專利名稱：混合模式型吸附劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在樣品的前處理和目標(biāo)成分的分離中使用的吸附劑及其使用方法。
背景技術(shù)：
在樣品的前處理中，廣泛普及了利用固相柱進(jìn)行的固相萃取法，此外在分離中，廣泛普及了反相柱?，F(xiàn)有的柱吸附劑一般采用反相分配、離子交換、螯合劑捕捉等單一模式的機(jī)構(gòu)。在反相分配中，由于僅通過疏水性相互作用進(jìn)行捕捉，因而對(duì)于兼有疏水性部位和離子性官能團(tuán)的極性化合物不一定有效。此外，在離子交換中，在使樣品的目標(biāo)成分100%離子化而與吸附劑上的離子成分進(jìn)行交換反應(yīng)來溶出成分時(shí)，進(jìn)一步利用交換反應(yīng)使成分溶出。因此，在離子交換中，有時(shí)不是在樣品中的目標(biāo)成分100%離子化的條件下進(jìn)行交換反應(yīng)，不能進(jìn)行期望的前處理。近年來，在柱吸附劑的疏水性樹脂上附加氫鍵和/或離子交換等第2相互作用，提高了極性化合物的捕捉力。另一方面，吸附劑粒子的細(xì)孔徑一般為IOnm以下，在生物體、食品、加工食品等這樣的粘性高的樣品的情況下，有時(shí)目標(biāo)成分向吸附劑細(xì)孔內(nèi)部的擴(kuò)散差、難以進(jìn)行高效的樣品前處理，并且有時(shí)在固相萃取操作時(shí)會(huì)在細(xì)孔部和粒子間發(fā)生堵塞、不能迅速進(jìn)行前處理。專利文獻(xiàn)1 日本特表2002-517574號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的技術(shù)問題對(duì)于僅提高了捕捉力的柱吸附劑，在捕捉樣品中的目標(biāo)成分、盡量洗滌雜質(zhì)成分之后，為了使目標(biāo)成分溶出，有時(shí)需要大量的強(qiáng)酸/有機(jī)溶劑、強(qiáng)堿/有機(jī)溶劑。此外，有時(shí)目標(biāo)成分不能溶出。在雜質(zhì)的洗滌中，例如在使用聚苯乙烯凝膠那樣的疏水性高的吸附劑的情況下， 如果雜質(zhì)和目標(biāo)成分的疏水性都高，則難以僅僅洗滌雜質(zhì)。此外，如果在作為高疏水性官能團(tuán)的二乙烯基苯(DVB)中導(dǎo)入離子交換基，則疏水性的DVB的周圍變成強(qiáng)疏水性場(chǎng)，因而親水性(離子性)官能團(tuán)的作用變?nèi)?。因此，難以通過疏水性和離子交換的兩模式型(二足型)捕捉來有效地捕捉高親水性(離子性)化合物。本發(fā)明的課題是提供一種吸附劑，其由疏水性相互作用產(chǎn)生的捕捉力和由離子交換產(chǎn)生的捕捉力都良好，可以有效地捕捉、釋放樣品溶液中的目標(biāo)成分。解決問題的技術(shù)方案本發(fā)明的吸附劑的第一特征在于，在以疏水性單體與親水性單體形成的共聚物為基材的多孔質(zhì)吸附劑中，不是在疏水性單體的重復(fù)單元而是在親水性單體的重復(fù)單元上導(dǎo)入了離子交換官能團(tuán)。本發(fā)明包括以下發(fā)明。(1) 一種吸附劑，包含下述高分子化合物的多孔質(zhì)體，所述高分子化合物的多孔質(zhì)體是在由疏水性單體(A)、能夠進(jìn)行二次反應(yīng)的親水性單體(B)和顯示氫鍵鍵合性的親水性單體(C)共聚而成的共聚物的、由該親水性單體(B)衍生的重復(fù)單元上導(dǎo)入離子交換基而成的。(2)如(1)所述的吸附劑，作為疏水性單體(A)，包含相對(duì)于單體總量為50質(zhì)量％ 以上的芳香族二乙烯基化合物。(3)如(1)或(2)所述的吸附劑，作為能夠進(jìn)行二次反應(yīng)的親水性單體(B)，包含相對(duì)于單體總量為20 50質(zhì)量％的甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸-3-氯-2-羥基丙酯、甲基丙烯酸2-羥乙酯或2-氯乙基甲基丙烯酸酯。