JP3434916B2 - 逆相液体クロマトグラフに用いられる不純物除去装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は逆相液体クロマトグラフ
に用いられる不純物除去装置、特にグラジエント溶離法
における水またはバッファー溶媒系に含まれる疎水性不
純物の除去装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】逆相液体クロマトグラフィー、特に水／
有機溶媒系を用いた逆相グラジエント溶離法を行なう場
合、クロマトグラムのベースラインにサンプル中の成分
に起因しないピーク、所謂ゴーストピークが溶出する場
合がある。前記ゴーストピークの原因の一つとして、流
路を構成するテフロン(登録商標)配管に起因することが
挙げられる。これは、テフロン(登録商標)配管の製造上
の問題であり、原料であるフッ素樹脂の粉末の汚れ、或
いはチューブ状に２００℃で加熱成形する際にナフサ系
助剤に含まれる酸化された多環芳香族がチューブのポア
ー内部に不純物として残存してしまう。

【０００３】そして、このような疎水性の不純物が、水
系溶媒の流路において分析時に該溶媒によって少しずつ
染み出し、それが分析カラム内の疎水性固定相に吸着蓄
積し、さらに送液される有機溶媒の比率の増加に伴い分
析カラムから溶出してゴーストピークとなって現れるの
である。しかし、従来の逆相液体クロマトグラフにおい
て、前記疎水性不純物を除去して、ゴーストピークの発
生を防止する装置は存在しなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そして、前記ゴースト
ピークは不規則に発生するため、得られたクロマトグラ
ムのピークがサンプル中の成分のものか、前記不純物の
ものかの判断がつかず、特に両者のピークが同時、或い
は近接して溶出すると正確な分析が行なえないという問
題があった。特に最近では、溶存酸素から由来するエア
ーの発生防止、及び短波長側でのベースラインの上昇防
止のため高感度グラジエント分析においてデガッサーが
汎用されており、該デガッサーを用いた装置では大量の
テフロン(登録商標)チューブを使用して脱気する構造を
とっているため、前記ゴーストピークの発生頻度が極め
て高く、大きな問題となっている。本発明は前記従来技
術の課題に鑑み為されたものであり、その目的は逆相液
体クロマトグラフにおいて、疎水性不純物によるゴース
トピークの発生を防止し得る不純物除去装置を提供する
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明にかかる不純物除去装置は、移動相として極性
溶媒を用いた逆相液体クロマトグラフに用いられ、疎水
性基充填剤が充填されたトラップカラムを、前記移動相
の脱気を行うデガッサーと試料注入器の間の流路に配置
したことを特徴とする。なお、前記トラップカラムは、
極性の大きな溶媒を送液する送液ポンプの上流側の流路
に配置することが好適である。また、本発明の請求項３
にかかる不純物除去装置は、前記逆相液体クロマトグラ
フを構成するデガッサーにおいて、極性の大きな溶媒の
流路となる該デガッサーのチューブ配管内に疎水性基充
填剤を充填し、該チューブ配管自体をトラップカラムと
したことを特徴とする。なお、前記チューブ配管内に充
填された疎水性基充填剤の粒径は、該チューブ配管内径
と略同径に形成することが好適である。また、前記疎水
性基充填剤が充填されたチューブ配管の両端口内壁に突
起状に形成されたストッパーを設けることが好適であ
る。

【０００６】

【作用】本発明にかかる逆相液体クロマトグラフに用い
られる疎水性不純物除去装置は、前述したようにトラッ
プカラムを水やバッファー溶媒等の極性の大きな移動相
の入った移動相貯槽と試料注入器の間の流路に配置して
おり、分析時に送液される該移動相は必ずトラップカラ
ムを通過する。また、前記トラップカラムには疎水性基
充填剤が充填されている。このため、前記送液される移
動相に疎水性不純物が混入していると、該不純物は極性
の大きな移動相からトラップカラムの疎水性基充填剤側
に吸着する。

【０００７】従って、トラップカラムを通過した移動相
からは前記疎水性不純物が完全に除去されるため、分析
カラムからゴーストピークが溶出することがなく、前記
移動相の流路に疎水性不純物の多いテフロン(登録商標)
配管を用いても試料の正確な分離分析が可能となる。

