JP3464665B2 - アミノ酸分析装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アミノ酸分析装置に係
り、特に、液体クロマトグラフィーによる高速アミノ酸
分析に好適なアミノ酸分析装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】アミノ酸分析法は大別して、蛋白加水分
解物アミノ酸約１８成分のアミノ酸分析を対象とした標
準分析法(以下「標準法」と言う)と、生体液アミノ酸類
縁物質のアミノ酸分析を対象とした生体液法(以下「生
体液法」と言う)に分類できる。従来のアミノ酸分析方
法及び装置の中で、標準法については、例えば、特開昭
６４−４４８４８号公報，特公平３−１００７６号公報
や特公平４−６４５８４号公報に記載されており、ま
た、生体液法については、特公平２−５９４２８号公報
や特公平４−１９４７５０号公報に記載されている。

【０００３】アミノ酸分析は、分析成分数が多いため
に、分析時間が長くかかっている。従来は、標準法では
３０分、生体液法では、１１０分乃至１４０分を要して
いた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、標準
法で３０分を要するアミノ酸分析装置においては、その
装置の条件としては、例えば、特開平１−２２７９５９
号公報に記載のように、イオン交換樹脂の粒径３μｍで
あり、このイオン交換樹脂を充填する分離カラムの内径
は、４．６ｍｍである。また、この公報には明示はない
が、このカラムの長さは、６０ｍｍのものである。ま
た、３０分でアミノ酸を標準法で分析する時、緩衝液流
速は、０．４６ｍｌ／ｍｉｎであり、その時の負荷圧力
は、約１１０ｋｇｆ／ｃｍ^２である。

【０００５】一般に、分析時間は、緩衝液流速にほぼ反
比例する。従って、緩衝液流速を０．５５ｍｌ／ｍｉｎ
に上昇させると、理論的には、分析時間を２５分に短縮
できるが、この時の負荷圧力は、約１３０ｋｇｆ／ｃｍ
^２となる。分離カラムの限界負荷圧力は、装置によって
も異なり、また、分析者によっても限界負荷圧力と認定
する圧力値は異なっており、この限界負荷圧力を越えた
カラムは、再充填が必要となってくる。ここで、限界負
荷圧力を、仮に、１５０ｋｇｆ／ｃｍ^２とすると、上述
のように、分析時間が２５分となるように緩衝液流速を
設定した場合には、当初の分析は可能であるが、分析の
回数を重ねると、カラムの負荷圧力が増加してくるた
め、３０分分析に比べて、カラムの寿命が短くなる。

【０００６】従って、上述の分離カラムでは、２５分分
析は可能ではあるが、分離カラムの寿命は短く、実用的
でないという問題がある。また、２５分分析より速い分
析は、限界負荷圧力との関係において不可能であるとい
う問題がある。

【０００７】以上のことは、生体液法でも同じことが言
える。生体液法は、標準法と緩衝液の成分が異なり、ま
た、スタート時のカラム温度が異なるので、流速と圧力
の関係は標準法と同じにはならず、約２０％上昇する。

【０００８】ここで、イオン交換樹脂の粒径を大きくす
れば、圧力損失は小さくできるが、そうすると、イオン
交換樹脂による各アミノ酸成分の分離が悪いということ
になる。

【０００９】従って、従来の装置にあっては、分離を損
なうことなく、より速く分析することが困難であるとい
う問題があった。

【００１０】また、分離カラムの出口において、高分離
が可能であっても、この分離カラム以外の場所における
拡がりの影響によって、一旦分離されたものが融合し、
検知器である光度計によって検出する時点では、所定の
分離率が得られなくなる場合がある。即ち、カラム外拡
がりの影響によって分離が阻害されるという問題があっ
た。

【００１１】本発明の目的は、より高速で、しかも、高
分離なアミノ酸分析装置を提供するにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、分離カラムと、この分離カラムに複数の
緩衝液を送液する送液手段と、この送液手段と上記分離
カラムの間の流路に設けられ、分析試料を流路に導入す
るサンプラーと、上記分離カラムにより分離した分析試
料をニンヒドリン試薬と混合するミキサと、このミキサ
によって混合された溶液を反応させる反応コイルとを有
するアミノ酸分析装置において、上記分離カラムは、そ
の長さＬ1とその内径Ｒとの比（Ｌ1／Ｒ）が１０以下で
あり、且つ内径Ｒは５ｍｍ〜７ｍｍであり、この分離カ
ラムに充填するイオン交換樹脂の粒径が４μｍ以下であ
るようにしたものである。

【００１３】上記アミノ酸分析装置において、好ましく
は、上記緩衝液の流速は、１．０ｍｌ／ｍｉｎ以下であ
るようにしたものである。

【００１４】上記アミノ酸分析装置において、好ましく
は、上記反応コイルの内径ｒが、０．２５ｍｍ以下であ
り、この反応コイルを流れる液体の流速が、１．０ｍｌ
／ｍｉｎ以上であるようにしたものである。

【００１５】

【作用】本発明では、分離カラムは、その長さＬ1とそ
の内径Ｒとの比（Ｌ1／Ｒ）が１０以下であり、且つ内
径Ｒは５ｍｍ〜７ｍｍであり、この分離カラムに充填す
るイオン交換樹脂の粒径が４μｍ以下であるようにする
ことにより、分離カラムの内圧を高めることなく、緩衝
液流速を速めることができるので、高速分析を可能とし
得るものとなる。

【００１６】また、緩衝液の流速は、１．０ｍｌ／ｍｉ
ｎ以下とすることにより、分離された成分の反応コイル
における拡がりを抑えて、分離率が低下することのない
分析を可能としたものである。

【００１７】また、さらに、反応コイルの内径ｒが、
０．２５ｍｍ以下であり、この反応コイルを流れる液体
の流速が、１．０ｍｌ／ｍｉｎ以上とすることにより、
反応コイルにおける拡がりの影響の内、内径による要素
を実用的な範囲で抑え、分離率が低下することのない分
析を可能としたものである。

【００１８】

【実施例】本発明の一実施例について説明する前に、本
発明の要点について、以下に説明する。

【００１９】上述したように、分析時間は、緩衝液流速
にほぼ反比例するものと考えられている。そこで、分析
時間を速める目的で緩衝液流速を上げていくと、カラム
負荷圧力が異常に上昇し、緩衝液流速とカラム負荷圧力
の関係が直線上より上に外れ、図１に示すような関係と
なることが実験により確かめられた。

【００２０】ここで、図１（Ａ）は、従来から用いてい
た内径４．６ｍｍで長さが６０ｍｍの分離カラムを用い
て緩衝液流速を、それぞれ、０．２ｍｌ／ｍｉｎ，０．
３ｍｌ／ｍｉｎ，０．４ｍｌ／ｍｉｎ，０．５ｍｌ／ｍ
ｉｎ，０．６ｍｌ／ｍｉｎ，０．７ｍｌ／ｍｉｎ，０．
８ｍｌ／ｍｉｎと変えた時の、流速に対するカラム圧力
（ｋｇｆ／ｃｍ^２）の関係を図示したものである。図１
（Ａ）に示すように、緩衝液流速が０．６ｍｌ／ｍｉｎ
までは、緩衝液流速とカラム圧力の関係は、直線関係に
ある。しかしながら、緩衝液流速が０．６ｍｌ／ｍｉｎ
を越えると、直線関係から外れることが判明した。緩衝
液流速を０．７ｍｌ／ｍｉｎに上昇させると、カラム負
荷圧力は、１７２ｋｇｆ／ｃｍ^２となった。即ち、この
ことは、長時間のカラム寿命も圧力上昇により保てなく
なることを意味している。

【００２１】さらに、ここで、カラムの内径を変えるこ
となく、長さのみを変えて緩衝液流速とカラム圧力との
関係を調べたのが、図１（Ｂ）である。図１（Ｂ）で
は、内径４．６ｍｍで、長さが４０ｍｍの分離カラムを
用いて、緩衝液流速とカラム圧力を調べたものである。

【００２２】図１（Ｂ）に示すとおり、長さ４０ｍｍの
分離カラムにおいても、緩衝液流速が０．６ｍｌ／ｍｉ
ｎを越えると、直線関係から外れることが判明した。緩
衝液流速が０．６ｍｌ／ｍｉｎの時のカラム圧力は、８
８ｋｇｆ／ｃｍ^２であり、緩衝液流速が０．７ｍｌ／ｍ
ｉｎの時のカラム負荷圧力は、１１２ｋｇｆ／ｃｍ^２で
あり、長さ６０ｍｍのものと比べると、それよりも低い
カラム圧力でありながら、使用限界となったことがわか
った。このことは、カラムの使用限界は、カラム負荷圧
力ではなく、カラムを流れる緩衝液の線速度にあるもの
と発明者らは考えた。ちなみに、カラム内径が４．６ｍ
ｍの分離カラムを流れる緩衝液流速が０．６ｍｌ／ｍｉ
ｎの時の、カラム線速度は、３６ｍｍ／ｍｉｎである。

【００２３】なお、この現象は、粒径４μｍ以下のよう
な微細なイオン交換樹脂を使用する際に現れる現象であ
り、粒径４μｍ以下のような微細なイオン交換樹脂の特
質であると考えられる。

【００２４】そこで、発明者は、上述した知見に基づい
て、このカラム線速度の限界を守りつつ、緩衝液流速を
速めるために、カラムサイズについて検討を加え、カラ
ムの内径を大きくすることとした。分離カラムの内径を
大きくすることにより、緩衝液流速を速めることがで
き、理論的には、分析時間は短縮できるものと考えたも
のである。それと同時に、粒径４μｍ以下の微細樹脂を
用いてカラム効率をよくしたため、緩衝液流速を高めた
際に考えられる分離カラムの圧力損失が大きくなるのを
防止するため、分離カラムの長さを短くするようにして
いる。そして、分離カラムの内径Ｒと長さＬ1の比（Ｌ1
／Ｒ）について検討した結果、この比が、１０以下とす
るようにしたものである。

【００２５】また、上述したような分離カラムを用い
て、高速分析を可能とし、しかも、分離カラム出口にお
ける分離率を高めたとしても、分離カラムより後段の流
路系によるカラム外の拡がりの分離に与える影響が大き
くなる。

【００２６】カラム外の拡がりに影響を与える流路部品
においては、反応コイルの寄与率が約８０％あること
が、実験により確かめられた。そこで、この反応コイル
における拡がりの影響について検討すると、反応コイル
内の試料ゾーンの拡がりσ^２は、以下の（数１）で表せ
る。

