61−技術資料−●逆相分析カラム TSKgel ODS-100V, ODS-100Zの特性とその応用
科学計測事業部 ゲル製造部 セパレーションセンター 山崎 浩行
小熊司
三苫 惠民

充てん剤を開発した。本稿では、開発したODS充て1．はじめにん剤の特性と分離例について紹介する。

シリカゲルの表面にオクタデシル基（C18）を導入したシリカ系逆相充てん剤は、分離特性や操作性に優

2． TSKgel ODS-100V, ODS-100Zの特性れていることから、医薬品などの低分子化合物の測定2.1に最も広く使用されている。医薬品やそれらの代謝物

充てん剤の特性の多くは、アミノ基などの極性基を有しており、残存表１の充てん剤の物性に示すように、ODS-100V及シラノール基のエンドキャップ効率に優れた充てん剤

びODS-100Zは、広い比表面積（450m2/g）を有した、が求められてきた。また、親水性化合物は、逆相充て細孔径100Åの高純度シリカゲルにC18を導入した粒ん剤への保持が弱いため、より強い保持力を有する充子径５μmの逆相充てん剤である。充てん剤の表面にてん剤が望まれている。我々は、残存シラノール基に導入するC18導入量をODS-100Vが15％、ODS-100Zが対して非常に高いエンドキャップを施し、塩基性化合20％となるようにコントロールしている。図１に他社物のピーク形状を改善した、C18導入量の異なる逆相ODSカラムを含めた疎水性と表面極性のパラメータ表１

TSKgel ODS-100V
TSKgel ODS-100Z

Specific
Pore size
Particle size
surface area（μm） （Angstrom）（m2/g）

Pore Volume（mL/g）

Functionality

Carboncontents＊）（％）

Bonding
structure

1001001.101.10

C18C181520

Monolayer
Monolayer

550.6
表面極性（k Methylbenzoate/k Toluene）

Column充てん剤の物性

450450

TSKgel ODS-100V
TSKgel ODS-80TsQA
GQR0.5

TSKgel ODS-100ZLJSB

FH KA, NC0.4EPDM

I

TSKgel ODS-100S
0.3
1.6

1.7
疎水性（k Toluene/k Benzene）

図１

ODSカラムの疎水性と表面極性パラメーター（ 61 ）

1.8

62

TOSOH Research ＆ Technology Review Vol.49（2005）

ーのプロットを示す。ODS-100Vは、表面のC18濃度力が強くなることが知られている。ナフタレンの保持が低いため、疎水性が低くかつ表面の極性が高くなっ力（k ）の他社ODSカラムとの比較を図３に示す。ている。一方、ODS-100Zは、比較的疎水性が高く、中性化合物であるナフタレンの保持力は、充てん剤表中程度の表面極性を示す。これら、充てん剤表面の極面へのC18導入量が20％と高いODS-100Zで、強い保性の違いは、保持力、平面認識能や各種選択性などに持力を示し、C18導入量の低いODS-100Vでは、各社異なるHPLC物性値を与えている。

ODSカラムの中で中程度の保持力となっている。一方、図２で示されるように、アミノ基など極性基を有2.2

保持力する親水性の低分子化合物は、C18導入量の高いODS-

図２に示すように、各種低分子化合物の疎水度パラ100Zに比べC18導入量の低いODS-100Vで若干強い保メーター（Log P）と保持力（Log k ）には、直線関持力を与える。これは、C18導入量を低くしたことに係が得られる。一般にC18導入量が多くなるほど保持より、充てん剤表面の表面部位と親水性化合物の相互Conditions

XyleneBthyl benzene

1.4

Column : ODS-100V (C％＝15)
ODS-100Z (C％＝20)

