JP6609844B2 - 夾雑物除去具、これを用いた液体クロマトグラフ質量分析計および液体クロマトグラフィー質量分析法 - Google Patents
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Description
(1)HPLCと比較して、高感度の検出が可能である。
(2)イオン検出器によれば、原子量/分子量、分子構造、存在量(濃度)、存在形態などに関する有用な情報が得られる。
(3)分子量が大きいタンパク質やリン脂質の分析にも利用することができる。
本発明の夾雑物除去具は、高速液体クロマトグラフと質量分析計との間に接続され、前記高速液体クロマトグラフから溶出された溶出液から夾雑物を除去し、前記質量分析計に前記夾雑物が除去された溶出液を導入するために用いられる夾雑物除去具であって、内部にセルが形成された中空体と、前記中空体の前記セルに充填される充填材と、を有し、前記中空体の前記セルの内径が0.5mm以上3mm以下であり、前記中空体の前記セルに前記充填材が充填されて形成される充填材充填層の長さが25mm以上422mm以下であり、前記充填材として、イオン性交換基の対イオンに揮発性塩基カチオンが導入されたカチオン交換樹脂を構成成分とするカチオン交換樹脂粒子およびイオン性交換基の対イオンに揮発性酸アニオンが導入されたアニオン交換樹脂を構成成分とするアニオン交換樹脂粒子が充填されており、前記セルの第1の開口端部から前記セルの中途に至るまでの間は前記カチオン交換樹脂粒子が充填されたカチオン交換樹脂充填層が形成され、前記セルの中途から前記セルの第2の開口端部に至るまでの間は前記アニオン交換樹脂粒子が充填されたアニオン交換樹脂充填層が形成されていることを特徴とする夾雑物除去具;である。
本発明の液体クロマトグラフ質量分析計は、高速液体クロマトグラフと、質量分析計と、前記[1]に記載の夾雑物除去具と、を備え、前記夾雑物除去具が、前記高速液体クロマトグラフと、前記質量分析計との間に接続され、前記高速液体クロマトグラフから溶出された溶出液が、前記夾雑物除去具を通過して、前記質量分析計に導入されるように構成したことを特徴とする液体クロマトグラフ質量分析計;である。
本発明の液体クロマトグラフィー質量分析法は、高速液体クロマトグラフから溶出された溶出液を、前記[1]に記載の夾雑物除去具を通過させてから、前記質量分析計に導入することを特徴とする液体クロマトグラフィー質量分析法;である。
図1に示すように、夾雑物除去具10は高速液体クロマトグラフ2と質量分析計4との間に接続される。この位置に接続することで、高速液体クロマトグラフ2から溶出された溶出液から夾雑物を除去し、質量分析計4に夾雑物が除去された溶出液を導入することが可能となる。そして、夾雑物除去具10は、図2に示すように、内部にセルが形成された中空体30と、中空体30のセルに充填される充填材32と、を有する。
中空体は、内部にセルが形成された構造体である。「セル」とは、外壁によって区画された空間を意味する。夾雑物除去具において、セルは充填材を充填するための空間であり、かつ、高速液体クロマトグラフ(HPLC)から溶出された溶出液が通過する流路となる。中空体としては、チューブ、パイプなどの管状構造体を好適に用いることができる。
充填材は、中空体のセルに充填される、夾雑物を除去するための材料である。ここで、「夾雑物」とは、質量分析計に導入された際に測定に支障を来す物質を意味する。例えば、HPLCの溶出液中に含まれる不揮発性物質、イオン性化合物、高分子などが挙げられる。前記不揮発性物質はMSのイオン化部(オリフィス等)の詰まりを引き起こし、質量分析計による測定に支障を来すおそれがある。前記イオン性化合物は、測定対象化合物のイオン化を阻害したり、プロトン付加分子イオン([M+H]+)以外の付加分子イオンを生成させマススペクトル解析を阻害するおそれがある。前記高分子は、HPLCの分離カラムにおいて測定対象化合物との分離が十分ではない場合、測定対象化合物のイオン化を阻害し、マススペクトルの測定に支障を来すおそれがある。前記不揮発性物質としては、リン酸塩、過塩素酸塩、ドデシル硫酸塩、テトラブチルアンモニウム塩などを挙げることができる。前記イオン性化合物としては、トリフルオロ酢酸(TFA)、ナトリウム、カリウムなどを挙げることができる。前記高分子としては、タンパク、リン脂質等を挙げることができる。
以下、夾雑物除去具の具体的構成を、図2及び図3を参照しながら説明する。
図2に示す夾雑物除去具10は、中空体30、充填材32、フリット34から構成されている。
図3に示す夾雑物除去具10Aは、中空体30、充填材32、フリット34から構成されている。中空体32およびフリット34(第1のフリット34A、第2のフリット34B)の構成は図2に示すものと同様である。
