感動した機器達

化学
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こんにちは、ノブです。新年度が始まり、慌ただしい毎日で更新が滞っております。4月から新しい環境で仕事をスタートさせた方も多いのではないでしょうか。さて、今日は久しぶりに化学ネタ。私が初めて使ったときに感動した機器の紹介です。

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苦行からの解放

トップバッターは定番の中圧自動精製装置。順相カラムクロマト精製といえば、ほぼ毎回やる必要アリ、スタートしたら30分はその場から動けない、単純作業で眠くなる、ミスったら実験はじめからやり直し、と学生を苦しめる代表的な作業でした。

やることは上から滴り落ちてくる液体を試験管で受けるだけ。一定量貯まったら次の試験管に変える単純作業です。となると、機械で自動化できますね。TLCリーダーが接続されているタイプだと、自動で濃度勾配まで設定してくれるものもあります。最近はアカデミアでの導入例も増えてきているようで、羨ましい限りですね。

(画像はバイオタージ社製Isolera; http://www.biotage.co.jp/isolera_top より)

一般的なものはUV吸収を読み取って含有化合物の有無を示してくれますが、芳香環を持たずUV吸収のない化合物には無効です。この問題を解決すべく、検出波長を変更できるPDA、波長吸収に依存しないMS(質量分析)やELSD(蒸発光散乱検出)などが接続されているものもあります。

中でも私が一番感動したのはMS接続型の精製装置です。各試験管内にどんなMSピークを示す化合物が含まれるか表示してくれます。つまり、TLCを打つ必要すらないままカラム精製が完結できます。まあ、性能の分お値段もいい感じで、定価では高級車どころか地方都市に戸建て用の土地が買える位の値段のものもあります。

反応追跡TLCいらず

二つ目は、これも定番のUHPLC(超高速液体クロマトグラフィー)です。3~5分ほどで反応溶液のMS測定ができる優れもの。一般的なものは逆相用のC18カラムで内容物の分析を行います。精製前のcrude溶液でも測定可能です。反応の進行具合から、目的物、副反応産物の生成までチェック可能です。おまけに、大体の極性まで把握できます。私はこの機械のお陰でTLCを打つ回数が大幅に減りました。所要時間は同じでTLC以上の情報が得られますからね。

(画像は島津製作所製Nexera; https://www.an.shimadzu.co.jp/hplc/nexera/nexera1.htm より)

SFC(超臨界流体クロマトグラフィー)

数年前まで光学分割と言えば、アルコール/ヘキサン溶媒系でキラルカラムを手当りしだい検討、というスタイルが普通でした。ただし、カラムの洗浄や平衡化に時間がかかるため、1条件に1時間かけて一晩仕事でカラムの見当をつけ、もう一晩かけて詳細な条件をつめる、というケースも珍しくありませんでした。

その状況を打ち破ったのがこのSFCです。移動相にはなんと、超臨界状態のCO2(添加溶媒としてアルコール)を使っています。カラムも各社から様々な物が発売されており、近年競争の激しい機器となっています。

(画像はWaters社製 Prep100q SFCシステム; http://www.waters.com/waters/ja_JP/Prep-100q-SFC-System/nav.htm?locale=ja_JP&cid=10145748 より)

利点はというと、カラム平衡化の時間が短い(1分以下)ことと、分取後のCO2が気体となって排出されるために濃縮すべき溶媒量が少ないことです。今まで1時間かかってた分析が5分で終わるので、『保有するカラムを手当りしだい検討』が1時間かからずに終わります。その上、分取や濃縮時間が少なくて済む、夢のような機器です。

まあ、この機械は分取・分析と揃えると、土地だけでなく立派な注文住宅の新築とセットで買えるくらいの価格になりますが。

さらに、規模の大きな機種になると高圧ガス保安法の規制対象になります。法的なハードルの高さもこの機器の導入を妨げる要因ですね。海外製薬・化学メーカーだと、大した規制もなしにバンバン使っているので、日本でもなんとかならんのでしょうか。

結局は

以上、私が初めて使って感動した機器の紹介でした。企業研究者になると、便利な機器のおかげで学生時代とは比べ物にならないほど実験効率は上がります。

ただ、企業が高価な機器を取り揃えている理由は、『研究員の人件費が一番高いから』です。「高い給料払ってるんだから、結果出せ!必要な機械は与えるから、結果出せ!」ということですね。設備投資に見合う結果が出なかった場合を考えると背筋が冷たくなります。

学生さんで使ってみたい方は、デモ機の貸出しを行っている業者もあります。ぜひボスにお願いしてみましょう。企業研究員の気分が味わえますよ。

ノブ

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