JP6227689B2 - 液体クロマトグラフィー用部材の通液圧力の上昇を低減する方法 - Google Patents
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Description
フィルタの構成を改良した例としては、特許文献1に、孔径の異なる2層構造のフィルタを用いる方法が開示されている。また、特許文献2には、濾紙とフィルタとを組み合わせた2層構造体を用いる方法が開示されている。これらの方法は、2種のフィルタを組み合わせることにより、異物の濾過効率を下げることなく、異物による詰まりを防止しようとするものである。しかしながら、これらの技術思想は、フィルタのみに着目したものであり、フィルタと同様に異物による詰まりが問題となるカラムを含めた検討はなされてない。
以下に本発明を詳述する。
上記カラムは、筒状容器内に充填剤粒子が充填されたものである。
上記充填剤粒子としては、シリカなどの無機系粒子、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体などの樹脂からなる有機系粒子、これらの粒子の表面にイオン交換基を結合させたものなどが挙げられる。
上記充填剤粒子の平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置で測定される。
上記プレフィルタの濾過面の形状は、円状であっても、その他の形状でもよい。
上記標準粒子の捕捉率(%)は以下の方法により測定される。
プレフィルタを液体クロマトグラフに接続し、移動相として純水を送液する。標準粒子検体を一般的な送液速度、例えば1.7mL/minで流し、得られるクロマトグラムのピーク面積(1)を算出する。ピーク面積(1)は、プレフィルタで捕捉されずに通過した標準粒子の量を反映している。
次に、上記プレフィルタを配管に変えて、同様の標準粒子検体を流し、得られるクロマトグラムのピーク面積(2)を算出する。ピーク面積(2)は、流した標準粒子の量を反映している。
ピーク面積(1)及びピーク面積(2)から、以下の式により標準粒子の捕捉率(%)が算出される。
標準粒子の捕捉率(%)=100−(ピーク面積(1)/ピーク面積(2))×100
上記筒状容器は、一体成型されたものであってもよく、分解可能なものであってもよい。
また、カラムとプレフィルタの交換頻度が同程度であるので、カラムの使用期間中、カラムの上流に設置されるプレフィルタの交換が不要であり、また、カラムとプレフィルタとを一体化させることにより、交換作業を更に容易にし、空間占有容積低減により装置の小型化が可能となる。
例えば、液体クロマトグラフィー用部材を上記プレフィルタ及び上記カラムを有するものとすることで、カラム及びプレフィルタの交換頻度を同程度とすることができる。
交換頻度が同程度であるカラムとプレフィルタとを1つの筒状容器内に一体化して配置することで、1回の交換作業でカラム及びプレフィルタを交換することができ、交換作業を効率的に行うことができる。さらに、カラムとプレフィルタとの間が実質的にゼロ距離となるので、カラムとプレフィルタとの間で検体や移動相の拡散がほとんど生じない。そのため、分離性能が向上し、測定時間をより短縮することができる。
図2に、上記カラムとプレフィルタとが1つの筒状容器内に一体化されて配置されている本発明の液体クロマトグラフィー用部材の一例を示した。
(1)プレフィルタの準備
孔径12μm、厚さ0.1mmのフィルタ層(外層1)、孔径3μm、厚さ0.2mmのフィルタ層(内層)、孔径12μm、厚さ0.1mmのフィルタ層(外層2)が、この順に積層された3層構造を有する、厚さ0.4mm、空隙率70%のステンレス製繊維焼結フィルタシートを、直径9.0mmの円に打ち抜き、濾過面の面積63.59mm2のステンレス製繊維焼結フィルタを得た。得られたステンレス製繊維焼結フィルタに、ヘモグロビン類の非特異吸着を防止するため、ウシ血清アルブミンでブロッキング処理を施した。
表面処理後のフィルタをポリテトラフルオロエチレン製パッキンではさみ込み、流路に接続できるねじ部を設けたポリエーテルエーテルケトン製ホルダに収納してプレフィルタを得た。なお、パッキンが接触する面積を除いたプレフィルタの有効濾過面積は、50.24mm2であった。
得られたプレフィルタについて、濾過粒度を求めたところ、3μmであった。
3%ポリビニルアルコール(日本合成化学社製)水溶液に、テトラエチレングリコールジメタアクリレート(新中村化学社製)300g、トリエチレングリコールジメタアクリレート(新中村化学社製)100g及び過酸化ベンゾイル(キシダ化学社製)1.0gの混合物を添加し、窒素雰囲気の反応器中で攪拌しながら、80℃で1時間重合した。
次に、イオン交換基を有する単量体として、2−メタアクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸(東亜合成化学社製)100g、ポリエチレングリコールメタアクリレート(日本油脂社製、エチレングリコール鎖n=4)100gをイオン交換水に溶解した。この混合物を1時間重合後の上記反応器中にさらに添加し、窒素雰囲気下で攪拌しながらさらに80℃で2時間重合した。得られた重合組成物を水及びアセトンで洗浄することにより、イオン交換基を有する粒子を得た。
得られた充填剤粒子について、レーザー回折式粒度分布測定装置を用いて測定したところ、平均粒径は10μm、CV値は14%であった。
得られた充填剤粒子を、内径4.6mm、長さ20mmの円柱状容器に充填してカラムを得た。なお、カラムの上流側及び下流側に、円柱状容器から充填剤粒子が漏れ出すのを防止するため、前記ステンレス製繊維焼結フィルタを直径6.5mmに打ち抜いたフィルタを配置した(図1、2の符号6)。
