JPH11183460A

JPH11183460A - 液体クロマトグラフィー用充填剤及びその製造方法及び使用法

Info

Publication number: JPH11183460A
Application number: JP9347654A
Authority: JP
Inventors: Kazuaki Muranaka; 和昭村中
Original assignee: Tosoh Corp
Current assignee: Tosoh Corp
Priority date: 1997-12-17
Filing date: 1997-12-17
Publication date: 1999-07-09

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】その合成方法が容易で、かつ合成再現性に優
れ、しかも合成された粒子が機械的強度及び化学的安定
性に優れる液体クロマトグラフィ−用充填剤を提供する
こと。【解決手段】ポリビニルアルコ−ルを被覆してなる多孔
質粒子の該被覆層の水酸基にカチオン交換基を有する、
液体クロマトグラフィ−用充填剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カチオン交換体の液体
クロマトグラフィー用充填剤及びその製造方法及びその
使用法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、例えば吸着剤、化粧品、塗料、建
築材料、医薬、分析化学等の分野で種々の重合体粒子が
用いられている。分析化学における高速液体クロマトグ
ラフィーの分野のなかで、イオン交換能を有する充填剤
としては、有機ポリマー基材やシラン処理剤を用い表面
改質したシリカ基材等の表面にイオン交換基を導入した
充填剤が用いられている。有機ポリマー基材のイオン交
換体作製方法としては、後にイオン交換基を導入するた
めの官能基を有するモノマーと、基材の強度を保つため
の多官能モノマーとをラジカル共重合した基材を用い、
その表面にイオン交換基が導入されている。

【０００３】スルホン酸型カチオン交換体の合成方法と
して、スチレン・ジビニルベンゼン共重合体微粒子をス
ルホン化する方法や、グリシジルメタクリレートと架橋
性モノマーの共重合体微粒子を作成し、グリシジル基を
直接スルホン化する方法、又はグリシジル基にアリルア
ルコールを導入しスルホン化する方法等が実施されてい
る。またカルボン酸型カチオン交換体の作製方法とし
て、グリシジルメタクリレートと架橋性モノマーの共重
合体微粒子を作製し、粒子表面に水酸基を発生した後に
αークロロ酢酸等を導入する方法、シリカゲルにブタジ
エンーマレイン酸共重合樹脂を架橋被覆する方法、スチ
レン系重合体に多官能エポキシ化合物と多官能カルボン
酸を被覆硬化する方法等が実施されている。

【０００４】これらのカチオン交換体は、タンパク質、
アミノ酸、無機カチオン類及びアミン類分析等のカラム
充填剤として用いられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】有機ポリマー系の微粒
子を用いたカチオン交換体は、液体クロマトグラフィー
に用いた場合、水系溶離液を使用してもシリカ系微粒子
と比較して耐性が高いことから広く用いられている。し
かしこの微粒子を充填剤として用いる場合、充填剤と測
定サンプルの疎水的相互作用を低減する必要から、親水
性の微粒子を用いなければならない。従って微粒子を作
製する際に親水性モノマーを用いる必要があり、この事
により液体クロマトグラフィー用充填剤としての機械的
強度を保つことが難しくなっている。この充填剤をカラ
ムに充填する場合にも充填剤機械的強度上の制約がある
ために、充填可能なカラム長さや充填剤の粒径に制限を
受け、分離性能上も制約を受けている。

【０００６】また合成方法の面では、親水性のアクリル
系共重合体微粒では、基材を作製する重合工程、基材の
表面をイオン交換基導入を行うために水酸基を発生させ
る親水化工程、及びイオン交換基を導入する工程等多段
階が必要であるという課題がある。特に親水化工程は、
反応が定量的に進行する工程ではなく、再現性に乏しい
ことが知られており、また得られるカチオン交換体の交
換容量も十分ではないという課題がある。

