JP2007155519A - Solid phase extraction cartridge - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、固相抽出カートリッジ、並びにこれを用いた固相抽出方法に関する。 The present invention relates to a solid phase extraction cartridge and a solid phase extraction method using the same.
従来、液中からの目的物質(分析の対象とする物質)の抽出には、液−液抽出法が多く用いられてきた。しかしながら、この液−液抽出法は、作業が繁雑で時間と経験を要すること、溶媒を多量に使用することなどの問題があった。このため、現在では、作業が簡単で溶媒の使用量も少なく、自動化により大量の試料を処理することができる固相抽出法が用いられるようになっている(例えば、特許文献1,2を参照。)。 Conventionally, a liquid-liquid extraction method has been frequently used for extracting a target substance (substance to be analyzed) from a liquid. However, this liquid-liquid extraction method has problems such as complicated work and time and experience, and the use of a large amount of solvent. For this reason, at present, a solid phase extraction method is used which is easy to work, uses a small amount of solvent, and can process a large amount of sample by automation (see, for example, Patent Documents 1 and 2). .)
この固相抽出法では、カートリッジ本体に充填材が充填されてなる固相抽出カートリッジが用いられ、この固相抽出カートリッジに大気ガスや水道水などの分析対象となる試料を流し、試料中の目的物質を充填材に吸着させた後に、固相抽出カートリッジに溶媒を流して、充填材から溶媒に目的物質を溶出させた溶出液を回収する。 In this solid-phase extraction method, a solid-phase extraction cartridge in which a cartridge body is filled with a filler is used, and a sample to be analyzed such as atmospheric gas or tap water is allowed to flow through the solid-phase extraction cartridge. After the substance is adsorbed on the filler, a solvent is passed through the solid-phase extraction cartridge, and an eluate in which the target substance is eluted from the filler into the solvent is recovered.
ところで、一般的な固相抽出方法では、固相抽出カートリッジに試料を流す際に、試料が速やかに流れるものがよく、一方、固相抽出カートリッジに溶媒を流し、目的物質を回収する際には、溶媒による目的物質の抽出を確実なものとするために、溶媒が緩やかに流れるものが望まれる。 By the way, in a general solid phase extraction method, when the sample is flowed to the solid phase extraction cartridge, the sample should flow quickly. On the other hand, when the solvent is flowed to the solid phase extraction cartridge and the target substance is recovered, In order to ensure the extraction of the target substance with the solvent, it is desirable that the solvent flows gently.
しかしながら、試料の通気(液)性が良い固相抽出カートリッジを用いた場合には、溶媒を流したときに、この固相抽出カートリッジから流出される溶出液の流出速度も速くなるため、充填材から溶媒に目的物質を溶出させる時間が不充分となり、目的物質の安定した抽出を行うことが困難となるといった問題があった。 However, when a solid-phase extraction cartridge with good sample aeration (liquid) property is used, the flow rate of the eluate flowing out from the solid-phase extraction cartridge increases when the solvent is flowed. Therefore, there is a problem that the time for elution of the target substance from the solvent becomes insufficient, and it is difficult to stably extract the target substance.
一方、固相抽出カートリッジから流出される溶媒の流出速度を調整するため、定量ポンプを用いることもあるが、費用がかかるため、より安価で手軽な方法が望まれる。また、固相抽出カートリッジから流出される溶媒の流出速度を緩やかなものとするために、固相抽出カートリッジのノズルに注射針を装着することも考えられるが、注射針を使用する場合、その取り扱いに注意が必要である。
本発明は、かかる状況に鑑みてなされたものであり、固相抽出カートリッジに分析対象となる試料を速やかに流しつつ、固相抽出カートリッジに溶媒を流す際には、この固相抽出カートリッジから流出される溶媒の流出速度を緩やかなものとすることができる固相抽出カートリッジ、並びにこの固相抽出カートリッジを用いることによって、試料中からの目的物質の抽出を安定して行うことができる固相抽出方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and when flowing a solvent to a solid phase extraction cartridge while quickly flowing a sample to be analyzed to the solid phase extraction cartridge, the outflow from the solid phase extraction cartridge is performed. Phase extraction cartridge capable of slowing the flow rate of the solvent to be removed, and solid phase extraction capable of stably extracting the target substance from the sample by using this solid phase extraction cartridge It aims to provide a method.
本発明者らは、上記課題を解決するため、鋭意検討した結果、固相抽出カートリッジに溶媒を流したときに充填材が膨潤し、試料を流したときよりもカートリッジ本体内の圧力損失が高まることを利用することによって、固相抽出カートリッジから流出される溶媒の流出速度を調整できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have swelled the filler when the solvent is passed through the solid-phase extraction cartridge, and the pressure loss in the cartridge body is higher than when the sample is passed. By utilizing this fact, it was found that the outflow rate of the solvent flowing out from the solid-phase extraction cartridge can be adjusted, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明は、以下の手段を提供する。
(1) カートリッジ本体に分析対象となる試料を流し、この試料中の目的物質を前記カートリッジ本体内の充填材に吸着させた後に、前記カートリッジ本体に溶媒を流して、前記充填材から前記溶媒に前記目的物質を溶出させた溶出液を回収するための固相抽出カートリッジであって、前記充填材が前記目的物質を吸着する吸着材と、前記溶媒によって膨潤する膨潤材とを含み、前記カートリッジ本体に前記溶媒を流したときに前記充填材が膨潤し、前記試料を流したときよりも前記カートリッジ本体内の圧力損失が高まることを特徴とする固相抽出カートリッジ。
(2) 前記充填材は、前記吸着材を主体とする第1の層と、前記膨潤材を主体とする第2の層とを有することを特徴とする前項(1)に記載の固相抽出カートリッジ。
(3) 前記第1の層と前記第2の層とが少なくとも3層以上交互に積層されていることを特徴とする前項(2)に記載の固相抽出カートリッジ。
(4) 前記カートリッジ本体から流出する前記溶出液の流出速度が、0.3〜1.5ml/分であることを特徴とする前項(1)〜(3)の何れか一項に記載の固相抽出カートリッジ。
(5) 前項(1)〜(4)の何れか一項に記載の固相抽出カートリッジを用いた固相抽出方法であって、前記カートリッジ本体に分析対象となる試料を流し、この試料中の目的物質を前記カートリッジ本体内の充填材に吸着させた後に、前記カートリッジ本体に溶媒を流して、前記充填材から前記溶媒に前記目的物質を溶出させた溶出液を回収することを特徴とする固相抽出方法。
(6) 前記試料として、液体試料を流すことを特徴とする前項(5)に記載の固相抽出方法。
(7) 前記溶媒として、有機溶媒を流すことを特徴とする前項(5)又は(6)に記載の固相抽出方法。
(8) 前記有機溶媒として、アセトン、アセトニトリル、メタノール、エタノール、テトラヒドロフラン、酢酸エチル、n−ヘキサン、メチルエチルケトン、トルエンの何れかを用いることを特徴とする前項(7)に記載の固相抽出方法。
That is, the present invention provides the following means.
