(57)【要約】【課題】本発明は、高分子化合物を測定するサイズ排除クロマトグラフィーにおいて、分子量１００〜２０００の試料が移動相由来のゴーストピークの影響を受けることなく測定するための分析装置及び低分子ピーク分離カラムを提供すること。【解決手段】本発明のサイズ排除クロマトグラフィー分析装置は、分析用カラムの後段、かつ検出器の前段に体積換算平均粒子径が４．０μｍ以下、平均細孔径が１〜６ｎｍである架橋重合体粒子が長さ３５ｍｍ以上のハウジングに充填されたカラムを接続することを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
分子量１００〜２０００の高分子化合物を測定するサイズ排除クロマトグラフィー分析装置であって、
分析サンプル注入部と、低分子ピーク分離カラムと、分析用カラムと、検出器とを備え、
前記分析サンプル注入部の後段かつ前記分析用カラムの前段、あるいは、
前記分析用カラムの後段かつ前記検出器の前段に、
前記低分子ピーク分離カラムを接続し、
前記低分子ピーク分離カラムは、架橋重合体粒子が長さ３５ｍｍ以上のハウジングに充填されたカラムであり、
前記架橋重合体粒子の体積換算平均粒子径が４．０μｍ以下、前記架橋重合体粒子の平均細孔径が１〜６ｎｍである
ことを特徴とするサイズ排除クロマトグラフィー分析装置。
【請求項２】
前記分析用カラムの後段、かつ前記検出器の前段に前記低分子ピーク分離カラムを接続する
ことを特徴とする請求項１に記載のサイズ排除クロマトグラフィー分析装置。
【請求項３】
前記架橋重合体粒子がスチレン−ジビニルベンゼン共重合体である請求項１または２に記載のサイズ排除クロマトグラフィー分析装置。
【請求項４】
前記低分子ピーク分離カラム前段の前記分析用カラムの内径が４．６ｍｍ以下、長さが１５０ｍｍ以下であり、前記架橋重合体粒子を充填する前記ハウジングの内径が前記分析用カラムの内径と同一である請求項１〜３のいずれか１項に記載のサイズ排除クロマトグラフィー分析装置。
【請求項５】
前記分析用カラムは、多孔質粒子が充填された分析用カラムであり、
前記多孔質粒子の体積平均粒子径は５．０μｍ以下であり、平均細孔径が６０ｎｍ以下である請求項１〜４のいずれか１項に記載のサイズ排除クロマトグラフィー分析装置。
【請求項６】
ハウジングと前記ハウジングに充填された架橋重合体粒子とを含み、
前記ハウジングの長さ３５ｍｍ以上であり、
前記架橋重合体粒子の体積換算平均粒子径が４．０μｍ以下、平均細孔径が１〜６ｎｍである
ことを特徴とする低分子ピーク分離カラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高分子化合物を測定するサイズ排除クロマトグラフィー分析装置および低分子ピーク分離カラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
高速液体体クロマトグラフィーの主要な分離モードであるサイズ排除クロマトグラフィー分析方法は古くより工業用ポリマー素材、高分子添加剤、生体高分子などの高分子試料の分析に用いられており、中でも、移動相にテトラヒドロフラン、クロロホルム、ジメチルホルムアミド、ジクロロメタン、ジメチルアセトアミド、ベンゼン、トルエン、ｐ−キシレン、ｏ-ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、アセトン、メチルエチルケトン、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチルピロリドンといった有機溶媒を用いるサイズ排除クロマトグラフィー（ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ））においては粒子径が５μｍ以上の多孔性スチレン−ジビニルベンゼン系架橋重合体粒子を充填剤に用いて内径４．６〜８．０ｍｍ、長さ１５０〜３００ｍｍのハウジングに充填した分析カラムを用いる方法が広く知られている（例えば非特許文献１）。
【０００３】
これらの分析では、特に分子量が１００〜２０００のオリゴマーなどの高分子化合物を測定する場合に、高分子化合物中に含まれるモノマー成分や添加剤、移動相に含まれる安定剤（例えばテトラヒドロフラン中に含まれる２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール（ジブチルヒドロキシトルエン）など）に由来する正負ピーク（「低分子ピーク」という）が出現し、正しい分子量測定を行なえないといった問題がしばしば発生する。このため、高分子化合物と低分子ピークを十分に分離させることを目的とした溶媒分離カラム（例えば体積換算平均粒子径１０μｍのスチレン−ジビニルベンゼン共重合体粒子が充填された商品名Ｓｈｏｄｅｘ  ＧＰＣ  ＫＦ−８００Ｄ（内径８．０ｍｍ、長さ１００ｍｍ）（昭和電工（株）製））も市販されている。
【０００４】
一方、近年では充填剤の粒子径の小粒径化やカラムサイズの小型化が進んだことにより分離性能を損なわず迅速にサイズ排除クロマトグラフィー分析を行うための分析用カラムも市販されている。例えば、商品名Ｓｈｏｄｅｘ  ＧＰＣ  ＨＫ−４０４Ｌ（内径４．６ｍｍ、長さ１５０ｍｍ）（昭和電工（株）製）においては分子量１００万までの高分子化合物の測定において従来のサイズ排除クロマトグラフィーカラムに対して測定時間を１／５以下に短縮させて１検体あたり５分以内の迅速分析を行うことが可能となっている。
