JP2015178968A

JP2015178968A - 分取精製方法及び分取精製装置

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Publication number: JP2015178968A
Application number: JP2014055587A
Authority: JP
Inventors: 智之山崎; Tomoyuki Yamazaki
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2014-03-18
Filing date: 2014-03-18
Publication date: 2015-10-08
Anticipated expiration: 2034-03-18
Also published as: JP6206273B2

Abstract

【課題】トラップカラムに捕集した目的成分を回収容器に回収する際に、配管中に残存している溶出液や溶出用溶媒が回収容器内に滴下することを防止し、また、溶出液がトラップカラムに逆流することを防止する。【解決手段】目的成分を捕集したトラップカラム２０に溶出用溶媒を流すことにより該目的成分を溶出させ、回収流路３４を介して回収容器２１に回収する分取精製方法において、回収流路３４を介して目的成分が溶出した溶出用溶媒をトラップカラム２０から回収容器２１に送る回収工程と、回収流路３４に接続された吸引流路６を介して回収流路内３４に残存している溶出用溶媒を吸引する吸引工程と、回収流路３４をトラップカラム２０及び回収容器２１から取り外す取り外し工程とを行う。【選択図】図２

Description

本発明は、分取用液体クロマトグラフ等によって分離された試料の各成分を精製して回収するための分取精製方法及び分取精製装置に関する。

試料に含まれる所望の成分を精製して回収する方法の一つとして、分取用液体クロマトグラフを用いる手法がある（例えば特許文献１、２参照）。この手法では、まず、分離カラムにより分離された試料の各成分のうち精製して回収する成分（目的成分）を、目的成分毎にそれぞれ別々のトラップカラムに捕集する。

次いで、トラップカラムの入口端から溶出用溶媒を流し込み、目的成分を溶出用溶媒中に溶出させる。そして、溶出した目的成分を含む溶出用溶媒（以下「溶出液」という）をトラップカラムの出口端から抽出し、回収容器に送る。最後に、回収容器において、溶出液中の溶媒を蒸発させることで、乾燥した粉末状（固形状）の目的成分を得る。

通常、溶出液をトラップカラムから回収容器に送る場合、２つのニードルを配管で接続し、一方のニードルの先端をトラップカラムの出口端に差し込み、もう一方のニードルの先端を回収容器の入口端に差し込む。この状態で、トラップカラムの入口端から溶出用溶媒を導入し、目的成分が溶出した溶出用溶媒（溶出液）をトラップカラムの出口端から押し出す。押し出された溶出液は、トラップカラムの出口端に差し込まれたニードルを介し、前記配管を通り、回収容器の入口端に差し込まれたニードルの先端より液滴となって回収容器に滴下する。これを乾燥させて粉末状の目的成分を得る。

特開平2-122260号公報特開2003-149217号公報

上記手法では、目的成分を粉末状にした後、両ニードルをトラップカラム及び回収容器から抜去すると、その際に、配管中に残存している溶出液や溶出用溶媒がニードルの先端から回収容器内に滴下してしまい、目的成分の乾燥状態が損なわれる。また、トラップカラムに溶出液が滴下すると、次の分取の際にコンタミネーションの問題が生じる。

本発明は上記の点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、トラップカラムに捕集した目的成分を回収容器に回収する際に、配管中に残存している溶出液や溶出用溶媒が回収容器内に滴下することを防止し、また、溶出液がトラップカラムに逆流することを防止することができる分取精製方法及び分取精製装置を提供することである。

上記課題を解決するために成された本発明に係る分取精製方法は、目的成分を捕集したトラップカラムに溶出用溶媒を流すことにより該目的成分を溶出させ、回収流路を介して回収容器に回収する分取精製方法であって、
a) 前記回収流路を介して、目的成分が溶出した溶出用溶媒を前記トラップカラムから前記回収容器に送る回収工程と、
b) 前記回収工程の後、前記回収流路に接続された吸引流路を介して、該回収流路内に残存している前記溶出用溶媒を吸引する吸引工程と、
c) 前記吸引工程の後、前記回収流路を前記トラップカラム及び前記回収容器から取り外す取り外し工程と、
を有することを特徴とする。