【００２７】 σ^２＝πｒ^４ｆＬ2／２４Ｄｍ （数１） ここで、ｒは、反応コイルの半径（ｍｍ）、ｆは、カラ
ム流速（ｍ^３／ｓ）、Ｌ2は、反応コイルの長さ
（ｍ）、Ｄｍは、緩衝液の溶質の拡散定数とし、層流を
条件とする。

【００２８】拡がりσの単位は、体積（ｍ^３）である
が、クロマトグラム上では時間（ｓ）が一般的横軸であ
る。そこで、時間を単位とする拡がりをσ^＊（ｓ）とす
る。

【００２９】 σ^＊２＝πｒ^４Ｌ1／２４ｆＤｍ （数２） ここで、時間を単位とする拡がりσ^＊について検討して
みるに、クロマトグラムは、図２に示すような形状をし
ている。図２において、横軸は、時間（ｍｉｎ）を表し
ている。このようなクロマトグラムにおいて、ピークの
標準偏差σ_１は、通常１０ｓ程度である。従って、ピー
クの標準偏差σ_１の自乗（σ_１）^２は、１００となり、
拡がりを２０％以内に押さえることができれば、その拡
がりは分離上無視できるものとなる。

【００３０】従って、数３を満たすような拡がりσ^＊を
求めると、拡がりσ^＊を４ｓ以下にすれば、分離上無視
できるものと考えられる。 （σ^＊）^２＜０．２×１００ （数３） クロマトグラムの横軸の時間単位としては、分（ｍｉ
ｎ）を用いるため、拡がりσ^＊を、０．０６７ｍｉｎ以
下とすればよい。

【００３１】上述の（数２）からわかるように、時間を
単位とする拡がりσ^＊は、反応コイルの内径ｒ，反応コ
イルの長さＬ2及びカラム流速の関数となる。従って、
拡がりσ^＊を、０．０６７ｍｉｎ以下とするための、
（ｒ^４・Ｌ2）／ｆの条件について求めてみると、拡散
定数Ｄｍは、１．２０×１０^−９（ｍ^２／ｓ）であるこ
とが実験的に求められているので、 （ｒ^４・Ｌ2）／ｆ＜１．５×１０^−７ （ｍ^２・ｓ） （数４） の条件を満たせばよい。数４を液体クロマトグラフで一
般に使用する単位で表すと、 （ｒ^４・Ｌ2）／ｆ＜２．５×１０^−３（ｍｍ^４・ｍ／（ｍｌ／ｍｉｎ））（ 数５） となる。

【００３２】また、上述の（数２）からわかるように、
時間を単位とする拡がりσ^＊は、流量ｆが増えるほど、
小さくなる。つまり、所定のｒ，Ｌ2を与えられた場
合、流量ｆを大きくすることによって、カラム外の拡が
りσ^＊の影響を小さくすることができる。

【００３３】一般に使用されている反応コイルの内径ｒ
は、０．２５ｍｍの上のサイズは、０．３３ｍｍであ
る。（数２）から明らかなように、時間を単位とする拡
がりσ ^＊に対しては、内径ｒの４乗で影響するので、内
径ｒは、小さい方が好ましく、ここで、内径ｒを０．２
５ｍｍ以下のものとする。

【００３４】反応コイルの長さＬ2は、長い方が、反応
時間が長くとれるので、感度向上の点で好ましいが、上
述の（数２）からわかるように、反応コイルの長さＬ2
を長くすると、拡がりσ^＊が大きくなるので、両者の兼
ね合いの点から、長さＬ2を１０ｍ以下とする。

【００３５】以上のようにして、反応コイルの内径ｒを
０．２５ｍｍ以下、長さを１０ｍ以下として、（数５）
を満たすカラムを流れる液の流量ｆ（ｍｌ／ｍｉｎ）を
求めると、 ｆ≧２．５×１０^−３ （ｍｌ／ｍｉｎ） の条件を満たすように、反応コイルを流れる液の流量ｆ
とすればよいことが分かる。

【００３６】ここで、上述の条件における反応コイルを
流れる液の線速度を求めてみると、反応コイルの内径ｒ
が０．２５ｍｍで、カラムを流れる液の流量ｆが２．５
×１０^−３（ｍｌ／ｍｉｎ）の時、線速度は、２０（ｍ
／ｍｉｎ）であればよいことが分かる。

【００３７】以上述べた本発明の要点に基づいて実施し
た本発明の一実施例について、以下に、図３〜図６，図
８，図９を用いて説明する。図３は、本発明の一実施例
によるアミノ酸分析装置の構成図である。

【００３８】第１緩衝液１，第２緩衝液２，第３緩衝液
３，第４緩衝液４及びカラム再生液５は、順次、電磁弁
６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅによって選択されて、緩
衝液ポンプ７によって、アンモニアフィルタ８に送られ
る。ここで、例えば、第２緩衝液２と第３緩衝液３とを
所定の比率で混合した混合緩衝液を送出する場合には、
電磁弁６Ｂ，６Ｃが交互に動作するが、この詳細につい
ては、後述する。

【００３９】アンモニアフィルタ８を通過した緩衝液等
は、さらに、オートサンプラー９を経由して、分離カラ
ム１に送られる。オートサンプラ９によって導入された
アミノ酸試料は、分離カラム１０で分離される。ここで
分離した各アミノ酸は、ニンヒドリンポンプ１２によっ
て送られてきたニンヒドリン試薬１１とミキサ１３で混
合し、反応コイル１４で反応する。反応によって発色し
たアミノ酸は、光度計１５で連続的に検知され、データ
処理装置１６によってクロマトグラム及びデータとして
出力され、記録，保存される。

【００４０】次に、図４を用いて、イオン交換樹脂を充
填した分離カラムの構造について説明する。図４は、本
発明の一実施例によるアミノ酸分析装置に用いる分離カ
ラムの断面図である。

【００４１】カラム筒２１には、イオン交換樹脂２２が
充填されている。カラムキャップ２５には、フッ素樹脂
製のリング状のシール２４とともに、フィルタ２３が圧
入装着されている。

【００４２】カラム筒２１にイオン交換樹脂２２を充填
後、カラムキャップ２５が、カラム筒２１にねじ込まれ
ると、シール２４のシール性により、フィルタ２３はし
っかりと固定され、耐圧が保たれるようになっている。
また、フィルタ２３は、若干カラム筒２１内にめり込む
ことにより、充填されたイオン交換樹脂２２とフィルタ
２３が密着し、隙間がないようにされている。

【００４３】フィルタ２３とカラムキャップ２５の間に
は、ザグリ状の隙間であるフィルタスペース２７が形成
されており、このフィルタスペース２７は、液の流れの
分散をよくするために形成されている。フィルタスペー
ス２７を設けることにより、フィルタ２３の内部でも分
離した成分の流れを、垂直かつ平行に導くため、分解能
の低下を防げるものである。

【００４４】カラムキャップ２５に設けられた接続孔２
６には、ミキサが接続される。

【００４５】本実施例において、特徴的なところは、分
離カラム１０の構成にある。例えば、第１の例において
は、分離カラム１０のサイズは、内径（ＩＤ）６．０ｍ
ｍであり、長さは、４０ｍｍとしている。

【００４６】このような分離カラムのサイズとした理由
について、以下に説明する。

【００４７】上述したように、従来の分離カラム（４．
６ｍｍＩＤ×６０ｍｍ）にあっては、分析時間を速める
目的で緩衝液流速を上げていくと、カラム負荷圧力が増
加し、カラム負荷圧力と緩衝液流速の関係が直線関係か
ら外れることが判明した。この直線関係から外れるとこ
ろの、分離カラムの使用限界流速は、実験的には、０．
６ｍｌ／ｍｉｎであることが判明した。この流速以上の
速度で緩衝液を流せれば、分析時間は短縮可能である
が、カラム負荷圧力が高くなりすぎるため、実際の使用
には耐えられないものとなる。

【００４８】ここで、発明者は、この時の緩衝液の線速
度に着目した訳である。その理由としては、実験的に、
内径４．６ｍｍで長さが４０ｍｍの分離カラムを使用し
たところ、長さが短くなったことにより、分離カラムの
圧力は低下するので、限界流速も早くなると考えたが、
分離カラムの使用限界流速は、長さが変わったにも拘ら
ず、０．６ｍｌ／ｍｉｎと同じであった。

【００４９】緩衝液流速が、０．６ｍｌ／ｍｉｎの時、
この緩衝液の線速度は、３６ｍｍ／ｍｉｎである。即
ち、分離カラムの使用限界は、緩衝液の流速ではなく、
線速度によって規定され、その使用限界線速度は、３６
ｍｍ／ｍｉｎと考えられる。従って、この使用限界線速
度を越えることなく、緩衝液流速を速めるという観点
で、分離カラムの内径を４．６ｍｍから６．０ｍｍに増
大している。

【００５０】この分離カラムの内径を大きくすることに
より、緩衝液流速を速めることができ、分析時間は短縮
できる。

【００５１】また、この時、カラム効率を高めるため、
イオン交換樹脂の粒径を、従来と同様に３μｍとしてお
くと、粒径が小さいため、カラムの圧力損失が大きくな
る。そこで、この圧力損失を小さくするために、分離カ
ラムの全長を、従来の６０ｍｍから４０ｍｍへと短くし
ている。カラム長が短くなると、理論段数が減るため、
カラム外広がりが分離に影響するが、これは、カラム外
広がりの８０％に寄与する反応コイルにおける広がりを
押さえることによって解決できるものである。

【００５２】このような考え方に基づいて、内径６ｍｍ
で長さ４０ｍｍの分離カラムを用いて、緩衝液流速とカ
ラム圧力の関係について調べたところ、図５のような関
係があることが判明した。

【００５３】図５は、本発明の一実施例によるアミノ酸
分析装置において、内径６ｍｍで長さ４０ｍｍで、充填
されるイオン交換樹脂の粒径が３μｍの分離カラムを用
いた場合の緩衝液流速とカラム圧力の関係を示す図であ
る。

【００５４】図５において、横軸は、分離カラムを流れ
る緩衝液流速（ｍｌ／ｍｉｎ）及びこの流速に対応する
緩衝液線速度（ｍｍ／ｍｉｎ）を表し、縦軸は、分離カ
ラムの負荷圧力（ｋｇｆ／ｃｍ^２）を示している。

