JP2010175467A - 液体クロマトグラフ分析方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】液体クロマトグラフ部、脱塩部及び検出・分析部を少なくとも具備する液体クロマトグラフ分析装置を用いて、不揮発性塩を含む移動相溶媒により分析試料を溶出し、次いで検出を行う液体クロマトグラフ分析法において、溶出された分析試料を含む移動相溶媒に不揮発性塩吸着能を有する機能性粒子を接触させて、移動相溶媒から不揮発性塩を分離することによって脱塩処理し、次いで分析試料を検出することを特徴とする液体クロマトグラフ分析法。
【選択図】図2
Description
第1は、二次元液体クロマトグラフを用いた技術であり、二台の逆相液体クロマトグラフの間に流路切り替えバルブ、サンプルループ、トラップカラムを配置したシステムを利用するものである(特許文献1,図1参照)。すなわち、ポンプaから不揮発性緩衝液を含む移動相溶媒を送液、インジェクタbから注入された試料は、一次元目の逆相液体クロマトグラフのカラムcで分離、切り替えバルブdに付属している複数のサンプルループ(図示なし)に、幾つかのセグメントに分けて捕集される。サンプルループに溜めた試料成分溶液を、ポンプfから水を主成分とする不揮発性緩衝液を含まない溶媒で追い出し、トラップカラムeにトラップして溶液中に含まれている不揮発性塩を洗い流す。次いで、ポンプfから送液する液の溶媒組成を水/アセトニトリルなどに変更(グラジエント)して送液、トラップカラムにトラップされている試料成分を溶出させて二次元目の逆相液体クロマトグラフのカラムgに導入して試料成分を再分離、質量分析計に導入するというものである。
1)液体クロマトグラフ部、脱塩部及び検出・分析部を少なくとも具備する液体クロマトグラフ分析装置を用いて、不揮発性塩を含む移動相溶媒により分析試料を溶出し、次いで検出を行う液体クロマトグラフ分析法において、溶出された分析試料を含む移動相溶媒に不揮発性塩吸着能を有する機能性粒子を接触させて、移動相溶媒から不揮発性塩を分離することによって脱塩処理し、次いで分析試料を検出することを特徴とする液体クロマトグラフ分析法。
2)前記脱塩処理を、液体クロマトグラフ部と検出・分析部の間に配置され、液体導入部、多相層流を実現するための液-液分離部及び各層を分離・回収するための分離・回収部を具備するマイクロ流路デバイスによって行う上記1)の液体クロマトグラフ分析法。
3)機能性粒子が磁性体含有粒子である上記1)又は2)の液体クロマトグラフ分析法。
4)分析試料の検出が、質量分析である上記1)〜3)のいずれかの液体クロマトグラフ分析法。
5)液体クロマトグラフ部、脱塩部及び検出・分析部を少なくとも具備する液体クロマトグラフ分析装置において、脱塩部が液体クロマトグラフ部と検出・分析部の間に配置され、不揮発性塩吸着能を有する機能性粒子を用いて移動相溶媒から不揮発性塩を分離する手段を備えてなることを特徴とする液体クロマトグラフ分析装置。
6)移動相溶媒から不揮発性塩を分離する手段が、液体導入部、多相層流を実現するための液-液分離部及び各層を分離・回収するための分離・回収部を具備するマイクロ流路デバイスである上記5)の液体クロマトグラフ分析装置。
7)検出・分析部の検出・分析手段が質量分析計である上記5)又は6)の液体クロマトグラフ分析装置。
これにより、不揮発性緩衝液が使えないという理由で質量分析計等を液体クロマトグラフの検出器として選択できなかった問題が解消され、液体クロマトグラフの適用範囲の拡大を図ることができる。
本発明の液体クロマトグラフ分析法を実施するための分析装置の概略構成図を図2に示す。
また、本発明による脱塩処理が施された溶出液からは、分画、溶媒除去を行うことにより、目的物質を容易に得ることができ、これらをNMR、IR等の検出手段により測定することも可能である。
マイクロ流路は、マイクロメートルサイズの幅・高さ・直径を有し、液体を流すことが可能な通路であればよく、例えば、幅・深さ・直径は、それぞれ20〜1,000μm程度であればよく、幅100〜300μm、高さ50〜150μm、直径100〜500μmであるのが好ましい。尚、液-液分離部における流路の長さは、液体の導入量によって適宜調整するのが好ましい。