【０００７】スルホン酸型スチレン系微粒子では、先に
スチレンとジビニルベンゼン共重合体微粒子を作製し、
これを発煙硫酸等を用いてスルホン化するために、イオ
ン交換基導入量のコントロールが非常に難しく、スルホ
ン酸以外の官能基を導入することがスルホン化工程での
安定性上の制約から困難であるという課題もある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
について検討した結果、ポリビニルアルコールを架橋被
覆した多孔質粒子の該被覆層の水酸基にカチオン交換基
を有する粒子であれば、合成方法が容易でしかも合成再
現性に優れ、得られた微粒子の物性として機械的強度及
び化学的安定性に優れた微粒子を作製することが可能で
あり、これを液体クロマトグラフィー用充填剤として用
いた場合にも優れた性能を有することを見いだし本発明
を完成するに至った。また本発明のイオン交換基導入方
法は種々の基材に対して使用することができ、カチオン
交換基導入方法として優れた方法であることを見い出し
た。以下本発明の液体クロマトグラフィー用充填剤及び
その製造方法及び使用法について説明する。

【０００９】本発明の液体クロマトグラフィー用充填剤
は、ポリビニルアルコールが架橋被覆された多孔質粒子
の該被覆層にカチオン交換基を有する微粒子である。多
孔質粒子に架橋被覆されたポリビニルアルコールとして
は、架橋前の物性として多孔質粒子の細孔特性に及ぼす
影響を小さくする目的から重合度２４００以下、特に好
ましくは１７００以下である。架橋ポリビニルアルコー
ルの多孔質粒子に対する割合は、粒子の親水性を保つ必
要性から５重量％以上が好ましく、又液体クロマトグラ
フィーに用いた場合の性能上の観点から４０重量％以下
が好ましい。ポリビニルアルコールの架橋構造として
は、エーテル結合を介した架橋構造が、液体クロマトグ
ラフィー用充填剤として用いた場合、充填剤の耐水性が
良好であることから好適である。カチオン交換基が結合
している構造としては、架橋被覆されたポリビニルアル
コールの残存水酸基にエーテル結合又はエステル結合を
介して結合している構造が望ましい。

【００１０】多孔質粒子としては、架橋被覆するポリビ
ニルアルコール樹脂との間に化学結合を生成し得る官能
基を有している必要はく、一例としてスチレン・ジビニ
ルベンゼン共重合体、スチレン・ビスマレイミド共重合
体、ジビニルベンゼン重合体、グリシジルメタクリレー
ト・エチレングリコールジメタクリレート共重合体、２
−ヒドロキシエチルメタクリレート・エチレングリコー
ルジメタクリレート共重合体、エチレングリコールジメ
タクリレート重合体、グリシジルメタクリレート・ジビ
ニルベンゼン共重合体、２−ヒドロキシエチルメタクリ
レート・ジビニルベンゼン共重合体、（無水）マレイン
酸・ジビニルベンゼン共重合体、イタコン酸・ジビニル
ベンゼン共重合体、マレイミド・ジビニルベンゼン共重
合体、架橋糖等の有機ポリマー系多孔質粒子やシリカゲ
ル、酸化チタン、酸化ジルコニヤ、アルミナ等の無機系
多孔質粒子を例示できる。液体クロマトグラフィー用充
填剤用としては、機械的強度及び耐溶剤性等の面から、
スチレン系多孔質粒子を用いることが好ましい。

【００１１】本発明の液体クロマトグラフィー用充填剤
の製造方法としては、多孔質粒子にポリビニルアルコー
ルを架橋被覆する工程及び該被覆層の水酸基にカチオン
交換基を導入する工程からなるが、先にポリビニルアル
コールカチオン交換基を導入した後に多孔質粒子に該ポ
リビニルアルコールを架橋被覆する方法も用いることが
できる。

【００１２】多孔質粒子にポリビニルアルコールを架橋
被覆する工程では、まず多孔質粒子をポリビニルアルコ
ールの水溶液中に分散し、架橋剤及び必要に応じて触媒
を添加し、ポリビニルアルコールを多孔質粒子状に架橋
被覆する。ポリビニルアルコールの多孔質粒子に対する
割合は、４０重量％以上では多孔質粒子が凝集してしま
うため、４０重量％以下が好ましい。この時用いられる
架橋剤としてはグルタルアルデヒド、テレフタルアルデ
ヒド等のジアルデヒド類やエピクロルヒドリンを例示す
ることができる。

