JPH0682420A - 糖類の分析方法及び装置 - Google Patents
糖類の分析方法及び装置Info
- Publication number
- JPH0682420A JPH0682420A JP4231854A JP23185492A JPH0682420A JP H0682420 A JPH0682420 A JP H0682420A JP 4231854 A JP4231854 A JP 4231854A JP 23185492 A JP23185492 A JP 23185492A JP H0682420 A JPH0682420 A JP H0682420A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 糖類の超高感度分析方法及び装置を提供す
る。 【構成】 糖類を過沃素酸と反応させ、反応生成物中の
沃素酸の濃度を電気化学的に検出する方法及びこれら一
連の反応・検出を閉流路内のフローによって達成させる
ようにした装置。
る。 【構成】 糖類を過沃素酸と反応させ、反応生成物中の
沃素酸の濃度を電気化学的に検出する方法及びこれら一
連の反応・検出を閉流路内のフローによって達成させる
ようにした装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は各種糖類を極めて高感度
に定量又は定性定量分析するための新規な手法及び装置
を提供するもので、フローインジエクシヨン、キヤピラ
リー電気泳動または高速液体クロマトグラフィ等の分析
システムに応用展開できるものである。
に定量又は定性定量分析するための新規な手法及び装置
を提供するもので、フローインジエクシヨン、キヤピラ
リー電気泳動または高速液体クロマトグラフィ等の分析
システムに応用展開できるものである。
【０００２】
【従来の技術】従来糖類を分析する手法としては、これ
を液体クロマトグラフにかけ適当な分離カラムで分離し
たのち示差屈折計によって検出する方法、波長２００nm
以下の紫外線の吸光度から検出する方法、蛍光分光法ま
たは電気化学検出法などが知られている。
を液体クロマトグラフにかけ適当な分離カラムで分離し
たのち示差屈折計によって検出する方法、波長２００nm
以下の紫外線の吸光度から検出する方法、蛍光分光法ま
たは電気化学検出法などが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方従来の示差屈折計
方式は感度が低く、紫外吸光法は溶媒の影響を除くこと
がむつかしく又感度も低いなどの欠点があり、蛍光分光
法は高い反応温度が必要である外ポストラベルなどの面
倒な操作が要る。また電気化学検出法は比較的高感度が
得られるが、糖類の電極反応による生成物が電極表面に
吸着する現象が生じ電極の耐久性が悪いなどの欠点があ
る。これを防ぐために電極にパルス状に電位を印加し
て、電極表面を周期的に洗浄・再生させるようにしたパ
ルスアンペロメトリー法も開発されているが、吸着の程
度にマッチするパルスを発生させる条件設定が難しい外
再現性も充分でないなど問題点が多い。
方式は感度が低く、紫外吸光法は溶媒の影響を除くこと
がむつかしく又感度も低いなどの欠点があり、蛍光分光
法は高い反応温度が必要である外ポストラベルなどの面
倒な操作が要る。また電気化学検出法は比較的高感度が
得られるが、糖類の電極反応による生成物が電極表面に
吸着する現象が生じ電極の耐久性が悪いなどの欠点があ
る。これを防ぐために電極にパルス状に電位を印加し
て、電極表面を周期的に洗浄・再生させるようにしたパ
ルスアンペロメトリー法も開発されているが、吸着の程
度にマッチするパルスを発生させる条件設定が難しい外
再現性も充分でないなど問題点が多い。
【０００４】本発明は糖類の検出感度が優れている電気
化学検出法に着目し、電極表面における糖類の酸化、吸
着現象が起らないように、これを事前に酸化させた状態
でその酸化物の濃度を電気化学的に検出するとともに、
その酸化生成物を特定することにより、糖１分子当りの
検出器における電子授受数を飛躍的に高め得たもので、
これによって極めて高感度な糖検出を可能ならしめたも
のである。
化学検出法に着目し、電極表面における糖類の酸化、吸
着現象が起らないように、これを事前に酸化させた状態
でその酸化物の濃度を電気化学的に検出するとともに、
その酸化生成物を特定することにより、糖１分子当りの
検出器における電子授受数を飛躍的に高め得たもので、
これによって極めて高感度な糖検出を可能ならしめたも
のである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、糖類を含む試料を過沃素酸（ＩＯ4）
と反応させ、その反応生成物中の沃素酸（ＩＯ3 ）の濃
度を電気化学的に検出するようにした分析方法および装
置を提供するものである。
解決するために、糖類を含む試料を過沃素酸（ＩＯ4）
と反応させ、その反応生成物中の沃素酸（ＩＯ3 ）の濃
度を電気化学的に検出するようにした分析方法および装
置を提供するものである。
【０００６】
【作用】本発明の作用を原理的に説明すると、糖類（Ｃ
