(57)【要約】【課題】本発明は、イオンクロマトグラフィーにおいて、１価および２価の陽イオンを同時分析する際に、１価の陽イオンの分離を損なうことなく、２価の陽イオンを迅速で精度のよく分析できる液体クロマトグラフィー用溶離液を提供することを課題とする。更に、該溶離液を用いたイオンクロマトグラフィー分析法と提供することを課題とする。【解決手段】溶離液中のピリジン−２，６−ジカルボン酸等これまで知られた添加物の濃度を上げる方法ではなく、同一分子内にホスホン酸基を２つ以上含む化合物を含む溶離液を用いることにより、上記課題を解決できる。【選択図】　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一分子内にホスホン酸基を２つ以上含む化合物を含むことを特徴とする液体クロマトグラフィー用溶離液。
【請求項２】
液体クロマトグラフィーが、イオンクロマトグラフィーであることを特徴とする請求項１に記載の液体クロマトグラフィー用溶離液。
【請求項３】
イオンクロマトグラフィーが、陽イオンを分離分析するイオンクロマトグラフィーであることを特徴とする請求項２に記載の液体クロマトグラフィー用溶離液。
【請求項４】
同一分子内にホスホン酸基を２つ以上含む化合物が、メチレンジホスホン酸及び／または１−ヒドロキシエタン−１，１−ジホスホン酸であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液体クロマトグラフィー用溶離液。
【請求項５】
同一分子内にホスホン酸基を２つ以上含む化合物が、１−ヒドロキシエタン−１，１−ジホスホン酸であることを特徴とする請求項４に記載の液体クロマトグラフィー用溶離液。
【請求項６】
ピリジン−２，６−ジカルボン酸を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の液体クロマトグラフィー用溶離液。
【請求項７】
同一分子内にホスホン酸基を２つ以上含む化合物を含むことを特徴とする液体クロマトグラフィー用溶離液を用いることを特徴とするイオンクロマトグラフィー分析法。
【請求項８】
イオンクロマトグラフィー分析法が、陽イオンを分離分析する方法であることを特徴とする請求項７に記載のイオンクロマトグラフィー分析法。
【請求項９】
同一分子内にホスホン酸基を２つ以上含む化合物が、メチレンジホスホン酸及び／または１−ヒドロキシエタン−１，１−ジホスホン酸であることを特徴とする請求項７または８に記載のイオンクロマトグラフィー分析法。
【請求項１０】
同一分子内にホスホン酸基を２つ以上含む化合物が、１−ヒドロキシエタン−１，１−ジホスホン酸であることを特徴とする請求項９に記載のイオンクロマトグラフィー分析法。
【請求項１１】
ピリジン−２，６−ジカルボン酸を含むことを特徴とする請求項７〜１０のいずれかに記載のイオンクロマトグラフィー分析法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、液体クロマトグラフィー、特に、イオンクロマトグラフィーにおいて、陽イオンを分離分析する際に用いられる溶離液に関する。また、該溶離液を用いる液体クロマトグラフィーにおける、イオンクロマトグラフィー分析法、特に陽イオンを分離分析する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、１価及び２価の陽イオンを同時に分析する液体クロマトグラフィー法として、シリカゲルにポリブタジエンマレイン酸の被膜を形成した陽イオン交換体を充填した分離カラムに酒石酸、クエン酸等の有機酸を添加した水溶液を流し、試料中の１価と２価の陽イオンを分離した後、伝導度検出器で検出する方法が報告されている（非特許文献１参照。）。
【０００３】
さらに、改善された方法として、同じ陽イオン交換体を用いて、液体クロマトグラフィーを行う際に、ピリジン−２，６−ジカルボン酸を添加し、２価の陽イオンとの錯イオンを形成させることにより２価の陽イオンの保持容量比を選択的に減少させ測定時間を短くする方法が発表されている（非特許文献２参照。）。このピリジン−２，６−ジカルボン酸を用いた溶離液は、１価と２価の陽イオンを同時に分析できるノンサプレッサー用陽イオンクロマトグラフィー用のカラム（例えば、ＹＫ−４２１　昭和電工製）を用いた分析時の溶離液として、広く用いられている。
【０００４】
この溶離液による、１価の陽イオンの溶出位置と、２価の陽イオンの溶出位置はかなり異なるので、分析時間が長くなることがある。
【０００５】
