JP6908125B2 - 超臨界流体クロマトグラフ、及び超臨界流体クロマトグラフィー分析方法 - Google Patents

Description

本発明は、試料を分離するための分析カラムを有する分析流路中で二酸化炭素を含む移動相を送液するとともに分析流路内の圧力を背圧調整部により所定の圧力に調節し、分析流路中に試料を注入して試料の分離分析を行なう超臨界流体クロマトグラフィー分析に関するものである。

試料の分離分析を行なう分析手法として、超臨界流体を用いた超臨界流体クロマトグラフィーが知られている（特許文献１参照。）。超臨界流体クロマトグラフィーは、二酸化炭素などに一定の温度と圧力をかけて超臨界流体とし、その超臨界流体を溶媒として用いるクロマトグラフィーである。超臨界流体は液体と気体の両方の性質をもち、液体よりも拡散性が高く粘性が低いという特徴を有する。このような超臨界流体を溶媒として用いることで、高速・高分離・高感度での分析が可能となる。

国際公開第２０１４／０８３６３９号

フォスファチジン酸などのりん酸基を有する化合物を含む試料を超臨界流体クロマトグラフィーで分析しようとすると、特定の成分のピーク形状がブロードになったり、分析カラムから特定成分が溶出せずに検出されなかったりするという現象が見られる。これは、金属に対して吸着性をもつフォスファチジン酸などの物質が分析流路をなす金属配管の内面に吸着することによって起こる問題である。

分析流路を非金属の配管で構成すればこのような問題は起こらないが、超臨界流体クロマトグラフィーでは分析流路内が高圧状態（例えば１０ＭＰａ）となるため、分析流路を高耐圧な金属製の配管を用いて構成する必要がある。そのため、分析流路を樹脂製など非金属の配管で構成することはできない。したがって、従来の超臨界流体クロマトグラフィーでは、金属に対して吸着性をもつフォスファチジン酸のような金属吸着性物質を含む試料について正常に分析を行なうことが困難であった。

本発明は、上記のような従来の超臨界流体クロマトグラフィーの問題点に鑑みてなされたものであり、金属吸着性物質についても超臨界流体クロマトグラフィー分析を正常に行なうことができるようにすることを目的とするものである。

本発明に係る超臨界流体クロマトグラフは、分析流路、移動相送液部、マスキング液送液部、試料注入部、分析カラム、及び背圧調整部を備えている。前記移動相送液部は、移動相を前記分析流路中において送液する。前記マスキング液送液部は、マスキング液を前記分析流路中において送液する。前記マスキング液とは、前記分析流路をなす金属配管の内面に金属吸着性物質の吸着を抑制する被膜を形成するための液である。前記試料注入部は、前記分析流路中に試料を注入する。前記分析カラムは、前記分析流路上に設けられ、前記試料注入部により前記分析流路中に注入された試料を分離するためのものである。前記背圧調整部は、前記分析流路の下流端に設けられ、前記分析流路内の圧力を調節する。

すなわち、本発明に係る超臨界流体クロマトグラフは、マスキング液を前記分析流路中において送液するマスキング液送液部を備え、分析流路をなす金属配管の内面に金属吸着性物質の吸着を抑制する被膜を形成するためのマスキング処理を行なうことができる。試料の分析を開始する前にこのようなマスキング処理を行なっておけば、金属吸着性物質による分析流路の内面への吸着が抑制され、ＳＦＣにおいて金属吸着性物質の分析を正常に行なうことが可能となる。

本発明の超臨界流体クロマトグラフは、上記のマスキング処理を、試料の分析を行わない時間帯に自動的に実行するように構成されていることが好ましい。そこで、本発明の超臨界流体クロマトグラフに、分析が行われない所定のタイミングで前記マスキング液送液部により前記分析流路中において前記マスキング液を所定時間送液し、前記分析流路をなす金属配管の内面に金属吸着性物質の吸着を抑制する作用をもたせるマスキング処理工程を実行するように構成されたマスキング処理工程実行部をさらに具備させてもよい。「分析が行われない所定のタイミング」とは、例えば、ユーザによって予めスケジュールされたタイミングである。ユーザは、例えば連続分析における分析と分析の間や分析を行なわない夜間などの時間帯に上記のマスキング処理工程が実行されるように設定しておくことで、金属吸着性物質の分析をＳＦＣにおいて高効率に行なうことができる。

