキシドまたはアルキル基置換有機金属アルコキシドの部分重合生成物である多量体
(4)水ガラスほかケイ酸塩水溶液のpHを変化させることによるゾル−ゲル転移
さらに具体的な製造方法では、水溶性高分子を酸性水溶液に溶かし、前記前駆体(特に好ましくは加水分解性の官能基を有する金属化合物)を添加して加水分解反応を行う。網目形成成分の前駆体は次第にその重合度を増していき、水を主成分とする溶媒相または水溶性高分子を主成分とする溶媒相との相溶性が低下する。このときに溶液にスピノーダル分解が生じると同時に網目形成成分の加水分解・重合反応によりゲル化が起こる。次いで生成物を乾燥し、加熱する。
ここで、水溶性高分子は、適当な濃度の水溶液となしえる水溶性有機高分子であって、加水分解性の官能基を有する金属化合物によって生成するアルコールを含む反応系中に均一に溶解し得るものであればよい。具体的には、高分子金属塩であるポリスチレンスルホン酸のナトリウム塩またはカリウム塩、高分子酸であって解離してポリアニオンとなるポリアクリル酸、高分子塩基であって,水溶液中でポリカチオンを生ずるポリアリルアミンおよびポリエチレンイミン,あるいは中性高分子であって主鎖にエーテル結合を持つポリエチレンオキシド、あるいはポリビニルピロリドン等が好適である。また、有機高分子に代えてホルムアミド、多価アルコール、界面活性剤を用いてもよく、その場合多価アルコールとしてはグリセリンが、界面活性剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテル類が最適である。
加水分解性の官能基を有する金属化合物としては、金属アルコキシドまたはそのオリゴマーを用いることができ、これらのものは例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等の炭素数の少ないものが好ましい。また、その金属としては、最終的に形成される酸化物の金属、例えばSi、Ti、Zr、Alが使用される。この金属としては一種または二種以上であってもよい。一方オリゴマーとしてはアルコールに均一に溶解分散してあるものであればよく、具体的には10量体程度まで使用できる。また、これらの珪素アルコキシドのアルコキシ基のいくつかがアルキル基に置換された、アルキルアルコキシシラン類、それらの10量体程度までのオリゴマーが好適に用いられる。また珪素に変えて中心金属元素を、チタン、ジルコニウム、アルミニウム等に置換したアルキル置換金属アルコキシドも同様に用いることができる。
また、酸性水溶液としては、通常塩酸、硝酸等の鉱酸0.001規定以上のもの、あるいは蟻酸、酢酸等の有機酸0.01規定以上のものが好ましい。
加水分解・重合反応にあたっては、溶液を室温40〜80℃で0.5〜5時間保存することによって達成できる。この過程においてゲル化および相分離が進行する。
本発明の抽出相を構成する無機多孔質材料は、官能基を担持させることによって、化学修飾することができる。このような官能基としては、オクタデシル基、フェニル基などの非極性基やアミン、ニトリルなどの極性基を例示できるが、一般的に固相抽出に用いられている化学結合型シリカゲルと同様の官能基によって修飾することができる。
本発明の固相抽出用担体の用途は特に限定されないが、固相抽出用充填剤の性質上、環境関連試料、医薬関連試料等の分析処理の際に、微量含有する希薄な目的物質を濃縮する目的及び/または共存する夾雑物を容易に除去する目的等で用いることができる。
例えば、以下の用途があげられる。
(1) 試料に微量含有される希薄な目的物質を濃縮する。
(2) 試料中に目的物質と共存する夾雑物を除去する。
(3) 各種分析時の前処理及び/または後処理として利用する。
(4) 血清中の薬物試料の同定または定量を目的とした測定に利用する。
(5) 河川中の農薬等の有害物質の測定に利用する。
(6) 農作物中の残留農薬の測定に利用する。
(7) 血清中の薬物の測定に利用する。
(1) 試料に微量含有される希薄な目的物質を濃縮する。
(2) 試料中に目的物質と共存する夾雑物を除去する。
(3) 各種分析時の前処理及び/または後処理として利用する。
(4) 血清中の薬物試料の同定または定量を目的とした測定に利用する。
(5) 河川中の農薬等の有害物質の測定に利用する。
(6) 農作物中の残留農薬の測定に利用する。
(7) 血清中の薬物の測定に利用する。
