液体クロマトグラフィーによる生体由来高親水性化合物の超高性能分離法の開発

2011 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 22550074
• 研究機関: 京都工芸繊維大学
• 研究代表者: 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 / シリカモノリス / 重合修飾 / 高親水性化合物 / 高性能分離

研究概要

(1)超高性能のHILIC型、WCX型、WAX型の修飾を施したカラムを調製する。
ある置換基を有するメタクリレートモノマーを使用してシリカモノリスカラムを重合修飾した場合、洗浄可能なポリマーの限界濃度を過去の研究例より著しく高くできることが明らかになった。シリカモノリスを調製する際のバッチを同じ条件で揃えたもの、異なる条件で調製したものを混在したものについてそれぞれ重合修飾を行ない、同じバッチ間では保持の値が再現性良く調製可能なことが示された。この系については市販のカラムを上回る保持、分離特性が得られた。カラム長も1mのものを調製できたため、親水性相互作用クロマトグラフィーの超高性能化は現実味を帯びてきた。この技術の特許化について企業と相談中である。
ポリマー結合量を段階的に変えたモノリスカラムをセットで調製し、糖鎖等高極性化合物に対するそれぞれの分離性能(分離時間、圧力当たりの理論段数、ピーク対称性など)について検討した。
親水性相互作用クロマトグラフィー条件下での新規カラムテスト法を報告した。これによって当新規固定相と市販の親水性相互作用クロマトグラフィー用カラムの分離特性を比較検討しやすくなった。
(2)弱いイオン交換型カラムに用いる、新規選択部位の検討
上記の「ある置換基を有するメタクリレートモノマー」重合修飾したシリカモノリスカラムは弱カチオン交換性カラムとしても機能する。ヌクレオチドなど、核酸類の分離において、イオン強度の弱い緩衝液を用いてもカラムから溶出することが可能であり、質量分析系への接続を視野に入れた時、遺伝情報の解析に大きな意義を示すと考えられる。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

HILIC型固定相のテスト法を発表した。おそらく,分析対象の構造識別性を評価する方法としては世界初の手法と言える。弱酸性のHILIC型固定相として,シリカモノリスに修飾したもののうち,粒子充填型カラムを上回る保持を示すものが見いだされた。これまで、シリカモノリスは粒子充填型の1/3程度の保持しか出せなかったが,今回の発見はそれを覆す興味深い結果と言える。この内容を特許化するべく協議したため,今年度中の発表はかなわなかった。

今後の研究の推進方策

研究計画の変更は特にない。研究を遂行する上での問題点も特にない。

研究成果

• [雑誌論文] Estimation and optimization of the peak capacity of one-dimensional gradient high performance liquid chromatography using a long monolithic silica capillary column (2012)
  • 著者名/発表者名: Horie, Kanta; Sato, Yoshiaki; Kimura, Takayuki; Nakamura, Tatsuji; Ishihama, Yasushi; Oda, Yoshiya; Ikegami, Tohru; Tanaka, Nobuo
  • 雑誌名: Journal of Chromatography A 巻: 1228 ページ: 283-291
  • DOI: DOI:10.1016/j.chroma.2011.12.088
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mixed-mode monolithic silica as a chromatographic separation medium (2011)
  • 著者名/発表者名: Jemale, Alia Sofie; Jaafar, Jafariah; Watanabe, Yuta; Ikegami, Tohru; Tanaka, Nobuo
  • 雑誌名: Journal of Liquid Chromatography & Related Technologies 巻: 34(7) ページ: 500-510
  • DOI: DOI:10.1080/10826076.2011.556969
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chromatographic characterization of hydrophilic interaction liquid chromatography stationary phases : Hydrophilicity, charge effects, structural selectivity, and separation efficiency (2011)
  • 著者名/発表者名: Kawachi Yuusuke, 他
  • 雑誌名: Journal of Chromatography, A 巻: 1218(35) ページ: 5903-5919
  • DOI: 10.1016/j.chroma.2011.06.048
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recent advances in silica-based monoliths : Preparations, characterizations and applications (2011)
  • 著者名/発表者名: Ghanem Ashraf, 他
  • 雑誌名: Journal of Separation Science 巻: 34(16-17)(Review) ページ: 1945-1957
  • DOI: 10.1002/jssc.201100086
  • 査読あり
• [雑誌論文] New silica monolith bonded chiral (R)-γ butyrolactone for enantioselective micro high-performance liquid chromatography (2011)
  • 著者名/発表者名: Ghanem Ashraf, 他
  • 雑誌名: Chirality 巻: 23(10) ページ: 887-890
  • DOI: 10.1002/chir.21004
  • 査読あり
• [学会発表] HILIC型シリカモノリスカラムの調製と再現性評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 池上亨, 他
  • 学会等名: 第22回クロマトグラフィー科学会議
  • 発表場所: 東北大学(仙台市)
  • 年月日: 2011-10-21
• [学会発表] Study of retention mechanism in HILIC in terms of deuterium isotope effect (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomoyuki Okada, 他
  • 学会等名: 36^<th> International Symposium on High-Performance Liquid Phase Separation and Related Techniques
  • 発表場所: Budapest Congress & World Trade Center, Budapest, Hungary
  • 年月日: 2011-06-22
• [学会発表] New Test Method for Chromatographic Characterization of Hydrophilic Interaction Chromatography (HILIC) Stationary Phases (2011)
  • 著者名/発表者名: Ikegami Tohru, 他
  • 学会等名: 36^<th> International Symposium on High-Performance Liquid Phase Separation and Related Techniques
  • 発表場所: Budapest Congress & World Trade Center, Budapest, Hungary
  • 年月日: 2011-06-20
• [学会発表] HILIC型シリカモノリスカラムの調製と特性評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 池上亨, 他
  • 学会等名: 第18回クロマトグラフィーシンポジウム
  • 発表場所: 福岡大学(福岡市)
  • 年月日: 2011-06-03