上記の場合、前記マスキング処理工程が終了した後、前記分析流路中において前記マスキング液以外の液を前記分析流路中において所定時間送液し、前記分析流路内の前記マスキング液を除去する洗浄工程を実行するように構成された洗浄工程実行部をさらに備えていることが好ましい。そうすれば、マスキング処理工程が終了した後、マスキング液を除去する工程が自動的になされ、マスキング液による分析への影響を抑制することができる。

本発明に係る超臨界流体クロマトグラフィー分析方法は、試料を分離するための分析カラムを有する分析流路中で二酸化炭素を含む移動相を送液するとともに、前記分析流路内の圧力を背圧調整部により所定の圧力に調節し、分析流路中に試料を注入して試料の分離分析を行なうものであって、以下の工程を含んでいる。
前記分析流路をなす金属配管の内面に金属吸着性物質の吸着を抑制する被膜を形成するためのマスキング液を、所定時間、前記分析流路中において送液するマスキング処理工程、及び
前記マスキング処理工程を完了した後で、前記分析流路中において前記移動相を送液するとともに金属吸着性物質を含む試料を前記分析流路中に注入して試料の分離分析を行なう分析工程。

本発明に係る超臨界流体クロマトグラフィー分析方法は、以下の工程をさらに含んでいてもよい。
前記マスキング処理工程を完了した後で前記分析工程を開始する前に、前記分析流路中において前記マスキング液以外の液を前記分析流路中において所定時間送液し、前記分析流路内の前記マスキング液を除去する洗浄工程。

本発明に係る超臨界流体クロマトグラフは、分析流路をなす金属配管の内面に金属吸着性物質の吸着を抑制する被膜を形成するためのマスキング処理を行なうことができるので、金属吸着性物質による分析流路の内面への吸着を抑制して金属吸着性物質を含む試料の分析を正常に行なうことができる。

本発明に係る超臨界流体クロマトグラフィー分析方法は、金属吸着性物質を含む試料の分析を行なう前に、分析流路をなす金属配管の内面に金属吸着性物質の吸着を抑制する被膜を形成するためのマスキング処理を行なうので、金属吸着性物質による分析流路の内面への吸着を抑制して金属吸着性物質の分析を正常に行なうことができる。

超臨界流体クロマトグラフの一実施例を示す概略構成図である。 同実施例における超臨界流体クロマトグラフィー分析の動作の一例を示すフローチャートである。 マスキング処理を実施しなかった場合のピーク波形の一例である。 マスキング処理を実施した場合のピーク波形の一例である。

以下、超臨界流体クロマトグラフの一実施例、及び超臨界流体クロマトグラフィー分析方法の一実施例について、図面を参照しながら説明する。

図１に超臨界流体クロマトグラフの一実施例を示す。

この実施例の超臨界流体クロマトグラフは、分析流路２、移動相送液部４、マスキング液送液部６、試料注入部８、分析カラム１０、検出器１２、背圧制御部１４、及び制御部２８を備えている。

移動相送液部４は、二酸化炭素ボンベ１８に封入された二酸化炭素を送液するためのポンプ１６ａ、モディファイア容器２０に収容されたモディファイアを送液するためのポンプ１６ｂ、及びポンプ１６ａによって送液される二酸化炭素とポンプ１６ｂによって送液されるモディファイアを混合するためのミキサ１５を備えている。試料の分析を行なう際は、ミキサ１５において混合された二酸化炭素とモディファイアの混合流体が移動相として分析流路２へ供給される。

試料注入部８は、移動相送液部４からの移動相が流れる分析流路２中に試料を注入するように構成されたオートサンプラである。分析カラム１０は、分析流路２上における試料注入部８よりも下流に設けられている。分析カラム１０は試料注入部８により注入された試料を分離するためのものである。検出器１２は、分析流路２上における分析カラム１０よりも下流に設けられている。分析カラム１０で分離された試料成分は検出器１２に導入されて検出される。背圧制御部１４は分析流路２の下流端に設けられ、分析流路２内の圧力を所定の圧力に調節するように構成されている。

