(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
分析対象試料を貯留するサンプル貯留部と、
分析対象試料に含まれ得る、アミノ酸、有機酸及び糖質から選択される少なくとも一種の有機化合物を吸着する強イオン交換樹脂相を有する固相カートリッジと、
分析対象試料が負荷された強イオン交換樹脂相を脱水するための脱水用溶媒を貯留する脱水用溶媒貯留部と、
脱水用溶媒の吐出又は分析対象試料の吸引若しくは吐出を行う第１ノズルと、
脱水用溶媒と分析対象試料を、第１ノズルを介して固相カートリッジに供給するための第１送液ポンプと、
強イオン交換樹脂相に吸着した前記有機化合物をトリメチルシリル化するための誘導体化試薬を貯留する誘導体化試薬貯留部と、
トリメチルシリル化された前記有機化合物を固相カートリッジから押し出すための非イオン交換性の押出溶媒を貯留する押出溶媒貯留部と、
押出溶媒の吐出又は誘導体化試薬の吸引若しくは吐出を行う第２ノズルと、
誘導体化試薬と押出溶媒とを、第２ノズルを介して固相カートリッジに供給するための第２送液ポンプと、
第１ノズルの出口側をサンプル貯留部に接続して所定量の分析対象試料を第１送液ポンプにより吸引した後、第１ノズルの出口側を固相カートリッジの入口側に接続して脱水用溶媒により送り出し、固相カートリッジに分析対象試料を負荷し、前記有機化合物を強イオン交換樹脂相に吸着させ、その後脱水用溶媒を供給して強イオン交換樹脂相を脱水するように構成されるイオン交換部と、
第２ノズルの出口側を、誘導体化試薬貯留部に接続して所定量の誘導体化試薬を第２送液ポンプにより吸引した後、固相カートリッジの入口側に接続して押出溶媒により前記所定量の誘導体化試薬を送り出し、前記イオン交換部にて強イオン交換樹脂相に吸着した前記有機化合物をトリメチルシリル化すると同時にトリメチルシリル化された前記有機化合物を強イオン交換樹脂相から脱着するために所定時間送液を停止させることで誘導体化試薬を滞留させ、その後押出溶媒を供給して、脱着した前記トリメチルシリル化された有機化合物を固相カートリッジから押し出すように構成される誘導体化部と、
を備えるアミノ酸、有機酸及び糖質の分析前処理装置。
【請求項２】
トリメチルシリル化された時に複数の異性体が生成する有機化合物のうち特定の異性体を優先的に生成させるためのトリメチルシリル化前処理試薬を貯留する前処理試薬貯留部と、
トリメチルシリル化前処理試薬の吸引若しくは吐出を行う第３ノズルと、
トリメチルシリル化前処理試薬を第３ノズルを介して固相カートリッジに供給するための第３ポンプと、
第３ノズルの出口側を、前処理試薬貯留部に接続して所定量のトリメチルシリル化前処理試薬を第３送液ポンプにより吸引した後、固相カートリッジの入口側に接続して前記所定量のトリメチルシリル化前処理試薬を送り出し、所定時間送液を停止させることでトリメチルシリル化前処理試薬を滞留させ、前記イオン交換部にて強イオン交換樹脂相に吸着した前記有機化合物をトリメチルシリル化前処理試薬により前処理するように構成されるトリメチルシリル化前処理部と、
をさらに備える請求項１に記載のアミノ酸、有機酸及び糖質の分析前処理装置。
【請求項３】
前記イオン交換部が、分析対象試料を固相カートリッジに負荷する前に、固相カートリッジの入口側に第１ノズルの出口側を接続して前記脱水用溶媒を供給するように構成される請求項１又は２に記載のアミノ酸、有機酸及び糖質の分析前処理装置。
【請求項４】
固相カートリッジを洗浄するための洗浄溶媒を貯留する少なくとも１つの洗浄溶媒貯留部と、
該洗浄溶媒貯留部から洗浄溶媒を、第１ノズルを介して固相カートリッジに供給するための少なくとも１つの洗浄溶媒送液ポンプと、
前記第１送液ポンプが設けられている流路と前記洗浄溶媒送液ポンプが設けられている流路とを切り替えてそのいずれかを第１ノズルと連通させる切り替えバルブと、をさらに備え、
前記イオン交換部が、分析対象試料を固相カートリッジに負荷する前に、固相カートリッジの入口側に第１ノズルの出口側を接続して前記洗浄溶媒を供給するように構成される請求項１〜３のいずれかに記載のアミノ酸、有機酸及び糖質の分析前処理装置。
【請求項５】
前記誘導体化部が、前記誘導体化試薬を前記第２送液ポンプにより吸引する前に前記押出溶媒を吸引した状態になるように構成される請求項１〜４のいずれかに記載のアミノ酸、有機酸及び糖質の分析前処理装置。
【請求項６】
前記誘導体化試薬が、Ｎ−メチル−Ｎ−トリメチルシリルトリフルオロアセトアミド（ＭＳＴＦＡ）、Ｎ，Ｏ−ビス（トリメチルシリル）トリフルオロアセトアミド（ＢＳＴＦＡ）、トリメチルクロロシラン（ＴＭＣＳ）から選択される少なくとも１種を含む請求項１〜５のいずれかに記載のアミノ酸、有機酸及び糖質の分析前処理装置。
【請求項７】
前記誘導体化試薬が、ピリジンを含む請求項６に記載のアミノ酸、有機酸及び糖質の分析前処理装置。
【請求項８】
前記押出溶媒が、ヘキサン又はアセトンとヘキサンの混合溶液である請求項１〜７のいずれかに記載のアミノ酸、有機酸及び糖質の分析前処理装置。
【請求項９】
強イオン交換樹脂相が、強陽イオン交換樹脂、強陰イオン交換樹脂、及び、強陽イオン交換樹脂と強陰イオン交換樹脂の組み合わせから選択される少なくとも１種の樹脂から構成される請求項１〜８のいずれかに記載のアミノ酸、有機酸及び糖質の分析前処理装置。
【請求項１０】
前記誘導体化試薬を送り出す前記所定量が、前記強イオン交換樹脂相の見かけ容量の０．０７〜２．２倍である請求項１〜９のいずれかに記載のアミノ酸、有機酸及び糖質の分析前処理装置。
【請求項１１】
アミノ酸、有機酸及び糖質から選択される少なくとも一種の有機化合物を吸着する強イオン交換樹脂相を有する固相カートリッジに、分析対象試料を負荷し、前記有機化合物を強イオン交換樹脂相に吸着させる工程、
分析対象試料が負荷された固相カートリッジに脱水用溶媒を供給し、強イオン交換樹脂相を脱水する工程、
分析対象試料が負荷された後に脱水された強イオン交換樹脂相に、所定量の誘導体化試薬を供給して所定時間滞留させ、強イオン交換樹脂相に吸着した前記有機化合物をトリメチルシリル化すると同時にトリメチルシリル化された前記有機化合物を強イオン交換樹脂相から脱着させる工程、
誘導体化試薬が滞留している固相カートリッジに、非イオン交換性の押出溶媒を供給して、脱着した前記トリメチルシリル化された有機化合物を固相カートリッジから押し出す工程、
を含むアミノ酸、有機酸及び糖質の分析前処理方法。
【請求項１２】
分析対象試料が負荷された後に脱水された強イオン交換樹脂相に、所定量のトリメチルシリル化前処理試薬を供給して所定時間滞留させ、強イオン交換樹脂相に吸着した前記有機化合物のうちトリメチルシリル化された時に複数の異性体が生成する有機化合物の中で特定の異性体を優先的に生成させるための前処理を行う工程、
をさらに含む請求項１１に記載のアミノ酸、有機酸及び糖質の分析前処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アミノ酸、有機酸及び糖質の分析前処理装置及び分析前処理方法に関し、特に、分析対象試料に含まれるアミノ酸、有機酸及び糖質を定量分析するための分析前処理装置及び分析前処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、生体に含まれる代謝物を網羅的かつ定量的に調べることで、外観には現れない生命現象を探索する解析手法が注目されている。この解析手法はメタボローム解析などと称され、病気の診断や病因の解析等の医療分野、医薬品等の毒性あるいは副作用検査等の医薬分野で適用が試みられている。また、このような医薬に関する分野以外にも、食品の品質管理、品質鑑定、品質予測、食品の安全性評価、食品製造の最適化、工業用微生物や植物等の育種などの分野でも応用が期待されている。【０００３】
上述のようにメタボローム解析では、分析対象となる物質を定量するため、定量分析を行う必要がある。このような定量分析を行う装置としては、一般にガスクロマトグラフ質量分析装置や液クロマトグラフ質量分析装置が用いられる。ところが、生体の代謝物などの分析対象となる物質は、アミノ酸、有機酸、糖質などの低分子で、水溶性が高いため、これらの分析装置で分析するには、誘導体化を行う必要がある。したがって、分析対象試料に含まれる分析対象物質を網羅的かつ定量的に分析するには、先ず、採取した分析対象試料から、網羅的に多数の分析対象物質を取得するとともに、これらを誘導体化し、かつ、これらの分析装置に適用可能な分析用溶液とする必要がある。【０００４】
従来、このような分析用溶液を得るには、例えば、サンプルを乾燥させて完全に水分を除去した後、アミノ酸や糖質のカルボニル基やアミノ基やヒドロキシル基を修飾するため、所定物質と十分混合して６０〜９０分間加温し、さらに、誘導体化試薬を添加して十分混合して３０〜６０分間加温し、この液を２４時間以内に測定する方法が行われていた。このように、メタボローム解析を行うための分析用試料を得るのに、相当の時間と労力を要するため、その有用性が注目されながら、その適用が困難な状況にあった。【０００５】
このような問題を改善する方法として、特許文献１には、分析対象試料をイオン交換樹脂により処理して、試料に含まれるフリーアミノ酸をイオン交換樹脂に吸着させた後、これをイオン交換性の溶離媒体即ち水又は塩類の水溶液により溶出させ、溶出液に含まれるフリーアミノ酸をアルキル化又はエステル化することで誘導体化することが可能なピペットを用いたキットが開示されている。また、溶離媒体でフリーアミノ酸を溶出させるとともに、溶離媒体とスチレン−ジビニルベンゼン共重合体ベースのイオン交換樹脂の場合はその存在下でフリーアミノ酸の解放及びアルキル化又はエステル化を実行することが記載されている。【０００６】
