JPH11125624A

JPH11125624A - 液体クロマトグラフ

Info

Publication number: JPH11125624A
Application number: JP29071297A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Iwabuchi; 等岩渕; Kenichi Shizukuishi; 賢一雫石
Original assignee: Hitachi Instruments Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Instruments Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Priority date: 1997-10-23
Filing date: 1997-10-23
Publication date: 1999-05-11

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の目的は、分解能の向上した固相抽出装
置を用いる液体クロマトグラフを提供することにある。【解決手段】固相抽出カラム１３０には、オートサンプ
ラー２０から試料５０Ａが導入され、試料中の目的成分
が吸着される。固相抽出カラム１３０に試料５０Ａを導
入する時の方向（Ｘ方向）と逆方向（Ｙ方向）から、固
相抽出カラム１３０’に吸着された目的成分を溶解し得
る分離溶離液５０Ｂ若しくは試料溶解溶媒５０Ｃを流入
させて溶解した後、溶解した目的成分を分離カラム８２
に導入して分離分析を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術の分野】本発明は、液体クロマトグ
ラフに係り、特に、固相抽出のための前処理装置を備え
た液体クロマトグラフに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、液体クロマトグラフに用いられる
固相抽出装置においては、オートサンプラから溶媒に溶
かした試料を注入し、固相抽出カラムに目的成分を吸着
させ、不必要な夾雑物成分を廃棄するようにしている。
目的成分の吸着された固相抽出カラムは、液体クロマト
グラフの分離カラムの前段に新たに接続される。固相抽
出カラムの上流側から前処理用溶離液を流すことによ
り、固相抽出カラムに吸着された目的成分は溶離して、
分離カラムに導入され、その後、分離溶離液が、分離カ
ラムの上流から流されて、目的成分の分離分析が行われ
る。これによって、不要な夾雑物を取り除いて、目的と
する固相の成分についてのみの分離分析を行うことがで
きる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
固相抽出装置を用いる液体クロマトグラフにおける分解
能が、一般の液体クロマトグラフ分析における分解能に
比べて低いという問題があった。

【０００４】本発明者らは、その原因について検討を行
ったところ、固相抽出カラムに吸着された目的成分を溶
離して、分離カラムに導入するために固相抽出カラムの
上流側から流す前処理用溶離液によって、固相抽出カラ
ムから目的成分が溶離するとともに、固相カラム内で各
々の成分毎に分離し始めることが判明した。分離の開始
した成分が分離カラムに導入され、分離溶離液を用いて
分離カラム内で更に分離されることとなるため、分離の
程度が進み過ぎる結果、クロマトピークの半値幅が広が
り、分解能が低下するものである。

【０００５】本発明の目的は、分解能の向上した固相抽
出装置を用いる液体クロマトグラフを提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

（１）上記目的を達成するために、本発明は、試料中の
目的成分を吸着する固相抽出カラムと、この固相抽出カ
ラムに吸着された試料の目的成分が導入され、上記目的
成分を分離する分離カラムと、この分離カラムによって
分離された各成分を検出する検出器とを有する液体クロ
マトグラフにおいて、上記固相抽出カラムに上記試料を
導入する時の方向と逆方向から、固相抽出かラムに吸着
された上記目的成分を溶解し得る溶液を流入させて溶解
した後、溶解した目的成分を上記分離カラムに導入する
ようにしたものである。かかる構成により、固相抽出カ
ラムの中で分離を開始した目的成分に対して試料の導入
方向と逆方向から溶液を流すことにより、分離の開始し
た目的成分を押し戻して、一カ所に集めた後、分離カラ
ムで分離することとなるため、分解能を向上し得るもの
となる。

【０００７】（２）上記（１）において、好ましくは、
上記目的成分を溶解し得る溶液は、上記分離カラムにお
いて各成分を分離する分離溶離液としたものである。か
かる構成により、分離分析に用いる分離溶離液をそのま
ま用いることができる。

