一味違う！
極性化合物のための固相抽出剤！
極性化合物の前処理に最適な新規二足型逆相系固相抽出剤とHILIC型固相抽出剤の基本特性とその有用性について紹介いたします2007/8/31 15:50-16:15

A-5会場

於：アパホテル&リゾート 東京ベイ幕張 ホール㈱クロマニックテクノロジーズ

ChromaNik Technologies Inc. TEL: 06-6581-0885 http://chromanik.co.jp

固相抽出法における注意すべき点は…
固相抽出法における注意すべき点は…
 コンディショニング・溶媒和

固相抽出剤における活性化と同時に固相抽出剤のと同時に固相抽出剤の洗浄洗浄を行うを行う
 固相抽出剤の固相抽出剤の活性化
固相抽出剤
抽出剤ブランク
ブランクを確認
を確認
 溶媒置換によるバラツキ，溶媒置換によるバラツキ，固相 試料負荷selectivity

から測定対象測定対象を固相を固相抽出剤抽出剤にに保持させる
 調整した試料調整した試料から保持させるを確認する
 保持条件 (液性，流量等)
液性，流量等)，容器等への吸着，容器等への吸着を確認する
 固相抽出剤の洗浄に吸着・付着した不要物を洗い流す
 固相抽出剤
固相抽出剤に吸着・付着した不要物を洗い流す(試料捕捉の選択性)

除去率，率，目的物
目的物のの漏出が無いことを確認する
 塩類等の塩類等の除去
漏出が無いことを確認する
 固相抽出剤の脱水・乾燥に固相抽出剤の水分除去・乾燥を行う
・乾燥を行う 溶出条件合うよう溶出条件合うように固相抽出剤の水分除去
 実際に溶出を行い回収率・バラツキを確認する
1

水系試料に適した固相抽出剤は…
水系試料に適した固相抽出剤は…

2

固相抽出剤に濡れ性・保水性があると…
固相抽出剤に濡れ性・保水性があると…

 捕捉力/捕捉力/保持力

 コンディショニング・溶媒和 測定対象に対して十分な疎水性を持つこと

 乾燥し難く，コンディショニングのバラツキが減少
乾燥し難く，コンディショニングのバラツキが減少

 測定対象に対する有効表面積の大きさが重要

 試料負荷・保持 疎水性が強すぎると溶離液量が多くなる

 試料溶液が細孔内部まで浸透し，捕捉有効表面積が増加

 濡れ性

 対象成分の極性基が親水性相互作用によりマスクされ，

 水との濡れ性があり，細孔内部まで浸透すること

疎水性相互作用的保持力を増加させる

 適切な親水基を適量導入

 溶離・溶出 濡れ性を高くすると，疎水基量が減り，保持が小さくなる

ため，利点と欠点がある
 固相抽出剤が乾燥し難い
固相抽出剤が乾燥し難いため，利点と欠点がある

 保水性/保水性/湿潤性

 極性溶媒での溶離は問題ない
が，非水溶媒でバラツキが生じる
る
極性溶媒での溶離は問題ないが，非水溶媒でバラツキが生じ

 適度な保水性があり，容易に乾燥しないこと

 溶出液中に水が残るため，溶出液の気化・溶出液中に水が残るため，溶出液の気化・濃縮に時間がかかる

 適切な保水性を持つ官能基を適量導入

疎水性/疎水性/親水性 (濡れ性・保水性)
濡れ性・保水性) のバランスが重要!!のバランスが重要!!

 保水性が高くすぎると，非水系溶離剤での溶離が不完全になる

34

ChromaNik P's-phase adsorbent

ポリマー系固相抽出剤の変遷

十分な捕捉性と，十分な濡れ性/十分な捕捉性と，十分な濡れ性/保水性を併せ持つ！
P'sP's-phase RPA

N

O

極性基/保水基OH

R2

ポリスチレンゲル

極性基の導入保水基の導入

N

O

R1

CH3

CH3

CH3HNOOROOOOHOH

極性基の導入極性基の水和性増加

OO
OH

疎水基

CH3Base resin: DVB/aDVB/acrylamide copolymer
Pore size: 10.0nm, Specific surface area: 800 m2/gOH保水基の導入

561

ChromaNik P'sP's-phase の特長

ポリマー系固相抽出剤の保水性比較

 高疎水性基材に，濡れ性/高疎水性基材に，濡れ性/保水性を示すアミド基のバラツキを低減
 水素結合性の向上で高極性含窒素化合物の捕捉・濃縮・クリーンアップに有効 従来の極性基導入型固相抽出剤とは異なる選択性