【００５５】緩衝液流速が０．２ｍｌ／ｍｉｎ（線速度
７ｍｍ／ｍｉｎ）の時の分離カラムの負荷圧力は、１９
ｋｇｆ／ｃｍ^２である。緩衝液流速が０．４ｍｌ／ｍｉ
ｎ（線速度１４ｍｍ／ｍｉｎ）の時の分離カラムの負荷
圧力は、３９ｋｇｆ／ｃｍ^２である。緩衝液流速が０．
６ｍｌ／ｍｉｎ（線速度２１ｍｍ／ｍｉｎ）の時の分離
カラムの負荷圧力は、５８ｋｇｆ／ｃｍ^２である。緩衝
液流速が０．８ｍｌ／ｍｉｎ（線速度２８ｍｍ／ｍｉ
ｎ）の時の分離カラムの負荷圧力は、７８ｋｇｆ／ｃｍ
^２である。緩衝液流速が１．０ｍｌ／ｍｉｎ（線速度３
５ｍｍ／ｍｉｎ）の時の分離カラムの負荷圧力は、９８
ｋｇｆ／ｃｍ^２である。

【００５６】即ち、緩衝液流速が１．０ｍｌ／ｍｉｎ
（線速度３５ｍｍ／ｍｉｎ）までは、緩衝液流速（線速
度）と分離カラム負荷圧力との関係は直線関係にあるこ
とが理解される。

【００５７】また、上述したように、使用限界線速度
は、３６ｍｍ／ｍｉｎであることからして、緩衝液流速
が１．０ｍｌ／ｍｉｎ（線速度３５ｍｍ／ｍｉｎ）まで
緩衝液流速を高めても、負荷圧力は、１００ｋｇｆ／ｃ
ｍ^２以下であることから、負荷圧力の観点からは十分に
使用に耐え得ることが判明した。

【００５８】ここで、問題となるのは、このようにし
て、緩衝液流速を高めて分析時間を短縮した場合の分離
率の点であるので、以下のようにして実施をした。この
例では、分析時間２０分に分析時間を短縮した場合の標
準分析法について実施した。

【００５９】この実施に当たり、分析装置本体として
は、Ｌ−８５００形日立高速アミノ酸分析計を用いてい
る。分離カラムには、日立カスタムイオン交換樹脂＃２
６２２−ＳＣを用いている。この日立カスタムイオン交
換樹脂＃２６２２−ＳＣの粒径は、３μｍである。ま
た、アンモニアフィルタカラム８としては、日立カスタ
ムイオン交換樹脂＃２６５０Ｌを用いた。反応コイルと
しては内径０．２５ｍｍＩＤ×７ｍのフッ素樹脂製のチ
ューブを用いた。

【００６０】また、この分析の条件は、表１に示すとお
りである。なお、表１には、対比する意味で、従来の標
準法で３０分分析の分析条件を示してある。

【００６１】

【表１】

【００６２】即ち、分離カラムのカラムサイズは、上述
したように、内径６．０ｍｍで長さが４０ｍｍとしてあ
る。即ち、従来の３０分分析のものよりも内径が大き
く、全長が短くなっている。また、このようなサイズの
分離カラムにあって、分離カラムの長さＬ1と内径Ｒの
比（Ｌ1／Ｒ）は、６．６であり、Ｌ1／Ｒが１０以下と
なっている。

【００６３】また、標準法で２０分分析を可能とするた
め、緩衝液流速は、０．７８ｍｌ／ｍｉｎとしてある。
この流速は、従来の３０分分析法の場合の緩衝液流速
（０．４６ｍｌ／ｍｉｎ）の（３０／２０）倍よりも僅
かに速いものとなっている。しかしながら、緩衝液のカ
ラム線速度の点では、本例の２０分分析法においては、
２７ｍｍ／ｍｉｎであり、これは、従来の３０分分析法
の２８ｍｍ／ｍｉｎとほぼ同程度である。カラム線速度
が殆ど変わらないにも拘らず、分離カラムの内径を大き
くしたことにより、緩衝液流速を速めることができ、分
析時間を短縮できている。

【００６４】また、カラム線速度が殆ど変わらないにも
拘らず、分離カラムの内径を大きくしたことにより、分
離カラムの負荷圧力は、８０ｋｇｆ／ｃｍ^２となり、従
来の３０分分析法における分離カラム負荷圧力１１０ｋ
ｇｆ／ｃｍ^２より低下することができる。従って、使用
限界負荷圧力を同じとするならば、本例の方が、分離カ
ラムの寿命を長寿命化できるものとなる。

【００６５】緩衝液流速が０．７８ｍｌ／ｍｉｎと速ま
ったのに応じて、ニンヒドリン試薬の流速は、０．６０
ｍｌ／ｍｉｎに速めてある。

【００６６】次は、反応コイル関係であるが、反応コイ
ル自体のサイズは、内径０．２５ｍｍで、長さ７ｍのも
のを使用している。これは、上述したように、内径を
０．２５ｍｍ以下で、長さを１０ｍ以下にするという条
件の下で選択されている。反応コイルそのもののサイズ
は、従来の３０分分析のものと同じであるが、反応コイ
ルを流れる液の総量は、即ち、緩衝液とニンヒドリン試
薬の流量を加算したものは、１．３８ｍｌ／ｍｉｎとな
っており、１．０ｍｌ／ｍｉｎ以上の条件を満たしてい
る。なお、従来の３０分分析においては、液の総量は、
０．８１ｍｌ／ｍｉｎである。

【００６７】また、反応コイルには、緩衝液とニンヒド
リン試薬の混合液が流れるため、緩衝液及びニンヒドリ
ン試薬の流速が高まった結果、これらの混合液の流速も
高まり、反応コイルにおける混合液の線速度は、１６．
５ｍ／ｍｉｎから２８．２ｍ／ｍｉｎに速まっており、
２０ｍ／ｍｉｎ以上の条件を満たすものなっている。

【００６８】また、（ｒ^４・Ｌ2／ｆ）の値も、１．２
４×１０^−３（ｍｍ^４・ｍ／（ｍｌ／ｍｉｎ））とな
り、２．５×１０^−３以下の要件を満たしている。この
時の拡がりσ^＊は、０．０４７（ｍｉｎ）（＝２．８
（ｓ））となり、０．０６７（ｍｉｎ）（＝４（ｓ））
以下の要件を満たしている。

【００６９】反応コイルのサイズは同じであり、混合液
の線速度が速まった結果、反応時間は、従来の３０分分
析法の０．４２分から０．２５分に短縮している。その
結果として、感度が多少低下することになるが、この感
度低下は実用上は問題ないものであり、この標準２０分
分析のクロマトグラムを用いて後述する。

【００７０】以上説明したようにして、標準２０分分析
が可能となるが、そのとき着目すべき点に、分離率があ
る。分析時間が速まっても分離率が低下すれば、実用的
でないが、以下に説明するように、本例においては、十
分な分離率が得られている。

【００７１】次に、本例による標準２０分分析に用いた
緩衝液の組成について、表２を用いて説明する。

【００７２】

【表２】

【００７３】表２において、ＰＨ−１は、第１緩衝液の
組成を表し、ＰＨ−２は、第２緩衝液の組成を表し、Ｐ
Ｈ−３は、第３緩衝液の組成を表し、ＰＨ−４は、第４
緩衝液の組成を表しており、ＲＨ−ＲＧは、カラム再生
液の組成を表している。

【００７４】第１緩衝液ＰＨ−１は、Ｎａ濃度が０．０
８Ｎであり、蒸留水約７００ｍｌに対して、クエン酸ナ
トリウム（２Ｈ_２Ｏ）を３．１０ｇ、塩化ナトリウム
２．８３ｇ、クエン酸（Ｈ_２Ｏ）を９．９０ｇ、エチル
アルコールを１５０．０ｍｌ、チオジグリコールを５．
０ｍｌ、ＢＲＩＪ−３５を４．０ｍｌ、カプリル酸０．
１ｍｌを溶解し、さらに、蒸留水を加えることによっ
て、全量を１．０ｌ（１０００ｍｌ）としている。この
第１緩衝液ＰＨ−１のｐＨは、３．３（公称値）であ
る。

【００７５】第２緩衝液ＰＨ−２及び第３緩衝液ＰＨ−
３は、第１緩衝液ＰＨ−１と同じ組成を有しているが、
その組成比を表２に示すように変えたものである。従っ
て、第２緩衝液ＰＨ−２のナトリウム濃度は０．２であ
り、ｐＨは、３．２である。また、第３緩衝液ＰＨ−３
のナトリウム濃度は０．２であり、ｐＨは、４．０であ
る。

【００７６】第４緩衝液ＰＨ−４は、第１〜第３緩衝液
のエチルアルコール及びチオジグリコールに代えて、ベ
ンジルアルコールを使用しており、その組成比を表２に
示すとおりである。第４緩衝液ＰＨ−４のナトリウム濃
度は１．２であり、ｐＨは、４．９である。

【００７７】再生液ＲＨ−ＲＧは、Ｎａ濃度が０．２で
あり、蒸留水約７００ｍｌに対して、水酸化ナトリウム
を８．００ｇ、エチルアルコールを１００．０ｍｌ、Ｂ
ＲＩＪ−３５を４．０ｍｌ、カプリル酸０．１ｍｌを溶
解し、さらに、蒸留水を加えることによって、全量を
１．０ｌ（１０００ｍｌ）としている。

【００７８】次に、本例による標準２０分分析の緩衝液
の切替タイミングと各緩衝液の選択を示す分析プログラ
ムについて、表３を用いて説明する。

【００７９】

【表３】

【００８０】表３において、左からステップ番号、各ス
テップの実行時間（分）、緩衝液の流量、分離カラムの
温度（℃）を表している。ステップ１〜２、即ち、０．
０分から２．０分までは、第１緩衝液を流す電磁弁Ｖ１
を駆動して、第１緩衝液を１００％流す。この時の分離
カラムの温度は、５５℃に温度制御されている。