また、特許文献２には、分析対象試料から分析対象物質を分離して分析用溶液を取得可能な分析前処理装置が開示されている。【０００７】
しかしながら、特許文献１には、ピペットを用いたキットは開示されているものの、誘導体化されたアミノ酸を回収するまで自動化可能な装置は開示されていない。また、アミノ酸の誘導体化としてアルキル化又はエステル化を行うことは記載されているもののトリメチルシリル化については記載されていない。特許文献２には、分析対象試料に含まれる、主に残留農薬や環境ホルモン等の分析対象物質の分離については記載されているものの、分析対象物質をその後の分析のために誘導体化することは勿論のこと、誘導体化されたアミノ酸、有機酸及び糖質を得ることが可能な装置や方法も開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−３１０６２６号公報
【特許文献２】特許第４７８０１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述のように、特許文献１、２には、分析対象試料からアミノ酸、有機酸及び糖質を選択し、これらの有機化合物をトリメチルシリル化することで誘導体化して回収する自動化可能な分析前処理装置や方法について開示がない。また、特許文献１に記載の方法では、アミノ酸をアルキル化又はエステル化する場合において、水を含む溶離媒体及び誘導体化試薬（非水系溶媒）、必要に応じてイオン交換樹脂が存在した状態で誘導体化を行い、有機層に誘導体化したアミノ酸を抽出する操作を行っている。そして、その前提として、先ず、塩水溶液である溶離媒体を用いてイオン交換樹脂からイオン交換相互作用により吸着したフリーアミノ酸を溶離している。しかし、アミノ酸をトリメチルシリル化する場合は、水の存在により誘導体化が不安定になるため、誘導体化を行う前に水を完全に除去する必要がある。そのため、トリメチルシリル化によるアミノ酸の誘導体化を安定して行うには、特許文献１に記載の方法を採用することは好ましくない。また、特許文献１に記載のようにスチレン−ジビニルベンゼン共重合体ベースのイオン交換樹脂の場合では溶離媒体と誘導体化試薬とイオン交換樹脂を混在させ、有機層に抽出した誘導体化されたアミノ酸を回収する必要があるため、煩雑な操作が必要となり、自動化が困難である。
一方、メタボローム解析のように分析対象試料の網羅的かつ定量的な解析を行うためには、採取した分析対象試料から簡便かつ短時間で定量分析を行うことが可能で、自動化も容易な分析前処理装置や分析前処理方法が必要であり、その開発が求められている。
そこで、本発明の目的は、分析対象試料に含まれるアミノ酸、有機酸及び糖質から選択される少なくとも一種の有機化合物を簡便かつ短時間で誘導体化し、回収することができ、自動化も可能な分析前処理装置及び分析前処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の発明者は、前述の課題を解決するため鋭意検討を行った。その結果、アミノ酸、有機酸及び糖質から選択される少なくとも一種の有機化合物を吸着する固相カートリッジとして特定のイオン交換樹脂相を有するものを用いてイオン交換を行うとともに、イオン交換樹脂相に吸着した有機化合物を特定の誘導体化を行うと同時に誘導体化された有機化合物をイオン交換樹脂相から脱着させた後に、特定の押出溶媒でトリメチルシリル化された有機化合物を押し出して回収することで、前述の課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。本発明の要旨は以下のとおりである。【００１１】
（１）  分析対象試料を貯留するサンプル貯留部と、
分析対象試料に含まれ得る、アミノ酸、有機酸及び糖質から選択される少なくとも一種の有機化合物を吸着する強イオン交換樹脂相を有する固相カートリッジと、
分析対象試料が負荷された強イオン交換樹脂相を脱水するための脱水用溶媒を貯留する脱水用溶媒貯留部と、
脱水用溶媒の吐出又は分析対象試料の吸引若しくは吐出を行う第１ノズルと、
脱水用溶媒と分析対象試料を、第１ノズルを介して固相カートリッジに供給するための第１送液ポンプと、
強イオン交換樹脂相に吸着した前記有機化合物をトリメチルシリル化するための誘導体化試薬を貯留する誘導体化試薬貯留部と、
トリメチルシリル化された前記有機化合物を固相カートリッジから押し出すための非イオン交換性の押出溶媒を貯留する押出溶媒貯留部と、
押出溶媒の吐出又は誘導体化試薬の吸引若しくは吐出を行う第２ノズルと、
誘導体化試薬と押出溶媒とを、第２ノズルを介して固相カートリッジに供給するための第２送液ポンプと、
第１ノズルの出口側をサンプル貯留部に接続して所定量の分析対象試料を第１送液ポンプにより吸引した後、第１ノズルの出口側を固相カートリッジの入口側に接続して脱水用溶媒により送り出し、固相カートリッジに分析対象試料を負荷し、前記有機化合物を強イオン交換樹脂相に吸着させ、その後脱水用溶媒を供給して強イオン交換樹脂相を脱水するように構成されるイオン交換部と、
第２ノズルの出口側を、誘導体化試薬貯留部に接続して所定量の誘導体化試薬を第２送液ポンプにより吸引した後、固相カートリッジの入口側に接続して押出溶媒により前記所定量の誘導体化試薬を送り出し、前記イオン交換部にて強イオン交換樹脂相に吸着した前記有機化合物をトリメチルシリル化すると同時にトリメチルシリル化された前記有機化合物を強イオン交換樹脂相から脱着するために所定時間送液を停止させることで誘導体化試薬を滞留させ、その後押出溶媒を供給して、脱着した前記トリメチルシリル化された有機化合物を固相カートリッジから押し出すように構成される誘導体化部と、
を備えるアミノ酸、有機酸及び糖質の分析前処理装置。
（２）トリメチルシリル化された時に複数の異性体が生成する有機化合物のうち特定の異性体を優先的に生成させるためのトリメチルシリル化前処理試薬を貯留する前処理試薬貯留部と、
トリメチルシリル化前処理試薬の吸引若しくは吐出を行う第３ノズルと、
トリメチルシリル化前処理試薬を第３ノズルを介して固相カートリッジに供給するための第３ポンプと、
第３ノズルの出口側を、前処理試薬貯留部に接続して所定量のトリメチルシリル化前処理試薬を第３送液ポンプにより吸引した後、固相カートリッジの入口側に接続して前記所定量のトリメチルシリル化前処理試薬を送り出し、所定時間送液を停止させることでトリメチルシリル化前処理試薬を滞留させ、前記イオン交換部にて強イオン交換樹脂相に吸着した前記有機化合物をトリメチルシリル化前処理試薬により前処理するように構成されるトリメチルシリル化前処理部と、
をさらに備える前記（１）に記載のアミノ酸、有機酸及び糖質の分析前処理装置。
（３）前記イオン交換部が、分析対象試料を固相カートリッジに負荷する前に、固相カートリッジの入口側に第１ノズルの出口側を接続して前記脱水用溶媒を供給するように構成される前記（１）又は（２）に記載の分析前処理装置。
（４）  固相カートリッジを洗浄するための洗浄溶媒を貯留する少なくとも１つの洗浄溶媒貯留部と、
該洗浄溶媒貯留部から洗浄溶媒を、第１ノズルを介して固相カートリッジに供給するための少なくとも１つの洗浄溶媒送液ポンプと、
前記第１送液ポンプが設けられている流路と前記洗浄溶媒送液ポンプが設けられている流路とを切り替えてそのいずれかを第１ノズルと連通させる切り替えバルブと、をさらに備え、
前記イオン交換部が、分析対象試料を固相カートリッジに負荷する前に、固相カートリッジの入口側に第１ノズルの出口側を接続して前記洗浄溶媒を供給するように構成される前記（１）〜（３）のいずれかに記載の分析前処理装置。
（５）前記誘導体化部が、前記誘導体化試薬を前記第２送液ポンプにより吸引する前に前記押出溶媒を吸引した状態になるように構成される前記（１）〜（４）のいずれかに記載の分析前処理装置。
（６）前記誘導体化試薬が、Ｎ−メチル−Ｎ−トリメチルシリルトリフルオロアセトアミド（ＭＳＴＦＡ）、Ｎ，Ｏ−ビス（トリメチルシリル）トリフルオロアセトアミド（ＢＳＴＦＡ）、トリメチルクロロシラン（ＴＭＣＳ）から選択される少なくとも１種を含む前記（１）〜（５）のいずれかに記載の分析前処理装置。
（７）前記誘導体化試薬が、ピリジンを含む前記（６）に記載の分析前処理装置。
（８）前記押出溶媒が、ヘキサン又はアセトンとヘキサンの混合溶液である前記（１）〜（７）のいずれかに記載の分析前処理装置。
（９）強イオン交換樹脂相が、強陽イオン交換樹脂、強陰イオン交換樹脂、及び、強陽イオン交換樹脂と強陰イオン交換樹脂の組み合わせから選択される少なくとも１種の樹脂から構成される前記（１）〜（８）のいずれかに記載の分析前処理装置。
（１０）前記誘導体化試薬を送り出す前記所定量が、前記強イオン交換樹脂相の見かけ容量の０．０７〜２．２倍である前記（１）〜（９）のいずれかに記載の分析前処理装置。
（１１）アミノ酸、有機酸及び糖質から選択される少なくとも一種の有機化合物を吸着する強イオン交換樹脂相を有する固相カートリッジに、分析対象試料を負荷し、前記有機化合物を強イオン交換樹脂相に吸着させる工程、
分析対象試料が負荷された固相カートリッジに脱水用溶媒を供給し、強イオン交換樹脂相を脱水する工程、
分析対象試料が負荷された後に脱水された強イオン交換樹脂相に、所定量の誘導体化試薬を供給して所定時間滞留させ、強イオン交換樹脂相に吸着した前記有機化合物をトリメチルシリル化すると同時にトリメチルシリル化された前記有機化合物を強イオン交換樹脂相から脱着させる工程、
