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MEPS
MEPS MICRO EXTRACTION BY PACKED SORBENT Online SPE for GC and LC sample preparation - extraction to injection in a single process MEPS:シリンジニードル一体型固相カートリッジ サンプルの取扱時間の短縮化 大幅なサンプル処理量の増加(SPMEの20倍、SPEの40倍、SBSEの100倍の処理量) オートサンプラーの使用によるオートメーションでの抽出および注入 サンプル量および溶媒使用量の少量化 一般的なSPEのバリエーション 一つのカートリッジで40∼100検体の処理が可能 What is MEPS? Why use MEPS? MEPSとはシリンジニードルと一体型の固 従来の液 - 液抽出法(LLE) を用いた前 相カートリッジ(特許出願中)で、試料の 処理方法では多量の試料および溶媒を 前処理方法に新しい道を開くツールです。 使用して、なおかつ複雑な操作を行うた めに大幅な時間が掛っていました。 MEPSは固相の充填量を従来のmLサイ ズからμLサイズへと小量化しています。 固相抽出法(SPE) は液-液抽出法(LLE) と比較すると分析対象成分の選択性が MEPSは前処理にあわせて順相ー逆相 あり、溶媒の消費量も少なく検体をより短 分配からイオン交換モードまでの固相をご 時間で処理することが可能です。また自 選択いただけます。 動固相抽出装置も容易に開発しやすい 前処理法です。 MEPSの固相カートリッジは全て共通で使 用できます。 MEPSは固相抽出法(SPE) と同じ機能(妨 害物除去、選択性、濃縮など) をもってい MEPSは図1に示したように固相カートリッ ます。 ジとシリンジニードルが一体型になってい MEPSは固相抽出法(SPE)に対し次の ます。 優位性があります。 ◆ 試料の前処理から測定までに費や す時間を大幅に減らします。 Sample Size and Sensitivity 試料量は10μL程度から、100μLもしくは 250μLを複数回採取することにより合計 で1mLを超える試料の濃縮が出来ます。 Automation Sorbent Life LC&GCオートサンプラーの使用で試料 抽出から試料導入までがオンラインでの 操作を可能にし、オペレーターの分析操 作への負担を軽減します。 Sorbent Life 固相カートリッジの寿命に関して例えば、 血漿試料の抽出においては40∼100検 体の抽出が一つのカートリッジで行う事 が可能です。またクリーンアップ操作のみ の場合は試料のマトリックスにも関係しま すがそれらより多くの検体での使用が可 能です。 Carry Over ◆ LC&GCオートサンプラーでの使用 が可能です。同一シリンジでのオン ラインの抽出及び注入操作が可能 です。 ◆ 溶媒使用量を大幅に減らします。 一般的な固相抽出法に必要な数 ∼100mLに対して最小で3.6μLま で減らせます。 図1.MEPSカートリッジの概略図 TO BARREL PTEF SEALING RING MEPS PACED BED FRITS END PLUG NEEDLE MEPSカートリッジおよびシリンジは容易 にそして効果的な洗浄が行え、 コンタミネ ーション、 キャリーオーバーを無くす事が可 能です。オートサンプラーの使用時には 前のサンプルを分析している間に洗浄が できます。 Flexible and easy to use MEPSは試料の抽出操作等は一般的な 固相抽出法(SPE) と同じ手法で使用で きます。 最終試料液量が極少量にする事が可能 なのでLC-MSへのオンラインでの使用が 可能です。 How to use MEPS STEP1:SAMPLING ポンピングして試料をカートリッジに通し ます。分析対象成分によって1回から複 数回行います。 STEP 1 STEP 2 STEP 3 STEP 4 SAMPLING (1-N TIMES) WASHING ELUTION SOLVENT INJECTION STEP2:WASHING 夾雑成分を除くためにカートリッジに洗 浄溶媒20∼50μLをポンピングを行って 通します。 STEP3:ELUTION 溶出溶媒を引くことでカートリッジを通し て分析対象成分をシリンジの中へ入れ ます。 STEP4:INJECTION 分析対象成分をLCやGC等の分析機 器に導入します。 次の試料のために50μL程の洗浄溶液で ポンピングしてカートリッジを洗浄します。 MEPSカートリッジの交換 MEPS用のシリンジはフロントフランジ部 分にハウジング加工を施し、ロッキングナ ットで締め付ける構造になおり、 カートリッ ジを付け替えるのはナットを外すだけの簡 単な作業でを行えます。 またMEPSカートリッジには固相の種類が 容易に判別できるようにラベル付けをして います。 図2.MEPSカートリッジの取り付け部分 MEPS : M I C R O E X T R A C T I O N B Y PA C K E D S O R B E N T How Does MEPS Perform ? MEPSは複雑な生体試料の前処理におい ても使用が可能です。