図示しないが、図3に示す夾雑物除去具10Aの構成において、アニオン交換樹脂粒子32Aに代えて、カチオン樹脂粒子を充填してもよい。カチオン交換樹脂粒子を構成するカチオン交換樹脂としては、イオン性交換基の対イオンに弱塩基カチオンが導入されたカチオン交換樹脂を用いることができる。
夾雑物除去具は、使用後に廃棄される、ディスポーザブル製品であることが好ましい。ディスポーザブル製品とすることにより、以下のような効果を得ることができる。
(1)夾雑物除去具から使用済みの充填材を除去し、新しい充填材を充填する必要がなくなり、充填材を詰め替える労力が軽減される。
(2)充填材に残留した分析対象物質から機密情報が漏洩する事態を効果的に防止することができる。
(3)充填材に残留した危険物などによって、詰替え業者が事故を起こす事態を防止し、取扱者の安全を確保することができる。
夾雑物除去具の製造方法は特に限定されない。例えば、樹脂製のチューブに分散した粒子をシリンジで吸引することにより充填材を充填する方法などを挙げることができる。
図1に示す液体クロマトグラフ質量分析計1は、高速液体クロマトグラフ2と、質量分析計4と、夾雑物除去具10と、を備えている。そして、夾雑物除去具10が、高速液体クロマトグラフ2と、質量分析計4との間に接続されている。液体クロマトグラフ質量分析計1においては、高速液体クロマトグラフ2から溶出された溶出液が、夾雑物除去具10を通過して、質量分析計4に導入されるように構成されている。
高速液体クロマトグラフ2は、インジェクタ14、ポンプ18、バルブ19、カラム20、検出器22を備えている。高速液体クロマトグラフ2においては、ポンプ18によって溶離液16がバルブ19、カラム20を経由して、検出器22に送液されるように構成されている。インジェクタ14から測定試料12を打ち込むと、バルブ19において溶離液16と混合され、カラム20に送られる。測定試料12はカラム20において分離され、検出器22によって分離した成分が検知される。
カラム20からの溶出液は夾雑物除去具10に送液され、夾雑物除去具10を通過する際に夾雑物が除去される。夾雑物除去具10は、両端に取り付けられたユニオン24,26によって、高速液体クロマトグラフ2と、質量分析計4との間に接続されている。専ら機器同士を接続するための部材であるユニオン24,26に代えて、ラインフィルタ等の濾材を取り付けてもよい。
夾雑物が除去された溶出液は質量分析計4に導入され、マススペクトルの分析が行われる。質量分析計としては、市販の質量分析計を用いることができる。
図1に示す液体クロマトグラフィー質量分析法は、高速液体クロマトグラフ2から溶出された溶出液を、夾雑物除去具10を通過させてから、質量分析計4に導入する。このような方法によれば、HPLCの溶出液中に含まれる夾雑物(不揮発性物質、イオン性化合物、高分子など)を長時間に渡って除去することができ、MSのイオン化部(オリフィス等)が不揮発物質で詰まる等の汚染を抑制することができる。このため、MSのイオン化部を洗浄するメンテナンスの手間を省力化し、メンテナンスに伴うダウンタイムを短縮することが可能となる。また、イオン性化合物によるイオン化阻害を防止することとプロトン付加分子イオン([M+H]+)以外の付加分子イオンを生成し、マススペクトル解析を阻害する事態を有効に防止することができる。
(実施例1)
図2に示す夾雑物除去具10と同様の構造を有する夾雑物除去具を作製した。中空体30としては、PTFEからなる軟質樹脂製のチューブ(内径1mm)を用いた。
中空体の内径、アニオン交換樹脂層およびカチオン樹脂層の長さを表1に示す数値に変更したことを除き、実施例1と同様にして夾雑物除去具を作製した。
図3に示す夾雑物除去具10Aと同様の構造を有する夾雑物除去具を作製した。カチオン交換樹脂層を形成せず、アニオン交換樹脂層のみを形成したこと、アニオン交換樹脂層の長さを表1に示す数値に変更したことを除き、実施例1と同様にして夾雑物除去具を作製した。
図3に示す夾雑物除去具10Aと同様の構造を有する夾雑物除去具を作製した。アニオン交換樹脂層を形成せず、カチオン交換樹脂層のみを形成したこと、カチオン交換樹脂層の長さを表1に示す数値に変更したことを除き、実施例1と同様にして夾雑物除去具を作製した。
中空体として、ステンレスからなる空カラム(内径4.6mm)を2個用い、第1の空カラムには充填材としてアニオン交換樹脂を充填し、第2の空カラムには充填材としてカチオン交換樹脂を充填し、これらを連結させたこと、アニオン交換樹脂層およびカチオン樹脂層の長さを表1に示す数値に変更したことを除き、実施例1と同様にして夾雑物除去具を作製した。
実施例および比較例の夾雑物除去具を用いて、不揮発物質であるリン酸塩の除去を試みた。
アセトニトリル/水=50/50(v/v)溶液に、10mMの濃度となるようにリン酸二水素カリウムを溶解し、評価用溶液を調製した。夾雑物除去具として、実施例1乃至3および比較例1の夾雑物除去具を用い、流量1.0mL/分で、前記評価用溶液を夾雑物除去具に流し、溶出量1.5mL毎にフラクションを分取した。各フラクションについて、イオンクロマトグラフィー分析により、リン酸イオン濃度を測定し、下記式(1)により、リン酸除去率を算出した。その結果を表2、表3、図4に示す。