【０００８】（３）上記（１）において、好ましくは、
上記目的成分を溶解し得る溶液は、上記固相抽出カラム
に吸着された上記目的成分を溶解する試料溶解溶媒とし
たものである。かかる構成により、分離の開始した目的
成分をさらに集めやすくなり、分解能が向上し得るもの
となる。

【０００９】（４）上記（１）において、好ましくは、
上記固相抽出カラムに流入する上記目的成分を溶解し得
る溶液の量は、上記固相抽出カラムに導入された上記試
料の量と同量としたものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図３を用いて、本発
明の一実施形態による液体クロマトグラフについて説明
する。最初に、図１を用いて、本実施形態による液体ク
ロマトグラフの全体構成について説明する。図１は、本
発明の一実施形態による液体クロマトグラフの全体構成
を示すブロック図である。

【００１１】固相前処理装置１００は、２つの６方バル
ブ１１０，１２０と、固相抽出カラム１３０とから構成
されている。６方バルブ１１０は、６個のバルブ口１１
０ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｄ，１１０Ｅ，１１
０Ｆを有しており、第１の状態では、実線で示すよう
に、バルブ口１１０Ａとバルブ口１１０Ｂが連通し、バ
ルブ口１１０Ｃとバルブ口１１０Ｄが連通し、バルブ口
１１０Ｅとバルブ口１１０Ｆが連通している。また、６
方バルブ１１０を切り替えて第２の状態とすると、図中
に破線で示すように、バルブ口１１０Ａとバルブ口１１
０Ｆが連通し、バルブ口１１０Ｂとバルブ口１１０Ｃが
連通し、バルブ口１１０Ｄとバルブ口１１０Ｅが連通す
る。同様にして、６方バルブ１２０は、６個のバルブ口
１２０ａ，１２０Ｂ，１２０Ｃ，１２０Ｄ，１２０Ｅ，
１２０Ｆを有しており、第１の状態では、実線で示すよ
うに、バルブ口１２０Ａとバルブ口１２０Ｂが連通し、
バルブ口１２０Ｃとバルブ口１２０Ｄが連通し、バルブ
口１２０Ｅとバルブ口１２０Ｆが連通している。また、
６方バルブ１２０を切り替えて第２の状態とすると、図
中に破線で示すように、バルブ口１２０Ａとバルブ口１
２０Ｆが連通し、バルブ口１２０Ｂとバルブ口１２０Ｃ
が連通し、バルブ口１２０Ｄとバルブ口１２０Ｅが連通
する。

【００１２】固相抽出カラム１３０は、図示しないター
ンテーブル上に複数個，例えば、７２個載置されてい
る。固相抽出カラム１３０の両端の開口は、クランプ機
構により、６方バルブ１１０，１２０に接続された配管
に対して、自在に着脱可能となっている。例えば、図示
の状態では、固相抽出カラム１３０の上端は、バルブ口
１１０Ｂに接続された配管１４０Ａに接続されており、
固相抽出カラム１３０の下端は、バルブ口１１０Ｅに接
続された配管１４０Ｂに接続されている。クランプ機構
を解除することにより、固相抽出カラム１３０の両端
は、配管１４０Ａ，１４０Ｂから開放されるので、その
後、図示しないターンテーブルを１ステップ回転させる
ことにより、６方バルブ１２０に近接した位置に固相カ
ラム１３０’として、移動することができる。ここで言
う１ステップとは、ターンテーブル上に７２個の固相抽
出カラムが載置されている場合には、５゜（＝３６０゜
／７２）である。６方バルブ１２０側にもクランプ機構
を備えており、例えば、図示の状態では、固相抽出カラ
ム１３０’の上端は、バルブ口１２０Ｅに接続された配
管１５０Ａに接続され、固相抽出カラム１３０’の下端
は、バルブ口１２０Ｂに接続された配管１５０Ｂに接続
することができる。