誘導体化試薬が滞留している固相カートリッジに、非イオン交換性の押出溶媒を供給して、脱着した前記トリメチルシリル化された有機化合物を固相カートリッジから押し出す工程、
を含むアミノ酸、有機酸及び糖質の分析前処理方法。
（１２）分析対象試料が負荷された後に脱水された強イオン交換樹脂相に、所定量のトリメチルシリル化前処理試薬を供給して所定時間滞留させ、強イオン交換樹脂相に吸着した前記有機化合物のうちトリメチルシリル化された時に複数の異性体が生成する有機化合物の中で特定の異性体を優先的に生成させるための前処理を行う工程、
をさらに含む（１１）に記載のアミノ酸、有機酸及び糖質の分析前処理方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、分析対象試料に含まれるアミノ酸、有機酸及び糖質から選択される少なくとも一種の有機化合物を簡便かつ短時間で誘導体化し、回収することができる。また、前記有機化合物の分析前処理を容易に自動化することが可能である。
また、本発明により前処理されることで得られた溶液は、ガスクロマトグラフや液体クロマトグラフによる定量分析にそのまま用いることが可能なため、分析対象試料の採取から定量分析結果の取得までも簡便かつ短時間で行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る分析前処理装置の実施形態を示すブロック図であり、各溶媒を各ポンプに吸引し、準備している状態を示したものである。
【図２】本発明に係る分析前処理装置の実施形態の一部を示すブロック図であり、洗浄のために第１ノズルを介して固相カートリッジに脱水用溶媒を供給している状態を示したものである。
【図３】本発明に係る分析前処理装置の実施形態の一部を示すブロック図であり、サンプル貯留部から第１ノズルを介して分析対象試料を第１送液ポンプにより吸引している状態を示したものである。
【図４】本発明に係る分析前処理装置の実施形態の一部を示すブロック図であり、第１送液ポンプからの脱水用溶媒により第１ノズルから吸引した分析対象試料を固相カートリッジに送り出している状態、および、分析対象試料に続けて脱水用溶媒を固相カートリッジに供給して強イオン交換樹脂相を脱水している状態を示したものである。
【図５】本発明に係る分析前処理装置の実施形態の一部を示すブロック図であり、誘導体化試薬貯留部から第２ノズルを介して誘導体化試薬を第２送液ポンプにより吸引している状態を示したものである。
【図６】本発明に係る分析前処理装置の実施形態の一部を示すブロック図であり、第２送液ポンプからの押出溶媒により第２ノズルから吸引した誘導体化試薬を固相カートリッジに送り出している状態を示したものである。
【図７】本発明に係る分析前処理装置の実施形態の一部を示すブロック図であり、誘導体化試薬を滞留させた後に、押出溶媒を固相カートリッジに供給してトリメチルシリル化された有機化合物を押し出している状態を示したものである。
【図８】本発明に係る分析前処理装置の他の実施形態の一部を示すブロック図であり、各溶媒を各ポンプに吸引し、準備している状態を示したものである。
【図９】本発明に係る分析前処理装置の他の実施形態の一部を示すブロック図であり、前処理試薬貯留部から第３ノズルを介して前処理試薬を第３送液ポンプにより吸引している状態を示したものである。
【図１０】本発明に係る分析前処理装置の他の実施形態の一部を示すブロック図であり、第３送液ポンプからの押出溶媒により第３ノズルから吸引した前処理試薬を固相カートリッジに送り出している状態を示したものである。
【図１１】実施例１で得られたトリメチルシリル化アミノ酸を含む溶液のＧＭ−ＣＳによるクロマトグラムを示したものである。
【図１２】実施例２で得られたトリメチルシリル化糖質を含む溶液のＧＭ−ＣＳによるクロマトグラムを示したものである。
【図１３】実施例３で得られたトリメチルシリル化糖質を含む溶液のＧＭ−ＣＳによるクロマトグラムを示したものである。
【図１４】参考例３で得られたトリメチルシリル化糖質を含む溶液のＧＭ−ＣＳによるクロマトグラムを示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明に係る分析前処理装置および分析前処理方法の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。本発明はこうした例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施し得ることは勿論である。
【００１５】
図１は、本発明に係る分析前処理装置の実施形態の一例の全体のブロック図を示したものである。図１に示す分析前処理装置１は、分析対象試料を貯留するサンプル貯留部Ｂ５と、分析対象試料に含まれ得る、アミノ酸、有機酸及び糖質から選択される少なくとも一種の有機化合物を吸着する強イオン交換樹脂相を有する固相カートリッジＳと、分析対象試料が負荷された強イオン交換樹脂相を脱水するための脱水用溶媒を貯留する脱水用溶媒貯留部Ｂ３と、脱水用溶媒の吐出又は分析対象試料の吸引若しくは吐出を行う第１ノズルＮ１と、脱水用溶媒と分析対象試料を、第１ノズルＮ１を介して固相カートリッジＳに供給するための第１送液ポンプＰ３と、強イオン交換樹脂相に吸着した前記有機化合物をトリメチルシリル化するための誘導体化試薬を貯留する誘導体化試薬貯留部Ｂ７と、トリメチルシリル化された前記有機化合物を固相カートリッジＳから押し出すための非イオン交換性の押出溶媒を貯留する押出溶媒貯留部Ｂ８と、押出溶媒の吐出又は誘導体化試薬の吸引若しくは吐出を行う第２ノズルＮ２と、誘導体化試薬と押出溶媒とを、第２ノズルＮ２を介して固相カートリッジＳに供給するための第２送液ポンプＰ８と、第１ノズルＮ１の出口側ｅ１をサンプル貯留部Ｂ５に接続して所定量の分析対象試料を第１送液ポンプＰ３により吸引した後、第１ノズルＮ１の出口側ｅ１を固相カートリッジＳの入口側ｅ３に接続して脱水用溶媒により送り出し、固相カートリッジＳに分析対象試料を負荷し、前記有機化合物を強イオン交換樹脂相に吸着させ、その後脱水用溶媒を供給して強イオン交換樹脂相を脱水するように構成されるイオン交換部Ｅと、第２ノズルＮ２の出口側ｅ２を、誘導体化試薬貯留部Ｂ７に接続して所定量の誘導体化試薬を第２送液ポンプＰ８により吸引した後、固相カートリッジＳの入口側ｅ３に接続して押出溶媒により前記所定量の誘導体化試薬を送り出し、前記イオン交換部Ｅにて強イオン交換樹脂相に吸着した前記有機化合物をトリメチルシリル化すると同時にトリメチルシリル化された前記有機化合物を強イオン交換樹脂相から脱着するために所定時間送液を停止させることで誘導体化試薬を滞留させ、その後押出溶媒を供給して、脱着した前記トリメチルシリル化された有機化合物を固相カートリッジＳから押し出すように構成される誘導体化部Ｄとを、特に備える。
【００１６】
このように、本発明では固相カートリッジの充填剤として、強イオン交換樹脂相を採用している。そのため、アミノ酸、有機酸及び糖質から選択される少なくとも一種の有機化合物を効率的に吸着させることができる。しかも、脱水溶媒を通液するだけで、残存する水分を容易に除去可能に構成することができ、後続するトリメチルシリル化への影響を大幅に低減できる。
また、これらの吸着された有機化合物をトリメチルシリル化するための誘導体化試薬を所定時間固相カートリッジ内に滞留させるように構成している。そのため、これらの有機化合物が効率的にトリメチルシリル化される。さらに、トリメチルシリル化されたこれらの有機化合物（以下、「ＴＭＳ化化合物」と称する。）は、自然に強イオン交換樹脂相から脱着することになる。
そして、脱着したＴＭＳ化化合物は、非イオン交換性の押出溶媒により押し出されるように構成している。
即ち、本発明では、特許文献１のように、溶離媒体を用いてイオン交換樹脂からイオン交換相互作用により吸着した有機化合物を脱着させ溶離するのではなく、強イオン交換樹脂層に吸着した有機化合物の誘導体化反応により誘導体化された有機化合物を脱着し、押出溶媒により直接誘導体化された有機化合物を得ることができる。そのため、特許文献１に記載のような、イオン交換樹脂相に吸着した有機化合物を一旦イオン交換性の溶出溶液で溶出させる操作が不要になり、脱水処理も簡便で確実に行うことが可能になることで誘導体化を確実に行うことができ、後に行う質量分析の精度を確保しつつ、分析前処理装置を簡略化し、処理時間を短縮化することができるとともに、自動化も容易になる。
加えて、回収したＴＭＳ化化合物を含む溶液を、そのまま、ガスクロマトグラフ質量分析装置（ＧＣ−ＭＳ）や液クロマトグラフ質量分析装置（ＬＣ−ＭＳ）の分析用試料として使用できることで、ＧＣ−ＭＳやＬＣ−ＭＳと組み合わせた自動化装置を構築することも可能になり、分析対象試料の採取から定量分析結果の取得までも簡便かつ短時間で行うことが可能になる。
【００１７】
本発明に適用可能な分析対象試料は、メタボローム解析の解析手法を用いて、分析対象試料に含まれ得るアミノ酸、有機酸及び糖質の網羅的な定量分析を行う必要があるものであればよい。このような試料としては、例えば、生物由来の体液、飲食品（生肉、野菜、加工品等を含む）、細胞や微生物等の培養液（飲食品を除く）、植物（飲食品を除く）等が挙げられる。生物由来の体液としては、血液、リンパ液、髄液、唾液、尿等が挙げられる。また、分析対象試料は、必要に応じて、固相カートリッジＳに負荷可能な液状に調製するのが好ましい。例えば、破砕や遠心分離処理等を行ってアミノ酸、有機酸及び糖質を含み得る液を取得する。
【００１８】
