技術発達史

ク

ロマトグラフィーの発展荒木峻＊

ShortHistoryoIChpmatl堰raEIhy

Sllun ABAKl＊

よく知られているように「クロマトグラフィー」の名

Kulln，E．kderer，）もにより受け継がれた。いずれの付親はM．S．Ts骨et一である。TsWettは1906年一）にこ場合も移動棚は液体．出走相は吸着剤である。一方同時の手法を用いて種物色素の分離を初めて行なった。すな

期にi丈hufan．）らをはじめとする研究者は．移動相にわち．固体の吸着剤をつめたカラムの上端から，顔料溶気体，固定相に吸着剤を用いる方法を手がげでいろ。こ

液を入れ．ついで溶媒を流すと，試料中の各成分は異なれらはいずれも今日いう吸着クロマトグラフィーである

る速度でカラム中を移動し，ある時問後には各成分ごと（前者は液一回クロマトグラフィー．後者は気一固クロマに着色バントを示す。

トグラフィー）

Tswe録の発表に先立つ数年前に，類似の手法がすで1941年A．J．P．Mhrt』とR．LM．Synge一）は液体をくこ発表されている。すなあら．地質学昔であり．鉱山技固定相とする方法（液一波クロマトグラフィー）を開発

師のD．T．myが石灰岩の粉末をつめたカラムに下から前掛（石油原油）を押し込み分簾する方法を，1賞0年し，ペーパークロマトグラフィー＊，へと発展させ．その業績によI）1952年度のノーベル化学賞を受賞しているoバリで開かれた第1回Intemational Pedoleum Con一

Maninらが言虎一波クロマトグラフィーの最初の論文をg重鎮sで発表し費糞を博した。この発表がクロマトグラ
フィーの糠生でめるとする人も多い●）。しかしながら，発表したとき，すでに気一波クロマトグラフィーの有用性について示唆したけれども．その後数年面だれも注目

nwenが溶接で洗い流す手法を取り入れたことは画期するものがなく．彼ら自身が飲みうまで何の溝喪も見ら的というべきであろう。

れなかった。1949年MartinとA．T．JameB，）はこれに

現在，クロマトグラフィーは，試料成分の着色の有無にかかあらず，つぎのように定漉される。

着手し，1952年に0討ordで開かれたC00師削for

クロマトグラフィーは分篇法の1つであって．各成Maninらばキャリャーガスに窒素を用い．横田に分は2つの相ナなあち固定柏（粒状吸着剤または多孔は自動満足を利用して．低沸点の脂肪酸．アミン類．ピ

AnalかialChemistryで発表したo質粒状固体にまぶされた液体）と，それを通して動くリジン類の分析を行なうとともに．いわゆる段駐輪を腰移動相（液体または気体）の間に分配されその割合が成分ごとに相違することにより分雑がおこなわれ鵬させた。ついで，N．H．Rayで）が，今日広く用いられるoているガスグロでトグラフの原型ともいえる，檎出嵩にDayの成果は早速数人の研究者により受けつがれ

熱伝導箕セルを用いる装置を考案し，炭化水素，アルコール，エステル．ケトンなどの分析を行なった。

専ら石油成分の研究に用いられたが，その後の発展は見Rayの発表からわずか2年後（l鎮めにはこの手法られずとだえてしまった喜一。一方TeWettの方もしば

らく忘れられていたが．4半世紀たった1931年（こR．

は，過去10ないし柳年間の分析化学の発展のうち最大のものと質種されるようになり，その後の進歩発達が加青 東京部立大学工学部工業化学科（1塊果東部世田谷

わって有力な分析手段として急速に響及していったe区渡沢2−1−1）
章●l今βその構外をくすものくこシリカゲルによる石越9分oPONA（パラフィンIオレフィンIナフアンl芳書旗）分析法がある．