【００８１】ステップ３〜４、即ち、２．１分から４．
５分までは、第２緩衝液を流す電磁弁Ｖ２及び第３緩衝
液を流す電磁弁Ｖ３を駆動して、第２緩衝液９０％：第
３緩衝液１０％の流量比率で、全量が１００％となるよ
うに、緩衝液を流す。電磁弁Ｖ２，Ｖ３の駆動は、パル
ス幅変調により行われるため、電磁弁Ｖ２の導通角を９
０％として、電磁弁Ｖ３の導通角を１０％とし、電磁弁
Ｖ２が開くタイミングで、電磁弁Ｖ３を閉じ、また、逆
に、電磁弁Ｖ２を閉じるタイミングで、電磁弁Ｖ３を開
くことにより、流量比の制御が行える。この時の分離カ
ラムの温度も、５５℃に温度制御されている。なお、分
離カラムの温度は、この後も５５℃に制御される。ステ
ップ２とステップ３の間においては、第１緩衝液１００
％の状態から、第２緩衝液９０％で第３緩衝液１０％の
状態に徐々に変化し、グラジェントされる。

【００８２】ステップ５〜６、即ち、４．６分から１
０．０分までは、第３緩衝液を流す電磁弁Ｖ３を駆動し
て、第３緩衝液を１００％流す。ステップ４とステップ
５の間においては、第２緩衝液９０％で第３緩衝液１０
％の状態から、第３緩衝液１００％の状態に徐々に変化
し、グラジェントされる。

【００８３】ステップ７〜８、即ち、１０．１分から１
７．５分までは、第４緩衝液を流す電磁弁Ｖ４を駆動し
て、第４緩衝液を１００％流す。ステップ６とステップ
７の間においては、第３緩衝液１００％の状態から第４
緩衝液１００％の状態に徐々に変化し、グラジェントさ
れる。

【００８４】ステップ９〜１０、即ち、１７．６分から
２１．０分までは、再生液を流す電磁弁Ｖ５を駆動し
て、再生液を１００％流す。ステップ８とステップ９の
間においては、第４緩衝液１００％の状態から再生液１
００％の状態に徐々に変化し、グラジェントされる。な
お、分析時間は、２０分であるが、分離カラムの遅れを
考慮して、再生液は、１７．６分から送液するようにし
ている。

【００８５】ステップ１１〜１２、即ち、２１．１分か
ら２２．０分までは、再度、第２緩衝液を流す電磁弁Ｖ
２を駆動して、第２緩衝液を１００％流す。ステップ１
０とステップ１１の間においては、再生液１００％の状
態から第２緩衝液１００％の状態に徐々に変化し、グラ
ジェントされる。ここで、第２緩衝液は、電磁バルブの
下流に滞留する物質を洗浄するために、使用されてい
る。

【００８６】ステップ１３〜１４、即ち、２２．１分か
ら３３．０分までは、再度、第１緩衝液を流す電磁弁Ｖ
１を駆動して、第１緩衝液を１００％流す。ステップ１
２とステップ１３の間においては、第２緩衝液１００％
の状態から第１緩衝液１００％の状態に徐々に変化し、
グラジェントされる。ここで、第１緩衝液は、次の測定
に備えて、流路系を第１緩衝液で満たし、カラム内を平
衡化するために使用される。

【００８７】次に、図６を用いて、本実施例により標準
試料中に含まれる蛋白加水分解物アミノ酸１８成分を分
析したクロマトグマムを示すとともに、図７には、同一
の標準試料について、従来の標準３０分分析法を用いて
分析したときのクロマトグマムを示す。図６及び図７の
横軸は、それぞれ、時間（ｍｉｎ）を示している。

【００８８】図６から明らかなように、１８成分の分析
が、２０分で終了している。また、図７に示す従来の標
準３０分分析法では、分析に３０分を要している。即
ち、本実施例では、標準法によって２０分の高速で、１
８成分の分析を可能としている。

【００８９】図６及び図７を比較すると明らかなよう
に、Ａｓｐ（アスパラギン酸）〜Ａｌａ（アラニン）の
間では、本実施例の方がクロマトピークの優れた分離を
示している。クロマトグラムの分離の程度を図る指標と
しては、一般に、Ｔｈｒ（スレオニン）−Ｓｅｒ（セリ
ン）の分離率や、Ｇｌｙ（グリシン）−Ａｌａ（アラニ
ン）の分離率が用いられている。これらの分離率に基づ
いて、図６と図７に示される分離率を計算により求めて
見ると、表４に示すようになる。

【００９０】

【表４】

【００９１】図７に示す従来の標準３０分分析法では、
Ｔｈｒ（スレオニン）−Ｓｅｒ（セリン）の分離率は、
８９％であるのに対して、本実施例では、その分離率は
９９％に向上している。また、Ｇｌｙ（グリシン）−Ａ
ｌａ（アラニン）の分離率は、従来の標準３０分分析法
では、９５％であるのに対して、本実施例では、その分
離率は１００％に向上している。

【００９２】即ち、図６と図７の対比から明かなよう
に、本実施例では、標準分析を２０分の高速化でき、し
かも、分離率を従来の標準３０分分析の場合よりも、向
上させることができる。

【００９３】なお、表４における実施例２については、
後述する。

【００９４】また、図６の実施例の方が、クロマトピー
クの高さは、若干低くなっている。これは、表１に示し
たように、緩衝液流速及びニンヒドリン試薬流速が増加
したことにより、反応コイルを流れる混合液の線速度が
増加し、従って、反応時間が従来の０．４２分から０．
２５分に短縮した影響である。しかしながら、分析した
アミノ酸成分の定量には、クロマトピークの面積法を採
用するため、ピークの高さの減少の影響は少なく、むし
ろ、クロマトピークの分離率が向上したことにより、２
つのピークを分離して面積をそれぞれに、より正確に求
められることから測定精度の低下は見られないものであ
る。

【００９５】以上述べた本実施例によれば、従来は、不
可能であった標準法による２０分分析が可能となった。

【００９６】また、この際、分離率も従来の３０分標準
法分析に比べて向上している。

【００９７】また、分離カラムの圧力も従来の３０分標
準法分析に比べて低いため、長寿命化が図れる。

【００９８】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。この例も標準法で２０分分析を可能とするもので
ある。

【００９９】本例においても、図３に示した構成のアミ
ノ酸分析装置を用い、分離カラムの構造も図４に示した
ものを用いている。

【０１００】分析装置本体としては、Ｌ−８５００形日
立高速アミノ酸分析計を用いている。分離カラムには、
日立カスタムイオン交換樹脂＃２６２２−ＳＣを用いて
いる。この日立カスタムイオン交換樹脂＃２６２２−Ｓ
Ｃの粒径は、３μｍである。また、アンモニアフィルタ
カラム８としては、日立カスタムイオン交換樹脂＃２６
５０Ｌを用いた。

【０１０１】また、この分析の条件は、表５に示すとお
りである。

【０１０２】

【表５】

【０１０３】即ち、分離カラムのカラムサイズは、上述
したように、内径６．０ｍｍで長さが３０ｍｍとしてあ
る。即ち、実施例１と同じ内径であるが、長さの短いも
のを使用している。また、このようなサイズの分離カラ
ムにあって、分離カラムの長さＬ1と内径Ｒの比（Ｌ1／
Ｒ）は、５．０であり、Ｌ1／Ｒが１０以下となってい
る。

【０１０４】また、標準法で２０分分析を可能とするた
め、緩衝液流速は、０．５９ｍｌ／ｍｉｎとしてある。
この流速は、実施例１に比べて、約３／４となってお
り、分離カラムの長さが短くなった分、流速を低くして
あるが、従来例の０．４６ｍｌ／ｍｉｎより早くするこ
とにより、分析時間を短縮できている。また、緩衝液の
カラム線速度については、上述したように、使用限界線
速度は、３６ｍｍ／ｍｉｎであることから、本実施例の
２１ｍｍ／ｍｉｎは、この使用限界線速度以内の値であ
る。

【０１０５】また、実施例１に比べて、カラム線速度が
低くなった結果、分離カラムの負荷圧力は、５０ｋｇｆ
／ｃｍ^２となり、実施例１の２０分分析法に比べては、
低くできる。従って、使用限界負荷圧力を同じとするな
らば、本例の方が、分離カラムの寿命を長寿命化できる
ものとなる。

【０１０６】次に、反応コイル自体のサイズは、内径
０．２５ｍｍで、長さ７ｍのものを使用している。反応
コイルを流れる液の総量は、１．０９ｍｌ／ｍｉｎとな
っており、１．０ｍｌ／ｍｉｎ以上の条件を満たしてい
る。

【０１０７】また、反応コイルには、緩衝液とニンヒド
リン試薬の混合液が流れるため、反応コイルにおける混
合液の線速度は、２２．３ｍ／ｍｉｎとなっており、２
０ｍ／ｍｉｎ以上の条件を満たすものとなっている。

【０１０８】また、（ｒ^４・Ｌ2／ｆ）の値も、１．５
７×１０^−３（ｍｍ^４・ｍ／（ｍｌ／ｍｉｎ））とな
り、２．５×１０^−３以下の要件を満たしている。この
時の拡がりσ^＊は、０．０５４（ｍｉｎ）（＝３．２
（ｓ））となり、０．０６７（ｍｉｎ）（＝４（ｓ））
以下の要件を満たしている。

【０１０９】反応コイルのサイズは同じであり、混合液
の線速度が低下した結果、反応時間は、実施例１の０．
２５分から０．３３分に伸びている。その結果として、
感度が多少増加することになる。

【０１１０】以上説明したようにして、標準２０分分析
が可能となるが、そのとき着目すべき点に、分離率があ
る。分析時間が速まっても分離率が低下すれば、実用的
でないが、以下に説明するように、本例においては、十
分な分離率が得られている。

【０１１１】次に、本例による標準２０分分析に用いた
緩衝液の組成は、実施例１に用いたものと同じであり、
表２において説明したものと同じ緩衝液及び再生液を使
用している。

【０１１２】次に、本例による標準２０分分析の緩衝液
の切替タイミングと各緩衝液の選択を示す分析プログラ
ムについては、実施例１に用いたものと同じであり、表
３において説明したものと同じ分析プログラムを使用し
ている。

【０１１３】以上のようにして、クロマトグラムを求
め、分離率を計算により求めて見ると、上述表４に示す
ようになる。

【０１１４】即ち、図７に示す従来の標準３０分分析法
では、Ｔｈｒ（スレオニン）−Ｓｅｒ（セリン）の分離
率は、８９％であるのに対して、本実施例では、その分
離率は９１％に向上している。また、Ｇｌｙ（グリシ
ン）−Ａｌａ（アラニン）の分離率は、従来の標準３０
分分析法では、９５％であるのに対して、本実施例で
は、その分離率は９９％に向上している。

