(57)【要約】【課題】費用がやすく、応用範囲の広い、キラル固定相を使用しない光学異性体分離システムを提供する。【解決手段】電場発生ユニット１０１、電気泳動通路１０２、電場制御ユニット１０３から構成されている３次元パルスフィールド電気泳動装置を使い、電極１１０−電極１１４方向、電極１１１−電極１１５方向、電極１１２−電極１１６方向という電場発生ユニット外周を結ぶ方向の電場と電極１２０−電極１２１の入口面−出口面方向の電場を電場制御ユニットによって、その発生パターンをコントロールして発生させる電気泳動工程でラセミ化合物を含む材料を分離する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
立体構造の異なる分子が混在する材料を分離するシステムにおいて、電気泳動通路に少なくとも３組の三次元方向に分散している電場を発生させる電場発生手段、前記電場の発生を制御する電場制御手段を設けたパルスフィールド電気泳動装置を備え、電気泳動による分子移動工程に前記電場を制御することにより前記材料に含まれる分子を特定の姿勢に揃える工程が含まれることを特徴とする分離システム。
【請求項２】
前記材料がキラル化合物を含むことを特徴とする請求項１記載の分離システム。
【請求項３】
前記電場のうち少なくとも１つの電場は前記電気泳動通路の外周面から他の外周面へと電気泳動通路内を横切る方向であることを特徴とする特許請求範囲第１項、第２項の何れかに記載の分離システム。
【請求項４】
前記電場のうち少なくとも１つの電場は前記電気泳動通路の入口面から出口面に向かう方向もしくは出口面から入口面に向かう方向であることを特徴とする特許請求範囲第１項、第２項の何れかに記載の分離システム。
【請求項５】
前記電気泳動通路は、薄膜であることを特徴とする特許請求範囲第１項乃至第４項の何れかに記載の分離システム。
【請求項６】
前記電場制御手段は、前記電場のそれぞれについて、発生時間、強さ、方向から選ばれる少なくとも１つのパラメータを制御することを特徴とする特許請求範囲第１項乃至第５項の何れかに記載の分離システム。
【請求項７】
前記電場制御手段は、前記電場の発生を制御するパラメータを保存する記憶手段を備え、該記憶手段に保存されたパラメータを参照して前記電場を制御して発生させることを特徴とする特許請求範囲第１項乃至第６項の何れかに記載の分離システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、パルスフィールドを使った材料の分離する技術に関するものであり、特にパルスフィールドを使ったキラル化合物の分離に関するものである。
【背景技術】
【０００２】厚生省の医薬品製造指針において、「当該薬物がラセミ体である場合には、それぞれの異性体について、吸収、分布、代謝、排泄動態を検討しておくことが望ましい。」と記載している。多くの有機化合物には物理的、化学的性質、例えば沸点、融点、溶解度といった物性が全く同一であるが、生理活性に差がみられる光学異性体が存在する。これは生物を構成するタンパク質や糖質自身がほとんどの場合、片方の光学異性体でできているため、他の光学異性体に対する作用の仕方に差異が生じ、生理活性差が現れるのである。光学異性体でその薬効、毒性の点で顕著な差が見られる場合が往々にしてある。【０００３】医薬品だけでなく、食品、農薬、香料等の分野においても、幅広いキラル化合物を光学分割することができる光学異性体分離方法が課題となっている。【０００４】従来、キラル化合物を分離するための手法として、高性能液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）による光学分割法、特にＨＰＬＣ用キラルカラムによる光学分割方法が知られている。ここで言うキラルカラムには不斉識別剤そのもの、あるいは不斉識別剤を適当な担体上に担持させたキラル固定相が使用されている。【０００５】また最近では微量分析技術への志向に伴いキャピラリ電気泳動（ＣＥ）分野での光学異性体分離、あるいはＨＰＬＣよりも簡便な分離操作で光学異性体分離を行うことの可能な光学異性体分離用薄層クロマトグラフィー（キラルＴＬＣ）が高い関心を集めているが、いずれにしても高い不斉識別能力を持った多糖誘導体を適用したキラル固定相を必要とする。【０００６】キラル固定相は非常に高価なものであり、またカラムの交換には、液体クロマトグラフィーのカラムの洗浄・平衡化といった長時間を要する操作が要となるといった問題がある。工業規模での分離方法としては現実的でない。