TokyoMctofX）1itmUniversity（FukaLSJLWa2−1−1．

●lベーパークロマトグラフィーの手淫は1蝕山車？．F．Runte．二よiI．

隷tagaや一山．Tokyo，150）

またl的7年握Shくmhin b

一期−

こよい十で；−璃えら九てい÷こい：農。

（61）

クロマト

グラフィ

いまさら説明するまでもないことであるが．ガスクロでトゲラフは派略系で構成されており、キャリで−ガスーの発展

約5

光光暁型検出器（FPD）であろう。裏1にTCDを加えて4種の検出器の特性の比較を示す。という騨勧こ装憧内を流れている問に．分簾と機出が行

近年各方面で利帰されるようになったガスタロリマトグなわれる。このことが本手法をきわのて融通性に栢む多ラフー質品分析計直轄装置（いか：bるGChIS）は ガス彩なものにしているといえる。一般の分析戦欝の押合，クロマトグラフの側から見れば、穐紘分析計は挨出器で改良が行なわれるとすると，分解能や感度のよ姉か、もあり，未知成分の探誅や有機化合物の構造決定に大きなの，または．よ用か、易いものを目ざすにとどまろこと棚を果たす。ガスクロマトグラフと質鮭分析計は分析対象になる拭料の形態が光通し．こおi），前者による商婁が多いが．ガスクロマトゲラフの場合は．稲性能カラムなど淡路系の工夫，反応ガスクロマトグラフィー，自動分駿（見方を変えれ：ゴ注目成分亮羅襲）と後者 こよるス
ペクトルを通じての判別が兄事結びつけと点ている。タガスタロでトグラフ（プロセスガスグローでトグラフ）なロ

ど．いろいろとにぎやかであり，どの場合も．ガスクロン撫または全イオン嵐を記録して得ることができる。

や璃感妓検出器硝子か．パ・′クフラッシュ．プレカット

でトグラフが流賂系で構成されているという特徴を生し？トグラム詮．締盟分析計の方の特電のIIはの（オリスクロマトグラフと算盤出航・を語合するには迅たものである。これらに昇温法や自動分取．さらに連続雷それらの闇にい掠めるモノ、一一クー（インターフェー

カスクロ∵マトゲラフが加わり．その発展はとどよるとこ

ズ1を臆き，ガスクロ・ブトゲラフかiンの溶出成分をキャろを知らない。これらの開発は，すでに，1950面憎こ穿

IIヤーガスから分熊して貸出分析出二進の込む必要があ

はえ，191m年代にはそのほとんどが突剛化i．り段階に7、つるが，最近．蹟撮分析計のイオー靖信二化学イオン化

たこ！言ま寵嘆に倣する。ここでは主として装置面から，（CllqnCalion血Iion）方式を諒闇し・エバし−ダーの不その幾つかを取申上げ，進歩のあとをたどって見よう。

用●ni声）も現ねれていも。

1．機出艶

2．昇漁法

姿離府での新らしい巧亮のIpで検出器は殿も多彩なものであり．40数種類に運している。そのうち、初期に度は一定に保たれ、軍く溶出する成分（低沸点成分）群Rayによって取り入れられた熟伝弾要セ′レ（貌度は熱伝は互に追放したするど ・ピークとして現われるが．遅れ

導度型検出締，略称TCDと呼ぶことが多い）は現在でて溶出する成分（嵩沸点成分〕誠のピークは棺の広い互

通常のガスタロでトゲラフの操作条件では，カラム温も最も塞本的な検出器である。しかし，TanD∝Inlerをに間隔をおいたもの：こなも。LTこがって、広い沸点範囲先達として．ガスクロマトグラフィーの理論が展開されの扶持をふっかう場合．尉i笠原の成分は保持時間が非常るlこ伴い開館カラム（Golayカラム）をはじめとする高に長くなり．実際上分析不能となる。南海庶物の分離に儀龍カラムが開発されて楕庇分肱に伴う条件として．試好都合な商いカラム狙聖を選／く雷．低沸点的わピークは料の倣盤化が要求されるようになる一方，徹柾成分の分分離しない。その間雑を避けるため，ガスクロでトグラ析の必要から，痛感箕検出器がつきつぎと考案された。

フが暫及しはじめた初期（こ、主．カラム温嘆を段階的に．まそれら！つ中で，現在本邦で多用されているのは．水索炎

た点し連統帥こ上げる方法や．2台ないし3台の装匿をイオン化検出撚（FIm言電子捕獲翌桧出港（ECD），炎薗列につなぐ多段階ガスクロ・マトゲラブ（装腫ごとにカ裏1主なガスグロでトグラフ相克出務の」的坪
項

