(57)【要約】【課題】固相抽出用カラムのコンディショニング操作を少ない量の溶媒で行うことができ、かつ固相吸着剤粒子の周囲に存在する空気の溶媒への置換を高度に、ばらつきが少ない状態で行うことのできる、固相抽出用カラムを使用した液体成分の分析方法、及びそのような操作を簡便に実現することができる液体成分の分析補助装置を提供すること。【解決手段】本発明の液体成分の分析方法は、液体試料に含まれる成分を吸着するための固相吸着剤が充填された充填層３４を有する固相抽出用カラム３が使用され、試料成分を含まない置換溶媒を供給して充填層３４を前記置換溶媒で湿潤させるコンディショニング工程を少なくとも有し、前記コンディショニング工程において、固相抽出用カラム３の全体を減圧環境下に置くことにより、充填層３４に含まれた空気の除去を促進させることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体試料に含まれる成分を吸着するための固相吸着剤が充填された充填層を有する固相抽出用カラムを使用した液体成分の分析方法であって、
試料成分を含まない置換溶媒を供給して前記充填層を前記置換溶媒で湿潤させるコンディショニング工程を少なくとも有し、
前記コンディショニング工程において、前記固相抽出用カラムの全体を減圧環境下に置くことにより、前記充填層に含まれた空気の除去を促進させることを特徴とする液体成分の分析方法。
【請求項２】
液体試料に含まれる成分を吸着するための固相吸着剤が充填された充填層を有し、
前記充填層の上方には、前記液体試料を保持するための液体保持部と、前記液体保持部に液体試料を供給するための開口部が設けられ、
前記充填層の下方には、前記充填層を通過した液体を流出させる流出口が設けられた固相抽出用カラムを使用した液体成分の分析で使用される液体成分の分析補助装置であって、
前記液体成分の分析補助装置の内部には、
液体試料を前記開口部から前記液体保持部に供給したり、前記流出口から流出した必要な液体を採取したりするための作業領域と、
前記流出口から流出した必要のない液体を廃棄するための廃棄領域と、
前記固相抽出用カラムが起立して設置され、前記作業領域と前記廃棄領域との間を移動可能なカラム設置台と、が設けられ、
前記分析補助装置の内部と外部とを隔てる壁には、前記分析補助装置の内部の空気を外部に排気する排気手段を接続するための排気口が設けられた液体成分の分析補助装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体成分の分析方法及び液体成分の分析補助装置に関し、さらに詳しくは、固相抽出用カラムを使用した液体成分の分析方法及び固相抽出用カラムを使用した液体成分の分析に使用される液体成分の分析補助装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体試料に含まれた分析対象の成分を濃縮したり精製したりするための前処理として、固相抽出用カラムを使用した処理が広く行われている（例えば特許文献１を参照）。固相抽出用カラムは、シリカ系やポリマー系等の多孔質粒子を固相吸着剤としてポリプロピレン製等の中空容器に充填したものである。固相抽出用カラムは、固相吸着剤が充填された充填層と、充填層の上方に液体を保持するための液体保持部と、充填層の下方に液体を流出させるための流出口とを有し、液体保持部に供給された液体は、固相抽出用カラムの充填層を通過して、流出口から流出する。
【０００３】
固相抽出用カラムを使用して目的成分の濃縮・精製を行うには、まず、試料溶液を固相抽出用カラムの液体保持部に供給し、当該試料溶液を固相抽出用カラムの充填層を通過させることにより、固相吸着剤に試料溶液中の目的成分を吸着させる。その後、溶出液をカラムに流すことによって、充填層内部の固相吸着剤に吸着された目的成分を溶出させる。溶出された目的成分は、その後、液体クロマトグラフィー等の各種分析が行われる。
【０００４】
ところで、固相抽出用カラムの固相吸着剤は、乾式充填されている。このため、試料溶液を固相吸着剤に吸着させる前に、適切な溶媒を使用して固相吸着剤の含まれる充填層を湿潤させる操作が行われる。この操作はコンディショニングと呼ばれ、コンディショニングが適切に行われることにより、固相吸着剤粒子の周囲に存在する空気が溶媒で置換されるとともに固相吸着剤粒子の表面が溶媒で濡れることになる。これにより、目的成分の含まれた試料溶液が固相吸着剤の粒子の表面と十分に接触できるようになり、固相吸着剤は十分な吸着性能を発揮する。一方、コンディショニングが不足すると、固相吸着剤粒子の周囲に空気が残存し、固相吸着剤の吸着能が十分に発揮されないことになる。
【０００５】