(4)如(3)所述的吸附劑，能夠進(jìn)行二次反應(yīng)的親水性單體(B)是甲基丙烯酸縮水甘油酯。(5)如(1) 中任一項(xiàng)所述的吸附劑，作為顯示氫鍵鍵合性的親水性單體 (C)，包含相對(duì)于單體總量為5 10質(zhì)量％的N，N- 二甲基丙烯酰胺、N，N- 二乙基丙烯酰胺或N-異丙基丙烯酰胺。(6)如(1) (5)中任一項(xiàng)所述的吸附劑，多孔質(zhì)體的平均細(xì)孔徑為15 50nm， 比表面積為100 500m2/g。(7)如(1) (6)中任一項(xiàng)所述的吸附劑，多孔質(zhì)體具有粒子形狀，平均粒徑為 3 100 μ Hio(8)如(1) (7)中任一項(xiàng)所述的吸附劑，離子交換基是按照離子交換基量為 0. 3 0. 8毫當(dāng)量的方式被導(dǎo)入了的季銨基、按照離子交換基量為0. 7 1. 5毫當(dāng)量的方式被導(dǎo)入了的仲銨基、或按照離子交換基量為0. 7 1. 5毫當(dāng)量的方式被導(dǎo)入了的羧基。(9) 一種吸附劑，包含下述高分子化合物的多孔質(zhì)體，所述高分子化合物的多孔質(zhì)體是在由疏水性單體(A)、能夠進(jìn)行二次反應(yīng)的親水性單體(B)和顯示氫鍵鍵合性的親水性單體(C)共聚而成的共聚物的、由該親水性單體(B)衍生的重復(fù)單元上導(dǎo)入離子交換基而成的，所述多孔質(zhì)體的平均細(xì)孔徑為15 50nm、比表面積為100 500m2/g。(10) 一種固相萃取用筒(cartridge)，是在填充容器中填充(1) (9)中任一項(xiàng)所述的吸附劑而成的。(11)如(10)所述的固相萃取用筒，在目標(biāo)成分的濃縮和/或雜質(zhì)的除去中使用。(12) 一種樣品溶液的處理方法，包括使用(10)或(11)的固相萃取用筒進(jìn)行固相萃取法或柱切換法。(13) 一種具有目標(biāo)成分的樣品溶液的處理方法，包括通過使具有目標(biāo)成分的樣品溶液與(1) (9)中任一項(xiàng)所述的吸附劑在該目標(biāo)成分被該吸附劑吸附的條件下接觸， 從而將該目標(biāo)成分離析、分離、分餾、清除或除去。(14) 一種通過分析方法來確定樣品溶液的目標(biāo)成分的量的方法，包括使具有目標(biāo)成分的樣品溶液與(1) (9)中任一項(xiàng)所述的吸附劑在該目標(biāo)成分被該吸附劑吸附的條件下接觸，將吸附了該目標(biāo)成分的該吸附劑在該目標(biāo)成分從該吸附劑被釋放那樣的條件下進(jìn)行洗滌，通過分析方法來確定由洗滌產(chǎn)生的洗滌液中存在的該目標(biāo)成分的量。(15)如(13)或(14)所述的方法，(1) (9)中任一項(xiàng)所述的吸附劑以其被填充在填充容器中而得的固相萃取用筒的形態(tài)使用。(16)如(1 (1 中任一項(xiàng)所述的方法，所述目標(biāo)成分是藥劑、農(nóng)藥、除草劑、生物分子、毒物、污染物質(zhì)、代謝物或它們的分解產(chǎn)物。(17)如(1 (16)中任一項(xiàng)所述的方法，所述樣品溶液是血液、血漿、尿、髓液、 滑液、組織提取物、地下水、地上水、飲用水、土壤提取物、食糧物質(zhì)、食糧物質(zhì)的提取物、植物的提取物或加工食品的提取物。本說明書包括作為本申請(qǐng)優(yōu)先權(quán)基礎(chǔ)的日本專利申請(qǐng)2008-318893號(hào)的說明書和/或附圖
中記載的內(nèi)容。發(fā)明的有益效果本發(fā)明的吸附劑，由于由疏水性相互作用產(chǎn)生的捕捉力和由離子交換產(chǎn)生的捕捉力都良好，因此可以有效地捕捉樣品溶液中的目標(biāo)成分。此外，從本發(fā)明的吸附劑上溶出目標(biāo)成分時(shí)的溶出液量為少量即可。因而為了通過HPLC和LC/MS進(jìn)行分析，可以容易且迅速地進(jìn)行必要的目標(biāo)成分的一起濃縮、清除、分取等樣品溶液的前處理操作、或從樣品溶液中分離目標(biāo)成分。