(実施例1)
(セラミック基体の作製)
平均粒径0.5μmのアルミナ粒子100重量部に対し、バインダーとしてポリビニルアルコール5重量部を加え、混練機により混練し、粘土状物(杯土)とした。この粘土状物を押出成形機に導入し、10mm/sで押出成形しながら、長さ約100mmで切断した後、40℃の乾燥機に1日投入し、成形体(乾燥体)を得た。得られた成形体(乾燥体)を、1時間で200℃まで昇温し、200℃で1時間保持、1時間かけて300℃まで昇温し、6時間かけて1600℃へ昇温し、1600℃で2時間キープし、その後自然冷却し、室温になった後焼成体として取り出した。得られた焼成体を20mmに切断することにより、外径Wがφ約0.8mm、孔径tがφ約0.1mm、空孔数4個のセラミック基体を得た。
(セラミック基体の作製)
平均粒径0.5μmのアルミナ粒子100重量部に対し、バインダーとしてポリビニルアルコール5重量部を加え、混練機により混練し、粘土状物(杯土)とした。この粘土状物を押出成形機に導入し、10mm/sで押出成形しながら、長さ約100mmで切断した後、40℃の乾燥機に1日投入し、成形体(乾燥体)を得た。得られた成形体(乾燥体)を、1時間で200℃まで昇温し、200℃で1時間保持、1時間かけて300℃まで昇温し、6時間かけて1600℃へ昇温し、1600℃で2時間キープし、その後自然冷却し、室温になった後焼成体として取り出した。得られた焼成体を20mmに切断することにより、外径Wがφ約0.8mm、孔径tがφ約0.1mm、空孔数4個のセラミック基体を得た。
(セラミック基体内部での吸着相の形成)
水溶性高分子であるポリエチレンオキサイド(アルドリッチ社製)0.8gと尿素1.0gを0.01mol/L の酢酸水溶液10mlに溶解し、均一に溶かして溶液を得た。その後、氷冷下で30分撹拌した後、テトラメトキシシラン(網目形成成分の前駆体:信越シリコーン社製)4.0mlを撹拌下で加えて、加水分解反応を行った。得られた透明溶液を、セラミック基体の空孔に注入した。この基体を40℃の恒温槽中に保持したところ、透明溶液が固化した。次いで、40℃で約24時間熟成させた。熟成後、セラミック基体を120℃で3時間保持し、40℃にて溶媒を乾燥、除去した。この基体を330℃で熱処理して有機物を分解し、多孔質シリカからなる抽出相を形成した。その後、抽出相を備えたセラミック基体をトルエン溶液に12時間浸漬し、その後オクタデシルトリクロロシランを加えたトルエン溶液内に浸漬して24時間反応させ、シリカ表面をオクタデシル基で化学修飾し固相抽出担体を得た。
水溶性高分子であるポリエチレンオキサイド(アルドリッチ社製)0.8gと尿素1.0gを0.01mol/L の酢酸水溶液10mlに溶解し、均一に溶かして溶液を得た。その後、氷冷下で30分撹拌した後、テトラメトキシシラン(網目形成成分の前駆体:信越シリコーン社製)4.0mlを撹拌下で加えて、加水分解反応を行った。得られた透明溶液を、セラミック基体の空孔に注入した。この基体を40℃の恒温槽中に保持したところ、透明溶液が固化した。次いで、40℃で約24時間熟成させた。熟成後、セラミック基体を120℃で3時間保持し、40℃にて溶媒を乾燥、除去した。この基体を330℃で熱処理して有機物を分解し、多孔質シリカからなる抽出相を形成した。その後、抽出相を備えたセラミック基体をトルエン溶液に12時間浸漬し、その後オクタデシルトリクロロシランを加えたトルエン溶液内に浸漬して24時間反応させ、シリカ表面をオクタデシル基で化学修飾し固相抽出担体を得た。
(固相抽出用担体1の構造観察)
得られた本発明例の固相抽出用担体の電子顕微鏡写真を図2に示す。本例では4個の孔を設けており、各孔内部にシリカが生成している。図3は、図2の固相抽出用担体において、孔内部を拡大して示す写真である。樹状に連続的に形成された微構造を観察できる。また、かなり大きな空孔が連続的に均一に生成されていることが分かる。
得られた本発明例の固相抽出用担体の電子顕微鏡写真を図2に示す。本例では4個の孔を設けており、各孔内部にシリカが生成している。図3は、図2の固相抽出用担体において、孔内部を拡大して示す写真である。樹状に連続的に形成された微構造を観察できる。また、かなり大きな空孔が連続的に均一に生成されていることが分かる。
(固相抽出実験)