コンディショニングは、一般に、固相抽出用カラムの液体保持部に溶媒を供給しながら、流出口側を減圧にすることで行われている。このようにカラムの液体供給側と排出口側とで圧力差を設けることにより、溶媒は、固相抽出用カラムの充填層を速やかに通過するので、コンディショニングに要する時間を短縮させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２５８２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、充填層の内部に存在する固相吸着剤粒子の周囲に存在する空気を溶媒で完全に置換することは難しく、置換を完全に行おうとすると大量の溶媒や時間が必要になるという問題が存在する。その一方で、固相吸着剤粒子の周囲に存在する空気が溶媒で完全に置換されていなければ、固相吸着剤の吸着性能が十分に発揮されず、期待されたような分析結果が得られない場合もある。さらに、固相吸着剤粒子の周囲に存在する空気の量を観察しながらコンディショニングを行うことは不可能なので、固相吸着剤粒子の周囲に存在する空気の溶媒による置換の程度が固相抽出用カラムごとに異なることもしばしば発生する。このため、固相抽出用カラム間でのサンプル溶液、洗浄溶媒、抽出溶媒の流速に大きな違いを生じるばかりでなく、分析結果の再現性を低下させるという問題を発生する。
【０００８】
本発明は、以上のような状況に鑑みてなされたものであり、固相抽出用カラムのコンディショニング操作を少ない量の溶媒で行うことができ、かつ固相吸着剤粒子の周囲に存在する空気の溶媒への置換を高度に、ばらつきが少ない状態で行うことのできる、固相抽出用カラムを使用した液体成分の分析方法、及びそのような操作を簡便に実現することができる液体成分の分析補助装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、固相抽出用カラムの全体を減圧環境下に置いてコンディショニング操作を行うことにより、固相吸着剤粒子の周囲に存在する空気を速やかに、かつ高いレベルで溶媒に置換することが可能なことを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
本発明は、（１）液体試料に含まれる成分を吸着するための固相吸着剤が充填された充填層を有する固相抽出用カラムを使用した液体成分の分析方法であって、試料成分を含まない置換溶媒を供給して前記充填層を前記置換溶媒で湿潤させるコンディショニング工程を少なくとも有し、前記コンディショニング工程において、前記固相抽出用カラムの全体を減圧環境下に置くことにより、前記充填層に含まれた空気の除去を促進させることを特徴とする液体成分の分析方法である。
【００１１】
また本発明は、（２）液体試料に含まれる成分を吸着するための固相吸着剤が充填された充填層を有し、前記充填層の上方には、前記液体試料を保持するための液体保持部と、前記液体保持部に液体試料を供給するための開口部が設けられ、前記充填層の下方には、前記充填層を通過した液体を流出させる流出口が設けられた固相抽出用カラムを使用した液体成分の分析で使用される液体成分の分析補助装置であって、前記液体成分の分析補助装置の内部には、液体試料を前記開口部から前記液体保持部に供給したり、前記流出口から流出した必要な液体を採取したりするための作業領域と、前記流出口から流出した必要のない液体を廃棄するための廃棄領域と、前記固相抽出用カラムが起立して設置され、前記作業領域と前記廃棄領域との間を移動可能なカラム設置台と、が設けられ、前記分析補助装置の内部と外部とを隔てる壁には、前記分析補助装置の内部の空気を外部に排気する排気口を接続するための接続手段が設けられた液体成分の分析補助装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、固相抽出用カラムのコンディショニング操作を少ない量の溶媒で行うことができ、かつ固相吸着剤粒子の周囲に存在する空気の溶媒への置換を高度に、ばらつきが少ない状態で行うことのできる、固相抽出用カラムを使用した液体成分の分析方法、及びそのような操作を簡便に実現することができる液体成分の分析補助装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の液体成分の分析方法の一実施態様で使用されるカラムの一例を示す模式図である。
【図２】本発明の液体成分の分析方法の一実施態様とは別の実施態様で使用されるカラムの一例を示す模式図である。
【図３】本発明の液体成分の分析補助装置の一実施形態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の液体成分の分析方法の一実施態様について説明する。本実施態様は、固相吸着剤が充填されたカラムを使用した液体成分の分析方法であって、当該カラムを減圧環境に置いて、固相吸着剤を溶媒で湿潤させるコンディショニング工程を行うものである。まず、本実施態様で使用される固相吸着剤が充填された固相抽出用カラムについて説明する。