(1) A sample to be analyzed is flowed through the cartridge body, and a target substance in the sample is adsorbed on the filler in the cartridge body, and then a solvent is flowed through the cartridge body so that the filler is transferred from the filler to the solvent. A solid phase extraction cartridge for recovering an eluate from which the target substance has been eluted, wherein the filler includes an adsorbent that adsorbs the target substance, and a swelling material that swells with the solvent, and the cartridge body The solid phase extraction cartridge is characterized in that the filling material swells when the solvent is flowed through and the pressure loss in the cartridge body is higher than when the sample is flowed.
(2) The solid phase extraction according to (1) above, wherein the filler has a first layer mainly composed of the adsorbent and a second layer mainly composed of the swelling material. cartridge.
(3) The solid phase extraction cartridge according to item (2), wherein the first layer and the second layer are alternately stacked at least three layers.
(4) The solid solution according to any one of (1) to (3) above, wherein an outflow rate of the eluate flowing out from the cartridge main body is 0.3 to 1.5 ml / min. Phase extraction cartridge.
(5) A solid-phase extraction method using the solid-phase extraction cartridge according to any one of (1) to (4), wherein a sample to be analyzed is caused to flow through the cartridge body, After the target substance is adsorbed on the filler in the cartridge body, a solvent is allowed to flow through the cartridge body, and the eluate obtained by eluting the target substance from the filler into the solvent is recovered. Phase extraction method.
(6) The solid phase extraction method as described in (5) above, wherein a liquid sample is flowed as the sample.
(7) The solid phase extraction method as described in (5) or (6) above, wherein an organic solvent is passed as the solvent.
(8) The solid phase extraction method according to (7), wherein any one of acetone, acetonitrile, methanol, ethanol, tetrahydrofuran, ethyl acetate, n-hexane, methyl ethyl ketone, and toluene is used as the organic solvent.
以上のように、本発明によれば、カートリッジ本体に溶媒を流したときに充填材中に含まれる膨潤材が膨潤し、試料を流したときよりもカートリッジ本体内の圧力損失が高まることから、固相抽出カートリッジに分析対象となる試料を速やかに流しつつ、固相抽出カートリッジに溶媒を流し、目的物質の抽出操作を行う際には、この固相抽出カートリッジから流出される溶媒(溶出液)の流出速度を緩やかなものとすることができる。したがって、このような固相抽出カートリッジを用いることによって、試料中からの目的物質の抽出を安定して行うことができる。 As described above, according to the present invention, the swelling material contained in the filler swells when a solvent is passed through the cartridge body, and the pressure loss in the cartridge body is higher than when the sample is passed. The solvent (eluent) that flows out from the solid-phase extraction cartridge when the target substance is extracted by flowing the solvent through the solid-phase extraction cartridge while quickly flowing the sample to be analyzed through the solid-phase extraction cartridge It is possible to make the outflow speed of the vehicle moderate. Therefore, by using such a solid phase extraction cartridge, it is possible to stably extract the target substance from the sample.
以下、本発明を適用した固相抽出カートリッジ及び固相抽出法について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。 Hereinafter, a solid phase extraction cartridge and a solid phase extraction method to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in the drawings used in the following description, in order to make the features easy to understand, there are cases where the portions that become the features are enlarged for the sake of convenience, and the dimensional ratios of the respective components are not always the same as the actual ones. Absent.
(固相抽出方法)
本発明を適用した固相抽出方法は、気体又は液体の試料中に含まれる目的物質の精製・濃縮・分析・分取といった処理を、本発明を適用した固相抽出カートリッジを用いて行うものである。ここで、「目的物質」とは、これら精製・濃縮・分析・分取等の対象となる化学物質のことを言う。このような目的物質としては、例えば、環境汚染物質、化学汚染物質、ダイオキシン類、環境ホルモン、農薬、医薬、界面活性剤、生物毒素、天然薬物、天然色素、天然香料、天然調味料などを挙げることができる。
(Solid phase extraction method)
The solid-phase extraction method to which the present invention is applied is a process in which a target substance contained in a gas or liquid sample is subjected to processing such as purification, concentration, analysis and fractionation using a solid-phase extraction cartridge to which the present invention is applied. is there. Here, the “target substance” refers to a chemical substance to be subjected to purification, concentration, analysis, fractionation, and the like. Examples of such target substances include environmental pollutants, chemical pollutants, dioxins, environmental hormones, agricultural chemicals, pharmaceuticals, surfactants, biotoxins, natural drugs, natural pigments, natural flavors, natural seasonings, and the like. be able to.
本発明を適用した固相抽出法は、このような気体又は液体試料中に存在する極微量の目的物質を効率よく精製・濃縮・分析・分取するため、例えば図1に示すような手順に従って、目的物質の抽出を行う。具体的には、先ず、(a)例えば室内空気や大気などの試料ガスGs、或いは、(b)例えば河川水や水道水などの試料水Ldを、ポンプPで吸引しながら、固相抽出カートリッジ10の一方の側から通気又は通液させる。これにより、(c)試料ガスGs又は試料水Ld中の目的物質が固相抽出カートリッジ10内の充填材11に吸着(捕集)される。次に、(d)固相抽出カートリッジ10の一方の側を下にして、その下に試験管20を配置した状態で、固相抽出カートリッジ10の他方の側から、シリンダ30に収容された溶媒Sを流す。これにより、充填材11から溶媒Sに目的物質が溶出(離脱)された溶出液S’が固相抽出カートリッジ10の一方の側から流出されて、(e)その下にある試験管20へと回収される。そして、(f)この回収された溶出液S’は、例えば液体クロマトグラフィー測定装置などを用いた分析工程(クロマトグラムの測定)へと回される。
In the solid-phase extraction method to which the present invention is applied, in order to efficiently purify, concentrate, analyze, and fractionate a very small amount of a target substance present in such a gas or liquid sample, for example, according to the procedure shown in FIG. Extract the target substance. Specifically, first, (a) sample gas Gs such as indoor air or air, or (b) sample water Ld such as river water or tap water is sucked with a pump P while being extracted with a solid phase extraction cartridge. 10 is ventilated or passed through from one side. Thereby, (c) the target substance in the sample gas Gs or the sample water Ld is adsorbed (collected) on the
(固相抽出カートリッジ)
本発明を適用した固相抽出カートリッジ10は、例えば図2に示すように、略円筒状に形成されたカートリッジ本体10aを備えており、このカートリッジ本体10aの長手方向の両端部には、それぞれノズル10b,10cが設けられている。固相抽出カートリッジ10は、このようなカートリッジ本体10aの内部に、充填材11と、この充填材11を長手方向から挟み込むように配置された一対のフリット(フィルタともいう。)12a,12bとを備えている。なお、このカートリッジ本体10aは、内部に充填材11及びフリット12a,12bを収容するため、ノズル10b側が設けられた蓋部と、ノズル10cが設けられた容器部との間で分割可能となっている。
(Solid phase extraction cartridge)
A solid-
カートリッジ本体10aの材質については、有機溶媒に不溶、且つ、試料濃縮作業中に充填材11が漏れ出たりしないものであればよく、例えば、ポリプロピレンや、ポリエチレン等を挙げることができる。また、カートリッジ本体10aの形状や大きさ等については、図1に示すものに特に限定されるものではなく、例えば、容積が1〜500ml、好ましくは2〜100mlの注射筒型シリンジ、或いはバレル型であって、樹脂製又は多孔性ガラス製のフィルタがセットされたものなどであってもよい。
The material of the
また、目的物質の抽出に用いられる溶媒Sについては、その抽出する目的物質に合わせて任意の有機溶媒を使用することができる。このような有機溶媒としては、例えば、アセトン、アセトニトリル、メタノール、エタノール、テトラヒドロフラン、酢酸エチル、n−ヘキサン、メチルエチルケトン、トルエン等を用いることができる。 As the solvent S used for extraction of the target substance, any organic solvent can be used according to the target substance to be extracted. As such an organic solvent, for example, acetone, acetonitrile, methanol, ethanol, tetrahydrofuran, ethyl acetate, n-hexane, methyl ethyl ketone, toluene and the like can be used.