【特許文献】特開２００１−１６３８０６号公報
【非特許文献１】「バイオセパレーションの技術」シーエムシー出版  ２００１年
【非特許文献２】「キラル分離の理論と実際」学会出版センター  ２００２年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  本発明者らは、キラル固定相を使用しない光学異性体分離システムに関して鋭意研究を行った結果、本発明のパルスフィールドを使用した分離システムを完成した。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  本発明は、立体構造の異なる分子が混在する材料を分離するシステムにおいて、電気泳動通路に少なくとも３組の３次元方向に分散する電場を発生させる電場発生手段、前記電場の発生を制御する電場制御手段を設けたパルスフィールド電気泳動装置を備え、電気泳動による分子移動工程に前記電場を制御することにより前記材料に含まれる分子を特定の姿勢に揃える工程が含まれることを特徴とする。このように分離したい材料に含まれる分子の姿勢を揃えることにより、分子の立体構造の違いによる電気泳動の差をはっきりさせて収率のよい分離を達成する効果がある。【０００９】請求項２記載の発明においては、請求項１記載の発明における材料に混在する分子がキラル化合物を含むことを特徴とする。【００１０】請求項３記載の発明においては、請求項１乃至請求項２記載の発明における電場のうち少なくとも１つの電場は電気泳動通路の外周面から他の外周面へと結ぶ電気泳動通路内を横切る方向であることを特徴とする。【００１１】請求項４記載の発明においては、請求項１乃至請求項２記載の発明における電場のうち少なくとも１つの電場は前記電気泳動通路の入口面から出口面に向かう方向もしくは出口面から入口面に向かう方向であることを特徴とする。【００１２】請求項５記載の発明においては、請求項１乃至請求項４記載の発明における電気泳動通路は、薄膜であることを特徴とする。【００１３】請求項６記載の発明においては、請求項１乃至請求項５記載の発明における電場制御手段は、電場の発生時間、強さ、方向から選ばれる少なくとも１つを制御することを特徴とする。【００１４】請求項７記載の発明においては、請求項１乃至請求項６記載の発明における電場制御手段は、電場の発生を制御するパラメータを保存する記憶手段を備え、該記憶手段に保存されたパラメータを参照して電場を制御して発生させることを特徴とする。前記分子の姿勢を制御して、するのに効果的なパラメータを保存していくことにより、分離材料に最適な３次元パルスフィールの設定を効率的に行うことが出来る。
【発明の効果】
【００１５】  本発明の材料分離システムは、キラル固定相を使用しないため、分離後の固定相からの回収が不要で簡単であり、非バッチ式に分離精製プロセスの設計ができるといった利点があるため工業規模の分離精製に有望なシステムを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【実施例１】
【００１６】  図１は、本発明のシステムの実施例１に使われる３次元パルスフィールド電気泳動装置の概略構成図である。電場発生ユニット１０１、電気泳動通路１０２、電場制御ユニット１０３から構成されている。電場発生ユニット１０１と電場制御ユニット１０３とを結ぶ線は、電気コードである。ここでは円筒状の電気泳動通路を採用している。【００１７】  図２は、矢印で示したように電場発生ユニット１０１を電気泳動通路に正対した方向から見たものである。ここで２００は電場発生ユニット本体である。１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７は電場制御ユニットに接続した電極であり、電気泳動通路の外周と他の外周を結ぶ電気泳動通路を横切る電場を発生させる。ここでは１１０と１１４、１１１、と１１５、１１２と１１６、１１３と１１７が円筒上で対向しており、図２では図示されていない電線によって電場制御ユニット１０３似接続されている。１２０、１２１は入口面−出口面方向の電場を発生させる電極である。