【００１３】６方バルブ１１０のバルブ口１１０Ａは、
固相前処理用に用いられるポンプ１０及びオートサンプ
ラー２０に接続されている。ポンプ１０は、切替バルブ
３０を切り替えることにより、緩衝液４０Ａ若しくは洗
浄液４０Ｂを選択的に６方バルブ１１０に供給すること
ができる。ここで、緩衝液４０Ａとしては、例えば、
０．２モルの食塩水を用いる。また、洗浄液としては、
蒸留水８０％とメタノール２０％の混合物が用いられ
る。

【００１４】オートサンプラー２０は、分析対象の試料
５０Ａや、分離溶離液５０Ｂや、試料溶解溶媒５０Ｃを
定量サンプリングして、６方バルブ１１０方向に供給す
ることができる。ここで、分離溶離液５０Ｂとしては、
例えば、蒸留水２０％とアセトニトリル８０％の混合物
を用いることができ、これは、後述するように、分離カ
ラムを用いた分離分析に用いる溶離液と同じものであ
る。また、これ以外にも、蒸留水２０％とメタノール８
０％の混合物を用いることができる。さらに、試料溶解
溶媒５０Ｃとしては、例えば、アセトニトリルを用いる
ことができる。また、これ以外にも、メタノールや、酢
酸エチルを用いることができる。分離溶離液５０Ｂや試
料溶解溶媒５０Ｃの作用については、後述する。

【００１５】また、６方バルブ１２０のバルブ口１２０
Ｆは、分離分析用のポンプ６０に接続されており、ポン
プ６０は、溶離液７０を所定の流量で６方バルブ１２０
の方向に供給することができる。さらに、６方バルブ１
２０のバルブ口１２０Ａは、カラムオーブン８０内の分
離カラム８２に接続されている。分離カラム８２によっ
て分離された成分は、三次元検出器９０によって検出さ
れる。検出器９０によって検出された信号は、データ処
理器２００に取り込まれ、クロマトグラムとして出力表
示される。

【００１６】次に、本実施形態による液体クロマトグラ
フの前処理・分析動作について説明する。最初に、前処
理動作について説明する。

【００１７】前処理の段階では、固相抽出カラム１３０
は、６方バルブ１１０の配管１４０Ａ，１４０Ｂに対し
て、図示するように、クランプ機構を用いて接続されて
いる。６方バルブ１１０は、図中に実線で示す第１の状
態に切り替えられている。この状態において、ポンプ１
０は、緩衝液４０Ａを所定の流量で６方バルブ１１０の
方向に供給する。バルブ口１１０Ａとバルブ口１１０Ｂ
が接続されているため、緩衝液４０Ａは、配管１４０Ａ
を介して、固相抽出バルブ１３０の上端側から下端側に
流れ、さらに、バルブ口１１０Ｅとバルブ口１１０Ｆが
接続されているため、固相抽出カラム１３０から流出す
る緩衝液４０Ａは、配管１４０Ｂを介して、固相抽出バ
ルブ１３０の下端側から６方バルブ１２０のバルブ口１
２０Ｃに流れる。また、このとき、６方バルブ１２０
は、図中に実線で示す第１の状態に切り替えられている
ため、バルブ口１２０Ｃとバルブ口１２０Ｄは接続され
ており、バルブ口１２０Ｃから流入した緩衝液４０Ａ
は、バルブ口１２０Ｄを介して、廃液として流出する。
この状態では、固相抽出カラム１３０及びそれに接続さ
れた流路は、緩衝液４０Ａで満たされており、固相抽出
カラム１３０はウオーミングアップされている。

【００１８】固相抽出カラム１３０がウオーミングアッ
プされている状態において、オートサンプラー２０は、
所定量，例えば、５００μｌの試料５０Ａをサンプリン
グする。試料５０Ａは、溶媒に溶解されている。サンプ
リングされた試料５０Ａは、固相抽出カラム１３０に矢
印Ｘ方向に導入される。固相抽出カラム１３０は、導入
された試料中の夾雑物を除去するためのものである。固
相抽出カラム１３０に試料５０Ａが導入されると、試料
５０Ａ中の成分は、固相抽出カラム１３０に吸着され、
それ以外の夾雑物は、固相抽出カラム１３０の外部に排
出される。

