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英:High Performance Liquid Chromatography 英略語:HPLC 独:Hochleistungsflüssigkeitschromatografie 仏:chromatographie liquide haute performance
英:High Performance Liquid Chromatography 英略語:HPLC 独:Hochleistungsflüssigkeitschromatografie 仏:chromatographie liquide haute performance


 高速液体クロマトグラフィーとは、物質が固定相([[wikipedia:JA:カラムクロマトグラフィー|カラム]]の担体)とこれに接して流れる移動相(液体)との親和力の違いから一定の比率で分布し、その比率が物質によって異なる事を利用して分離する方法である。移動相を高圧で流すことで高い分離および感度を得ることができ、固定相、移動相、検出器の組み合わせにより様々な物質の分析を行うことが可能である。脳科学分野においても各種[[神経伝達物質]]や[[wikipedia:JA:タンパク質|タンパク質]]、[[wikipedia:JA:ペプチド|ペプチド]]の分析など、幅広く利用されている。
 高速液体クロマトグラフィーとは、物質が固定相([[wikipedia:JA:カラムクロマトグラフィー|カラム]])とこれに接して流れる移動相(液体)との親和力の違いから一定の比率で分布し、その比率が物質によって異なる事を利用して分離する方法である。移動相を高圧で流すことで高い分離および感度を得ることができ、固定相、移動相、検出器の組み合わせにより様々な物質の分析を行うことが可能である。脳科学分野においても各種[[神経伝達物質]]や[[wikipedia:JA:タンパク質|タンパク質]]、[[wikipedia:JA:ペプチド|ペプチド]]の分析など、幅広く利用されている。


==高速液体クロマトグラフィー==
==高速液体クロマトグラフィー==


高速液体クロマトグラフィーは、古くから脳内のタンパク質の精製・分取、神経伝達物質やペプチドなど生理活性物質の分析など多岐にわたり用いられてきた手法である。なぜなら、これらの物質に対して親和力が働く固定相(カラムの担体)と移動相(溶媒、緩衝液など)を適切に選択することにより、目的物質を妨害物質から分離し、分取・分析できるからである。固定相には疎水性相互作用、イオン性結合など分子間で相互作用する弱い親和力や分子ふるいなどを利用するものがあり、目的物質の性質を考えて選択する。一方、物質群を分離する上で親和力の調節も重要であり、溶媒や緩衝液などの移動相は物質の固定相に対する親和力の強弱を調節する役割を持つ。そこで、物質を固定相から溶出するにあたり、固定相に対する親和力がほどよくなるようにあらかじめ混合した移動相や、固定相に対して親和力が異なる2液以上の溶媒や緩衝液を装置内で比率を変えながら混合した移動相を選択するところに工夫や経験が必要である。高速液体クロマトグラフは、このように選択肢が豊富にある固定相および移動相を組み合わせることにより高い分離を達成することが可能な装置である。そこで本稿では脳科学分野で生理活性物質の分析に必要な装置(高速液体クロマトグラフ)の基本構成とグルタミン酸を始めとするアミノ酸の分析、カテコールアミンやインドールアミンとその代謝物の一斉分析などに焦点を絞り解説する。
  高速液体クロマトグラフィーは、古くから脳内のタンパク質の精製・分取、神経伝達物質やペプチドなど生理活性物質の分析など多岐にわたり用いられてきた手法である。なぜなら、これらの物質に対して親和力が働く固定相(カラムの担体)と移動相(溶媒、緩衝液など)を適切に選択することにより、目的物質を妨害物質から分離し、分取・分析できるからである。固定相には疎水性相互作用、イオン性結合など分子間で相互作用する弱い親和力や分子ふるいなどを利用するものがあり、目的物質の性質を考えて選択する。一方、物質群を分離する上で親和力の調節も重要であり、溶媒や緩衝液などの移動相は物質の固定相に対する親和力の強弱を調節する役割を持つ。そこで、物質を固定相から溶出するにあたり、固定相に対する親和力がほどよくなるようにあらかじめ混合した移動相や、固定相に対して親和力が異なる2液以上の溶媒や緩衝液を装置内で比率を変えながら混合した移動相を選択するところに工夫や経験が必要である。高速液体クロマトグラフは、このように選択肢が豊富にある固定相および移動相を組み合わせることにより高い分離を達成することが可能な装置である。そこで本稿では脳科学分野で生理活性物質の分析に必要な装置(高速液体クロマトグラフ)の基本構成とグルタミン酸を始めとするアミノ酸の分析、カテコールアミンやインドールアミンとその代謝物の一斉分析などに焦点を絞り解説する。