この固相抽出担体をシリンジと接続し、固相抽出実験を実施した。平衡化溶液として、塩化ナトリウムとトリス(ヒドロキシメチル)アミノメタンを加え、塩酸によってpH7に調整した水溶液を、サンプル溶液として、平衡化溶液にCytochrom cを加えた溶液を用いた。まず、アセトニトリル溶液にて固相抽出担体をプレウェットした後、平衡化溶液の吸い上げ吐き出しを5回行い担体を平衡化した。サンプル溶液を5μl吸い上げた後、吐き出してCytochrom cを担体に吸着させた。次に平衡化溶液の吸い上げ吐き出しを5回行い担体を十分に洗浄した後、0.1%トリフルオロ酢酸、60%アセトニトリル水溶液を5μl吸い上げた後、吐き出しを行い抽出液を得た。
この固相抽出担体をシリンジと接続し、固相抽出実験を実施した。平衡化溶液として、塩化ナトリウムとトリス(ヒドロキシメチル)アミノメタンを加え、塩酸によってpH7に調整した水溶液を、サンプル溶液として、平衡化溶液にCytochrom cを加えた溶液を用いた。まず、アセトニトリル溶液にて固相抽出担体をプレウェットした後、平衡化溶液の吸い上げ吐き出しを5回行い担体を平衡化した。サンプル溶液を5μl吸い上げた後、吐き出してCytochrom cを担体に吸着させた。次に平衡化溶液の吸い上げ吐き出しを5回行い担体を十分に洗浄した後、0.1%トリフルオロ酢酸、60%アセトニトリル水溶液を5μl吸い上げた後、吐き出しを行い抽出液を得た。
(抽出液の分析)
抽出液は高速液体クロマトグラフィーで分析を行い、カラム:クロモリス パフォーマンスRP-18(100mm×4.6mmI.D.)、検出器:UV280nm、移動相:0.1%トリフルオロ酢酸水溶液と0.1%トリフルオロ酢酸、90%アセトニトリル水溶液とするグラジエント分析を実施した。抽出液の分析結果を図4に示す。10min〜11minにかけてCytochrom cのピークが検出され、本発明の固相抽出担体にて抽出を行うことができた。回収率を計算したところ約100%であった。
抽出液は高速液体クロマトグラフィーで分析を行い、カラム:クロモリス パフォーマンスRP-18(100mm×4.6mmI.D.)、検出器:UV280nm、移動相:0.1%トリフルオロ酢酸水溶液と0.1%トリフルオロ酢酸、90%アセトニトリル水溶液とするグラジエント分析を実施した。抽出液の分析結果を図4に示す。10min〜11minにかけてCytochrom cのピークが検出され、本発明の固相抽出担体にて抽出を行うことができた。回収率を計算したところ約100%であった。
(比較例1)
実施例1と同じシリカ多孔体容量で同じ通液性の固相抽出担体を作製するため、全体径Φ約200μm、長さ20mmのシリカ多孔体の作製を実施した。内径250μm、長さ25mmのポリプロピレン製円筒形の型に実施例と同じ組成の溶液を流し込み、両端を密封して40℃の恒温槽中に保持したところ、透明溶液が固化した。次いで、40℃で約24時間熟成させた。熟成後、セラミック基体を80℃で24時間保持した後、ポリプロピレン製円筒形の型の密封をといて容器内で40℃にて溶媒を乾燥、除去した。このシリカ多孔体を400℃で熱処理するため、ポリプロピレン製円筒形の容器から取りだそうとしたところ、容器から抜いた際にシリカ多孔体は破損し、熱収縮チューブに入れ固相抽出担体を作製することができなかった。
実施例1と同じシリカ多孔体容量で同じ通液性の固相抽出担体を作製するため、全体径Φ約200μm、長さ20mmのシリカ多孔体の作製を実施した。内径250μm、長さ25mmのポリプロピレン製円筒形の型に実施例と同じ組成の溶液を流し込み、両端を密封して40℃の恒温槽中に保持したところ、透明溶液が固化した。次いで、40℃で約24時間熟成させた。熟成後、セラミック基体を80℃で24時間保持した後、ポリプロピレン製円筒形の型の密封をといて容器内で40℃にて溶媒を乾燥、除去した。このシリカ多孔体を400℃で熱処理するため、ポリプロピレン製円筒形の容器から取りだそうとしたところ、容器から抜いた際にシリカ多孔体は破損し、熱収縮チューブに入れ固相抽出担体を作製することができなかった。
(比較例2)