【０００５】
しかし、これらの迅速分析用カラムでは迅速に高分子化合物を溶出させることからより低分子ピークによる影響を受けやすい。また、市販の溶媒分離カラムは充填剤の粒子径やカラムサイズが大きいため、分離性能を低下させて分析結果に対して逆効果となることから、サイズ排除クロマトグラフィーにてサイズを小型化した迅速分析用カラムを用いた際にも高分子化合物と低分子ピークとを十分に分離させることができる方法が課題となっていた。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｃ．Ｓ．Ｗｕ，Ｃｏｌｕｍｎ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ  Ｆｏｒ  Ｓｉｚｅ  Ｅｘｃｌｕｓｉｏｎ  Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ，Ａｃａｄｅｍｉｃ  ｐｒｅｓｓ、１９９９、ｐ３−２６。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、かかる状況に鑑みてなされたものであり、サイズ排除クロマトグラフィー分析装置において、分子量が１００〜２０００のオリゴマーなどの高分子化合物を低分子ピークの影響を受けることなく測定するための分析装置を提供することを目的とする。
【０００８】
本発明の一実施態様は、特に、迅速分析用のサイズ排除クロマトグラフィー分析用カラムを用いたサイズ排除クロマトグラフィー分析装置において、分子量が１００〜２０００のオリゴマーなどの高分子化合物を低分子ピークの影響を受けることなく、高分子化合物の分離性能を損なわず迅速に測定するための分析装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記課題を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、分析用カラムの前段あるいは、後段に体積換算平均粒子径が４．０μｍ以下、平均細孔径が１〜６ｎｍである架橋重合体粒子が長さ３５ｍｍ以上のハウジングに充填された低分子ピーク分離カラムを接続するサイズ排除クロマトグラフィー分析装置により、分子量が１００〜２０００のオリゴマーなどの高分子化合物の分析において低分子ピークと十分に分離されることを見出した。また、平均粒子径が小さな充填剤を使用したサイズ排除クロマトグラフィー分析用カラムを用いた実施態様では、分子量が１００〜２０００のオリゴマーなどの高分子化合物の分析においても高分子化合物の分離性能を損なわずに低分子ピークと十分に分離されることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち本発明は次の事項に関する。
［１］  分子量１００〜２０００の高分子化合物を測定するサイズ排除クロマトグラフィー分析装置であって、分析サンプル注入部と、低分子ピーク分離カラムと、分析用カラムと、検出器とを備え、
前記分析サンプル注入部の後段かつ前記分析用カラムの前段、あるいは、前記分析用カラムの後段かつ前記検出器の前段に、
前記低分子ピーク分離カラムを接続し、前記低分子ピーク分離カラムは、架橋重合体粒子が長さ３５ｍｍ以上のハウジングに充填されたカラムであり、前記架橋重合体粒子の体積換算平均粒子径が４．０μｍ以下、前記架橋重合体粒子の平均細孔径が１〜６ｎｍであることを特徴とするサイズ排除クロマトグラフィー分析装置。
［２］  前記分析用カラムの後段、かつ前記検出器の前段に前記低分子ピーク分離カラムを接続することを特徴とする［１］に記載のサイズ排除クロマトグラフィー分析装置。
［３］  前記架橋重合体粒子がスチレン−ジビニルベンゼン共重合体である［１］または［２］に記載のサイズ排除クロマトグラフィー分析装置。
［４］  前記低分子ピーク分離カラム前段の前記分析用カラムの内径が４．６ｍｍ以下、長さが１５０ｍｍ以下であり、前記架橋重合体粒子を充填する前記ハウジングの内径が前記分析用カラムの内径と同一である［１］〜［３］のいずれかに記載のサイズ排除クロマトグラフィー分析装置。
［５］  前記分析用カラムは、多孔質粒子が充填された分析用カラムであり、
前記多孔質粒子の体積平均粒子径は５．０μｍ以下であり、平均細孔径が６０ｎｍ以下である［１］〜［４］のいずれかに記載のサイズ排除クロマトグラフィー分析装置。
［６］  ハウジングと前記ハウジングに充填された架橋重合体粒子とを含み、前記ハウジングの長さ３５ｍｍ以上であり、前記架橋重合体粒子の体積換算平均粒子径が４．０μｍ以下、平均細孔径が１〜６ｎｍであることを特徴とする低分子ピーク分離カラム。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、分子量が１００〜２０００のオリゴマーなどの高分子化合物を測定するサイズ排除クロマトグラフィーにおける分析において、モノマー成分や高分子添加剤、移動相中に含まれる安定剤由来の低分子ピークの影響を受けることなく高分子化合物を測定することが可能となるため、特に化学、繊維、電子材料などの工業分野において高分子化合物を分析する場合に有用である。