6 Ｈ12Ｏ6 ）を含む溶液を例えば過ヨウ素酸カリウム
（ＫＩＯ4 ）試薬を含む溶液流と混合反応させると糖類
は次のような反応を受ける。
6 Ｈ12Ｏ6 ）を含む溶液を例えば過ヨウ素酸カリウム
（ＫＩＯ4 ）試薬を含む溶液流と混合反応させると糖類
は次のような反応を受ける。
【０００７】 Ｃ6 Ｈ12Ｏ6 ＋５ＫＩＯ4 →５ＨＣＯＯＨ＋ＨＣＨＯ＋５ＩＯ3 - ＋５Ｋ+ ………(1) 即ち糖類を蟻酸（ＨＣＯＯＨ）、ホルムアルデヒド（Ｈ
ＣＨＯ）及び沃素酸に分解する。
ＣＨＯ）及び沃素酸に分解する。
【０００８】ここで発生する沃素酸イオン（ＩＯ3 - ）
の濃度を電気化学的に測定する。
の濃度を電気化学的に測定する。
【０００９】すなわち ＩＯ3 - ＋６Ｈ+ ＋６ｅ- →Ｉ- ＋３Ｈ2 Ｏ ………(2) という還元反応によって費される電子数を測定する。
【００１０】即ち(1)(2)式から判るように本方式では１
分子の糖類から５×６＝３０個の電子授受を引き起すこ
とになり、通常電気化学式検出器でよく検出されている
カテコールアミン試料（２電子反応）に較べて原理的に
は１５倍の高感度が得られることになる。
分子の糖類から５×６＝３０個の電子授受を引き起すこ
とになり、通常電気化学式検出器でよく検出されている
カテコールアミン試料（２電子反応）に較べて原理的に
は１５倍の高感度が得られることになる。
【００１１】このように本発明では、糖類を検出器の前
段で過沃素酸によって酸化反応させ、結果的に生成する
沃素酸イオンの還元電流を電気化学検出器によって測定
することにより、糖類を極めて高感度に定量分析でき
る。尚糖類の過沃素酸による酸化反応は閉流路の流れの
中で行わせる必要があり、又酸化反応を有効に行わせる
ためにはその反応部を６０℃〜１００℃の範囲で加熱し
ておくこと、反応後これを安定に電気化学検出するには
反応液を常温程度まで冷やしてから検出するのが望まし
い。
段で過沃素酸によって酸化反応させ、結果的に生成する
沃素酸イオンの還元電流を電気化学検出器によって測定
することにより、糖類を極めて高感度に定量分析でき
る。尚糖類の過沃素酸による酸化反応は閉流路の流れの
中で行わせる必要があり、又酸化反応を有効に行わせる
ためにはその反応部を６０℃〜１００℃の範囲で加熱し
ておくこと、反応後これを安定に電気化学検出するには
反応液を常温程度まで冷やしてから検出するのが望まし
い。
【００１２】
【実施例】図１は本発明を適用した糖類分析装置の１例
を示したもので、図において１は試料を搬送するための
第一の流路で、送液ポンプ２、試料導入部３、カラム４
がそれぞれ流路に沿って配置され、溶媒容器５内の溶媒
６（この実施例では水）がポンプ２によって矢印方向に
送られる。７は試薬送液用の第二の流路で、試薬容器８
内の過沃素酸カリウムと硫酸との混合試薬９がペリスタ
ーポンプ１０によって矢印方向に送られる。１１は反応
コイルで第一の流路１と第二の流路７との合流部１２の
直後に配置される。１３は反応コイルの下流側に配置さ
れた冷却部、１４はその出口流路に接続されたクローセ
ル形の電気化学検出器である。
を示したもので、図において１は試料を搬送するための
第一の流路で、送液ポンプ２、試料導入部３、カラム４
がそれぞれ流路に沿って配置され、溶媒容器５内の溶媒
６（この実施例では水）がポンプ２によって矢印方向に
送られる。７は試薬送液用の第二の流路で、試薬容器８
内の過沃素酸カリウムと硫酸との混合試薬９がペリスタ
ーポンプ１０によって矢印方向に送られる。１１は反応
コイルで第一の流路１と第二の流路７との合流部１２の
直後に配置される。１３は反応コイルの下流側に配置さ
れた冷却部、１４はその出口流路に接続されたクローセ
ル形の電気化学検出器である。
【００１３】この電気化学検出器は作用電極１５、対極
１６、参照電極１７、これらを絶縁した状態で流路を形
成するフッ素樹脂製の絶縁ブロック１８にて構成され
る。対極１６の電位は参照電極１７の電位を基準として
電位規定回路１９によって一定に規制され、試料イオン
の電子授受に伴なう電流変化は作用電極１５に取り出さ
れる。この出力電流は増巾回路２０を経て表示装置２１
に記録表示される。
１６、参照電極１７、これらを絶縁した状態で流路を形
成するフッ素樹脂製の絶縁ブロック１８にて構成され
る。対極１６の電位は参照電極１７の電位を基準として
電位規定回路１９によって一定に規制され、試料イオン
の電子授受に伴なう電流変化は作用電極１５に取り出さ
れる。この出力電流は増巾回路２０を経て表示装置２１
に記録表示される。
【００１４】以上の構成において第一の流路１に溶媒９
を毎分０．５〜１mlの割合で流し、ここに試料導入部３
から糖類試料を１０〜１００μｌ導入すると、この試料
はカラム４（配位子交換カラムなど糖類の分離に適当な
カラムとする）によってマルトース、グルコース、フラ
クトーズ、ソルビトールなどの糖成分に分離される。こ
れら分離された糖成分は合流部１２において第二の流路
からの過沃素酸試薬流と混合され反応コイル１１に送ら
れる。反応コイルおよびカラムは同一の恒温炉１１′内
にあり、且つこれはコントローラ２２によって８０℃に
加熱保持されている。反応コイル１１内では各糖成分に
