(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空細管に、目的の溶質に対して選択的吸着能を有する長繊維を管軸方向に配列させた集束体を固定相として充填してなるクロマトグラフィー用分離カラムにおいて、
前記長繊維が、ポリパラフェニレンテレフタラミド（ＰＰＴＡ）繊維及びポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）繊維からなる群から選ばれる少なくとも１種であること、
前記長繊維の長さが、中空細管の長さ又はそれ以上であること、
前記長繊維の直径が、100nm〜100μmであること、
前記中空細管の内径が、1〜600μmであること、
充填する前記長繊維の総本数が、10〜3000本であること
を特徴とするクロマトグラフィー用分離カラム。
【請求項２】
中空細管に充填する前に、前記長繊維が表面処理又は化学修飾されていることを特徴とする請求項１記載のクロマトグラフィー用分離カラム。
【請求項３】
中空細管に、目的の溶質に対して選択的吸着能を有する長繊維を管軸方向に配列させた集束体を固定相として充填してなる固相抽出用媒体において、
前記長繊維が、ポリパラフェニレンテレフタラミド（ＰＰＴＡ）繊維及びポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）繊維からなる群から選ばれる少なくとも１種であること、
前記長繊維の長さが、中空細管の長さ又はそれ以上であること、
前記長繊維の直径が、100nm〜100μmであること、
前記中空細管の内径が、1〜600μmであること、
充填する前記長繊維の総本数が、10〜3000本であることを特徴とする固相抽出用媒体。
【請求項４】
中空細管に充填する前に、前記長繊維が表面処理又は化学修飾されていることを特徴とする請求項３記載の固相抽出用媒体。
【請求項５】
クロマトグラフィーのインジェクターとして使用するバルブのループ中又は２つのバルブを連結する流路中に、目的の溶質に対して選択的吸着能を有する長繊維を管軸方向に配列させた集束体を固定相として充填してなる中空細管を組み込んだことを特徴とするクロマトグラフィーの試料注入システムにおいて、
前記長繊維が、ポリパラフェニレンテレフタラミド（ＰＰＴＡ）繊維及びポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）繊維からなる群から選ばれる少なくとも１種であること、
前記長繊維の長さが、中空細管の長さ又はそれ以上であること、
前記長繊維の直径が、100nm〜100μmであること、
前記中空細管の内径が、1〜600μmであること、
充填する前記長繊維の総本数が、10〜3000本であること
を特徴とする試料注入システム。
【請求項６】
中空細管に充填する前に、前記長繊維が表面処理又は化学修飾されていることを特徴とする請求項５記載の試料注入システム。
【請求項７】
インジェクターとして使用するバルブが、４方バルブ又は６方バルブであることを特徴とする請求項５又は６記載の試料注入システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クロマトグラフィー用分離カラム、固相抽出用媒体、及びクロマトグラフィーの試料注入システムに関する。
【従来の技術】
固相マイクロ抽出(solid phase microextraction: 以下「SPME」又は「固相抽出」とも称する)法は、ガスクロマトグラフィ(GC)による水試料中の有機化合物の分析のために最も強力な試料の予備濃縮技術である。SPME法は従来の溶媒抽出法と比べて操作が簡単で溶媒消費量が少ないため、SPME/GCの多数の用途が提示されている。試料溶液にSPME溶融シリカ繊維（１本の繊維）を浸漬すると、被分析物が繊維表面のポリマー皮膜中に抽出される。次いでこの繊維をガスクロの注入口に送液し、熱をかけることで、被分析物分子は熱により脱着される。上記の成功例とは対照的に、非揮発性化合物の分析に、SPME法を液体クロマトグラフィ(LC)法や動電分離法と組み合わせた報告は数が少ない。これはオンラインインターフェイスの機構や脱着の操作が難しいためである。
【０００２】