充填材11は、カートリッジ本体10aの内部に充填されると共に、カートリッジ本体10aのノズル10b,10cから外部に漏れ出ないように、一対のフリット12a,12bによって保持されている。
The
充填材11としては、例えば、シリカゲル、オクタデシル基、オクチル基、ブチル基、トリメチルシリル基、シアノプロピル基、ニトロフェニルエチル基、ペレニル基などの官能基を持ったシリカゲルなどのシリカ系材料、活性炭粒子、活性炭素繊維、カーボングラファイトなどの炭素系材料、アルミナゼオライトなどの多孔質な無機系材料を用いることができる。
Examples of the
また、充填材11としては、多孔質材料により形成されたものであれば、上述した無機系材料以外にも有機系材料からなるものを用いることができ、例えば、合成多孔質高分子や、コルク等の天然物、合成多孔質高分子や天然物等を焼成・賦活した活性炭などを用いることができる。その中でも、特に合成多孔質高分子(ポリマー)を用いることが好ましい。
Further, as the
合成多孔質高分子としては、例えば3次元網目構造をもつ架橋(共)重合体や、フルオロカーボンや二酸化炭素等の発泡剤による気泡が分散して多孔質化された高分子などを用いることができる。これら合成多孔質高分子の中でも、特に架橋(共)重合体が好ましく、架橋剤として2つ以上の二重結合をもつ架橋性ポリビニルモノマーを重合して得られる3次元網目構造の架橋(共)重合体を用いることが好ましい。 As the synthetic porous polymer, for example, a crosslinked (co) polymer having a three-dimensional network structure, a polymer in which bubbles are dispersed by a foaming agent such as fluorocarbon or carbon dioxide, and the like can be used. . Among these synthetic porous polymers, a crosslinked (co) polymer is particularly preferable, and a crosslinked (co) polymer having a three-dimensional network structure obtained by polymerizing a crosslinkable polyvinyl monomer having two or more double bonds as a crosslinking agent. It is preferable to use a polymer.
架橋性ポリビニルモノマーとしては、例えば、芳香族ポリビニルモノマーや、多価アルコールポリ(メタ)アクリル酸エステル系モノマー、ポリアリルエーテル、N,N’−低級アルキレンビス(N−ビニルカルボン酸アミド)等を挙げることができる。なお、ここで言う「(メタ)アクリル」とは、「アクリル」又は「メタクリル」の意味である(以下、同様)。 Examples of crosslinkable polyvinyl monomers include aromatic polyvinyl monomers, polyhydric alcohol poly (meth) acrylic acid ester monomers, polyallyl ethers, N, N′-lower alkylene bis (N-vinylcarboxylic acid amides), and the like. Can be mentioned. Here, “(meth) acryl” means “acryl” or “methacryl” (hereinafter the same).
具体的に、芳香族ポリビニルモノマーとしては、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルキシレン、ジビニルナフタレン、トリビニルベンゼン、ジビニルフェノール等を挙げることができる。
多価アルコールポリ(メタ)アクリル酸エステル系モノマーとしては、例えば、エチレンジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
ポリアリルエーテルとしては、例えば、ジアリルエーテル、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル、テトラアリロキシエタン等を挙げることができる。
N,N’−低級アルキレンビス(N−ビニルカルボン酸アミド)としては、例えば、N,N’−1,3−プロピレンビス(N−ビニルアセトアミド)、N,N’−1,2−メチレンビス(N−ビニルアセトアミド)等を挙げることができる。
これらの中でも、芳香族ポリビニルモノマーが好ましく、より好ましくは、ジビニルベンゼン、ジビニルキシレン、ジビニルナフタレン、トリビニルベンゼン、ジビニルフェノールであり、さらに好ましくは、ジビニルベンゼンである。
また、これらの架橋性ポリビニルモノマーは、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
Specifically, examples of the aromatic polyvinyl monomer include divinylbenzene, divinylxylene, divinylnaphthalene, trivinylbenzene, divinylphenol, and the like.
Polyhydric alcohol poly (meth) acrylic acid ester monomers include, for example, ethylene di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (Meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, glycerin di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, tetramethylol methane tri (meth) acrylate, tetramethylol methane tetra (meth) acrylate, etc. Can do.
Examples of the polyallyl ether include diallyl ether, trimethylolpropane diallyl ether, pentaerythritol triallyl ether, and tetraallyloxyethane.
Examples of N, N′-lower alkylene bis (N-vinylcarboxylic amide) include N, N′-1,3-propylene bis (N-vinylacetamide), N, N′-1,2-methylene bis ( N-vinylacetamide) and the like.
Among these, aromatic polyvinyl monomers are preferable, divinylbenzene, divinylxylene, divinylnaphthalene, trivinylbenzene and divinylphenol are more preferable, and divinylbenzene is more preferable.
Moreover, these crosslinkable polyvinyl monomers can be used individually or in combination of 2 or more types.
架橋(共)重合体を製造する際には、必要に応じて、上記架橋性ポリビニルモノマーと共に、これらと共重合可能な非架橋性ビニルモノマーを用いてもよい。ここで、非架橋性ビニルモノマーとは、重合性二重結合を1つ有する化合物を言う。
このような非架橋性ビニルモノマーとしては、例えば、芳香族モノビニルモノマーや、(メタ)アクリル酸エステル系モノマー、カルボン酸不飽和エステル系モノマー、マレイン酸系モノマー、カルボキシル基を有するモノマー、不飽和エーテル系モノマー、N−アルケニルカルボン酸アミドモノマー、アクリロニトリル等を挙げることができる。
When producing a cross-linked (co) polymer, a non-cross-linkable vinyl monomer copolymerizable with these may be used together with the cross-linkable polyvinyl monomer, if necessary. Here, the non-crosslinkable vinyl monomer refers to a compound having one polymerizable double bond.