上記の分取精製方法では、回収工程が終了した後、回収流路をトラップカラム及び回収容器から取り外す前に、吸引流路を介して回収流路中に残存している溶出用溶媒を吸引する。通常、回収流路の回収容器側は開放され大気状態になっているため、回収流路中の溶出用溶媒を吸収流路より吸引すれば、回収容器側から空気が入り込み、回収流路内で吸引箇所よりも回収容器側に残存している溶出用溶媒を容易に取り除くことができる。そのため、回収流路を回収容器から取り外す際に、溶出用溶媒が回収容器に滴下することがない。このような原理であるため、吸引工程においては回収流路内に残存している溶出用溶媒を必ずしも完全に吸引する必要はなく、少なくとも回収容器側の先端部分において溶出用溶媒が残存しないようにしておけばよい。

また、前記吸引工程においては、前記吸引流路は前記トラップカラムの出口端に差し込むニードルの近傍に接続することが好ましい。

このようにすれば、吸引工程において回収流路中のトラップカラム側の先端部に残存している溶出用溶媒も、より多く取り除くことができる。そのため、回収流路を回収容器から取り外した際に、溶媒がトラップカラムに滴下することもない。

さらに、前記回収工程においては、必要に応じて、前記吸引流路を介して前記回収流路に希釈液を送るようにしてもよい。そうすれば、溶出液に含まれる目的成分の濃度が高い場合に目的成分が析出することを防ぐことができる。

また、上記課題を解決するために成された本発明に係る分取精製装置は、目的成分を捕集したトラップカラムに溶出用溶媒を流すことにより該目的成分を溶出させて回収容器に回収する分取精製装置であって、
a) 前記トラップカラムの入口端に接続される、前記溶出用溶媒を供給する溶出液供給流路と、
b) 前記トラップカラムの出口端と前記回収容器の入口端を接続する回収流路と、
c) 一端が前記回収流路の途中に接続され、他端に吸引ポンプが接続される吸引回路と、
を有することを特徴とする。

以上のとおり、本発明の分取精製方法及び装置によれば、回収流路（配管）中に残存している溶出用溶媒が回収容器内に滴下することを防ぎ、良好な乾燥状態の目的成分を得ることができる。また、回収流路中の溶出用溶媒がトラップカラムに逆流することも防止することができる。

本発明に係る分取精製装置の一実施例の概要を示す図面。本発明に係る分取精製方法の一実施例のフローチャート。目的成分の回収及び回収流路吸引時の流路接続状態を示す図。目的成分の前処理及び溶出時の流路接続状態を示す図。

以下、図面を参照しつつ、本発明に係る分取精製方法及び分取精製装置の一実施例について説明する。なお、本発明に係る分取精製装置に特徴的な構成以外の構成要素（ポンプ、流路切替部等）については、適宜に図示を省略して説明する。

図１は、本発明に係る分取精製装置の一実施例の概略構成図である。本実施例の分取精製装置１は、図示しない液体クロマトグラフ装置を用いて試料に含まれる他の成分から分離してトラップカラム２０に捕集した目的成分を、回収容器２１に回収する装置である。
トラップカラム２０は、内部の充填剤に目的成分が捕集されたものである。回収容器２１は、トラップカラム２０からの溶出液を滴下し、乾燥させ、そこから目的成分を回収するための容器である。ヒータ２２は回収容器２１を加熱し、該乾燥を加速させる。

目的成分が捕集されたトラップカラム２０の入口端２０ａには溶媒供給流路２が接続されている。溶媒供給流路２は途中で分岐し、前処理用溶媒供給流路３と溶出用溶媒供給流路４に分かれている。

前処理用溶媒供給流路３には送液ポンプ１２と第一流路切替部１１を介して３種類の前処理用溶媒が収容された容器１０ａ，１０ｂ，１０ｃが接続されている。本実施例では、前処理用溶媒としてアセトニトリル、アンモニア水、純水を用いる。

溶出用溶媒供給流路４は、第二流路切替部４１のポートｃに接続されている。第二流路切替部４１は５つのポートａ〜ｅと共通ポートｆを有している。ポートａ〜ｆは順に、廃液ポート、吸引流路６、溶出用溶媒供給流路４、計量ポンプ４２、溶出用溶媒容器４０、計量ポンプ４２に接続されている。本実施例では溶出用溶媒としてＤＣＭ（dichloromethane）を用いる。なお、後述するように、計量ポンプ４２は吸引ポンプとしても機能する。