【００１５】
＜固相抽出用カラム＞
本実施態様の液体成分の分析方法で使用される固相抽出用カラム（以下、単に「カラム」ともいう。）について図１を参照しながら説明する。図１は、本実施態様の液体成分の分析方法で使用されるカラム３の一例を示す模式図である。カラム３は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等の樹脂からなる中空体の内部に、試料溶液中から試料成分を吸着させるための固相吸着剤が充填された充填層３４が形成される。そして、充填層３４の上方には、液体試料が供給されるための開口部３１と、供給された液体試料を保持するための液体保持部３２とが設けられ、充填層３４の下方には、充填層３４を通過した液体を流出させるための流出口３６が設けられる。
【００１６】
固相吸着剤は、フリッツと呼ばれる多孔性の樹脂シート３３、３５で挟まれてカラム３に充填されて充填層３４を形成する。多孔性のフリッツ３３、３５は、液体を通過させる一方で、固体は通過させない。このため、充填層３４に含まれる固相吸着剤の粒子は、カラム３に試料溶液を供給した際の衝撃で液体保持部３２に存在する液体中を舞ったり、流出口３６から液体とともに流出したりすることが防止される。フリッツ３３、３５を構成する樹脂は、特に限定されず、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン等が挙げられ、中でも好適な樹脂としてポリエチレンが挙げられる。
【００１７】
充填層３４に含まれる固相吸着剤は、クロマトグラフィーで通常使用される吸着剤を特に制限なく使用することができる。このような固相吸着剤としては、Ｃ１８シリカ、シリカ、多孔質ポリマー、カーボン等が例示される。シリカは、表面が有機化合物等で修飾されていてもよい。多孔質ポリマーとしては、スチレン、ジビニルベンゼン、メタクリレート等が例示される。これらの固相吸着剤は、粉末の状態のまま乾式法でカラム３に充填されるが、溶媒中に分散された状態でカラム３に充填され、その後、固相吸着剤から溶媒を取り除く湿式法でカラム３に充填されてもよい。固相吸着剤の粒子径は、１０〜１０００μｍが好ましく、２０〜１００μｍがより好ましい。
【００１８】
カラム３は、内部の充填層３４が溶媒を含まない乾燥した状態で保存され、使用に際して、適切な溶媒をカラム３の内部に通過させることにより、内部の充填層３４が溶媒で湿潤される。
【００１９】
＜液体成分の分析方法＞
本実施態様の液体成分の分析方法は、上記のカラム３を使用して行われ、充填層３４を置換溶媒で湿潤させるコンディショニング工程を少なくとも有し、コンディショニング工程の後、液体試料に含まれる標的成分又は非標的成分を充填層３４に含まれる固相吸着剤に吸着させる吸着工程を有する。以下、各工程について説明する。
【００２０】
［コンディショニング工程］
本実施態様の液体成分の分析方法におけるコンディショニング工程は、試料成分を含まない置換用の溶媒（以下、「置換溶媒」ともいう。）をカラム３の開口部３１から液体保持部３２に供給するとともに、当該置換溶媒をカラム３の流出口３６から流出させることにより、充填層３４を置換溶媒で湿潤させる工程である。
【００２１】
この工程は、溶媒を含まず乾燥した状態の充填層３４を置換溶媒で湿潤させる工程である。この工程を経ることにより、充填層３４に含まれる固相吸着剤の粒子の周囲に存在する空気が置換溶媒によって置換され、固相吸着剤が吸着性能を発揮することができる状態になる。
【００２２】
置換溶媒は、特に限定されず、クロマトグラフィーで通常用いられる溶媒が使用される。充填層３４に含まれる固相吸着剤が順相用のもの（固相吸着剤の粒子の表面が親水性）であれば、置換溶媒は、例えば、ヘキサン、トルエン、クロロホルム、ジクロロメタン、ベンゼン等の非極性溶媒が使用される。これらの非極性溶媒は、１種又は２種以上が混合されて使用され、必要に応じてアセトンやジエチルエーテル等の極性溶媒が混合された状態で使用される。また、充填層３４に含まれる固相吸着剤が逆相用のもの（固相吸着剤の粒子の表面が疎水性）であれば、置換溶媒は、例えば、最初にメタノール、アセトニトリルなどの水と混和する有機溶媒が使用され、次いで、水若しくはバッファー（緩衝液）、又は水若しくはバッファー及び１種又は２種以上の上記水と混和する有機溶媒が混合された混合溶媒が使用される。
【００２３】
ところで、従来の液体成分の分析方法では、コンディショニング工程として、カラム３の流出口３６側を減圧にして置換溶媒をカラムの内部に通過させる処理が一般に行われていた。すなわち、カラム３の開口部３１と流出口３６との間に圧力差を設けて、当該圧力差により置換溶媒を加速させてカラム３の充填層３４を通過させていた。このようにすることで、短時間で大量の溶媒をカラム３に通過させることができるので、コンディショニング工程の時間が短縮されていた。