【０００８】なお、前記トラップカラムは試料注入器の
上流側に配置しているため、該試料注入器からの試料は
トラップカラムを通過することなく分析カラムに注入さ
れるため、トラップカラムが試料成分へ影響を及ぼすこ
とは全くない。また、前記トラップカラムを送液ポンプ
の上流側に配置することにより、該トラップカラムは送
液ポンプによる高圧力を受けないため、耐圧性を有しな
い安価なトラップカラムの使用が可能となる。さらに、
グラジエント溶離法において各移動相の組成比を変化さ
せる場合でも、送液ポンプの上流側にトラップカラムを
配置することで、該トラップカラムを取り付けた流路側
の移動相の送液に影響を与えることがない。このため、
前記トラップカラムの容量を大きくしても、該トラップ
カラム側の移動相の組成比変化に遅れを生じることがな
く、大容量化することで疎水性不純物の保持力を向上さ
せると共にトラップカラムを長寿命化することが可能と
なる。

【０００９】また、請求項３記載の不純物除去装置は、
デガッサーのチューブ配管内に疎水性基充填剤を充填
し、これをトラップカラムとして用いている。前述した
ように、デガッサーには不純物の発生原因となるテフロ
ン(登録商標)チューブが大量に使用されているが、該発
生場所を直接トラップカラムとすることにより、極めて
効率的に不純物の除去が可能となる。

【００１０】また、前記チューブ配管内への充填剤の粒
径を、通常のカラムに充填する粒径（数μ〜数10μ程
度）ではなく、該チューブ配管内径と略同一径（数100
μ〜数mm程度）とすることにより、ポンプにより吸引さ
れる移動相の流路抵抗を低減でき、配管内に詰って流路
を塞ぐこともない。さらに、前記充填剤の粒径を大きく
することにより、フィルターを要することなく、チュー
ブ配管の両端口内壁に突起状のストッパーを設けるだけ
で、充填剤の流出を防止することが可能となる。

【００１１】

【実施例】以下、図面に基づき本発明の好適な実施例を
説明する。図１には、本発明の不純物除去装置を逆相液
体クロマトグラフの高圧混合グラジエントシステムに組
込んだ一例のブロック構成図が示されている。同図に示
す高圧混合グラジエントシステムは、移動相貯槽１０に
水（Ｈ₂Ｏ）が、また移動相貯槽１２にアセトニトリル
（ＣＨ₃ＣＮ）がそれぞれ入っており、各移動相貯槽１
０、１２には脱気を行なうデガッサー１４を介して送液
ポンプ１６、１８が接続されている。そして、前記送液
ポンプ１６、１８により移動相貯槽１０、１２からそれ
ぞれ移動相が吸引され送液される。

【００１２】また、該送液ポンプ１６、１８はミキサー
２０に接続されており、前記送液されてきた両移動相を
混合する。さらに、該ミキサー２０は固定相が充填され
た分析カラム２２に接続されている。一方、該分析カラ
ム２２には、試料注入器であるインジェクター２４も接
続されており、該インジェクター２４からのサンプルが
前記ミキサー２０からの移動相と共に分析カラム２２に
注入される。そして、前記各移動相の一方を、或いはそ
の混合比を変化させて分析カラム２２に送液し、サンプ
ル中の各成分を移動相と固定相への親和力の差を利用し
て分離し、順次溶出した成分を多波長紫外線検出器２６
により測定分析する。

【００１３】ここで、前記移動相の流路となる各部を接
続した配管には、フッ素樹脂系が用いられており、該テ
フロン(登録商標)配管内には前述したように疎水性不純
物の汚れが多く付着している。そして、前記テフロン
(登録商標)配管中、移動相貯槽１０から送液される水の
流路においては、該水を流して洗浄しようとしても付着
した疎水性不純物は短時間では洗い落とせない。このた
め、前記疎水性不純物は、分析時に送液される移動相と
しての水の中に少しづつ染み出し混入してしまう。そし
て、前記疎水性不純物の混入した移動相が分析カラムを
通過すると固定相に保持され、さらに前記移動相貯槽１
２から水よりも溶離力の大きい有機溶媒であるアセトニ
トリルが分析カラム２２に送液されると、前記固定相に
保持された疎水性不純物が徐々に移動相と共に溶出して
しまう。