【０１１５】即ち、本実施例では、標準分析を２０分の
高速化でき、しかも、分離率を従来の標準３０分分析の
場合よりも、向上させることができる。

【０１１６】なお、表４における比較から明らかなよう
に、実施例１の標準２０分分析法では、Ｔｈｒ（スレオ
ニン）−Ｓｅｒ（セリン）の分離率は、９９％まで向上
したのに対して、本実施例では、その分離率は９１％で
あり、また、Ｇｌｙ（グリシン）−Ａｌａ（アラニン）
の分離率は、実施例１の標準２０分分析法では、１００
％であるのに対して、本実施例では、その分離率は９９
％であり、実施例１に比べて本実施例の分離率の低下が
見られる。

【０１１７】これは、緩衝液流速を遅くした影響であ
り、多少の分離率の低下は見られるものの従来に比べて
高い分離率を示している。

【０１１８】以上述べた本実施例によれば、従来は、不
可能であった標準法による２０分分析が可能となった。

【０１１９】また、この際、分離率も従来の３０分標準
法分析に比べて向上している。

【０１２０】また、分離カラムの圧力も従来の３０分標
準法分析に比べて低いため、長寿命化が図れる。

【０１２１】次に、本発明の第３の実施例について説明
する。本例は、標準法で２０分分析を可能とするもので
ある。

【０１２２】本例においても、図３に示した構成のアミ
ノ酸分析装置を用い、分離カラムの構造も図４に示した
ものを用いている。

【０１２３】分析装置本体としては、Ｌ−８５００形日
立高速アミノ酸分析計を用いている。分離カラムには、
日立カスタムイオン交換樹脂＃２６２２−ＳＣを用いて
いる。この日立カスタムイオン交換樹脂＃２６２２−Ｓ
Ｃの粒径は、３μｍである。また、アンモニアフィルタ
カラム８としては、日立カスタムイオン交換樹脂＃２６
５０Ｌを用いた。

【０１２４】また、この分析の条件は、表５に示すとお
りである。即ち、分離カラムのカラムサイズは、上述し
たように、内径５．０ｍｍで長さが５０ｍｍとしてあ
る。即ち、実施例１と比較して、内径は細くし、長さを
長くしている。また、このようなサイズの分離カラムに
あって、分離カラムの長さＬ1と内径Ｒの比（Ｌ1／Ｒ）
は、１０．０であり、Ｌ1／Ｒが１０以下となってい
る。

【０１２５】また、標準法で２０分分析を可能とするた
め、緩衝液流速は、０．６８ｍｌ／ｍｉｎとしてある。
また、この時、緩衝液のカラム線速度は、３５ｍｍ／ｍ
ｉｎとなっており、使用限界線速度は、３６ｍｍ／ｍｉ
ｎであることから、本実施例の３５ｍｍ／ｍｉｎは、こ
の使用限界線速度以内の値である。即ち、この例では、
使用限界線速度の限度内となるように、緩衝液流速を設
定してある。

【０１２６】また、実施例１に比べて、カラム線速度が
速くなった結果、分離カラムの負荷圧力は、１１０ｋｇ
ｆ／ｃｍ^２となり、実施例１の２０分分析法に比べて
は、高くなるが、従来例の負荷圧力と同じであり、従来
と同等の寿命を得ることができる。

【０１２７】次に、反応コイル自体のサイズは、内径
０．２５ｍｍで、長さ７ｍのものを使用している。反応
コイルを流れる液の総量は、１．２３ｍｌ／ｍｉｎとな
っており、１．０ｍｌ／ｍｉｎ以上の条件を満たしてい
る。

【０１２８】また、反応コイルには、緩衝液とニンヒド
リン試薬の混合液が流れるため、反応コイルにおける混
合液の線速度は、２５．２ｍ／ｍｉｎとなっており、２
０ｍ／ｍｉｎ以上の条件を満たすものなっている。

【０１２９】また、（ｒ^４・Ｌ2／ｆ）の値も、１．３
９×１０^−３（ｍｍ^４・ｍ／（ｍｌ／ｍｉｎ））とな
り、２．５×１０^−３以下の要件を満たしている。この
時の拡がりσ^＊は、０．０５０（ｍｉｎ）（＝３．０
（ｓ））となり、０．０６７（ｍｉｎ）（＝４（ｓ））
以下の要件を満たしている。

【０１３０】反応コイルのサイズは同じであり、混合液
の線速度が低下した結果、反応時間は、実施例１の０．
２５分から０．２９分に伸びている。その結果として、
感度が多少増加することになる。

【０１３１】以上説明したようにして、標準２０分分析
が可能となるが、そのとき着目すべき点に、分離率があ
る。分析時間が速まっても分離率が低下すれば、実用的
でないが、以下に説明するように、本例においては、十
分な分離率が得られている。

【０１３２】次に、本例による標準２０分分析に用いた
緩衝液の組成は、実施例１に用いたものと同じであり、
表２において説明したものと同じ緩衝液及び再生液を使
用している。

【０１３３】次に、本例による標準２０分分析の緩衝液
の切替タイミングと各緩衝液の選択を示す分析プログラ
ムについては、実施例１に用いたものと同じであり、表
３において説明したものと同じ分析プログラムを使用し
ている。

【０１３４】以上のようにして、クロマトグラムを求
め、分離率を計算により求めて見ると、上述表４に示す
ようになる。

【０１３５】即ち、図７に示す従来の標準３０分分析法
では、Ｔｈｒ（スレオニン）−Ｓｅｒ（セリン）の分離
率は、８９％であるのに対して、本実施例では、その分
離率は９０％に向上している。また、Ｇｌｙ（グリシ
ン）−Ａｌａ（アラニン）の分離率は、従来の標準３０
分分析法では、９５％であるのに対して、本実施例で
は、その分離率は９８％に向上している。

【０１３６】即ち、本実施例では、標準分析を２０分の
高速化でき、しかも、分離率を従来の標準３０分分析の
場合よりも、向上させることができる。

【０１３７】なお、表４における比較から明らかなよう
に、実施例１の標準２０分分析法では、Ｔｈｒ（スレオ
ニン）−Ｓｅｒ（セリン）の分離率は、９９％まで向上
したのに対して、本実施例では、その分離率は９０％で
あり、また、Ｇｌｙ（グリシン）−Ａｌａ（アラニン）
の分離率は、実施例１の標準２０分分析法では、１００
％であるのに対して、本実施例では、その分離率は９８
％であり、実施例１に比べて本実施例の分離率の低下が
見られる。

【０１３８】これは、緩衝液流速を遅くした影響であ
り、多少の分離率の低下は見られるものの従来に比べて
高い分離率を示している。

【０１３９】以上述べた本実施例によれば、従来は、不
可能であった標準法による２０分分析が可能となった。

【０１４０】また、この際、分離率も従来の３０分標準
法分析に比べて向上している。

【０１４１】また、分離カラムの圧力も従来の３０分標
準法分析と同等であり、同様の寿命を得ることができ
る。

【０１４２】次に、本発明の第４の実施例に付いて説明
する。この例は、標準法で１５分分析を可能とするもの
である。

【０１４３】本例においても、図３に示した構成のアミ
ノ酸分析装置を用い、分離カラムの構造も図４に示した
ものを用いている。

【０１４４】分析装置本体としては、Ｌ−８５００形日
立高速アミノ酸分析計を用いている。分離カラムには、
日立カスタムイオン交換樹脂＃２６２２−ＳＣを用いて
いる。この日立カスタムイオン交換樹脂＃２６２２−Ｓ
Ｃの粒径は、３μｍである。また、アンモニアフィルタ
カラム８としては、日立カスタムイオン交換樹脂＃２６
５０Ｌを用いた。

【０１４５】また、この分析の条件は、表６に示すとお
りである。なお、表５には、対比する意味で、実施例１
で示した標準法で２０分分析の分析条件を示してある。

【０１４６】

【表６】

【０１４７】即ち、分離カラムのカラムサイズは、上述
したように、内径６．０ｍｍで長さが４０ｍｍとしてあ
る。即ち、実施例１と同じサイズのものである。また、
このようなサイズの分離カラムにあって、分離カラムの
長さＬ1と内径Ｒの比（Ｌ1／Ｒ）は、６．６であり、Ｌ
1／Ｒが１０以下となっている。

【０１４８】また、標準法で１５分分析を可能とするた
め、緩衝液流速は、０．９７ｍｌ／ｍｉｎとしてある。
この流速は、実施例１の２０分分析法の場合の緩衝液流
速（０．７８ｍｌ／ｍｉｎ）の（２０／１５）倍よりも
僅かに遅いものとなっている。緩衝液のカラム線速度の
点では、本例の１５分分析法においては、３５ｍｍ／ｍ
ｉｎであり、これは、従来の３０分分析法の２８ｍｍ／
ｍｉｎよりも速くなっているが、分離カラムの内径も大
きくしたことにより、緩衝液流速を速めることができ、
分析時間を短縮できている。また、緩衝液のカラム線速
度については、上述したように、使用限界線速度は、３
６ｍｍ／ｍｉｎであることから、本実施例の３５ｍｍ／
ｍｉｎは、この使用限界線速度以内の値である。

【０１４９】また、実施例１に比べて、カラム線速度が
高まった結果、分離カラムの負荷圧力は、１００ｋｇｆ
／ｃｍ^２となり、２０分分析法に比べては、高いものと
なっているが、従来の３０分分析法における分離カラム
負荷圧力１１０ｋｇｆ／ｃｍ ^２より低下することができ
る。従って、使用限界負荷圧力を同じとするならば、本
例の方が、分離カラムの寿命を長寿命化できるものとな
る。

【０１５０】緩衝液流速が０．９７ｍｌ／ｍｉｎと速ま
ったのに応じて、ニンヒドリン試薬の流速は、０．８０
ｍｌ／ｍｉｎに速めてある。

【０１５１】次に、反応コイル自体のサイズは、内径
０．２５ｍｍで、長さ７ｍのものを使用している。反応
コイルを流れる液の総量は、１．７７ｍｌ／ｍｉｎとな
っており、１．０ｍｌ／ｍｉｎ以上の条件を満たしてい
る。

【０１５２】また、反応コイルには、緩衝液とニンヒド
リン試薬の混合液が流れるため、緩衝液及びニンヒドリ
ン試薬の流速が高まった結果、これらの混合液の流速も
高まり、反応コイルにおける混合液の線速度は、３５．
１ｍ／ｍｉｎとなっており、２０ｍ／ｍｉｎ以上の条件
を満たすものなっている。