【００１３】ジアルデヒドを架橋剤として用いる場合に
は、塩酸、硫酸等の無機酸を添加し触媒として用いるこ
とで、架橋反応を速やかに進行させることができる。反
応温度としては、室温以上１００度以下が好適である。
エピクロルヒドリンを架橋剤に用いる場合は、ポリビニ
ルアルコール及びエピクロルヒドリンの混合水溶液に多
孔質粒子を分散し、苛性ソーダ等の無機塩基水溶液を滴
下し、架橋反応を進行させれば良い。無機塩基の量とし
ては、エピクロルヒドリンの当量〜１．５倍当量の範囲
が好ましい。反応温度としては、室温下にて無機塩基を
滴下し、滴下終了後に７０度程度に加熱して架橋反応を
終結させることが例示できる。ポリビニルアルコールを
架橋被覆した多孔質粒子は、反応終了後、純水を用いて
洗浄することにより反応触媒や塩類を取り除くことがで
きる。

【００１４】多孔質粒子に架橋被覆されたポリビニルア
ルコール被覆層の水酸基にカチオン交換基を導入する工
程は、カチオン交換基を有するアルデヒド化合物をアセ
タール化反応により該被覆層水酸基に導入する方法又は
多官能カルボン酸化合物をエステル化反応により該被覆
樹脂層に導入する工程である。

【００１５】カチオン交換基を有するアルデヒド化合物
をアセタール化反応により導入する方法は、多孔質粒子
に架橋被覆されたポリビニルアルコールの水酸基とカチ
オン交換基を有するアルデヒド化合物のアルデヒド基の
脱水によるアセタール化反応によりカチオン交換基を導
入する方法である。ここで用いられるカチオン交換基を
有するアルデヒド化合物の例としては、グリオキシル
酸、カルボキシベンズアルデヒド類、ベンズアルデヒド
スルホン酸類、ベンズアルデヒドジスルホン酸類、ナフ
チルアルデヒドスルホン酸類等を例示できる。アセター
ル化反応は酸触媒を用い反応を速やかに進行させること
ができる。酸触媒の例としては、塩酸、硫酸、ベンゼン
スルホン酸、トルエンスルホン酸等を例示できる。反応
形態としてはポリビニルアルコールが架橋被覆された多
孔質粒子を溶媒中に分散し、カチオン交換基を有するア
ルデヒド化合物及び酸触媒を溶解しアセタール化反応を
進行させる方法、又は該多孔質粒子及び該アルデヒド化
合物及び酸触媒を揮発性溶媒中に分散溶解し該揮発性溶
媒を留去した後に加熱することによりアセタール化反応
を進行させる反応形態を例示できる。

【００１６】以下、カチオン交換基を有するアルデヒド
化合物をアセタール化反応により導入する方法を合成法
別に、その一例を示す。

【００１７】ａ：カチオン交換基を有するアルデヒド化
合物をベンゼン、トルエン等の水と共沸可能であり且つ
アルデヒド化合物と非反応性の溶媒に溶解し、この溶液
にポリビニルアルコールを架橋被覆した多孔質粒子を分
散する。硫酸、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン
酸等の微量の酸触媒を添加した後に、加熱しアセタール
化反応により生成する水を該溶媒との共沸により取り除
く。その後粒子を濾取し、カチオン交換基を有するアル
デヒド化合物の良溶媒で洗浄を行い、アルコールなどの
酸触媒の良溶媒を用いてさらに洗浄し、最終的に水に置
換する。

【００１８】ｂ：カチオン交換基を有するアルデヒド化
合物及び硫酸、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン
酸等の微量の酸触媒が溶解可能な低沸点の溶媒に溶解
し、ポリビニルアルコールを架橋被覆した多孔質粒子を
分散する。その後溶媒を留去する。続いて混合物を８０
度以上、好ましくは１００度以上１３０度以下で加熱す
ることにより、アセタール化反応により生成する水を取
り除く。冷却後、カチオン交換基を有するアルデヒド化
合物の良溶媒に粒子を分散し、粒子を濾取し、該溶媒を
用いて洗浄を行い、アルコールなどの酸触媒の良溶媒を
用いてさらに洗浄し、最終的に水に置換する。

【００１９】ｃ：カチオン交換基を有するアルデヒド化
合物及びポリビニルアルコールを架橋被覆した多孔質粒
子を２規定以上の塩酸、硫酸等の水溶液中に分散、溶解
し、室温下撹拌する。その後粒子を濾取し、カチオン交
換基を有するアルデヒド化合物の良溶媒で洗浄を行い、
アルコールなどの酸触媒の良溶媒を用いてさらに洗浄
し、最終的に水に置換する。

