固相抽出 ビギナー ズ ガイ ド 日本ウォーターズ株式会社 日本ウォーターズ株式会社 www.waters.com 東京本社 140-0001 東京都品川区北品川 1-3-12 第 5 小池ビル TEL 03-3471-7191 FAX 03-3471-7118 大阪支社 532-0011 大阪市淀川区西中島 5-14-10 サムティ新大阪フロントビル 11F TEL 06-6304-8888 FAX 06-6300-1734 ショールーム 東京 大阪 テクニカルセンター 東京 大阪 名古屋 福岡 札幌 J LC715003405
Beginner s Guide to SPE Solid-Phase Extraction Joseph C. Arsenault
Copyright 2012 Waters Corporation All rights reserved. No part of this book may be reproduced or transmitted in any form by any means, electronic or mechanical, including photocopying, recording, or by any other information storage and retrieval system, without permission from the Publisher. Waters Corporation 34 Maple Street Milford, MA 01757 Library of Congress Control Number: 2012944477 Printed in the USA 2012 Waters Corporation. Waters, Sep-Pak, Oasis, UPLC, Nova-Pak, PoraPak, ACQUITY UPLC, ACQUITY, Atlantis, Xevo, and Alliance are registered trademarks of Waters Corporation. XPoSure, DisQuE, AccQ Tag, Quattro micro GC, and SunFire are trademarks of Waters Corporation. Luer is a registered trademark of Becton Dickinson. Teflon is a registered trademark of E. I. du Pont de Nemours and Company. Kool-Aid is a registered trademark of Kraft Foods Global Brands, LLC. Rxni is a registered trademark of Rxi Pharmaceuticals Corporation. October 2012 715003405 V W-FP
SPE SPE SPE SPE SPE 30 SPE SPE
Sep-Pak Oasis 34 S P E Dr. Patrick McDonald Dr. Mc Donald SPE Dr. Uwe Neue 1 Dr. Neue 2010 Ann Marie Christine Joseph Dr. Diane Diehl Dr. Mark Baynham Kathy Coffey Jessalynn Wheaton John Martin Dr. Nebila Idris Damian Morrison Erin Chambers Dr. Michael S. Young Dr. James Teuscher Dr. Ben Yong Xin Zhang Nicole Cotta Gary Mantha Natalie Crosier Vicki Walton Ian Hanslope 4
... 3... 4... 17... 18 SPE 4... 19 1.... 19 2. MS... 22 3.... 23 4.... 25 SPE LC... 27... 29... 30... 30... 31... 31 SPE... 32 SPE... 33... 35 SPE... 39 SPE... 41 ph... 43 I EC... 44... 44 SPE... 48 -... 48 -... 49 -... 50 5
-... 51 4 - SPE... 51... 55 Sep-Pak DNPH -... 55... 57 Waters XPoSure... 58 PoraPak Rdx Sep-Pak... 59 Sep-Pak Dry... 60... 61... 63... 64... 64... 65... 66... 69 SPE... 70... 72... 77... 78... 79... 79 Vac RC... 80 96... 81 µelution 96... 82... 83 Classic... 83 Plus... 84 Light... 84 6
... 85 SPE... 87... 90... 90... 92... 95...97...99 96... 100 SPE...101...101 SPE...102 SPE...102 SPE...104...106...108...109...110... 113 SPE...114 /...115...115 SPE...116 1...116 1.... 117 2.... 119 2...122 3...125 4...131...131...137...138...139 7