【０１５３】また、（ｒ^４・Ｌ2／ｆ）の値も、９．６
６×１０^−４（ｍｍ^４・ｍ／（ｍｌ／ｍｉｎ））とな
り、２．５×１０^−３以下の要件を満たしている。この
時の拡がりσ^＊は、０．０４２（ｍｉｎ）（＝２．５
（ｓ））となり、０．０６７（ｍｉｎ）（＝４（ｓ））
以下の要件を満たしている。

【０１５４】反応コイルのサイズは同じであり、混合液
の線速度が速まった結果、反応時間は、実施例１の０．
２５分から０．１９分に短縮している。その結果とし
て、感度が多少低下することになるが、この感度低下は
実用上は問題ないものであり、この標準１５分分析のク
ロマトグラムを用いて後述する。

【０１５５】以上説明したようにして、標準１５分分析
が可能となるが、そのとき着目すべき点に、分離率があ
る。分析時間が速まっても分離率が低下すれば、実用的
でないが、以下に説明するように、本例においては、十
分な分離率が得られている。

【０１５６】次に、本例による標準１５分分析に用いた
緩衝液の組成は、実施例１に用いたものと同じであり、
表２において説明したものと同じ緩衝液及び再生液を使
用している。

【０１５７】次に、本例による標準１５分分析の緩衝液
の切替タイミングと各緩衝液の選択を示す分析プログラ
ムについては、実施例１に用いたものと同じであり、表
３において説明したものと同じ分析プログラムを使用し
ている。

【０１５８】次に、図８を用いて、本実施例により標準
試料中に含まれる蛋白加水分解物アミノ酸１８成分を分
析したクロマトグマムを示す。

【０１５９】図８の横軸は、時間を示しており、この時
間軸スケールは、図６に示した実施例１と同じである。

【０１６０】図８から明らかなように、１８成分の分析
が、１５分で終了している。即ち、本実施例では、標準
法によって１５分の高速で、１８成分の分析を可能とし
ている。

【０１６１】図８及び従来例の図７を比較すると明らか
なように、Ａｓｐ（アスパラギン酸）〜Ａｌａ（アラニ
ン）の間では、本実施例の方がクロマトピークの優れた
分離を示している。クロマトグラムの分離の程度を図る
指標としては、一般に、Ｔｈｒ（スレオニン）−Ｓｅｒ
（セリン）の分離率や、Ｇｌｙ（グリシン）−Ａｌａ
（アラニン）の分離率が用いられている。これらの分離
率に基づいて、図７に示される分離率を計算により求め
て見ると、表７に示すようになる。

【０１６２】

【表７】

【０１６３】即ち、図６に示す従来の標準３０分分析法
では、Ｔｈｒ（スレオニン）−Ｓｅｒ（セリン）の分離
率は、８９％であるのに対して、本実施例では、その分
離率は９３％に向上している。また、Ｇｌｙ（グリシ
ン）−Ａｌａ（アラニン）の分離率は、従来の標準３０
分分析法では、９５％であるのに対して、本実施例で
は、その分離率は９７％に向上している。

【０１６４】即ち、図８と図７の対比から明かなよう
に、本実施例では、標準分析を１５分の高速化でき、し
かも、分離率を従来の標準３０分分析の場合よりも、向
上させることができる。

【０１６５】なお、表７における比較から明らかなよう
に、実施例１の標準２０分分析法では、Ｔｈｒ（スレオ
ニン）−Ｓｅｒ（セリン）の分離率は、９９％まで向上
したのに対して、本実施例では、その分離率は９３％で
あり、また、Ｇｌｙ（グリシン）−Ａｌａ（アラニン）
の分離率は、実施例１の標準２０分分析法では、１００
％であるのに対して、本実施例では、その分離率は９７
％であり、実施例１に比べて本実施例の分離率の低下が
見られる。

【０１６６】これは、緩衝液流速をさらに速くした影響
であり、多少の分離率の低下は見られるものの従来に比
べて高い分離率を示している。

【０１６７】また、図８と図６を比較してみると、図８
の実施例のクロマトピークの高さの方が、図６の実施例
のクロマトピークの高さより高くなっているが、これ
は、時間軸が２０分から１５分に圧縮されたためであ
り、クロマトピークの面積法を用いて定量する際には、
図６より多少定量精度が低下するが、従来の標準３０分
分析法より低下することはない。

【０１６８】以上述べた本実施例によれば、従来は、不
可能であった標準法による１５分分析が可能となった。

【０１６９】また、この際、分離率も従来の３０分標準
法分析に比べて向上している。

【０１７０】また、分離カラムの圧力も従来の３０分標
準法分析に比べて低いため、長寿命化が図れる。

【０１７１】次に、本発明の第５の実施例について説明
する。本例は、生体液法に適用して、生体液法で６０分
分析を可能とするものである。

【０１７２】本実施例においても、図３に示した構成の
アミノ酸分析装置を用い、分離カラムの構造も図４に示
したものを用いている。

【０１７３】分析装置本体としては、Ｌ−８５００形日
立高速アミノ酸分析計を用いている。分離カラムには、
日立カスタムイオン交換樹脂＃２６２２−ＳＣを用いて
いる。この日立カスタムイオン交換樹脂＃２６２２−Ｓ
Ｃの粒径は、３μｍである。また、アンモニアフィルタ
カラム８としては、日立カスタムイオン交換樹脂＃２６
５０Ｌを用いている。

【０１７４】また、この分析の条件は、表８に示すとお
りである。なお、表８には、対比する意味で、従来の生
体液法で１１０分分析の分析条件を示してある。

【０１７５】

【表８】

【０１７６】即ち、分離カラムのカラムサイズは、上述
したように、内径６．０ｍｍで長さが４０ｍｍとしてあ
る。即ち、従来の１１０分分析のものよりも内径が大き
く、全長が短くなっている。また、実施例１と同じサイ
ズのものである。また、このようなサイズの分離カラム
にあって、分離カラムの長さＬ1と内径Ｒの比（Ｌ1／
Ｒ）は、６．６であり、Ｌ1／Ｒが１０以下となってい
る。

【０１７７】また、生体液法で６０分分析を可能とする
ため、緩衝液流速は、０．７８ｍｌ／ｍｉｎとしてあ
る。この流速は、従来の１１０分分析法の場合の緩衝液
流速（０．３５ｍｌ／ｍｉｎ）の（１１０／６０）倍よ
りも僅かに速いものとなっている。この流速は、実施例
１の標準２０分法と同じである。緩衝液のカラム線速度
の点では、生体液６０分分析法においては、２７ｍｍ／
ｍｉｎであり、これは、従来の１１０分分析法の２１ｍ
ｍ／ｍｉｎより僅かに速い速度であるが、分離カラムの
内径も大きくしたことにより、緩衝液流速を速めること
ができ、分析時間を短縮できている。また、緩衝液のカ
ラム線速度については、上述したように、使用限界線速
度は、３６ｍｍ／ｍｉｎであることから、本実施例の２
７ｍｍ／ｍｉｎは、この使用限界線速度以内の値であ
る。

【０１７８】また、カラム線速度は増加したが、分離カ
ラムの内径も大きくしたことにより、分離カラムの負荷
圧力は、１１０ｋｇｆ／ｃｍ^２となり、従来の１１０分
分析法における分離カラム負荷圧力１００ｋｇｆ／ｃｍ
^２より僅かに高くなっているが、流速の増加に比べて分
離カラム負荷圧力の増加の程度は押さえられている。ま
た、この程度の圧力増加であれば、分離カラムの寿命に
対する影響もさほど大きくなくて済むものである。

【０１７９】緩衝液流速が０．７８ｍｌ／ｍｉｎと速ま
ったのに応じて、ニンヒドリン試薬の流速は、０．６０
ｍｌ／ｍｉｎに速めてある。

【０１８０】次は、反応コイルのサイズは、内径０．２
５ｍｍで、長さ７ｍのものを使用している。反応コイル
には、緩衝液とニンヒドリン試薬の混合液が流れるた
め、緩衝液及びニンヒドリン試薬の流速が高まった結
果、これらの混合液の流速も高まり、反応コイルにおけ
る混合液の線速度は、１３．３ｍ／ｍｉｎから２８．２
ｍ／ｍｉｎに速まっており、２０ｍ／ｍｉｎ以上の条件
を満たすものなっている。

【０１８１】また、（ｒ^４・Ｌ2／ｆ）の値も、１．２
４×１０^−３（ｍｍ^４・ｍ／（ｍｌ／ｍｉｎ））とな
り、２．５×１０^−３以下の要件を満たしている。この
時の拡がりσ^＊は、０．０４７（ｍｉｎ）（＝２．８
（ｓ））となり、０．０６７（ｍｉｎ）（＝４（ｓ））
以下の要件を満たしている。

【０１８２】反応コイルのサイズは同じであり、混合液
の線速度が速まった結果、反応時間は、従来の１１０分
分析法の０．５３分から０．２５分に短縮している。そ
の結果として、感度が多少低下することになるが、この
感度低下は実用上は問題ないものであり、この生体液６
０分分析のクロマトグラムを用いて後述する。

【０１８３】以上説明したようにして、生体液６０分分
析が可能となるが、そのとき着目すべき点に、分離率が
ある。分析時間が速まっても分離率が低下すれば、実用
的でないが、以下に説明するように、本例においては、
十分な分離率が得られている。

【０１８４】次に、本例による生体液６０分分析に用い
た緩衝液の組成について、表９を用いて説明する。

【０１８５】

【表９】

【０１８６】表９において、ＰＦ−１は、第１緩衝液の
組成を表し、ＰＦ−２は、第２緩衝液の組成を表し、Ｐ
Ｆ−３は、第３緩衝液の組成を表し、ＰＦ−４は、第４
緩衝液の組成を表しており、ＰＦ−ＲＧは、カラム再生
液の組成を表している。

【０１８７】第１緩衝液ＰＦ−１は、Ｌｉ濃度が０．０
９Ｎであり、蒸留水約７００ｍｌに対して、クエン酸リ
チウム（４Ｈ_２Ｏ）を５．７３ｇ、塩化リチウム１．２
４ｇ、クエン酸（Ｈ_２Ｏ）を１９．９０ｇ、エチルアル
コールを３０．０ｍｌ、チオジグリコールを５．０ｍ
ｌ、ＢＲＩＪ−３５を４．０ｍｌ、カプリル酸０．１ｍ
ｌを溶解し、さらに、蒸留水を加えることによって、全
量を１．０ｌ（１０００ｍｌ）としている。この第１緩
衝液ＰＦ−１のｐＨは、２．８（公称値）である。

