JPH10253610A - 液体クロマトグラフィー用電気化学検出器、液体クロマトグラフィー装置、及びかかる装置を用いた分析方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液体クロマトグラフィー用電気化学検出器
を、作用電極表面上の不純物の吸着を抑制し、参照電極
での電極本体の保護を十分にすることにより、有機溶剤
中でも使用可能とする。 【解決手段】 参照電極２と作用電極３と対極４とを有
して構成される３極式ポテンシオスタットからなる液体
クロマトグラフィー用電気化学検出器において、該３極
式ポテンシオスタットを構成する参照電極２は、電極本
体１１と電極本体１１を保護して収納する内筒１６と外
筒２０の二つの筒体からなり、内筒１６は電極本体１１
を電解液ともに収納し、外筒２０は内筒１６を電解液と
もに収納して構成することにより、電極本体１１を二つ
の電解液層と筒体で二重に保護する２重構造を有し、作
用電極３は、作用電極３の接続する該装置の電子回路１
０のプログラム機能により電位を周期的に変化させうる
ものであるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体クロマトグラ
フィー用の検出器及び液体クロマトグラフィー装置にか
かり、特に被分析試料の分離状況を電極反応を用いて電
気化学的に検出する液体クロマトグラフィー用電気化学
検出器及び該検出器を用いた液体クロマトグラフィー装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】クロマトグラフィーとは、複雑な混合物
を分離又は分析するために用いられる技法の一つであ
る。この技法は様々な方法を含むが、共通する特徴はこ
の技法が、常に移動する所謂移動相と固定されて移動し
ない固定相の２つの空間から成ることである。そして、
分離又は分析したい対象である被分析混合物試料を移動
相中に導入し、移動相とともに、巨視的には固定相中
を、微視的には固定相を構成する部材の表面と接しなが
ら移動をさせる。

【０００３】この時、混合物試料中の含有成分は固定相
に対する親和性が各々異なることから、固定相を通過す
る速度が各成分間で異なってくる。つまり、より強い親
和性を有する成分は、より遅い通過速度を示す。その結
果、移動相の移動に伴って、それぞれの成分に分離され
ていく。そして、通過時間を標準試料等が示すそれと比
較すれば、各成分の同定が可能であり、混合物試料の分
析と分離が可能となる。

【０００４】このクロマトグラフィーは、移動相と固定
相の組み合わせの選択により幾つかの種類に分類され
る。そして、移動相を被分析試料が溶解可能な液体であ
る溶媒とするものは液体クロマトグラフィーと称され、
適用できる被分析試料も多く、非常に有効な手段として
広く用いられている。液体クロマトグラフィーは、固定
相の選択により、具体的には固定相に固体を選択する
か、液体を選択するかによって、液−固クロマトグラフ
ィーと液−液クロマトグラフィーに更に分類されるが、
通常は”液体クロマトグラフィー”と言えば液−固クロ
マトグラフィーを指すというのが一般的になっている。

【０００５】液体クロマトグラフィーは通常、被分析試
料を移動相たる溶剤の流れに従って分離を行う多孔性の
微粒子等の固定相を充填してなるカラムからなる分離部
と、分離部に移動相たる溶剤を送液する送液部と、分離
部の被分析試料の分離状況を検出する検出部から構成さ
れる。そして、従来、液体クロマトグラフィーにおいて
は、分離部におけるより優れた分離能力の達成が常に課
題とされてきたが、最近はこの分離部の分離能ととも
に、検出部における極微量にしか存在しない物質のため
の高感度検出が強く求められるに至っている。

【０００６】検出部における検出装置は現在４種類のも
のが主に用いられている。それは、被分析試料の紫外
光吸収特性の差異に従って被分析試料の分離状況を検出
する吸光光度検出器、被分析試料の蛍光発光特性の差
異に従って被分析試料の分離状況を検出する蛍光検出
器、被分析試料の電気化学的特性の差異に従って被分
析試料の分離状況を検出する電気化学検出器、示差屈
折率を測定して被分析試料の分離状況を検出する示差屈
折率検出器、の４種類である。

【０００７】この中で、電気化学検出器は高い選択性と
感度を有するため、最近各種の微量分析特に糖や生体成
分の分析に急速に利用されはじめている。電気化学検出
器は電気化学的に活性な物質が電極表面上で酸化あるい
は還元を受ける際の電極反応電流を測定するものであ
り、電流測定検出器と電量測定検出器がある。何れも通
常は定電位での電極反応を利用したものであるが、電量
検出器は１００％近い電解効率を得るために電極の表面
積を大きくする必要があり、ＳＮ比はあまり上がらない
という欠点を有する。

【０００８】それに対し、電流測定検出器では、電極の
表面積や使用するセル容積を微小にした設計では電解効
率は低いものの、電量検出器よりも高感度の検出が可能
であり、極微量の被分析物質を対象とする生体成分の分
析には専らこの型の検出器が使用されている。よって、
本発明においては、かかる電気化学検出器は、この電流
測定検出器のことを指している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】電気化学検出器は高感
度で選択的である反面、その使用において幾つかの課題
を有している。先ず第一に、電気化学的に活性な目的の
被分析物質を一定の電位条件下で酸化或いは還元反応し
て、分析を行う場合、電極反応を担う作用電極は反応に
必要な程度の比較的長時間の間一定電圧に維持される必
要があるとされてきた。