【００２４】
しかし、このような従来の方法では、充填層３４に含まれる固相吸着剤の粒子の表面の空気を置換溶媒で置換するために大量の置換溶媒を必要とするので、廃棄される溶媒の量が増大するという問題があった。また、どの程度置換溶媒をカラム３に通過させれば充填層３４に含まれる固相吸着剤の粒子の表面の空気が完全に置換溶媒で置換されるのかがわからないので、複数のカラム３をコンディショニングした場合には、カラム３ごとに固相吸着剤の粒子の表面における置換溶媒による置換の程度が異なることになり、分析操作の再現性を低下させる要因となる問題があった。また、充填層３４の内部において、部分的に空気が残ることによるチャネリング現象が生じて、カラム３の吸着能に著しい影響を与えるという問題があった。さらに、このように大量の溶媒を強制的にカラム３の内部に流通させる場合、溶媒が枯れることに伴って大量の空気が充填層３４に入り、カラム３が使用不能になる危険があるため、常に置換溶媒がカラム３の液体保持部３２に残っている状態に管理しなければならないという問題もあった。
【００２５】
本実施態様の液体成分の分析方法は、このような問題を解決するために、コンディショニング工程において、カラム３の全体を減圧環境下に置くことを特徴とする。このような特徴を有することにより、本実施態様の液体成分の分析方法は、上記のような従来の液体成分の分析方法におけるコンディショニングの問題を解決することができる。
【００２６】
コンディショニング工程において、上記のようにカラム３の全体を減圧環境下に置くことにより、充填層３４に含まれる空気、すなわち充填層３４に含まれる固相吸着剤の粒子の表面に存在する空気の除去が促進される。従来法では、置換溶媒を流通させることにより、充填層３４に含まれる空気を置換溶媒とともに流出口３６から流出させていたために、置換に大量の溶媒を必要としていたが、本実施態様の方法によれば、充填層３４に含まれる空気は、減圧環境に置かれることにより自ら気泡となって充填層３４から抜けることになる。このため、従来法に比べて短時間で充填層３４に含まれる空気を除くことができる。
【００２７】
本実施態様の液体成分の分析方法におけるコンディショニング工程をさらに具体的に説明する。本実施態様の液体成分の分析方法におけるコンディショニング工程では、密閉可能な蓋付きの作業容器が使用される。そして、当該作業容器の内部には、カラム３の流出口３６が下向きになり、かつ当該作業容器とカラム３の流出口３６との間に空間が存在するように、カラム３を起立した状態で保持する起立手段が設けられる。
【００２８】
コンディショニングが行われるカラム３は、作業容器の内部に設けられた起立手段に起立した状態で保持され、さらに、カラム３の開口部３１から液体保持部３２に置換溶媒が供給される。カラム３の液体保持部３２は、例えば６ｍＬチューブの場合、通常、約５ｍＬ程度の液体を保持することができるので、この液体保持部３２が置換溶媒で満たされるまで置換溶媒を供給する。
【００２９】
液体保持部３２に供給された置換溶媒は、重力により、カラム３の流出口３６より流出する。しかし、充填層３４では固相吸着剤が高密度に充填されている事及び充填層３４に空気が存在するため、液体保持部３２に供給された置換溶媒が全て流出するまでに１０〜６０分間程度の時間を要し、場合によっては置換溶媒が流出しない場合もある。そのため、下記のように減圧しながらコンディショニングを行う間は、液体保持部３２に置換溶媒が保持された状態となっている。なお、カラム３の流出口３６から流出した置換溶媒を受けるための受け容器をカラム３の下方に設けることが好ましい。
【００３０】
カラム３の液体保持部３２に置換溶媒を供給したら、直ぐに作業容器を密閉し、作業容器の内部を減圧にする。したがって、作業容器には、作業容器の内部と外部とを連通し、外部に設けた排気手段（減圧手段）と接続することが可能な排気口が設けられる。作業容器の外部に設けた排気手段は、公知の排気手段を特に制限なく使用することができ、一例として、水流ポンプ（アスピレーター）、真空ポンプ等が挙げられる。
【００３１】
作業容器の内部の減圧度は、６００Ｔｏｒｒ以上が好ましく、４００Ｔｏｒｒ以上がより好ましい。作業容器の内部の減圧度を６００Ｔｏｒｒ以上にすることにより、カラム３の充填層３４に含まれる空気を効率良く除去することができる。ここで、「作業容器の内部の減圧度を６００Ｔｏｒｒ以上にする」とは、作業容器の内部の圧力を６００Ｔｏｒｒ以下にするという意味である。また、置換溶媒が過度に蒸発したり沸騰したりすることを防止するために、置換溶媒の種類に合わせて減圧度の上限を適宜調整することが好ましい。例えば、アセトンのような低沸点の溶媒は作業容器の内部の減圧度を１８０Ｔｏｒｒ以下にすることにより、置換溶媒が過度に蒸発したり沸騰したりすることが防止される。作業容器の内部の減圧度を調整するために、作業容器と排気手段との間に圧力調整弁が設けられることが好ましい。