【００１９】次に、切替バルブ３０を切り替えて、ポン
プ１０は、洗浄液４０Ｂを６方バルブ１１０の方向に供
給する。洗浄液４０Ｂは、固相抽出カラム１３０に少量
吸着されている夾雑物を溶解するために、メタノールを
含んでおり、洗浄液４０Ｂを固相抽出カラム１３０に流
通することにより、夾雑物は溶解除去されて、配管１４
０Ｂからバルブ口１１０Ｅ，１１０Ｆ，１２０Ｃ，１２
０Ｄを経て廃液として廃液ビンに捨てられる。これによ
って、固相抽出カラム１３０中には、目的とする成分が
吸着された状態となっている。

【００２０】しかしながら、ここで、洗浄液４０Ｂ中に
は、少量のメタノールが含まれているため、固相抽出カ
ラム１３０に吸着された目的成分の分離が僅かに開始し
ていることが判明した。また、試料を溶解するために用
いる溶媒も、目的成分の分離を開始する作用を有してい
る。従って、このままの状態で、固相抽出カラム１３０
の中の目的成分を、分離分析用の分離カラムに導入する
と、さらに、分離が進むこととなり、検出されるクロマ
トグラムのピークの半値幅が広がり、分解能が低下する
ことになる。

【００２１】そこで、本実施形態においては、目的成分
の吸着した固相抽出カラム１３０の両端をクランプ機構
を用いて、配管１４０Ａ，１４０Ｂから切り離した後、
図示しないターンテーブルを所定角度回転させて、固相
抽出カラム１３０を、６方バルブ１２０の近傍に移動す
る。その後、６方バルブ１２０側のクランプ機構によ
り、配管１５０Ａ，１５０Ｂを固相抽出カラム１３０’
の両端に接続する。

【００２２】次に、６方バルブ１１０，１２０を切り替
えて、第２の状態に設定する。即ち、図中において、破
線で示されるように、６方バルブ１１０のバルブ口１１
０Ａとバルブ口１１０Ｆが接続される。また、６方バル
ブ１２０のバルブ口１２０Ｃとバルブ口１２０Ｂが接続
される。固相抽出カラム１３０’の下端側に接続されて
いる配管１５０Ｂは、バルブ口１２０Ｂに接続されてい
るため、オートサンプラー２０から、６方バルブ１１０
を経て、固相抽出カラム１３０’の下端側に接続された
流路が確保される。固相抽出カラム１３０’の上端は、
配管１５０Ａ及び、バルブ口１２０Ｅとバルブ口１２０
Ｄを介して、廃液側に接続される。

【００２３】この状態において、オートサンプラー２０
は、所定量，例えば、導入された試料５０Ａと同量の５
００μｌの分離溶離液５０Ｂをサンプリングする。サン
プリングされた分離溶離液５０Ｂは、６方バルブ１１０
のバルブ口１１０Ａ，１１０Ｆと、６方バルブ１２０の
バルブ口１２０Ｃ，１２０Ｂを経て、固相抽出カラム１
３０’に矢印Ｙ方向に導入される。即ち、分離溶離液５
０Ｂを流す方向は、試料５０Ａを固相抽出カラム１３０
に導入した時の方向（Ｘ方向）と逆方向になるようにし
ている。

【００２４】ここで、図２を用いて、分離溶離液の作用
について説明する。図２は、本発明の一実施形態による
液体クロマトグラフにおける分離溶離液の作用の説明図
である。