対して前記 (1)式に示す反応が進行し、その反応生成物
はそれぞれ分別された状態で冷却部１３を経て、電気化
学検出器１４に導入される。試薬流中の硫酸成分は反応
を促進するための触媒的な働きをするもので (1)式の反
応には直接関与しない。また冷却部はウオータバス１
３′などにより２５℃に保持されている。
を毎分０．５〜１mlの割合で流し、ここに試料導入部３
から糖類試料を１０〜１００μｌ導入すると、この試料
はカラム４（配位子交換カラムなど糖類の分離に適当な
カラムとする）によってマルトース、グルコース、フラ
クトーズ、ソルビトールなどの糖成分に分離される。こ
れら分離された糖成分は合流部１２において第二の流路
からの過沃素酸試薬流と混合され反応コイル１１に送ら
れる。反応コイルおよびカラムは同一の恒温炉１１′内
にあり、且つこれはコントローラ２２によって８０℃に
加熱保持されている。反応コイル１１内では各糖成分に
対して前記 (1)式に示す反応が進行し、その反応生成物
はそれぞれ分別された状態で冷却部１３を経て、電気化
学検出器１４に導入される。試薬流中の硫酸成分は反応
を促進するための触媒的な働きをするもので (1)式の反
応には直接関与しない。また冷却部はウオータバス１
３′などにより２５℃に保持されている。
【００１５】電気化学検出器１４では、 (1)式の反応に
よって生成された沃素酸イオンＩＯ3 - が (2)式に示す
還元反応を受け電子の授受が行われる。この還元反応に
関与した電子は作用電極１５に電流として検出され、増
巾回路２０を経て記録計２１に記録される。
よって生成された沃素酸イオンＩＯ3 - が (2)式に示す
還元反応を受け電子の授受が行われる。この還元反応に
関与した電子は作用電極１５に電流として検出され、増
巾回路２０を経て記録計２１に記録される。
【００１６】図２は前記記録計の出力の一例を示したも
ので、横軸に時間を縦軸に電流値を示し、各１nmolの糖
類を含む試料の分離クロマトグラムをとったものであ
る。Ａはマルトース、Ｂはグルコース、Ｃはフラクトー
ス、Ｄはソルビトールを表わしている。図から判るよう
に各糖成分が極めて高感度に定性．定量できている。
ので、横軸に時間を縦軸に電流値を示し、各１nmolの糖
類を含む試料の分離クロマトグラムをとったものであ
る。Ａはマルトース、Ｂはグルコース、Ｃはフラクトー
ス、Ｄはソルビトールを表わしている。図から判るよう
に各糖成分が極めて高感度に定性．定量できている。
【００１７】表１は図１の実施例によって分離された各
糖成分の出力信号の相対強度を表わしたもので、グルコ
ースを１００としたものである。
糖成分の出力信号の相対強度を表わしたもので、グルコ
ースを１００としたものである。
【００１８】
【表１】 以上の実施例は本発明を高速液体クロマトグラフィ（Ｈ
ＰＬＣ）系に適用した場合であるが、本発明をフローイ
ンジェクシヨン分析システム（ＦＩＡ）に適用すること
もできる。この場合は上記実施例における分離カラム４
を除いた流路系となる。即ち糖類は各成分に分離される
ことなく、全体として過沃素酸酸化反応を受け、電気化
学検出器で全糖の濃度が検出される。又実施例で使用し
た電気化学検出器は、定電位アンペロメトリー法による
もので、作用電極にグラシーカーボンを用いたものが最
も安定した出力が得られたが、金電極、白金電極その他
の電極ないしこれらの表面を化学処理したものも利用で
き、さらにパルスアンペロメトリー法による検出器も十
分適用できる。
ＰＬＣ）系に適用した場合であるが、本発明をフローイ
ンジェクシヨン分析システム（ＦＩＡ）に適用すること
もできる。この場合は上記実施例における分離カラム４
を除いた流路系となる。即ち糖類は各成分に分離される
ことなく、全体として過沃素酸酸化反応を受け、電気化
学検出器で全糖の濃度が検出される。又実施例で使用し
た電気化学検出器は、定電位アンペロメトリー法による
もので、作用電極にグラシーカーボンを用いたものが最
も安定した出力が得られたが、金電極、白金電極その他
の電極ないしこれらの表面を化学処理したものも利用で
き、さらにパルスアンペロメトリー法による検出器も十
分適用できる。
【００１９】一般に糖類を電気化学的に検出する場合、
糖が電極部で一部酸化反応を起すので電極反応の際電極
表面に酸化反応中間体が吸着滞積しやすく、そのために
感度の低下や再現性不良を起すなどの問題があるが、本
発明では検出器の前段において糖類を過沃素酸によって
酸化し、これを蟻酸とアルデヒドに分解するので電極表
面で糖が酸化反応を起すことはなく従って中間体の吸着
現象は全く心配ない。
糖が電極部で一部酸化反応を起すので電極反応の際電極
表面に酸化反応中間体が吸着滞積しやすく、そのために
感度の低下や再現性不良を起すなどの問題があるが、本
発明では検出器の前段において糖類を過沃素酸によって
酸化し、これを蟻酸とアルデヒドに分解するので電極表
面で糖が酸化反応を起すことはなく従って中間体の吸着
現象は全く心配ない。
【００２０】
【発明の効果】以上のように本発明は従来の電気化学検
出法に比べて１桁以上高感度に糖類を検出分析できる
外、電極反応による糖中間体の吸着現象も完全に解消で