100−(リン酸イオン濃度(ppm)/970)×100 :(1)
評価用溶液の流量を0.5mL/分としたことを除き、(1)セル容積332mm3、流量1.0mL/分の場合と同様にして、前記評価用溶液を夾雑物除去具に流し、溶出量1.5mL毎にフラクションを分取した。各フラクションについて、JIS K0102 46.1に記載のモリブデン青吸光光度法に準拠した比色法により、リン酸イオン濃度を測定し、前記式(1)により、リン酸除去率を算出した。その結果を表4および図5に示す。
夾雑物除去具として、実施例4乃至6の夾雑物除去具を用いたこと、評価用溶液の流量を0.2mL/分としたことを除き、(1)セル容積332mm3、流量1.0mL/分の場合と同様にして、前記評価用溶液を夾雑物除去具に流し、溶出量0.5mL毎にフラクションを分取した。各フラクションについて、(2)セル容積332mm3、流量0.5mL/分の場合と同様の比色法により、リン酸イオン濃度を測定し、前記式(1)により、リン酸除去率を算出した。その結果を表5および図6に示す。
実施例および比較例の夾雑物除去具を用いて、リン酸塩の主な対イオンであるカリウムイオンの除去を試みた。
100−(カリウムイオン濃度(ppm)/390)×100 :(2)
参考例の夾雑物除去具を用いて、トリフルオロ酢酸イオンの除去を試みた。
100−(トリフルオロ酢酸イオン濃度(ppm)/1130)×100 :(3)
評価用サンプルとして、10ppmエリスロマイシン・メタノール溶液、10ppmレセルピン・メタノール溶液を用い、移動相(溶離液)として10mMリン酸二水素カリウム水溶液(A)とアセトニトリル(B)を用いたグラジエント分析でLC/MSの測定を行った。グラジエントはA/B=80/20(vol)から20/80(vol)まで510分間で変化させる条件とした。溶離液の流量は0.8mL/分とした。
評価用サンプルとして、50ppmエリスロマイシン・メタノール溶液を用い、10mMリン酸二水素カリウム水溶液(A)とアセトニトリル(B)を用いたグラジエント分析でLC/MSの測定を行った。グラジエントはA/B=80/20(vol)から20/80(vol)まで5分間で変化させる条件とした。溶離液の流量は0.3mL/分とした。
評価用サンプルとして、50ppm、17−メチルテストステロン・メタノール溶液を用い、水(A)とメタノール(B)を用いたグラジエント分析でLC/MSの測定を行った。グラジエントはA/B=90/10(vol)から0/100(vol)まで5分間で変化させる条件とした。溶離液の流量は0.3mL/分とした。
Claims (5)
- 高速液体クロマトグラフと質量分析計との間に接続され、前記高速液体クロマトグラフから溶出された溶出液から夾雑物を除去し、前記質量分析計に前記夾雑物が除去された溶出液を導入するために用いられる夾雑物除去具であって、
内部にセルが形成された中空体と、前記中空体の前記セルに充填される充填材と、を有し、
前記中空体の前記セルの内径が0.5mm以上3mm以下であり、
前記中空体の前記セルに前記充填材が充填されて形成される充填層の長さが25mm以上422mm以下であり、
前記充填材として、イオン性交換基の対イオンに揮発性塩基カチオンが導入されたカチオン交換樹脂を構成成分とするカチオン交換樹脂粒子およびイオン性交換基の対イオンに揮発性酸アニオンが導入されたアニオン交換樹脂を構成成分とするアニオン交換樹脂粒子が充填されており、
前記セルの第1の開口端部から前記セルの中途に至るまでの間は前記カチオン交換樹脂粒子が充填されたカチオン交換樹脂充填層が形成され、前記セルの中途から前記セルの第2の開口端部に至るまでの間は前記アニオン交換樹脂粒子が充填されたアニオン交換樹脂充填層が形成されていることを特徴とする夾雑物除去具。 - 前記中空体の前記セルの内径が0.5mm以上2mm以下である請求項1に記載の夾雑物除去具。
- 使用後に廃棄される、ディスポーザブル製品である請求項1または2に記載の夾雑物除去具。
- 高速液体クロマトグラフと、質量分析計と、請求項1から3のいずれか一項に記載の夾雑物除去具と、を備え、
前記夾雑物除去具が、前記高速液体クロマトグラフと、前記質量分析計との間に接続され、
前記高速液体クロマトグラフから溶出された溶出液が、前記夾雑物除去具を通過して、前記質量分析計に導入されるように構成したことを特徴とする液体クロマトグラフ質量分析計。 - 高速液体クロマトグラフから溶出された溶出液を、請求項1から3のいずれか一項に記載の夾雑物除去具を通過させてから、前記質量分析計に導入することを特徴とする液体クロマトグラフィー質量分析法。
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