【００１２】
特に迅速分析用カラムを用いた本発明の一実施態様では、分子量が１００〜２０００のオリゴマーなどの高分子化合物を測定するサイズ排除クロマトグラフィーにおける迅速分析において、モノマー成分や高分子添加剤、移動相中に含まれる安定剤由来の低分子ピークの影響を受けることなく、分離性能を損なわず迅速に高分子化合物を測定することが可能となるため、特に化学、繊維、電子材料などの工業分野において高分子化合物を迅速分析する場合に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の低分子ピーク分離カラムの分離メカニズムの概略図である。
【図２】実施例１における標準ポリスチレン（分子量１３００）のクロマトグラムである。
【図３】図２の低分子ピークを波形処理（正ピーク処理）した後のクロマトグラムである。
【図４】実施例２における標準ポリスチレン（分子量１３００）のクロマトグラムである。
【図５】実施例３における標準ポリスチレン（分子量１３００）のクロマトグラムである。
【図６】比較例１における標準ポリスチレン（分子量１３００）のクロマトグラムである。
【図７】比較例２における標準ポリスチレン（分子量１３００）のクロマトグラムである。
【図８】比較例３における標準ポリスチレン（分子量１３００）のクロマトグラムである。
【図９】比較例４における標準ポリスチレン（分子量１３００）のクロマトグラムである。
【図１０】比較例５における標準ポリスチレン（分子量１３００）のクロマトグラムである。
【図１１】実施例４における分析用カラム単独および低分子ピーク分離用カラムを接続した場合のトルエンと標準ポリスチレン７種による較正曲線である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。但し、必ずしも具体的記述した事例だけに限定されるものではない。
【００１５】
（サイズ排除クロマトグラフィー分析装置）
図１は本発明の低分子ピーク分離カラムの分離メカニズムの概略図である。図１に示すように、本発明の一実施態様によるサイズ排除クロマトグラフィー分析装置では、迅速分析用に市販されているサイズ排除クロマトグラフィー用分析カラムを用いて、分析カラムの後段、かつ検出器の前段に体積換算平均粒子径が４．０μｍ以下、平均細孔径が１〜６ｎｍ以下である架橋重合体粒子が長さ３５ｍｍ以上のハウジングに充填されたカラム（以下、「低分子ピーク分離カラム」とする）を接続することにより、特に分子量１００〜２０００の高分子化合物を測定する際の妨害となる低分子ピークの原因成分のみを後段の該カラムに保持、溶出させることで十分に分離させることができる分析装置となる。
【００１６】
＜分離度（Ｒ）＞
本発明による分析装置では分析用カラムの後段に低分子ピーク分離カラムを接続することに測定対象である高分子化合物と低分子ピークとを十分に分離させることを目的としている。低分子ピークはクロマトグラム上に単一、または複数出現することがあるが、原因成分は主に分子量が１００以下のモノマー成分や添加剤、あるいは、移動相（ＴＨＦ等）に含まれる安定剤と推定されるため、低分子ピーク分離カラムによりこれらの成分のみ十分に保持させる性能が必要となる。
分離の指標としては例えば分子量１３００のポリスチレン標準試料（例えばサイズ排除クロマトグラフィー標準試料ポリスチレン商品名Ｓ−１．３（昭和電工（株）製）を高分子化合物試料に用いて、高分子化合物試料とその後に最初に検出される正負ピーク（低分子ピーク）との分離度（Ｒ）により求めることができる。
【００１７】
なお、分離度（Ｒ）は、Ｒ＝１．１８×［（２つのピークの保持時間差）／（２つのピークのピーク高さの５０％におけるピーク幅の和）］の計算式にて算出することができる。
【００１８】
ただし、低分子ピークはベースラインに対して負ピークとして観測される場合があることから、この場合はクロマトグラムの解析ソフト（例えば商品名ＳｉＣ  μ７（システム・インスツルメンス（株）製））の波形処理機能により正ピーク処理を行った後に分離度Ｒを求めることができる。本発明において高分子化合物試料を低分子ピークの影響を受けることなく測定するには分離度Ｒは１．８０以上であることが好ましく、１．８５以上であることが特に好ましい。１．８０未満では分離が不十分となり、高分子化合物の溶出が完了する前に低分子ピークの溶出が始まってしまうため正しい測定ができなくなる可能性がある。
【００１９】
（低分子ピーク分離カラム）
本発明の低分子ピーク分離カラムは、低分子ピーク分離カラム用ハウジングに、後述の架橋重合体粒子が充填されたものである。
【００２０】
＜架橋重合体粒子＞
本発明の分析装置に用いる低分子ピーク分離カラムに充填する架橋重合体粒子は基本的にサイズ排除クロマトグラフィーに用いられる材料であれば、その種類については特に制約はない。
【００２１】
本発明による架橋重合体粒子は、例えば、スチレン−ジビニルベンゼン系架橋重合体粒子、メタクリレート系架橋重合体粒子、ポリビニルアルコール系架橋重合体粒子などを用いることができる。各種溶媒に対して化学的および物理的に安定で、分解・変質を起こさないこと、圧力に対しての機械的強度の安定性も有することからスチレン−ジビニルベンゼン共重合体を好ましく用いることができる。スチレン−ジビニルベンゼン系架橋重合体粒子は、スチレンとジビニルベンゼンを含む原料モノマーから得られる架橋重合体粒子である。