これを改善するためには、２価のカチオンをなるべく早く溶出させる必要がある。２価の陽イオンを早く溶出させるために用いられる方法として、溶離液中のピリジン−２，６−ジカルボン酸等の濃度を上げる方法がある。この方法で２価の陽イオンの溶出は早くすることができるが、同時に１価の陽イオンのピークどうしが接近し、１価の陽イオンの分離を悪化する。さらに、溶離液の電気伝導度も大きくなる。溶離液の電気伝導度は大きくなればなるほど、ベースラインのふらつきが増すので、分析精度の低下の原因となる。
【０００６】
【非特許文献１】
「クロマトグラフィア（Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｉａ）」，１９８７年，第２３巻，第７号，ｐ．４６５−４７２
【非特許文献２】
「アメリカン　ラボラトリー（Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ）」，１９８９年，第２１巻，第５号，ｐ．９２−１０１
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、イオンクロマトグラフィーにおいて、１価および２価の陽イオンを同時分析する際に、１価の陽イオンの分離を損なうことなく、２価の陽イオンを迅速で精度のよく分析できる液体クロマトグラフィー用溶離液を提供することを課題の一つとする。更に、該溶離液を用いたイオンクロマトグラフィー分析法と提供することを課題の一つとする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、溶離液中のピリジン−２，６−ジカルボン酸等これまで知られた添加物の濃度を上げる方法ではなく、低濃度の溶液で２価の陽イオンを早く溶出できる化合物を用いれば、上記課題を解決できると考え、鋭意研究を進めた結果、同一分子内にホスホン酸基を２つ以上含む化合物を含む溶離液が有効であることを見出し、本発明を完成した。
【０００９】
すなわち，本発明は例えば、以下の項目からなる。
【００１０】
［１］同一分子内にホスホン酸基を２つ以上含む化合物を含むことを特徴とする液体クロマトグラフィー用溶離液。
【００１１】
［２］液体クロマトグラフィーが、イオンクロマトグラフィーであることを特徴とする［１］に記載の液体クロマトグラフィー用溶離液。
【００１２】
［３］イオンクロマトグラフィーが、陽イオンを分離分析するイオンクロマトグラフィーであることを特徴とする［２］に記載の液体クロマトグラフィー用溶離液。
【００１３】
［４］同一分子内にホスホン酸基を２つ以上含む化合物が、メチレンジホスホン酸及び／または１−ヒドロキシエタン−１，１−ジホスホン酸であることを特徴とする［１］〜［３］のいずれかに記載の液体クロマトグラフィー用溶離液。
【００１４】
［５］同一分子内にホスホン酸基を２つ以上含む化合物が、１−ヒドロキシエタン−１，１−ジホスホン酸であることを特徴とする［４］に記載の液体クロマトグラフィー用溶離液。
【００１５】
［６］ピリジン−２，６−ジカルボン酸を含むことを特徴とする［１］〜［５］のいずれかに記載の液体クロマトグラフィー用溶離液。
【００１６】
［７］同一分子内にホスホン酸基を２つ以上含む化合物を含むことを特徴とする液体クロマトグラフィー用溶離液を用いることを特徴とするイオンクロマトグラフィー分析法。
【００１７】
［８］イオンクロマトグラフィー分析法が、陽イオンを分離分析する方法であることを特徴とする［７］に記載のイオンクロマトグラフィー分析法。
【００１８】
［９］同一分子内にホスホン酸基を２つ以上含む化合物が、メチレンジホスホン酸及び／または１−ヒドロキシエタン−１，１−ジホスホン酸であることを特徴とする［７］または［８］に記載のイオンクロマトグラフィー分析法。
【００１９】
［１０］同一分子内にホスホン酸基を２つ以上含む化合物が、１−ヒドロキシエタン−１，１−ジホスホン酸であることを特徴とする［９］に記載のイオンクロマトグラフィー分析法。
【００２０】
［１１］ピリジン−２，６−ジカルボン酸を含むことを特徴とする［７］〜［１０］のいずれかに記載のイオンクロマトグラフィー分析法。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明は、同一分子内にホスホン酸基を二つ以上含む化合物を含む溶離液を用いることにより、液体クロマトグラフィー、特に、陽イオンを分析するイオンクロマトグラフィーにおいて、１価および２価の陽イオンを迅速に精度よく分析できるというものである。
【００２２】