Toluene1.2

Eluent : H2O/CH3CN＝60/40

Bthyl benzoate

Log k1.0

Flow rate : 1.0 mL/min

BenzeneDetection : UV 254 nm

AnlsoleTemp. : 40 ℃

0.8

Methyl benzoate

INJ vol. : 10 μL

Methyl aniline
0.6Benzonitorile

0.4Aniline
TSKgel ODS-100V

0.2

TSKgel ODS-100Z
0.0
0.5

11.5

2

2.5

33.5

Log P

図２

疎水度パラメータ（Log P）と保持力（Log k ）の関係

k（Naphthalene）

6Conditions
Column : 4.6mmI.D.×15cm

4Eluent : H2O/MeOH（30/70）
Flow rate : 1.0 mL/min
Detection : UV 254 nm
Temp. : 40 ℃
2INJ vol. : 10 μL

図３

保持力の比較

（ 62 ）

SR

P
Q

NOL
M

IJKFGHECDABTSKTS geK l
TS TS gel OD
K Kg O S-1
ge el D 0
S 0l
O OD -10 V
D S 0
S- -1 Z
80 00
Ts S
QA0

東ソー研究・技術報告 第49巻（2005）63

作用が保持力に関与していると考えられる。また、充リル基（TMS基）などによる残存シラノール基のエてん剤表面の極性の高いODS-100Vは、水100％移動相ンドキャップを行う。図５のエンドキャップ効率の異においても、官能基であるC18の寝込みや細孔内からなるODSカラムによる移動相のpHと保持の関係に示の移動相の排斥を抑えることができるため、従来のすように、デシプラミンのような塩基性化合物は、移ODSカラムで使用できなった水100％移動相で保持力

動相のpHを高くすることによりアミノ基の解離度がの低下を起こすことなく親水性化合物の測定が可能で低下して疎水性が高くなるため保持力が増加する。しあった。図４に10mmol/Lリン酸緩衝液（pH 7.0）をかしながら、残存シラノール基のエンドキャップが移動相に用い、核酸塩基を測定したクロマトグラムを

ODS-100VやODS-100Zに比べ不十分なODS-80TsQAに示す。

おいては、移動相のpHが高くなるにしたがい、残存シラノール基とデシプラミンのアミノ基のイオン的相2.3

イオン交換性互作用が強くなるために、充てん剤に強く保持する。

ODS充てん剤は、シリカゲル表面にC18アルキル鎖

また、図６に示すようにデシプラミンのピーク形状が化学結合しているが、C18導入後の充てん剤表面に（非対称係数）は、エンドキャップ効率の優れたODS-は、未反応のシラノール基が残っており、このシラノ

100V、ODS-100Zで移動相のpHによらず良好なピークール基がイオン的相互作用により、塩基性化合物の保形状が得られているのに対して、エンドキャップ効率持やピーク形状に影響を与えることが知られている。の劣るODS-80TsQAでは、移動相のpHが高くなるに通常、このような相互作用を防ぐためにトリメチルシしたがって、ピークのテーリングが大きくなっている。

12200200

相対保持率Conditions

97.6％

mV

100

43Column : ODS-100V（4.6mmI.D.×15cm）
Eluent : 10mmol/L Phosphate buffer(pH 6.8)
Flow rate : 1.0 mL/min

100Detection : UV 260 nm
5Temp. : 40 ℃5Sample : 1. Cytosine, 2. Uracil, 3. Uridine,
4. Adenine, 5. Guanosine
0000510152025Retenion time［min］

図４510 15 20 25Retenion time［min］

INJ vol. : 10 μL有機溶媒を含まない緩衝液における核酸塩基の保持の低下

8Sample ; Desipramine

TSKgel ODS-100V
TSKgel ODS-100Z
TSKgel ODS-80Ts QA

6kmV

送液停止 30min後（Temp. 40℃）NＨ
Ｃ Ｃ Ｃ ＮＨ2 Ｈ2 Ｈ24CH3Conditions
Column : ODS-100V（4.6mmI.D.×15cm）
2Eluent : 50mmol/L Phosphate buffer
Flow rate : 1.0 mL/min
Detection : UV 254 nm
Temp. : 40 ℃