【００２２】
本発明の一実施態様の低分子ピーク分離カラムに充填するスチレン−ジビニルベンゼン系架橋重合体粒子の合成方法としは、例えば、懸濁重合法のほか、細孔径が制御されたシラス多孔質ガラス（ＳＰＧ）膜と内圧式マイクロキットＭＮ−２０（ＳＧＰテクノ株式会社製）を用いたＳＰＧ膜乳化重合法やマイクロチャネル乳化装置（イーピーテック社製）を用いたマイクロチャネル乳化重合法により重合することができる。
【００２３】
また、重合時に使用するスチレンモノマーやジビニルベンゼンモノマーにはその種類自体に特に制約はないが、スチレンモノマーとしてはスチレン、２−メチルスチレン、３−メチルスチレン、４−メチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、２、５−ジメチルスチレン、３，５−ジメチルスチレンおよび２、４，６−トリメチルスチレンなどを好ましく用いることができる。また、ジビニルベンゼンモノマーとしてはｏ−ジビニルベンゼン、ｍ−ジビニルベンゼン、ｐ−ジビニルベンゼンを好ましく用いることができる。スチレンモノマーとしては、４−メチルスチレンが好ましい。
ジビニルベンゼンモノマーの重合比率は任意にコントロールすることができるが、４−メチルスチレンの比率として３０％以上、７０％以下であることが好ましく、４０％以上、７０％以下であることがより好ましく、５０〜６５％がさらに好ましい。スチレンモノマーの比率が３０％以上、７０％以下であれば、いずれも低分子ピーク分離カラム用途で十分な強度および性能が得られる。
【００２４】
＜体積換算平均粒子径＞
本発明による架橋重合体粒子の体積換算平均粒子径はサイズ排除クロマトグラフィーにおける迅速分析において分析用カラムによる分離能を損なわないために４．０μｍ以下とすることが好ましく、１．０〜４．０μｍとすることが特に好ましい。１．０μｍ未満では低分子ピーク分離カラムによる圧力上昇が大きくなるため測定可能流速が制限される場合があり、また４．０μｍを越えると分析用カラムによる分離能に悪影響を与える可能性がある。
【００２５】
ここで、体積換算平均粒子径とは、画像解析式粒度分布測定装置によって得られた値である。粒子の体積平均粒子径に画像解析式粒度分布測定装置を用いる場合、２０００個以上の架橋重合体粒子を画像解析式粒度分布測定装置で撮像して得られた二次元の粒子像（静止画像が好ましい）から各粒子の円相当径（粒子像の投影面積と同じ面積を持つ円の直径）を得て、その円相当径から各粒子の体積を算出して、体積を基準に平均化した粒子径である。このとき、各粒子は、上記の円相当径と同一の直径の球体とみなす。
前記画像解析式粒度分布測定装置としては、例えば、フロー式粒子像分析装置（商品名：ＦＰＩＡ−３０００、シスメックス株式会社製）を用いることができる。
【００２６】
＜平均細孔径＞
また、本発明による架橋重合体粒子の平均細孔径は目的とする高分子化合物の保持にも影響を与えるため１〜６ｎｍの範囲であることが好ましく、２〜６ｎｍであることが特に好ましい。６ｎｍを越えると分子量２０００以下の高分子化合物も保持されてしまい、１ｎｍ未満では低分子ピークの原因である成分も保持させることができないため、高分子化合物と低分子ピークを十分に分離できない可能性がある。平均細孔径はガス吸着法により測定することができる。平均細孔径は例えば商品名ＡＳＡＰ ２０２０（マイクロメリティックス社製）を用いてガス吸着法により測定を行い算出することができる。
【００２７】
＜低分子ピーク分離カラム用ハウジング＞
本発明の分析装置に用いる低分子ピーク分離カラムは架橋重合体粒子を円筒形ハウジングに充填したものである。ハウジングには、液体クロマトグラフィー用ハウジングとして用いられているステンレス製またはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂製の円筒型ハウジングを用いることができる。
【００２８】
本発明において高分子化合物試料を低分子ピークの影響を受けることなく測定を行うためには、ハウジングの長さは３５ｍｍ以上であることが好ましく、３５〜９５ｍｍであることがさらに好ましく、３５〜５０ｍｍであることが特に好ましい。３５ｍｍ未満である場合、移動相由来の低分子ピークを十分に保持することができないため高分子化合物との分離が不十分となる場合がある。また、９５ｍｍを越えると圧力が著しく高くなることから流量や使用装置の制約が生じる他、高分子化合物の溶出時間も長くなることから迅速分析としての本質を損なうことになる。
【００２９】
また、ハウジングの内径には制約はないが、低分子ピーク分離カラムと同時に使用する分析用カラムの内径をＩＤ１とし、低分子ピーク分離カラムのハウジングの内径がＩＤ２とした場合、ＩＤ２＝０．８×ＩＤ１〜１．２×ＩＤ１であることが好ましく、ＩＤ２＝０．９×ＩＤ１〜１．１×ＩＤ１であることがより好ましく、ＩＤ２＝ＩＤ１であることが更に好ましい。すなわち、低分子ピーク分離カラムのハウジングの内径が、低分子ピーク分離カラムと同時に使用する分析用カラムの内径とほぼ同一（例えば分析用カラムが内径４．６ｍｍの場合、低分子ピーク分離カラムも内径４．６ｍｍ）とすることが好ましい。