【００１０】その場合、移動相たる溶剤中の電気化学的
に活性な痕跡量の不純物（金属イオンや他の有機不純物
イオンや酸化還元性のある陰イオン等）は少しずつだが
ある程度の時間をかけて作用電極上に集合又は吸着して
しまう。その結果、作用電極表面での目的とする被分析
物質の酸化又は還元反応はこの吸着不純物に妨害され、
被分析物質に十分な電位が供給できず、実際の検出感度
を落とすという問題を生じていた。

【００１１】よって、このような吸着不純物の妨害を抑
制すること、つまり作用電極上への不純物の吸着を抑
え、可能な限り無くすることが重要な課題となる。ま
た、電極上で十分な反応が起きるためには移動相たる溶
剤が良通電性であることが必要があり、そのため、十分
な塩濃度を有する極性溶媒を用いる必要がある。このよ
うな高極性の溶媒を用いる液体クロマトグラフィーのモ
ードには、その固定相と被分析試料の間の相互作用の機
構の差異、ひいては充填剤の差異により、逆相モード液
体クロマトグラフィーやイオン交換クロマトグラフィー
等がある。

【００１２】これらのモードに電気化学検出器を使用す
る場合、移動相は水系溶剤が通常は用いられてきた。し
かし、従来の逆相モード液体クロマトグラフィーやイオ
ン交換クロマトグラフィーにおいてもそうであるよう
に、移動相の特性は分離する被分析物質の特性に合わせ
て選択される必要があり、具体的には溶剤の所謂極性を
制御して、若しくは被分析試料の分離を行いながら適当
に変化させるなどして、最適な分離が行われる必要があ
る。

【００１３】その様な溶剤の極性の制御は通常は水にメ
タノールやアセトニトリル等、有機物溶剤としては比較
的極性が高く、水に可溶なものを添加して移動相溶剤と
することによりなされる。しかし、溶剤中に有機溶剤を
多量に含有しているものを従来の電気化学検出器で移動
相溶剤として使用すると、被分析試料の分析により得ら
れるクロマトグラムのベースラインにおいて、その安定
性が損なわれ、該検出器での分析が困難となることがあ
った。

【００１４】これは、参照電極の標準としての機能を、
溶剤に含有される有機溶剤、特に参照電極中の電極本体
に到達した有機溶剤が低下させているためと推定されて
いる。従って、参照電極において、移動相である溶剤が
含有する有機溶剤の影響が及ばないようにすることが課
題となる。

【００１５】そこで、本発明の目的は、上記の課題を解
決した新規な液体クロマトグラフィー用電気化学検出器
及び液体クロマトグラフィーを提供することである。ま
た、本発明の別の目的は、作用電極表面上での不純物イ
オンの吸着を抑え、それらによる被分析試料の電極反応
の妨害を抑制し、更に、多量の有機溶剤を移動相に用い
ることを可能とした参照電極を使用した液体クロマトグ
ラフィー用電気化学検出器及び液体クロマトグラフィー
を提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
液体クロマトグラフィー用電気化学検出器において、参
照電極と作用電極と対極とを有して構成される３極式ポ
テンシオスタットからなる液体クロマトグラフィー用電
気化学検出器において、該３極式ポテンシオスタットを
構成する参照電極は、電極本体と該電極本体を保護して
収納する内筒と外筒の二つの筒体からなり、内筒は該電
極本体を電解液ともに収納し、外筒は該内筒を電解液と
もに収納して構成することにより、該電極本体を二つの
電解液層と筒体で二重に保護する２重構造を有し、該作
用電極は、該作用電極の接続する該装置の電子回路のプ
ログラム機能により電位を周期的に変化させうるもので
あることを特徴とする。

【００１７】請求項２記載の発明は、液体クロマトグラ
フィー用電気化学検出器において、電極電位の基準とな
る参照電極と、被電解物質に直接作用する作用電極と、
電解反応を補助する対極と、該参照電極と該作用電極と
該対極の３種電極をそれぞれ支持し、更に該３種電極に
及んで該３種電極各々を繋ぐとともに両端の開口部をそ
れぞれ移動相である溶剤の流入口及び流出口とする内腔
を有し、該内腔中を流れる該溶剤と該３種電極それぞれ
とを接触可能としているセルと、該３種電極各々と接続
しポテンシオスタット並びに電位発生回路並びに電界電
流測定増幅回路を有する電子回路とからなり、該セルの
該内腔中を流れる溶剤中の被分析試料を該作用電極上で
の電極反応により酸化又は還元させ、該酸化又は還元反
応により該対極と該作用電極との間に生じる電流を検出
して被分析試料の検出を行う液体クロマトグラフィー用
電気化学検出器において、該参照電極は、電極本体と、
該電極本体を支持する支持具と、液体の浸出不能な部材
からなり該支持具取付け用の取付け開口部と更に少なく
とも一つの開口部分を内開口部として有する筒状体であ
って、該内開口部をカーボン材で充填して塞ぎ、該支持
具との間で該電極本体を第一の電解質溶液とともに該電
極本体と該内筒外部との電気的導通を確保しつつ密封収
納する内筒と、液体の浸出不能な部材からなり該支持具
取付け用の取付け開口部と更に少なくとも一つの開口部
分を外開口部として有する筒状体であって、該外開口部
をカーボン材で充填して塞ぎ、該支持具との間で該電極
本体を収納した該内筒を第二の電解質溶液とともに該電
極本体と該外筒外部との電気的導通を確保しつつ密封収
納する外筒と、からなり、該電子回路が更に該作用電極
の電位を周期的に変化させることが可能なプログラム機
能を有することを特徴とする。