【００２５】図２（Ａ）に示すように、オートサンプラ
ー２０は、固相抽出カラム１３０に、試料５０Ａを導入
する。試料５０Ａは、溶媒に溶解されており、目的成分
と溶媒が混合した状態となっている。サンプリングされ
た試料５０Ａ中の成分（図中の黒い部分）は、固相抽出
カラム１３０に吸着され、それ以外の夾雑物は、固相抽
出カラム１３０の外部に排出される。

【００２６】次に、図２（Ｂ）に示すように、洗浄液４
０Ｂが固相抽出カラム１３０に導入され、夾雑物が除去
される。ここで、洗浄液４０Ｂ中のメタノールの影響
や、溶媒の影響で、固相抽出カラム１３０に吸着された
目的成分の分離が僅かに開始する（図中の縞模様の状態
となる）。

【００２７】それに対して、図２（Ｃ）に示すように、
試料５０Ａの導入方向（Ｘ方向）と逆のＹ方向から、オ
ートサンプラー２０を用いて、試料５０Ａと同量の分離
溶離液５０Ｂを導入する。分離溶離液５０Ｂは、多量の
アセトニトリルを含んでおり、固相抽出カラム１３０’
に吸着した目的成分を溶解するとともに、一旦分離を開
始した目的成分を逆方向に押し戻すことになる。

【００２８】その結果、図２（Ｄ）に示すように、目的
成分は、固相抽出カラム１３０’の上端側に押し戻され
て一ヶ所に集まることになる。

【００２９】次に、分析動作について説明する。図１に
破線で示したように、６方バルブ１２０が第２の状態に
切り替えられている状態では、バルブ口１２０Ｆとバル
ブ口１２０Ａが連通している。そこで、ポンプ６０を用
いて、分離溶離液７０を、分離カラム８２に供給するこ
とにより、分離カラム８２は、ウオーミングアップ状態
となっている。

【００３０】次に、６方バルブ１２０を、実線で示す第
１の状態に切り替えると、バルブ口１２０Ｆとバルブ口
１２０Ｅが連通して、分離溶離液７０が固相抽出カラム
１３０’の上端から流入する。固相抽出カラム１３０’
の下端は、配管１５０Ｂと、バルブ口１２０Ｂ，１２０
Ａを介して、分離カラム８２に連通しているため、固相
抽出カラム１３０’中の目的成分は、分離カラム８２に
導入され、分離される。分離された各成分は、検出器９
０によって検出され、データ処理器２００によって、ク
ロマトグラムが出力表示される。

【００３１】ここで、図３を用いて、本実施形態によっ
て得られたクロマトグラムについて説明する。図３は、
本発明の一実施形態による液体クロマトグラフによって
得られたクロマトグラムの説明図である。

【００３２】図３（Ａ）は、従来の方法によって得られ
たクロマトグラムを示しており、図１に示した例におけ
る固相抽出カラム１３０’に対してＹ方向から分離溶離
液を流すことは行っていないものである。クロマトグラ
ムの最後のピークであるスルファジメトシキンの理論段
数を求めると、９４００段である。理論段数Ｎは、ピー
クの現れた保持時間をｔとして、そのピークの半値幅を
ｗとすると、以下の（１）式で求めることができる。

【００３３】Ｎ＝５．５４×（ｔ／ｗ）² …… （１）一方、図３（Ｂ）は、上述した本実施形態による方法に
よって求めたクロマトグラムを示している。本例におけ
る理論段数は、１５２００段となっており、従来の方法
に比べて、約５０％理論段数が向上している。理論段数
が向上するということは、最後のピークの半値幅が小さ
くなり、鋭いピークが得られることになる。その結果、
隣合うピークとの分離がよくなり、両者の区別が可能と
なるため、分解能が向上することになる。