【００３０】
また、ハウジングが耐え得る圧力（内圧）は、４０ＭＰａ以上であることが好ましく、６０ＭＰａ以上であることがより好ましく、７５ＭＰａ以上であることがさらに好ましい。
ハウジングが耐え得る圧力が４０ＭＰａ以上であれば、迅速カラムとの連結により線流速６．０ｃｍ／ｍｉｎ（内径４．６ｍｍの場合、流量は１．０ｍＬ／ｍｉｎ）で移動相の有機溶媒および高分子化合物試料を同時に流しても、ハウジングが破損する可能性が低い。
【００３１】
＜分析用カラム＞
本発明の分析装置において、低分子ピーク分離カラムに接続する分析用カラムは一般的なサイズ排除クロマトグラフィー分析用カラムであれば制約はない。本発明において、サイズ排除クロマトグラフィーを迅速に分析でき、かつ測定対象となる分子量１００〜２０００の高分子化合物と低分子ピークとの分離に十分な効果を得る分析用カラムが好ましい。その分析用カラムの内径は４．６ｍｍ以下であることが好ましく、１．０〜４．６ｍｍであることがさらに好ましく、２．０〜４．６ｍｍであることが特に好ましい。また、その分析用カラムの長さは１５０ｍｍ以下であることが好ましく、５０〜１５０ｍｍであることが特に好ましい。
【００３２】
その分析用カラムは、例えば、多孔質粒子が充填されたカラムである。多孔質粒子の体積平均粒子径が５．０μｍ以下であることが好ましく、１．０〜４．０μｍであることが特に好ましい。平均細孔径は６０ｎｍ以下であることが好ましく、１〜６０ｎｍであることがさらに好ましく、５〜５０ｎｍであることが特に好ましい。多孔質粒子はスチレン−ジビニルベンゼン系架橋重合体粒子、メタクリレート系架橋重合体粒子、ポリビニルアルコール系架橋重合体粒子、シリカゲルなどを用いることができる。特にスチレン−ジビニルベンゼン系架橋重合体粒子、メタクリレート系架橋重合体粒子、またはポリビニルアルコール系架橋重合体粒子を好ましく用いることができる。
具体的には、粒子径３．５μｍのスチレン−ジビニルベンゼン共重合体が充填された迅速ＧＰＣ分析用カラムＳｈｏｄｅｘ  ＧＰＣ  ＨＫ−４０４Ｌ（内径４．６ｍｍ、長さ１５０ｍｍ）（昭和電工（株）製）が本発明の分析用カラムの一例として挙げられる。
【００３３】
＜移動相＞
本発明のサイズ排除クロマトグラフィー分析装置に用いる移動相はサイズ排除クロマトグラフィーにて一般的に用いる有機溶媒であれば特に限定されない。テトラヒドロフラン、クロロホルム、ジメチルホルムアミド、ジクロロメタン、ジメチルアセトアミド、ベンゼン、トルエン、ｐ−キシレン、ｏ−ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、アセトン、メチルエチルケトン、ジメチルスルホキシドおよびＮ−メチルピロリドンからなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。なかでも、テトラヒドロフラン、クロロホルムおよびジメチルホルムアミドからなる群から選択される少なくとも１種であることがより好ましい。
【００３４】
また、低分子ピークの強度は移動相として用いる有機溶媒のグレードによっても大きく変動する。本発明においては低分子ピークのみを低分子ピーク分離カラムにて分離させることを目的としてはいるが、高分子化合物の測定への影響を低減させるためにはより不純物の少ない液体クロマトグラフィー用グレードの有機溶媒を用いることがより好ましい。
【００３５】
＜低分子ピーク分離カラムの製造方法＞
低分子ピーク分離カラムの製造方法として、例えば、架橋重合体粒子を用いて、溶媒に加えた後、分散・懸濁処理を施し、充填剤スラリーを調製し、その充填剤スラリーを低分子ピーク分離カラム用ハウジングに、充填するスラリー充填法が挙げられる。
【００３６】
スラリー充填に用いるスラリー溶媒としてはアルコール類、ベンゼン類、ケトン類、クロロホルム、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン、水からなる群から選ばれた少なくとも１種が用いられる。アルコール類としてはメタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノールなどが挙げられる。ベンゼン類としてはベンゼン、トルエン、ｏ−キシレン、ｍ−キシレン、ｐ−キシレン、エチルベンゼン、プロピルベンゼンなどが挙げられる。ケトン類としてはアセトン、メチルエチルケトンなどが挙げられる。中でもメタノール、エタノール、トルエン、クロロホルムが好ましく用いられる。
【００３７】
架橋重合体粒子のスラリー濃度は１．０〜３０．０質量％が好ましく、１．０〜２０．０質量％がさらに好ましく、１．０〜１０．０質量％が特に好ましい。１．０質量％以下では多量のスラリー溶液を用いなければならないため非効率であり、３０質量％を越えるとスラリー濃度が濃すぎるため均一なスラリー溶液とするのが難しくなる。
【００３８】
スラリー充填法ではスラリーを、パッカーを接続したハウジングへ供給し、ポンプを用いて圧送液を圧送する。充填剤がハウジングに圧送され、充填層が形成されたのちに、ハウジングをエンドフィッティングで閉止する。ポンプには市販の高圧充填ポンプ（例えばＵＦ２０００（ユニフローズ社製））を使用することにより容易に圧送することができる。