Examples of such non-crosslinkable vinyl monomers include aromatic monovinyl monomers, (meth) acrylic acid ester monomers, carboxylic acid unsaturated ester monomers, maleic acid monomers, monomers having a carboxyl group, and unsaturated ethers. And monomers based on N-alkenylcarboxylic acid amide and acrylonitrile.
具体的に、芳香族モノビニルモノマーとしては、例えば、スチレン、o−,m−,p−メチルスチレン、o−,m−,p−エチルビニルベンゼン、o−,m−,p−(クロロメチル)スチレン、ヒドロキシスチレン、アセトキシスチレン、(ジエチルアミノエチルスチレン)、ビニルナフタレン、N−ビニルピリジン等を挙げることができる。
(メタ)アクリル酸エステル系モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、グリセリン(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
カルボン酸不飽和エステル系モノマーとしては、例えば、酢酸ビニル、酢酸アリル、プロピオン酸ビニル等を挙げることができる。
マレイン酸系モノマーとしては、例えば、マレイン酸、無水マレイン酸、2,3−ジメチル無水マレイン酸、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル等を挙げることができる。
カルボキシル基を有するモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、クロトン酸等を挙げることができる。
不飽和エーテル系モノマーとしては、例えば、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、ブチルアリルエーテル等を挙げることができる。
N−アルケニルカルボン酸アミドモノマーとしては、例えば、N−ビニルホルムアミド、N−ビニルアセトアミド、N−ビニルプロピオンアミド、N−(2−プロペニル)ホルムアミド、N−(2−プロペニル)アセトアミド、N−ビニルブチロアミド、N−ビニルベンズアミド、N−ビニル(o−トルアミド)、N−ビニル(p−トルアミド)等を挙げることができる。
これらの中でも、スチレン、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、N−ビニルアセトアミドが好ましい。
また、これらの非架橋性ビニルモノマーは、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
Specifically, examples of the aromatic monovinyl monomer include styrene, o-, m-, p-methylstyrene, o-, m-, p-ethylvinylbenzene, o-, m-, p- (chloromethyl). Examples include styrene, hydroxystyrene, acetoxystyrene, (diethylaminoethylstyrene), vinylnaphthalene, N-vinylpyridine, and the like.
Examples of (meth) acrylic acid ester monomers include (meth) acrylic acid, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, octadecyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, and 2-hydroxyethyl (meth). Examples thereof include acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, glycerin (meth) acrylate, and polyethylene glycol (meth) acrylate.
Examples of the carboxylic acid unsaturated ester monomer include vinyl acetate, allyl acetate, and vinyl propionate.
Examples of maleic monomers include maleic acid, maleic anhydride, 2,3-dimethylmaleic anhydride, dimethyl maleate, and diethyl maleate.
Examples of the monomer having a carboxyl group include (meth) acrylic acid and crotonic acid.
Examples of the unsaturated ether monomer include methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, propyl vinyl ether, butyl vinyl ether, butyl allyl ether, and the like.
Examples of N-alkenylcarboxylic acid amide monomers include N-vinylformamide, N-vinylacetamide, N-vinylpropionamide, N- (2-propenyl) formamide, N- (2-propenyl) acetamide, N-vinylbutyrate. Examples include rhoamide, N-vinylbenzamide, N-vinyl (o-toluamide), N-vinyl (p-toluamide), and the like.
Among these, styrene, ethylene glycol di (meth) acrylate, glycerin di (meth) acrylate, and N-vinylacetamide are preferable.
Moreover, these non-crosslinkable vinyl monomers can be used individually or in combination of 2 or more types.
また、重合後さらに官能基を導入できる可能性が高く、応用範囲の広い重合体を得るために、例えば、o−,m−,p−(クロロメチル)スチレン、グリシジル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、グリセリンモノ(メタ)アクリレートなどのように、クロロメチル基、エポキシ基、水酸基などの反応性基を有するものを用いることもできる。 In addition, in order to obtain a polymer having a wide range of application with a high possibility of introducing a functional group after polymerization, for example, o-, m-, p- (chloromethyl) styrene, glycidyl (meth) acrylate, 2- What has reactive groups, such as a chloromethyl group, an epoxy group, and a hydroxyl group, like a hydroxyethyl methacrylate, glycerol mono (meth) acrylate, etc. can also be used.
架橋(共)重合体の重合法としては、溶液重合、塊状重合、懸濁重合、乳化重合などの通常のラジカル重合を挙げることができる。
ここで、例えば水性懸濁重合により共重合体粒子を作製する場合を例にあげて説明する。なお、本発明は、これに特に限定されるものではない。
Examples of the polymerization method of the crosslinked (co) polymer include normal radical polymerization such as solution polymerization, bulk polymerization, suspension polymerization, and emulsion polymerization.
Here, the case where copolymer particles are produced by, for example, aqueous suspension polymerization will be described as an example. The present invention is not particularly limited to this.
先ず、モノマーと溶媒又は分散媒との混合物に重合開始剤を添加して、水性懸濁重合に用いる油相の調製を行う。
溶媒又は分散媒は、生成する架橋(共)重合体粒子を多孔性にする目的でモノマー混合物に添加されるものであり、その種類は、塊状重合などのように水を媒体に用いない場合には、特に限定されないが、水性懸濁重合などのように水を媒体に用いる場合には、水に難溶性の有機化合物が好ましい。
First, a polymerization initiator is added to a mixture of a monomer and a solvent or a dispersion medium to prepare an oil phase used for aqueous suspension polymerization.
The solvent or dispersion medium is added to the monomer mixture for the purpose of making the resulting crosslinked (co) polymer particles porous, and the type thereof is used when water is not used as a medium such as bulk polymerization. Is not particularly limited, but when water is used as a medium such as aqueous suspension polymerization, an organic compound that is hardly soluble in water is preferable.
溶媒又は分散媒としては、例えば、トルエン、キシレン、ジエチルベンゼン、ヘプタン、オクタン、ドデカン、酢酸ブチル、フタル酸ジブチル、イソアミルアルコール、1−ヘキサノール、シクロヘキサノール、2−エチルヘキサノール、1−ドデカノール、非架橋ポリスチレン等を挙げることができる。 Examples of the solvent or dispersion medium include toluene, xylene, diethylbenzene, heptane, octane, dodecane, butyl acetate, dibutyl phthalate, isoamyl alcohol, 1-hexanol, cyclohexanol, 2-ethylhexanol, 1-dodecanol, and non-crosslinked polystyrene. Etc.
また、これらの溶媒又は分散媒は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。特に、これらの組み合わせを、選択したモノマーとの親和性によって決定すれば、架橋ポリマーのBET比表面積を制御することができる。すなわち、選択した単量体と親和性の高いものを組み合わせることによって、BET比表面積を高めることができる。 These solvents or dispersion media can be used alone or in combination of two or more. In particular, the BET specific surface area of the crosslinked polymer can be controlled if these combinations are determined by the affinity with the selected monomer. That is, the BET specific surface area can be increased by combining the selected monomer with a high affinity.