【００２０】ｄ：カチオン交換基を有するアルデヒド化
合物及びポリビニルアルコールを架橋被覆した多孔質粒
子を水に分散、溶解する。塩酸、硫酸等の酸触媒を用い
て溶液のｐＨを２程度に調節する。その後４０度以上、
好ましくは６０度以上１００度以下で加熱する。その後
粒子を濾取し、カチオン交換基を有するアルデヒド化合
物の良溶媒で洗浄を行い、アルコールなどの酸触媒の良
溶媒を用いてさらに洗浄し、最終的に水に置換する。

【００２１】多官能カルボン酸化合物をエステル化反応
により該被覆樹脂層に導入する方法は、多孔質粒子に架
橋被覆されたポリビニルアルコールの水酸基と多官能カ
ルボン酸化合物のカルボン酸基の脱水によるエステル化
反応によりカチオン交換基を導入する方法である。ここ
で用いられる多官能カルボン酸としては、脂肪族多官能
カルボン酸の例として、トリカルバニル酸、ブタンテト
ラカルボン酸等を、又芳香族多官能カルボン酸の例とし
て、トリメリット酸、ピロメリット酸等を、又複素環多
官能カルボン酸の例としてテトラヒドロフランテトラカ
ルボン酸等をそれぞれ例示できる。エステル化反応は、
多官能カルボン酸をポリビニルアルコールを架橋被覆し
た多孔質粒子上に分散し加熱することで容易に作成でき
る。

【００２２】以下多官能カルボン酸化合物をエステル化
反応により該被覆樹脂層に導入する方法の一例を示す。
多官能カルボン酸が溶解可能な低沸点溶媒に多官能カル
ボン酸を溶解し、該溶液にポリビニルアルコールを架橋
被覆した多孔質粒子を分散する。その後溶媒を留去す
る。続いて混合物を１４０度以上、好ましくは１６０度
以上１８０度以下で加熱することにより、エステル化反
応により生成する水を取り除く。冷却後、多官能カルボ
ン酸化合物の良溶媒に粒子を分散した後に、粒子を濾取
し該溶媒を用いて洗浄を行い、最終的に水に置換する。

【００２３】以上の方法により得られたカチオン交換基
を有する充填剤は、液体クロマトグラフィー用カラムに
充填し、液体クロマトグラフィー分析に用いることがで
きる。本発明の充填剤を用いることにより、物理的耐久
性の高い充填剤を作製できるため、従来の親水性カチオ
ン交換液体クロマトグラフィー用充填剤では充填剤の物
理的耐久性上の制約から難しかった、カラム長さを長く
することや、充填剤粒径を小さくすることも可能とな
り、液体クロマトグラフィーに用いた場合の分離性能を
向上できる。また、架橋被覆されたポリビニルアルコー
ルにカチオン交換基を導入する方法は、基材の微粒子を
選ばない方法であるため、シリカ、架橋糖、アクリル系
重合体などの微粒子に対するイオン交換基導入反応とし
て有用である。本発明の充填剤を液体クロマトグラフ
ィー用カラムに充填したカラムは、タンパク質、ペプチ
ドなどの生体高分子のイオン交換法による分析、有機酸
のイオン排除による分析、及び無機カチオン及びアミン
類などのイオンクロマトグラフィーによる分析等に用い
ることができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明を更に
詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定される
ものではない。

【００２５】実施例１撹拌機と還流冷却管及び窒素ガス導入管を装着した２Ｌ
の三口セパラブルフラスコをオイルバス中にセットし、
純水４００ｇをいれ、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ２
２４、クラレ（株）製）２０ｇを溶解した。これとは別
に、モノマー溶液として高純度ジビニルベンゼンモノマ
ー１００ｇ、トルエン２０ｇ、イソアミルアルコール１
３０ｇ、ベンゾイルパーオキサイド５ｇを混合し、前記
三口フラスコに投入した。５００ｒｐｍで撹拌しながら
窒素を導入し、室温下３０分撹拌を継続した後、オイル
バス温度を８０度に上げ１６時間重合を行った。重合終
了後、７０度の温水を用いてゲルを洗浄し、さらにアセ
トンを用いて洗浄した。得られたゲルを定法を用い分級
し、中心粒径５μｍのゲルを得た。得られたゲルを液体
クロマトグラフィー用カラムに充填し、分子量既知の標
準ポリスチレンの溶出位置を測定することにより、細孔
分布特性を下記条件で調査した。結果を別図１に示す。