得られたプレフィルタとカラムとを、図1に記載されたように配置して、カラム、プレフィルタ分離型の液体クロマトグラフィー用部材を得た。以下、図1に記載された配置の液体クロマトグラフィー用部材を分離型の液体クロマトグラフィー用部材と記す。
また、得られたプレフィルタとカラムとを、図2に記載されたように配置して、カラム、プレフィルタ一体型の液体クロマトグラフィー用部材を得た。以下、図2に記載された配置の液体クロマトグラフィー用部材を一体型の液体クロマトグラフィー用部材と記す。
表1に示したプレフィルタ、カラムを用いた以外は実施例1と同様にして、分離型の液体クロマトグラフィー用部材(図1)、及び、一体型の液体クロマトグラフィー用部材(図2)を得た。
なお、プレフィルタの有効濾過面積は、打ち抜き型の直径を変更することで調整し、プレフィルタの濾過粒度は、フィルタ内層の孔径を変えることで調整した。また、充填剤粒子の平均粒径は、重合時の攪拌の回転数を変えることで調整した。
(1)通液圧力の評価
実施例及び比較例で得た分離型の液体クロマトグラフィー用部材を下記システムに結合して、液体クロマトグラフィー分析装置を組み上げた。
送液ポンプ LC−20AD(島津製作所社製)
オートサンプラー SIL−20AC(島津製作所社製)
検出器 SPD−M20A(島津製作所社製)
カラムオーブン CTO−20AC(島津製作所社製)
溶離液:第1液 50mmol/Lリン酸緩衝液(pH5.3)
第2液 ポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノラウレート(和光純薬工業社製)を0.05重量%含む250mmol/Lリン酸緩衝液(pH8.0)
測定時間:50秒
流速:1.7mL/min
カラム温度:40℃
検出波長:415nm
検体:健常人全血を溶血希釈液(ポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテル(和光純薬工業社製)を0.1重量%含むリン酸緩衝液(pH7.0))で201倍に希釈したものを評価検体とした。
検体注入量:10μL
結果を表2に示した。
上昇圧力=(3000検体連続分析後の通液圧力)−(検体を分析する前の通液圧力)
一方、比較例1の液体クロマトグラフィー用部材を用いた場合には、カラムで通液圧力の上昇が見られた。これは、カラムとプレフィルタとの組み合わせが適当ではなく、プレフィルタで捕捉されずに通過した異物が、測定を繰り返すうちにカラム充填剤粒子の間隙に詰まったためと考えられる。比較例2の液体クロマトグラフィー用部材を用いた場合には、プレフィルタで通液圧力の上昇が見られた。これは、プレフィルタで必要以上の異物を捕捉したため、測定を繰り返すうちにプレフィルタに異物が詰まったためと考えられる。
実施例4で製造した分離型の液体クロマトグラフィー用部材又は一体型の液体クロマトグラフィー用部材を下記システムに結合して、液体クロマトグラフィー分析装置を組み上げた。
送液ポンプ LC−20AD(島津製作所社製)
オートサンプラー SIL−20AC(島津製作所社製)
検出器 SPD−M20A(島津製作所社製)
カラムオーブン CTO−20AC(島津製作所社製)
結果(HbA1c値)を表3に示した。
溶離液:第1液 50mmol/Lリン酸緩衝液(pH5.3)
第2液 ポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノラウレート(和光純薬工業社製)を0.05重量%含む250mmol/Lリン酸緩衝液(pH8.0)
測定時間:50秒
流速:1.7mL/min
カラム温度:40℃
検出波長:415nm
負荷検体:健常人全血を溶血希釈液(ポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテル(和光純薬工業社製)を0.1重量%含むリン酸緩衝液(pH7.0))で201倍に希釈したものを負荷検体とした。
評価検体:グリコHbコントロールレベル1、2(シスメックス社製)を200μLの注射用水で溶解した後、(ポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテル(和光純薬工業社製)を0.1重量%含むリン酸緩衝液(pH7.0))で101倍に希釈したものを評価検体とした。なお、評価検体は、負荷検体を200検体測定する毎に、それぞれ3検体測定し、その平均値を評価検体の測定結果とした。
試料注入量:10μL
1’ 分離型の液体クロマトグラフィー用部材(プレフィルタ部分)
2 一体型の液体クロマトグラフィー用部材
3 ジョイント配管
4 カラムの充填剤粒子の収納部
5 ポリテトラフルオロエチレン製パッキン
6 充填剤粒子の漏れ出し防止のフィルタ
7 プレフィルタ
8 ポリエーテルエーテルケトン製ホルダ
Claims (1)
- 充填剤粒子が充填された分析用カラムと、異物を濾過するためのフィルタとを有する液体クロマトグラフィー用部材の通液圧力の上昇を低減する方法であって、
前記液体クロマトグラフィー用部材は、前記分析用カラムと前記異物を濾過するためのフィルタとが、上流側から異物を濾過するためのフィルタ、分析用カラムの順で、両者の間がゼロ距離となるように1つの筒状容器内に一体化されて配置されており、
前記充填剤粒子は、平均粒径が2μm〜20μmであり、
前記異物を濾過するためのフィルタは、濾過粒度が前記充填剤粒子の平均粒径の1/6〜1/3、有効濾過面積が23.75mm2〜50.24mm2である
ことを特徴とする液体クロマトグラフィー用部材の通液圧力の上昇を低減する方法。
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