【００１８】請求項３記載の発明は、請求項２記載の液
体クロマトグラフィー用電気化学検出器において、前記
プログラム機能は前記電位発生回路が有し、前記電位発
生回路が周期的に前記作用電極での発生電位を変化させ
ることを可能としていることを特徴とする。

【００１９】請求項４記載の発明は、液体クロマトグラ
フィー装置において、移動相たる溶剤を外部の溶剤槽か
らくみ上げて該溶剤の流路となる送液管を通して溶剤の
送液をする少なくとも一つのポンプと、該ポンプから送
液された溶剤中に被分析試料を注入して溶解させる注入
口を形成する自動又は手動操作可能な被検物質注入装置
と、送液された溶剤中の被分析試料を溶剤の流れに従っ
て各含有試料成分に分離する少なくとも一つのカラム
と、該カラムで分離された被分析試料の分離状況を検出
する検出装置と、からなる液体クロマトグラフィー装置
において、該検出装置に請求項３記載の液体クロマトグ
ラフィー用電気化学検出器を用いることを特徴とする。

【００２０】請求項５記載の発明は、請求項４記載の液
体クロマトグラフィー装置において、前記検出装置は、
請求項３記載の液体クロマトグラフィー用電気化学検出
器と検出した被分析試料の分離状況を示すクロマトグラ
ムを描く記録計とからなり、更に、移動相たる溶剤のｐ
Ｈを調整するために該装置とは別に用意されたｐＨ調整
用溶液をくみ上げて該装置内に供給するｐＨ調整用ポン
プを有し、前記カラムでの被分析試料の分離の後に該分
離された被分析試料の置かれる環境を所望のｐＨ値に設
定することを可能としたことを特徴とする。

【００２１】請求項６記載の発明は、液体クロマトグラ
フィー装置を用いた分析方法において、有機溶剤及び／
又は水に電解質を溶解して調製されて外部の溶剤槽に充
填された少なくとも一種の溶剤を移動相とし、該溶剤槽
から該溶剤を少なくとも一つのポンプでくみ上げ、該溶
剤の流路となる送液管を通して溶剤の送液をし、該ポン
プから送液された溶剤中に、被分析試料を該溶剤中に注
入する注入口を形成する自動又は手動操作可能な被検物
質注入装置を通して被分析試料を注入して溶解させ、送
液された溶剤中の被分析試料を少なくとも一つのクロマ
トグラフィー用カラムを用いて溶剤の流れに従って被分
析試料中の各含有試料成分に分離し、該カラムで分離さ
れた被分析試料の分離状況を、参照電極と作用電極と対
極とを有して構成される３極式ポテンシオスタットから
なる液体クロマトグラフィー用電気化学検出器であっ
て、該３極式ポテンシオスタットを構成する参照電極
は、電極本体と該電極本体を保護して収納する内筒と外
筒の二つの筒体からなり、内筒は該電極本体を電解液と
もに収納し、外筒は該内筒を電解液ともに収納して構成
することにより、該電極本体を二つの電解液層と筒体で
二重に保護する２重構造を有し、該作用電極は、該作用
電極の接続する該装置の電子回路のプログラム機能によ
り電位を周期的に変化させうるものである液体クロマト
グラフィー用電気化学検出器を用いて検出することを特
徴とする。

【００２２】請求項７記載の発明は、請求項６記載の液
体クロマトグラフィー装置を用いた分析方法において、
前記ポンプとは別に設けられた少なくとも一つのｐＨ調
整用ポンプを用いて、移動相たる溶剤のｐＨを調整する
ためのｐＨ調整用溶液を該送液管における前記カラムと
前記電気化学検出器を繋ぐ部位の内部に供給し、前記カ
ラムでの分離によって各含有成分に分離された被分析試
料を所望のｐＨ環境下に置いたうえで、被分析試料の分
離状況を前記の電気化学検出器により検出することを特
徴とする。

【００２３】請求項１及び請求項２及び請求項３記載の
発明によれば、参照電極を密封して保護する筒状体を内
筒と外筒を用いて二重とすることが可能となる。そし
て、その時、内筒と外筒は何れもカーボン材で充填され
て塞がれた開口部を有しており、内筒は電極本体ととも
に電解質液を収納し、外筒は該内筒とともに自身と該内
筒との間に電解質液収納して有している。

【００２４】カーボン材を充填した開口部は参照電極が
接触する移動相たる溶剤等外部環境からの有機溶剤の進
入を防止するが、該外部との電気的な導通は可能であ
り、参照電極において電極としての性能を損なわせるこ
とはない。よって、電極特性を低下させること無く、参
照電極が接触する移動相たる溶剤等外部環境からの有機
溶剤の進入を保護用の筒を二重構造とすることにより二
重に防止し、有機溶剤の参照電極を構成する電極本体へ
の到達を実質的に抑止した参照電極を提供できる。