最近、別のSPME法、即ち、インターフェイスを介さずにLC分離装置に直結するインチューブSPME法がPawliszynらにより開発された。この方法では、開放チューブGC中空細管カラムを抽出媒体として使用する。マイクロフローポンプを用いて試料溶液をカラムに通すと、水性溶液中の被分析物が中空細管中のポリマー皮膜中に抽出される。抽出された被分析物は、同様に中空細管に少量の有機溶媒を通過させると脱着する。抽出された溶質を分離装置に送るのに必要な脱着装置が存在しないので、難しい操作プロセスをなくすことができ、脱着に必要な有機溶媒の量を極めて少なくすることができる。
【０００３】
本発明者は、先にワイヤインチューブの構成をヒト尿中の三環系抗うつ剤の分析の抽出中空細管に採用した。ステンレススチールワイヤを中空細管に挿入することにより、試料溶液と接触するコーティングの表面積を維持したまま、抽出中空細管チューブの内容積を減少させることができる。この構成により、従来のインチューブSPME法と比較してさらに濃縮効果が高められる。また、オンラインワイヤインチューブSPME/LC装置が、生物学的及び環境試料マトリクス中の種々の有機化合物の高速分析に大きな可能性を持っていることを示唆している。
一方、水性試料マトリクス中の低濃度フタル酸エステルの分析は、そのエストロゲン作用のために最も重要な問題の一つと考えられている。内分泌攪乱物質としてのフタル酸エステルの定量及び作用が研究されているが、実際の環境水試料の分析については、多量の溶媒消費を必要としない効果的かつ迅速な抽出濃縮技術が依然として要望されている。
一方、実開昭63-70080号公報には、中空細管に、溶質に対して選択的吸着能を有するセルロースアセテート長繊維を管軸方向に配列させた集束体を固定相として充填してなるクロマトグラフィー用分離カラムが開示されている。しかし、このカラムは長繊維としてセルロースアセテートを使用しているため、液体クロマトグラフィー用分離カラムとしては使用できるが、ガスクロマトグラフィー用としては使用が困難である。またこのカラムを液体試料の濃縮に有効な固相抽出用媒体として使用することについては全く示唆されていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の第１の目的は、分離性能に優れたクロマトグラフィー用分離カラムを提供することである。
本発明の第２の目的は、流体試料、特に液体試料の濃縮に有効な固相抽出用媒体を提供することである。
本発明の第３の目的は、クロマトグラフィーの試料注入システムを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、中空細管に、目的の溶質に対して選択的吸着能を有する長繊維を管軸方向に配列させた集束体を固定相として充填してなるクロマトグラフィー用分離カラムを提供するものである。特に、液体クロマトグラフィー（以下「ＬＣ」と称することもある）、ガスクロマトグラフィー（以下「ＧＣ」と称することもある）、又は、細管電気クロマトグラフィー (Capillary Electrochromatography:以下「ＣＥＣ」と称することもある）用の分離カラムを提供するものである。
本発明はまた、中空細管に、目的の溶質に対して選択的吸着能を有する長繊維を管軸方向に配列させた集束体を固定相として充填してなる固相抽出用媒体を提供するものである。
本発明はさらに、クロマトグラフィーのインジェクターとして使用するバルブのループ中又は２つのバルブを連結する流路中に、目的の溶質に対して選択的吸着能を有する長繊維を管軸方向に配列させた集束体を固定相として充填してなる中空細管を組み込んだことを特徴とするクロマトグラフィーの試料注入システムを提供するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明のクロマトグラフィー用分離カラムは、中空細管に、溶質に対して選択的吸着能を有する長繊維を管軸方向に配列させた集束体を固定相として充填したものである。長繊維の製造素材としては、目的とする溶質に対して選択的な吸着能を有するものであれば種々のものが使用できるが、中空細管に容易に充填できること、抽出溶媒等に対する安定性、耐久性、耐熱性を要するという観点から、高強度ポリマー、耐熱性ポリマー、耐久性ポリマー等から選択することが望ましい。このようなポリマーの具体例としては、アラミド繊維（例えば、ＰＰＴＡ繊維（例えば、ケブラー（登録商標））、テクノーラ（登録商標）等）；全芳香族ポリエステル（ポリアリレート）（例えば、ベクトラン（登録商標）、エコノール（登録商標）等）；複素環を持つ芳香族ポリマー及び他のロッド状ポリマー（例えば、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）（例えば、ザイロン（登録商標）等）、ポリベンツイミダゾール（ＰＢＩ）、ポリベンゾビスチアゾール（ＰＢＴ）等）；ポリイミド；ポリアルキレン（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等）；ポリオキシアルキレン（例えば、ポリオキシメチレン）；ポリビニルアルコール；ナイロン（例えば、ナイロン６、ナイロン６６等）；ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート等）、カーボン繊維、セルロースアセテート、及びこれらの2種以上の組合せ等が挙げられる。