また、これらの溶媒又は分散媒の添加量は、単量体の総量100質量部に対して10〜300質量部とすることが好ましく、より好ましくは30〜200質量部であり、さらに好ましくは40〜150質量部である。これは、添加量が10質量部未満になると、多孔共重合体粒子の多孔性が不十分となり、添加量が300質量部を超えると、多孔共重合体粒子の物理的強度が不十分となるためである。 Moreover, it is preferable that the addition amount of these solvent or a dispersion medium shall be 10-300 mass parts with respect to 100 mass parts of total amounts of a monomer, More preferably, it is 30-200 mass parts, More preferably, it is 40. -150 parts by mass. This is because when the addition amount is less than 10 parts by mass, the porosity of the porous copolymer particles becomes insufficient, and when the addition amount exceeds 300 parts by mass, the physical strength of the porous copolymer particles becomes insufficient. Because.
一方、重合開始剤としては、例えば、2,2'−アゾビス(イソブチロニトリル)、2,2'−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ系化合物や、過酸化ベンゾイル、過酸化ジクミル、過酸化ジ−t−ブチル、過安息香酸−t−ブチル、メチルエチルケトンペルオキシド等の有機過酸化物など一般に使用されているものを用いることができる。また、これらの重合開始剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。また、重合開始剤の濃度は、単量体の種類などにより適宜決められるものであり一概に規定できないものの、例えば単量体の総量100質量部に対して0.1〜5質量部とすることが好ましい。 On the other hand, examples of the polymerization initiator include azo compounds such as 2,2′-azobis (isobutyronitrile) and 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), benzoyl peroxide, Commonly used organic peroxides such as dicumyl oxide, di-t-butyl peroxide, tert-butyl perbenzoate, and methyl ethyl ketone peroxide can be used. Moreover, these polymerization initiators can be used individually or in combination of 2 or more types. Moreover, although the density | concentration of a polymerization initiator is suitably determined by the kind etc. of a monomer and cannot be defined unconditionally, it shall be 0.1-5 mass parts with respect to 100 mass parts of total amounts of a monomer, for example. Is preferred.
次に、分散安定剤を添加し、水相の調整を行う。
分散安定剤としては、例えば、ポリビニルアルコール、アルキルセルロース、ヒドロキシアルキルセルロース、カルボキシアルキルセルロース、ポリアクリル酸ナトリウム、ゼラチンなどの水溶性高分子化合物を挙げることができる。また、分散安定剤の濃度は、特に限定されないものの、例えば水100質量部に対して0.1〜5質量部とすることが好ましい。
Next, a dispersion stabilizer is added to adjust the aqueous phase.
Examples of the dispersion stabilizer include water-soluble polymer compounds such as polyvinyl alcohol, alkyl cellulose, hydroxyalkyl cellulose, carboxyalkyl cellulose, sodium polyacrylate, and gelatin. Moreover, although the density | concentration of a dispersion stabilizer is not specifically limited, For example, it is preferable to set it as 0.1-5 mass parts with respect to 100 mass parts of water.
また、単量体の一部が水相へ溶解するのを防ぐため、水相に塩類を添加することが好ましい。添加する塩類としては、例えば、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、硫酸ナトリウムなどを挙げることができる。また、これらの塩類は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。また、塩類の濃度は、特に限定されないものの、溶解度の許す範囲で可能な限り高い濃度とすることが好ましい。例えば塩化ナトリウムであれば、水100質量部に対して1〜15質量部とすることが好ましく、塩化カルシウムであれば、水100質量部に対して1〜40質量部部とすることが好ましい。 In order to prevent a part of the monomer from dissolving in the aqueous phase, it is preferable to add salts to the aqueous phase. Examples of salts to be added include sodium chloride, calcium chloride, sodium sulfate and the like. Moreover, these salts can be used individually or in combination of 2 or more types. The concentration of the salt is not particularly limited, but is preferably as high as possible within the range allowed by the solubility. For example, in the case of sodium chloride, the amount is preferably 1 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of water, and in the case of calcium chloride, the amount is preferably 1 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of water.
また、油相に対する水相の比率が大きすぎると、単量体の一部が水相へ溶解する量が増えてしまい、逆に小さすぎると、油滴の合一が起こりやすくなる。このため、使用する水の質量は、単量体と溶媒又は分散媒との総量100質量部に対して、200〜1000質量部とすることが好ましい。 Moreover, when the ratio of the water phase to the oil phase is too large, the amount of a part of the monomer dissolved in the water phase increases. Conversely, when the ratio is too small, coalescence of oil droplets is likely to occur. For this reason, it is preferable that the mass of water to be used shall be 200-1000 mass parts with respect to 100 mass parts of total amounts of a monomer, a solvent, or a dispersion medium.
次に、油相と水相を混合し、油滴が目的とする粒子径(粒子の直径)になるように分散させる。この分散には、微粒子化用の攪拌翼を付けた攪拌装置又は高速分散機(ホモジナイザー)などを用いることができる。このうち、比較的粒子径の大きい吸着剤(例えば固相抽出用)を作製する場合には、微粒子化用の攪拌翼を付けた攪拌装置を用いることが好ましく、比較的粒子径の小さい吸着剤(例えば液体クロマトグラフィー用の吸着剤)を作製する場合には、高速分散機(ホモジナイザー)を用いることが好ましい。 Next, the oil phase and the aqueous phase are mixed and dispersed so that the oil droplets have a target particle diameter (particle diameter). For this dispersion, a stirrer equipped with a stirring blade for atomization or a high-speed disperser (homogenizer) can be used. Among these, when preparing an adsorbent having a relatively large particle size (for example, for solid phase extraction), it is preferable to use an agitator equipped with a stirring blade for atomization, and an adsorbent having a relatively small particle size. When producing (for example, an adsorbent for liquid chromatography), it is preferable to use a high-speed disperser (homogenizer).
次に、水性懸濁重合を行う。この水性懸濁重合による重合反応は、通常の攪拌下において40〜100℃の温度範囲で5〜16時間行なわれる。以上のようにして、球状且つ多孔性の共重合体粒子を得ることができる。 Next, aqueous suspension polymerization is performed. The polymerization reaction by this aqueous suspension polymerization is carried out at a temperature range of 40 to 100 ° C. for 5 to 16 hours under ordinary stirring. As described above, spherical and porous copolymer particles can be obtained.
この共重合体粒子の平均粒子径は、0.1〜2000μmであること好ましく、より好ましくは、1〜500μmであり、さらに好ましくは、2〜200μmである。これは、平均粒子径が0.1μmより小さいと、強度が十分でなく、2000μmを超えると、一定重量当たりの吸着速度が下がり、吸着剤としての性能が低下するためである。 The average particle diameter of the copolymer particles is preferably 0.1 to 2000 μm, more preferably 1 to 500 μm, and still more preferably 2 to 200 μm. This is because if the average particle diameter is smaller than 0.1 μm, the strength is not sufficient, and if it exceeds 2000 μm, the adsorption rate per certain weight decreases and the performance as an adsorbent decreases.
