固相抽出・とは？初心者でもわかる基礎と日常の分析への活用共起語・同意語・対義語も併せて解説！

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高岡智則

年齢：33歳性別：男性職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当）居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション出身地：神奈川県川崎市身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる）血液型：A型誕生日：1992年11月20日最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分）家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）

固相抽出・とは？基本を押さえる

固相抽出 とは試料中の分析対象物を固体の吸着剤に引き寄せて分離し、不要な成分を取り除きつつ目的物を濃縮する前処理のひとつです。英語名は Solid-Phase Extraction で略して SPE となり、分析の前段階で多く使われます。目的は、後の分析機器でより正確に検出できるように試料を整えることです。

この技術の基本的な考え方は「吸着と脱着」です。試料を固体吸着剤の上を通すと、目的物質が選択的に吸着します。次に洗浄液で干渉成分を洗い流し、最後に適切な溶媒を使って目的物を吸着剤から解き放つ（エリュート）ことで分析機器へ送ります。

なぜ固相抽出が使われるのか

試料は食品や水、血液など複雑な成分を含み、分析機器の感度を阻害する物質も多く含みます。SPE を使うと 干渉物を減らしつつ分析対象を濃縮でき、検出限界を下げてより信頼性の高い結果を得やすくなります。

基本的な流れ

SPE は概ね以下の4つのステップで実施します。順序を守ることが成功の鍵です。

段階	内容
前処理	カートリッジを適切な溶媒で条件づけし、吸着剤を試料に適合させます
サンプルのロード	試料をカラムに通し、目的物質を吸着させます
洗浄	不要な成分を洗い流し、干渉物を減らします
エリューション	目的物を選択した溶媒で取り出し、分析機器へ送ります

前処理条件 と 吸着剤の選択 が特に重要です。目的物の性質や試料の特徴に応じて、C18 カートリッジ、ポリマー系吸着剤、活性炭系などさまざまな材料を使い分けます。エリュートの溶媒は目的物の溶解性と分析機器の適合性を両立させる必要があります。

吸着剤の種類と選び方

代表的な吸着剤には C18 カートリッジ があり、疎水性の分子をよく捕らえます。薬物や脂肪族化合物の回収に向いています。一方で ポリマー系吸着剤 はより幅広い極性の物質に対応可能です。試料の極性、濃度、含まれる干渉物の種類を考慮して適切な材料を選ぶことが大切です。

具体的な例と応用

環境分析では水中の農薬や有機汚染物質の検出、臨床分析では薬物の測定、食品分析ではカフェインやビタミンの濃縮などに広く用いられます。SPE を活用することで測定の再現性を高め、安定したデータを得やすくなります。

注意点とよくある誤解

サンプルが過飽和状態だと吸着が不十分となり再現性が低下します。前処理条件はマニュアル通り厳守し、装置の洗浄を怠らないことが重要です。エリュートの溶媒は分析機器の仕様と目的物の溶解性を両立させる必要があります。

まとめと今後の学習

固相抽出は分析の基礎となる前処理技術であり、>分析の質を左右します。初学者はまず 流れの4ステップ を覚え、実験ノートに条件を丁寧に記録することから始めましょう。経験を積むと試料の種類や吸着剤の組み合わせ、エリュート条件の設計が自然と身についてきます。

固相抽出の同意語

固相抽出: 固相抽出法（SPE）は、サンプル中の分析物を固体の吸着材に吸着させ、不要成分を洗浄した後、分析物を溶媒で解離・回収する前処理手法です。主に水系試料や血清などのサンプル前処理で用いられます。
固相抽出法: 固相抽出を実際に適用する方法全般を指す表現。SPEを用いた前処理として、カラム（カートリッジ）を用いる形式が一般的です。
SPE: SPEはSolid Phase Extractionの略。日本語の文献では“SPE”と略称で表記され、分析前処理を指すときに頻繁に用いられます。
SPE法: SPEを用いた抽出処理を意味します。実務上、手技名として“SPE法”と呼ばれることが多いです。
固相抽出カラム法: SPEをカラム（カートリッジ）を用いて行う手法の呼称。試料をカラムに通して成分を捕捉し、洗浄・エリュートして回収します。
固相吸着抽出: 固相上で目的成分を吸着させて抽出する手法。SPEの機構の核心である“吸着”の要素を前面に出した表現です。
固相吸着法: SPEの機構である吸着プロセスを前提とした表現。前処理としての吸着・洗浄・溶出（エリュート）を含む作業を指します。

固相抽出の対義語・反対語

液相抽出: 固相を使わず、液体の相で抽出を行う方法。対象を別の液体へ移すことで分離します。一般にSPEの対義語として捉えられ、古典的な抽出法のひとつです。
液-液相抽出: 二つの不混和性液体の間で溶質を分配させて抽出する方法。最も典型的な対比で、溶媒を用いた分配型の抽出です。
液液分配抽出: 液体同士の相分配を利用して成分を移動させる方法。LLEとも呼ばれ、SPEに対する伝統的手法です。
溶媒抽出: 溶媒を使って対象成分を抽出する総称。液相抽出のひとつの表現として使われることが多いです。
気相抽出: 気体相を用いて試料から成分を抽出する方法。固相抽出の対になる“相”の違いを活用した概念です。