本発明に適用可能なアミノ酸としては、アミノ基とカルボキシル基を有するものであればよく、例えば、カルボキシル基が結合している炭素にアミノ基も結合しているα−アミノ酸が挙げられるが、これらに限定されない。
【００１９】
本発明に適用可能な有機酸としては、カルボキシル基を有する有機化合物（アミノ酸及び糖質を除く）であればよく、例えば、炭素数が１以上のカルボン酸が挙げられる。このうち、炭素数が２〜４０である場合が好適である。例えば、ギ酸、短鎖脂肪酸、中鎖脂肪酸、長鎖脂肪酸、芳香族カルボン酸等である。これらの脂肪酸は飽和脂肪酸でもよいし、不飽和脂肪酸（１価の不飽和脂肪酸でもよいし、２価以上のものでもよい。）であってもよい。また、１価のカルボン酸でも良いし、２価以上のものであってもよい。
【００２０】
本発明に適用可能な糖質としては、栄養表示基準に基づく糖質であればよく、糖類（単糖類及び二糖類）、三糖以上のオリゴ糖や多糖類、糖アルコール、クエン酸、クエン酸塩などである。
【００２１】
本発明において用いる固相カートリッジには、充填剤として強イオン交換樹脂相を採用している。上述したように、これによりアミノ酸、有機酸及び糖質を効率的に吸着させることができる。このような強イオン交換樹脂相としては、強陽イオン交換樹脂、強陰イオン交換樹脂、及び、強陽イオン交換樹脂と強陰イオン交換樹脂の組み合わせから選択される少なくとも１種の樹脂から構成されるのが好ましい。強陽イオン交換樹脂と強陰イオン交換樹脂の組み合わせの態様としては、１つの固相カートリッジ内に、強陽イオン交換樹脂と強陰イオン交換樹脂とを混ぜ合わせて配置したもの、両イオン交換樹脂を積層して配置したもの、２つの異なる強イオン交換樹脂を有する固相カートリッジを連続させたものが挙げられ、これらを適宜選択して用いることができる。
ここで、強陽イオン交換樹脂とは、強酸性陽イオン交換樹脂を意味し、強陰イオン交換樹脂とは、強塩基性陰イオン交換樹脂を意味する。
【００２２】
強イオン交換樹脂相を構成する樹脂は、例えばスチレンとジビニルベンゼンの共重合体を母体樹脂とするものが挙げられる。このように樹脂系のものを採用することが、アミノ酸、有機酸及び糖質の効果的な吸着の一因と考えられる。一方、シリカ系のイオン交換相を用いると、樹脂系のものに比べて有機化合物の種類によって吸着量が低下する傾向にあることを確認している。
【００２３】
強陽イオン交換樹脂は、例えば、上述した母体樹脂に交換基であるスルホン酸基が結合したものであり、強陰イオン交換樹脂は、例えば、上述した母体樹脂に交換基である４級アンモニウム基が結合したものである。このように強酸性、強塩基性のイオン交換樹脂を採用することもアミノ酸、有機酸及び糖質の効果的な吸着の一因と考えられる。一方、弱酸性や弱塩基性のイオン交換樹脂では、強酸性や強塩基性の場合に比べて有機化合物の種類によって吸着量が低下する傾向にあることを確認している。
また、アミノ酸を吸着させる場合は、強陽イオン交換樹脂相を充填剤として用いることが好ましく、有機酸、糖質を吸着させる場合は、強陰イオン交換樹脂相を充填剤として用いることが好ましい。
【００２４】
このような強陽イオン交換樹脂や強陰イオン交換樹脂を強イオン交換樹脂相として有する固相カートリッジは、例えば、株式会社アイスティサイエンス製のＳｍａｒｔ−ＳＰＥ  ＣＸｉ−２０、Ｓｍａｒｔ−ＳＰＥ  ＡＸｉ−２０等を使用することができる。
【００２５】
本発明において用いる脱水用溶媒は、強イオン交換樹脂相、アミノ酸、有機酸及び糖質に影響がなく、分析対象試料を負荷した後の固相カートリッジ内から水分を除去可能なものであれば限定はないが、強イオン交換樹脂相に残存する水分を効率よく除去する観点から、水溶性の有機溶媒が挙げられ、より具体的には、アセトニトリル、アセトンなどが挙げられる。
【００２６】
本発明において用いるトリメチルシリル化するための誘導体化試薬は、アミノ酸、有機酸及び糖質をトリメチルシリル化することができれば限定はない。このような誘導体化試薬としては、例えば、Ｎ−メチル−Ｎ−トリメチルシリルトリフルオロアセトアミド（ＭＳＴＦＡ）、Ｎ，Ｏ−ビス（トリメチルシリル）トリフルオロアセトアミド（ＢＳＴＦＡ）、トリメチルクロロシラン（ＴＭＣＳ）、Ｎ，Ｏ−ビス（トリメチルシリル）アセトアミド（ＢＳＡ）、Ｎ−メチル−Ｎ−トリメチルシリルアセトアミド（ＭＴＭＳＡ）、Ｎ−トリメチルシリルジメチルアミン（ＴＭＳＤＭＡ）、Ｎ−トリメチルシリルジエチルアミン（ＴＭＳＤＥＡ）、Ｎ−トリメチルシリルイミダソール（ＴＭＳＩ）などが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、２種以上組み合わせて用いてもよい。このうち、アミノ酸、有機酸及び糖質を効率的にトリメチルシリル化する観点からは、ＭＳＴＦＡ、ＢＳＴＦＡ及びＴＭＣＳから選択される少なくとも１種を含むのが好ましく、ＭＳＴＦＡとＴＭＣＳを含むものがより好ましい。また、この場合、ＭＳＴＦＡとＴＭＣＳの比（モル比）は、効率的にトリメチルシリル化を行う観点から、ＭＳＴＦＡに対してＴＭＣＳが０．５〜２０％が好ましい。
【００２７】
また、誘導体化試薬は、アミノ酸、有機酸及び糖質をより効率的にトリメチルシリル化する観点から、ピリジンを含んでいてもよい。ピリジンはトリメチルシリル化の触媒としての機能を有するものと推測される。
【００２８】
誘導体化試薬を固相カートリッジの強イオン交換樹脂相に送り出す量は、特に限定はないが、動作の単純化、自動化の容易化の観点、ＧＣ−ＭＳやＬＣ−ＭＳにおけるピーク形状への影響、安定した正確な試薬の導入、質量分析装置に対するダメージの防止などの観点からは、１回の送り出しで、強イオン交換樹脂相に吸着したアミノ酸、有機酸及び糖質全体が誘導体化試薬と接触できるようにするとともに、滞留前に固相カートリッジを通過する量を最小限にすることが好ましい。このような観点からは、誘導体化試薬を送り出す量は、強イオン交換樹脂相の見かけ容量の０．０７〜２．２倍であるのが好ましい。また、見かけ容積により異なるが、上限としては、ＧＣ−ＭＳ分析においてピーク形状をよりシャープにする観点からは、１．３倍以下がより好ましく、１．１倍以下がさらに好ましい。また、より安定した正確な試薬の導入の観点から、下限としては０．１倍以上がより好ましい。ここで、強イオン交換樹脂相の見かけ容量とは、強イオン交換樹脂相が充填されている部分の固相カートリッジの容積である。
【００２９】
本発明において用いる非イオン交換性の押出溶媒は、脱着したＴＭＳ化化合物を固相カートリッジから押し出すことができれば特に限定はないが、ＴＭＳ化化合物の安定性の観点から、ヘキサン、又は、アセトンとヘキサンの混合溶液が好ましい。また、アセトンとヘキサンの混合溶液としては、同様の理由から、アセトン（Ａ）とヘキサン（Ｈ）の容積基準の混合比（Ａ／Ｈ）が、１／１〜１／９が好ましい。
【００３０】
本発明において用いる第１及び第２送液ポンプは、特に限定はなく、分析対象試料等の使用量等に応じて適宜選択することができ、例えば、チューブポンプ、シリンジポンプ等が挙げられる。このうち、分析対象試料や誘導体化試薬の容量が微量な場合は、吐出量を精度よく制御する観点から、シリンジポンプを用いるのが好ましい。特に、第２送液ポンプに関しては、誘導体化部が、第２ノズルを介して誘導体化試薬を吸引するように構成している。この場合、誘導体化試薬は反応性が高いため、送り出し後に第２ノズルや途中の流路に残存していると、ノズルや流路が損傷する可能性がある。しかし、シリンジポンプを採用し、予め例えば押出溶媒をシリンジポンプに吸引した状態にするように誘導体化部を構成することで、押出溶媒により誘導体化試薬を押し出し、ノズルや流路内に誘導体化試薬が残存しないようにすることができる。そのため、その後の洗浄操作が簡便になり、分析前処理装置の簡略化、自動化がより容易になる。分析対象試料を複数連続して行う場合に特に有効である。
【００３１】
また、図１に示す分析前処理装置１では、上記構成以外に、任意の構成として、固相カートリッジＳを洗浄するための洗浄溶媒を貯留する２つの洗浄溶媒貯留部Ｂ１、Ｂ２と、洗浄溶媒貯留部Ｂ１、Ｂ２から各洗浄溶媒を、第１ノズルＮ１を介して固相カートリッジＳに供給するための２つの洗浄溶媒送液ポンプＰ１、Ｐ２と、第１送液ポンプＰ３が設けられている流路Ｌ３とそれぞれの洗浄溶媒送液ポンプＰ１、Ｐ２が設けられている流路Ｌ１、Ｌ２とを切り替えてそのいずれかを第１ノズルＮ１と連通させる切り替えバルブＶと、をさらに備えている。また、イオン交換部Ｅは、分析対象試料を固相カートリッジＳに負荷する前に、固相カートリッジＳの入口側ｅ３に第１ノズルＮ１の出口側ｅ１を接続して前記脱水用溶媒を供給するとともに、分析対象試料を固相カートリッジＳに負荷する前に、固相カートリッジＳの入口側ｅ３に第１ノズルＮ１の出口側ｅ１を接続して洗浄溶媒を供給するようにも構成されている。ここで、洗浄とは、固相カートリッジＳ内部と充填剤である強イオン交換樹脂相の洗浄のほか、強イオン交換樹脂相の状態を整える（コンディショニングとも称する）ことを包含する。
尚、分析対象試料の前に行う脱水用溶媒の固相カートリッジＳへの負荷を行わないようにして、少なくとも１種の洗浄溶媒のみを固相カートリッジＳへ供給するようにイオン交換部Ｅを構成してもよい。
【００３２】
このように、図１に示す例では、脱水用溶媒貯留部Ｂ３の他に、２つの洗浄溶媒貯留部Ｂ１、Ｂ２を備えているが、洗浄溶媒貯留部の数は、特に限定はなく、無くてもよいし、１つでも良いし、２つ以上でもよい。分析対象試料を負荷する前に、固相カートリッジＳ内部と充填剤である強イオン交換樹脂相の洗浄（コンディショニング）のために用いる洗浄溶媒の種類に応じて、適宜選択することができる。