充填材11の形状については、特に限定されるものではなく、例えば、球状粒子や破砕粒子、膜、繊維、塊状連続体など種々の形状のものを用いることができる。なお、塊状連続体は、例えば円筒型容器中で塊状重合させたものを抜き出して得られる棒状重合体である。破砕粒子は、例えば塊状連続体や球状粒子などをハンマー、乳鉢、粉砕機などでより小さな断片に砕いて得られる不規則なあるいは規則的な形の粒子である。
The shape of the
充填材11のBET法により測定される比表面積は、50m2/g以上が好ましく、より好ましくは、400m2/g以上である。充填材11の比表面積が50m2/gより小さいと、目的物質の吸着効率が悪くなる。
The specific surface area measured by the BET method of the
一対のフリット12a,12bは、カートリッジ本体10aのノズル10b,10cから充填材11が漏れ出ないように、この充填材11をカートリッジ本体10a内に保持するものであり、また、充填材11に試料や溶媒を均一に通液させるための機能も有している。このようなフリット12a,12bには、溶媒を流したときに不要な成分を溶出させないものを用いることが好ましく、例えば、ポリエチレン粒子や、ガラス粒子、金属粒子などを焼結し、厚さ0.5〜3mm程度の多孔質円板状に成形したもの、又は紙やガラス繊維などからなるフィルタ等を用いることができる。また、フリット12a,12bには、後述する充填材11の膨潤に伴う圧力に耐え得る強度のものを用いることが好ましい。
The pair of
以上のような構造を有する固相抽出カートリッジ10を用いて、上述した固相抽出方法による目的物質の抽出を行う際には、先ず、カートリッジ本体10aのノズル10c側(或いはノズル10b側)から分析対象となる気体又は液体の試料を流することによって、この試料中の目的物質を充填材11に吸着させる。次に、図3に示すように、カートリッジ本体10aの上部側のメス型ノズル10bに、この固相抽出カートリッジ10に流す溶媒Sを収容するシリンダ30のノズル30aを差し込む一方、カートリッジ本体10aの下部側のオス型ノズル10cの下に、この固相抽出カートリッジ10から流出された溶出液S’を回収する容器となる試験管20を配置する。そして、スポイト40を用いて溶媒Sをシリンダ30に定量的に注入し、カートリッジ本体10aのノズル10b側からシリンダ30に収容された溶媒Sを流すことによって、充填材11から溶媒Sに目的物質を溶出させる。この目的物質を含む溶出液S’は、カートリッジ本体10aのノズル10c側から流出されて、その下にある試験管20へと回収される。
When the target substance is extracted by the above-described solid-phase extraction method using the solid-
ところで、本発明を適用した固相抽出カートリッジ10は、充填材11が目的物質を吸着する物質(以下、吸着材と呼ぶ。)と、溶媒Sによって膨潤する物質(以下、膨潤材と呼ぶ。)とを含み、カートリッジ本体10aに溶媒Sを流したときに、充填材11が膨潤し、試料を流したときよりもカートリッジ本体10a内の圧力損失が高まることを特徴としている。
By the way, in the solid-
具体的に、充填材11は、図4(a)に示すように、吸着材を主体とする第1の層11aと、膨潤材を主体とする第2の層11bとを有し、これら第1の層11aと第2の層11bとがカートリッジ本体10aの長手方向に積層された構造を有している。
Specifically, as shown in FIG. 4A, the
第1の層11aは、吸着材として、抽出用の溶媒Sでほとんど膨潤しないものを用いることができる。このような吸着材としては、例えば表面積の大きい多孔質無機材料や繊維状物質等を用いることができ、具体的にはシリカゲル、又はオクタデシル基、オクチル基、ブチル基、トリメチルシリル基、シアノプロピル基、ニトロフェニルエチル基、ペレニル基の何れかの官能基を持ったシリカゲル、活性炭粒子、活性炭素繊維、カーボングラファイト、アルミナゼオライトの中から選ばれる少なくとも1種又は複数種を用いることができる。
For the
一方、第2の層11bは、膨潤材として、溶媒Sによって膨潤するものの、第1の層(吸着材)11aによる目的物質の吸着に影響を及ぼさないものを用いることが好ましい。このような膨潤材としては、例えば合成有機高分子の微小粒子や繊維等を用いることができ、具体的にはジビニルベンゼンで1%程度架橋したポリスチレンゲルや、Bio−Red社製のSX−1、Aldrich社製のTentaGel等を用いることができる。
On the other hand, the
なお、第1の層11aは、吸着材として、溶媒Sによって膨潤するもの、すなわち目的物質を吸着し且つ溶媒Sによって膨潤するものを用いてもよい。このような目的物質を吸着し且つ溶媒Sによって膨潤するものとして、例えば、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、オクタデシル基を化学結合させたシリカゲル、ジビニルベンゼン−エチレンジメタクリレート−N−ビニルアセトアミド3元共重合体、ジビニルベンゼン−グリセリンジメタクリレート−N−ビニルアセトアミド3元共重合体等の合成多孔質高分子を用いることができる。
The
また、上記充填材11の積層構造については、上述した図4に示す積層構造以外にも、第1の層11aと第2の層11bとが少なくとも3層以上交互に積層されたもの、例えば第1の層11aを第2の層11bで挟み込むように積層したものなど、その積層数や積層の組み合わせ等については適宜変更して実施することができる。また、充填材11の各層の形成する吸着材や膨潤材の比重や粒径等が大きく異なる場合には、必要に応じて第1の層11aと第2の層11bとの間をフリットで仕切るようにしてもよい。
In addition to the layered structure shown in FIG. 4 described above, the layered structure of the
また、充填材11としては、上述した吸着材と膨潤材とを予め混合したものをカートリッジ本体10aに充填することも可能である。なお、この場合は、充填材11を必ずしも層構造とする必要はなく、吸着材と膨潤材とが混合された1層のみの構成とすることができる。
Further, as the
本発明を適用した固相抽出カートリッジ10では、このような充填材11が充填されたカートリッジ本体10aに溶媒Sを流したときに、充填材11が膨潤し、試料を流したときよりもカートリッジ本体10a内の空隙が減少し、抽出時の圧力損失が高まることを利用して、カートリッジ本体10aから流出される溶媒(溶出液S’)の流出速度を調整することができる。
In the solid-
具体的に、本発明を適用した固相抽出カートリッジ10では、図4(a)に示すように、カートリッジ本体10a内で第2の層11bが膨潤する割合を考慮して、予めカートリッジ本体10a内に隙間Dを設けておくことができる。このような隙間Dは、充填材11を挟んだ一対のフリット12a,12bと、カートリッジ本体10aの長手方向の両端部との何れかの間に設けることができる。或いは、一対のフリット12a,12bと充填材11との何れかの間に設けることもできる。図4(a)に示す固相抽出カートリッジ10では、一方のフリット12aとカートリッジ本体10aの内側の上面部との間及び他方のフリット12bとカートリッジ本体10aの内側の下面部との間に隙間Dが設けられている。
Specifically, in the solid-
また、このような隙間Dを設けた場合、一対のフリット12a,12bは、少なくとも一方をカートリッジ本体10a内で移動可能としておくことが好ましい。図4(a)に示す固相抽出カートリッジ10では、一対のフリット12a,12bがカートリッジ本体10a内で移動可能となされている。
Further, when such a gap D is provided, it is preferable that at least one of the pair of
そして、この固相抽出カートリッジ10では、図4(b)に示すように、カートリッジ本体10aに溶媒Sを流したときに、第2の層11bが膨潤する。このとき、一対のフリット12a,12bは、第2の層11bの膨潤により体積が増加した充填材11に押圧されて、カートリッジ本体10a内を移動する。そして、一対のフリット12a,12bの移動がカートリッジ本体10aの両端部で規制されると、カートリッジ本体10a内の隙間Dが無くなり、充填材11がそれ以上膨潤することができなくなる。これにより、充填材11がカートリッジ本体10a内で圧密状態となる。
In the solid-
