2014 Fiscal Year Research-status Report
生体由来高親水性化合物の超高性能分離のためのHPLC用カラムの開発
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26410151
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
池上 亨 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 准教授 (20301252)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 親水性相互作用クロマトグラフィー / 親水性ポリマー / 重合修飾 / 分離性能 / シリカモノリス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1) シリカの表面修飾に用いる重合反応の最適化と分離性能の関係の調査
親水性相互作用クロマトグラフィー（HILIC）のでは、移動相中の水が固定相近傍に濃縮されて形成された水和層と、移動相の間の分配平衡が分離の機構とされている。カラム内ポリマーコート法において、重合時のモノマー濃度を段階的に高くすると高極性化合物の保持が段階的に向上することと、モノリス流路に生成するポリマーによってカラムの洗浄が不可能になる限界濃度が存在することが分かっている。微小シリカ粒子とシリカモノリス両方について、モノマーの構造と対応するポリマーの溶解性を基に、カラムあたりの親水性ポリマー結合量を極限まで高め、親水性の層の厚みを確保できる修飾条件を探索した。テトラゾールを含むモノマーを重合すると、市販されているHILICカラムで最大の保持を示す製品のさらに２倍の保持の実現が可能になった。種々の類縁体を重合修飾した後、国際特許として出願した。
(2) 高分子鎖の分子量とシリカ上の親水性層の関係の解明、分離性能との相関の検討
シリカ上に結合しているごく微量の高分子鎖を解析する方法として、シリカ粒子、あるいは直径2～5 ミリメートルのシリカモノリスカラムを、キャピラリーカラムと同様の条件で重合修飾し、元素分析、イオン交換容量の測定、質量スペクトル分析法等の解析を行ない、高分子鎖の鎖長（重合度）や結合量を解析した。重合反応条件を統一すれば、シリカ粒子充填型とシリカモノリス型のカラムで、ほぼ同様の構造選択性を発現できることが示された。このことにより、シリカモノリス上に結合された高分子鎖の性質は、同様の化学修飾をシリカ粒子で行ない、解析することで類推できることが示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
直径５ミクロンのシリカ粒子に化学修飾し、充填、カラムに成形、性能評価を行なうことはできるようになったが、それより小さい粒子、特に直径２ミクロン以下の粒子の扱いについては、未だに学界においても好適な充填方法の模索が続いている状況で、まだ困難な状況にとどまっている。
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| Strategy for Future Research Activity |
(1) 理論段高５－１０ミクロンの極性化合物分離用のカラムを調製する。HILIC 型で、テトラゾールメタクリルアミドをモノマーに用いた場合、長さ１～２m のカラムを重合修飾することが可能となった。それを数本接続することで、各分離モードについて理論段数５０万段のカラムを調製し、HILIC型分離における分離の極限について検討する。
(2) HILIC やイオン交換とキラル分離を同時に発現するカラムの調製を行なう。光学活性をもつ親水性あるいはイオン性のモノマーを重合修飾してこの種のカラムを得る。D－体のアミノ酸やL－体の糖の分析を可能とするため、ホモキラリティの原因解明と結びつく興味深い研究対象である。まず、天然に多く存在する単糖類やヌクレオシド類のL－体とD－体の分離を試みる。
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[Journal Article] Hydrophilic interaction chromatography using a meter-scale monolithic silica capillary column for proteomics LC-MS2014
Author(s)
Horie, K., Kamakura, T., Ikegami, T., Wakabayashi, M., Kato, T., Tanaka, N., Ishihama, Y.
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Journal Title
Analytical Chemistry
Volume: 86
Pages: 3817, 3824
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Effect of pressure on the selectivity of polymeric C18 and C30 stationary phases in reversed-phase liquid chromatography. Increased separation of isomeric fatty acid methyl esters, triacylglycerols, and tocopherols at high pressure2014
Author(s)
Okusa, K., Iwasaki, Y., Kuroda, I., Miwa, S., Ohira, M., Nagai, T., Mizobe, H., Gotoh, N., Ikegami, T., McCalley, D.V., Tanaka, N.
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Journal Title
Journal of Chromatography A
Volume: 1339
Pages: 86, 95
DOI
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