きる。これにより糖類をピコモルレベルないしフエムト
モルレベルまでの超高感度で分析することが可能となっ
た。（原理的には現在のカテコールアミンの限出限界で
ある５フエムトモルの１０倍程度まで検出が可能であ
る）
出法に比べて１桁以上高感度に糖類を検出分析できる
外、電極反応による糖中間体の吸着現象も完全に解消で
きる。これにより糖類をピコモルレベルないしフエムト
モルレベルまでの超高感度で分析することが可能となっ
た。（原理的には現在のカテコールアミンの限出限界で
ある５フエムトモルの１０倍程度まで検出が可能であ
る）
【図１】本発明実施例の糖類分析装置の流路構成図。
【図２】前記実施例によって分析した糖試料の分離クロ
マトグラムの１例を示すグラフ。
マトグラムの１例を示すグラフ。
２，１０…送液ポンプ ３…試料導入部 ４…分離カラム １１…反応コイル １３…冷却部 １４…電気化学検出器
Claims (2)
- 【請求項１】 糖類を含む試料を過沃素酸と反応させ、
その反応生成物中の沃素酸の濃度を電気化学的に検出す
ることを特徴とする糖類の分析方法。 - 【請求項２】 溶媒中に試料を搬送する第一の流路と、
この流路中に必要に応じて配置される糖成分分離カラム
と、過沃素酸を含む試薬を送液する第二の流路と、この
両流路内の溶液を混合反応させる装置と、この反応部を
加熱する装置及びその下流側流路を冷却する装置と、こ
の反応液中の少くとも沃素酸の成分濃度を測定する電気
化学検出器とを一連の流路系に沿って配置したことを特
徴とする糖類の分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23185492A JP3161069B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 糖類の分析方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23185492A JP3161069B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 糖類の分析方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0682420A true JPH0682420A (ja) | 1994-03-22 |
| JP3161069B2 JP3161069B2 (ja) | 2001-04-25 |
Family
ID=16930062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23185492A Expired - Lifetime JP3161069B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 糖類の分析方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3161069B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4809176A (en) * | 1985-10-22 | 1989-02-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | System for vehicle body roll control with overshoot prevention |
| JP2004077257A (ja) * | 2002-08-15 | 2004-03-11 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 化学物質の高感度電気化学検出方法、及び化学物質の高感度検出装置 |
-
1992
- 1992-08-31 JP JP23185492A patent/JP3161069B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4809176A (en) * | 1985-10-22 | 1989-02-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | System for vehicle body roll control with overshoot prevention |
| JP2004077257A (ja) * | 2002-08-15 | 2004-03-11 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 化学物質の高感度電気化学検出方法、及び化学物質の高感度検出装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3161069B2 (ja) | 2001-04-25 |
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Legal Events
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