【０００７】
本発明の中空細管に充填する長繊維は、直径が好ましくは100nm〜100μm、さらに好ましくは500nm〜15μmである。
長繊維の長さは中空細管の長さ又はそれ以上であれば特に制限されないが、通常は1μm〜100m、好ましくは1mm〜10mである。
長繊維の断面は、円形、三角形、四角形、他の多角形、Ｖ型、Ｙ型、星型等の任意の形状とすることができる。
中空細管に充填する際には、繊維製造時に繊維表面に付着したり繊維中に混入した不純物を除去するために、適当な溶媒による洗浄、加熱処理等を施すことが好ましい。
また、抽出効率や分離効率を良くするために、繊維をシリコーンオイル、ポリエチレングリコール等、一般にＧＣに使用される液相類等の表面処理剤により表面処理（化学修飾を含む）をしたり、例えば、ビストリメチルシリルアセトアミド（ＢＳＡ）やジメチルジクロロシラン（ＤＭＣＳ）等の不活性化処理剤等により処理して表面を化学修飾しておくことも好ましい。
【０００８】
本発明に使用する中空細管は、溶融シリカ、ガラス、プラスチックス、金属、合金、複合材料等、被分析物、抽出溶媒、溶出溶媒と相互作用しない材料であれば任意の材料を用いて作成できる。中空細管の内径は、通常500nm〜600μm、好ましくは1〜600μmであり、外径は作成に用いる材料にもよるが、通常170〜660μm、好ましくは200〜660μmである。
【０００９】
長繊維は、中空細管の長手方向に沿って充填するが、充填する長繊維の総本数は、通常10〜3000本、好ましくは10〜500本である。総本数が少ないと長繊維の表面積が小さく分離効率、後述する固相抽出媒体とした場合の抽出効率が充分でなく、また総本数が多過ぎると、流体を流すのに高い圧力が必要となるという問題がある。
長繊維は同じ太さのものを使用しても良いし、異なる太さのものを使用しても良い。また、長繊維は撚ったものでも良いし、撚ってないものでも良い。
長繊維の洗浄処理、加熱処理、表面処理等は、長繊維を中空細管に充填する前に行っても良いし、充填中又は充填後行っても良い。
【００１０】
中空細管に長繊維を充填することにより、中空細管の内部容積が減少するとともに、被分析物の分離、抽出に利用される長繊維の表面積を大きくすることができる。
本発明のクロマトグラフィー用分離カラムは、液体クロマトグラフィー（ＬＣ）、ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）、細管電気クロマトグラフィー（ＣＥＣ）等に使用される。
【００１１】
本発明の長繊維を充填した中空細管カラムからなる固相抽出用媒体は、本発明のクロマトグラフィー用分離カラムと異なり、高温で使用される場合は少ないので、使用する長繊維の耐熱性はクロマトグラフィー用分離カラムの場合より低くてもよく、中空細管の耐熱性及び耐圧性も、クロマトグラフィー用分離カラムの場合より低くてもよい。長繊維の太さ、中空細管の長さ、中空細管の内径、長繊維の充填本数は、クロマトグラフィー用分離カラムの場合と同じである。
【００１２】
本発明の長繊維を充填した中空細管カラムからなる固相抽出用媒体は、流体試料、特に液体試料の濃縮に有用である。例えば、環境水試料中の微量成分（例えば、フタル酸エステル）を分析するために予め液体試料を本発明の固相抽出用媒体に通して液体試料中の微量成分を、充填された長繊維表面に抽出（吸着）させて濃縮する。濃縮した試料を、ＧＣ、ＬＣ、ＣＥＣ等の適当なクロマトグラフィーにかけて被分析物を分析する。この際に、先に説明した本発明の長繊維を充填した中空細管カラムからなるクロマトグラフィー用分離カラムを使用し得ることはいうまでもない。
【００１３】
次に本発明の試料注入システムについて説明する。