【００３２】
作業容器の内部を減圧にすることにより、カラム３の充填層３４に含まれていた空気は、液体保持部３２に保持された置換溶媒の中を気泡となって上昇する。また、減圧下でも溶媒は重力によりカラム３の流出口３６から流出し、その際、充填層３４に含まれていた空気も溶媒と一緒にカラムの流出口３６から除かれる。減圧状態を維持する時間は、充填層３４に含まれる固相吸着剤の量によって異なるが、およそ３０秒間〜５分間程度が好ましく、３０秒間〜２分間程度がより好ましく、１分間〜２分間程度が最も好ましい。
【００３３】
上記減圧時間の経過後、作業容器の内部に空気を導入して、作業容器の内部を常圧にする。すると、充填層３４の内部に未だ除去されずに存在していた空気は、周囲の環境が常圧になるのに伴って、減圧時の膨張した状態から収縮する。そのとき、充填層３４の内部に溶媒が浸透して、充填層３４に含まれる固相吸着剤の粒子の周囲に存在していた空気は溶媒に置き換わる。その結果、置換溶媒の種類にもよるが、充填層３４は、コンディショニング工程前の白く不透明な外観から透明性が増加した外観に変化し、充填層３４の内部に含まれていた空気が除去されたことがわかる。その後、再度減圧して、充填層３４から気泡が発生するか否かを確認することにより、充填層３４の内部の空気が除去された程度を確認してもよい。
【００３４】
その後、カラム３の液体保持部３２に残った置換溶媒を重力によりカラム３の流出口３６より流出させる。液体保持部３２に残っていた置換溶媒が流出を終えた時点でコンディショニング工程は終了する。
【００３５】
［吸着工程］
コンディショニング工程を終了したカラム３を使用して、吸着工程を行う。本実施態様の液体分析方法における吸着工程は、液体試料をカラム３の開口部３１から液体保持部３２に供給して、供給された試料溶液をカラム３の流出口３６から流出させることにより、液体試料に含まれる標的成分又は非標的成分を充填層３４に含まれる固相吸着剤に吸着させる工程である。
【００３６】
カラム３の液体保持部３２に供給された液体試料は、重力又は毛細管現象により、充填層３４を通過して、カラム３の流出口３６より流出する。このとき、液体試料に含まれる標的成分又は非標的成分は、充填層３４に含まれる固相吸着剤に吸着される。
【００３７】
液体の分析においてカラム３が使用される目的は、大きく分けて二つの態様がある。一つは、液体試料に含まれる標的成分の濃縮で、もう一つは、液体試料に含まれる非標的成分の除去である。「液体試料に含まれる標的成分の濃縮」とは、液体試料に含まれる標的成分を充填層３４の内部の固相吸着剤に吸着させ、その後カラム３に標的成分を流出させる溶媒を通過させて標的成分を固相吸着剤から取り出すことにより、液体試料に含まれている標的成分を濃縮することを意味する。また、「液体試料に含まれる非標的成分の除去」とは、液体試料に含まれる非標的成分を充填層３４の内部の固相吸着剤に吸着させ、カラム３の流出口３６から非標的成分の除去された液体試料を得ることを意味する。他に、充填層３４の内部の固相吸着剤に対する吸着の程度の違いを利用することにより、液体成分に含まれる複数の成分を分取する目的でもカラム３が使用される。
【００３８】
既に述べたように、カラム３の液体保持部３２に供給された液体試料を重力又は毛細管現象により、カラム３の内部の充填層３４を通過させる。このとき、カラム３は、起立した状態で静置されることが好ましい。充填層３４に液体試料を通過させている間に、カラム３が傾いていたり、カラム３に振動が加えられたりすると、濃縮操作や分離操作が正常に行われない場合がある。
【００３９】
なお、カラム３の液体保持部３２に供給された液体試料をカラム３の流出口３６から流出させるにあたり、カラム３の流出口３６にディスポーサブルライナーと呼ばれる細管を取り付けてもよい。カラム３の流出口３６にディスポーサブルライナーを取り付けると、カラム３の流出口３６からの液体試料の流出が毛細管現象により加速される。
【００４０】
カラム３の液体保持部３２に供給された液体試料が全てカラム３の流出口３６から流出すると吸着工程は終了する。その後、カラム３の充填層３４に標的試料を流出させるための溶媒を通過させて得た標的成分を含む液体試料や、カラム３の充填層３４を通過させることにより非標的成分が除去された液体試料に対して、必要な処理を適宜施し、高速液体クロマトグラフィー等で分析を行えばよい。
【００４１】
本実施態様の液体成分の分析方法によれば、以下の効果が奏される。