【００３３】
本発明で使用可能な洗浄溶媒としては、強イオン交換樹脂相の洗浄（コンディショニング）を行うことができれば特に限定はなく、強イオン交換樹脂相の種類等に応じて適宜選択することができる。このような洗浄溶媒としては、イオン交換水、アセトン、アセトニトリル等が挙げられる。これらは、単独で使用してもよいし、２種以上組み合わせて使用してもよい。
【００３４】
図１に示す例では、切り替えバルブＶは、ポート１〜４を有する。ポート４は、第１ノズルＮ１に連通する流路Ｌ４と接続され、ポート１〜３のいずれかと内部で連通可能になっている。ポート１〜３は、それぞれ洗浄溶媒送液ポンプＰ１、Ｐ２が設けられている流路Ｌ１、Ｌ２、第１送液ポンプＰ３が設けられている流路Ｌ３と接続されている。ポート４とポート１〜３との連通は、例えば電磁弁等で切り替えることができる。
また、洗浄溶媒送液ポンプＰ１、Ｐ２と洗浄溶媒貯留部Ｂ１、Ｂ２と切り替えバルブＶ、及び、第１送液ポンプＰ３と脱水用溶媒貯留部Ｂ３と切り替えバルブＶは、図１の矢印方向に送液が可能なバルブｖ１を介して連通可能になっている。また、第２送液ポンプＰ８と押出溶媒貯留部Ｂ８は、図１の矢印方向に送液が可能なバルブｖ２を介して連通可能になっている。
尚、ポンプＰ１〜３、Ｐ８、切り替えバルブＶ、バルブｖ１、ｖ２の動作は、溶媒制御部により制御可能になっている。
【００３５】
図１に示す例では、固相カートリッジＳを所定位置に把持して固定するカートリッジ把持手段Ａをさらに備える。カートリッジ把持手段Ａには、連続して前処理を行うために予備の固相カートリッジＳを配置させるための構成を有していてもよい。
また、固相カートリッジＳを通過した脱水用溶媒、洗浄溶媒、分析対象試料を回収する廃液貯留部Ｂ４、分析対象試料を貯留するサンプル貯留部Ｂ５、ＴＭＳ化化合物を含む溶液を回収する分析溶液貯留部Ｂ６、誘導体化試薬を貯留する誘導体化試薬貯留部Ｂ７を保管する容器保管手段Ｃをさらに備える。
本発明に係る分析前処理装置では、イオン交換部Ｅにおいて、イオン交換を行う際に、固相カートリッジＳが廃液貯留部Ｂ４と連通し、その後、誘導体化部Ｄにおいて、トリメチルシリル化を行う際に、固相カートリッジＳが分析溶液貯留部Ｂ６と連通する。そのため、自動化の容易化の観点からは、固相カートリッジＳ又は廃液貯留部Ｂ４と分析溶液貯留部Ｂ６を移動させるのが好ましい。この場合、固相カートリッジＳを移動させてもよいし、廃液貯留部Ｂ４と分析溶液貯留部Ｂ６を移動させてもよい。本実施形態では、固相カートリッジＳを移動させる場合を例にして以下で説明する。この場合、カートリッジ把持手段Ａには、廃液貯留部Ｂ４、サンプル貯留部Ｂ５に対応する位置に、固相カートリッジＳを把持、固定する把持部（図示せず）をそれぞれ設ける。そして、固相カートリッジＳを動作に応じて各把持部に移動させるように構成する。固相カートリッジＳの移動は、移動手段により移動させるように構成し、移動手段は移動制御部により制御可能に構成するとよい。
【００３６】
また、本発明に係る分析前処理装置では、イオン交換部において、第１ノズルは固相カートリッジと接続するとともに、サンプル貯留部から分析対象試料を吸引し、第２ノズルは、固相カートリッジと接続するとともに、誘導体化試薬貯留部から誘導体化試薬を吸引する。そのため、第１／第２送液ノズルは、固相カートリッジに加え、それぞれサンプル貯留部／誘導体化試薬貯留部にも接続するのが好ましい。この場合、装置の簡略化、自動化の容易化の観点からは、各ノズルを移動させるのが好ましく、各ノズルは、同じ移動手段により移動させ、その動作を移動制御部により制御するように構成するのがより好ましい。また、前述のように固相カートリッジを移動させる場合は、共通の移動手段によりそれらを移動させ、共通の移動制御部により移動手段の移動の制御が可能なように構成するのが好ましい。
【００３７】
上述した溶媒制御部、移動制御部は、中央制御部により制御するように構成するのが好ましい。中央制御部は、例えば所定の演算処理を実行する中央演算処理装置と、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、所定の制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）やハードディスク等の記憶部と、これらの周辺回路等を備える（何れも図示せず。）。中央制御部は、記憶部に記憶された制御プログラムを実行することにより、溶媒制御部、移動制御部として機能する。また溶媒制御部と移動制御部は、イオン交換部及び誘導体化部の動作を制御するように構成される。
【００３８】
以下に、図１に示す分析前処理装置１の動作の例を、図１〜７を参照しつつ説明する。  図１に示す分析前処理装置１は、準備工程、洗浄工程、吸着工程、脱水工程、誘導体化工程、押出工程を行って、分析対象試料の分析前処理を終了するように構成されている。また、イオン交換部Ｅと誘導体化部Ｄを作動せることにより、準備工程が、イオン交換部Ｅを作動せることにより、洗浄工程、吸着工程、脱水工程が、誘導体化部Ｄを作動せることにより、誘導体化工程、押出工程が、行われるように構成される。
【００３９】
図１は、分析前処理装置１が準備工程を行っている状態を示したものである。この時、イオン交換部Ｅでは、切り替えバルブＶの各ポートを閉じた状態にし、各バルブｖ１は、ポンプＰ１〜Ｐ３とそれぞれ洗浄溶媒貯留部Ｂ１、Ｂ２、脱水用溶媒Ｂ３とが連通する状態にして、ポンプＰ１〜Ｐ３を作動させ、各溶媒を吸引する。また、同じく、誘導体化部Ｄでは、バルブｖ２は、ポンプＰ８と押出溶媒貯留部Ｂ８とが連通する状態にして、ポンプＰ８を作動させ、押出溶媒を吸引する。また、移動手段（図示せず。以下同じ。）により、固相カートリッジＳを、その通過する溶媒等を廃液貯留部Ｂ４に排出できる位置に移動させ、カートリッジ把持手段Ａの把持部に把持、固定する。所定の位置に固相カートリッジＳを配置し、各ポンプが所定量吸引した段階で、準備工程を終了する。
【００４０】
準備工程が終了すると、洗浄工程を行う。洗浄工程では、各洗浄溶媒を順番に第１ノズル１を介して固相カートリッジＳに送液する。図２は、２種の洗浄溶媒での洗浄を終えて、脱水用溶媒で洗浄を行っている状態を示したものである。洗浄工程を最初から説明すると、次のとおりである。まず、移動手段により第１ノズルＮ１を移動させ、その出口側ｅ１を固相カートリッジＳの入口側ｅ３と接続させる。また、切り替えバルブＶのポート４とポート１とが連通するように切り替える。そして、第１洗浄溶媒が吸引されているポンプＰ１を作動させ、所定量送液し、固相カートリッジＳ内、強イオン交換樹脂相を第１洗浄溶媒により洗浄する。所定量送液した後、ポンプＰ１を停止させるとともに、切り替えバルブＶのポート４とポート２とが連通するように切り替える。そして、第２洗浄溶媒が吸引されているポンプＰ２を作動させ、所定量送液し、固相カートリッジＳ内、強イオン交換樹脂相を第２洗浄溶媒により洗浄する。所定量送液した後、ポンプＰ２を停止させるとともに、切り替えバルブＶのポート４とポート３とが連通するように切り替える。そして、脱水用溶媒が吸引されているポンプＰ３を作動させ、所定量送液し、固相カートリッジＳ内、強イオン交換樹脂相を脱水用溶媒により洗浄する。所定量送液後、ポンプＰ３を停止させる。この時通液した各溶媒は廃液貯留部Ｂ４に排出される。以上で、洗浄工程が終了する。尚、各溶媒の組み合わせの例としては、例えば、第１洗浄溶媒が水、第２洗浄溶媒がアセトン、脱水用溶媒がアセトニトリルとする組み合わせが挙げられるが、これに限定されるわけではない。
【００４１】
洗浄工程が終了すると、吸着工程を行う。吸着工程では、分析対象試料を吸引し、固相カートリッジＳの強イオン交換樹脂相に負荷する。そして、分析対象試料に含まれ得るアミノ酸、有機酸及び糖質から選択される少なくとも一種の有機化合物を吸着させる。具体的に説明すると以下のとおりである。洗浄工程が終了すると、第１ノズルＮ１を移動手段（図示せず）により移動させ、その出口側ｅ１をサンプル貯留部Ｂ５に接続する。そして、ポンプＰ３を作動させ、所定量の分析対象試料をポンプＰ３により吸引する。図３はこの時の状態を示したものである。所定量吸引した後、ポンプＰ３を停止する。そして、再び第１ノズルＮ１を移動手段（図示せず）により移動させ、その出口側ｅ１を固相カートリッジＳの入口側ｅ３に接続した後、ポンプＰ３を再度作動させ、脱水用溶媒により吸引した所定量の分析対象試料を送り出す。図４は、この時の状態を示したものである。以上で吸着工程が終了する。必要に応じて、ポンプＰ３を停止してもよい。
【００４２】
吸着工程が終了すると、脱水工程を行う。脱水工程では、分析対象試料が負荷された固相カートリッジＳに脱水用溶媒を供給し、強イオン交換樹脂相を脱水する。図４は、この時の状態も示している。吸着工程においてポンプＰ３を停止させていた場合は、ポンプＰ３を作動させる。停止させていない場合は、吸着工程に引き続き脱水用溶媒を供給することになる。脱水用溶媒を所定量供給した後、ポンプＰ３を停止させる。そして、移動手段により、固相カートリッジＳの入口側ｅ３から第１ノズルＮ１移動させる。以上で脱水工程が終了する。
このように、本発明では、強イオン交換樹脂にアミノ酸、有機酸及び糖質から選択される少なくとも一種の有機化合物を吸着させた状態で、脱水用溶媒を供給するだけで強イオン交換樹脂相から分析対象試料に含まれる水分を実質的に誘導体化に影響がない程度に容易に除去することができる。そのため、誘導体化工程においてこれらの有機化合物の誘導体化を確実に行うことができる。