【００２６】（条件）カラム：７．８ｍｍＩ．Ｄ．×３０ｃｍＬ．溶離液：ＴＨＦ流速：０．８Ｌ／分（ＣＣＰＤ（東ソ−（株）製ポン
プ）を使用）温度：４０度（ＣＯ−８０２０（東ソ−（株）製カラム
オ−ブン）を使用）検出：ＵＶ２５４ｎｍでの吸光度変化（ＵＶ−８０２０
（東ソ−（株）製検出器使用）実施例２撹拌機を接続した三口フラスコをオイルバスにセット
し、純水１００ｍＬを入れ、ポリビニルアルコール（Ｐ
ＶＡ２１７Ｃ、クラレ（株）製）２．０ｇを溶解し
た。あらかじめ水に置換した、実施例１で作成したゲル
１０ｇ（乾燥）をフラスコ中に入れ室温下で撹拌しなが
ら、グルタルアルデヒド５０％溶液（試薬）を０．８８
ｇ入れ、次いで１Ｎ−塩酸水溶液をｐＨ２．０以下にな
るように約２ｍＬ入れた。バス温度を６０度に設定し、
４時間撹拌した。反応終了後、ゲルを７０度温水で洗浄
し、ポリビニルアルコール被覆ゲルを得た。得られたゲ
ルの細孔特性を実施例１と同様に測定した。測定結果を
図１に合わせて示す。ポリビニルアルコールを架橋被覆
した後も、もとの多孔質粒子の細孔特性に大きな影響を
与えることなく、均一にポリビニルアルコールが架橋被
覆されていることがわかった。

【００２７】撹拌機を接続した三口フラスコをオイルバ
スにセットし、ポリビニルアルコール被覆ゲルを純水１
００ｍＬに分散した分散液をいれ、撹拌しながらベンズ
アルデヒド−２，４−ジスルホン酸ナトリュウム（試
薬）６．３３ｇを加えた。１Ｎ−ＨＣｌ５ｍＬを加え
た後オイルバスを６０度に設定し撹拌しながら４時間加
熱した。室温まで冷却し、グラスフィルターで濾過した
後、メタノール、１Ｎ−ＨＣｌ水溶液、ブリッジ３５
１％水溶液、純水の順で洗浄した。イオン交換容量を
０．１Ｎ−ＮａＯＨ水溶液で測定したところ、６０μｅ
ｑ／ゲルｍＬであった。得られたゲルを４．６ｍｍ
Ｉ．Ｄ．×１０ｃｍＬカラムに充填し、標準的なタンパ
ク質分離を試みた。測定結果を図２に示す。また測定条
件を下記に示す。（測定条件）溶離液（Ａ液）：２０ｍＭ酢酸バッファー（ＮａＯＨでｐＨ５．０に調整）（Ｂ液）：２０ｍＭ酢酸バッファー（ｐＨ５．０）＋０．５ＭＮａ₂ＳＯ₄ 流速：１．０ｍＬ／分溶離：溶媒グラジエント（Ａ液１００％からＢ液１００％まで１０分間のリニヤグラジエント）カラム温度：室温サンプル：トリプシノーゲン（シグマ試薬）１ｍｇ／ｍＬ濃度５μＬリボヌクレアーゼ（シグマ試薬）１ｍｇ／ｍＬ濃度５μＬチトクロムＣ（シグマ試薬）１ｍｇ／ｍＬ濃度５μＬ測定の結果、シャープなピークで短時間にサンプルが分
離能良く分離されていることがわかった。

【００２８】実施例３実施例２と同様にポリビニルアルコール被覆ゲルを作成
した。なす型フラスコにポリビニルアルコール被覆ゲル
をいれ、メタノールに分散後、ベンズアルデヒド−２，
４−ジスルホン酸ナトリュウム３．５ｇ及び０．５ｇの
トルエンスルホン酸（試薬）をいれ良く撹拌した後に、
エバポレータにてメタノールを留去した。フラスコを１
１０度に設定したオーブンに入れ３時間加熱した。冷却
後、メタノールをフラスコに入れ、ゲルを良く分散した
後にグラスフィルターで濾過した。次いでメタノール、
１Ｎ−ＨＣｌ水溶液、ブリッジ３５１％水溶液、純水
の順で洗浄した。得られたゲルのイオン交換容量を０．
１Ｎ−ＮａＯＨ水溶液を用い測定したところ、１９７μ
ｅｑ／ゲルｍＬであった。