マスキング液送液部６は、マスキング液容器２４に収容されたマスキング液を送液するための送液ポンプ２２を備えている。マスキング液送液部６は、分析流路２の試料注入部８よりも上流の位置に接続されたマスキング液供給流路２６を通じて、分析流路２へマスキング液を供給するように構成されている。マスキング液とは、分析流路２を構成する金属配管の内面に、金属に対して吸着性をもつフォスファチジン酸などの化合物が吸着することを抑制する被膜を形成する液である。金属吸着性物質としては、フォスファチジン酸のほかリぞフォスファチジン酸、フォスファチジルセリン、アデノシン一リン酸、アデノシンニリン酸、アデノシン三リン酸、フモニシンなどが挙げられる。

マスキング液としては、例えば、リン酸塩を含むメタノールが挙げられる。このようなマスキング液を分析流路２中で一定時間（例えば数時間）送液することにより、分析流路２をなす金属配管の内面に金属塩からなる薄い被膜が形成され、分析流路２の内面に金属吸着性物質の吸着を抑制する作用をもたせることができる。マスキング液を分析流路２中で一定時間送液して分析流路２の内面に吸着性物質の吸着を抑制する作用をもたせる処理をマスキング処理と称する。なお、マスキング液としては、りん酸水溶液、クエン酸水溶液、ＥＴＤＡ（エチレンジアミン四酢酸）、アセチルアセトンなども用いることができる。

制御部２８は、少なくとも移動相送液部４とマスキング液送液部６の動作を制御するものであり、マスキング処理工程実行部３０と洗浄工程実行部３２を備えている。

マスキング処理工程実行部３０は、試料の分析が行われない所定のタイミングで上記のマスキング処理を実行するように構成されている。マスキング処理工程が実行されるタイミングは、ユーザにより予め設定されたタイミングであり、例えば連続分析における分析と分析の間や分析が実施されない夜間といった時間帯である。

洗浄工程実行部３２は、上記のマスキング処理工程が終了した後で、マスキング液以外の液、例えばモディファイアとして用意されているメタノールを分析流路２中で所定時間送液し、分析流路２内に残存するリン酸塩等のマスキング液成分を除去するように構成されている。

制御部２８は専用のコンピュータ又は汎用のパーソナルコンピュータによって実現されるものであり、マスキング処理工程実行部３０及び洗浄工程実行部３２は制御部２８をなすコンピュータにおいて所定のプログラムが演算素子により実行されることで実現される機能である。

なお、図１では示されていないが、背圧制御部１４の下流側に質量分析計が接続される場合がある。その場合は、背圧制御部１４と質量分析計との間に切替バルブを設け、上記のマスキング処理の際に不揮発性の塩を含むマスキング液が質量分析計に流入しないように切替バルブを切り替えるようにする。

マスキング処理工程は、金属吸着性物質を含む試料を正常に分析することができるようにするためのものである。そのため、マスキング処理工程は、金属吸着性物質を含む試料の分析が実施される前の所定のタイミングで実行する。すなわち、金属吸着性物質を含む試料の分析を行なう際には、図２に示されているように、マスキング処理工程（ステップＳ１）及び洗浄工程（ステップＳ２）を順に実行した後で、試料の分析を開始する（ステップＳ３）。

なお、一度マスキング処理を実施すると、一定期間中は金属吸着性物質による分析流路２の内面への吸着抑制効果が持続するため、一分析ごとにマスキング処理工程と洗浄工程を実行する必要はない。マスキング処理の効果が切れる前の所定のタイミングで定期的にマスキング処理工程及び洗浄工程を実行することが好ましい。

図３Ａは分析流路２にマスキング処理を施すことなくリゾフォスファチジン酸の分析を行なった場合のピーク波形である。分析流路２に何らの処理を施さない場合、金属吸着性をもつリゾフォスファチジン酸は、分析流路２内において配管内面への吸着によって流路方向へ拡散し、ピーク形状がブロードになり、他の成分との分離が困難な状態となる。これに対し、図３Ｂに示されているように分析流路２内にマスキング処理を施すと、分析流路２内における吸着が抑制され、ピーク形状がシャープになり、分離可能になる。このことから、マスキング処理を施すことによって金属吸着性物質を含む試料の分析を正常に行なうことが可能になることがわかる。