【００３４】次に、理論段数を更に向上させる方法につ
いて説明する。上述の方法では、固相抽出カラム中に吸
着した目的成分を溶解し得る溶液として、分離分析にも
用いる分離溶離液を用いている。分離溶離液は、アセト
ニトリルのような吸着した目的成分を溶解し得る溶液以
外にも、少量の蒸留水を含んでいる。この蒸留水の存在
によって、導入した試料と同量の分離溶離液を逆方向か
ら導入すると、必ずしも、完全には、目的成分が一ヶ所
に集まらない場合がある。分離溶離液の流す量を増加す
ると、今度は、逆方向への成分の分離が開始する恐れが
ある。

【００３５】そこで、本例では、図１に示した試料溶解
溶液５０Ｃを用いている。試料溶解溶液５０Ｃは、例え
ば、アセトニトリルである。上述したような蒸留水のよ
うな成分は含まないため、試料と同量の試料溶解溶液５
０Ｃを固相抽出カラム１３０’に対して、試料の導入方
向（Ｘ方向）と逆のＹ方向から導入することにより、目
的成分を一ヶ所に集めることが可能となる。

【００３６】その結果について、図３（Ｃ）により説明
すると、試料溶解溶液を用いて得られたクロマトグラム
の理論段数は、１９１００段となっている。これは、従
来に対して理論段数が約１００％向上しており、また、
上述の分離溶離液を用いる方法に対しても、約２５％向
上することができた。

【００３７】以上説明したように、固相抽出カラム中に
吸着した目的成分を溶解し得る溶液を、固相抽出カラム
に対する試料の導入時と逆方向から導入する事により、
固相抽出カラム中に吸着し、分離を開始した成分を一ヶ
所に集めた後、分離カラムに導入する事により、理論段
数を向上して、分解能を向上することができる。

【００３８】溶液として、分離溶離液を用いることによ
り、新たな溶液を用いることなく、通常の分離分析用の
分離溶離液をそのまま使用することができる。

【００３９】また、溶液として、試料溶解溶媒を用いる
ことにより、更に、理論段数を向上して、分解能を向上
する事ができる。

【００４０】本発明によれば、固相抽出装置を用いる液
体クロマトグラフの分解能が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による液体クロマトグラフ
の全体構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の一実施形態による液体クロマトグラフ
における分離溶離液の作用の説明図である。

【図３】本発明の一実施形態による液体クロマトグラフ
によって得られたクロマトグラムの説明図である。

【符号の説明】

１０，６０…ポンプ２０…オートサンプラ３０…切替バルブ４０Ａ…緩衝液４０Ｂ…洗浄液５０Ａ…試料５０Ｂ，７０…分離溶離液５０Ｃ…試料溶解溶離液８０…カラムオーブン８２…分離カラム９０…検出器１００…固相前処理装置１１０，１２０…６方バルブ１３０，１３０’…固相カラム２００…データ処理器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】試料中の目的成分を吸着する固相抽出カラ
ムと、この固相抽出カラムに吸着された試料の目的成分
が導入され、上記目的成分を分離する分離カラムと、こ
の分離カラムによって分離された各成分を検出する検出
器とを有する液体クロマトグラフにおいて、上記固相抽出カラムに上記試料を導入する時の方向と逆
方向から、固相抽出かラムに吸着された上記目的成分を
溶解し得る溶液を流入させて溶解した後、溶解した目的
成分を上記分離カラムに導入することを特徴とする液体
クロマトグラフ。
【請求項２】請求項１記載の液体クロマトグラフにおい
て、上記目的成分を溶解し得る溶液は、上記分離カラムにお
いて各成分を分離する分離溶離液であることを特徴とす
る液体クロマトグラフ。
【請求項３】請求項１記載の液体クロマトグラフにおい
て、上記目的成分を溶解し得る溶液は、上記固相抽出カラム
に吸着された上記目的成分を溶解する試料溶解溶媒であ
ることを特徴とする液体クロマトグラフ。
【請求項４】請求項１記載の液体クロマトグラフにおい
て、上記固相抽出カラムに流入する上記目的成分を溶解し得
る溶液の量は、上記固相抽出カラムに導入された上記試
料の量と同量であることを特徴とする液体クロマトグラ
フ。