本発明を適用した固相抽出カートリッジ10では、この充填材11の圧密状態の度合いによって、カートリッジ本体10aから流出される溶出液S’の流出速度を任意に調整することが可能となっている。
具体的に、本発明を適用した固相抽出カートリッジ10では、10ml程度の溶媒Sをシリンダ30に入れて自然滴下させたときに、カートリッジ本体10aのノズル10cから流出する溶出液S’の流出速度が、0.3〜1.5ml/分となるよう上記設定を行うことが好ましい。これにより、カートリッジ本体10aのノズル10cから流出する溶出液S’の流出速度を緩やかなものとすることができる。
In the solid-
Specifically, in the solid-
図4(a)に示す固相抽出カートリッジ10では、カートリッジ本体10a内の隙間Dが無くなることで、充填材11が適切な圧密状態となるよう設定されている。したがって、上記隙間Dを設けないと、充填材11が膨潤した際に、充填材の体積増加が強く制限されるため、圧密状態が大きくなり過ぎてしまい、結果として、溶出液S’の流出速度が著しく低下することになる。これは分析時間の短縮の面で好ましくない。
In the solid-
また、上記隙間Dを設けない場合には、一対のフリット12a,12bが充填材11の膨潤により移動しないようカートリッジ本体10a内に強固に固定されていなくてはならない。一方、図4(a)に示す固相抽出カートリッジ10では、充填材11の偏りを避けるため、一対のフリット12a,12bがカートリッジ本体10aの内面との摩擦力等によりカートリッジ本体10a内に軽く固定されてはいるものの、充填材11の膨潤によってカートリッジ本体10aの長手方向に移動可能となっている。
If the gap D is not provided, the pair of
なお、カートリッジ本体10aから流出される溶出液S’の流出速度は、充填材11の充填量や、充填材11の粒子間の隙間、充填材11の粒径、充填材11の充填時の圧力などによっても変化するため、場合によっては上記隙間Dを設けないで調整することも可能である。例えば、充填材11の粒径が大きい場合(大気分析用のカートリッジ)は、上記隙間Dは必ずしも必要ではなく、例えば充填材11内の空隙率を調整することによって、上記隙間と同等の効果を与えることができる。
また、カートリッジ本体10aのノズル10cから流出する溶出液S’の流出速度を緩やかなものとするため、充填材11の粒子径については、50〜500μmとすることが好ましい。
The flow rate of the eluent S ′ flowing out of the
Further, in order to make the flow rate of the eluate S ′ flowing out from the
また、本発明を適用した固相抽出カートリッジ10では、上記一対のフリット12a,12bのうち、少なくとも一方又は両方の充填材11の膨潤に伴う移動を規制する規制手段を設けることができる。
具体的に、規制手段としては、例えば図5に示すように、カートリッジ本体10a内に一対のフリット12a,12bの移動を規制する一対のストッパ13a,13bを設けることができる。これら一対のストッパ13a,13bは、図5(a)に示すように、それぞれカートリッジ本体10aの内側の上面部及び下面部から突出形成されている。また、これら一対のストッパ13a,13bは、図5(a)に示すように、フリット12a,12bに均一に当接されるように、ノズル10b,10cの周囲に同じ高さで放射状に複数配置されている。また、上部側のフリット12aとストッパ13aとの間には、隙間Dが設けられている。
Further, in the solid-
Specifically, as the restricting means, for example, as shown in FIG. 5, a pair of
この場合、カートリッジ本体10aに溶媒Sを流したときには、充填材11が膨潤しながら、一方のフリット12aが上方に移動し、隙間Dが無くなると、一対のストッパ13a,13bが一対のフリット12a,12bを内側へと押圧することで、充填材11が圧密状態となる。これにより、カートリッジ本体10aから流出される溶出液S’の流出速度をストッパ13a,13bの高さ(隙間D)に応じて任意に調整することができる。また、この場合は、カートリッジ本体10aに充填される充填材11の充填量を目的物質の抽出を行うのに最適な値に設定しつつ、カートリッジ本体10aから流出される溶出液S’の流出速度も最適な値に設定することができる。
In this case, when the solvent S is caused to flow into the
また、規制手段としては、例えば図6(a)に示すような一対のスペーサ14a,14bを設けることもできる。これら一対のスペーサ14a,14bは、カートリッジ本体10a内のフリット12a,12bの外側に配置されたリング状の部材であり、カートリッジ本体10aに溶媒Sを流したときに、一対のフリット12a,12bの充填材11の膨潤に伴う移動を規制する。
Further, as the restricting means, for example, a pair of
この場合も、カートリッジ本体10aから流出される溶出液S’の流出速度をスペーサ14a,14bの厚みに応じて任意に調整することができる。したがって、カートリッジ本体10aに充填される充填材11の充填量を目的物質の抽出を行うのに最適な値に設定しつつ、カートリッジ本体10aから流出される溶出液S’の流出速度も最適な値に設定することができる。
In this case as well, the outflow rate of the eluent S 'flowing out from the
また、規制手段としては、例えば図6(b)に示すような一対のストッパ15a,15bを設けることもできる。これら一対のストッパ15a,15bは、カートリッジ本体10aの内のフリット12a,12bの外側に配置されて、カートリッジ本体10aの内側面から突出された突起部であり、カートリッジ本体10aに溶媒Sを流したときに、一対のフリット12a,12bの充填材11の膨潤に伴う移動を規制する。
Further, as the restricting means, for example, a pair of
この場合も、カートリッジ本体10aから流出される溶出液S’の流出速度をストッパ15a,15bの配置に応じて任意に調整することができる。したがって、カートリッジ本体10aに充填される充填材11の充填量を目的物質の抽出を行うのに最適な値に設定しつつ、カートリッジ本体10aから流出される溶出液S’の流出速度も最適な値に設定することができる。
In this case as well, the outflow rate of the eluent S 'flowing out from the
また、規制手段としては、例えば図6(c)に示すように、フリット12a,12bにストッパ16a,16bを設けることもできる。これら一対のストッパ16a,16bは、フリット12a,12bの充填材11とは反対側の面から突出された突起部であり、カートリッジ本体10aに溶媒Sを流したときに、カートリッジ本体10aの内側の上面部及び下面部に当接されて、一対のフリット12a,12bの充填材11の膨潤に伴う移動を規制する。
Further, as the restricting means, for example, as shown in FIG. 6C,
この場合も、カートリッジ本体10aから流出される溶出液S’の流出速度をストッパ16a,16bの高さに応じて任意に調整することができる。したがって、カートリッジ本体10aに充填される充填材11の充填量を目的物質の抽出を行うのに最適な値に設定しつつ、カートリッジ本体10aから流出される溶出液S’の流出速度も最適な値に設定することができる。
In this case as well, the outflow rate of the eluent S 'flowing out from the
また、規制手段としては、例えば図6(d)に示すように、カートリッジ本体10aに縮径部17a,17bを設けることができる。これら一対の縮径部17a,17bは、カートリッジ本体10aの内のフリット12a,12bよりも外側で、このカートリッジ本体10aの径が縮小された部分であり、カートリッジ本体10aに溶媒Sを流したときに、一対のフリット12a,12bの充填材11の膨潤に伴う移動を規制する。
As the restricting means, for example, as shown in FIG. 6D, the
この場合も、カートリッジ本体10aから流出される溶出液S’の流出速度を縮径部17a,17bの位置に応じて任意に調整することができる。したがって、カートリッジ本体10aに充填される充填材11の充填量を目的物質の抽出を行うのに最適な値に設定しつつ、カートリッジ本体10aから流出される溶出液S’の流出速度も最適な値に設定することができる。