ECD（●，Ni）

目凧泡常裁∴∴∴∴庇

10．00ヽ

ノイズ

ー用

高殿化合物一般．mIlg

0．01クーロンIg

2差10￣●dmI

喰線傾城

10●

セル定論

操作無粋P化合鵜議二重連二二￣￣￣￣一一￣￣
40A．mlIg∴∴∴∴白00クーロン／B
2×10￣IaA

lX10￣ll

検出下限；2割）mAFPD

lO￣ldmI∵470クーロンIB

4×10￣loA2）く10￣IsgIscc，1．7×10￣I…813cc

50

さし

印加電圧

300V

的料7ルrリン櫨．読∴撞170mlImin

油∴∴唆∴織0℃

H，

溌握20mlImin

キャリーーカ03ま当主生気キャリ1・一ガス

笠欠．

釦OnlIminHc諦丑i柳mIlmin

嘉畳￣・20mlImini
文飾8）iこ握ィ．、．存質

スN●流丑∴紳mlImih

沌鮭20mlInlin

N言葦∴塵00mVmin

紬；

有機合成化学第線巻第4号（1977）

ラム祖疫を変え，最初の装臆を最高にしてつきつぎと低（62）クロマトゲラフが利用できるようになろう。

い粗壁：こ改定する）などが考案されたが，結局手法とし3）奄性的情報が得られる。ガスクロマトグラフィーて遼苦しとの議連綻昇温法である。この方法のうち直接は定座にはうってつけであるが．定性のよI）どころは保的な連続舟温法によると、常温操作の場合の同族列内の持臆だけであく主 不安が残る。そのため，他の定性手段

沸点対保持比の対数の遭練関係が，沸点と保持時間またが併用される。化学反応は，選択性があるところから．

は溶出楓噴し成分がカラムから溶出するときのカラム温利用できるものの一つであり．飽和・不飽和の区別，各座）との間に見られ．同族列内の未知成分の沸点の推定

種官能基の判別などに用いられる。反応カラムを通したが容易となる。これは情紘蒸留試験に相当することを小ときと通さないときのクロでトゲラムを比較して，ピーオーナー．ヽ武村を師・てできることを意味する●）。

クの消波・秒劫の有無などから判断する。
4）検出の駒段階に化学贋芯を取り入れ，譜感墳化・

3．反応ガスクロマトグラフィー

補正係数の母純化ができる。その一例はCOの水素気流

ウニクロマトグラフィーは化学反応に基づく従来の化中でのNj触媒によるCH．への変換である。FIDは学分揮霊袈立：こない炭化水素をはじめとする各種有機化CO（二だ応答しないが、CH言こなれは0．1ppmも直接合物の各餌を拉こ偶力を発揮してきた。それは，分配係分析できる。この手法は自動ガスクロマトグラフ（こよる

数の相違という化学反応とは直接関係のないものに根拠

環境大気中のcm． COの監視に実用されている。

を田子で＼、ろからにはかならない。しかし．それにも限界があ；主iサスク〇・才トグラフの流酪系内に化学反応を4・向波連結ガスクロマトグラフ

取I）入れ．ろ手法が生れた。そのはしりげ1955年にR．J．

ガスタロでトゲラフ；こカラムからの溶出成分をキャリ

Kokesら一一、の行なった優蒸散8までの化合物の接触分l・−ガスから分離して各個に取出す機構を取り付けれ解生成わの分冊二的まろ。

ば，鈍物錆を得ることができる。通常のガスクロマトグ

度毒す￣こ，つて十トゲラフィーで嵩．′†椎田のカラムの前まと．よそ．ニ貢応ウラム（リアクター、をもうけ．そこで化′、卑〔本を行なう「せる。それにとり．
1

通常．ゼマクロ・干上グラフの系外で行なう割処理

を系iI洋I子亮子ことによい

牧村の徹最化，分析の迅速化かつ三三。高分子化合杓の熱分解生成物の分怖よその好（卵子王ら。
熱奇筒ででクロマトグラフィーは．庚芯ガスグロ・マト

ラフでは、飲料の一回の注入尉年初のオーダーであるから，得られる継物靖もごく少歓にすぎず．分析化学的な日的以鮎二は利用できない。そこでカラムの断面積を大きく（内径の小さいカラムを東にして用い，または，内径の大きいカラムを用いる）するととも（こ，拭科の注入を一定時間間隔で繰返し行か・．これに分限機構を連動させることにより処理鮭力を憎大させた自動ガスクロマトグラフが実親した。しかし．この手法でげ処理量の分子化合掃二台きらず．抑覚性の大きな化合物にも紘大増大に限界があり，ここにザスクロマトゲラフの連続化の構想が生れた。