【００２５】また、電位発生回路等がプログラム機能を
有することなどにより、電子回路が、電極反応を担う作
用極上に供給される電位を任意に変化すること、特に、
その変化を周期的なものとすることが可能となる。従っ
て、被分析試料の電気化学的特性に対応させて定められ
た電解電位を一定時間作用電極上で維持した後、イオン
性等の不純物の吸着が起こる前に吸着を防ぐために、又
は吸着した不純物が電極から脱離するように、作用電極
上の電位を変化させ、又はその極性を変化させることが
可能である。

【００２６】この時、作用電極上の電位の変化は所望の
プログラミングがなされており、又は周期的に変化する
ようにされており、電極上が所望の電解電位に維持され
ている間のみ電流の検出を行うことは容易であり、電位
の変化に対応させて所望の時点で所望の時間検出を行え
ば、電極の変化による電流検出の不具合が起きることは
ない。

【００２７】以上より、参照電極で使用する電極本体の
有機溶剤からの保護を二重にして、電極本体への有機溶
剤の到達をを実質的に抑止することにより、多量の有機
溶剤を移動相に用いることを可能とするとともに、作用
電極表面への印加電位を周期的に極性を変化させる等、
望みの変化をさせることにより電極上での不純物イオン
の吸着を抑え、それらによる被分析試料の電極反応の妨
害を抑制する液体クロマトグラフィー用電気化学検出器
を提供することことが可能となる。

【００２８】請求項４及び請求項５及び請求項６及び請
求項７記載の発明によれば、用いる検出器の参照電極に
おいて、使用する電極本体の有機溶剤からの保護を二重
にして、電極本体への有機溶剤の到達を実質的に抑止す
ることにより、多量の有機溶剤を移動相として用いるこ
とを可能としている。さらに、用いる検出器の作用電極
表面への印加電位を周期的に極性を変化させる等、望み
の変化をさせることにより作用電極上での不純物イオン
の吸着を抑え、それらによる被分析試料の電極反応の妨
害を抑制することが可能となる。

【００２９】よって、有機溶剤を移動相たる溶剤に用い
ることが可能となり、カラムにおいて高い分離能を示す
ことが可能であり、電気化学検出器における被分析試料
の高感度の検出が可能な液体クロマトグラフィー用装置
及びかかる装置を用いた液体クロマトグラフィーによる
分析方法を提供できる。

【００３０】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面を用いて説
明する。先ず初めに、本発明にかかる実施例である液体
クロマトグラフィー用電気化学検出器について説明す
る。図１は本発明にかかる実施例である液体クロマトグ
ラフィー用電気化学検出器の構成の概略を示す図であ
る。そして、図２は本発明にかかる実施例である液体ク
ロマトグラフィー用電気化学検出器に用いる参照電極の
分解斜視図である。

【００３１】本発明にかかる実施例である液体クロマト
グラフィー用電気化学検出器１は、電極電位の基準とな
る参照電極２と、被電解物質に直接作用する作用電極３
と、電解反応を補助する対極４と、参照電極２と作用電
極３と対極４の３種電極をそれぞれ支持し、更に３種電
極（２，３，４）に及んで３種電極（２，３，４）各々
を繋ぐとともに両端の開口部をそれぞれ移動相である溶
剤の流入口及び流出口とする内腔５を有し、内腔５中を
流れる該溶剤と３種電極（２，３，４）それぞれとを接
触可能としているセル６と、３種電極（２，３，４）各
々と接続し、ポテンシオスタット７並びに電位発生回路
８並びに電界電流測定増幅回路９を有する電子回路１０
とからなる。

【００３２】そして、セル６の内腔５中を流れる溶剤中
の被分析試料を作用電極３上での電極反応により酸化又
は還元させ、該酸化又は還元反応により対極４と作用電
極３との間に生じる電流を検出して被分析試料の検出を
行うものである。この液体クロマトグラフィー用電気化
学検出器１においては、参照電極２は、電極本体１１
と、電極本体１１を支持する支持具１２と、液体の浸出
不能な部材からなり支持具１２取付け用の取付け開口部
１３と更にもう一つの開口部分を内開口部１４として有
する筒状体であって、内開口部１４をカーボン材１５で
充填して塞ぎ、支持具１２との間で電極本体１１を第一
の電解質溶液とともに電極本体１１と筒状体外部との電
気的導通を確保しつつ密封収納する内筒１６と、液体の
浸出不能な部材からなり支持具１２取付け用の取付け開
口部１７ともう一つの開口部分を外開口部１８として有
する筒状体であって、外開口部１８をカーボン材１９で
充填して塞ぎ、支持具１２との間で電極本体１１を収納
した内筒１６を第二の電解質溶液とともに電極本体１１
と筒状体外部との電気的導通を確保しつつ密封収納する
外筒２０とからなる。

【００３３】このとき、電極本体１１には塩化第一銀電
極を用いた。そして、電極本体１１とともに内筒１６中
に密封される第一の電解質溶液は塩化銀を飽和した塩化
カリウム溶液（濃度は３．３ｍｏｌ／リットル）とし
た。そして、内筒１６とともに外筒２０に密封される第
二の電解質溶液は塩化カリウム溶液（濃度は３．３ｍｏ
ｌ／リットル）とした。