【００２９】実施例４実施例１と同様にポリビニルアルコール被覆ゲルを作成
した。なす型フラスコにポリビニルアルコール被覆ゲル
をいれ、メタノールに分散後、グリオキシル酸５０ｗｔ
％水溶液１．５ｇ及び０．５ｇのトルエンスルホン酸
（試薬）をいれ良く撹拌した後に、エバポレータにてメ
タノールを留去した。フラスコを１１０度に設定したオ
ーブンに入れ３時間加熱した。冷却後、メタノールをフ
ラスコに入れ、ゲルを良く分散した後にグラスフィルタ
ーで濾過した。次いでメタノール、１Ｎ−ＨＣｌ水溶
液、ブリッジ３５１％水溶液、純水の順で洗浄した。
得られたゲルのイオン交換容量を０．１Ｎ−ＮａＯＨ水
溶液を用い測定したところ、２３０μｅｑ／ゲルｍＬで
あった。得られたゲルを４．６ｍｍＩ．Ｄ．×１０ｃ
ｍＬカラムに充填し、標準的なタンパク質分離を試み
た。測定結果を図３に示す。また測定条件を下記に示
す。

【００３０】（測定条件）溶離液（Ａ液）：２０ｍＭ酢酸バッファー（ＮａＯＨでｐＨ５．０に調整）（Ｂ液）：２０ｍＭ酢酸バッファー（ｐＨ５．０）＋０．５ＭＮａ₂ＳＯ₄ 流速：１．０ｍＬ／分溶離：溶媒グラジエント（Ａ液１００％からＢ液１００％まで１０分間のリニヤグラジエント）カラム温度：室温サンプル：トリプシノーゲン（シグマ試薬）１ｍｇ／ｍＬ濃度５μＬリボヌクレアーゼ（シグマ試薬）１ｍｇ／ｍＬ濃度５μＬチトクロムＣ（シグマ試薬）１ｍｇ／ｍＬ濃度５μＬ α−トリプシノーゲン（シグマ試薬）１ｍｇ／ｍＬ濃度５μＬリゾチーム（シグマ試薬）１ｍｇ／ｍＬ濃度５μＬ測定の結果、シャープなピークでサンプルが分離能良く
分離されていることがわかった。また、このカラムを用
い、標準的な無機カチオンの分析を行った。測定結果を
図４に示す。また測定条件を下記に示す。

【００３１】（測定条件）溶離液：２ｍＭＨＮＯ₃水溶液流速：０．８ｍＬ／分溶離条件：アイソクラティックカラム温度：４０度サンプル：Ｌｉ（１ｐｐｍ）、Ｎａ（５ｐｐｍ）、ＮＨ
₄（５ｐｐｍ）、Ｋ（１０ｐｐｍ）、Ｍｇ（５ｐｐ
ｍ）、Ｃａ（１０ｐｐｍ）の水溶液２０μＬ測定の結果、このカラムは１、２価カチオンの同時分析
も可能であることがわかった。

【００３２】実施例５実施例２と同様にポリビニルアルコール被覆ゲルを作成
した。なす型フラスコにポリビニルアルコール被覆ゲル
をいれ、ベンゼンに分散後、グリオキシル酸５０ｗｔ％
水溶液１．５ｇ及び０．５ｇのトルエンスルホン酸（試
薬）をいれ良く撹拌した。フラスコにモレキュラーシー
ブス４Ａを入れたソックスレー抽出器を接続し、オイル
バス中で加熱し、ベンゼンを還流してフラスコ中の水を
取り除いた。冷却後、メタノールをフラスコに入れ、ゲ
ルを良く分散した後にグラスフィルターで濾過した。次
いでメタノール、１Ｎ−ＨＣｌ水溶液、ブリッジ３５
１％水溶液、純水の順で洗浄した。得られたゲルのイオ
ン交換容量を０．１Ｎ−ＮａＯＨ水溶液を用い測定した
ところ、１３０μｅｑ／ゲルｍＬであった。