==原理==
==原理==
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====カラム====
====カラム====


 カラムは、分析する物質の性質を考慮して種類を選択しなければならない。カラムの種類には、主にイオン交換、逆相、順相、サイズ排除(ゲル濾過)そして[[wikipedia:JA:光学異性体|光学異性体]]分離カラムがある。
 現在では一般的に担体を充填したものをカラムと呼び、担体にはシリカゲル、アルミナ、多孔質ポリマーなどが用いられる。カラムの種類には、主にイオン交換、逆相、順相、サイズ排除(ゲル濾過)そして[[wikipedia:JA:光学異性体|光学異性体]]分離カラムあり、分析する物質の性質を考慮して選択しなければならない。


=====イオン交換カラム=====
=====イオン交換カラム=====


: イオン交換カラムには、[[wikipedia:JA:陽イオン|陽イオン]]、[[wikipedia:JA:陰イオン|陰イオン]]、両イオン型の3つのタイプがある。これらは、[[wikipedia:JA:金属|金属]]イオン、[[wikipedia:JA:無機酸|無機酸]]、[[wikipedia:JA:アミノ酸|アミノ酸]]、[[wikipedia:JA:ペプチド|ペプチド]]やタンパク質の分析・分取に用いられる。
: イオン性結合を用いたイオン交換カラムには、[[wikipedia:JA:陽イオン|陽イオン]]、[[wikipedia:JA:陰イオン|陰イオン]]、両イオン型の3つのタイプがある。これらは、[[wikipedia:JA:金属|金属]]イオン、[[wikipedia:JA:無機酸|無機酸]]、[[wikipedia:JA:アミノ酸|アミノ酸]]、[[wikipedia:JA:ペプチド|ペプチド]]やタンパク質の分析・分取に用いられる。


=====逆相カラム=====
=====逆相カラム=====
: 逆相カラムは、最も種類が多く様々なカラムが開発されている。特に低分子の分析に用いられることが多く神経伝達物質、誘導化したアミノ酸、医薬品、[[wikipedia:JA:ホルモン|ホルモン]]、ペプチドの分析などに用いられている。
: 疎水性相互作用を用いた逆相カラムは、最も種類が多く様々なカラムが開発されている。特に低分子の分析に用いられることが多く神経伝達物質、誘導化したアミノ酸、医薬品、[[wikipedia:JA:ホルモン|ホルモン]]、ペプチドの分析などに用いられている。
=====順相カラム=====
=====順相カラム=====
: 順相カラムは、有機合成した化合物の分離に多く用いられる。
: 順相カラムは、有機合成した化合物の分離に多く用いられる。
=====サイズ排除カラム=====
=====サイズ排除カラム=====
: サイズ排除カラムは、タンパク質を分子量ごとに分画または会合体としてモノマー、ダイマー、トリマーの分析・分取に用いられる。
: 分子ふるいを用いたサイズ排除カラムは、タンパク質を分子量ごとに分画または会合体としてモノマー、ダイマー、トリマーの分析・分取に用いられる。
=====光学異性体分離カラム=====
=====光学異性体分離カラム=====
: 光学異性体分離カラムはアミノ酸のD体とL体や医薬品などの光学異性体化合物の分析・分取に用いられている。
: 光学異性体分離カラムはアミノ酸のD体とL体や医薬品などの光学異性体化合物の分析・分取に用いられている。