【００３４】さらに、内筒１６と外筒２０の材質につい
ては非導電性の物質からなり、水溶液を密封可能で、長
時間の使用後も電解質溶液に侵されることの無く、密封
する電解質液中や、接触する移動相たる有機溶剤中に不
純物となりうる物質が溶け込まないように安定な部材で
あれば如何なるものでもよい。本実施例においては、内
筒１６の材質は４−フッ化エチレンと６−フッ化プロピ
レンの共重合体からなる樹脂とし、外筒２０の材質は３
−フッ化塩化エチレンとした。

【００３５】そして、電子回路１０は更に作用電極３の
電位を周期的に変化させることが可能なように、電位発
生回路８にプログラム機能を有しており、電位発生回路
８は周期的に作用電極３の発生電位を変化させることを
可能としている。本実施例においては、作用電極への電
圧印加はパルスによりなされるようにプログラムされて
おり、作用電極３の電位を所望の値で所望の時間の間維
持した後、その極性を逆にして同じ時間の間維持し、更
にこの過程を繰り返すように設定されている。この時、
電圧印加にかかるパルスの周波数は約１Ｈｚ（１秒間の
間に正・逆の電圧印加が一周期）とし、試料分析にかか
る電流検出は所望の電位に作用電極３が維持されている
時間内のみ行われる。

【００３６】尚、電圧印加にかかるパルスの周波数は１
Ｈｚに限るものではなく、被分析試料等の特性に合わせ
変えることが可能である。図３は本発明にかかる実施例
である液体クロマトグラフィー用電気化学検出器に用い
るセルの分解斜視図であり、参照電極の設置の方法や、
移動相たる溶剤の流路を形成する内腔の形成状況等を示
す図である。

【００３７】セル６は参照電極２と参照電極２を設置す
る設置用開口部３２と溶媒の出入口となる二つの送液用
開口部３３と突起部３４を有する内部が空洞な金属製の
セルブロック３１とブロック３１を電気化学検出器１中
に設置するための取付け部３５と非導電性の樹脂製のセ
ルスペーサ３６と作用電極３とセルガイド３７と絶縁座
３９と端子４０を有する作用電極用の電極押さえ３８か
らなる。

【００３８】そして、参照電極２は開口部３２に挿入さ
れてセルブロック３１に固定される。セルスペーサ３６
とセルガイド３８と電極押さえ３８は突起部３４を用い
てそれぞれが自身の内部に有する穴４４にその突起部３
４を挿入することにより、セルブロック３１側からセル
スペーサ３６、セルガイド３８及び電極押さえ３９の順
番でセルブロック３１に固定される。

【００３９】その際、作用電極３は金製であり、セルガ
イド３７中に設けられたガイド部４１にはめ込まれ、セ
ルスペーサー３４と電極押さえ３９の間に固定される。
この時、電極押さえ３９の有する端子は作用電極３と接
触し、作用電極３と外部との電気的な導通を可能にして
いる。尚、作用電極には白金やグラッシーカーボンも使
用可能である。

【００４０】また、セルスペーサー３４は作用電極３と
接する対応部分の内に穴部４２を有しており、この穴部
４２がセルブロック３１の送液用開口部３２と重なり、
セルブロック３１上にセルスペーサ３６、作用電極３、
セルガイド３８及び電極押さえ３９が固定されたときに
作用電極３とセルブロック３１の外壁との間に空隙を形
成する。

【００４１】この空隙は、送液用開口部３３を介して移
動相たる溶剤の流路となる内腔の一部を形成しており、
内腔を流れる溶剤と作用電極３との接触を可能とし、ひ
いては被分析試料の分析に用いられる作用電極上の電極
反応を可能としている。よって、セルブロック３１の部
材については酸性条件下やアルカリ性条件下で劣化する
ことの無い部材を選択することが望ましく、また、その
一部である導電性部分の使いやすい適当な部位が対極４
（図中に位置を特定しない）を構成することから、酸や
アルカリに強い金属を用いることが望ましい。

【００４２】次に、本発明にかかる実施例である液体ク
ロマトグラフィー装置、及びかかる装置を用いた分析方
法について説明する。図４は本発明にかかる実施例であ
る液体クロマトグラフィー装置の構成の概略を示す図で
ある。本発明にかかる実施例である液体クロマトグラフ
ィー装置１０１は、移動相たる溶剤を外部の溶剤槽１０
２からくみ上げて溶剤の流路となる送液管１０３を通し
て溶剤の送液をするポンプ１０４，１０５と、ポンプ１
０４，１０５から送液された溶剤中に被分析試料を注入
して溶解させる注入口を形成する自動又は手動操作可能
な被検物質注入装置１０６と、送液された溶剤中の被分
析試料を溶剤の流れに従って各含有試料成分に分離する
液体クロマトグラフィー用カラム１０７と、カラム１０
７で分離された被分析試料の分離状況を検出する検出装
置とからなる。 そして、この検出装置は、上記の液体
クロマトグラフィー用電気化学検出器１と検出した被分
析試料の分離状況を示すクロマトグラムを描く記録計
（図示されない）とからなる。