【００４３】
脱水工程が終了すると、誘導体化工程を行う。誘導体化工程では、強イオン交換樹脂相に、所定量の誘導体化試薬を供給して所定時間滞留させる。具体的に説明すると以下のとおりである。脱水工程が終了すると、移動手段により固相カートリッジＳをその通過する溶液を分析溶液貯留部Ｂ６に排出できる位置に移動させ、カートリッジ把持手段Ａのもう一方の把持部（図示せず。）に把持、固定する。そして、移動手段により第２ノズルＮ２を移動させ、その出口側ｅ２を誘導体化試薬貯留部Ｂ７に接続する。そして、第２送液ポンプＰ８を作動させ、誘導体化試薬を吸引する。図５はこの時の状態を示したものである。所定量吸引した後、ポンプＰ８を停止する。再度移動手段により第２ノズルＮ２を移動させ、その出口側ｅ２を固相カートリッジＳの入口側ｅ３に接続する。そして、第２送液ポンプＰ８を作動させ、吸引した所定量の誘導体化試薬を、非イオン交換性の押出溶媒により押し出して、強イオン交換樹脂相に供給する。図６はこの時の状態を示したものである。所定量の誘導体化試薬を供給した後、ポンプＰ８を停止する。これにより、誘導体化試薬を強イオン交換樹脂相に滞留させることができる。誘導体化試薬を所定時間滞留させることで、強イオン交換樹脂に吸着させたアミノ酸、有機酸及び糖質から選択される少なくとも一種の有機化合物をトリメチルシリル化するとともに、強イオン交換樹脂から脱着させることが可能になる。そのため、イオン交換性の通常の溶出溶媒を用いる必要がなくなり、装置の簡略化、処理時間の短縮化、自動化が容易になる。誘導体化試薬を所定時間滞留させて、誘導体化工程が終了する。
【００４４】
誘導体化工程が終了すると、押出工程を行う。押出工程では、誘導体化試薬が滞留している固相カートリッジＳに、非イオン交換性の押出溶媒を供給して、脱着したＴＭＳ化化合物を固相カートリッジＳから押し出す。具体的に説明すると以下のとおりである。誘導体化工程が終了すると、準備工程において押出溶媒が吸引されたポンプＰ８を作動させ、押出溶媒を所定量供給する。これにより、脱着したＴＭＳ化化合物が押出溶媒と共に固相カートリッジＳから押し出され、分析溶液貯留部Ｂ６に排出される。図７はこの時の状態を示したものである。所定量押出溶媒を供給した後、ポンプＰ８を停止する。以上により、押出工程が終了する。
尚、本実施形態の場合、ポンプＰ８に予め押出溶媒を吸引しておき、その後吸引した誘導体化試薬を押出溶媒で押し出すことで、流路Ｌ８に誘導体化試薬を残存させないようにすることができる。そのため、反応性の高い誘導体試薬による流路Ｌ８やバルブｖ２の損傷を防止することが容易になる。また、流路の洗浄が簡便になり、装置の簡略化、自動化がより容易になる。また、複数試料の分析前処理も容易になる。
【００４５】
押出工程が終了すると、必要に応じて定容化工程を行ってもよい。定容化工程は、分析溶液貯留部Ｂ６に排出されたＴＭＳ化化合物を含む分析溶液を所望の容量にする工程である。具体的に説明すると以下のとおりである。移動手段によりノズルＮ２を固相カートリッジＳから取り外す。さらに、移動手段により、固相カートリッジＳをその通過する溶液を分析溶液貯留部Ｂ６に排出できる位置から移動させる。固相カートリッジＳは使用済みカートリッジを受け入れる廃棄場（図示せず）に移動させるように構成してもよい。そして、例えば、移動手段によりノズルＮ２を分析溶液貯留部Ｂ６に接続し、誘導体化部ＤによりポンプＰ８を作動させ、所望の容量になるように押出溶媒を供給する。所望の容量になるとポンプＰ８を停止させる。以上により、定容化工程が終了する。定容化のための溶媒の種類に応じてイオン交換部Ｅにおいて、ポンプＰ１〜Ｐ３を作動させ、予め吸引されている溶媒を供給するように構成してもよい。
【００４６】
次に、本発明に係る分析前処理装置および分析前処理方法の実施形態の他の例について図面を参照しつつ説明する。
図８は、本例の分析前処理装置２の一部のブロック図を示したものである。分析前処理装置２は、トリメチルシリル化前処理部Ｆを備えること、容器保管手段Ｃにトリメチルシリル化前処理試薬を貯留する前処理試薬貯留部Ｂ１０をさらに有すること以外は、図１に示す分析前処理装置１と実質的に同じ構成を有する。そのため、同じ構成には同じ符号を付し、分析前処理装置１とは異なる構成について、以下に説明する。
尚、本発明において「トリメチルシリル化前処理試薬」とは、誘導体化部により前記有機化合物のトリメチルシリル化を行う前に、前記有機化合物を前処理するために用いる試薬を意味する。
【００４７】
本例の分析前処理装置２では、図１に示す分析前処理装置１の構成に加え、トリメチルシリル化された時に複数の異性体が生成する有機化合物のうち特定の異性体を優先的に生成させるためのトリメチルシリル化前処理試薬（以下、「ＴＭＳ化前処理試薬」と称する。）を貯留する前処理試薬貯留部Ｂ１０と、ＴＭＳ化前処理試薬の吸引若しくは吐出を行う第３ノズルＮ４と、ＴＭＳ化前処理試薬を第３ノズルＮ４を介して固相カートリッジＳに供給するための第３送液ポンプＰ９と、第３ノズルＮ４の出口側ｅ４を、前処理試薬貯留部Ｂ１０に接続して所定量の前処理試薬を第３送液ポンプＰ９により吸引した後、固相カートリッジＳの入口側ｅ３に接続して前記所定量のＴＭＳ化前処理試薬を送り出し、所定時間送液を停止させることでＴＭＳ化前処理試薬を滞留させ、イオン交換部Ｅにて強イオン交換樹脂相に吸着した前記有機化合物をＴＭＳ化前処理試薬により前処理するように構成されるトリメチルシリル化前処理部Ｆと、をさらに備える。即ち、本発明におけるトリメチルシリル化前処理部は、固相カートリッジの強イオン交換樹脂相に吸着した前記有機化合物に対して、誘導体化部Ｄによるトリメチルシリル化を行う前に、所定の試薬による前処理を行うように構成される。
【００４８】
このような構成を有することで、固相カートリッジの強イオン交換樹脂相に吸着した前記有機化合物にトリメチルシリル化の前処理（以下、「ＴＭＳ化前処理」と称する場合がある。）を行った後に、強イオン交換樹脂相に吸着したＴＭＳ化前処理された前記有機化合物に対してトリメチルシリル化を行うことができる。そのため、効率的にＴＭＳ化前処理と誘導体化を行うことができる。また、トリメチルシリル化された有機化合物の特定の異性体を優先的かつ効率的に得ることができる。
例えば、前記有機化合物が化学平衡関係にある異性体を有する場合や、トリメチルシリル化された時に複数の異性体を生成する場合には、分析前処理後に行うクロマトグラムによる測定の際に、誘導体化試薬の種類や有機化合物の種類によっては、トリメチルシリル化された異性体ごとにピークが形成されたり、他の有機化合物とリテンションタイムが重複したり、分析対象試料を採取後に化学平衡が崩れたりする可能性がある。そのため、誘導体化試薬の種類や有機化合物の種類によっては、トリメチルシリル化する前に化学平衡関係にある異性体のうち特定の異性体にまとめたり、トリメチルシリル化された時に複数の異性体が生成するのを防止する前処理を行って優先的に生成する特定の異性体にまとめたりして、解析できるようにした方が、前記化合物をより精度よく測定できる場合がある。本例は、このような場合に好適である。
【００４９】
本発明で使用可能なＴＭＳ化前処理試薬の有効成分としては、トリメチルシリル化された時に、複数の異性体が生成する有機化合物のうち特定の異性体のトリメチルシリル化有機化合物を優先的に生成することができれば、特に限定はなく、有機化合物や誘導体化試薬の種類等に応じて適宜選択することができる。ＴＭＳ化前処理試薬によりＴＭＳ化前処理を行うことで、例えば、ある前記有機化合物に存在する化学平衡関係にある異性体のうち、ある特定の異性体のトリメチルシリル化有機化合物を優先的に得ることや、トリメチルシリル化された時に複数の異性体が生成するのを防止して、ある特定の異性体のトリメチルシリル化有機化合物を優先的に得ることが可能になる。一例を挙げると、フルクトースは、環状構造のβ−フルクトピラノース、β−フルクトフラノース、α−フルクトフラノースおよび少量の鎖状構造を含むその他の構造との間で化学平衡の状態にあるとされており、ＴＭＳ化前処理を行うことで、環状構造の異性体を開環させて鎖状構造とし、鎖状構造のトリメチルシリル化有機化合物を優先的に得ることができる。また、他の例では、本発明者は、スクロースをトリメチルシリル化した時に複数の異性体が生成するが、ＴＭＳ化前処理を行うことで、特定の異性体のトリメチルシリル化有機化合物を優先的に得ることができることを確認している。
このような試薬の有効成分としては、例えば、窒素を含有する化合物を含有するのが好ましく、アミン化合物を含有するのがより好ましい。このようなアミン化合物としては、アルコキシアミンおよびその塩（塩酸塩を含む）などが好ましい。アルコキシアミンおよびその塩（塩酸塩を含む）としては、例えば、メトキシアミンおよびその塩（塩酸塩を含む）（以下、「メトキシアミン等」と称する。）などが挙げられる。尚、本発明では、メトキシアミン等を含有する試薬を用いて行うＴＭＳ化前処理を、メトキシム化処理と称し、そのＴＭＳ化前処理試薬をメトキシム化試薬と称する。
窒素を含有する化合物の前処理試薬中の濃度は特に限定はないが、特定の異性体を優先的に生成する観点からは、５〜１０％が好ましい。
【００５０】
また、ＴＭＳ化前処理試薬は、窒素を含有する化合物を溶解することが可能な溶媒を含むのが好ましい。このような溶媒としては、例えば、ピリジン、アセトニトリル、アセトン、クロロホルム、ジクロロメタンなどが挙げられる。また、このうち、ピリジンやアセトニトリル等の窒素を含有する有機化合物からなる溶媒を用いるのが好ましい。また、これらは、１種でもよいし、２種以上混合して用いてもよい。