【００３９】
また、圧送に用いる液体としてはスラリー溶媒と同じ液体を用いることができるが、スラリー溶媒に用いた液体よりも比重が小さいことが好ましい。
【００４０】
スラリーの充填は圧力および圧送液の流速をコントロールすることで行われる。充填方法としては、定圧充填法（圧力を一定とする）、定流速充填法（流速を一定とする）、ステップ充填法（段階的に圧力や流速を上げていく）、リニア充填法（傾斜的に圧力や流速を上げていく）などにより行うことができる。例えば、定圧充填法の場合、圧送開始後に設定圧力に到達するまでは流速は設定した最大値となり、設定圧力に到達後は圧力を一定とするため流速が制御される。圧力および流速はカラムのハウジングサイズ（内径、長さ）および多孔質粒子の粒子径などにより設定される。
【００４１】
充填圧力（カラム長さ１ｃｍあたりの圧力）は、１．２〜６．７ＭＰａ／ｃｍ（例えば長さが５０ｍｍのカラムの場合、圧力６〜３３．５ＭＰａ）であり、架橋重合体粒子の粒子径にもよるが、１．２〜５．０ＭＰａ／ｃｍ（同６〜２５ＭＰａ）が特に好ましい。１．２ＭＰａ／ｃｍ未満では測定時の溶離液圧力が充填圧と同程度か充填圧力を越えてしまうため、充填状態が変化してしまい、カラムの耐久性が著しく低下してしまう可能性がある。また、６．７ＭＰａ／ｃｍを越えると架橋重合体粒子が圧縮されて変形してしまう可能性がある。
【００４２】
また、流速は圧力が上記範囲であるならば線流速が６０．０ｃｍ／ｍｉｎ（例えば内径４．６ｍｍカラムの場合、流量１０ｍｌ／ｍｉｎ）以下であれば特に制約はない。定圧充填法の場合には圧力到達後に線流速が変動しても構わないが、３６．０ｃｍ／ｍｉｎ（同６ｍｌ／ｍｉｎ）以下が好ましく、３０．０ｃｍ／ｍｉｎ（同５．０ｍｌ／ｍｉｎ）以下が特に好ましい。６０．０ｃｍ／ｍｉｎを越えると線流速が早すぎるために多孔質粒子が細密に充填できない可能性があるほか、充填圧力が５．０ＭＰａ／ｃｍを越えてしまう可能性がある。
【００４３】
以下に低分子ピーク分離カラムの作製方法の一例を挙げる。スチレン−ジビニルベンゼン共重合体粒子を、トルエンとメタノールの混合溶媒（混合時体積比＝８０：２０）に加えた後、分散処理を施し、充填剤スラリーを調製する。円筒形状であり、内径４．６ｍｍ、長さ５０ｍｍの高速液体クロマトグラフィー用ハウジングの上部に、パッカーを接続する。この時、パッカーは、パッカーの内容積とハウジングの内容積の合計が、充填剤スラリーの体積以上の内容積になるように選択する。上記の充填剤スラリーを、接続されたパッカーとハウジングに加え、ポンプに接続した後、ハウジングの入口側から出口側に向かって、上記のトルエンとメタノールの混合溶媒を通液することにより、充填剤スラリーを２０ＭＰａ（定圧）にて３０分加圧し、ハウジング内にスチレン−ジビニルベンゼン共重合体粒子からなる充填層を形成する。その後、ハウジングをエンドフィッティングで閉じて、低分子ピーク分離用のカラムを得ることができる。
【００４４】
低分子ピーク分離用カラムは、試料サンプル注入部（いわゆるインジェクタ―）の後段かつ分析用カラムの前段、あるいは、分析用カラムの後段かつ検出器の前段に、設置することができる。但し、分析サンプル注入部の後段かつ分析用カラムの前段に設置した場合、試料が低分子ピーク分離カラムを通過するときに、試料中の高分子成分が分子鎖切断により、変性する場合がある。このため、低分子ピーク分離カラムは、分析用カラムの後段かつ検出器の前段に設置することが、より好ましい。
【実施例】
【００４５】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例により何ら制限されるものではない。
【００４６】
（架橋重合体粒子の評価）
＜体積換算平均粒子径>
架橋重合体粒子の体積換算平均粒子径はフロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−３０００（シスメックス（株）製）を用いて高速撮像された粒子の静止画像（測定粒子数５２００）により二次元的に粒子の直径を測定して算出された数値である。
＜平均細孔径＞
架橋重合体粒子の平均細孔径はＡＳＡＰ ２０２０（マイクロメリティックス社製）を用いてガス吸着法により測定を行い算出された数値である。
【００４７】
（実施例１）
（架橋重合体粒子の製造）
モノマー・架橋剤混合液として、４−メチルスチレンとｍ,ｐ−ジビニルベンゼン（ＤＶＢ−９６０、新日鉄化学社製）を質量で５４：４６の比率で混合した。希釈剤としてトルエンとイソオクタンを、質量で７６：２４の比率で混合した。
油相として、モノマー・架橋剤混合液と希釈剤の混合物を、質量比で５８：４２になるように混合した。ここに、開始剤として、アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリルを油相の１．５質量％、溶解させた。
２質量％ポリビニルアルコール水溶液を分散剤に用いてイーピーテック社製の装置を用いて、マイクロチャネル法により、上記油相から、油滴を生成した後、重合を行い、体積換算平均粒子径３．４μｍ、平均細孔径４ｎｍであるスチレン−ジビニルベンゼン共重合体を作製した。