Claims (9)

1. 分析流路と、
   移動相を前記分析流路中において送液するための移動相送液部と、
   前記分析流路をなす金属配管の内面に金属吸着性物質の吸着を抑制する被膜を形成するマスキング液を前記分析流路中において送液するためのマスキング液送液部と、
   前記分析流路中に試料を注入するための試料注入部と、
   前記分析流路上に設けられ、前記試料注入部により前記分析流路中に注入された試料を分離するための分析カラムと、
   前記分析流路の下流端に設けられ、前記分析流路内の圧力を調節する背圧調整部と、を備えた超臨界流体クロマトグラフ。
2. 分析が行われない所定のタイミングで前記マスキング液送液部により前記分析流路中において前記マスキング液を所定時間送液し、前記分析流路をなす金属配管の内面に金属吸着性物質の吸着を抑制する作用をもたせるマスキング処理工程を実行するように構成されたマスキング処理工程実行部をさらに備えている、請求項１に記載の超臨界流体クロマトグラフ。
3. 前記マスキング処理工程が終了した後、前記分析流路中において前記マスキング液以外の液を前記分析流路中において所定時間送液し、前記分析流路内の前記マスキング液を除去する洗浄工程を実行するように構成された洗浄工程実行部をさらに備えている、請求項２に記載の超臨界流体クロマトグラフ。
4. 前記マスキング液は、リン酸塩を含むメタノール、りん酸水溶液、クエン酸水溶液、ＥＴＤＡ（エチレンジアミン四酢酸）、又は、アセチルアセトンである、請求項１から３のいずれかに記載の超臨界流体クロマトグラフ。
5. 前記マスキング液送液部は、フォスファチジン酸、リゾフォスファチジン酸、フォスファチジルセリン、アデノシン一リン酸、アデノシンニリン酸、アデノシン三リン酸、又は、フモニシンが吸着することを抑制する被膜を形成するマスキング液を前記分析流路中において送液する、請求項１から４のいずれかに記載の超臨界流体クロマトグラフ。
6. 試料を分離するための分析カラムを有する分析流路中で二酸化炭素を含む移動相を送液するとともに、前記分析流路内の圧力を背圧調整部により所定の圧力に調節し、分析流路中に試料を注入して試料の分離分析を行なう超臨界流体クロマトグラフィー分析方法であって、
   前記分析流路をなす金属配管の内面に金属吸着性物質の吸着を抑制する被膜を形成するマスキング液を、所定時間、前記分析流路中において送液するマスキング処理工程と、
   前記マスキング処理工程を完了した後で、前記分析流路中において前記移動相を送液するとともに金属吸着性物質を含む試料を前記分析流路中に注入して試料の分離分析を行なう分析工程と、を備えた超臨界流体クロマトグラフィー分析方法。
7. 前記マスキング処理工程を完了した後で前記分析工程を開始する前に、前記分析流路中において前記マスキング液以外の液を前記分析流路中において所定時間送液し、前記分析流路内の前記マスキング液を除去する洗浄工程をさらに備えた、請求項６に記載の超臨界流体クロマトグラフィー分析方法。
8. 前記マスキング液は、リン酸塩を含むメタノール、りん酸水溶液、クエン酸水溶液、ＥＴＤＡ（エチレンジアミン四酢酸）、又は、アセチルアセトンである、請求項６または７に記載の超臨界流体クロマトグラフィー分析方法。
9. 前記マスキング処理工程は、フォスファチジン酸、リゾフォスファチジン酸、フォスファチジルセリン、アデノシン一リン酸、アデノシンニリン酸、アデノシン三リン酸、又は、フモニシンが吸着することを抑制する被膜を形成するマスキング液を前記分析流路中において送液する、請求項６から８のいずれかに記載の超臨界流体クロマトグラフィー分析方法。

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