また一般的な固相 抽出と比較して使用する溶媒量を減らし、 かつ抽出操作のステップの効率化を可能 にします。 E XT RACT IO N FRO M RAW URINE THEOPHYLLINE / PARAXANTHINE ABUNDANCE 18000 180 68 m/z 180 123 53 図 3はヒト尿 中のキサンチン代 謝 物 質を C18 MEPSカートリッジを用い抽出を行い、 GC-MSで分析した例です。 95 151 180 THEOBROMINE m/z 194 55 67 図4はラット血漿中に添加した麻酔薬をC2 MEPSカートリッジで抽出し、LC-MSで測定 した例です。このようにMEPSはヒト尿やラッ ト血漿など生体試料のような扱いにくいマト リクスにおいも容易な前処理を行うことが 可能です。 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 82 109 123 137 CAFFEINE 194 RETENTION TIME (MINUTES) 109 55 67 82 42 74 40 60 165 80 100 120 140 160 180 200 図3.MEPSを用いたヒト尿中キサンチン代謝物質のGC-MS分析例 1) ヒト尿100μLを吸い上げてC18カートリッジに通過させます。 2) 水 /メタノールと水で夾雑物を除去します。 3) メタノール30μLで目的成分を溶出・回収します。 4) GC-MSに3)の試料液2μLを注入しGCカラムBPX5を用いて測定します。 E XT RACT IO N FRO M P LASMA LIDOCAINE (2.4μmol/L) 図4. MEPSを用いたラット血漿中局所麻酔薬の ROPIVACAINE (2.5μmol/L) LC-MS分析例 5.17 1) ラット血漿に以下の濃度の局所麻酔薬を 添加します。 BUPIVACAINE (3μmol/L) 3.29 LIDOCAINE: 2.4μmol/L ROPIVACAINE: 2.5μmol/L BUPIVACAINE: 3.0μmol/L 2.18 2) 局所麻酔薬を添加したラット血漿をC2カ ートリッジに通過させます。 3) 水で夾雑物を除去します。 4) 0.1% HCOOH in CH3CN/H2O(1/3) で目的成分を溶出・回収して、 LCカラム を用いてLC-MSで (C18 100 × 2.1mm) 測定します。 1 2 3 4 5 6 7 R E T E N T ION T IME (MIN U T E S ) 8 9 10 How Does MEPS Compare ? Accuracy and Precision 表1は局所麻酔薬Ropivacaine(ロピバカ イン) を用いて4つの手法MEPS、液-液抽 出(LLE) 、固相抽出(SPE) 、固相マイクロ 抽出(SPME)で試料処理した際の各手法 の精度の比較を行った結果です。 MEPSは他の手法に比べてハンドリング時 間を大幅に短縮しながら、精度を実現して いることが確認できます。 表2は水中のPAH's (5成分) についてMEPS とμSPEの2種類のSPME、SBSE(Stirring Bar Sorbent Extraction) を用いて分析 した際の精度、検出下限及び抽出時間に ついて比較を行った結果です。 検出下限においてはMEPSとSBSEはSPME と比べ良い結果になっています。 また抽出時間はにおいてはMEPSが他の手 法に比べ非常に短い時間での抽出が可能 であり、SBSEに比べて1/100の時間で試料 を抽出できます。 表1. MEPSと他の手法との局所麻酔薬(Ropivacaine)分析での比較結果 Method Ropivacaine LOD(nM) MEPS / GC-MS Accuracy Precision (RSD% ) (%) (Inter-assay) Handling time 2 105 5.0 1 min LLE / GC-MS 2 101 3.8 20 min SPE / LC-UV 100 101 3.0 20 min 5 100 6.3 40 min SPME/GC-MS M. Abdel-Rehim / J. of Chromatography B, 801 (2004) 317-321 表2. MEPSとμSPE(SPME,SBSE)との水中のPAH's( 5成分)分析での比較結果 Compound Accuracy (%) Precision RSD (%) Limit of detection (ng/L) Extraction time (min) MEPS SPME SBSE MEPS SPME SBSE MEPS SPME SBSE MEPS SPME SBSE Anthracene 84 81 99 12 3 6 Chrysene 107 81 100 Fluoranthene 100 84 100 1 4 5 9 4 4 5 100 1.2 2 30 5 90 5 100 200 0.2 2 30 200 1.2 2 30 200 Fluorene 103 96 97 5 5 4 1 40 0.7 2 30 200 Pyrene 115 86 100 7 3 3 1 40 0.7 2 30 200 M. Abdel-Rehim / J. Chromatog. A 1114 (2006) 234-238 MEPS : M I C R O E X T R A C T I O N B Y P A C K E D S O R B E N T Is there significantcarry over using MEPS? 