【００３３】実施例６撹拌機を接続した三口フラスコをオイルバスにセット
し、純水１００ｍＬを入れ、ポリビニルアルコール（Ｐ
ＶＡ２１７Ｃ、クラレ（株）製）１．０ｇを溶解した。
あらかじめ水に置換した極大細孔径１５０オングストロ
−ム、平均粒径５．０μｍのシリカゲル１０ｇ（乾燥）
をフラスコ中に入れ室温下で撹拌しながら、グルタルア
ルデヒド５０％溶液（試薬）を０．４４ｇ入れ次いで、
１Ｎ−塩酸水溶液をｐＨ２．０以下になるように約２ｍ
Ｌ入れた。バス温度を６０度に設定し４時間撹拌した。
反応終了後、ゲルを７０度温水で洗浄し、ポリビニルア
ルコール被覆ゲルを得た。その後、実施例４と同様にグ
リオキシル酸を導入した。得られたゲルのイオン交換容
量を０．１Ｎ−ＮａＯＨ水溶液を用い測定したところ、
２４μｅｑ／ゲルｍＬであった。得られたゲルを４．６
ｍｍＩ．Ｄ．×１０ｃｍＬカラムに充填し、標準的な
無機カチオンの分析を行った。測定結果を図５に示す。
また測定条件を下記に示す。

【００３４】（測定条件）溶離液：２ｍＭＨＮＯ₃水溶液流速：０．６ｍＬ／分溶離条件：アイソクラティックカラム温度：４０度サンプル：Ｌｉ（１ｐｐｍ）、Ｎａ（５ｐｐｍ）、ＮＨ
₄（５ｐｐｍ）、Ｋ（１０ｐｐｍ）、Ｍｇ（５ｐｐ
ｍ）、Ｃａ（１０ｐｐｍ）の水溶液２０μＬ測定の結果、シャープなピークでサンプルが分離能良く
分離されていることがわかった。イオン交換基の導入方
法として種々の多孔質粒子に適応可能であることがわか
った。

【００３５】実施例７実施例２と同様にポリビニルアルコール被覆ゲルを作製
した。なす型フラスコにポリビニルアルコール被覆ゲル
をいれ、メタノールに分散し、メソ−ブタン−１，２，
３，４−テトラカルボン酸（試薬）を４．５２ｇ溶解さ
せた。メタノールをエバポレーターを用いて留去し、フ
ラスコを１６０度に設定したオーブン中で１時間加熱し
た。冷却後メタノールに分散した後、グラスフィルター
で濾過した。次いでメタノール、１Ｎ−ＨＣｌ水溶液、
ブリッジ３５１％水溶液、純水の順で洗浄した。得ら
れたゲルのイオン交換容量を０．１Ｎ−ＮａＯＨ水溶液
を用い測定したところ、８８０μｅｑ／ゲルｍＬであっ
た。得られたゲルを４．６ｍｍＩ．Ｄ．×１０ｃｍＬ
カラムに充填し、、標準的なタンパク質の分析を行っ
た。測定結果を図６に示す。測定条件は実施例４と同様
に行った。また合わせて、無機カチオンの分析を行っ
た。測定結果を図７に示す。また測定条件を下記に示
す。

【００３６】（測定条件）溶離液：２ｍＭＨＮＯ₃水溶液流速：０．８ｍＬ／分溶離条件：アイソクラティックカラム温度：４０度サンプル：Ｌｉ（１ｐｐｍ）、Ｎａ（５ｐｐｍ）、ＮＨ
₄（５ｐｐｍ）、Ｋ（１０ｐｐｍ）、Ｍｇ（５ｐｐ
ｍ）、Ｃａ（１０ｐｐｍ）、Ｒｂ（２０ｐｐｍ）、Ｃｅ
（３０ｐｐｍ）、Ｓｒ（２０ｐｐｍ）、Ｂａ（３０ｐｐ
ｍ）の水溶液２０μＬいずれのサンプルも分離能良く分離していることがわか
った。