【０１８８】第２緩衝液ＰＦ−２は、第１緩衝液ＰＦ−
１と同じ組成を有しているが、その組成比を表７に示す
ように変えたものである。従って、第２緩衝液ＰＦ−２
のリチウム濃度は０．２２５であり、ｐＨは、３．７で
ある。

【０１８９】第３緩衝液ＰＦ−３は、第１緩衝液ＰＦ−
１のチオジグリコールに代えてベンジルアルコールを
３．０ｍｌ加えたものであり、その組成比は、表７に示
すようになっている。従って、第３緩衝液ＰＦ−３のリ
チウム濃度は０．７２１であり、ｐＨは、３．６であ
る。

【０１９０】第４緩衝液ＰＦ−４は、第１緩衝液からエ
チルアルコール及びチオジグリコールを除いたものであ
り、その組成比を表７に示すとおりである。第４緩衝液
ＰＦ−４のリチウム濃度は１．００であり、ｐＨは、
４．１である。

【０１９１】再生液ＰＦ−ＲＧは、Ｌｉ濃度が０．２０
であり、蒸留水約７００ｍｌに対して、水酸化リチウム
を８．４０ｇ、エチルアルコールを３０．０ｍｌ、ＢＲ
ＩＪ−３５を４．０ｍｌ、カプリル酸０．１ｍｌを溶解
し、さらに、蒸留水を加えることによって、全量を１．
０ｌ（１０００ｍｌ）としている。

【０１９２】次に、本例による生体液６０分分析の緩衝
液の切替タイミングと各緩衝液の選択を示す分析プログ
ラムについて、表１０を用いて説明する。

【０１９３】

【表１０】

【０１９４】表１０において、左からステップ番号、各
ステップの実行時間（分）、緩衝液の流量、分離カラム
の温度（℃）を表している。

【０１９５】ステップ１〜３、即ち、０．０分から１
０．０分までは、第１緩衝液を流す電磁弁Ｖ１を駆動し
て、第１緩衝液を１００％流す。この時の分離カラムの
温度は、ステップ１の０．０分では、３８℃に温度制御
されているが、ステップ２の２．０分では、３１℃に温
度を下げて温度制御する。

【０１９６】ステップ４、即ち、１０．１分では、第１
緩衝液を流す電磁弁Ｖ１及び第２緩衝液を流す電磁弁Ｖ
２を駆動して、第１緩衝液８０％：第２緩衝液２０％の
流量比率で、全量が１００％となるように、緩衝液を流
す。電磁弁Ｖ１，Ｖ２の駆動は、パルス幅変調により行
われるため、電磁弁Ｖ１の導通角を８０％として、電磁
弁Ｖ２の導通角を２０％とし、電磁弁Ｖ１が開くタイミ
ングで、電磁弁Ｖ２を閉じ、また、逆に、電磁弁Ｖ１を
閉じるタイミングで、電磁弁Ｖ２を開くことにより、流
量比の制御を行える。この時の分離カラムの温度も、３
１℃に温度制御されている。ステップ３とステップ４の
間においては、第１緩衝液１００％の状態から、第１緩
衝液８０％で第２緩衝液２０％の状態に徐々に変化し、
グラジェントされる。

【０１９７】ステップ４からステップ６まで、即ち、１
０．１分から１６．８分までは、第１緩衝液と第２緩衝
液の流量比を徐々に変えるグラジェントを行う。ステッ
プ４、即ち、１０．１分では、第１緩衝液を流す電磁弁
Ｖ１及び第２緩衝液を流す電磁弁Ｖ２を駆動して、第１
緩衝液８０％：第２緩衝液２０％の流量比率で、全量が
１００％となるように、緩衝液を流すのに対して、ステ
ップ６の１６．８分では、第１緩衝液７０％：第２緩衝
液３０％の流量比率で、全量が１００％となるように、
緩衝液を流す。ステップ４からステップ６まで、即ち、
１０．１分から１６．８分までは、第１緩衝液と第２緩
衝液の流量比を徐々に変えるグラジェントを行う。

【０１９８】また、その途中のステップ５、即ち、１
１．０分には、温度を５８℃に上昇する温度制御を行
う。

【０１９９】ステップ７〜９、即ち、１６．９分から２
２．０分までは、第１緩衝液を流す電磁弁Ｖ１及び第２
緩衝液を流す電磁弁Ｖ２を駆動して、第１緩衝液１０
％：第２緩衝液９０％の流量比率で、全量が１００％と
なるように、緩衝液を流す。ステップ６とステップ７の
間においては、第１緩衝液７０％で第２緩衝液３０％の
状態から、第１緩衝液１０％で第２緩衝液９０％の状態
に徐々に変化し、グラジェントされる。また、途中のス
テップ８、即ち、１７．５分では、温度４０℃にする温
度制御を行う。

【０２００】ステップ１０〜１２、即ち、２２．１分か
ら２５．０分までは、第２緩衝液を流す電磁弁Ｖ２を駆
動して、第２緩衝液を１００％流す。ステップ９とステ
ップ１０の間においては、第１緩衝液１０％で第２緩衝
液９０％の状態から、第２緩衝液１００％の状態に徐々
に変化し、グラジェントされる。また、途中のステップ
１１、即ち、２３．０分では、温度７０℃にする温度制
御を行う。

【０２０１】ステップ１３〜１５、即ち、２５．１分か
ら３５．５分までは、第３緩衝液を流す電磁弁Ｖ３を駆
動して、第３緩衝液を１００％流す。ステップ１２とス
テップ１３の間においては、第２緩衝液１００％の状態
から、第３緩衝液１００％の状態に徐々に変化し、グラ
ジェントされる。また、途中のステップ１４、即ち、３
４．５分では、温度４５℃にする温度制御を行う。

【０２０２】ステップ１６〜１７、即ち、３５．６分か
ら３８．５分までは、第１緩衝液を流す電磁弁Ｖ１及び
第４緩衝液を流す電磁弁Ｖ４を駆動して、第１緩衝液６
０％：第４緩衝液４０％の流量比率で、全量が１００％
となるように、緩衝液を流す。ステップ１５とステップ
１６の間においては、第３緩衝液１００％の状態から、
第１緩衝液６０％で第４緩衝液４０％の状態に徐々に変
化し、グラジェントされる。

【０２０３】ステップ１８〜１９、即ち、３８．６分か
ら４４．０分までは、第４緩衝液を流す電磁弁Ｖ４を駆
動して、第４緩衝液を１００％流す。ステップ１７とス
テップ１８の間においては、第１緩衝液６０％で第４緩
衝液４０％の状態から、第４緩衝液１００％の状態に徐
々に変化し、グラジェントされる。

【０２０４】ステップ２０〜２２、即ち、４４．１分か
ら５２．０分までは、第２緩衝液を流す電磁弁Ｖ２及び
第４緩衝液を流す電磁弁Ｖ４を駆動して、第２緩衝液２
０％：第４緩衝液８０％の流量比率で、全量が１００％
となるように、緩衝液を流す。ステップ１９とステップ
２０の間においては、第４緩衝液１００％の状態から、
第２緩衝液２０％で第４緩衝液８０％の状態に徐々に変
化し、グラジェントされる。また、途中のステップ２
１、即ち、４８．０分では、温度７０℃にする温度制御
を行う。

【０２０５】ステップ２３〜２４、即ち、５２．１分か
ら５７．５分までは、第４緩衝液を流す電磁弁Ｖ４を駆
動して、第４緩衝液を１００％流す。ステップ２２とス
テップ２３の間においては、第２緩衝液２０％で第４緩
衝液８０％の状態から、第４緩衝液１００％の状態に徐
々に変化し、グラジェントされる。

【０２０６】ステップ２５〜２６、即ち、５７．６分か
ら６３．０分までは、再生液を流す電磁弁Ｖ５を駆動し
て、カラム再生液を１００％流す。ステップ２４とステ
ップ２５の間においては、第４緩衝液１００％の状態か
ら、再生液１００％の状態に徐々に変化し、グラジェン
トされる。カラム再生液を分離カラム内に流すことによ
り、分離カラムを洗浄し、カラム再生が行われる。

【０２０７】ステップ２７〜２８、即ち、６３．１分か
ら８０．０分までは、第１緩衝液を流す電磁弁Ｖ１を駆
動して、第１緩衝液を１００％流す。ステップ２６とス
テップ２７の間においては、カラム再生液１００％の状
態から、第１緩衝液１００％の状態に徐々に変化し、グ
ラジェントされる。また、ステップ２７、即ち、６３．
１分では、温度３８℃にする温度制御を行う。第１緩衝
液を流すことによって、流路系を第１緩衝液で満たし、
分離カラムを平衡化し、また、温度も初期温度である３
８℃にすることによって、次の分析に備えられる。

【０２０８】次に、図９を用いて、本実施例により標準
試料中に含まれる生体液アミノ酸類縁物質のアミノ酸を
分析したクロマトグマムを示すとともに、図１０には、
同一の標準試料について、従来の生体液１１０分分析法
を用いて分析したときのクロマトグマムを示す。図９及
び図１０の横軸は、それぞれ、時間を示している。

【０２０９】図９から明らかなように、全成分の分析
が、６０分で終了している。また、図１０に示す従来の
生体液１１０分分析法では、分析に１１０分を要してい
る。即ち、本実施例では、生体液分析法によって６０
分、即ち、従来の約半分の時間という高速で、分析を可
能としている。図９及び図１０を比較すると明らかなよ
うに、Ａｓｐ（アスパラギン酸）〜Ａｌａ（アラニン）
の間では、本実施例の方がクロマトピークの優れた分離
を示している。クロマトグラムの分離の程度を図る指標
としては、一般に、Ｔｈｒ（スレオニン）−Ｓｅｒ（セ
リン）の分離率や、Ｇｌｙ（グリシン）−Ａｌａ（アラ
ニン）の分離率が用いられている。これらの分離率に基
づいて、図９と図１０に示される分離率を計算により求
めて見ると、表１１に示すようになる。

【０２１０】

【表１１】

【０２１１】図１０に示す従来の生体液１１０分分析法
では、Ｔｈｒ（スレオニン）−Ｓｅｒ（セリン）の分離
率は、９６％であるのに対して、本実施例では、その分
離率は９８％に向上している。また、Ｇｌｙ（グリシ
ン）−Ａｌａ（アラニン）の分離率は、従来の生体液１
１０分分析法では、９８％であるのに対して、本実施例
では、その分離率は９９％に向上している。