固相抽出の共起語

SPE: Solid Phase Extractionの略語。固相抽出を指す分析前処理の代表的名称です。
固定相: SPEで用いられる吸着材。カラム内に充填された固体材料で、成分の保持・分離の鍵となります。
固定相材: SPEに使用される材料の総称。例としてC18、シリカ、イオン交換樹脂などがあります。
カラム: SPE用の筒状容器。内部に固定相材を詰め、試料を通して成分を保持・洗脱します。
充填材: カラム内に詰める固定相材のこと。固定相材と同義的に使われることも多いです。
逆相SPE: 固定相が非極性の材料（例: C18）を用いるSPEのタイプ。非極性成分を保持します。
正相SPE: 固定相が極性の材料を用いるSPEのタイプ。極性成分を保持します。
混合モードSPE: 複数の保持機構（例: イオン交換と分配）を組み合わせたSPEの手法です。
エリュート: Elutionの日本語表記。固定相から目的成分を溶出させる段階の溶媒操作です。
洗脱: エリュートの日本語表現。固定相から成分を取り出すこと。
洗浄溶媒: 前処理中に不純物を除くための洗浄に使う溶媒。極性を調整します。
溶媒系: エリュートや洗浄に用いる溶媒の組み合わせ。極性のバランスが重要です。
保持/固定: 試料中の成分が固定相に保持（吸着）される現象。
回収率: エリュート後に回収される目的成分の割合を示す指標です。
検出法: SPE後の分析に用いる検出・分析技術の総称です。
LC-MS: 液相クロマトグラフィーと質量分析の組み合わせ。SPE後の代表的分析法。
LC-MS/MS: タンデム質量分析。高感度・高選択性を提供します。
GC-MS: ガスクロマトグラフィーと質量分析の組み合わせ。
HPLC: 高性能液体クロマトグラフィーの略。SPE後の分析に広く用いられます。
サンプル前処理: SPEに入る前の試料の処理全般（濃縮・希釈・pH調整など）。
選択性: 特定成分を他の成分と分離・検出する能力の程度。
感度: 低濃度成分を検出・定量できる能力。
再現性: 同条件で再現性のある結果を得られる信頼性。
標準添加法: 標準品を試料に添加して定量精度を補正・検量線作成を行う方法。
LOD: Limit of Detection。検出可能な最低濃度。
LOQ: Limit of Quantification。定量可能な最低濃度。
pH調整: 目的成分の保持・洗脱を最適化するため試料のpHを調整します。
イオン交換SPE: イオン交換樹脂を用いたSPE。イオン性成分の保持・分離に適します。
カチオン交換SPE: 陽イオンを保持するSPE。正電荷を持つ成分の分離に用いられます。
アニオン交換SPE: 陰イオンを保持するSPE。負電荷を持つ成分の分離に用いられます。

固相抽出の関連用語

固相抽出（SPE）: サンプルに含まれる目的成分を固相の吸着剤に吸着させ、不要なマトリクスを洗浄した後、目的成分をエリュートして分析する前処理の代表的手法。
コンディショニング: SPE用の吸着剤を分析適性の溶媒で前処理する工程。一般には有機溶媒と水を順に使用することが多い。
ロード（ローディング）: サンプルをSPEカートリッジに通して分析物を吸着させる段階。pHや溶媒組成を調整して保持を促す。
平衡化（エquilibration）: 吸着剤を分析適性の水系・緩衝条件に戻す前処理。カラムをサンプル条件に適合させる。
洗浄: マトリクス成分を除去する目的で用いる溶媒。分析物が保持されすぎないよう条件を選ぶ。
エリュート: 分析物を吸着から解放して溶出させる段階。溶出溶媒は分析系へ合わせることが多い。
カートリッジ／カラム: SPEで使用する固相材料を充填した筒状容器。サンプルが通る通路となる。
吸着剤（Sorbent）: 固相として分析物を保持する材料。用途・機構により種別が分かれる。
シリカ系吸着剤: シリカ基盤の固相材料。主に疎水性相互作用で保持するC18などが代表例。
ポリマー系吸着剤: ポリマーで作られた固相材料。酸・塩基耐性が高く、HLBなど混合モードを持つものが多い。
C18（オクタデシルシリカ）: 長鎖の疎水性吸着剤。非極性・中等度の極性化合物の保持に適する。
C8（オクチルシリカ）: C18より短鎖の疎水性吸着剤。保持は弱めで、軽い極性の分析物に適する。
GCB（グラファイト炭素黒）: 平面分子の吸着が強く、色素成分の除去に用いられるが一部分析物の保持を強くすることがある。
SCX（強陽イオン交換樹脂）: 強い陽イオン性の分析物を保持するイオン交換SPE。酸性条件で陽イオン化したものを保持。
SAX（強陰イオン交換樹脂）: 強い陰イオン性の分析物を保持するイオン交換SPE。
WCX（弱陽イオン交換樹脂）: 弱い陽イオン交換特性を持つSPE材料。
WAX（弱陰イオン交換樹脂）: 弱い陰イオン交換特性を持つSPE材料。
オンラインSPE: SPEをLC装置と連携して自動処理する方法。分析ラインを短縮できる。
オフラインSPE: 手動でSPEを実施する従来の処理法。サンプル処理と分析を分けて行う。
濃縮効果（濃縮因子、Enrichment）: 大量のサンプルから分析物を小さなエリュートに集約して検出感度を高める機能。
回収率（Recovery）: SPE後に回収できる目的成分の割合。高い回収率は信頼性の指標。
エリュート溶媒: 分析に適した溶媒。水と有機溶媒の混合比、酸・塩基添加などで条件を調整する。
洗浄溶媒: マトリクス除去向けの溶媒。分析物の保持性と選択性を考慮して選択する。
サンプル前処理: SPEを含む分析前の全般的な前処理。pH調整・溶媒置換・濃度調整を含む。
保持機構: SPEで分析物が固相に保持される仕組み。主には疎水性相互作用、極性相互作用、イオン交換、分配などがあり、吸着材と分析物の性質によって決まる。