本実施態様の液体成分の分析方法は、カラム３のコンディショニングを行うコンディショニング工程において、カラム３の全体が減圧環境下に置かれる。そのため、カラム３の内部の充填層３４に含まれた空気が速やかに除去され、かつ充填層３４からの空気の除去が従来法よりも高いレベルで達成される。このため、コンディショニング工程で使用される溶媒の量を少なくすることができ、また、充填層３４に含まれる固相吸着剤の吸着性能を良好に発揮させることができる。また、カラム３のコンディショニングの程度の均一化を図ることができるので、分析結果のばらつきを小さくすることが可能になる。
【００４２】
以上、本発明の液体成分の分析方法の一実施態様について説明したが、本発明の液体成分の分析方法は以上の実施態様に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。例えば、上記実施態様では、図１に示すシリンジ型のカラム３を使用したが、図２に示すカートリッジ型のカラム３ａを使用してもよい。図２は、上記本発明の液体成分の分析方法の一実施態様とは別の実施態様で使用されるカラムの一例を示す模式図である。この場合、カラム３ａの液体保持部３２ａに液体を供給するためのリザーバーを開口部３１ａに接続することが好ましい。
【００４３】
＜液体成分の分析補助装置＞
次に、本発明の液体成分の分析補助装置の一実施形態について図１及び図３を参照しながら説明する。図３は、本発明の液体成分の分析補助装置の一実施形態を示す斜視図である。
【００４４】
本実施形態の液体成分の分析補助装置１は、先に説明した本発明の液体成分の分析方法において好適に使用される装置である。なお、本実施形態の液体成分の分析補助装置１の説明において、先に説明した、本発明の液体成分の分析方法と重複する部分及び重複する効果については説明を省略する。
【００４５】
本実施形態の液体成分の分析補助装置１は、密閉可能な容器５を有する。そして容器５の内部は、カラム３の開口部３１から液体試料を液体保持部３２に供給したりカラム３から流出した必要な液体を採取したりするための作業領域９と、カラム３から流出した必要のない液体を廃棄するための廃棄領域１０とに分けられる。なお、本実施形態の液体成分の分析補助装置１を使用して行われる液体成分の分析では、先に説明した本発明の液体成分の分析方法の一実施態様で使用されるカラム３と同様のカラムが使用される。
【００４６】
容器５は、頂部に蓋５１が設けられる。蓋５１は、開閉可能であり、例えば、カラム３をカラム設置台２に設置したり、カラム３に液体を供給したりする際に開放される。また、容器５は、容器５の正面に扉５２が設けられる。扉５２は、開閉可能であり、例えば、受け容器７を容器５の内部に設置したり、作業領域９と廃棄領域１０との間でカラム設置台２を移動させたりする際に開放される。扉５２は、容器５の内部の観察を容易にするために、透明な素材で構成されることが好ましい。容器５は、蓋５１及び扉５２の他に、側板５３、背板５４及び底板５５を備える。
【００４７】
作業領域９には、カラム３から流出した必要な液体を受ける受け容器７が設置されるための空間が設けられ、廃棄領域１０には、カラム３から流出した必要のない液体を廃棄するための廃液槽６が設けられる。
【００４８】
カラム設置台２は、カラム３を起立した状態で載置するための穴が複数設けられる。また、カラム設置台２は、レール８に案内されて、作業領域９と廃棄領域１０との間を移動することが可能である。そのため、カラム設置台２に載置されたカラム３の液体保持部３２に液体を供給したりカラム３の流出口３６から流出した必要な液体を採取したりする際は、カラム設置台２を作業領域９に移動して作業をすることが可能であり、カラム３から流出した必要のない液体を廃棄する際は、カラム設置台２を廃棄領域１０に移動してカラム３から流出した液体を廃液槽６に廃棄することが可能である。
【００４９】
容器５の内部と外部とを隔てる壁には、容器５の内部の空気を外部に排気する排気手段１１を接続するための排気口４が設けられる。排気口４が設けられる壁は、蓋５１、扉５２、側板５３、背板５４及び底板５５のいずれであってもよい。排気口４は、容器５の内部と外部とを連通するように設けられる。このため、蓋５１及び扉５２を閉じて容器５を密閉した状態で、排気口４に排気手段１１を接続することにより容器５の内部の空気が外部に排気され、容器５の内部を減圧にすることができる。この減圧環境下、カラム３に対して、上記本発明の液体成分の分析方法の実施態様で説明したコンディショニング工程を施す。
【００５０】
次に、以上に説明した構成を有する液体成分の分析補助装置１を使用した液体成分の分析方法の一例を説明する。この液体成分の分析方法についての詳細は、既に述べた本発明の液体成分の分析方法の一実施態様と同様であるから、ここでは概略のみを説明する。
【００５１】
まず、容器５の蓋５１又は扉５２を開き、カラム３をカラム設置台２に載置する。カラム設置台２には複数の穴が設けられているが、いずれの穴を用いてカラム３を載置しても構わない。
【００５２】