第二流路切替部４１のポートｂに接続されている吸引流路６は、図示しない移動機構により水平方向及び垂直方向に移動可能な分取ヘッド３０に接続されている。分取ヘッド３０は、両端に第一ニードル３１と第二ニードル３２を有する回収流路３４と、先端に第三ニードル３３を有する廃液流路を備えており、第三ニードル３３は廃液ポートに接続されている。上述した吸引流路６は、第一ニードル３１の近傍位置で回収流路３４に接続されている。また、後述するように、回収流路３４は、第一ニードル３１がトラップカラム２０の出口端２０ｂに接続され、また、第二ニードル３２が回収容器の入口端２０ａに接続された状態で、第二ニードル３２の先端が第一ニードル３１の先端よりも低く位置するように構成されている。さらに、回収流路３４の第二ニードル３２側には、第二ニードル３２の先端を覆うように、回収容器２１の入口端に取り付けるための取り付け部３５が設けられており、取り付け部３５にはガス噴射口３６が形成されている。ガス噴射口３６はバルブ５１を介してガス供給部５０に接続されており、ガス噴射口３６からは、第二ニードル３２から抽出される溶出液を乾燥させるためのガスが噴射されるようになっている。

以下、本実施例の分取精製装置１の動作について、図２のフローチャートを参照して説明する。

はじめに、図３に示すように、分取ヘッド３０を移動させて、目的成分が捕集されたトラップカラム２０の入口端２０ａに溶媒供給流路２を接続し、出口端２０ｂに第三ニードル３３を接続する。この状態で、上述した３種類の前処理用溶媒をカラムに供給してトラップカラム２０を流通させ、目的成分の前処理（洗浄、脱塩）を行う（ステップＳ１）。トラップカラム２０を流通した前処理溶媒は第三ニードルから廃液ポートに排出される。本実施例ではアセトニトリル及びアンモニア水を流通させて目的成分を洗浄した後、水を流通させて目的成分を脱塩する。

次いで、第二流路切替部４１を切り替え、計量ポンプ４２とＤＣＭが収容されている溶出用溶媒容器４０を接続し（ポートｅとポートｆを接続）、溶出用溶媒容器４０のＤＣＭを吸引する。そして、再び第二流路切替部４１を切り替え、（ポートｃとポートｆを接続）、吸引したＤＣＭをトラップカラム２０の入口端２０ａから流し込む。これにより、洗浄のために導入され、トラップカラム２０内に残留している水を押し出して廃液ポートへ排出し、また、トラップカラム２０に捕集されている目的成分をＤＣＭに溶出させる（ステップＳ２）。

トラップカラム２０に残留している水を排出して目的成分をＤＣＭに溶出させると、送液ポンプ１２を停止させてから、分取ヘッド３０を移動させ、図４に示すように、第一ニードル３１をトラップカラム２０の出口端２０ｂへ差し込むとともに、第二ニードル３２を回収容器２１の入口端に差し込む。そして、目的成分を含む溶出用溶媒（溶出液）を第二ニードル３２から回収容器２１に滴下させて目的成分を回収する（ステップＳ３）。

溶出液をヒータ２２により側面及び底面が加熱された回収容器２１に溶出液を滴下させる際には、取り付け部３５のガス噴射口３６から所定のガスを溶出液の液滴に吹き付け、溶出液の乾燥を促進する。これにより、液滴を細かくし、回収容器２１の内面に付着させる。回収容器２１の側面及び底面はヒータ２２により加熱されているため、短時間でＤＣＭを蒸発させ、乾燥した粉末状の目的成分粉末状を回収容器２１に回収することができる。吹き付けるガスの量や圧力は、ガス供給部５０及びバルブ５１で調整し、回収容器２１への目的成分の回収を完了すると、バルブ５１を閉じてガスの供給を停止する。なお、回収容器２１の内部に吹き付けたガスを排出できるよう、取り付け部３５の上面は外部と通気可能になっている。

従来は、ここで分取ヘッド３０を移動させ、第一ニードル３１と第二ニードル３２をそれぞれトラップカラム２０の出口端２０ｂ、回収容器２１の入力端から抜去し、目的成分の回収作業を終えていた。しかし、この時点では、回収流路３４中に溶出液が残存しているため、これが回収容器２１やトラップカラム２０の内部に滴下してしまう。