【００４８】
（低分子ピーク分離用のカラムの製造）
得られたスチレン−ジビニルベンゼン共重合体を用いて、トルエンとメタノールを質量比で８０：２０の割合で混合した混合溶媒に加えた後、超音波バスにて分散処理を施し、充填剤スラリーを調製した。スラリー濃度は、１１．２質量％である。得られた充填剤スラリーを用いて、円筒形状であり、内径４．６ｍｍ、長さ５０ｍｍの高速液体クロマトグラフィー用ハウジングに、上記のスチレン−ジビニルベンゼン共重合体粒子を充填した。
すなわち、パッカーを接続したハウジング内に、上記の充填剤スラリーを注入し、ポンプに接続し、ハウジングの入口側から出口側に向かって、上記のトルエンとメタノールの混合溶媒を通液することにより、充填剤スラリーを２０ＭＰａ（定圧）にて３０分加圧し、ハウジング内に多孔性スチレン−ジビニルベンゼン共重合体粒子からなる充填層を形成し、ハウジングをエンドフィッティングで閉じた後、低分子ピーク分離用のカラムを得た。
【００４９】
（高分子化合物の評価）
低分子ピーク分離カラム前段に設ける分析カラムとして粒子径３．５μｍのスチレン−ジビニルベンゼン共重合体が充填された迅速ＧＰＣ分析用カラムＳｈｏｄｅｘ  ＧＰＣ  ＨＫ−４０４Ｌ（内径４．６ｍｍ、長さ１５０ｍｍ）（昭和電工（株）製）を用いた。液体クロマトグラフィー分析装置としてＰｒｏｍｉｎｅｎｃｅ（（株）島津製作所製）を用い、検出器として紫外検出器（波長：２５４ｎｍ）を用いた。移動相にはテトラヒドロフランを用いたが、低分子ピークを顕著に溶出させるため安定剤含有品（和光純薬（株）製特級）を用いた。
カラムオーブンの温度を４０℃として、分析用カラムの後段、かつ検出器の前段に作製した低分子ピーク分離用カラムを接続し、テトラヒドロフランの線流速を６．０ｃｍ／ｍｉｎ（流量１．０ｍＬ／ｍｉｎ）として、分子量１３００の標準ポリスチレンＳ−１．３（昭和電工（株）製）をテトラヒドロフランに０．１質量％に希釈した試料を５μＬ注入して測定を行った。この際、分子量１３００の標準ポリスチレンのピーク（ピーク１）溶出の後に移動相由来の低分子ピーク（ピーク２）が負ピークとして観測されたため、データ解析ソフトであるＳｉＣ  μ７（システム・インスツルメンス（株）製）の波形処理機能により正ピークに反転処理を行い、分離度Ｒを求めた。
結果を表１に示す。波形処理前のクロマトグラムを図２、波形処理した後のクロマトグラムを図３に示す。
【００５０】
（実施例２）
実施例１と同じスチレン−ジビニルベンゼン共重合体粒子を用いて、円筒形状であり、内径４．６ｍｍ、長さ３５ｍｍの高速液体クロマトグラフィー用ハウジングに、実施例１と同じ条件により上記のスチレン−ジビニルベンゼン共重合体粒子を充填して低分子ピーク分離用カラムを得た。
得られたカラムを実施例１と同様の装置、条件により分析用カラムの後段、かつ検出器の前段に接続して実施例１と同一の試料を５μＬ注入して測定を行った。移動相由来の低分子ピークは実施例１と同じ方法により正ピーク処理を行った後、分離度Ｒを求めた。
結果を表１に示す。波形処理前のクロマトグラムを図４に示す。
【００５１】
（実施例３）
油相として、モノマー・架橋剤混合液と希釈剤の混合物を、質量比で５６：４４になるように混合した以外は、実施例１と同様にして、体積換算平均粒子径３．８μｍ、平均細孔径６ｎｍであるスチレン−ジビニルベンゼン共重合体を作製した。
実施例１と同一のハウジング、条件により充填を行い、低分子ピーク分離用カラムを得た。
得られたカラムを実施例１と同様の装置、条件により分析用カラムの後段、かつ検出器の前段に接続して実施例１と同一の試料を５μＬ注入して測定を行った。移動相由来の低分子ピークは実施例１と同じ方法により正ピーク処理を行った後、分離度Ｒを求めた。
結果を表１に示す。波形処理前のクロマトグラムを図５に示す。
【００５２】
（比較例１）
実施例１と同様の装置、条件により低分子ピーク分離用カラムは接続せずに実施例１と同一の試料を５μＬ注入して測定を行った。移動相由来の低分子ピークは実施例１と同じ方法により正ピーク処理を行った後、分離度Ｒを求めた。
結果を表１に示す。波形処理前のクロマトグラムを図６に示す。
【００５３】
（比較例２）
油相として、モノマー・架橋剤混合液と希釈剤の混合物を、質量比で５６：４４になるように混合した以外は、実施例１と同様にして、油相を得た。（実施例３と同様）
但し、油滴を作る条件を調節した。これにより、体積換算平均粒子径４．２μｍ、平均細孔径６ｎｍであるスチレン−ジビニルベンゼン共重合体を作製した。
得られたスチレン−ジビニルベンゼン共重合体を用いて、実施例１と同一のハウジング、条件により充填を行い、低分子ピーク分離用カラムを得た。
得られたカラムを実施例１と同様の装置、条件により分析用カラムの後段、かつ検出器の前段に接続して実施例１と同一の試料を５μＬ注入して測定を行った。移動相由来の低分子ピークは実施例１と同じ方法により正ピーク処理を行った後、分離度Ｒを求めた。
結果を表１に示す。波形処理前のクロマトグラムを図７に示す。
【００５４】
（比較例３）
油相として、モノマー・架橋剤混合液と希釈剤の混合物を、質量比で５４：４６になるように混合した以外は、実施例１と同様にして、平均粒子径３．７μｍ、平均細孔径８ｎｍであるスチレン−ジビニルベンゼン共重合体を作製した。