比較例1よりも大きなシリカ多孔体容量で同じ通液性の固相抽出担体を作製するため、全体径Φ約500μm、長さ20mmのシリカ多孔体の作製を実施した。内径650μm、長さ25mmのポリプロピレン製円筒形の型に実施例と同じ組成の溶液を流し込み、両端を密封して40℃の恒温槽中に保持したところ、透明溶液が固化した。次いで、40℃で約24時間熟成させた。熟成後、セラミック基体を80℃で24時間保持した後、ポリプロピレン製円筒形の型の密封をといて容器内で40℃にて溶媒を乾燥、除去した。このシリカ多孔体を400℃で熱処理するため、ポリプロピレン製円筒形の容器から取りだし、熱収縮性ポリエチレンチューブの中に入れ、100℃で10分熱処理し固相抽出担体を作製した。本固相抽出担体をシリンジに接続し実施例と同様の固相抽出実験を行った。しかし、シリカ多孔体がハンドリング時や熱収縮チューブでの締め付け時に破損していたため、プレウェッテイングや平衡化などの通液時に内部のシリカ多孔体の一部が抜け落ちるなどの問題が生じた。また熱収縮時の圧力小さくするためチューブの熱処理時間を短くし、固相抽出実験を行ったが、チューブとの密着性が悪く、通液時に内部のシリカ多孔体が抜け落ちる問題が生じた。
比較例1よりも大きなシリカ多孔体容量で同じ通液性の固相抽出担体を作製するため、全体径Φ約500μm、長さ20mmのシリカ多孔体の作製を実施した。内径650μm、長さ25mmのポリプロピレン製円筒形の型に実施例と同じ組成の溶液を流し込み、両端を密封して40℃の恒温槽中に保持したところ、透明溶液が固化した。次いで、40℃で約24時間熟成させた。熟成後、セラミック基体を80℃で24時間保持した後、ポリプロピレン製円筒形の型の密封をといて容器内で40℃にて溶媒を乾燥、除去した。このシリカ多孔体を400℃で熱処理するため、ポリプロピレン製円筒形の容器から取りだし、熱収縮性ポリエチレンチューブの中に入れ、100℃で10分熱処理し固相抽出担体を作製した。本固相抽出担体をシリンジに接続し実施例と同様の固相抽出実験を行った。しかし、シリカ多孔体がハンドリング時や熱収縮チューブでの締め付け時に破損していたため、プレウェッテイングや平衡化などの通液時に内部のシリカ多孔体の一部が抜け落ちるなどの問題が生じた。また熱収縮時の圧力小さくするためチューブの熱処理時間を短くし、固相抽出実験を行ったが、チューブとの密着性が悪く、通液時に内部のシリカ多孔体が抜け落ちる問題が生じた。
また、更に大きなシリカ多孔体容量で同じ通液性を有する、全体径Φ約1.5mm、長さ20mmのシリカ多孔体を作製し、同様の手法で固相抽出担体の作製を行ったが、上記と同様にハンドリング時や熱収縮チューブでの圧縮時にシリカ多孔体が破損し、通液時にシリカ多孔体の一部が抜け落ちる問題が生じた。
(実施例2)
実施例1にて作製した粘土状物(杯土)を押出成形機に導入し、10mm/sで押出成形しながら、長さ約100mmで切断した後、40℃の乾燥機に1日投入し、成形体(乾燥体)を得た。得られた成形体を、1時間で200℃まで昇温し、6時間かけて1600℃へ昇温し、1600℃で2時間キープし、その後自然放冷し、室温になった後、焼成体として取り出した。得られた焼成体を20mmに切断することにより、外形Wが約1.0mm、孔径tがφ約0.2mm、孔数4個のセラミック基体を得た。
実施例1にて作製した粘土状物(杯土)を押出成形機に導入し、10mm/sで押出成形しながら、長さ約100mmで切断した後、40℃の乾燥機に1日投入し、成形体(乾燥体)を得た。得られた成形体を、1時間で200℃まで昇温し、6時間かけて1600℃へ昇温し、1600℃で2時間キープし、その後自然放冷し、室温になった後、焼成体として取り出した。得られた焼成体を20mmに切断することにより、外形Wが約1.0mm、孔径tがφ約0.2mm、孔数4個のセラミック基体を得た。
実施例1と同じ組成にて溶液を調合し、得られた透明溶液を、セラミック基体の空孔に注入した。この後、実施例1と同じ条件にて固相抽出用担体を得た。
得られた本発明例の固相抽出用担体の孔内部を拡大した電子顕微鏡写真を図5に示す。樹状に連続的に形成された微構造を観察できる。また、かなり大きな空孔が連続的に均一に生成されていることが分かる。
この固相抽出用担体をシリンジと接続し、固相抽出実験を実施した。実験方法は実施例1と同様に行い、サンプル溶液を20μl吸い上げ、担体に吸着させた。次に平衡化溶液の吸い上げ吐き出しを5回行い、担体を十分に洗浄した後、0.1%トリフルオロ酢酸、60%アセトニトリル水溶液を20μl吸い上げた後、吐き出しを行い、抽出液を得た。