また、後述する温度制御機構(温度感受性液−液セパレーター機構)を設ける場合には、基板の接合に際しては、テフロン(登録商標)製等の断熱シートを間に挟み込むこともできる。
1は、液体クロマトグラフからの試料成分を含む移動相溶媒を導入するための液体導入孔であり、リン酸塩などの不揮発性塩を含む移動相溶媒が導入される。一方、2は、移動相溶媒に含まれる不揮発性塩を吸着する機能性粒子を分散させた溶液を導入するための液体導入孔である。
ここで用いられる無極性溶媒は、前記移動相溶媒と2層流を形成可能な溶媒であればよく、シクロヘキサンの他、例えばヘキサン、酢酸エチル、ベンゼン、トルエン、クロロホルム、ジクロロメタン等を用いることができる。
当該温度分布は、例えば、層流を流れ方向に対して上下に形成する場合には流路の上部と下部に、層流を流れ方向に対して左右に形成する場合には流路の左部と右部に形成され、上部下部又は左部右部をそれぞれ高温側(例えば、30〜50℃)と低温側(例えば、10〜30℃)に分けることが挙げられる。
斯かる高温側と低温側の温度差は、用いる液体の種類、組み合わせによっても異なるが、10℃以上であるのが好ましく、10〜25℃がより好ましく、15〜25℃であるのがより好ましい。
また、冷却媒体としては、冷媒導入装置、ペルチェモジュール等が挙げられる。
斯かる温度制御媒体の設置部位は、その機能に応じて基板の内部又は表面の何れでもよく、また複数設置してもよい。例えば、流路の流れ方向に対して直列に2箇所温度制御媒体を配置して、下流側のみ制御あるいは両方制御という切り替えを行うことも可能であり、このような制御を行うことにより広範な液体導入量に対して対応が可能となる。また、導入する液体の流速に応じて加温・冷却を行うことにより、所望の流速範囲、例えば、1〜200μL/minで液−液分離を行うことが可能となる。
各層の分離は、層流を流れ方向に対して上下に形成する場合には流路を上下に分岐させ、層流を流れ方向に対して左右に形成する場合には左右に分岐させればよい。
可動式磁石18は、ドライブシャフト(18a)とベルト状磁石(18b)から構成され、流路に沿って、流路の上流から下流に向かって駆動するものである。従って、磁性体含有粒子も当該磁石の動きに合わせて上流から下流へと流路壁面に沿って移動する。
図6に、機能性粒子として疎水性微細粒子を用いる場合であって、温度感受性液−液セパレーター機構を設けた脱塩インターフェイスを示す。
試料成分及びリン酸塩などの不揮発性塩を含む移動相溶媒は、液体導入孔1に導入される。一方、不揮発性塩を吸着するための疎水性微細粒子は、水などの溶媒に分散させて、液体導入孔2から導入される。両者はY字型の混合部3で混合され、不揮発性塩は疎水性微細粒子に吸着される。更に下流にシクロヘキサンなどの無極性溶媒を導入するための液体導入孔4が設けられ、当該液体導入孔4から無極性溶媒が導入され、Y字型の混合物5で移動相溶媒と合流される。14には図5で示した温度感受性液−液セパレーター機構が設けられている。すなわち、流路の上側ブロック13aの表面にシートヒーターを設置して高温とし、下側ブロック13bの下側にペルチェクーラーを設置して低温とし、両者の温度差を10℃以上に制御されている。これにより、2層流が容易に形成される。更に、下流の流路内には6から8に向かって少しずつ長さを増すエッジ(7a、8a)が設けられ(図4参照)、液−液界面を安定する。
不揮発性塩を吸着した疎水性微細粒子は、その表面疎水性のため無極性溶媒層へ移動し、下流のY字型分岐点で無極性溶媒層が移動相溶媒層から分離され、不揮発性塩が除去された試料成分を含む移動相溶媒層が検出・分析部へ導入される。
図7に、機能性粒子として疎水性微細粒子を用いる場合であって、外部に高混合効率のミキサーを設置した脱塩インターフェイスデバイスの構成を示す。
試料成分及びリン酸塩などの不揮発性塩を含む移動相溶媒は、ミキサー部の液体導入孔15に導入される。一方、不揮発性塩を吸着するための疎水性微細粒子は、水などの溶媒に分散させて、ミキサー部の液体導入孔16から導入される。両者はミキサー内で混合され、不揮発性塩を吸着した疎水性微細粒子を含む混合液はミキサーの出口から排出され、インターフェイスデバイスの液体導入孔17に導入される。不揮発性塩を吸着するための疎水性微細粒子を分散させた水系溶媒が、再度デバイスの液体導入孔2から導入される。両者がY字型の混合部3で再混合され、残存しているリン酸塩が疎水性微細粒子に吸着される。