【００３７】比較例通常のスルホン酸型イオン交換カラムを用いて、標準タ
ンパクの分析を行った。結果を図８に示す。測定条件を
下記に示す。

【００３８】カラム：ＳＰ−５ＰＷ（東ソ−（株）製、７．５ｍｍＩ．Ｄ．×７．５ｃｍＬ）（測定条件）溶離液（Ａ液）：２０ｍＭ酢酸バッファー（ＮａＯＨでｐＨ５．０に調整）（Ｂ液）：２０ｍＭ酢酸バッファー（ｐＨ５．０）＋０．５ＭＮａ₂ＳＯ₄ 流速：１．０ｍＬ／分溶離：溶媒グラジエント（Ａ液１００％からＢ液１００％まで６０分間のリニヤグラジエント）カラム温度：室温サンプル：トリプシノーゲン（シグマ試薬）１ｍｇ／ｍＬ濃度５μＬリボヌクレアーゼ（シグマ試薬）１ｍｇ／ｍＬ濃度５μＬチトクロムＣ（シグマ試薬）１ｍｇ／ｍＬ濃度５μＬ α−トリプシノーゲン（シグマ試薬）１ｍｇ／ｍＬ濃度５μＬ

【００３９】

【発明の効果】本発明のポリビニルアルコールを架橋被
覆してなる多孔質粒子の該被覆層の水酸基にカチオン交
換基を有する液体クロマトグラフィー用充填剤は機械的
強度が高く、又親水性が高い充填剤であり、該充填剤を
液体クロマトグラフィー分析用カラムに用いることによ
り、分析時間の短縮、分離能の向上を達成できる。また
溶離液に対する耐久性も良好な充填剤を作成でき、カラ
ム耐久性の向上が見込まれる。また、本発明の多孔質粒
子にポリビニルアルコールを架橋被覆し、該被覆層水酸
基にカチオン交換基を導入する反応は、多孔質粒子の種
類を問わず、任意の多孔質粒子を使用でき、又イオン交
換基の導入方法が容易で再現性に優れる方法であり、液
体クロマトグラフィー用充填剤の製造方法として有益で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は実施例１で作製したジビニルベンゼン重
合体多孔質粒子及び実施例２で作製した多孔質粒子にポ
リビニルアルコールを架橋被覆した粒子の細孔特性を分
子量既知の標準ポリスチレンを用いて測定した図であ
る。

【図２】図２は実施例２での標準タンパク混合物のクロ
マトグラムである。

【図３】図３は実施例４での標準タンパク混合物のクロ
マトグラムである。

【図４】図４は実施例４での無機カチオン混合物のクロ
マトグラムである。

【図５】図５は実施例６での無機カチオン混合物のクロ
マトグラムである。

【図６】図６は実施例７での標準タンパク混合物のクロ
マトグラムである。

【図７】図７は実施例７での無機カチオン混合物のクロ
マトグラムである。

【図８】図８は比較例での標準タンパク混合物のクロマ
トグラムである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリビニルアルコールを被覆してなる多孔
質粒子の該被覆層の水酸基にカチオン交換基を有する、
液体クロマトグラフィー用充填剤。
【請求項２】ポリビニルアルコールの被覆量が多孔質粒
子に対して５〜４０重量％である請求項１記載の液体ク
ロマトグラフィー用充填剤。
【請求項３】カチオン交換基がスルホン酸基又はカルボ
ン酸基である請求項１記載の液体クロマトグラフィー用
充填剤。
【請求項４】多孔質粒子にポリビニルアルコールを架橋
被覆する工程及び該被覆層の水酸基にカチオン交換基を
有するアルデヒド化合物をアセタール化反応により導入
する工程からなる、請求項１記載の液体クロマトグラフ
ィー用充填剤の製造方法。
【請求項５】カチオン交換基がスルホン酸基又はカルボ
ン酸基である請求項４記載の液体クロマトグラフィー用
充填剤の製造法
【請求項６】多孔質粒子にポリビニルアルコールを架橋
被覆する工程及び該被覆層の水酸基に多官能カルボン酸
化合物をエステル化反応により導入する工程からなる、
請求項１記載の液体クロマトグラフィー用充填剤の製造
方法。
【請求項７】ポリビニルアルコールの被覆量が多孔質粒
子に対して５〜４０重量％である、請求項４又は６記載
の液体クロマトグラフィー用充填剤の製造方法。
【請求項８】請求項１乃至３記載の液体クロマトグラフ
ィー用充填剤を液体クロマトグラフィー用カラムに充填
してなる、液体クロマトグラフィー用カラム。
【請求項９】請求項８記載の液体クロマトグラフィー用
カラムを生体高分子分析に用いる分析方法。
【請求項１０】請求項８記載の液体クロマトグラフィー
用カラムをイオンクロマトグラフィーに用いる分析方
法。