一般的な固相抽出(SPE)の固相カートリッ ジは一回限りの使用を前提でディスポーザ ブルになっています。MEPSの固相カートリッ ジは精密な工学技術で設計製造されており、 簡単な方法での洗浄が可能なため一つの カートリッジで複数回繰り返して使う事がで きます。 これについて排水中のフェノールの抽出に おける分析間のキャリーオーバーを測定し て評価を行いました。 試験方法はフェノール類濃度25ppbの排 水をC18カートリッジに100μL×10回(計1mL) 通過させサンプリングを行い、次にメタノー ル10μLで3回の溶出を行いました。そして3 回の溶出液をGCカラムBPX5を用いてGCMS測定を行い、各溶出液中のフェノール 類を確認しました。 図5に各溶出液中のフェノール類のGCMSクロマトグラムを示します。 この結 果からフェノール類のほぼ全 量が 1回目のメタノール10μLで溶出されています。 そして、MEPSカートリッジが簡単な操作で の洗浄でキャリーオーバーを無くす事が可 能です。 表3は5種類の分析におけるMEPSカートリッ ジのキャリーオーバーと洗浄方法の検討結 果です。 MEPSカートリッジはに溶出溶媒と洗浄溶 媒を用いることで簡単にキャリーオーバーを 減らせます。 一般的な固相抽出(SPE)の固相カートリッ ジでは同じ効果をだすのに1時間もしくはそ れ以上の時間と大量の溶媒が必要となり ます。 Summary 表4はMEPS、SPME、及び一般的な固相 抽出(SPE)の比較です。 MEPSはSPEやSPMEより試料前処理に掛 かる時間が短く、 そしてSPMEより良い回収 率と感度が得られます。 またMEPSは試料前処理後からGCまたLC へ導入までの試料液調整などの手間も大 幅に減らせます。 2.4-dichlorophenol TIC 4-chloro-3-methylphenol 220000 2.4-dimethyphenol 2.4.6-trichlorophenol 2-chlorophenol phenol 1st Extraction 2nd Extraction 3rd Extraction 5 3 7 13 11 9 RE T E NT IO N T IME (MINUT E S) 図5. 各溶出液中のフェノール類のクロマトグラム 表3. MEPSカートリッジのキャリーオーバーと洗浄方法 Wash volume (μL) # of washes and wash solution Carry-over Source PAH's in water 50μL 4×methanol, 5×water 0.2% - 1% Anesthetics in Human Serum 50μL 4×methanol, 4×water ∼0.2%(I.S.) M.Abdel-Rehim / J. of Chromatography B,801(2004)317-321 Roscovitine in plasma and urine 50μL 5×95%methanol/water 5×10%water/methanol <0.1% M. Abdel-Rehim/ J.of Chromatography B,817(2005)303-307 Roscovitine in Human plasma 50μL 4×methanol, 4×water <0.01% M. Abdel-Rehim / J.Mass Spectrom. 204;39:1488-1493 Olomoucine in Human plasma 50μL 5×95%methanol/water, 5×10%water/methanol <0.1% M.Abdel-Rehim et al./ Analytica Chimica Acta 2005 M.Abdel-Rehim / J.of Chromatog. A,1114(2006)234-238 表4. MEPS・SPME・SPEの比較表 Factor MEPS SPE SPME 充填材量 0.5-2 mg 50-2000 mg thickness 150 mm 試料処理時間 1-2 min 10-15 min 10-40 min 40 to 100 extractions once 50-70 extractions 回収率 good good low 検出下限 good good low 使用回数 M. Abdel-Rehim / J. of Chromatography B, 801 (2004) 317-321 MEPS Syringe 交換用 プランジャー 容量 シリンジコード パーツ# 入数 定価(円) 入数 パーツ# 定価(円) CTC (GC-PAL,LC-PAL) & Thermo Scientific オートサンプラー用 100μL 100R-THERMO/CTC-MEPS 005291 1 15,000 031826 1 4,200 CTCオートサンプラー (GC-PAL,LC-PAL)用 250μL 250R-CTC-MEPS 006292 1 15,000 031831 1 4,200 Thermo Scientific オートサンプラー用 250μL 250R-THERMO-MEPS 006291 1 15,000 031831 1 4,200 *MEPSシリンジにはMEPSカートリッジは含まれておりません、別途、目的に応じたカートリッジをご購入下さい。 *全てのMEPSシリンジはマニュアル注入用としても使えます。 MEPS Cartridge/Needle for GC applications 容量 型式 パーツ# 入数 定価(円) CTC & Thermo Scientific用 100μL MEPSシリンジ(P/N 005291), Thermo Scientific用 250μL MEPSシリンジ(P/N 006291) C18 MEPS-C18-THERMO/CTC 23GA PK5 NEEDLES 2900101 5 45,000 Silica MEPS-SIL-THERMO/CTC 23GA PK5 NEEDLES 2900102 5 45,000 C8 + SCX MEPS-M1-THERMO/CTC 23GA PK5 NEEDLES 2900103 5 45,000 C2 MEPS-C2-THERMO/CTC 23GA PK5 NEEDLES 2900104 5 45,000 C8 MEPS-C8-THERMO/CTC 23GA PK5 NEEDLES 2900106 5 45,000 2900105 各1 45,000 2900301 5 45,000 MEPS-DEVELOPMENT KIT-THERMO/CTC 23GA PK5 (C18, C8, C2, SILICA & C8+SCX) CTC オートサンプラー用 250μL MEPSシリンジ(P/N 006292) C18 MEPS-C18-CTC 23GA PK5 NEEDLES Silica MEPS-SIL-CTC 23GA PK5 NEEDLES 2900302 5 45,000 C8 + SCX MEPS-M1-CTC 23GA PK5 NEEDLES 2900303 5 45,000 C2 MEPS-C2-CTC 23GA PK5 NEEDLES 2900304 5 45,000 C8 MEPS-C8-CTC 23GA PK5 NEEDLES 2900306 5 45,000 2900305 各1 MEPS-DEVELOPMENT KIT-CTC 23GA PK5 (C18, C8, C2, SILICA & C8+SCX) *GC用MEPSカートリッジの針仕様は23ゲージ(0.63mmOD)で針先はコーンチップになっています。 *MEPSカートリッジにはMEPSシリンジは含まれておりません、別途、カートリッジに適したシリンジをご購入下さい。 45,000 MEPS Cartridge / Needle for LC applications 固相 型 式 パーツ# 入数 定価(円) CTC & Thermo Scientific用 100μL MEPSシリンジ(P/N 005291), Thermo Scientific用 250μL MEPSシリンジ(P/N 006291) C18 MEPS-C18-THERMO/CTC 22GA PK5 NEEDLES 2900401 5 45,000 Silica MEPS-SIL-THERMO/CTC 22GA PK5 NEEDLES 2900402 5 45,000 C8 + SCX MEPS-M1-THERMO/CTC 22GA PK5 NEEDLES 2900403 5 45,000 C2 MEPS-C2-THERMO/CTC 22GA PK5 NEEDLES 2900404 5 45,000 C8 MEPS-C8-THERMO/CTC 22GA PK5 NEEDLES 2900406 5 45,000 MEPS-DEVELOPMENT KIT-THERMO/CTC 22GA PK5 (C18, C8, C2, SILICA & C8+SCX) CTC オートサンプラー用 250μL MEPSシリンジ(P/N 006292) C18 MEPS-C18-CTC 22GA PK5 NEEDLES 2900405 各1 2900501 5 45,000 Silica MEPS-SIL-CTC 22GA PK5 NEEDLES 2900502 5 45,000 C8 + SCX MEPS-M1-CTC 22GA PK5 NEEDLES 2900503 5 45,000 C2 MEPS-C2-CTC 22GA PK5 NEEDLES 2900504 5 45,000 C8 MEPS-C8-CTC 22GA PK5 NEEDLES 2900506 5 45,000 2900505 各1 45,000 MEPS-DEVELOPMENT KIT-CTC 22GA PK5 (C18, C8, C2, SILICA & C8+SCX) *LC用MEPSカートリッジの針仕様は22ゲージ(0.72mmOD)で針先はLCチップになっています。 *MEPSカートリッジにはMEPSシリンジは含まれておりません、別途、 カートリッジに適したシリンジをご購入下さい。 070727 45,000