適用されて，、う。ナなおち．一定の条件下（たとえば金P．E．Ba克crら1−）嵩1900年．カラムの楢頂から充て

細管l年「∵）梨分解生成物のクロ・7トプラム−パイロ

ん物を徐々に藩下させるとともに下館から抱腹空気を送ブラフ，−．〝、うちで応用例の庇も多い方法であるが，柿グラム−農高と缶勧こ1；1に対応することに喜目して，り．秋科はカラムの中央からボンカニより連続的に導入

これに一門摘千ベクトルや赤外吸収スペクト・レなどと同等する装櫨をつくり．ベンゼン（沸点00．1℃）とシクロヘの役割を軽．÷させようとする試みである。

キサン（沸点00．7℃）を分越した。この方法では充て21徒素しっ化学分析のうち．日的成分が気体（こ変換さん物の破損が激しいので．ドーナツ型のカラムを国語されて分析これる場合は、ガスタロでトブラフィーに結びつけて上記同様の効果が期待できる。元素分析のうち．

せることにより無限に充てん物を秒劃させて周一の効果

炭水索分清二いろはやくガスクロマトグラフィーが導入された、つ．よ当然のことといえよう，官権墓分析のうち，を得る方法を音素しさらに改良を重ねた−●）。
一万，8．J．Bradley−）らは1963年，0．cmbnerら画

は1餅連年，充てん物を機械的に移動させる代り（こ．カアルゴそこ，ンの掲合，従来ヨウ化物（CH山C．Hmにラムの磨頂から液体（固定相液体に相当するもの）を充変換されて分析されていたから，これもそのままガスクてん物（磁製．金属線など）の表面を薄膜として落下させロでトゲラブ系内でできる一一）。元来．化学分析では．一るとともに．カラムの下船からキャリャーガスを液体に触に電機禁絶化合物に変換されることは少ない。したがって．新たにそのような反旗が発掘されればもっとガス対して向流となるように流す方式を考案した。筆者の研究室でもこの方式を験射し興味ある結果を持ている…。

●（63）

グ

ロー一書トグラブイーの発展507

この場合一本のカラムでは，ある分配係数を界として2つの部分に分簾し得るだけであるから，多成分系中のlか，いろいろな事案がおこなわれた。すなわち、紫外吸成分を分簾精製するには，この方式を繰返す必要があどである。しかしながら．これらの榛出法はいずれも．

る。拭伸した3成分乗用裳賞では．たとえばシクロヘキ
サンーベンゼンートルエン（1：2：1）の3成分索中名成分

竃席触．展度で一長一鐙があり，きめ手になるのがないというのが環状であろう。幣に，汎用でかつ前感度のとも99％以上のものが同時（こ得られた。現在のところ．

ものの出現が待望される。GC−MSにならいI｛ンMBの処理軍隊ml何重であるが．実用には大型化する必要があ剛発も進められていろ。商連液体タロでトブラフでは．

る。また．高性能充てん物，液体．ガス循禦方法の開発

数十から数百kgImlの高圧を用いるので，ガ1プロでなど今後に残されたいくつかの糠瞳がある。

トグラフにくらべて．充てん物の劣化が激しい。したが収の測定．ゲイ光強襲の測定，器機出，FIDの利用なって．いかにして耐久性のあるものにずらかについての
以上ガスクロマトグラフィーの発展のあとを若干具体的に述べてきたが．最後に，液体クロマトグラフィーの持碁化についてふれておく。

工夫がいろいろ行なわれている。担体と液群を化学的に結合させる釈みもその例である。

以上．クロマトグラフィーの発展のあとを主として鶴

ガスクロマトグラフィーの長足の進歩にくらべて，液巻の筒からたどって見た。現在この技術は，化学．薬学

体クロマトグラフィーの機糖化は遅々として進まなかっ

生物学，篤学，医学およびそれぞれの応闇分野で広く活た。その一番の離宮は．キャリヤーガスに相当する溶輸用され，基本的な分簾技術，分析技術として 今後捌きは液の組成が単純でなく，しはしは混合溶接が用いられ，たすにいたっていろ。このことは今後も変ること；まない