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的吸附劑涉及一種固相萃取用的吸附劑，包含下述高分子化合物的多孔質(zhì)體，優(yōu)選由該多孔質(zhì)體構(gòu)成，所述高分子化合物的多孔質(zhì)體是在由疏水性單體(A)、能夠進(jìn)行二次反應(yīng)的親水性單體(B)和顯示氫鍵鍵合性的親水性單體(C)共聚而成的共聚物的、 由該親水性單體(B)衍生的重復(fù)單元上導(dǎo)入了離子交換基而成的。關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式在下文中進(jìn)行詳述。1.疏水性單體(A)在本發(fā)明中，作為疏水性單體(A)，只要是可與共聚的親水性單體(B) (C)進(jìn)行共聚的疏水性單體即可，不特別限定，優(yōu)選具有聚合性雙鍵特別是2個(gè)以上乙烯基的芳香族化合物。可列舉例如，二乙烯基苯、二乙烯基甲苯、二乙烯基二甲苯、二乙烯基萘、三乙烯基萘等?？梢耘c這些疏水性單體(A)組合使用苯乙烯等其它疏水性單體。2.親水性單體(B)在本發(fā)明中，所謂的能夠進(jìn)行二次反應(yīng)的親水性單體(B)，是能夠與疏水性單體 (A)和親水性單體(C)進(jìn)行聚合的單體，是指具有能夠?qū)腚x子交換基的反應(yīng)性的不參與共聚的官能團(tuán)(例如環(huán)氧基)并可以賦予親水性的單體。這里所謂的“二次反應(yīng)”，是指共聚后進(jìn)一步在上述官能團(tuán)上導(dǎo)入離子交換基的反應(yīng)。作為親水性單體(B)，沒有特別限定， 可列舉例如甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸-3-氯-2-羥基丙酯、 甲基丙烯酸-2-羥乙酯、甲基丙烯酸-2-氯乙酯，特別優(yōu)選甲基丙烯酸縮水甘油酯。3.親水性單體(C)通過顯示氫鍵鍵合性，親水性單體(C)是以賦予與基于導(dǎo)入了離子交換基的親水性單體(B)的親水性相互作用所不同的相互作用為目的而進(jìn)行共聚。作為親水性單體(C)， 只要是能夠與疏水性單體(A)和親水性單體(B)進(jìn)行聚合的單體，并且具有氫鍵鍵合性、具備不參與共聚的官能團(tuán)(例如烷基取代的酰胺基)即可，不特別限定，優(yōu)選N，N-二甲基丙烯酰胺、N, N- 二乙基丙烯酰胺或N-異丙基丙烯酰胺。4.單體的配合在共聚物中，相對(duì)于單體總量，優(yōu)選包含50質(zhì)量％以上、特別優(yōu)選包含75質(zhì)量％以下的疏水性單體(A)，優(yōu)選包含20 50質(zhì)量％的能夠進(jìn)行二次反應(yīng)的親水性單體(B)， 優(yōu)選包含5 10質(zhì)量％的顯示氫鍵鍵合性的親水性單體(C)。此外，吸附劑的疏水性單體(A)/親水性單體(能夠進(jìn)行二次反應(yīng)的親水性單體 (B) +顯示氫鍵鍵合性的親水性單體(C) (B) + (C))的比(質(zhì)量比)優(yōu)選為1/1 3/1，更優(yōu)選為2/1 3/1，最優(yōu)選為2/1。5.共聚物的制造本發(fā)明的吸附劑可以如下形成首先，使上述單體(A) (C)共聚而形成多孔質(zhì)的聚合物，接著，通過化學(xué)修飾在由親水性單體(B)衍生的重復(fù)單元上導(dǎo)入離子交換基。共聚物例如可以按照以下步驟調(diào)制。優(yōu)選在由上述4所述那樣的配合比得到的單體混合物中，以賦予多孔性為目的添加稀釋劑而進(jìn)行聚合。作為稀釋劑，能夠使用雖然會(huì)溶解在單體混合物中但對(duì)聚合反應(yīng)為惰性、并且不會(huì)溶解所生成的共聚物的有機(jī)溶劑?？闪信e例如，甲苯、二甲苯、乙苯、二乙苯那樣的芳香族烴類；己醇、庚醇、辛醇那樣的醇類；氯苯、二氯苯那樣的芳香族鹵化烴；乙酸乙酯、乙酸丁酯、鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二乙酯那樣的脂肪族或芳香族酯類等。共聚物的多孔質(zhì)粒子可以通過懸浮聚合的方法來制造。