その後、カラム３のコンディショニングを行う。まず、カラム３の上方に設けられた開口部３１より置換溶媒を注入し、カラム３の液体保持部３２を置換溶媒で満たす。このとき、カラム設置台２は、作業領域９にあっても廃棄領域１０にあっても構わない。カラム３への置換溶媒の注入が完了したら、カラム設置台２を廃棄領域１０へ移動する。
【００５３】
次に、容器５の蓋５１及び扉５２を閉じるとともに、容器５に設けられた排気口４に排気手段１１を接続し、容器５の内部を減圧にする。容器５の内部が減圧となるのに伴って、カラム３の内部の充填層３４に含まれていた空気が気泡となって排出される。
【００５４】
カラム３の内部の充填層３４に含まれていた空気が除去されたら、排気口４から排気手段１１を外して容器５の内部を常圧にする。このとき、カラム３の液体保持部３２に置換溶媒が残っていれば、液体保持部３２の置換溶媒が空になるまで、カラム設置台２を廃棄領域１０に置けばよい。
【００５５】
次に、試料溶液中の成分を充填層３４に含まれる固相吸着剤に吸着させる吸着工程を行う。容器５の扉５２を開き、作業領域９の底部に液体試料を採取するための受け容器７を配置する。受け容器７は、カラム設置台２が作業領域９に移動した際に、カラム３の下方に位置するように配置する。そして、カラム３の液体保持部３２に試料溶液を供給する。
【００５６】
既に述べたように、充填層３４の内部の固相吸着剤に吸着される成分は、その後の分析操作に必要な成分である場合と、不要な成分である場合とがある。固相吸着剤に吸着される成分が必要な成分である場合には、カラム３の流出口３６から流出する成分は不要なので、カラム設置台２が廃棄領域１０に存在する状態で吸着工程を行えばよい。これにより、不要な流出成分は廃液槽６に流出する。他方、固相吸着剤に吸着される成分が不要な成分である場合には、カラム３の流出口３６から流出する成分が必要なので、カラム設置台２が作業領域９に存在する状態で吸着工程を行えばよい。これにより、必要な流出成分は受け容器５に流出する。いずれの場合も、カラム３の液体保持部３２に供給した試料が空になったら、適宜溶媒を追加して、不要な成分又は必要な成分を十分に流出させる。
【００５７】
吸着工程で充填層３４の内部の固相吸着剤に吸着させた成分が必要な成分である場合には、固相吸着剤に吸着させた成分を受け容器５に流出させる必要がある。このためには、カラム設置台２が作業領域９に存在する状態で、カラム３に溶出溶媒を供給する。なお、溶出溶媒とは、固相吸着剤に吸着された目的成分を溶出させるための溶媒であり、固相吸着剤の種類及び固相吸着剤に吸着させた目的成分にあわせて適宜選択されるものである。
【００５８】
以上の操作により、受け容器５には目的成分を含む溶液が貯留されるので、その後は適宜濃縮を行ったり高速液体クロマトグラフィー等で分析を行ったりすればよい。
【００５９】
以上、本発明の液体成分の分析補助装置１の一実施形態について説明したが、本発明の液体成分の分析補助装置１は以上の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。
例えば、上記実施形態では、容器５に蓋５１及び扉５２が設けられていたが、これらはいずれか一方のみが設けられていればよく、また、さらに多くの扉や蓋が設けられていてもよい。また、上記実施形態では、カラム設置台２を手動で移動するための案内としてレール８が設けられていたが、他の案内手段が使用されてもよく、また、移動手段は手動でなくともよい。
【実施例】
【００６０】
以下、実施例により本発明の液体成分の分析方法をさらに詳細に説明するが、以下の実施例は本発明を例示するものであり、本発明は以下の実施例に何ら限定されない。
【００６１】
［実施例１］
密閉可能な容器の内部にカラム設置台を設け、当該カラム設置台に固相抽出用カラム（ＥＮＶＩ−Ｃａｒｂ／ＬＣ−ＮＨ２＝５００ｍｇ／５００ｍｇ／６ｍＬ、シグマアルドリッチ社製）を載置した。その後、コンディショニング工程として、アセトニトリル：トルエン＝３：１からなる５ｍＬの置換溶媒をカラム上部の液体保持部に供給し、密閉容器の内部を減圧にすることによりカラムの全体を減圧環境に置いた。このときの密閉容器の内部の減圧度は、２５０Ｔｏｒｒであり、その減圧状態を１分間維持した。その後、密閉容器の内部の減圧を解除して常圧とし、３０秒間放置した。カラム内の固相吸着剤の空気が抜けていることを確認するために、再度密閉容器の内部を減圧（２５０Ｔｏｒｒ）とし、気泡が出ないことを確認してから、再び密閉容器の内部を常圧に戻した。コンディショニング工程の間、カラムの液体保持部に供給した置換溶媒は、重力及び毛細管現象によってカラムの下部に設けられた流出口から流出し続けており、上記の減圧−常圧操作が完了し、さらにカラムの液体保持部に供給した５ｍＬの置換溶媒が空となった時点でコンディショニング工程を終了した。したがって、実施例１においてコンディショニング工程に使用した置換溶媒は、５ｍＬである。