【００４３】液体クロマトグラフィー用カラム１０７に
はシリカゲルやシリカゲルの表面にオクタデシルシラン
やオクチルシランやアミノ、シアノ、フェニル、ナフチ
ル等を結合させて化学修飾して形成される化学結合型充
填剤や多孔性高分子からなる充填剤を充填したカラム
や、多孔性高分子粒の表面にスルホン酸基や４級アンモ
ニウム基等のイオン交換官能基を導入して形成されたイ
オン交換樹脂を充填したカラム等が使用可能である。

【００４４】更に、移動相たる溶剤のｐＨを調整するた
めに装置１０１とは別に用意されたｐＨ調整用溶液をく
み上げてカラム１０７と電気化学検出器１をつなぐ送液
管１０３部分に供給するｐＨ調整用ポンプ１０８を有
し、カラム１０７での被分析試料の分離の後に該分離さ
れた被分析試料の置かれる環境を所望のｐＨ値に設定す
ることを可能とし、従って当然に該ｐＨ値を有する環境
下で被分析試料の分離状況の検出を行うことを可能とし
ている。

【００４５】勿論、ｐＨ調整が必要ない場合は、ｐＨ調
整用ポンプ１０８を省略し、ｐＨ調整用溶液も使用しな
い。また、本実施例においては、溶剤槽１０２を２つ設
けており、一方に水、他方に有機溶剤等それぞれ別種の
溶剤を充填し、対応する２つのポンプ１０４，１０５で
汲み上げ、送液管１０３中で混合することにより、移動
相を形成している。

【００４６】そして、液体クロマトグラフィー装置１０
１を用いて分析作業中、ポンプ１０４と１０５の送液圧
の変化させて移動相たる混合溶剤の含有構成溶剤の比率
を変化させることも可能である。尚、溶剤の種類は２種
に限られる必要はなく、１種類でもよく、また、３種以
上としてもよい。その場合、用いる溶剤または溶剤槽の
数に対応させて用いるポンプの数を決める。

【００４７】次に、本発明にかかる実施例である液体ク
ロマトグラフィー装置を用いて実際に試料の分析を行
い、その効果について評価を行った。図５は分析に用い
た試料とその構造を説明する図である。分析に用いた試
料は尿中のイブプロフェン代謝物であり、それは図中の
番号（〜）が示すように５種類ある。これら５種類
の代謝物はそれぞれ類似の構造を有するが、代謝物，
，はそれぞれ分子内に糖であるグルクロン酸を抱合
して有している。

【００４８】グルクロン酸等の糖は塩基性環境下では水
素イオンを解離し、アニオンとなり、通常の電気化学的
分析が可能な程度の電気化学的活性を有するようにな
る。よって、代謝物，，はそれぞれ分子内に抱合
する糖であるグルクロン酸の効果により、塩基性条件下
で電気化学的活性を有し、分子内にグルクロン酸を抱合
しない代謝物とは電気化学的活性を有しない。

【００４９】しかし、何れもイブプロフェン構造に由来
するベンゼン環を分子内に有しており、紫外光による吸
光度分析は可能である。従って、イブプロフェン代謝物
〜は紫外光による吸光度分析によっては何れも検出
されてしまうが、電気化学検出器によれば代謝物，
，のみ選択的に検出されうる。

【００５０】つまり電気化学的分析を行えば、類似構造
を有する複雑な混合物中から、電気化学的に不活性で不
要な成分に妨害されること無く、分析の必要な糖などの
電気化学的に活性な物質のみを選択的に高感度で検出す
ることが可能となり、分析によって被分析試料中におけ
る糖等に関して得られる情報は飛躍的に正確なものとな
る。

【００５１】イブプロフェン代謝物の分析条件を示す。
溶剤には水と有機溶剤であるアセトニトリルを用い、そ
れぞれ別個の溶剤槽に充填し、対応する二つのポンプを
用いて、混合して移動相を形成した。そして、その混合
比率については、所望の初期の混合比率から所望の速度
で分析作業中徐々にアセトニトリルの比率が高くなるよ
うに制御されて、分析は行われた。

【００５２】そして、水とアセトニトリルからなる移動
相たる溶剤には、その濃度が５０ｍｍｏｌ／リットルと
なるように調製された電解質となるリン酸二水素カリウ
ムを溶解し、イブプロフェン代謝物（〜）の有する
カルボキシル基において水素イオンの解離を抑制してカ
ラム中での分離を十分なものとするために酸性（ｐＨは
２．４５）に設定された。

【００５３】カラムについては内径１．５ｍｍで長さが
２５０ｍｍの所謂逆相の分析用カラム（CAPCELL PAK C1
8 UG120 ）を用い、分離作業中は４０°Ｃに保持され
た。イブプロフェン代謝物（〜）の分離後、移動相
たる溶剤のｐＨを調整し求める成分のアニオン化を行う
ために、ｐＨ調製用の溶剤として、０．６規定の水酸化
ナトリウム溶液を用いた。そして、移動相のｐＨは１３
に調整された。