保水量 / g/g 吸着剤

導入により捕捉性を大幅に向上
 保水性/保水性/湿潤性の向上でコンディショニングによる

2.52.0P’s phase RPA

1.5

Type SType P

1.0

Type O0.5
過剰水の脱離0.0 シリンジ型/シリンジ型/ルアー型からマイクロプレートまで0102030

多彩なフォーマット

405060

経過時間 / min7

固相抽出剤の捕捉特性の評価
固相抽出剤をカラムに充填し，液体クロマトグラフィーを行い，測定対象の溶出時間を測定します。固相抽出法では評価できない
捕捉力，選択性等を知ることができます。
結果から，試料溶液の調整条件，洗浄液や溶出液の種類・組成の選定，回収率の推定も可能です。

逆相型固相抽出剤における捕捉特性
H2N

保持指数 (retention factor)

Osulfadiazine

H2NSO

H3CN

NH
N

O
H3C

ranitidine

tr2pyrrolidone
diol (trial)acrylamideO

toluamidetk2 = r 2 − 1t0t
k1 = r1 − 1t08S

N

CH3NH+

tr1

Nt0O

A

H3C

caffeine

OOH

CH3OH or CH3CN
in buffer solution

CH3B

acetoaminophen

DOHO

procaine

CHPLC

NH

CH3OO

CH3H2NN

NON

CH3NN

CH3CH3NH05101520retention factor

SPE adsorbent

Mobile phase: 40% CH3OH/acetate buffer (pH 7.0), Temperature: 40 °C

溶出時間 / minin HPLC column9逆相モードで高回収率が得られない…
逆相モードで高回収率が得られない…

逆相型固相抽出剤における捕捉特性OCH3pyrrolidone

HN

theobromine
O

CH3

O

salicylic acid

極性化合物を確実に捕捉させるには第二の手が必要！

diol (trial)acrylamide

NN

HO

10

第一の相互作用
疎水性相互作用

O

HO

H2N

procainamide

NHCH3NO

atenolol

CH3OHO

H2NNH

O

CH3
H3CHOO

acetylsalicylic acid

CH3OOH
CH3

acetoaminophen
0O

2468NH10

二足型固相抽出剤

12(Bimodal adsorbent)

retention factor

Mobile phase: 20% CH3OH/acetate buffer (pH 7.0), Temperature: 40 °C

11第二の相互作用
水素結合
イオン交換互作用
π-π相互作用
親水性相互作用122ChromaNik P's-phase SAX, WAX, SCX
R2O

N

NO

pyrrolidone-SAX

NH2

R2

R2N
R1

逆相陰イオン交換型における保持特性
toluamide

O

H3C
O

diol-SAX (trial)

R1

R1

acrylamide-SAX

sulfadiazine
H3C

O

OH

H3C

ranitidine

O

N

CH3S

NH

O
H2N

NH

S

CH3O+NN
NH

OH

NO

CH3+NN

procaine

H3C

CH3O
H2NOO

H3C

CH3OH

H3C

caffeine

OOP'sP's-phase SAX

P'sP's-phase WAX

OHOH
O0CH3NCH3NN
CH3CH3acetoaminophen

P'sP's-phase SCXOCH3NNOSNH

2468101214

retention factor

Base resin: DVB/Acrylamide
DVB/Acrylamide copolymer
Pore size: 10.0 nm, Specific surface area: 650 m2/g

Mobile phase: 40% CH3OH/acetate buffer (pH 7.0), Temperature: 40 °C

13

金属分析にも固相抽出法?!
金属分析にも固相抽出法?!

逆相陽イオン交換型における保持特性
O

O

CH3

H2N

HN

theobromine

NHO

CH3NNN
CH3CH3

procainamide

溶出せずphenolO
H3CON

P'sP's-phase MCM
Hydrophilic PAC type chelate resin

Base resin: DVB/Acrylamide
DVB/Acrylamide copolymer

Base resin: Methacrylate copolymer

diol-SCX (trial)