本発明の試料注入システムは、１つ又は２つのバルブを使用し、インジェクターとして使用するバルブのループ中又は２つのバルブを連結する流路中に本発明の長繊維を充填した中空細管カラムからなる固相抽出用媒体を装入したものである。インジェクターとして使用するバルブとしては、４方バルブや６方バルブが知られており、市販されている。そのうち２つの６方バルブを使用した試料注入システムをＬＣクロマトグラフィーと組み合わせた分析システムの概略を図１に示す。
【００１４】
本発明の第１実施態様である、２つの６方バルブを使用した試料注入システム及びその使用方法を図２を参照しながら説明する。２つの６方バルブはそれぞれポートＡ〜Ｆ、及び１〜６を備えており、図面左側の６方バルブ１のポートＢと右側の６方バルブ２のポート５は、ファイバーインチューブ（本発明の長繊維を充填した中空細管カラム）により連結されている。試料の抽出の際は、それぞれの第１位置において、６方バルブ１のポートＡに試料用ポンプから試料が注入される。注入された試料はポートＢ、ファイバーインチューブ、６方バルブ２のポート５、ポート４を通って排出される。ファイバーインチューブを通過する際に、繊維に目的の成分が吸着される。この際、６方バルブ２のポート１に、クロマトグラフィーの移動相（この実施態様ではＬＣ移動相）がポンプ輸送され、ポート６、ポート３、ポート２を通ってカラムに送液されている。
【００１５】
次に吸着された試料の脱着について説明する。試料の注入が終了したら、６方バルブ１と６方バルブ２の位置を第２の位置にそれぞれ切り換える。次いで溶媒用ポンプから脱着溶媒を６方バルブ１のポートＣに注入すると、溶媒はポートＢ、ファイバーインチューブ、６方バルブ２のポート５、ポート６、ポート３、ポート４を通って排出される。溶媒がファイバーインチューブを通過する際、繊維に吸着されていた成分が脱着する。
【００１６】
次に脱着された試料のカラム分離について説明する。６方バルブ１を第２の位置に保持したまま、６方バルブ２を第１位置に切り換えると、６方バルブ２のポート１に注入されたクロマトグラフィーの移動相がポート６、ポート３、ポート２を通ってカラムに送られ、この際、６方バルブ２のポート６とポート３の間に存在する、脱着された成分を含む溶液が移動相によってカラム中に押し出され、分離される。
【００１７】
次に本発明の第２実施態様である、１つの６方バルブを使用した試料注入システムの使用方法を図３を参照しながら説明する。この６方バルブ３はポート１〜６を備えており、第１位置において、抽出が行われる。試料は、ポート４に注入され、ファイバーインチューブ（本発明の長繊維を充填した中空細管カラム）、ポート６、ポート５を通って排出される。試料がファイバーインチューブを通過する際に、繊維に目的の成分が吸着される。ポート２には、カラムクロマトグラフィーの移動相がポンプ輸送され、ポート３を通ってカラムに送液されている。
【００１８】
次に、６方バルブを第２位置に切り換えると、ポート２に送液された移動相が、ポート１、ファイバーインチューブ、ポート４、ポート３を通って、カラムに送られ、この際、ファイバーインチューブの繊維に吸着された成分が移動相により脱着して、脱着された成分を含む溶液が移動相によってカラム中に押し出され、分離される。
この第２実施態様では、６方バルブを１つだけ使用し、脱着溶媒として移動相を使用するため、第１実施態様と比較して構造が簡単になるほか、必要な試料の量がさらに少なくてすむ、別の脱着溶媒が不要である、という利点がある。６方バルブとして例えば、Rheodyne社製のローターを具備するインジェクションバルブを使用し、ローター中にファイバーインチューブの収納溝又は収納孔を設けることにより、ファイバーインチューブの長さをさらに短くすることができる。
【００１９】
本発明の試料注入システムは、インジェクターとして使用するバルブのループ中又は２つのバルブを連結する流路中に、目的の溶質に対して選択的吸着能を有する長繊維を管軸方向に配列させた集束体を固定相として充填してなる中空細管を組み込んだことを特徴とするものである。この中空細管は先に説明したように、試料の濃縮作用を有している。このため、従来の多段階の試料の前処理では貴重な試料の汚染、ロスが生じるのに対して、本発明の試料注入システムでは、前処理をすることなく、直接試料を注入し、１回の注入操作でクロマトグラフィーを行うことが可能である。従って、試料の採取から検出までの操作の自動化が容易になる。また、試料を直接注入できるので、法医学（現場検証）やフィールドワーク（環境調査、公害調査等）等の分野での微量な試料の検出、分析を簡便に行うことができる。
【００２０】
実施例1