【００５４】尚、比較例として２１０ｎｍの紫外光を用
いた吸光度検出器を用い、カラムで分離された被分析試
料の一部を移動相たる溶剤のｐＨ調整がなされる前に分
析し、本発明にかかる実施例の示す結果との比較を行っ
た。次に、イブプロフェン代謝物の分析結果をその得ら
れたクロマトグラムにより示す。

【００５５】図６は本発明にかかる実施例によるクロマ
トグラムと比較例である吸光度検出器によるクロマトグ
ラムを比較して示す図である。図６より、５種類の尿中
イブプロフェン代謝物中のグルクロン酸抱合体（，
、）のみが本実施例にかかる液体クロマトグラフィ
ー用電気化学検出器により選択的に検出され、その際、
ベースラインの乱れもないことが分かった。

【００５６】以上の結果より、被分析試料中の糖又糖を
抱合した物質を分析したい場合に、被分析試料が糖以外
の多数の成分を含有したのもであっても、有機溶剤等分
離に最適な溶剤を用いて最適な分離を行った後、その糖
又糖を抱合した物質のみを選択的に検出し、正確な分析
結果を得ることが可能であることが分かった。

【００５７】

【発明の効果】請求項１及び請求項２及び請求項３記載
の発明によれば、参照電極で使用する電極本体の有機溶
剤からの保護を二重にして、電極本体への有機溶剤の到
達をを実質的に抑止することにより、有機溶剤を移動相
に用いることを可能とするとともに、作用電極表面への
印加電位を周期的に極性を変化させる等、望みの変化を
させることにより電極上での不純物イオンの吸着を抑
え、それらによる被分析試料の電極反応の妨害を抑制す
る液体クロマトグラフィー用電気化学検出器を提供する
ことことが可能となる。

【００５８】請求項４及び請求項５及び請求項６及び請
求項７記載の発明によれば、有機溶剤を移動相たる溶剤
に用いることが可能となり、カラムにおいて高い分離能
を示すことが可能であり、電気化学検出器における被分
析試料の高感度の検出が可能な液体クロマトグラフィー
用装置及びかかる装置を用いた液体クロマトグラフィー
による分析方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる実施例である液体クロマトグラ
フィー用電気化学検出器の構成の概略を示す図である。