CH3N

N

P'sP's-phase MCA
Hydrophobic PAC type chelate resin

pyrrolidone-SCXOH

caffeine

14OH
O

CH3

atenolol

HOOH

溶出せず
イオン交換容量の差

O

ONH

CH3

acetoaminophen

NH2

H3CO0OH

acrylamide-SCXNNHON
NN
O

CH3

1020304050OH

NOO

60

OH

retention factor

Mobile phase: 20% CH3OH/acetate buffer (pH 7.0), Temperature: 40 °CnHO

長鎖アミノカルボン酸型キレート性官能基
15P'sP's-phase MCA and MCM の特長

長鎖アミノカルボン酸型のメリット
Metal－EDTA Chelate

NMON

COO

CH2CH2OCON

MOCOCH2COCH2O

CH2CH2CH2O

多数の金属元素を高度に捕捉 酸性域ではアルカリ金属，アルカリ土類金属の影響を受けず重金属元素の捕捉が可能 Mo，Mo，W，V等の金属オキソ酸も捕捉可能
 疎水性 (MCA) と親水性 (MCM) の異なる基材の2種を用意。MCAは疎水性有機物の除去も可能種を用意。MCAは疎水性有機物の除去も可能
 ICP，ICP，AA分析のマトリックス除去や金属元素のAA分析のマトリックス除去や金属元素の濃縮，IC分析の金属除去，金属配位性化合物の濃縮，IC分析の金属除去，金属配位性化合物の前処理に有効

CO
CH2CO

範囲で
 長鎖アミノカルボン酸の導入により広pH
長鎖アミノカルボン酸の導入により広pH範囲でLong chain PAC Chelate

COONCH2O

自由度が高くEDTAライクな錯形成が可能！

CH2CH2CH2CH2COCH216N* PAC: polyaminocarboxylic acid17183

P'spH依存性
依存性
P's-phase MCMにおける捕捉率のMCMにおける捕捉率のpH

P'sP's-phase MCM の特徴ある保持挙動
120

120

Ca

100
recovery / %recovery / %10080

アルカリ土類金属は酸性∼中性領域で全く捕捉されない！

60
40
20002Mo

46880

120

120

120

120

100

100

100

100

80

80

80

80

60

60

60

40

40

40Mn

20

金属オキソ酸類も強く捕捉される！
V，Wも同様！

600Fe

2000246810 12 1460
40Co20246810 12 14Ni2000002468

10 12 14024680246810 12 144012012012012020100100100100808080800606060404040

10 12 140246pH8101214pHCu

200Zn

20002468

10 12 146040Cd

2002468

10 12 14Pb

200002468

10 12 14

10 12 14※ 富山大学 加賀谷先生御提供データ※ 富山大学 加賀谷先生御提供データ

19

ChromaNik P'sP's-Phase series
タイプ

固相抽出剤

アミド基導入疎水性樹脂
強陰イオン交換基
SAX
導入疎水性樹脂
弱陰イオン交換基
WAX
導入疎水性樹脂
強陽イオン交換基
SCX
導入疎水性樹脂
長鎖キレート性基
MCA導入疎水性樹脂
長鎖キレート性基
MCM
導入親水性樹脂
RPA

粒子径[µm]707070707070

官能基量[mmol/g]mmol/g]

20

ChromaNik P's-phase SPE Cartridges

主 な 用 途

疎水性化合物の濃縮・捕捉
陰イオン/陰イオン/疎水性0.5化合物の濃縮・捕捉
陰イオン/陰イオン/疎水性0.3化合物の濃縮・捕捉
陽イオン/陽イオン/疎水性0.3化合物の濃縮・捕捉
金属の濃縮・捕捉
0.25 (Cu)
疎水性物質の除去－0.3 (Cu)

金属の濃縮・捕捉2122

逆相モードで前処理できない場合は…
…
逆相モードで前処理できない場合は

P's-phase Cartridge Format

 固相抽出剤の変更/固相抽出剤の変更/選択性の変更

 シリンジ型
 充填量 : 30 mg (1 mL type),type), 60, 150 mg (3 mL type)，二次効果の変更
 疎水基バランス
疎水基バランス，二次効果の変更

 ルアー型

Ö P'sP's-phase RPAの利用
 複合モード固相抽出剤
複合モード固相抽出剤の利用

 Type M : 0.5 mL,mL, Type L : 0.8 mL, Type LL : 1.6 mL

 イオン交換をプラス
イオン交換をプラス

 Type Mini (内容積：0.05
内容積：0.05 mL)mL) は特注で対応可能

 Micro Plate 9696-well 型

Ö P'sP's-phase SAX, WAX, SCX

 親水性相互作用 (HILIC)HILIC) の利用

 充填量 : 30 mg

 親水性化合物のみを捕捉
親水性化合物のみを捕捉エンプティカートリッジも販売しております。
お問合せ下さい！

ÖZIC®-HILIC SPE

利用 その他相互作用をその他相互作用を利用
 イオン交換，イオン交換，配位子交換，アフィニティ等23244

固相抽出におけるHILIC
モードの利点固相抽出におけるHILICモードの利点

ZIC®-HILIC SPE における保持機構とは！
 HILICモードHILICモードとは！

非イオン性極性化合物
SO3

 親水性固定相への親水性相互作用に基づいて捕捉

H2O

32CHCH

22Analyte

2HC
2HCCH

3H2O
2H

3H
C

3HC

2H

3

 "Anti"Anti-Chaotropic“
Chaotropic“ スルホベタイン型官能基は，非常に安定した強い水和層を形成
 ZIC®-HILIC SPEの親水性相互作用は，共存成分の影響SPEの親水性相互作用は，共存成分の影響を受け難いため，極性化合物の前処理に最適