得られたスチレン−ジビニルベンゼン共重合体を用いて、実施例１と同一のハウジング、条件により充填を行い、低分子ピーク分離用カラムを得た。
得られたカラムを実施例１と同様の装置、条件により分析用カラムの後段、かつ検出器の前段に接続して実施例１と同一の試料を５μＬ注入して測定を行った。移動相由来の低分子ピークは実施例１と同じ方法により正ピーク処理を行った後、分離度Ｒを求めた。
結果を表１に示す。波形処理前のクロマトグラムを図８に示す。
【００５５】
（比較例４）
実施例１と同じスチレン−ジビニルベンゼン共重合体粒子を用いて、円筒形状であり、内径４．６ｍｍ、長さ１０ｍｍの高速液体クロマトグラフィー用ハウジングに、実施例１と同じ条件により上記のスチレン−ジビニルベンゼン共重合体粒子を充填して低分子ピーク分離用カラムを得た。
得られたカラムを実施例１と同様の装置、条件により分析用カラムの後段、かつ検出器の前段に接続して実施例１と同一の試料を５μＬ注入して測定を行った。移動相由来の低分子ピークは実施例１と同じ方法により正ピーク処理を行った後、分離度Ｒを求めた。
結果を表１に示す。波形処理前のクロマトグラムを図９に示す。
【００５６】
（比較例５）
低分子ピーク分離カラムとして市販の溶媒分離カラムＳｈｏｄｅｘ ＧＰＣ  Ｋ−８００Ｄ（内径８．０ｍｍ、長さ１００ｍｍ、公表粒子径１０μｍ）（昭和電工（株）製）を用いて、実施例１と同様の装置、条件により分析用カラムの後段、かつ検出器の前段に接続して実施例１と同一の試料を５μＬ注入して測定を行った。移動相由来の低分子ピークは他の実施例と正負逆転して溶出されたため正ピーク処理は行わなかった。
結果を表１に示す。波形処理前のクロマトグラムを図１０に示す。
【００５７】
【表１】
2018096828.tif 000002
【００５８】
表１の結果から、体積換算平均粒子径が４．０μｍ以下、平均細孔径が１〜６ｎｍ以下である架橋重合体粒子が長さ３５ｍｍ以上のハウジングに充填された低分子ピーク分離用カラムを接続した実施例１〜３においては、分子量１３００の標準ポリスチレンとゴーストピークとが分離度１．８以上にて良好に分離されていることが確認できた。また、クロマトグラムからもブースライン分離がされていることが確認され、移動相由来の低分子ピークによる測定結果への影響は抑制されていると考える。
【００５９】
一方、低分子ピーク分離カラムを接続しなかった比較例１、体積換算平均粒子径が４．２μｍである比較例２、平均細孔径が８ｎｍである比較例３、カラムのハウジング長さが１０ｍｍである比較例４はいずれも分子量１３００の標準ポリスチレンとゴーストピークとの分離は不十分となった。クロマトグラムからも標準ポリスチレンのピークと移動相由来の低分子ピークが重なってしまっていることが確認できた。
比較例２では体積換算平均粒子径が大きいことから分離能が低下してしまっていること、比較例３では平均細孔径が大きいことから標準ポリスチレンも低分子ピーク分離カラム内で保持されてしまっていること、比較例４では低分子ピーク分離カラムのカラム長さが不足していることから移動相由来の低分子ピークを十分に保持できなかったことが考えられる。
また、市販の溶媒分離用カラムを接続した比較例５では粒子径（公表値）が１０μｍと大きく、カラムサイズも大きいため、標準ポリスチレンのピーク形状の大幅な悪化が観測された。そのほか、移動相由来の低分子ピークとの分離も不十分となってしまった。平均粒子径が小さな充填剤を使用した分析用カラムへの使用は好ましくないと考えられる。
【００６０】
（実施例４）
＜低分子ピーク分離カラムの接続による較正曲線の比較＞
実施例１で用いた分析用カラムと低分子ピーク分離カラムならびに分析装置を用いて、カラムオーブンの温度を４０℃、テトラヒドロフランの線流速を１．８ｃｍ／ｍｉｎ（流量０．３ｍＬ／ｍｉｎ）として、分析用カラムを単独で使用した場合、また分析用カラムの後段、かつ検出器の前段に作製した低分子ピーク分離用カラムを接続した場合について、トルエン（分子量９２）ならびにポリスチレン標準液７種（分子量５８０、１３００、２９００、１万、５．１万、１２．７万、１６３万）を測定して較正曲線を測定した。
それぞれの較正曲線を図１１に示す。
【００６１】
図１１をみてわかるように、分析用カラム単独では較正曲線は分子量１００未満であるトルエンも含めて直線的であるのに対して、低分子ピーク分離用カラムを接続した場合にはトルエンのみ溶出容量が大きくなり、分析対象である高分子化合物と低分子化合物との分離が良いことが確認された。トルエンのみが低分子ピーク分離用カラムの細孔内に保持されて遅れて溶出されていると考えられる。
【符号の説明】
【００６２】
１      分子量１３００の標準ポリスチレンのピーク  
２、３  移動相由来の低分子ピーク
【図１】
2018096828.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2018096828.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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