この実施例は、本発明の固相抽出用媒体の作成、それを利用した水性試料の濃縮、濃縮した試料の液体クロマトグラフィー分離の例を示すものである。実施例に使用したこれらの装置の連結状態の概略及びバルブの操作を図１及び図２に示す。
複素環ポリマー繊維「ザイロン(ZYLON)(登録商標)」(東洋紡績株式会社製)を、10cmの長さに切り、同じ長さのPEEK(ポリエーテルエーテルケトン)チューブ(内径0.25mm、外径1/16"（1.59mm）、GLサイエンス社製)に縦方向に充填し、抽出チューブを作成した(図１参照)。上記繊維の各フィラメントの直径は約11.5μmであり、PEEKチューブに充填したフィラメントの総本数は約280本である。
図２に示すように、６方バルブ２（Rheodyne Model 7000バルブ(米国Rheodyne社製)）をインジェクター(1μlループ容積（６方バルブ２のポート３とポート６の間のループ）)として使用し、MS-GANマイクロシリンジ(GLサイエンス社製)を取り付けた2個のマイクロフィーダーMF-2ポンプ(東電機工業社製)を試料用ポンプ及び溶媒用ポンプとして用いた。６方バルブ１のポートＢと６方バルブ２のポート５に連結された抽出チューブ（ファイバーインチューブ）に、６方バルブ１のポートＡから、試料溶液を16μl/分の流速で20分間送液した。次に、６方バルブ１と６方バルブ２を第１位置から第２位置に切り換え、６方バルブ１のポートＣから、ポートＢ、抽出チューブ、６方バルブ２のポート５、ポート６、ポート３、ポート４を通して、脱着溶媒(純メタノール)を、2μl/分の流速で3.5分間送液した。次に６方バルブ２を第１位置に切り換え、ＬＣポンプから移動相を６方バルブ２のポート１、ポート６、ポート３、ポート２を通して送液し、ループ（ポート３とポート６の間）中の被分析物を含む溶液をＬＣカラムに導入した。このＬＣ装置は、PU-980 HPLCポンプ、UV-970紫外可視検出器(日本分光社製)及びInertsil ODS 2カラム(内径4.6mm×250mm、粒子サイズ5μm、GLサイエンス社製)から構成されている。
【００２１】
データ収集はBorwin Chromatography Data Processing Software (日本分光社製)により行った。溶媒及び試薬はすべて分析試薬級のものを用いた。
家庭廃水試料(豊橋市営中島廃水処理場の一次沈降タンクからの流出液)を原料廃水として採取した。この廃水を直ちにガラス繊維フィルター(GA100、ポアサイズ:1μm、Advantec社製)で濾過し、さらにこの濾液を微細ガラス繊維フィルター(GA75、ポアサイズ:0.3μm、Advantec社製)で濾過して廃水試料を作成した。
これらのフィルターは、メタノール及び純水で充分に洗浄してから濾過に使用した。
なお、The Analyst 125:807-809(2000)記載の方法により、脱着工程において注入ループ（６方バルブ２のポート３とポート６の間）に被分析物が定量的に送液されるように、また、過剰な脱着溶媒を送液して被分析物がループから漏れ出すことのないように、予備試験を行って脱着溶媒の量と流速を決定した。この予備試験では、連続分析した際のキャリーオーバー効果は認められなかった。
【００２２】
水試料中のフタル酸n-ブチルを分析した際の代表的なクロマトグラムを図４に示す。（Ａ）は廃水試料、（Ｂ）はフタル酸n-ブチルの1ng/ml標準溶液である。ファイバーインチューブSPME予備濃縮により、フタル酸n-ブチルのピークが観察された。このピークは紫外可視スペクトル装置により同定された。標準試料のピーク面積との比較により、この廃水中のフタル酸n-ブチルの本来の濃度は0.40ng/mlと決定された。図４に示すように、フタル酸エステルの測定において妨害となるピークは観察されなかった。フタル酸n-ブチルの予備濃縮係数は、ファイバーインチューブSPME予備濃縮を用いて得られたピーク面積と予備濃縮しないで得られた(すなわち、廃水試料の直接注入で得られた)ピーク面積の比として計算した。予備濃縮しない場合には測定可能なピークは全く観察されなかったので、直接注入は200ng/mlの標準試料を用いて行った。フタル酸n-ブチルの推定予備濃縮係数は約160であった。使用した繊維状抽出媒体はフタル酸エステルについて高い予備濃縮係数を持っており、水性試料マトリクス中の種々の化合物についても適用可能である。
【００２３】
実施例2
この実施例は、本発明の固相抽出用媒体を利用した水性試料の濃縮、濃縮した試料の液体クロマトグラフィー分離の例を示すものである。さらに具体的には、ファイバーインチューブSPMEにより予備濃縮した水試料中のフタル酸n-ブチルの液体クロマトグラフィー分析結果を示すものである。