...139...144 1... 144 2...147 3...150 4...151 /...154...155...156...162...165...168...168...168 ph...168...171...172...172...172 SPE & LC... 173 SPE Oasis... 191...192 Oasis...193...194 Oasis HLB C18...195...196...196 SPE...197...198 8
... 201 PAH...202 Melamine Cyanuric Acid...203...204 Amyloid...204 400 PEG 400...205...205...206 PCB...206...207 9
1 SPE...19 2... 20 3... 20 4...21 5 SPE...21 6... 22 7 SPE... 23 8 SPE... 24 9... 25 10 SPE... 26 11... 29 12... 30 13... 30 14...31 15 /...31 16... 32 17 SPE LC... 33 18 SPE... 34 19... 35 20... 36 21...37 22 De-Wetting... 38 23... 38 24... 39 25... 40 26 Oasis HLB... 42 27... 44 10
28 ph... 45 29 - Oasis RP... 45 30 Oasis MCX... 48 31 Oasis MAX... 49 32 Oasis WCX... 50 33 Oasis WAX...51 34 Oasis 2 4... 52 35 ph... 52 36 Oasis MCX... 53 37 Oasis WAX... 53 38 Oasis MAX... 54 39 Oasis WCX... 54 40 Oasis MCX... 55 41 Sep-Pak DNPH... 56 42 DNPH HPLC DNPH... 56 43...57 44...57 45... 58 46... 58 47 Waters XPoSure... 58 48 XPoSure... 59 49 PoraPak Rdx... 59 50 E PA 8330 PoraPak Rdx... 60 51 Sep-Pak Dry... 60 52 SPE... 62 53... 63 54... 65 55... 66 56 SPE...67 11
57 SPE... 68 58... 69 59... 70 60...71 61... 73 62 1...74 63 2... 75 64 3... 76 65 SPE... 78 66... 80 67 Vac RC... 80 68 96...81 69 96 Oasis...81 70 96... 82 71 Waters Oasis µelution... 82 72 µelution... 83 73 Classic... 83 74 Plus... 84 75 Light... 84 76 SPE... 85 77 SPE... 86 78 2 SPE SPE...87 79 QuEChERS DisQuE...87 80 DisQuE 1 QuEChERS... 88 81 DisQuE 2 QuEChERS... 89 82... 90 83...91 84...91 85 /... 92 12
86... 92 87... 93 88... 93 89... 94 90 96... 94 91... 95 92... 96 93...97 94... 98 95... 98 96 S P E... 99 97 S P E... 99 98 96...100 99... 103 100...104 101... 105 102...106 103... 107 104...108 105...109 106...110 107... 111 108 1... 117 109...118 110...119 111... 120 112:...121 113... 122 114... 123 13
115 2... 124 116... 125 117... 126 118 1... 127 119 2... 128 120 3... 129 121 4... 130 122 SPE 4... 132 123... 133 124...134 125... 135 126 Plus... 136 127 k...140 128 k... 141 129... 142 130... 143 131... 145 132...146 133... 147 134... 149 135... 150 136... 152 137... 154 138... 156 139... 157 140...160 141...161 142...168 143 SPE ph... 169 144 C18... 169 14
145... 170 146 ph...171 147 N... 177 148... 179 149...180 150... 181 151 SPE... 182 152 N...186 153 Oasis HLB... 193 154 Oasis...194 155 Oasis HLB...195 156... 196 157 Oasis HLB... 196 158 Oasis 2 4...198 159 Oasis96 Cephalexin Oasis 2 4... 199 15
1 /... 34 2... 43 3... 46 4 Oasis... 48 5... 65 6 ID...67 7... 73 8... 102 9...138 10... 163 11... 163 12... 163 13...164 14... 166 15... 167 16 Oasis 96... 197 17 SPE 1-D... 197 16
17
SPE SPE 1 S P E 18