01234567Sample : A) Desipramine
INJ vol. : 10 μL

pH

図５8

移動相のpHと保持の関係（ 63 ）64

TOSOH Research ＆ Technology Review Vol.49（2005）

10Sample ; Desipramine
TSKgel ODS-100VTSKgel ODS-100Z
TSKgel ODS-80Ts QA

8NＨ
Ｃ Ｃ Ｃ ＮＨ2 Ｈ2 Ｈ2As f

64CH3ConditionsColumn : ODS-100V（4.6mmI.D.×15cm）
Eluent : 50mmol/L Phosphate buffer

2Flow rate : 1.0 mL/min
Detection : UV 254 nm
0Temp. : 40 ℃
12345678Sample : A) DesipraminepH

図６INJ vol. : 10 μL

移動相のpHと塩基性化合物の非対称係数の関係

このように、ODS-100V、ODS-100Zは、良好なピーク（ギ酸）のピーク形状の比較を示します。塩基性、酸形状で塩基性化合物の保持の大きい、中性移動相での性化合物とも他社ODSカラムと同等以上のピーク形測定が可能である。図７及び図８に他社ODSカラム状を示していることが分かる。との塩基性化合物（デシプラミン）及び酸性化合物A) pH 7.010A) Desipramine

As f86NＨＣ Ｃ Ｃ ＮＨ2 Ｈ2 Ｈ24CH32B) Nortriptyline
SRPQONLM

IJKH

FGECDAB

TSKTS ge
K lOg
TS TSK el DS
K g O -10
ge el D 0
S Vl
O OD -10
D S 0Z
S- -1
80 00
Ts S
Q
A0ＣＨ

Ｈ
Ｃ Ｃ Ｎ
Ｈ2 Ｈ2B) pH 4.5

CH36Conditions
Column ; TSKgel ODS-100V
4TSKgel ODS-100Z

As f(4.6mm I.D.×15cm)
Eluent ; A)50mmol/L P.B.(pH 7.0)/MeOH (30/70)
2B)50mmol/L NaH2PO4/MeOH (50/50)
Flow ; 1.0mL/min
Temp. ; 40℃
SRPQONLMIJKHFGECDA
B

Inj. Vol. ; 10μL

TS

KTS geK lOgTTS SK el DS
K g O -10
ge el D 0
S Vl
O OD -10
D S 0Z
S- -1
80 00
Ts S
Q
A0

図７

塩基性化合物のピーク形状の比較（ 64 ）

東ソー研究・技術報告 第49巻（2005）

6515Conditions
Column ; TSKgel ODS-100V
10TSKgel ODS-100Z

As f(4.6mm I.D.×15cm)
Eluent ; H2O/CH3CN(98/2)＋0.1％ H3PO4Flow ; 1.0mL/min
Temp. ; 40℃
5Inj. Vol. ; 10μL
Sample ; Formic acidSR

PQONLM

IJKH

F

GECDA
BTSKTS ge
K lOg
TS TSK el DS
K g O -10ge el D 0
S Vl
O OD -10
D S 0Z
S- -1
80 00
Ts S
Q
A0

図８2.4

酸性化合物（ギ酸）のピーク形状の比較

耐久性

導入量を低く抑えたODS-100Vは、この問題を解決すシリカ系逆相充てん剤であるODSカラムを酸性移るために、表面に導入するシリル化剤の濃度及び種類動相で使用した場合、保持力の低下などの性能低下がを最適化することにより、耐久性の向上を達成した。

起こる。これは、官能基の結合部位であるシロキサン

図９にODS-100V、ODS-100Zの酸性移動相での通液耐結合が、酸や水により加水分解して、官能基である久性を示す。

C18やエンドキャップ剤が脱離するためと考えられる。一般に充てん剤表面のC18導入量の低い充てん剤やエンドキャップ効率の悪い充てん剤ほど加水分解を3．応用例受けやすいことが知られている。充てん剤表面のC18

ODS-100V、ODS-100Zによるビタミン類を測定した

100

相対保持率［％］90Conditions
Column ; ODS-100V/ODS-100Z(4.6mmI.D.×15cm)
Eluent ; H2O/MeOH(50/50)＋0.1％ TFA
Flow ; 1.0mL/min

80

Sample ; Benzene
Inj. Vol. ; 10μL
70

Temp. ; 40℃

ODS-100V
ODS-100Z

6001020304050

通液量［L］

図９

酸性移動相での通液耐久性（ 65 ）

66

TOSOH Research ＆ Technology Review Vol.49（2005）

6003.
8.