【００１８】  電場制御ユニットでは図３で示すパターンで時間軸に従って切り換えて電気泳動通路に発散する電場の方向を制御する。１２０、１２１の電極で発生させる入口面−出口面方向の電場についても、材料の性質に合わせて、図４に示すようなパターンで電場の方向を切り返してより効果的な分離の設定をしてもよい。【００１９】  本実施例の装置では、電場は図３や図４で示したプラスマイナスを切り換える単純な方向パターンの切り替えであるが、電場の向きや発生時間だけでなく、各電場の強さも電場制御ユニットにプログラムされたパラメータに従って制御してもよい。また、本発明のシステムに適用する電場の方向は本実施例で採用した３つの方向に限られるものではなく、さらには４つ以上の方向に電場を発生させるユニットでもよい。また、切り換える電場の方向そのものを変えられる構造の電場発生ユニットを採用し、所定のパターンで変化させてもよい。【００２０】本発明のシステムによる材料分離は、下記の諸工程を含むものである。
ａ）電気泳動通路に、電気泳動緩衝剤で満たす工程
ｂ）キラル化合物の光学異性体を含む材料を電気泳動通路に注入する工程；
ｃ）電気泳動分離を行う工程；
ｄ）キラル化合物の光学異性体を検出する工程。【００２１】図５はラセミ体５０１が３次元パルスフィールドに置かれた電気泳動通路１０２において、電気泳動時間ｔの経過とともに分離されていく様子を示したものである。時間ｔの経過とともに５０２で示すように立体構造の違いにより分子の姿勢が特定の方向に向き、出口面に到達する頃には５０３で示すように明確に分離する。図５では模式的に立体構造の異なる２つの分子を示したが、実際の分離では無数の分子が移動していくことになる。
【実施例２】
【００２２】図６は実施例２に使われる３次元パルスフィールド電気泳動装置の概略構成図である。実施例１では電気泳動通路は、電場発生ユニットと同じ円筒状であったが、ここでは６００で示すように薄膜を採用した。薄膜を使う場合、分離の課程で分子は薄膜の上下から電荷を交互に所定のパターンで受けながら、電気泳動通路を移動することになる。薄膜内では高分子は自由な姿勢を取れないため、電場を所定の向きに発生させることにより、立体構造に応じた向きに揃いやすくなるという効果がある。図７は、時間ｔとともに分離の様子を示した図である。７０５は分離開始時の電気泳動通路における材料７０１の電気泳動通路に存在する様子を示したものである。時間ｔの経過とともに７０２で示すように立体構造の違いにより分子の姿勢が特定の方向に向き、７０６の所定の時刻が経過する頃には７０３と７０４とに示すように明確に分離する。図７では模式的に立体構造の異なる２つの分子を示したが、実際の分離では無数の分子が移動していくことになる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】この方法は費用が安く、しかも作業を最適化するために多数の異なった固定相カラムを必要とするＨＰＬＣを使用するキラル分析法に比べて万能である。本発明の装置、方法を含むシステムは、キラル化合物だけでなく立体的構造を持つ化合物の分離に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】３次元パルスフィールド電気泳動装置の概略構成図
【図２】電気泳動通路に正対した方向から見た電場発生ユニット
【図３】電場の切り換えパターン
【図４】入口−出口軸の電場の切り換えパターン
【図５】電気泳動通路の側面方向から見た電場発生ユニット
【図６】薄膜通路を採用した３次元パルスフィールド電気泳動装置
【図７】分離されていく様子
【符号の説明】
【００２５】１０１  電場発生ユニット
１０２  電気泳動通路
１０３  電場制御ユニット
【図１】
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【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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【手続補正書】
【提出日】平成16年9月1日(2004.9.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
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