【００１４】このため、前記溶出した不純物がゴースト
ピークとなって現れクロマトグラムのベースラインを乱
し、サンプルの成分分析の精度を低下させてしまう。そ
こで、本発明においては、移動相貯槽１０とインジェク
ター２４の間の流路上にトラップカラム２８を配置する
ことにより、前記疎水性不純物を除去している。即ち、
前記トラップカラム２８にはオクタデシル基（Ｃ₁₈）、
或いはポリスチレンなどのポーラスポリマー系の疎水性
基充填剤が充填されており、移動相貯槽１０からの水が
分析カラム２２に注入される前に該トラップカラム２８
を通過させ、混入している疎水性不純物を全て疎水性基
充填剤で保持してしまうのである。このため、分析カラ
ム２２内には純粋な移動相のみが注入され、ゴーストピ
ークの発生が防止される。なお、前記トラップカラム２
８は、インジェクター２４の上流側に設置されているた
め、該インジェクターからのサンプルはトラップカラム
２８を通過することなく分析カラム２２に注入され、サ
ンプルの分析に影響を及ぼすことはない。

【００１５】そして、本実施例においては、前記図１に
示すようにトラップカラム２８をデガッサー１４と送液
ポンプ１６の間の流路に設置している。このため、前記
トラップカラム２８の上流側の流路から染み出して移動
相中に混入した疎水性不純物は、該トラップカラム２８
により保持され移動相中から除去される。また、同図に
おいては、トラップカラム２８を送液ポンプ１６より上
流側に配置しているため、該送液ポンプ１６による圧力
を受けず、トラップカラム２８の強度が耐圧性を有しな
い安価なものとすることができる。さらに、移動相貯槽
１０からの移動相は、送液ポンプ１６からトラップカラ
ム２８を介さずにミキサー２０に送液されるため、該ト
ラップカラム２８の容量に関係なく前記移動相の組成比
の変化に時間的な遅れを生じることがない。このため、
トラップカラム２８の容量を大きくすることができ、大
容量とすることで疎水性不純物の保持力を向上させると
共にトラップカラム２８の寿命を長くすることができ
る。

【００１６】また、図２に示すようにデガッサー１４の
チューブ配管内に疎水性基充填剤を充填し、これをトラ
ップカラム２８として機能させることも好適である。即
ち、前述したように疎水性不純物発生の原因となるテフ
ロン(登録商標)チューブはデガッサー１４において多量
に使用されているため、該テフロン(登録商標)チューブ
内に疎水性基充填剤を充填することにより、極めて効率
良く不純物の除去が可能となる。

【００１７】そして、前記デガッサー１４のチューブ配
管内へ充填する充填剤２９は基本的に、図３に示すよう
にその粒径をチューブ配管２８の内径より若干小さい程
度の大きさ（数100μ〜数mm程度）とすることが好適で
ある。つまり、通常のカラムに用いられる小さな粒径
（数μ〜数10μ程度）の充填剤をチューブ配管２８に充
填すると、該配管内に詰って流路を塞ぎやすく、流路抵
抗が大きくなってポンプによる移動相の吸引が困難にな
ってしまう。しかし、前記充填剤２９の粒径を大きくす
ることにより、各充填剤２９には大きな隙間ができ、流
路抵抗が多少増えても実用上全く問題がない程度に抑え
られる。さらに、前記充填剤２９は、通常のカラムに充
填する場合と異なり、その粒径、形状、ポアサイズ等が
整っている必要は全くない。

【００１８】また、前記図３に示すように、充填剤２９
が充填されたチューブ配管２８の両端内壁に突起状のス
トッパー爪３１を設けるのが好適である。即ち、チュー
ブ配管２８内に充填する充填剤粒径が前述した小粒径の
場合には、それより目の小さなフィルターを設けて充填
剤の流出を防止しなければならず、前記流路抵抗は増々
大きくなってしまう。しかし、本実施例では充填剤２９
を大粒径に形成しているため、フィルターを設置する必
要がなく、チューブ内壁から多少突起したストッパー爪
３１を設けるだけで充填剤２９の流出を防止でき、流路
抵抗も小さくすることが可能となる。