【００６２】
上記工程により、コンディショニングが行われたカラムの上部に、カラムの液体保持部に液体を供給するための２５ｍＬリザーバーを取り付けるとともに、カラムの流出口にディスポーサブルライナーを取り付けた。その後、リザーバーにアセトニトリル：トルエン＝３：１からなる１０ｍＬの溶媒を加え、当該溶媒が自然落下によりカラムの内部を通過するのに要した時間を測定した。この測定を１０回繰り返して行い、最も大きな数値と最も小さな数値を除外した８回分の実験結果から、平均値、標準偏差、変動係数をそれぞれ算出した。その結果を表１に示す。
【００６３】
［実施例２］
コンディショニング工程で使用した置換溶媒の量を３ｍＬに変更したこと以外は、実施例１と同様の条件にて試験を実施した。その結果を表２に示す。
【００６４】
［比較例１］
バキュームマニホールド（固相抽出用カラムの流出口を減圧にすることにより高速にカラムに液体を通過させるための装置）に固相抽出用カラムを取り付け、さらに当該カラムの上部にカラムの液体保持部に液体を供給するための２５ｍＬリザーバーを取り付けた。カラムの液体保持部にリザーバーを介して、アセトニトリル：トルエン＝３：１からなる１０ｍＬの置換溶媒を供給し、バキュームマニホールドを作動させてカラムの流出口を減圧（６３０Ｔｏｒｒ）にすることにより、カラムに供給した１０ｍＬの置換溶媒を流出させてコンディショニング工程を行った。置換溶媒の液面がカラム上部のフリッツの近くになった後、バキュームマニホールドのバルブを閉じて、置換溶媒の流出を停止し、コンディショニング工程を終了した。したがって、比較例１においてコンディショニング工程に使用した置換溶媒は、１０ｍＬである。
【００６５】
上記工程によりコンディショニングが行われたカラムの上部に、カラムの液体保持部に液体を供給するための２５ｍＬリザーバーを取り付けるとともに、カラムの流出口にディスポーサブルライナーを取り付けた。その後、リザーバーにアセトニトリル：トルエン＝３：１からなる１０ｍＬの溶媒を加え、当該溶媒が自然落下によりカラムの内部を通過するのに要した時間を測定した。この測定を１０回繰り返して行い、最も大きな数値と最も小さな数値を除外した８回分の実験結果から、平均値、標準偏差、変動係数をそれぞれ算出した。その結果を表３に示す。
【００６６】
【表１】
2010169613.tif 000003
【００６７】
【表２】
2010169613.tif 000004
【００６８】
【表３】
2010169613.tif 000005
【００６９】
比較例１（表３）の液体流出時間（流速）は、１８分２３秒（０．６ｍＬ／ｍｉｎ）だったのに対して、実施例１（表１）及び実施例２（表２）の液体流出時間（流速）は、それぞれ７分４２秒（１．４ｍＬ／ｍｉｎ）、９分１６秒（１．１ｍＬ／ｍｉｎ）だった。このことから、本発明の液体成分の分析方法におけるコンディショニング工程が施されたカラムは、本発明の液体成分の分析方法におけるコンディショニング工程の施されていないカラムに対して液体の流速が２倍以上早いことが示され、カラムの充填層に含まれる空気がより高いレベルで除去されていることが理解される。
また、実施例１（表１）及び実施例２（表２）の変動係数は、いずれも比較例１（表３）よりも小さな数値となり、本発明の液体成分の分析方法におけるコンディショニング工程を採用することにより、コンディショニング後のカラムの液体流出時間のばらつきが小さくなることがわかる。すなわち、本発明におけるコンディショニング工程を採用することにより、コンディショニング後のカラムのばらつきの程度を小さくできることがわかる。カラムの液体の流出時間は、カラムの固相吸着剤への試料成分の吸着に大きな影響を与える要素であるので、本発明の液体成分の分析方法を採用することにより、ばらつきの少ない液体成分の分析を行うことが可能となる。また、実施例２（表２）は、コンディショニングに使用した置換溶媒の量が３ｍＬであり、比較例１（表３）に比べて置換溶媒の使用量が３割であるにもかかわらず、比較例１よりもコンディショニング後のカラムのばらつきの程度が小さい。このことから、本発明の液体成分の分析方法を採用することにより、コンディショニング工程における置換溶媒の使用量を少なくできることが示された。
【符号の説明】
【００７０】
１    液体成分の分析補助装置
２    カラム設置台
３    固相抽出用カラム
３１  開口部
３２  液体保持部
３４  充填層
３６  流出口
４    排気口
５    容器
６    廃液槽
７    受け容器
８    レール
９    作業領域
１０  廃棄領域
１１  排気手段
【図１】
2010169613.tif 000006
【図２】
2010169613.tif 000007
【図３】
2010169613.tif 000008