抽出液を、実施例1と同様の方法で分析を行った。実施例1と同様に10min〜11minにかけてCytochrom cのピークが検出され、本発明の固相抽出担体にて抽出を行うことができた。回収率を計算したところ約100%であった。
(実施例3)
実施例1と同様の方法にて、外形Wが約6.0mm、孔径tがφ約1.0mm、孔数4個のセラミック基体を得た。このセラミックス基体の空孔に、実施例1と同様の溶液を注入し、同じ条件にて固相抽出用担体を得た。得られた固相抽出用担体をシリンジと接続し、固相抽出実験を実施した。実験方法は、実施例1と同様に行い、サンプル溶液を400μl吸い上げ担体に吸着させた。次に平衡化溶液の吸い上げ吐き出しを5回行い、担体を十分に洗浄した後、0.1%トリフルオロ酢酸、60%アセトニトリル水溶液を400μl吸い上げた後、吐き出しを行い抽出液を得た。抽出液を実施例1と同様の方法で分析を行った。実施例1と同様に10min〜11minにかけてCytochrom cのピークが検出され、本発明の固相抽出担体にて抽出を行うことができた。回収率を計算したところ約100%であった。
実施例1と同様の方法にて、外形Wが約6.0mm、孔径tがφ約1.0mm、孔数4個のセラミック基体を得た。このセラミックス基体の空孔に、実施例1と同様の溶液を注入し、同じ条件にて固相抽出用担体を得た。得られた固相抽出用担体をシリンジと接続し、固相抽出実験を実施した。実験方法は、実施例1と同様に行い、サンプル溶液を400μl吸い上げ担体に吸着させた。次に平衡化溶液の吸い上げ吐き出しを5回行い、担体を十分に洗浄した後、0.1%トリフルオロ酢酸、60%アセトニトリル水溶液を400μl吸い上げた後、吐き出しを行い抽出液を得た。抽出液を実施例1と同様の方法で分析を行った。実施例1と同様に10min〜11minにかけてCytochrom cのピークが検出され、本発明の固相抽出担体にて抽出を行うことができた。回収率を計算したところ約100%であった。
(実施例4)
実施例1と同様の方法にて、外径Wが約2.0mm、孔径tがφ約1.5mm、孔数1個のセラミック基体を得た。このセラミック基体の空孔に、実施例1と同様の溶液を注入し、同じ条件にて固相抽出用担体を得た。固相抽出用担体を同じ方法で5個製造した。得られた固相抽出用担体の空孔内部を観察したところ、3個の試料において、空孔内壁面の一部でシリカがセラミック基体から剥がれていた。
実施例1と同様の方法にて、外径Wが約2.0mm、孔径tがφ約1.5mm、孔数1個のセラミック基体を得た。このセラミック基体の空孔に、実施例1と同様の溶液を注入し、同じ条件にて固相抽出用担体を得た。固相抽出用担体を同じ方法で5個製造した。得られた固相抽出用担体の空孔内部を観察したところ、3個の試料において、空孔内壁面の一部でシリカがセラミック基体から剥がれていた。
得られた固相抽出用担体をシリンジと接続し、固相抽出実験を実施した。実験方法は、実施例1と同様に行い、サンプル溶液を100μl吸い上げ、担体に吸着させた。次に平衡化溶液の吸い上げ吐き出しを5回行い担体を十分に洗浄した後、0.1%トリフルオロ酢酸、60%アセトニトリル水溶液を100μl吸い上げた後、吐き出しを行い、抽出液を得た。抽出液を、実施例1と同様の方法で分析を行った。実施例1と同様に10min〜11minにかけてCytochrom cのピークが検出されたが、回収率を計算したところ約10%であった。このように空孔径が1.0mmを超える場合には、シリカの空孔内壁面からの剥離が生ずる場合があり、この場合には目的物を100%回収することが困難になることがある。
1 固相抽出用担体 2 セラミック基体 3 空孔 4 無機多孔質材料
Claims (4)
- 空孔が形成されているセラミック基体、および前記空孔内に充填された、相分離を伴うゾル−ゲル転移によって生成した無機多孔質材料を備えていることを特徴とする、固相抽出用担体。
- 前記無機多孔質材料がシリカからなることを特徴とする、請求項1記載の固相抽出用担体。
- 前記空孔が複数形成されていることを特徴とする、請求項1または2記載の固相抽出用担体。
- 前記空孔の径が1mm以下であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一つの請求項に記載の固相抽出用担体。
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