SPME条件は以下のとおりである。
SPMEチューブ:ザイロン繊維を充填した(内径0.250mm×24mm) PEEKチューブ
抽出流速及び時間:16μl/分×30分
脱着流速及び時間:2μl/分×4分
脱着溶媒:メタノール
LC条件:カラム、Develosil ODS-5 (内径0.53mm×200mm)
移動相:メタノール/水=90/10(v/v)、4μl/分
注入量:1μl
検出:UV (254nm)
得られたクロマトグラムを図５に示す。図中、×94は濃縮倍率を示す。
【００２４】
実施例3
この実施例は、本発明のクロマトグラフィー用分離カラム（ザイロン繊維を充填したカラム）を用いて、3種のp-ヒドロキシ安息香酸n-アルキル（通称パラベン類）をCEC(細管電気クロマトグラフィー)により分離した例を示すものである。分離条件は以下のとおりである。
内径0.2mm×500mm、有効長さ:50mm
移動相:2.5mM Tris-HCl緩衝液(pH8.0)
検出:UV (254nm)
印加電圧:a) 15kV; b) 10kV; c) 5kV
得られたクロマトグラムを図６に示す。ピーク1はチオ尿素、ピーク2はp-ヒドロキシ安息香酸エチル、ピーク3はp-ヒドロキシ安息香酸n-プロピル、ピーク4はp-ヒドロキシ安息香酸n-ブチルのピークである。
【００２５】
実施例4
この実施例は、本発明のクロマトグラフィー用分離カラム（ザイロン繊維を充填したカラム）を用いて、4種のフタル酸ジアルキルをCEC(細管電気クロマトグラフィー)により分離した例を示すものである。分離条件は以下のとおりである。
内径0.2mm×500mm、有効長さ:50mm
移動相:メタノール/水/50mM Tris-HCl緩衝液(pH8.2)
検出:UV (230nm)
印加電圧: 10kV
得られたクロマトグラムを図７に示す。ピーク1はフタル酸ジメチル、ピーク2はフタル酸ジエチル、ピーク3はフタル酸ジn-プロピル、ピーク4はフタル酸ジn-ブチルのピークである。
【００２６】
実施例5
この実施例は、本発明のクロマトグラフィー用分離カラム（ザイロン繊維約580-590フィラメントを充填したカラム）を用いて、n-アルカン(炭素原子数10-19)をGC（ガスクロマトグラフィー）により分離した例を示すものである。分離条件は以下のとおりである。
内径0.53mm×715cm
カラム温度プログラム:60℃(5分)から200℃(20分)まで10℃/分で昇温
インジェクター:splitless(250℃)
検出:FID (250℃)
カラムヘッド圧: 200kPa
得られたクロマトグラムを図８に示す。炭素原子数10のアルカン（最初のピーク）から炭素原子数19のアルカン（最後のピーク）まで良好に分離されていることがわかる。
【００２７】
実施例6
この実施例は、内径0.32mm×長さ100cmの溶融シリカ製の中空細管に直径11μmのザイロン繊維を266本通したカラムを用いて、ドデカン、テトラデカン、及びヘキサデカンの各1%ヘプタン溶液をガスクロマトグラフィー（ＧＣ）により分離した例を示すものである。分離条件は以下のとおりである。
カラム温度:120℃
インジェクター:splitless(250℃)
検出:FID (250℃)
カラムヘッド圧: 200kPa
得られたクロマトグラムを図９に示す。各成分の分離やピーク形状は良好である。
【００２８】
実施例7
実施例6と同様に、内径0.32mm×長さ100cmの溶融シリカ製の中空細管に直径11μmのザイロン繊維を266本通したカラムを、水、アセトン、及びクロロホルムで洗浄した後、300℃で60時間エージングしたものに、シリコーンオイル(信和化工株式会社製HR-1)5%ヘキサン溶液を5kg/cm2でダイナミック法によりコーティングし、300℃で60時間エージングした。この中空細管カラムを用いて、実施例6と同様に、ドデカン、テトラデカン、及びヘキサデカンの各1%ヘプタン溶液をＧＣにより分離した。得られたクロマトグラムを図１０に示す。分離条件は実施例6と同じである。
シリコーンオイルの液相コーティングにより各成分の分離やピーク形状がさらに良好となることがわかる。
【００２９】
実施例8