ロードサンプル 黒色 脱離 ステップ 1 脱離 ステップ 2 SPE の4つの主要な恩恵 脱離 ステップ 3 注 色素を分画する ために脱離力の 異なる溶媒を使用 固定相 1 本のカートリッジで 3 種類の色素すべてを分画可能 図 1. S P E メソッドの例 クロマトグラフィー充塡剤を用いてサンプル中の異なる成分を分離し その後の分析試験の精度をより高めること ができます 例えば SPE は 分析の妨害成分の選択的な除去によく使われます SPE は クロマトグラフィーの充塡剤は固体であり サンプルは液体の状態であるため 技術的には 液 - 固相抽出 と呼ぶのが正しい名称ということになります HPLC に使用されている液体クロマトグラフィーと同じ基本原理が S P E に適用されていますが 形状と使用目的が異なり 分析試験の前にサンプルをより分析しやすい状態にする ために用いられます サンプル前処理では 血漿や唾液 尿など生体試料 水や空気 あるいは土などの環境サンプル 穀物 肉 魚介類といっ た食品や 医薬品 栄養補助食品 飲料 工業製品など幅広い種類のサンプルを取り扱います 蚊の頭部をサンプル として扱うこともあります 蚊の脳から抽出した神経ペプチドの分析に用いられたサンプル前処理手法が SPE でした Waters Applications Database, 1983 SPEの4つの主要な恩恵 SPE によって得られる多くの恩恵の中から 特に有用な 4 つを紹介します 1. 複雑なサンプルマトリックスの単純化 分析化学者にとって最も難しい問題の 1 つに 分析種が複雑なサンプルマトリックス中に含まれている問題が あります 例えば 穀物中に含まれるマイコトキシンや エビ中に含まれる抗生物質 あるいは血漿 血清 尿中 の薬物代謝物などを分析する場合です サンプルマトリックス中には 分析種のほかに多くの分析を妨害する 分析妨害成分が含まれており 分析を著しく困難にします 19
SPE 4 2 0.08 0.06 AU 0.04 0.02 0.00 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2. 1 3 SPE 0.08 MS 0.06 AU 0.04 0.02 0.00 0.08 0.06 AU 0.04 0.02 0.00 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3. 20
SPE 4 1 4 1 S P E 1 0.004 AU 1 1 2 2 3 3 1 2 0.004 AU 1 3 0 2 4 6 8 10 4. 1 5 1 2 S P E SPE 1 2 PDA (0.01 AUFS) SPE 1 2 5. SPE 0 5 10 21
SPE 4 2. MS 2 LC/MS LC/MS/MS MS 6 90. 100 % 260.2 291.3 354.4 50/50 /ACN 472.6 485.6 411.5 Scan ES+ 591.6 609.6 0 100 % 0 50/50 /ACN Scan ES+ 591.7 354.4 472.6 518.5 485.5 609.6 260 300 340 380 420 460 500 540 580 620 m/z 260.2-97 % 291.2-96 % 354.4-86 % 411.4-93 % 472.6-93 % 485.6-95 % 591.6-89 % 609.5-93 % 6. 1 7 MS terfenadine 80 SPE 22
SPE 4 100 MRM PPT 472.2 > 436.4 80 1.27e6 % 1.89 0 100 % SPE (Oasis MCX) 1.91 MRM 472.2 > 436.4 1.27e6 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 SPE 1.5 7. SPE S P E 3. S PE 23
SPE 4 S PE 8 4 1 2 8 IPA 3 35 IPA 4 70 IPA 8. SPE SPE 125 24
SPE 4 4. 1 1 ppt 9 SPE SPE * *SPE 0 1 2 3 4 5 9. SPE 25
SPE の4つの主要な恩恵 まとめ これまで見てきた通り S P E がもたらす 4 つの主要な恩恵により サンプル分析の成功率を向上させることができ ます 図 10 を参照してください 逆相クロマトグラフィー サンプルロード 黒色 脱離 1 脱離 2 脱離 3 S P E の4つの主要な恩恵 1. サンプルの単純化 2. マトリックス効果の軽減 3. 分画 4. 微量成分の濃縮 図 10. S P E の力 1 本のカートリッジで 3 種の色素すべてが分離 本書では SPE の基本の全てと 過去 30 年間にこのテクノロジーに携わった世界中の科学者から得られた成功の テクニックをご紹介します 今日 科学者は難しいサンプル前処理や分析上の課題を克服するための手法と して S PE が役立つ手法であることをこれまで以上に見出しています 本書を通して SPE が持つ能力を理解しマスターすることにより このテクノロジーの持つ力をラボで活用できるように なることを願っています 26
固相抽出 ビギナー ズ ガイ ド 日本ウォーターズ株式会社 日本ウォーターズ株式会社 www.waters.com 東京本社 140-0001 東京都品川区北品川 1-3-12 第 5 小池ビル TEL 03-3471-7191 FAX 03-3471-7118 大阪支社 532-0011 大阪市淀川区西中島 5-14-10 サムティ新大阪フロントビル 11F TEL 06-6304-8888 FAX 06-6300-1734 ショールーム 東京 大阪 テクニカルセンター 東京 大阪 名古屋 福岡 札幌 J LC715003405