そこで、第一ニードル３１、第二ニードル３２を抜去する前に、吸引流路６と計量ポンプ４２をつなぐように第二流路切替部４１の接続を切替える（ポートｂとポートｆを接続）。そして計量ポンプ４２により、回収流路３４内に残存している溶出液を吸引して除去する（ステップＳ４）。上述のとおり、回収容器２１は容器の外と通気状態であり、大気圧となっているため、吸引時には、第二ニードル３２側から空気が入り込み、そこから回収流路３４内の溶出液が除去される。

ここで、吸引流路６は、第一ニードル３１の近傍に接続されているため、回収流路３４の第一ニードル３１側に残存している溶出液も吸引することができる。

上記の吸引を行った後、分取ヘッド３０を移動させ、第一ニードル３１及び第二ニードル３２をそれぞれ抜去する（ステップＳ５）。上述のステップＳ４において回収流路３４内に残存していた溶出液は除去されているため、回収容器２１やトラップカラム２０の内部に溶出液が滴下することはない。従って、回収容器２１に回収した目的成分の乾燥状態が損なわれることがなく、また、次の成分を回収する際に、トラップカラム２０におけるコンタミネーションの問題も生じない。

さらに、本発明に係る分取精製方法では、吸引流路６を利用して次のような動作を行うこともできる。

トラップカラム２０の出口端２０ｂから回収流路３４に送られる溶出液中の目的成分の濃度が高い場合、回収流路３４内で目的成分が析出し易くなり、流路詰まり等の不具合が生じるおそれがある。

そこで、必要に応じて、第二流路切替部４１の接続状態を切り換え（ポートｂとポートｆを接続）、吸引流路６に溶出用溶媒であるＤＣＭを導入する。これにより、回収流路３４に導入された、目的成分を高濃度で含んだ溶出用溶媒を希釈し、目的成分が析出することを防止できる。

上記は一実施例であって、本発明の趣旨に沿って適宜に変更することができる。上述した前処理用溶媒や溶出用溶媒の種類は一例に過ぎず、目的成分に応じて適宜に変更することができる。また、図１に示した流路図も一例であって、本発明の趣旨に沿ってその構成を適宜に変更することができる。

１…分取精製装置
２…溶媒供給流路
３…前処理用溶媒供給流路
４…溶出用溶媒供給流路
６…吸引流路
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ…前処理用溶媒容器
１１…第一流路切替部
１２…送液ポンプ
２０…トラップカラム
２０ａ…入口端
２０ｂ…出口端
２１…回収容器
２２…ヒータ
３０…分取ヘッド
３１…第一ニードル
３２…第二ニードル
３３…第三ニードル
３４…回収流路
３５…取り付け部
３６…ガス噴射口
４０…溶出用溶媒容器
４１…第二流路切替部
４２…計量ポンプ
５０…ガス供給部
５１…バルブ

Claims

目的成分を捕集したトラップカラムに溶出用溶媒を流すことにより該目的成分を溶出させ、回収流路を介して回収容器に回収する分取精製方法であって、
a) 前記回収流路を介して、目的成分が溶出した溶出用溶媒を前記トラップカラムから前記回収容器に送る回収工程と、
b) 前記回収工程の後、前記回収流路に接続された吸引流路を介して、該回収流路内に残存している前記溶出用溶媒を吸引する吸引工程と、
c) 前記吸引工程の後、前記回収流路を前記トラップカラム及び前記回収容器から取り外す取り外し工程と、
を有することを特徴とする分取精製方法。
前記吸引流路が前記トラップカラムの出口端に差し込むニードルの近傍に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の分取精製方法。
前記回収行程において、前記吸引流路を介して前記回収流路に希釈液を送ることを特徴とする請求項１又は２に記載の分取精製方法。
目的成分を捕集したトラップカラムに溶出用溶媒を流すことにより該目的成分を溶出させて回収容器に回収する分取精製装置であって、
a) 前記トラップカラムの入口端に接続される、前記溶出用溶媒を供給する溶出液供給流路と、
b) 前記トラップカラムの出口端と前記回収容器の入口端を接続する回収流路と、
c) 一端が前記回収流路の途中に接続され、他端に吸引ポンプが接続される吸引回路と、
を備えることを特徴とする分取精製装置。
d) 前記回収流路の他端において前記吸引ポンプと択一的に接続可能であり、前記溶出用溶媒に含まれる前記目的成分の濃度を低下させる希釈液を供給する希釈液供給部と、
を備えることを特徴とする請求項４に記載の分取精製装置。