この実施例は、本発明のクロマトグラフィー用分離カラム（直径11.5μmのケブラー繊維280本を内径0.2mmのPEEK製の中空細管に通したカラム又は直径11.5μmのザイロン繊維280本を内径0.2mmのPEEK製の中空細管に通したカラム）を用いて、3種のp-ヒドロキシ安息香酸n-アルキル（通称パラベン類）をCEC(細管電気クロマトグラフィー)により分離した例を示すものである。分離条件は以下のとおりである。
内径0.2mm×500mm、有効長さ:50mm
移動相:2.5mM Tris-HCl緩衝液(pH8.1)
検出:UV (254nm)
印加電圧: 5kV
得られたクロマトグラムを図１１に示す。ピーク1はチオ尿素、ピーク2はp-ヒドロキシ安息香酸エチル、ピーク3はp-ヒドロキシ安息香酸n-プロピル、ピーク4はp-ヒドロキシ安息香酸n-ブチルのピークである。
【００３０】
実施例9
この実施例は、本発明のクロマトグラフィー用分離カラム（直径12μmのセルロースアセテート繊維250本を内径0.2mmのPEEK製の中空細管に250本通したカラム）を用いて、3種のp-ヒドロキシ安息香酸n-アルキル（通称パラベン類）をCEC(細管電気クロマトグラフィー)により分離した例を示すものである。分離条件は以下のとおりである。
内径0.2mm×500mm、有効長さ:50mm
移動相:メタノール/水/50mM Tris-HCl緩衝液(pH8.2)=50/45/5
検出:UV (254nm)
注入電圧: 10kV 10秒
得られたクロマトグラムを図１２に示す。ピーク1はチオ尿素、ピーク2はp-ヒドロキシ安息香酸メチル、ピーク3はp-ヒドロキシ安息香酸n-ブチル、ピーク4はp-ヒドロキシ安息香酸n-ヘキシルのピークである。
【００３１】
実施例10
この実施例は、本発明の分離カラムを用いて、ファイバーインチューブSPMEにより予備濃縮した水試料中のフタル酸ジn-ブチルのマイクロ液体クロマトグラフィー分析結果を示すものである。
SPME条件は以下のとおりである。
SPMEチューブ:ザイロン繊維（ＨＭタイプ）を充填した(内径0.50mm×5mm) PEEKチューブ
抽出流速及び時間:32μl/分×15分
脱着溶媒:移動相
マイクロLC条件:カラム、Develosil ODS-5 (内径0.53mm×200mm)
移動相:メタノール/水=95/5(v/v)、4μl/分
注入量:0.3μl
検出:UV (254nm)
得られたクロマトグラムを図１３に示す。図中、×82は濃縮倍率を示す。
【００３２】
実施例11
この実施例は、本発明の分離カラムを用いた、フタル酸ジn-アルキルの液体クロマトグラフィー分析結果を示すものである。
クロマトグラフィー条件は以下のとおりである。
カラム:ザイロン繊維（ＨＭタイプ）を充填したカラム(内径0.25mm×150mm)
移動相:メタノール/水=40/60(v/v)、4μl/分
検出:UV (254nm)
得られたクロマトグラムを図１４に示す。ピークＡはフタル酸ジメチル、ピークＢはフタル酸ジエチル、ピークＣはフタル酸ジn-プロピル、ピークＤはフタル酸ジn-ブチルのピークである。
【００３３】
実施例12
この実施例は、本発明の分離カラムを用いた、ナフタレンの液体クロマトグラフィー分析結果を示すものである。
クロマトグラフィー条件は以下のとおりである。
カラム:ザイロン繊維（ＨＭタイプ）を充填したカラム(内径0.25mm×150mm)
移動相:Ａ  メタノール/水=50/50(v/v)
:Ｂ  メタノール/水=40/60(v/v)
流速:4μl/分
検出:UV (254nm)
得られたクロマトグラムを図１５に示す。
【００３４】
実施例13
この実施例は、本発明の分離カラムを用いた、ピレンの液体クロマトグラフィー分析結果を示すものである。
クロマトグラフィー条件は以下のとおりである。
カラム:ザイロン繊維（ＨＭタイプ）を充填したカラム(内径0.25mm×150mm)
移動相:Ａ  メタノール/水=80/20(v/v)
:Ｂ  メタノール/水=70/30(v/v)
流速:4μl/分
検出:UV (254nm)
得られたクロマトグラムを図１６に示す。
【００３５】
【発明の効果】
上記の長繊維を充填したマイクロカラムは抽出濃縮媒体並びに分離媒体として使用することができる。目的の被分析物と相互作用するための特別に設計された化学構造を持つポリマー長繊維を使用することにより、溶質に特異的な抽出濃縮が可能である。このような目的には染色繊維も大きな可能性を有する。染料分子は繊維中に存在し、1種の固定相リガンドすなわち溶質との特異的な相互作用部位として機能し得るからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】中空細管に複素環ポリマー繊維「ザイロン (登録商標)」を充填した固相抽出用媒体の部分断面図、及びこれを試料濃縮に使用し、得られた濃縮試料をＬＣカラムに注入するためのシステムの概略を示す図面である。