本発明で用いられる同一分子内にホスホン酸基を２つ以上含む化合物とは、例えば、エチリデンジホスホン酸、エタンジホスホン酸、メチレンジホスホン酸、１−ヒドロキシエタン−１，１−ジホスホン酸等をあげることができる。好ましくは、メチレンジホスホン酸、１−ヒドロキシエタン−１，１−ジホスホン酸であり、特に好ましくは、１−ヒドロキシエタン−１，１−ジホスホン酸（以下、ＨＥＤＰＡと表記する場合がある。）が望ましい。
【００２３】
本発明の溶離液には、その他の化合物を添加することができる。例えば、保存安定性を上げるために、ホウ酸等を加えてもよい。分離を改善するために、金属イオンと錯体を形成する化合物、例えばクラウンエーテル等を加えてもよい。特に、２価の陽イオンの代表であるカルシウムイオンのピークが検出される時間を早めるためにピリジン−２，６−ジカルボン酸が好適に用いられる。
【００２４】
本発明の溶離液に加えられる同一分子内にホスホン酸基を２つ以上含む化合物の濃度は、用いる分析用カラムに応じて決定される。一般的に用いられる濃度としては、０．０１ｍＭ〜１００ｍＭであり、好適には０．１ｍＭ〜１０ｍＭであり、更に好適には０．５ｍＭ〜５ｍＭの範囲である。
【００２５】
ピリジン−２，６−ジカルボン酸の濃度は、同一分子内にホスホン酸基を２つ以上含む化合物の濃度や分析用カラムに応じて決定されるが、同一分子内にホスホン酸基を２つ以上含む化合物の濃度と同一の必要はない。一般的に用いられる濃度としては、０．０１ｍＭ〜１００ｍＭであり、好適には０．１ｍＭ〜１０ｍＭであり、更に好適には０．５ｍＭ〜５ｍＭの範囲である。
【００２６】
本発明の溶離液は、基本的には水溶液として用いられるが、必要により水と混合する有機溶媒と水の混合物として用いることもできる。使用する有機溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、アセトニトリル、アセトン、ジメチルスルフォキシド、ジメチルホルムアミド等をあげることができる。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明をさらに詳細に説明するため、実施例を記載するが、本発明はこれらに制限されるものではない。
【００２８】
溶離液の評価には、従来のカラム（昭和電工製　ＹＫ−４２１）より、イオン交換基の導入量が多いカラムを用いた。このカラムの製造法は＜参考例＞に示した（以下、ピリジン−２，６−ジカルボン酸をＰＤＡと表記する場合がある。）。
【００２９】
＜実施例１＞
ＨＥＤＰＡ（東京化成品　６０％水溶液）を４．１２ｇとり、ここに純水を加え２０ｇにした。これを、０．０１Ｎ水酸化ナトリウムで滴定を行った。結果、この溶液は、０．６４Ｍ　ＨＥＤＰＡ溶液と求められた。こうして得られた０．６４Ｍ　ＨＥＤＰＡ水溶液を用い、２．５６ｍＭ　ＨＥＤＰＡ水溶液を作り、これを溶離液に用いて、試料の分離を行った。測定した試料は、Ｌｉ＋：０．２ｍｇ／Ｌ、Ｎａ＋：１ｍｇ／Ｌ、ＮＨ４＋：１ｍｇ／Ｌ　、Ｋ＋：２ｍｇ／Ｌ、　Ｍｇ２＋：１ｍｇ／Ｌ、Ｃａ２＋：２ｍｇ／Ｌの濃度の混合液でこれを１００μＬ注入した。検出には伝導度検出器（ＴＯＡ　ＩＣＡ−５２２０）を用いた。カラム温度４０℃、伝導度検出器の温度は４５℃、溶離液流量は１．０ｍＬ／ｍｉｎ．である。
得られたクロマトグラムを図１に示した。図１において、ピーク１はＬｉ＋、ピーク２はＮａ＋、ピーク３はＮＨ４＋、ピーク４はＫ＋、ピーク５はＭｇ２＋、ピーク６はＣａ２＋である。２．５６ｍＭという希薄な溶液にもかかわらず、２価の陽イオンが４０分以内に溶出するため、比較例１（図３）、比較例２（図４）に比べ、１価の分離が広く、ナトリウムイオンとアンモニウムイオンのピークも充分に分離したよい分離を与えている。この時の溶離液の電気伝導度は、１４１３μＳ／ｃｍであった。この値は、比較例２で用いた溶離液の電気伝導度よりはるかに低く、比較例１で用いた溶離液の電気伝導度に近い。このため、比較例２に比べて、ベースラインのふらつきも小さかった。
【００３０】
＜実施例２＞
溶離液を　１．９２ｍＭ　ＨＥＤＰＡ／１ｍＭ　ＰＤＡ変えた以外は、実施例１と同様にして、分析を行った。得られたクロマトグラムを図２に示した。図２において、ピーク１はＬｉ＋、ピーク２はＮａ＋、ピーク３はＮＨ４＋、ピーク４はＫ＋、ピーク５はＭｇ２＋、ピーク６はＣａ２＋である。ＰＤＡを加えたため、カルシウムイオンのピークがさらに早く溶出した。希薄な溶液にもかかわらず、２価の陽イオンが４０分以内に溶出するため、比較例１（図３）比較例２（図４）に比べ、１価の陽イオンの分離が広く、ナトリウムイオンとアンモニウムイオンのピークも充分に分離したよい分離を与えている。
【００３１】