作為所使用的聚合引發(fā)劑，只要是產(chǎn)生自由基的公知的自由基聚合引發(fā)劑即可，不特別地限定，可以使用例如，2， 2’ -偶氮二異丁腈、2，2’ -偶氮二(2，4_ 二甲基戊腈)那樣的偶氮系引發(fā)劑。聚合反應(yīng)可以應(yīng)用下述懸浮聚合的方法在包含適當(dāng)分散穩(wěn)定劑的水性介質(zhì)中進(jìn)行攪拌，使包含稀釋劑和聚合引發(fā)劑的單體溶劑懸浮而進(jìn)行聚合。作為分散穩(wěn)定劑，可以使用公知的分散穩(wěn)定劑，可列舉例如，明膠、聚丙烯酸鈉、聚乙烯醇、甲基纖維素、羥乙基纖維素、羧甲基纖維素等水溶性高分子化合物。在聚合反應(yīng)中，為了抑制單體在水性介質(zhì)中溶解，優(yōu)選在水性介質(zhì)中溶解鹽類而進(jìn)行反應(yīng)。作為鹽類，可列舉例如，氯化鈉、氯化鈣、硫酸鈉等。聚合反應(yīng)優(yōu)選通過在攪拌下加熱至40 100°C，在大氣壓下反應(yīng)4 10小時(shí)來進(jìn)行。反應(yīng)后的共聚物粒子的分離可以通過過濾等容易地進(jìn)行，在充分的水洗之后，用丙酮、甲醇那樣的溶劑除去稀釋劑，進(jìn)行干燥。由此獲得的共聚物的多孔質(zhì)粒子的典型平均細(xì)孔徑為15 50nm，優(yōu)選為20 40nm,比表面積為100 500m2/g，優(yōu)選200 300m2/g。本發(fā)明的吸附劑，由于具有比現(xiàn)有吸附劑大的細(xì)孔徑，因此也可以應(yīng)用于由生物體、食品、加工食品等調(diào)制的高粘性樣品溶液。對(duì)共聚物的多孔質(zhì)粒子的粒徑?jīng)]有限定，可以根據(jù)使用目的來分級(jí)使用。6.離子交換基的導(dǎo)入本發(fā)明的吸附劑可以通過使由疏水性單體㈧、親水性單體⑶和親水性單體(C) 形成的共聚物(典型為該共聚物的多孔質(zhì)粒子)與可以賦予離子交換基(Rl)的化合物進(jìn)行作用來調(diào)制。不需要在由親水性單體(B)衍生的全部重復(fù)單元上導(dǎo)入離子交換基。只要最終的高分子化合物具有所希望的吸附性能，則在該重復(fù)單元中的至少一部分重復(fù)單元上導(dǎo)入離子交換基即可。未導(dǎo)入離子交換基的親水性單體(B)上的反應(yīng)性基團(tuán)優(yōu)選在導(dǎo)入離子交換基的工序或隨后的工序中向羥基等親水性基團(tuán)轉(zhuǎn)化。
離子交換基(Rl)可以如下介由共價(jià)鍵導(dǎo)入到親水性單體(B)上。
權(quán)利要求
1.一種吸附劑，包含高分子化合物的多孔質(zhì)體，所述高分子化合物的多孔質(zhì)體是在由疏水性單體(A)、能夠進(jìn)行二次反應(yīng)的親水性單體(B)和顯示氫鍵鍵合性的親水性單體(C) 共聚而成的共聚物的、由該親水性單體(B)衍生的重復(fù)單元上導(dǎo)入離子交換基而成的。
2.如權(quán)利要求1所述的吸附劑，作為疏水性單體(A)，包含相對(duì)于單體總量為50質(zhì)量％以上的芳香族二乙烯基化合物。
3.如權(quán)利要求1或2所述的吸附劑，作為能夠進(jìn)行二次反應(yīng)的親水性單體(B)，包含相對(duì)于單體總量為20 50質(zhì)量％的甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸-3-氯-2-羥基丙酯、甲基丙烯酸-2-羥乙酯或甲基丙烯酸-2-氯乙酯。
4.如權(quán)利要求3所述的吸附劑，能夠進(jìn)行二次反應(yīng)的親水性單體⑶是甲基丙烯酸縮水甘油酯。
5.如權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的吸附劑，作為顯示氫鍵鍵合性的親水性單體(C)， 包含相對(duì)于單體總量為5 10質(zhì)量％的N，N- 二甲基丙烯酰胺、N, N- 二乙基丙烯酰胺或 N-異丙基丙烯酰胺。
6.如權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的吸附劑，多孔質(zhì)體的平均細(xì)孔徑為15 50nm，比表面積為100 500m2/g。