【００１９】なお、前記トラップカラム２８は、図４に
示すように送液ポンプ１６とミキサー２０の間の流路に
設置することも可能である。この場合には、トラップカ
ラム２８の上流側の流路と合わせて送液ポンプ１６に起
因する疎水性不純物も除去することができる。また、前
記トラップカラム２８は、図５に示すようにミキサー２
０とインジェクター２４の間の流路上に設置することも
可能である。同図においては、トラップカラム２８内を
移動相貯槽１２からのアセトニトリルも通過するため、
該トラップカラム２８を自動再生することができる。な
お、前記トラップカラム２８を流れるアセトニトリルの
移動相中の組成比が大きくなると、該アセトニトリルと
共に疎水性不純物が若干溶出してしまうので、ゴースト
ピーク防止の効果は低下するが、該ゴーストピークの溶
出時間はトラップカラム２８を介さない場合より遅らせ
ることができる。このため、本実施例は、サンプル中の
分析した成分のピークとゴーストピークとが近接してい
る場合に特に有効であり、成分ピークとゴーストピーク
を離隔して溶出させることによりゴーストピークの影響
を排除し、高感度の分析ができる。また、図６には前記
トラップカラム２８を低圧混合グラジエントシステムに
組込んだ例が示されている。

【００２０】同図においては、前記図１に示す送液ポン
プ１６、１８及びミキサー２０に代って、移動相貯槽１
０、１２が接続された低圧グラジエントユニット３０、
及び該低圧グラジエントユニット３０の下流側に接続さ
れた送液ポンプ３２を有している。そして、同図におい
ては、トラップカラム２８をデガッサー１４と低圧グラ
ジエントユニット３０の間の流路上に配置しており、本
実施例においては前記図１と同様にトラップカラム２８
の耐圧性が不要であり、かつカラム容量を大きくするこ
とができる。

【００２１】また、前記トラップカラム２８は、図７に
示すように送液ポンプ３２とインジェクター２４の間の
流路上に配置することも可能であり、同図においては前
記図５と同様に配置されたトラップカラム２８はアセト
ニトリルの流路上でもあるため、該アセトニトリルによ
る自動再生が可能である。そして、以上のような本発明
にかかるトラップカラム２８を組込んだ逆相液体クロマ
トグラフを用いてベースライン測定を行なった結果、図
８〜図１０に示すようにトラップカラム２８を取り付け
なかった場合と比較し、ゴーストピークの発生が確実に
防止された。

【００２２】図８は、高圧混合グラジエントシステムを
用いた場合であり、同図（Ａ）は、トラップカラム２８
を設置しなかった場合、同図（Ｂ）はトラップカラム２
８を設置した場合のベースラインのクロマトグラムであ
る。なお、同図の測定において、分析カラムの充填剤に
オクタデシル基を、移動相貯槽１２内の移動相にアセト
ニトリル（Ａ溶離液）を、移動相貯槽１０内の移動相に
水（Ｂ溶離液）を、トラップカラムの充填剤にポーラス
ポリマー系をそれぞれ用い、前記移動相のグラジエント
条件を下記表１のように設定した。また、同図に示す上
方のベースラインは検出波長が２５４ｎｍであり、下方
のベースラインは検出波長が２１０ｎｍのものである。

【００２３】

【表１】 ──────────────── 時間（分） Ａ溶離液（％） ──────────────── ０ １００ ──────────────── ２０ １００ ──────────────── ２０．１ ０ ──────────────── ３０ ０ ──────────────── ７０ １００ ──────────────── ９０ １００ ────────────────

【００２４】同図（Ａ）に示すように、トラップカラム
を設置しなかった場合、ベースラインのａ位置付近にゴ
ーストピークが特に際立って発生しているが、トラップ
カラムを設置した同図（Ｂ）のベースラインにおいては
前記ａ位置付近のゴーストピークの発生は完全に防止さ
れていることが理解される。また、図９は、高圧混合グ
ラジエントシステムを用いた場合であり、同図（Ａ）
は、トラップカラム２８を設置しなかった場合、同図
（Ｂ）は前記図４の位置にトラップカラム２８を設置し
た場合のベースラインのクロマトグラムである。なお、
同図の測定において、分析カラムの充填剤にオクタデシ
ル基を、移動相貯槽１２内の移動相としてアセトニトリ
ル：水＝６０：４０の混合液にトリフルオロ酢酸を０．
１％加えたもの（Ａ溶離液）を、移動相貯槽１０内の移
動相に水に０．１％のトリフルオロ酢酸を加えたもの
（Ｂ溶離液）を、トラップカラムの充填剤にポーラスポ
リマー系をそれぞれ用い、前記移動相のグラジエント条
件を下記表２のように設定した。

【００２５】

【表２】 ──────────────── 時間（分） Ａ溶離液（％） ──────────────── ０ １００ ──────────────── ２０ １００ ──────────────── ２０．１ ０ ──────────────── ３０ ０ ──────────────── ６０ １００ ────────────────