【図２】本発明にかかる実施例である液体クロマトグラ
フィー用電気化学検出器に用いる参照電極の分解斜視図
である。

【図３】本発明にかかる実施例である液体クロマトグラ
フィー用電気化学検出器に用いるセルの分解斜視図であ
る。

【図４】本発明にかかる実施例である液体クロマトグラ
フィー装置の構成の概略を示す図である。

【図５】分析に用いた試料とその構造を説明する図であ
る。

【図６】本発明にかかる実施例によるクロマトグラムと
比較例である吸光度検出器によるクロマトグラムを比較
して示す図である。

【符号の説明】

１ 電気化学検出器 ２ 参照電極 ３ 作用電極 ４ 対極 ５ 内腔 ６ セル ７ ポテンシオスタット ８ 電位発生回路 ９ 電界電流測定増幅回路 １０ 電子回路 １１ 電極本体 １２ 支持具 １３，１７ 取付け開口部 １４ 内開口部 １５，１９ カーボン材 １６ 内筒 １８ 外開口部 ２０ 外筒 ３１ セルブロック ３２ 設置用開口部 ３３ 送液用開口部 ３４ 突起部 ３５ 取付け部 ３６ セルスペーサ ３７ セルガイド ３８ 電極押さえ ３９ 端子 ４０ 絶縁座 ４１ ガイド部 ４２ 穴部 ４４ 穴 １０１ 液体クロマトグラフィー装置 １０２ 溶剤槽 １０４，１０５ ポンプ １０６ 被検物質注入装置 １０７ カラム １０８ ｐＨ調整用ポンプ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 参照電極と作用電極と対極とを有して構
   成される３極式ポテンシオスタットからなる液体クロマ
   トグラフィー用電気化学検出器において、 該３極式ポテンシオスタットを構成する参照電極は、電
   極本体と該電極本体を保護して収納する内筒と外筒の二
   つの筒体からなり、内筒は該電極本体を電解液ともに収
   納し、外筒は該内筒を電解液ともに収納して構成するこ
   とにより、該電極本体を二つの電解液層と筒体で二重に
   保護する２重構造を有し、 該作用電極は、該作用電極の接続する該装置の電子回路
   のプログラム機能により電位を周期的に変化させうるも
   のであることを特徴とする液体クロマトグラフィー用電
   気化学検出器。
2. 【請求項２】 電極電位の基準となる参照電極と、 被電解物質に直接作用する作用電極と、 電解反応を補助する対極と、 該参照電極と該作用電極と該対極の３種電極をそれぞれ
   支持し、更に該３種電極に及んで該３種電極各々を繋ぐ
   とともに両端の開口部をそれぞれ移動相である溶剤の流
   入口及び流出口とする内腔を有し、該内腔中を流れる該
   溶剤と該３種電極それぞれとを接触可能としているセル
   と、 該３種電極各々と接続しポテンシオスタット並びに電位
   発生回路並びに電界電流測定増幅回路を有する電子回路
   とからなり、 該セルの該内腔中を流れる溶剤中の被分析試料を該作用
   電極上での電極反応により酸化又は還元させ、該酸化又
   は還元反応により該対極と該作用電極との間に生じる電
   流を検出して被分析試料の検出を行う液体クロマトグラ
   フィー用電気化学検出器において、 該参照電極は、電極本体と、 該電極本体を支持する支持具と、 液体の浸出不能な部材からなり該支持具取付け用の取付
   け開口部と更に少なくとも一つの開口部分を内開口部と
   して有する筒状体であって、該内開口部をカーボン材で
   充填して塞ぎ、該支持具との間で該電極本体を第一の電
   解質溶液とともに該電極本体と該内筒外部との電気的導
   通を確保しつつ密封収納する内筒と、 液体の浸出不能な部材からなり該支持具取付け用の取付
   け開口部と更に少なくとも一つの開口部分を外開口部と
   して有する筒状体であって、該外開口部をカーボン材で
   充填して塞ぎ、該支持具との間で該電極本体を収納した
   該内筒を第二の電解質溶液とともに該電極本体と該外筒
   外部との電気的導通を確保しつつ密封収納する外筒と、
   からなり、 該電子回路が更に該作用電極の電位を周期的に変化させ
   ることが可能なプログラム機能を有することを特徴とす
   る液体クロマトグラフィー用電気化学検出器。
3. 【請求項３】 請求項２記載の液体クロマトグラフィー
   用電気化学検出器において、 前記プログラム機能は前記電位発生回路が有し、前記電
   位発生回路が周期的に前記作用電極での発生電位を変化
   させることを可能としていることを特徴とする液体クロ
   マトグラフィー用電気化学検出器。
4. 【請求項４】 移動相たる溶剤を外部の溶剤槽からくみ
   上げて該溶剤の流路となる送液管を通して溶剤の送液を
   する少なくとも一つのポンプと、 該ポンプから送液された溶剤中に被分析試料を注入して
   溶解させる注入口を形成する自動又は手動操作可能な被
   検物質注入装置と、 送液された溶剤中の被分析試料を溶剤の流れに従って各
   含有試料成分に分離する少なくとも一つのカラムと、 該カラムで分離された被分析試料の分離状況を検出する
   検出装置と、からなる液体クロマトグラフィー装置にお
   いて、 該検出装置に請求項３記載の液体クロマトグラフィー用
   電気化学検出器を用いることを特徴とする液体クロマト
   グラフィー装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の液体クロマトグラフィー
   装置において、 前記検出装置は、請求項３記載の液体クロマトグラフィ
   ー用電気化学検出器と検出した被分析試料の分離状況を
   示すクロマトグラムを描く記録計とからなり、 更に、移動相たる溶剤のｐＨを調整するために該装置と
   は別に用意されたｐＨ調整用溶液をくみ上げて該装置内
   に供給するｐＨ調整用ポンプを有し、前記カラムでの被
   分析試料の分離の後に該分離された被分析試料の置かれ
   る環境を所望のｐＨ値に設定することを可能としたこと
   を特徴とする液体クロマトグラフィー装置。
6. 【請求項６】 有機溶剤及び／又は水に電解質を溶解し
   て調製されて外部の溶剤槽に充填された少なくとも一種
   の溶剤を移動相とし、該溶剤槽から該溶剤を少なくとも
   一つのポンプでくみ上げ、該溶剤の流路となる送液管を
   通して溶剤の送液をし、 該ポンプから送液された溶剤中に、被分析試料を該溶剤
   中に注入する注入口を形成する自動又は手動操作可能な
   被検物質注入装置を通して被分析試料を注入して溶解さ
   せ、 送液された溶剤中の被分析試料を少なくとも一つのクロ
   マトグラフィー用カラムを用いて溶剤の流れに従って被
   分析試料中の各含有試料成分に分離し、 該カラムで分離された被分析試料の分離状況を、参照電
   極と作用電極と対極とを有して構成される３極式ポテン
   シオスタットからなる液体クロマトグラフィー用電気化
   学検出器であって、該３極式ポテンシオスタットを構成
   する参照電極は、電極本体と該電極本体を保護して収納
   する内筒と外筒の二つの筒体からなり、内筒は該電極本
   体を電解液ともに収納し、外筒は該内筒を電解液ともに
   収納して構成することにより、該電極本体を二つの電解
   液層と筒体で二重に保護する２重構造を有し、該作用電
   極は、該作用電極の接続する該装置の電子回路のプログ
   ラム機能により電位を周期的に変化させうるものである
   液体クロマトグラフィー用電気化学検出器を用いて検出
   することを特徴とする液体クロマトグラフィー装置を用
   いた分析方法。
7. 【請求項７】 請求項６記載の液体クロマトグラフィー
   装置を用いた分析方法において、 前記ポンプとは別に設けられた少なくとも一つのｐＨ調
   整用ポンプを用いて、移動相たる溶剤のｐＨを調整する
   ためのｐＨ調整用溶液を該送液管における前記カラムと
   前記電気化学検出器を繋ぐ部位の内部に供給し、前記カ
   ラムでの分離によって各含有成分に分離された被分析試
   料を所望のｐＨ環境下に置いたうえで、被分析試料の分
   離状況を前記の電気化学検出器により検出することを特
   徴とする液体クロマトグラフィー装置を用いた分析方
   法。