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公開番号2025011498
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-24
出願番号2023113650
出願日2023-07-11
発明の名称選択支援装置、選択支援方法及びプログラム
出願人住友金属鉱山株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類B01D 15/00 20060101AFI20250117BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】固相抽出法における固定相の効率的な選択を支援する。
【解決手段】選択支援装置10は、固相抽出法における固定相の選択を支援する。構造エネルギー計算部113は、中性分子と固定相分子との複合体の構造エネルギーである第1構造エネルギーと、イオン化分子と固定相分子との複合体の構造エネルギーである第2構造エネルギーとを、量子化学計算を用いて計算する。結合エネルギー計算部115は、第1構造エネルギーに基づいて中性分子と固定相分子との結合エネルギーである第1結合エネルギーを計算し、第2構造エネルギーに基づいてイオン化分子と固定相分子との結合エネルギーである第2結合エネルギーを計算する。出力部119は、結合エネルギー計算部115により計算された第1結合エネルギー及び第2結合エネルギーに基づいて推定された、吸着対象分子の吸着に適するpH領域を示す出力情報を出力する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
固相抽出法における固定相の選択を支援する選択支援装置であって、
吸着対象分子である中性分子と、固定相分子と、の複合体の構造エネルギーである第１構造エネルギーと、
前記吸着対象分子がイオン化したイオン化分子と、前記固定相分子と、の複合体の構造エネルギーである第２構造エネルギーとを、量子化学計算を用いて計算する構造エネルギー計算部と、
前記構造エネルギー計算部により計算された前記第１構造エネルギーに基づいて、前記中性分子と前記固定相分子との結合エネルギーである第１結合エネルギーを計算し、前記構造エネルギー計算部により計算された前記第２構造エネルギーに基づいて、前記イオン化分子と前記固定相分子との結合エネルギーである第２結合エネルギーを計算する結合エネルギー計算部と、
前記結合エネルギー計算部により計算された前記第１結合エネルギー及び前記第２結合エネルギーに基づいて推定された、前記吸着対象分子の吸着に適するｐＨ領域を示す出力情報を出力する出力部と、を備える、
選択支援装置。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記出力部は、
前記第１結合エネルギーが前記第２結合エネルギーよりも低い場合、前記ｐＨ領域が中性領域であることを示す前記出力情報を出力し、
前記第１結合エネルギーが前記第２結合エネルギーよりも高い場合、前記ｐＨ領域が酸性領域又はアルカリ性領域であることを示す前記出力情報を出力する、
請求項１に記載の選択支援装置。
【請求項３】
前記構造エネルギー計算部は、前記第１構造エネルギーと前記第２構造エネルギーとを計算する構造エネルギー計算処理を、複数の固定相分子のそれぞれに対して実行し、
前記結合エネルギー計算部は、前記第１結合エネルギーと前記第２結合エネルギーとを計算する結合エネルギー計算処理を、前記複数の固定相分子のそれぞれに対して実行し、
前記出力部は、前記結合エネルギー計算部により前記複数の固定相分子のそれぞれに対して計算された前記第１結合エネルギー及び前記第２結合エネルギーに基づいて推定された前記ｐＨ領域を示す前記出力情報を出力する、
請求項１又は２に記載の選択支援装置。
【請求項４】
前記複数の固定相分子のうちの第１の固定相分子は電気的に中性な分子であり、前記複数の固定相分子のうちの第２の固定相分子はイオン化した分子である、
請求項３に記載の選択支援装置。
【請求項５】
前記構造エネルギー計算部は、
前記中性分子の立体構造モデルと前記固定相分子の立体構造モデルとを組み合わせた前記複合体の立体構造モデルに対して構造最適化計算を実施することにより、前記第１構造エネルギーを計算し、
前記イオン化分子の立体構造モデルと前記固定相分子の立体構造モデルとを組み合わせた前記複合体の立体構造モデルに対して構造最適化計算を実施することにより、前記第２構造エネルギーを計算する、
請求項１又は２に記載の選択支援装置。
【請求項６】
固相抽出法における固定相の選択を支援する選択支援方法であって、
吸着対象分子である中性分子と、固定相分子と、の複合体の構造エネルギーである第１構造エネルギーと、
前記吸着対象分子がイオン化したイオン化分子と、前記固定相分子と、の複合体の構造エネルギーである第２構造エネルギーとを、量子化学計算を用いて計算し、
前記第１構造エネルギーに基づいて、前記中性分子と前記固定相分子との結合エネルギーである第１結合エネルギーを計算し、前記第２構造エネルギーに基づいて、前記イオン化分子と前記固定相分子との結合エネルギーである第２結合エネルギーを計算し、
前記第１結合エネルギー及び前記第２結合エネルギーに基づいて、前記吸着対象分子の吸着に適するｐＨ領域を推定する、
選択支援方法。
【請求項７】
コンピュータを、