【００５１】
ここで、ＴＭＳ化前処理試薬の有効成分としてアミン化合物特にメトキシアミン等を用いる場合について説明する。本発明者が検討したところによると、メトキシアミン等は溶媒であるピリジンに対して溶解性が低く、２％メトキシアミン等のピリジン溶液しか得ることができなかった。この程度の濃度の場合、トリメチルシリル化された時に生成する複数の異性体のうちの特定の異性体をある程度優先的に生成することはできる場合はあるが、改善の余地があった。尚、前述のようにピリジンは前記有機化合物の誘導体化を行う際には触媒として機能するため、ＴＭＳ化前処理試薬の溶媒として好適である。
ところが、本発明者の検討によると、ピリジンとアセトニトリルの混合溶媒を用いることで、メトキシアミン等の１０％溶液を得ることができることが判明した。また、この混合比を調製することで、ＴＭＳ化前処理試薬（メトキシム化試薬）を少量用いるだけで特定の異性体の誘導体化物を生成することができることを見出している。この場合、ピリジン（Ｐ）とアセトニトリル（Ａ）の混合比（Ｐ／Ａ、容積基準）は、３／１〜１０／１であるのが好ましく、４／１〜９／１がより好ましく、８／１〜９／１が特に好ましい。
【００５２】
ＴＭＳ化前処理試薬を固相カートリッジの強イオン交換樹脂相に送り出す量は、特に限定はないが、１回の送り出しで、強イオン交換樹脂相に吸着したアミノ酸、有機酸及び糖質全体がＴＭＳ化前処理試薬と接触できるようにするとともに、滞留前に固相カートリッジを通過する量を最小限にすることが好ましい。このような観点からは、ＴＭＳ化前処理試薬を送り出す量は、強イオン交換樹脂相の見かけ容量の０．０７〜２．２倍であるのが好ましい。また、見かけ容積により異なるが、上限としては、ＧＣ−ＭＳ分析においてピーク形状をよりシャープにする観点からは、１．３倍以下がより好ましく、１．１倍以下がさらに好ましい。また、より安定した正確な試薬の導入の観点から、下限としては０．１倍以上がより好ましい。
【００５３】
本発明において用いる第３送液ポンプは、前述の第２送液ポンプと同様の構成にすることができる。また、ＴＭＳ化前処理試薬が誘導体化試薬のように反応性が高い場合は、前述のようにシリンジポンプが好適である。
【００５４】
また、図８に示す分析前処理装置２では、任意の構成として、前処理試薬貯留部Ｂ１０から吸引した前処理試薬を送り出すための押出溶媒貯留部Ｂ９を有する。この押出溶媒は、分析前処理装置１の場合と同様のものを用いることができる。第３送液ポンプＰ９と押出溶媒貯留部Ｂ９は、図８の矢印方向に送液が可能なバルブｖ３を介して連通可能になっている。ポンプＰ９、バルブｖ３の動作も、分析前処理装置１と同様に、溶媒制御部により制御可能になっている。また、第３ノズルＮ４は、固相カートリッジＳと接続するとともに、前処理試薬貯留部Ｂ１０から押出溶媒を吸引する。そのため、第３ノズルＮ４は、固相カートリッジＳに加え、前処理試薬貯留部Ｂ１０にも接続するのが好ましい。この場合、装置の簡略化、自動化の容易化の観点からは、第３ノズルＮ４を移動させるのが好ましく、分析前処理装置１と同様に、第１及び第２ノズルと同じ移動手段により移動させ、その動作を移動制御部により制御するように構成するのがより好ましい。
【００５５】
以下に、図８に示す分析前処理装置２の動作の例を、図９、１０を参照しつつ説明する。
図８に示す分析前処理装置２は、準備工程、洗浄工程、吸着工程、脱水工程、ＴＭＳ化前処理工程、誘導体化工程、押出工程を行って、分析対象試料の分析前処理を終了するように構成されている。また、イオン交換部Ｅ、ＴＭＳ化前処理部Ｆ、誘導体化部Ｄを作動せることにより、準備工程が、イオン交換部Ｅを作動せることにより、洗浄工程、吸着工程、脱水工程が、ＴＭＳ化前処理部Ｆを作動させることにより、ＴＭＳ化前処理工程が、誘導体化部Ｄを作動せることにより、誘導体化工程、押出工程が、行われるように構成される。尚、以下では、図１に示す分析前処理装置１と異なる構成である、ＴＭＳ化前処理部Ｆに関わる動作について説明する。
【００５６】
図８は、分析前処理装置２が準備工程を行っている状態を示したものである。この時、ＴＭＳ化前処理部Ｆでは、バルブｖ３は、ポンプＰ９と押出溶媒貯留部Ｂ９とが連通する状態にして、ポンプＰ９を作動させ、押出溶媒を吸引する。これ以外は、分析前処理装置１の場合と同様にして準備工程を終了する。準備工程が終了すると、前述のようにして順次、洗浄工程、吸着工程、脱水工程を行う。
【００５７】
脱水工程が終了すると、ＴＭＳ化前処工程を行う。ＴＭＳ化前処工程では、強イオン交換樹脂相に、所定量のＴＭＳ化前処理試薬を供給して所定時間滞留させる。具体的に説明すると以下のとおりである。脱水工程が終了すると、移動手段により固相カートリッジＳをその通過する溶液を分析溶液貯留部Ｂ６に排出できる位置に移動させ、カートリッジ把持手段Ａのもう一方の把持部（図示せず。）に把持、固定する。そして、移動手段により第３ノズルＮ４を移動させ、その出口側ｅ４を前処理試薬貯留部Ｂ１０に接続する。そして、第３送液ポンプＰ９を作動させ、ＴＭＳ化前処理試薬を吸引する。図９はこの時の状態を示したものである。所定量吸引した後、ポンプＰ９を停止する。再度移動手段により第３ノズルＮ４を移動させ、その出口側ｅ４を固相カートリッジＳの入口側ｅ３に接続する。そして、第３送液ポンプＰ９を作動させ、吸引した所定量のＴＭＳ化前処理試薬を、非イオン交換性の押出溶媒により押し出して、強イオン交換樹脂相に供給する。図１０はこの時の状態を示したものである。所定量のＴＭＳ化前処理試薬を供給した後、ポンプＰ９を停止する。これにより、ＴＭＳ化前処理試薬を強イオン交換樹脂相に滞留させることができる。ＴＭＳ化前処理試薬を所定時間滞留させることで、強イオン交換樹脂に吸着させたアミノ酸、有機酸及び糖質から選択される少なくとも一種の有機化合物を前処理する。これにより、トリメチルシリル化された時に複数の異性体が生成する有機化合物のうち特定の異性体（トリメチルシリル化有機化合物）を優先的に生成することができる。
尚、本実施形態の場合、ポンプＰ９に予め押出溶媒を吸引しておき、その後吸引したＴＭＳ化前処理試薬を押出溶媒で押し出すことで、流路Ｌ９にＴＭＳ化前処理試薬を残存させないようにすることができる。そのため、反応性の高い誘導体試薬による流路Ｌ９やバルブｖ３の損傷を防止することが容易になる。また、流路の洗浄が簡便になり、装置の簡略化、自動化がより容易になる。また、複数試料の分析前処理も容易になる。
【００５８】
ＴＭＳ化前処工程が終了すると、誘導体化工程を行う。本例では、分析前処理装置１の場合と異なり固相カートリッジＳを既に所定の位置に移動させ、把持、固定させているため、ＴＭＳ化前処理工程が終了すると、移動手段により第２ノズルＮ２を移動させ、その出口側ｅ２を誘導体化試薬貯留部Ｂ７に接続する。この後は、分析前処理装置１の場合と同様にして誘導体化工程及び押出工程を行う。必要に応じて、前述したように定容化工程等を行ってもよい。
【実施例】
【００５９】
（実施例１）
分析対象試料として、（１）アラニン（ａｌａｎｉｎｅ）、（２）バリン（ｖａｌｉｎｅ）、（３）ロイシン（ｌｅｕｃｉｎｅ）、（４）イソロイシン（ｉｓｏｌｅｕｓｉｎｅ）、（５）プロリン（ｐｒｏｌｉｎｅ）、（６）グリシン（ｇｌｙｃｉｎｅ）、（７）セリン（ｓｅｒｉｎｅ）、（８）トレオニン（ｔｈｒｅｏｎｉｎｅ）、（９）アスパラギン酸（ａｓｐａｒｔｉｃ  ａｃｉｄ）、（１０）メチオニン（ｍｅｔｈｉｏｎｉｎｅ）、（１１）オキソプロリン（Ｏｘｏ−Ｐｒｏｌｉｎｅ）、（１２）グルタミン酸（ｇｌｕｔａｍｉｃ  ａｃｉｄ）、（１３）フェニルアラニン（ｐｈｅｎｙｌａｌａｎｉｎｅ）、（１４）リシン（ｌｙｓｉｎｅ）、（１５）チロシン（ｔｙｒｏｓｉｎｅ）、（１６）シスチン（ｃｙｓｔｉｎｅ）を含むアミノ酸溶液を調製した。
トリメチルシリル化する誘導体化試薬として、ＭＳＴＦＡとＴＭＣＳの混合溶液（ＭＳＴＦＡ：ＴＭＣＳ＝９９：１）とピリジンの混合試薬（混合溶液：ピリジン＝５：１、容積比）を調製した。
強陽イオン交換樹脂相を有する固相カートリッジ（株式会社アイスティサイエンス製、Ｓｍａｒｔ−ＳＰＥ  ＣＸｉ−２０、見かけ容積４５ｍｍ３）を準備し、固相カートリッジに、第１洗浄溶媒としてイオン交換水１ｍＬを供給し、次いで、第２洗浄溶媒としてアセトン１ｍＬを供給し、次いで、脱水用溶媒としてアセトニトリル１ｍＬを供給し、固相カートリッジ内、強陽イオン交換樹脂相を洗浄した（洗浄工程）。
次いで、アミノ酸溶液０．２ｍＬを固相カートリッジに負荷し、強陽イオン交換樹脂相アミノ酸を吸着させた（吸着工程）。そして、脱水用溶媒０．５ｍＬを供給し、強陽イオン交換樹脂相を脱水した（脱水工程）。
次いで、混合試薬６０μＬを固相カートリッジに負荷し、１分間滞留させた（誘導体化工程）。その後、押出溶媒としてアセトン（Ａ）とヘキサン（Ｈ）の混合溶液（Ａ／Ｈ＝１５／８５）０．９４ｍＬを供給し、脱着したトリメチルシリル化アミノ酸群を固相カートリッジから押し出し、試験管に回収した（押出工程）。これに、押出溶媒を供給して定容化し、１ｍＬの分析用溶液を得た。
洗浄工程から分析用溶液を得るまで、概ね５分程度で終了した。
この分析用溶液２５μＬを用い、ガスクロマトグラフ質量分析装置（アジレントテクノロジー社製、Ａｇｉｌｅｎｔ  ７８９０／５９７５Ｃ）により、質量分析を行った。尚、この時の分析条件は、下記のとおりとした。分析結果を図１１に示す。図１１中の番号１〜１６が上記アミノ酸（１）〜（１６）のトリメチルシリル化化合物に対応する。
＜ＧＣ−ＭＳ分析条件＞