【００２６】同図においても、トラップカラムを設置し
なかった同図（Ａ）のベースラインのａ、ｂ，ｃ位置に
ゴーストピークが際立って発生しているが、トラップカ
ラムを設置した同図（Ｂ）のベースラインにおいては前
記ａ、ｃ位置のゴーストピークは完全に、またｂ位置の
ゴーストピークも大幅に低減防止されていることが理解
される。また、図１０は、低圧混合グラジエントシステ
ムを用いた場合であり、同図（Ａ）は、トラップカラム
２８を設置しなかった場合、同図（Ｂ）は前記図６の位
置にトラップカラム２８を設置した場合のベースライン
のクロマトグラムである。なお、同図の測定において、
分析カラムの充填剤にオクタデシル基を、移動相貯槽１
２内の移動相にアセトニトリル（Ａ溶離液）を、移動相
貯槽１０内の移動相に水（Ｂ溶離液）を、トラップカラ
ムの充填剤にポーラスポリマー系を、それぞれ用い、前
記移動相のグラジエント条件を下記表３のように設定し
た。

【００２７】

【表３】 ──────────────── 時間（分） Ａ溶離液（％） ──────────────── ０ １００ ──────────────── ２０ １００ ──────────────── ２０．１ ０ ──────────────── ３０ ０ ──────────────── ５０ １００ ──────────────── ７０ １００ ────────────────

【００２８】同図においても、トラップカラムを設置し
なかった同図（Ａ）のベースラインのａ位置にゴースト
ピークが際立って発生しているが、トラップカラムを設
置した同図（Ｂ）のベースラインにおいては前記ａのゴ
ーストピークは完全に防止され、また全体的にも滑らか
なベースラインとなっていることが理解される。以上の
結果からも本発明にかかるトラップカラム２８を逆相液
体クロマトグラフに設けることにより、極性の大きな移
動相側に含まれる疎水性不純物が分析カラムに注入され
る前に除去されていることが明らかであり、該疎水性不
純物に起因するゴーストピークの発生を防止することが
できる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる逆
相液体クロマトグラフに用いられる不純物除去装置は、
分析時に疎水性不純物が混入しやすい極性の大きな移動
相から該疎水性不純物を除去し、分析カラムからのゴー
ストピークの溶出を防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】，

【図２】，

【図４】，

【図５】，

【図６】，

【図７】本発明の一実施例にかかる不純物除去装置を逆
相液体クロマトグラフに組込んだ構成ブロックの説明図
である。

【図３】前記図２に用いられるトラップカラムとしての
チューブ配管の構成説明図である。

【図８】，

【図９】，

【図１０】本発明にかかる不純物除去装置を逆相液体ク
ロマトグラフに設置した場合に得られるベースライン測
定の比較説明図である。

【符号の説明】

１０、１２ … 移動相貯槽 １４ … デガッサー １６、１８ … 送液ポンプ ２０ … ミキサー ２２ … 分析カラム ２４ … インジェクター ２６ … 多波長紫外線検出器 ２８ … トラップカラム ２９ … 疎水性基充填剤 ３０ … 低圧グラジエントユニット ３１ … ストッパー爪 ３２ … 送液ポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 30/14 G01N 30/26 G01N 30/46

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動相として極性溶媒を用いた逆相液体
   クロマトグラフに用いられ、 疎水性基充填剤が充填されたトラップカラムを、前記移
   動相の脱気を行うデガッサーと試料注入器の間の流路に
   配置したことを特徴とする不純物除去装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の不純物除去装置におい
   て、 前記トラップカラムを、極性の大きな溶媒を送液する送
   液ポンプの上流側の流路に配置したことを特徴とする不
   純物除去装置。
3. 【請求項３】 移動相として極性溶媒を用いた逆相液体
   クロマトグラフに用いられ、 前記逆相液体クロマトグラフを構成するデガッサーにお
   いて、極性の大きな溶媒の流路となる該デガッサーのチ
   ューブ配管内に疎水性基充填剤を充填し、該チューブ配
   管自体をトラップカラムとしたことを特徴とする不純物
   除去装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の不純物除去装置におい
   て、 前記チューブ配管内に充填された疎水性基充填剤の粒径
   が、該チューブ配管内径と略同径に形成されたことを特
   徴とする不純物除去装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の不純物除去装置におい
   て、 前記疎水性基充填剤が充填されたチューブ配管の両端口
   内壁に突起状に形成されたストッパーを設けたことを特
   徴とする不純物除去装置。