【０２１２】即ち、図９と図１０の対比から明かなよう
に、本実施例では、生体液分析を６０分の高速化でき、
しかも、分離率を従来の生体液１１０分分析の場合より
も、向上させることができる。

【０２１３】また、図９の実施例の方が、クロマトピー
クの高さは、若干高くなっている。これは、横軸の時間
軸が圧縮されたためであり、分析したアミノ酸成分の定
量には、クロマトピークの面積法を採用するため、クロ
マトピークの分離率が向上したことにより、２つのピー
クを分離して面積をそれぞれに、より正確に求められる
ことから測定精度の低下は見られないものである。

【０２１４】以上述べた本実施例によれば、従来は、不
可能であった生体液法による６０分分析が可能となっ
た。

【０２１５】また、この際、分離率も従来の１１０分生
体液法分析に比べて向上している。

【０２１６】以上の例に基づいて、本発明について整理
してみると、以下のようになる。

【０２１７】即ち、分離カラムの使用限界は、緩衝液流
速ではなく、カラム線速度によるものと考えられ、分析
時間を短縮するために、このカラム線速度の限界を越え
ることなく、緩衝液流速を高める方法として、分離カラ
ム内径を大きくするものとした。ちなみに、カラム内径
が４．６ｍｍの分離カラムを流れる緩衝液流速が０．６
ｍｌ／ｍｉｎの時の、カラム線速度は、３６ｍｍ／ｍｉ
ｎである。

【０２１８】そこで、上述した各例に示したように、分
離カラムの内径を大きくすることにより、緩衝液流速を
速めることができ、分析時間は、標準法２０分、標準法
１５分、生体液法６０分というように、短縮でき、高速
分析が可能となった。

【０２１９】また、この時、カラム効率を高めるため、
イオン交換樹脂の粒径を、従来と同様に３μｍとしてお
くと、粒径が小さいため、カラムの圧力損失が大きくな
る。そこで、この圧力損失を小さくするために、分離カ
ラムの全長を短くしている。

【０２２０】即ち、分離カラムの内径ｒは大きく、全長
Ｌ1は短くするものである。ここで、（長さＬ1／内径
ｒ）の観点で捉えるならば、この値Ｌ1／ｒが、１０以
下が好ましい。

【０２２１】また、イオン交換樹脂の粒径は、カラム効
率を良くする（理論段数を大きくする）ために、小さい
方がよい。そこで、４μｍ以下とする。また、４μｍ以
下の微細粒子を用いることにより、上述した分離カラム
の使用限界が緩衝液線速度によって規定されるという現
象が発生する。

【０２２２】また、分離カラムの内径について見ると、
従来の標準３０分分析を２５分分析にして実用化しよう
とすると、内径を（３０／２５）^２倍すればよく、４．
６ｍｍ×（３０／２５）^２は５ｍｍとなるので、内径
は、５ｍｍ以上とすることが好ましい。

【０２２３】また、１５分分析を可能とするには、同様
にして、理論的には、内径を６．５ｍｍとすればよい
が、実験的には、内径６ｍｍで１５分分析が可能とな
る。さらに、内径を大きくして、内径を７ｍｍ以上とす
ると、分析時間は早くすることができるが、感度の低下
をもたらすため、内径は、高速分析の観点からは、５ｍ
ｍ以上で、感度の点からは、７ｍｍ以下が実用的範囲で
ある。即ち、実用的分離カラムの内径は、５ｍｍ乃至７
ｍｍの範囲が実用的である。

【０２２４】分離カラムの全長を短くし、理論段数が低
下すると、カラム外の拡がりが、分離に与える悪影響が
大きくなる。カラム外の拡がりへの寄与を考えると、反
応コイルは、カラム外の拡がりへ約８０％寄与する流路
部品であることが、実験により確かめられている。

【０２２５】ここで、反応コイル内の試料ゾーンの拡が
りσを、時間を単位とする広がりσ ^＊とした時、この広
がりσ^＊を４ｓ以下にすれば、分離上無視できるものと
考えられる。この時間単位を分（ｍｉｎ）とすると、
０．０６７ｍｉｎ以下とすればよい。

【０２２６】時間を単位とする拡がりσ^＊は、反応コイ
ルの内径ｒ，反応コイルの長さＬ2及びカラム流速の関
数となる。従って、拡がりσ^＊を、０．０６７ｍｉｎ以
下とするための、（ｒ^４・Ｌ2）／ｆの条件について求
めてみると、拡散定数Ｄｍは、１．２０×１０^−９（ｍ
^２／ｓ）であることが実験的に求められているので、
（ｒ^４・Ｌ2）／ｆが、１．５×１０^−７ （ｍ^２・
ｓ）以下であるとの条件を満たせばよい。これを、液体
クロマトグラフで一般に使用する単位で表すと、（ｒ^４
・Ｌ2）／ｆが、２．５×１０^−３（ｍｍ^４・ｍ／（ｍ
ｌ／ｍｉｎ））以下となればよい。

【０２２７】また、時間を単位とする拡がりσ^＊は、流
量ｆが増えるほど、小さくなる。つまり、所定のｒ，Ｌ
2を与えられた場合、流量ｆを大きくすることによっ
て、カラム外の拡がりσ^＊の影響を小さくすることがで
きる。

【０２２８】一般に使用されている反応コイルの内径ｒ
は、０．２５ｍｍの上のサイズは、０．３３ｍｍであ
る。時間を単位とする拡がりσ^＊に対しては、内径ｒの
４乗で影響するので、内径ｒは、小さい方が好ましく、
ここで、内径ｒを０．２５ｍｍ以下のものとする。

【０２２９】反応コイルの長さＬ2は、長い方が、反応
時間が長くとれるので、感度向上の点で好ましいが、反
応コイルの長さＬ2を長くすると、拡がりσ^＊が大きく
なるので、両者の兼ね合いの点から、長さＬ2を１０ｍ
以下とする。

【０２３０】以上のようにして、反応コイルの内径ｒを
０．２５ｍｍ以下、長さを１０ｍ以下として、を満たす
カラムを流れる液の流量ｆ（ｍｌ／ｍｉｎ）を求める
と、２．５×１０^−３ （ｍｌ／ｍｉｎ）以上の条件を
満たすように、反応コイルを流れる液の流量ｆとすれば
よいことが分かる。

【０２３１】ここで、上述の条件における反応コイルを
流れる液の線速度を求めてみると、反応コイルの内径ｒ
が０．２５ｍｍで、カラムを流れる液の流量ｆが２．５
×１０^−３（ｍｌ／ｍｉｎ）の時、線速度は、２０（ｍ
／ｍｉｎ）であればよいことが分かる。

【０２３２】

【発明の効果】本発明によれば、アミノ酸分析装置にお
いて、分析をより高速で、しかも、高分離なものとする
ことができる。

【０２３３】また、本発明によれば、アミノ酸分析装置
において、カラム外拡がりの影響を勘案して、分離の損
なわれることなく、高分離な分析が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の要点を説明するための図である。

【図２】クロマトグラムの拡がりを説明する図である。

【図３】本発明の一実施例によるアミノ酸分析装置の構
成図である。

【図４】本発明の一実施例によるアミノ酸分析装置に用
いたイオン交換樹脂を充填した分離カラムの断面図であ
る。

【図５】本発明の一実施例によるアミノ酸分析装置にお
ける分離カラムを流れる緩衝液流速とカラム圧力の関係
を示す図である。

【図６】本発明の一実施例によるアミノ酸分析装置を用
いて標準法２０分分析を行った時のクロマトグラムであ
る。

【図７】従来の標準法３０分分析によるクロマトグラム
である。

【図８】本発明の一実施例によるアミノ酸分析装置を用
いて標準法１５分分析を行った時のクロマトグラムであ
る。

【図９】本発明の一実施例によるアミノ酸分析装置を用
いて生体液法６０分分析を行った時のクロマトグラムで
ある。

【図１０】従来の生体液法１１０分分析によるクロマト
グラムである。

【符号の説明】

１…第１緩衝液 ２…第２緩衝液 ３…第３緩衝液 ４…第４緩衝液 ５…再生液 ６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅ…電磁弁 ７…緩衝液ポンプ ８…アンモニアフィルタカラム ９…オートサンプラー １０…分離カラム １１…ニンヒドリン試薬 １２…ニンヒドリンポンプ １３…ミキサ １４…反応コイル １５…光度計 １６…データ処理装置 ２１…カラム筒 ２２…イオン交換樹脂 ２３…フィルタ ２４…シール ２５…カラムキャップ ２６…接続孔 ２７…フィルタスペース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｎ 30/60 Ｇ０１Ｎ 30/60 Ａ 30/74 30/74 Ｅ 30/84 30/84 Ａ // Ｇ０１Ｎ 21/78 21/78 Ｚ 30/50 30/50 30/54 30/54 Ａ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 30/88 G01N 30/26 G01N 30/32 G01N 30/34 G01N 30/48 G01N 30/60 G01N 30/74 G01N 30/84 G01N 21/78 G01N 30/50 G01N 30/54

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】分離カラムと、 この分離カラムに複数の緩衝液を送液する送液手段と、 この送液手段と上記分離カラムの間の流路に設けられ、
   分析試料を流路に導入するサンプラーと、 上記分離カラムにより分離した分析試料をニンヒドリン
   試薬と混合するミキサと、 このミキサによって混合された溶液を反応させる反応コ
   イルとを有するアミノ酸分析装置において、 上記分離カラムは、その長さＬ1とその内径Ｒとの比
   （Ｌ1／Ｒ）が１０以下であり、且つ内径Ｒは５ｍｍ〜
   ７ｍｍであり、 この分離カラムに充填するイオン交換樹脂の粒径が４μ
   ｍ以下であることを特徴とするアミノ酸分析装置。
2. 【請求項２】請求項１記載のアミノ酸分析装置におい
   て、 上記緩衝液の流速は、１．０ｍｌ／ｍｉｎ以下であるこ
   とを特徴とするアミノ酸分析装置。
3. 【請求項３】請求項１記載のアミノ酸分析装置におい
   て、 上記反応コイルの内径ｒが、０．２５ｍｍ以下であり、
   この反応コイルを流れる液体の流速が、１．０ｍｌ／ｍ
   ｉｎ以上であることを特徴とするアミノ酸分析装置。