また．その組成を時動的に変えろ（勾配溶簾）ため．檎

であろう。

出手段の適当なものがなかなか得られなかったことである。もっとも，特殊な目的のものは比較的早くから装置化された。それはイオン交換樹脂を用いろアミノ酸混合物の分簾である。この場合の機出は，ニンヒドリンによる尭色の吸光度測定で行なわれていろ。
1線9年関の山とFldinは．テキストランとエビク

ロルビドリンの憂さ結合反応で得られるゲル物質を用いるゲル源過クロマトグラフィーを開発した。この手法は水溶性施分子の分簾，分子量測定など主として生化学方面で広く用いられてきた。1鎖連年J．C．M∞re−わは．ス

チレンとジビニルベンゼンの共重合体を用いろゲルバー
ミエイシ○ンクロマトグラフィーを開発した。これは高分子化学関係で合成高分子の分子量分布の測定法として重要な手法である。この場合．檎出には示差屈折計を凧

（昭和51年11月連日重な）文論1）M．S，TsWett，Ber．DeuんBoA2Ii．Ge3．．2l．316，

384（100ゆ2）S．V．Hehes．C誰II〜．Tech10らhIayl971言捌）
3）R．Kuh，B．Ldαer，BCr．DC露．C樟III．Ge5．，
LXIV，1349（1931）
4）P．Shunan．Die TerhIi訪e GGoaa a小sp（S．
Hir鵜I）ki呼ig．（1931）

5）A．J．P．Martin，R．し．M．Synge．Bto

柄周．）．，

35，1鈍娼（1鈍の6）A・T．Jmes．A．J．P．Martin，」朋LJ・SL（Lo′bon），

77，915（1952）
7）N．H．RAy．J．ApPL．Chelll．．l，21（1951）
8）C．H．Hanm町田，AI陶1．C雇IIら

3．No．2．113A（1971）
9）F．T．EfはertBen，S．GroenningS．J．J．HoIst．

Anu．C履物．，32，004（1鮪0）いている。このあたりから液体クロマトグラフィーは機10）R．J．Kokes，H．Tobh．Jr，P．H．Emmett．J．

緯化へ大きく動きはじめろ。

11）荒木峻，鈴木篤奮，北野大，分析化学、18，（賞嶋液体クロマトグラフィーは，ガスクロマトグラフィーと細物的な関係にあり．不揮発性物質や，病的に不安定ね物質にも遭閣できるが，前述の檎出のむづかしさとともに，分簾に時間がかかるのが欠点であった。1969年
J．J．Ki血land−，）が創始した液体クロマトグラフィーの病遷化は，この間田に答えたものであり．その後急速（こ尭展して今日に到っている。轟遷化を可船こしたのは，多孔質の持越被覆型（べリキュラー型）の充てん物や．
粒径が小さく（10〟m）そろった多孔質球状の充てん物と病性能の高圧用達液ポンプの開発である．また．薦遷化の実現にともなって操出手段も前記の示善部屈折のほAm．αレ肋．Soで．，77，58（鴻（1955）（1騰9）［同棟の手法でN一丁ルキ′レ基の分析をおこなった同上，19．4的（1釘0）］12）P．B．Ba血er，D．Critcher．Chem．E′一g．St・ら13，82（l製油）
13）P．B．Barker，D．H．Hunlington，）．Gas（●hroIn！・toor．，l．59（1弼）14）B．J．Bmdley．P．F．TiIey．飯III．IIId．入船y4．

743（1鈍め
15）0．cmh録，B．Kncen，Cuhctio能くをrhoSの．

C位桝．C桝nlの．言棚，7緩く1鎌的

16）渡部粛意，千石智弘，鈴木築喬．荒木岐．日化誌
1975，腿
17）J．C．Moore，）．PbtJlme′Stら18）J．J．Ki血iand，Ed．，62．301（1961）

人魚をm PI・αIiroOfLiq・

壷dCbomαegnqphy（1971）（Mh耽elmker）＼