PTV Injector  ：  LVI-S200（AiSTI Science co.ltd.）；Stomach Insert
Injector Temp.  ：  70℃（0.3min）−120℃／min−290℃（18min）
Auto Samplor  ：  Agilent 7683 （Agilent co.ltd.）；50μL Syringe
Injector Volume  ：  25μL
Injector Speed  ：  Slow
Column  ：  DB-5MS，0.25 mm i.d. × 30m，df；0.25μm
Column Oven Temp.  ：  60℃（4min）−15℃／min−300℃（3min）
Inlet Mode  ：  Solvent Vent Mode
Vent Flow  ：  150mL/min
Vent Press  ：  70kPa
Vent End Time  ：0.27min
Parge Flow  ：  50mL／min
Parge Time  ：  4min
Gas Saver Flow  ：  20mL／min
Gas Saver Time  ：  6min
Detector Temp.  ：  290℃
MS Method  ：  SCAN；50−450m／z【００６０】
（実施例２）
分析対象試料として、リビトール（ｒｉｂｉｔｏｌ）、フルクトース（ｆｒｕｃｔｏｓｅ）、クエン酸塩（ｃｉｔｒａｔｅ）、スクロース（ｓｕｃｒｏｓｅ）を含む溶液を調製し、この溶液をアセトニトリルにて５０倍に希釈したものを糖質溶液として用いた。
誘導体化試薬は、実施例１と同じものを使用した。
強陰イオン交換樹脂相を有する固相カートリッジ（株式会社アイスティサイエンス製、Ｓｍａｒｔ−ＳＰＥ  ＡＸｉ−２０、見かけ容積４５ｍｍ３）を準備し、固相カートリッジに、第１洗浄溶媒としてイオン交換水２ｍＬを供給し、次いで、第２洗浄溶媒としてアセトン２ｍＬを供給し、次いで、脱水用溶媒としてアセトニトリル２ｍＬを供給し、固相カートリッジ内、強陰イオン交換樹脂相を洗浄した（洗浄工程）。
次いで、糖質溶液１ｍＬを固相カートリッジに負荷し、強陰イオン交換樹脂相に糖質を吸着させた（吸着工程）。そして、脱水用溶媒１ｍＬを供給し、強陰イオン交換樹脂相を脱水した（脱水工程）。
次いで、混合試薬６０μＬを固相カートリッジに負荷し、１分間滞留させた（誘導体化工程）。その後、押出溶媒としてアセトン（Ａ）とヘキサン（Ｈ）の混合溶液（Ａ／Ｈ＝１５／８５）０．９４ｍＬを供給し、脱着したトリメチルシリル化糖質群を固相カートリッジから押し出し、試験管に回収した（押出工程）。これに、押出溶媒を供給して定容化し、１ｍＬの分析用溶液を得た。
洗浄工程から分析用溶液を得るまで、概ね５分程度で終了した。
この分析用溶液２５μＬを用い、実施例１と同様にして、質量分析を行った。分析結果を図１２に示す。【００６１】
（参考例１）
固相カートリッジとして、弱陰イオン交換樹脂相を有するもの（株式会社アイスティサイエンス製、Ｓｍａｒｔ−ＳＰＥ  ＷＡＸｉ−２０、見かけ容積４５ｍｍ３）を用いた以外は実施例２と同様にして分析前処理を行い、１ｍＬの分析用溶液を得た。この分析用溶液２５μＬを用い、実施例１と同様にして、質量分析を行った。分析結果を、実施例２におけるＴＭＳ化糖質のピーク値に対する相対値として表１に示す。【００６２】
（参考例２）
固相カートリッジとして、シリカ系の充填相を有するもの（株式会社アイスティサイエンス製、Ｓｍａｒｔ−ＳＰＥ  ＳＡＸ−３０、見かけ容積６８ｍｍ３）を用いた以外は実
施例２と同様にして分析前処理を行い、１ｍＬの分析用溶液を得た。この分析用溶液２５μＬを用い、実施例１と同様にして、質量分析を行った。分析結果を、実施例２におけるＴＭＳ化糖質のピーク値に対する相対値として表１に示す。【００６３】
【表１】
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【００６４】
図１１、１２から分かるように、各種のアミノ酸や糖質を含む溶液を分析対象試料として用いた場合に、本発明に係る分析前処理方法を採用することで、トリメチルシリル化されたアミノ酸や糖質を分析用溶液として回収可能であることが示された。
また、表１から分かるように、参考例１、２に比べ、実施例２（強イオン交換樹脂相）では、各種のトリメチルシリル化された糖質を高感度に検出可能であることが分かる。
このように、本発明に係る分析前処理方法は、網羅的で定量的な分析を行うことが必要なメタボローム解析に好適であることが示された。したがって、この処理方法を行うことができる本発明に係る分析前処理装置は、メタボローム解析のための分析前処理を簡便かつ短時間で行うこと、また、容易に自動化することが期待できる。【００６５】
（実施例３）
分析対象試料として、フルクトース（ｆｒｕｃｔｏｓｅ）、スクロース（ｓｕｃｒｏｓｅ）を含む溶液（合計０．２ｍＭ）を調製し、この溶液をアセトニトリルにて５０倍に希釈したものを糖質溶液として用いた。
ＴＭＳ化前処理試薬（メトキシム化試薬）は、１０容積％メトキシアミン溶液を用いた。この溶液の溶媒は、ピリジン（Ｐ）とアセトニトリル（Ａ）の混合溶媒（Ｐ／Ａ＝９／１）とした。
誘導体化試薬は、ＭＳＴＦＡ（原液）を用いた。
強陽イオン交換樹脂相を有する固相カートリッジ（株式会社アイスティサイエンス製、Ｓｍａｒｔ−ＳＰＥ  ＡＸｉ−２０）を準備し、固相カートリッジに、第１洗浄溶媒としてイオン交換水２ｍＬを供給し、次いで、第２洗浄溶媒としてアセトン２ｍＬを供給し、次いで、脱水用溶媒としてアセトニトリル２ｍＬを供給し、固相カートリッジ内、強陽イオン交換樹脂相を洗浄した（洗浄工程）。
次いで、糖質溶液１ｍＬを固相カートリッジに負荷し、強陰イオン交換樹脂相に糖質を吸着させた（吸着工程）。そして、脱水用溶媒１ｍＬを供給し、強陰イオン交換樹脂相を脱水した（脱水工程）。
次いで、前処理試薬３０μＬを固相カートリッジに負荷し、２分間滞留させた（ＴＭＳ化前処理（メトキシム化処理）工程）。
次いで、誘導体化試薬５０μＬを固相カートリッジに負荷し、１分間滞留させた（誘導体化工程）。その後、押出溶媒としてアセトン（Ａ）とヘキサン（Ｈ）の混合溶液（Ａ／Ｈ＝１５／８５）０．９２ｍＬを供給し、脱着したトリメチルシリル化糖質群を固相カートリッジから押し出し、試験管に回収した（押出工程）。これに、押出溶媒を供給して定容化し、１ｍＬの分析用溶液を得た。
洗浄工程から分析用溶液を得るまで、概ね５分程度で終了した。
この分析用溶液２５μＬを用い、実施例１と同様にして、質量分析を行った。分析結果を図１３に示す。【００６６】
（参考例３）
ＴＭＳ化前処理（メトキシム化処理）工程を行わなかった以外は、実施例３と同様にして分析前処理を行い、１ｍＬの分析用溶液を得た。この分析用溶液２５μＬを用い、実施例１と同様にして、質量分析を行った。分析結果を図１４に示す。【００６７】
図１３、１４から分かるように、この系では、ＴＭＳ化前処理（メトキシム化処理）工程を行った場合（図１３）、それを行わなかった場合（図１４）に対して、フルクトースについては鎖状構造を有する異性体に基づくピークが得られ（図１３、１４の符号Ｘの範囲のピーク参照。）、スクロースについては、複数の異性体に基づくピーク数が特定の異性体に基づくピーク数に減少している（図１３、１４の符号Ｙの範囲のピーク参照）。このように、ＴＭＳ化前処理を行うことで、トリメチルシリル化された時に複数の異性体が生成する有機化合物のうち特定の異性体（トリメチルシリル化有機化合物）を優先的に生成させることが可能であることが分かる。
【符号の説明】
【００６８】
１、２  分析前処理装置
Ｅ  イオン交換部
Ｄ  誘導体化部
Ｆ  トリメチルシリル化前処理部
Ｓ  固相カートリッジ
Ｂ１、Ｂ２  洗浄溶媒貯留部
Ｂ３  脱水用溶媒貯留部
Ｂ４  廃液貯留部
Ｂ５  サンプル貯留部
Ｂ６  分析溶液貯留部
Ｂ７  誘導体化試薬貯留部
Ｂ８、Ｂ９  押出溶媒貯留部
Ｂ１０  前処理試薬貯留部
Ｐ１、Ｐ２  洗浄溶媒送液ポンプ
Ｐ３  第１送液ポンプ
Ｐ８  第２送液ポンプ
Ｐ９  第３送液ポンプ
Ｖ  切り替えバルブ
ｖ１、ｖ２、ｖ３  バルブ
Ｎ１  第１送液ノズル
Ｎ２  第２送液ノズル
Ｎ４  第３送液ノズル
ｅ１  第１送液ノズルの出口側
ｅ２  第２送液ノズルの出口側
ｅ３  固相カートリッジの入口側
ｅ４  第３送液ノズルの出口側
Ａ  カートリッジ把持手段
Ｃ  容器保管手段
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ８、Ｌ９  流路
【要約】
強イオン交換樹脂相を有する固相カートリッジＳに分析対象試料を負荷し、所定の有機化合物を吸着させ、その後脱水用溶媒を供給して脱水するように構成されるイオン交換部と、脱水された強イオン交換樹脂相に、所定量の誘導体化試薬を供給して所定時間滞留させ、強イオン交換樹脂相に吸着した有機化合物をトリメチルシリル化すると同時に強イオン交換樹脂相から脱着させ、その後押出溶媒を供給して、脱着したトリメチルシリル化された有機化合物を固相カートリッジＳから押し出すように構成される誘導体化部と、を備えるアミノ酸、有機酸及び糖質の分析前処理装置により、分析対象試料に含まれるアミノ酸、有機酸及び糖質から選択される少なくとも一種の有機化合物を簡便かつ短時間で誘導体化して回収することができ、自動化も可能になる。【図１】
0005907326.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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