吸着対象分子である中性分子と、固定相分子と、の複合体の構造エネルギーである第１構造エネルギーと、
前記吸着対象分子がイオン化したイオン化分子と、前記固定相分子と、の複合体の構造エネルギーである第２構造エネルギーとを、量子化学計算を用いて計算する構造エネルギー計算部、
前記構造エネルギー計算部により計算された前記第１構造エネルギーに基づいて、前記中性分子と前記固定相分子との結合エネルギーである第１結合エネルギーを計算し、前記構造エネルギー計算部により計算された前記第２構造エネルギーに基づいて、前記イオン化分子と前記固定相分子との結合エネルギーである第２結合エネルギーを計算する結合エネルギー計算部、
前記結合エネルギー計算部により計算された前記第１結合エネルギー及び前記第２結合エネルギーに基づいて推定された、前記吸着対象分子の吸着に適するｐＨ領域を示す出力情報を出力する出力部、として機能させる、
プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、選択支援装置、選択支援方法及びプログラムに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
溶液や懸濁液等の各種試料に含まれる特定の物質を分離する技術が知られている。例えば、特許文献１は、溶媒抽出法において、目的とする被抽出物を抽出するために最適な抽出剤を効率的に選択できる抽出剤の選択方法を開示している。
【０００３】
溶液や懸濁液等の各種試料に含まれる特定の物質を分離する方法の１つとして、固相抽出法（ＳＰＥ：Solid Phase Extraction）が知られている。固相抽出法は、化学分析の前処理として物質の分離又は濃縮に用いられる。固相抽出法では、移動相と呼ばれる溶液や懸濁液等に含まれる溶質が、固定相と呼ばれる固体の中を流れる間に、各物質間の親和性に応じた吸着の有無を利用して目的物質を抽出する。
【０００４】
物質間の親和性に関連するメカニズムとして、（１）疎水性相互作用（逆相系）と、（２）極性相互作用（順相系）と、（３）イオン交換と、の３つのメカニズムが知られている。これらのうちのいずれかのメカニズムで、固相（固定相）に対する目的物質又は不純物の吸着が起こる。
【０００５】
固相抽出法は、固相（固定相）に不純物を吸着させる通過型と、固相に目的物質を吸着させる保持型と、に分類される。通過型では、固相に不純物を吸着させた後、目的物質を含む流出液を以降の分析に使用する。逆に、保持型では、固相に目的物質を吸着させた後、別の移動相を流して目的物質を溶出し、これを以降の分析に用いる。よって、物質間の親和性を予測できれば、固相に対する目的物質又は不純物の吸着を促進することにつながる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特許第６８６３１３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
固相抽出法において、目的物質を効率良く抽出するために、目的物質に対する適切な固定相を選択することが必要になる。吸着対象分子の吸着メカニズムがイオン交換となる場合、その抽出効率は、一般にｐＨに依存する。そのため、目的物質に対する適切な固定相を選択するための指標の１つとして、吸着対象分子の吸着に適するｐＨ領域を推定することが重要となる。ｐＨ領域を実験的に探索するには、時間とコストがかかるため、吸着対象分子の吸着に適するｐＨ領域を効率的に推定できるようにすることが求められている。
【０００８】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、固相抽出法における固定相の効率的な選択を支援することが可能な選択支援装置等を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）上記目的を達成するため、本発明に係る選択支援装置は、
固相抽出法における固定相の選択を支援する選択支援装置であって、
吸着対象分子である中性分子と、固定相分子と、の複合体の構造エネルギーである第１構造エネルギーと、前記吸着対象分子がイオン化したイオン化分子と、前記固定相分子と、の複合体の構造エネルギーである第２構造エネルギーとを、量子化学計算を用いて計算する構造エネルギー計算部と、
前記構造エネルギー計算部により計算された前記第１構造エネルギーに基づいて、前記中性分子と前記固定相分子との結合エネルギーである第１結合エネルギーを計算し、前記構造エネルギー計算部により計算された前記第２構造エネルギーに基づいて、前記イオン化分子と前記固定相分子との結合エネルギーである第２結合エネルギーを計算する結合エネルギー計算部と、
前記結合エネルギー計算部により計算された前記第１結合エネルギー及び前記第２結合エネルギーに基づいて推定された、前記吸着対象分子の吸着に適するｐＨ領域を示す出力情報を出力する出力部と、を備える。
【００１０】
（２）上記（１）に記載の選択支援装置において、
前記出力部は、
前記第１結合エネルギーが前記第２結合エネルギーよりも低い場合、前記ｐＨ領域が中性領域であることを示す前記出力情報を出力し、
前記第１結合エネルギーが前記第２結合エネルギーよりも高い場合、前記ｐＨ領域が酸性領域又はアルカリ性領域であることを示す前記出力情報を出力しても良い。
（【００１１】以降は省略されています）

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