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2010 年度 実績報告書

HPLC用、高速・高理論段数モノリス型シリカキャピラリーカラムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 20350036
研究機関京都工芸繊維大学

研究代表者

田中 信男  京都工芸繊維大学, 法人本部, 学長特任補佐 (60127165)

研究分担者 池上 亨  京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 准教授 (20301252)
キーワードHPLC / モノリス / シリカ / 高性能化 / キャピラリー / 理論段数 / プロテオーム解析 / 透過率
研究概要

HPLC用(1)キャピラリー型、および、(2)ロッド型モノリスシリカカラムの高速・高性能化について、実験的検討を行った。
1. キャピラリー型:Tetramethoxysilane(TMOS)とmethyltrimethoxysilane(MTMS)との混合物を原料とするハイブリッド型シリカモノリスの調製において、フィードにおける(TMOS/MTMS)比=9/1~3/1の範囲で検討を行い、高理論段数型カラムの透過率および理論段数の向上を試み、さらに高理論段数型キャピラリーカラムのプロテオーム解析への適用を行った。(TMOS/MTMS)比=9/2において得られたキャピラリーカラムはOctadecylsilyl基による化学修飾を経て、理論段高H=7-8μmと透過率K=1.5-2×10^<-13>m^2を与え、内径100μm,4-5m長のキャピラリーカラムにより約50万理論段、15m長の接続カラムにより約50MPaの圧力で200万理論段の発現を可能とした。大腸菌プロテオームの解析において、3.5m長カラムを用いて約40時間のアセトニトリルグラジエント溶出を3回繰り返すことにより、ほぼ全プロテオームの解析が可能となった。長いモノリス型シリカキャピラリーカラムの適用により90%以上の膜タンパク質の同定と、大量注入条件下、低濃度タンパク質の同定により70倍程度のダイナミックレンジ拡大が可能となった。
2. TMOSから調製したロッド型カラムについて化学修飾後、5cm長カラムにより8000-9000理論段、25cmカラムにより40000-45000段が得られ、2本あるいは3本を接続することにより、カラム圧10-15MPa,t_0=4-7分において、8-8.5万段および12-12.5万段が得られた。これにより2μm以下の超微粒子あるいはコアシェル粒子充填型カラムと比較して、より低圧で高理論段数の発現が可能となった。
以上のようにカラム調製法の最適化により高速・高理論段数型シリカモノリスの性能向上が達成された。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件) 図書 (5件)

  • [雑誌論文] Monolithic silica rod columns for high-efficiency reversed-phase liquid chromatography.2011

    • 著者名/発表者名
      S.Miyazaki, 他
    • 雑誌名

      J.Chromatogr.A

      巻: 1218 ページ: 1988-1994

    • 査読あり
  • [雑誌論文] One-dimensional capillary liquid chromatographic separation coupled with tandem mass spectrometry unveils the Escherichia coli proteome on amicroarray scale.2010

    • 著者名/発表者名
      M.Iwasaki, 他
    • 雑誌名

      Anal.Chem.

      巻: 82 ページ: 2616-2620

    • 査読あり
  • [学会発表] High-efficiency monolithic silica columns for HPLC2011

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Tanaka
    • 学会等名
      Pittsburgh Conference on Analytical Chemistry and Applied Spectroscopy
    • 発表場所
      USA, アトランタ国際会議場(招待講演)
    • 年月日
      2011-03-15
  • [学会発表] HILICカラムのテスト法開発2010

    • 著者名/発表者名
      池上亨
    • 学会等名
      第21回クロマトグラフィー科学会議
    • 発表場所
      西宮市 武庫川女子大学
    • 年月日
      2010-10-23
  • [学会発表] モノリス型シリカカラムのクロマトグラフィー特性2010

    • 著者名/発表者名
      田中信男
    • 学会等名
      日本分析化学会第59年会
    • 発表場所
      仙台市 東北大学(招待講演)
    • 年月日
      2010-09-15
  • [学会発表] Monolithic silica columns for high speed and high-efficiency HPLC separations2010

    • 著者名/発表者名
      N.Tanaka
    • 学会等名
      35th International Symposium on High Performance Liquid Phase Separations and Related Techniques
    • 発表場所
      USA, ボストン国際会議場(招待講演)
    • 年月日
      2010-06-21
  • [図書] Monolithic Silicas in Separation Science2011

    • 著者名/発表者名
      K.K.Unger, N.Tanaka, E.Machtejevas編
    • 総ページ数
      344
    • 出版者
      Wiley-VCH
  • [図書] The basic idea and the drivers.2011

    • 著者名/発表者名
      N.Tanaka, K.K.Unger
    • 総ページ数
      1-7
    • 出版者
      In "Monolithic Silicas in Separation Science", K.K.Unger, N.Taka, E.Machtejevas ed.Wiley-VCH
  • [図書] Preparation and properties of various types of monolithic silica stationary phases for reversed-phase, hydrophilic interaction, and ion-exchange chromatography based on polymer-coated materials.2011

    • 著者名/発表者名
      O.Nunez, T.Ikegami
    • 総ページ数
      35-45
    • 出版者
      In "Monolithic Silicas in Separation Science", K.K.Unger, N.Tanaka, E.Machtejevas ed.Wiley-VCH
  • [図書] High-speed and high-efficiency separations by utilizing monolithic silica capillary columns.2011

    • 著者名/発表者名
      T.Hara, 他
    • 総ページ数
      249-272
    • 出版者
      In "Monolithic Silicas in Separation Science", K.K.Unger, N.Tanaka, E.Machtejevas ed.Wiley-VCH
  • [図書] High-efficiency liquid chromatography separations achieved by monolithic silica columns.2011

    • 著者名/発表者名
      K.Miyamoto, 他
    • 出版者
      In "Extreme Chromatography : Faster, Hotter, Smaller" W.C.Byrdwell, M.Holcapek, ed.AOCS Press.(印刷中)

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公開日: 2012-07-19  

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