この時の溶離液の電気伝導度は、１３８０μＳ／ｃｍであった。この値は、比較例２で用いた溶離液の電気伝導度よりはるかに低く、比較例１で用いた溶離液の電気伝導度に近い。このため、比較例２に比べて、ベースラインのふらつきも小さくなった。
【００３２】
＜比較例１＞
従来のノンサプレッサー用陽イオンクロマトグラフィー用のカラム（例えば、ＹＫ−４２１　昭和電工製）に用いられる標準溶離液である５ｍＭ酒石酸／１ｍＭ　ＰＤＡ／２４ｍＭホウ酸を用いた以外は、実施例１と同様にして、分析を行った。クロマトグラムを図３に示す。分離性能はよいもの、２価のイオンが溶出し終わるまでに、約７０分が必要であった。分析に時間がかかり、迅速な分析ができない。この時の溶離液の電気伝導度は、１０８３μＳ／ｃｍであった。
【００３３】
この溶離液の組み合わせを用いて、濃度を高くすることにより、２価の陽イオンを早く溶出しようと試みたが、１価の陽イオンの分離が悪化し、更に、溶離液の電気伝導度の増大によるベースラインのふらつきの増大を招き、好ましい結果は得られなかった。
【００３４】
＜比較例２＞
５ｍＭシュウ酸水溶液を用いた以外は、実施例１と同様にして、分析を行った。クロマトグラムを図４に示す。充分な分離を与え、さらに２価のイオンが溶出し終わるまでに、２５分と迅速な分離が可能である。しかし、この時の溶離液の電気伝導度は、２１６２μＳ／ｃｍと実施例１、実施例２、比較例１に比べ大きい。このため、ベースラインのふらつきが大きくなり、感度の良い分析ができない場合も考えられ、また、電気伝導度計の機種よっては使用できない場合があるなどの問題が生じる可能性がある。
【００３５】
さらに、１価の陽イオン（ピーク１からピーク４）のピーク間隔を比べると、図１、図２より狭くなっており、分析サンプルによっては、精度のよい分析が困難になる場合がある。
【００３６】
＜参考例＞カラムの製造
シリカゲル（ＮＵＣＬＥＯＳＩＬョ　１００−５　Ｍａｃｈｅｒｅｙ−Ｎａｇｅｌ社製）１０ｇと、ビニルトリメトキシシラン２．２２ｇを、冷却管をつけたセパレートフラスコにとり、トルエン１００ｇを加え、均一に分散させた。攪拌しながら、１１５℃で１５時間加熱した。内容物をろ過し、メタノール、アセトンで洗浄し、風乾した。１０．４ｇのビニルシランを結合させたシリカゲルが得られた。
【００３７】
（第１工程）２００ｍｌのナスフラスコにポリ（ブタジエン−マレイン酸無水物）の２５ｗｔ％アセトン溶液（ポリサイエンス社製）３．３６ｇ、上記反応で得られたシリカゲル４ｇ、アセトン２０ｇを加え、超音波を１０分間照射して均一に分散させた。１０分静置後、ロータリーエバポレーターを用いて、４０℃、５０ｍｍＨｇで、回転させながら濃縮し、ゲル表面に被膜を形成した。被膜を形成したゲルは、シャーレに移し、１晩、風乾した。この時点でのゲルの重量は、５．１０ｇであった。
【００３８】
（第２工程）１００ｍＬのセパレートフラスコに無水マレイン酸３．５ｇと２，２’−アゾビスイソブチロニトリル０．１２ｇをとり、トルエン３０ｇに溶かした。ここに、被膜を形成したゲルを投入し、超音波照射して均一に分散させた。約３０秒間窒素パージした後、８５℃に加熱、撹拌して１５時間反応させた。反応物をろ過し、濾物をトルエン、純水で洗浄した。濾物として得られたゲルは、さらに４ｍＭ燐酸水溶液中８５℃で１時間攪拌することにより、加水分解した。内容物をろ過し、濾物を、純水、アセトンの順に十分に洗浄し、風乾した。こうして、４．９７ｇの弱酸性陽イオン交換体を得た。この陽イオン交換体に含まれる官能基量は、滴定により１４４４μｅｑ／ｇと求められた。
【００３９】
こうして得られた弱酸性陽イオン交換体を、液体クロマトグラフィー用分離カラム（内径４．６ｍｍ、長さ１００ｍｍ）に充填して、陽イオンクロマトグラフィー用カラムを得た。
【００４０】
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の結果得られたクロマトグラム
【図２】実施例２の結果得られたクロマトグラム
【図３】比較例１の結果得られたクロマトグラム
【図４】比較例２の結果得られたクロマトグラム
【００４１】
【発明の効果】
本発明の溶離液を使用することにより、イオンクロマトグラフィーにおいて、１価および２価の陽イオンを同時分析する際に、１価の陽イオンの分離を損なうことなく、２価の陽イオンを迅速で精度のよく分析できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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