【図２】２つの６方バルブを使用した本発明の試料注入システムの第１実施態様及びその使用方法を示す図面である。
【図３】１つの６方バルブを使用した本発明の試料注入システムの第２実施態様及びその使用方法を示す図面である。
【図４】水試料中のフタル酸n-ブチルを固相抽出し、液体クロマトグラフィーにより分析した際のクロマトグラムを示す図面である。
【図５】水試料中のフタル酸n-ブチルを固相抽出し、液体クロマトグラフィーにより分析した際のクロマトグラムを示す図面である。
【図６】ザイロン繊維を充填したカラムを用いて、3種のp-ヒドロキシ安息香酸n-アルキルをCEC(細管電気クロマトグラフィー)により分離した結果を示すクロマトグラムである。
【図７】ザイロン繊維を充填したカラムを用いて、4種のフタル酸ジアルキルをCEC(細管電気クロマトグラフィー)により分離した結果を示すクロマトグラムである。
【図８】ザイロン繊維(約580-590フィラメント)を充填した中空細管カラムを用いて、n-アルカン(炭素原子数10-19)をガスクロマトグラフィー（ＧＣ）により分離した結果を示すクロマトグラムである。
【図９】ザイロン繊維を充填した中空細管カラムを用いて、ドデカン、テトラデカン、及びヘキサデカンの各1%ヘプタン溶液をガスクロマトグラフィー（ＧＣ）により分離した結果を示すクロマトグラムである。
【図１０】シリコーンオイルの液相コーティングを施したザイロン繊維を充填した中空細管カラムを用いて、ドデカン、テトラデカン、及びヘキサデカンの各1%ヘプタン溶液をガスクロマトグラフィー（ＧＣ）により分離した結果を示すクロマトグラムである。
【図１１】ケブラー繊維又はザイロン繊維を充填した中空細管カラムを用いて、3種のp-ヒドロキシ安息香酸n-アルキルをCEC(細管電気クロマトグラフィー)により分離した結果を示すクロマトグラムである。ピーク1はチオ尿素、ピーク2はp-ヒドロキシ安息香酸エチル、ピーク3はp-ヒドロキシ安息香酸n-プロピル、ピーク4はp-ヒドロキシ安息香酸n-ブチルのピークである。
【図１２】セルロースアセテート繊維を充填した中空細管カラムを用いて、3種のp-ヒドロキシ安息香酸n-アルキルをCEC(細管電気クロマトグラフィー)により分離した結果を示すクロマトグラムである。ピーク1はチオ尿素、ピーク2はp-ヒドロキシ安息香酸メチル、ピーク3はp-ヒドロキシ安息香酸n-ブチル、ピーク4はp-ヒドロキシ安息香酸n-ヘキシルのピークである。
【図１３】ファイバーインチューブSPMEにより予備濃縮した水試料中のフタル酸ジn-ブチルのマイクロ液体クロマトグラフィー分析結果を示すクロマトグラムである。
【図１４】ザイロン繊維（ＨＭタイプ）を充填した中空細管カラムを用いて、フタル酸ジn-アルキルを液体クロマトグラフィーで分析した結果を示すクロマトグラムである。ピークＡはフタル酸ジメチル、ピークＢはフタル酸ジエチル、ピークＣはフタル酸ジn-プロピル、ピークＤはフタル酸ジn-ブチルのピークである。
【図１５】ザイロン繊維（ＨＭタイプ）を充填した中空細管カラムを用いて、ナフタレンを液体クロマトグラフィーで分析した結果を示すクロマトグラムである。移動相:Ａ  メタノール/水=50/50(v/v)      :Ｂ  メタノール/水=40/60(v/v)
【図１６】ザイロン繊維（ＨＭタイプ）を充填した中空細管カラムを用いて、ピレンを液体クロマトグラフィーで分析した結果を示すクロマトグラムである。移動相:Ａ  メタノール/水=80/20(v/v)      :Ｂ  メタノール/水=70/30(v/v)
【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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【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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【図１５】
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【図１６】
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