In this case as well, the outflow rate of the eluent S 'flowing out from the cartridge
以上のように、本発明によれば、カートリッジ本体10aに溶媒Sを流したときに充填材11が膨潤し、試料を流したときよりもカートリッジ本体10a内の圧力損失が高まることから、固相抽出カートリッジ10に分析対象となる試料を速やかに流しつつ、固相抽出カートリッジ10に溶媒Sを流す際には、この固相抽出カートリッジ10から流出される溶媒(溶出液S’)の流出速度を緩やかなものとすることができる。すなわち、試料の通気(液)性が良い固相抽出カートリッジ10を用いた場合でも、この固相抽出カートリッジ10から流出される溶出液S’の流出速度を緩やかなものとすることで、目的物質の抽出率を高めることができる。
As described above, according to the present invention, the
したがって、このような固相抽出カートリッジ10を用いた固相抽出方法では、操作時間の短縮を図りつつ、試料中からの目的物質の抽出を安定して行うことができる。また、このような固相抽出カートリッジ10を用いた場合には、上述した注射針のような特別な器具を装着する必要がないため、非常に安価であり、安全な操作が可能であるだけでなく、分析の際に妨害となるような不純物の混入を防ぐことができる。
Therefore, in the solid phase extraction method using such a solid
以下、実施例により本発明の効果を明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。
(実施例1)
実施例1では、上述した図4に示す固相抽出カートリッジ10を実際に作製した。
この実施例1において、カートリッジ本体10aの内径は13mmであり、このカートリッジ本体10aに隙間D(=0)が生じないように、膨潤材としてAldrich社製のTentaGel(粒径140〜17μmのポリスチレンゲル)を100mg充填した上に、吸着材として平均粒径150μmのシリカゲルを350mg充填することによって、充填材11を第1の層11aと第2の層12aとの2層構造とした。
Hereinafter, the effects of the present invention will be clarified by examples. In addition, this invention is not limited to a following example, In the range which does not change the summary, it can change suitably and can implement.
Example 1
In Example 1, the above-described solid-
In Example 1, the inner diameter of the
そして、実施例1の固相抽出カートリッジ10に、試料として純水(イオン交換水)を20ml/minで通液させたところ、その差圧が0.05MPa以下となり、通液性に問題は生じなかった。また、実施例1の固相抽出カートリッジ10にシリンダ30を接続し、このシリンダ30に溶媒Sとして10mlのアセトニトリルを入れて自然滴下させたところ、溶媒Sの流出速度が0.5〜2ml/minとなり、適度な流出速度が得られた。
Then, when pure water (ion exchange water) as a sample was passed through the solid
(比較例1)
比較例1では、カートリッジ本体10aに隙間D(=0)が生じないように、吸着材として平均粒径150μmのシリカゲルを450mg充填し、充填材11を1層のみの構造とした以外は、実施例1と同様の固相抽出カートリッジ10作製した。
(Comparative Example 1)
Comparative Example 1 was carried out except that 450 mg of silica gel having an average particle diameter of 150 μm was filled as an adsorbent and the
そして、比較例1の固相抽出カートリッジ10に、試料として純水(イオン交換水)を20ml/minで通液させたところ、その差圧が0.05MPa以下となり、通液性に問題は生じなかった。一方、比較例1の固相抽出カートリッジ10にシリンダ30を接続し、このシリンダ30に溶媒Sとして10mlのアセトニトリルを入れて自然滴下させたところ、溶媒Sの流出速度が2ml/min以上となり、流出速度が速すぎる結果となった。
Then, when pure water (ion exchange water) was passed through the solid
10…固相抽出カートリッジ 10a…カートリッジ本体 10b,10c…ノズル 11…充填材 11a…第1の層(吸着材) 11b…第2の層(膨潤材) 12a,12b…フリット 13a,13b…ストッパ(規制手段)
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記充填材が前記目的物質を吸着する吸着材と、前記溶媒によって膨潤する膨潤材とを含み、前記カートリッジ本体に前記溶媒を流したときに前記充填材が膨潤し、前記試料を流したときよりも前記カートリッジ本体内の圧力損失が高まることを特徴とする固相抽出カートリッジ。 A sample to be analyzed is flowed through the cartridge body, and the target substance in the sample is adsorbed to the filler in the cartridge body, and then a solvent is passed through the cartridge body to pass the solvent from the filler to the solvent. A solid phase extraction cartridge for recovering the eluate from
The filler includes an adsorbent that adsorbs the target substance, and a swelling material that swells with the solvent, and the filler swells when the solvent flows through the cartridge body, and the sample flows. The solid phase extraction cartridge is characterized in that pressure loss in the cartridge body increases.
前記カートリッジ本体に分析対象となる試料を流し、この試料中の目的物質を前記カートリッジ本体内の充填材に吸着させた後に、前記カートリッジ本体に溶媒を流して、前記充填材から前記溶媒に前記目的物質を溶出させた溶出液を回収することを特徴とする固相抽出方法。 A solid phase extraction method using the solid phase extraction cartridge according to any one of claims 1 to 4,
A sample to be analyzed is flowed through the cartridge body, and a target substance in the sample is adsorbed to the filler in the cartridge body, and then a solvent is flowed through the cartridge body to pass the solvent from the filler to the solvent. A solid phase extraction method comprising collecting an eluate from which a substance is eluted.
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- 2005-12-06 JP JP2005351778A patent/JP2007155519A/en not_active Withdrawn
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