4.

Conditions

7.

5.

Column : A) TSKgel ODS-100V(4.6mm I.D. ×15cm)B) TSKgel ODS-100Z(4.6mm I.D. ×15cm)

6.

2.

Signal int.［mV］

9.
400

Eluent : A ; 0.1％ TFA in H2O

10.

B ; 0.1％ TFA in CH3CN

11.

1.

Gradient : 0min(B ; 0％)→ 20min(B ; 40％)→22min(B ; 100％)→ 50min(B ; 100％)

B)

Flow Rate : 1.0mL/min
Detect : UV(280nm)
Temp. : 40 ℃
Inj. Vol. : 5μL

200

Samples : 1.L-Ascorbic acid, 2.Nicotinic acid,
3.Thiamine, 4.Pyridoxal, 5.Pyridoxine,
6.Caffeine, 7.Riboflavin, 8.Retinol,
9.δ-tocopherol, 10.α-tocopherol,11.α-tocopherol acetateA)
00102030

4050Retenion time［min］

図10

ビタミン類のクロマトグラム（ODS-100VとODS-100Zの比較）

Conditions

11Column : TSKgel ODS-100V(4.6mm I.D. ×15cm)
Eluent : 0.1％ H3PO430

Flow Rate : 1.0mL/min

1Detect : UV(210nm)

3mV

27420Temp. : 40 ℃

12Inj. Vol. : 10μL

89Samples : 1. oxalic acid (0.1g/L), 2. L-tartanic acid (0.5),

103. formic acid (1.0), 4. L-malic acid (1.0),
5. L-ascorbic acid (0.1), 6. lactic acid (1.0),

13615

7. acetic acid (1.0), 8. maleic acid (0.01),1410

9. citric acid (1.0), 10. succinic acid (1.0),
11. fumaric acid (0.025), 12. acrylic acid (0.1),
13. propionic acid (2.0), 14. glutaric acid (1.0),
15. itaconic acid (0.025)

00510152025

Retention time［min］
図11 有機酸のクロマトグラム

クロマトグラムを図10に示した。前述したように、れた。

C18導入量が低く、表面極性の高いODS-100Vは、トコフェロールなどの脂溶性ビタミンの保持が弱くなっている。アスコルビン酸などの水溶性ビタミンの保持

4．おわりにがODS-100Zと同等或いは、若干強くなっている。一ODS-100V、ODS-100Zは、同じベースシリカ表面に方、C18導入量の高いODS-100Zは、疎水性の高い脂異なる濃度のC18を導入することにより、異なる選択溶性ビタミンの保持が強くなっている。図11にODS-性を有したODSカラムとなっている。両者は共に十100Vによる有機酸の測定例を示した。有機溶媒を含分なエンドキャップを行っていることから、塩基性化まない移動相において、良好なクロマトグラムが得ら合物で良好なピーク形状を得ることができる。また、（ 66 ）

東ソー研究・技術報告 第49巻（2005）

高純度のシリカゲルを使用し、不純金属が混入しないように合成されており、有機酸などの酸性化合物に対しても良好なピーク形状を得ることが可能である。極性基を有する親水性化合物の測定には、表面極性の高いODS-100Vが優れ、脂質など疎水性の高い化合物の保持や分離には、ODS-100Zが優れている。このように、選択性の異なる２種類のODSを使い分けることにより、各種低分子化合物で最適な分離を達成することができる。

（ 67 ）

67