シクロヘキサンなどの無極性溶媒を液体導入孔4から導入し、Y字型の混合部7で上流からの液体と合流される。混合部5より下流の流路内には6,7,8の地点で液-液界面を分離させるためのエッジ(6から8に向かって少しずつ長さを増す)が設けられており(図4参照)、2層流が形成される。不揮発性塩を吸着した疎水性微細粒子は、その表面疎水性のため無極性溶媒層へ移動する。流路下流のY字型分岐点で無極性溶媒層が移動相溶媒層から分離され、不揮発性塩が除去された試料成分を含む移動相溶媒層が検出・分析部へ導入される。
図8に、機能性粒子として磁性体含有粒子を用いる場合の脱塩インターフェイスデバイスの構成を示す。
試料成分及びリン酸塩などの不揮発性塩を含む移動相溶媒は、液体導入孔1に導入される。一方、不揮発性塩を吸着するための磁性体含有粒子は、水などの溶媒に分散させて、液体導入孔2から導入される。更に下流にシクロヘキサンなどの無極性溶媒を導入するための液体導入孔4が設けられ、当該液体導入孔4から無極性溶媒が導入され、Y字型の混合物5で移動相溶媒と合流される。混合部5より下流の流路内には液-液界面を分離させるための、6から8に向かって少しずつ長さを増すエッジが設けられており(図4参照)、2層流が形成される。
流路の下流には、ドライブシャフト(18a)とベルト状磁石(18b)から構成される可動式磁石18が流路近傍に配置されている。不揮発性塩を吸着した磁性体含有粒子は、磁石が配置されている付近の流路内において、磁力によって引き付けられ移動相溶媒から無極性溶媒層へ移動、下流のY字分岐点で無極性溶媒層と移動相溶媒層に分離され、不揮発性塩が除去された試料成分を含む移動相溶媒層が検出・分析部へ導入される。尚、エッジ構造が可動式磁石の先端位置よりも下流となるように、可動式磁石を配置することにより、磁性体含有粒子の移相の妨害を防ぐことができる。
b インジェクタ
c カラム
d 切り替えバルブ
e トラップカラム
f ポンプ
g カラム
1 液体(移動相溶媒)導入孔
2 液体(機能性粒子)導入孔
4 液体(無極性溶媒)導入孔
3、5 混合部
6〜8エッジ形成部位(7a及び8a エッジ)
9 流路
10 断熱シート
11 シートヒーター
12 ペルチェクーラー
13a 上側ブロック
13b 下側ブロック
14 温度感受性液−液セパレーター機構
15 液体(移動相溶媒)導入孔
16 液体(機能性粒子)導入孔
17 液体(移動相溶媒−機能性粒子)導入孔
18 可動式磁石
Claims (7)
- 液体クロマトグラフ部、脱塩部及び検出・分析部を少なくとも具備する液体クロマトグラフ分析装置を用いて、不揮発性塩を含む移動相溶媒により分析試料を溶出し、次いで検出を行う液体クロマトグラフ分析法において、溶出された分析試料を含む移動相溶媒に不揮発性塩吸着能を有する機能性粒子を接触させて、移動相溶媒から不揮発性塩を分離することによって脱塩処理し、次いで分析試料を検出することを特徴とする液体クロマトグラフ分析法。
- 前記脱塩処理を、液体クロマトグラフ部と検出・分析部の間に配置され、液体導入部、多相層流を実現するための液-液分離部及び各層を分離・回収するための分離・回収部を具備するマイクロ流路デバイスによって行う請求項1記載の液体クロマトグラフ分析法。
- 機能性粒子が磁性体含有粒子である請求項1又は2記載の液体クロマトグラフ分析法。
- 分析試料の検出が、質量分析である請求項1〜3のいずれか1項記載の液体クロマトグラフ分析法。
- 液体クロマトグラフ部、脱塩部及び検出・分析部を少なくとも具備する液体クロマトグラフ分析装置において、脱塩部が液体クロマトグラフ部と検出・分析部の間に配置され、不揮発性塩吸着能を有する機能性粒子を用いて移動相溶媒から不揮発性塩を分離する手段を備えてなることを特徴とする液体クロマトグラフ分析装置。
- 移動相溶媒から不揮発性塩を分離する手段が、液体導入部、多相層流を実現するための液-液分離部及び各層を分離・回収するための分離・回収部を具備するマイクロ流路デバイスである請求項5記載の液体クロマトグラフ分析装置。
- 検出・分析部の検出・分析手段が質量分析計である請求項5又は6記載の液体クロマトグラフ分析装置。
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