7.如權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的吸附劑，多孔質(zhì)體具有粒子形狀，平均粒徑為3 100 μ m0
8.如權(quán)利要求1 7中任一項(xiàng)所述的吸附劑，離子交換基是按照離子交換基量為 0. 3 0. 8毫當(dāng)量的方式被導(dǎo)入了的季銨基、按照離子交換基量為0. 7 1. 5毫當(dāng)量的方式被導(dǎo)入了的仲銨基、或按照離子交換基量為0. 7 1. 5毫當(dāng)量的方式被導(dǎo)入了的羧基。
9.一種吸附劑，包含高分子化合物的多孔質(zhì)體，所述高分子化合物的多孔質(zhì)體是在由疏水性單體(A)、能夠進(jìn)行二次反應(yīng)的親水性單體(B)和顯示氫鍵鍵合性的親水性單體(C) 共聚而成的共聚物的、由該親水性單體(B)衍生的重復(fù)單元上導(dǎo)入離子交換基而成的，所述多孔質(zhì)體的平均細(xì)孔徑為15 50nm、比表面積為100 500m2/g。
10.一種固相萃取用筒，是在填充容器中填充權(quán)利要求1 9中任一項(xiàng)所述的吸附劑而成的。
11.如權(quán)利要求10所述的固相萃取用筒，在目標(biāo)成分的濃縮和/或雜質(zhì)的除去中使用。
12.—種樣品溶液的處理方法，包括使用權(quán)利要求10或11的固相萃取用筒進(jìn)行固相萃取法或柱切換法。
13.一種具有目標(biāo)成分的樣品溶液的處理方法，包括通過使具有目標(biāo)成分的樣品溶液與權(quán)利要求1 9中任一項(xiàng)所述的吸附劑在該目標(biāo)成分被該吸附劑吸附的條件下接觸， 從而將該目標(biāo)成分離析、分離、分餾、清除或除去。
14.一種通過分析方法來確定樣品溶液的目標(biāo)成分的量的方法，包括使具有目標(biāo)成分的樣品溶液與權(quán)利要求1 9中任一項(xiàng)所述的吸附劑在該目標(biāo)成分被該吸附劑吸附的條件下接觸，將吸附了該目標(biāo)成分的該吸附劑在該目標(biāo)成分從該吸附劑被釋放那樣的條件下進(jìn)行洗滌，通過分析方法來確定由洗滌產(chǎn)生的洗滌液中存在的該目標(biāo)成分的量。
15.如權(quán)利要求13或14所述的方法，權(quán)利要求1 9中任一項(xiàng)所述的吸附劑以其被填充在填充容器中而得的固相萃取用筒的形態(tài)使用。
16.如權(quán)利要求13 15中任一項(xiàng)所述的方法，所述目標(biāo)成分是藥劑、農(nóng)藥、除草劑、生物分子、毒物、污染物質(zhì)、代謝物、或它們的分解產(chǎn)物。
17.如權(quán)利要求13 16中任一項(xiàng)所述的方法，所述樣品溶液是血液、血漿、尿、髓液、滑液、組織提取物、地下水、地上水、飲用水、土壤提取物、食糧物質(zhì)、食糧物質(zhì)的提取物、植物的提取物或加工食品的提取物。
全文摘要
本發(fā)明的課題是提供一種吸附劑，其由疏水性相互作用產(chǎn)生的捕捉力和由離子交換產(chǎn)生的捕捉力都良好，可以有效地捕捉、釋放樣品溶液中的目標(biāo)成分。本發(fā)明涉及一種吸附劑，包含下述高分子化合物的多孔質(zhì)體，所述高分子化合物的多孔質(zhì)體是在由疏水性單體(A)、能夠進(jìn)行二次反應(yīng)的親水性單體(B)和顯示氫鍵鍵合性的親水性單體(C)共聚而成的共聚物的、由該親水性單體(B)衍生的重復(fù)單元上導(dǎo)入離子交換基而成的。
文檔編號(hào)C08F8/00GK102245304SQ20098015018
公開日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2009年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月15日
發(fā)明者井上嘉則, 小野哲義 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立高新技術(shù)