CH
2CHH2O
N
32CH
CH

H2O
C H2H2O

SO

H2O

C

 Chaotropic理論に基づき設計された官能基を導入
Chaotropic理論に基づき設計された官能基を導入

H2O

H2O
H2O

N

H2O

CCH ZIC®-HILICの高水和性両性イオン型官能基
HILICの高水和性両性イオン型官能基

SZIC®-HILIC SPEの両性イオン型官能基

H2O

H2O

2N

H2O

CH

233CH

CHCH
3N CH

H2O

2H2O

H
Pa ydrt rop
it hSOio ilni i c
3ng

SO

CH

H2O

CH

2H2O

CH

物ほど強く捕捉るため，，RP 溶離液には水/溶離液には水/緩衝液を用い緩衝液を用いるためRP-HPLCを用いる
HPLCを用いる
場合には，良好な分離と感度が場合には，良好な分離と感度が得られる
得られる

N

AnalyteH2O2特性を示しを示し，親水性の高い化合 逆相モードとは逆の捕捉逆相モードとは逆の捕捉特性

H2O

CH

C H3
N C
C H32CH32

H2O

Analyteostatic
Electrction
Intera

H2O
H2
H2 C

C H2

H2O

SO 3

H2O

陰イオン性極性化合物
AnalyteH2O

陽イオン性極性化合物

ostatic
Electrction
InteraH2O

25

HILIC型固相抽出剤の操作手順
HILIC型固相抽出剤の操作手順

26

干渉成分の除去：：血漿中のAmoxicillin
干渉成分の除去
血漿中のAmoxicillin
O

HILIC adsorbent

OSample solution

H

CH3CN dilution

HOO(A) Acetonitrile precipitatedblank plasma(B) ZIC®-HILIC extracted acetonitrile
precipitated spiked plasma(C) ZIC®-HILIC extracted acetonitrileprecipitated blank plasma← H2O, 5∼5∼10 mL← CH3CN, 5∼
5∼10 mL

SNOConditioning

HNNLoading sample

Sample load
Wash, CH3CN
Elution, H2O/buffer

Measurement by HPLC

Separation Conditions

Extraction Procedure

Column: Aquasil reversed-phase
Eluent: Isocratic 93 % phosphte buffer(pH 2.5, 0. 1 M), 7 % acetonitrile.
Flow rate: 1.0 mL/min
Injection: 85 µL
Detection: UV at 230 nm

Precipitate plasma with acetonitrile(1.5 mL to 0.1 mL)
Centrifugate and load supernatant
on ZIC®-HILIC SPE 1 mL 100 mg preconditioned with acetonitrile (2 mL)
Wash with acetonitrile and dry gently
Elute with water (400 µL)

2728

満足行く結果が得られない時には…
満足行く結果が得られない時には…
 固相抽出剤の変更/固相抽出剤の変更/選択性の変更

ご清聴有難う御座いました 固相の疎水基バランス，二次効果相互作用の変更
 水素結合性/水素結合性/含窒素選択性固相Ö

P'sP's-phase RPA

 イオン性化合物の捕捉性向上
 イオン交換/イオン交換/水素結合性を加味した逆相固相に変更
 逆相イオン交換型固相
逆相イオン交換型固相Ö

P'sP's-phase SAX, WAX, SCX

 親水性相互作用 (HILIC)HILIC) モードの利用 逆相モードと逆の捕捉特性を持つ固相に変更
 高親水性/親水性/高水和性固相
高水和性固相Ö㈱クロマニックテクノロジーズは，分離剤の新たな機能を追及し，新規なHPLC用固定相や固相抽出剤をはじめ新規なHPLC用固定相や固相抽出剤をはじめ種々の分離剤を開発しています。
本講演が皆様のお仕事のご参考になれば幸いです。

ZICZIC-HILIC SPE 最後の手段はオリジナル固相の作成
 イオン交換，イオン交換，配位子交換，アフィニティ等 エンプティカートリッジも販売しています Ö巴製作所製
29305