Technical Review

CHROMATOGRAPHY, Vol.34 No.1 (2013)

Technical Review

コアシェル型 C１８充填剤の特性
長江

徳和・塚本

友康

Characteristics of superficially porous (core shell) C18 particle
Norikazu Nagae, Tomoyasu Tsukamoto
ChromaNik Technologies Inc.
6−3−1 Namiyoke, Minato−ku, Osaka 552−0001, Japan.

Abstract
Superficially porous particle (core shell particle) has been available as an alternative to using sub−2um particle for HPLC or UHPLC. Core
shell particles are composed of a 1.2 to 1.9 µm solid core encircled a 0.25 µm to 0.5 µm porous layer. Especially a 2.6 µm or 2.7 µm coreshell particle shows a half back pressure and almost the same efficiency to compare with sub−2 µm particle because of a large particle and reducing mass transfer due to a thin porous silica layer. In this study, separation characteristics of a core shell particle C18 column was compared with 2 µm and sub 2 µm particle C18 columns and the availability of a core shell particle C18 column for a routine analysis instead of a
5 µm particle column was evaluated.
Keywords: Superficially porous particle, Core shell, C１８

びるようになった。しかしこれらの表面多孔性粒子は粒子全１．緒言
１９６９年に Jack Kirkland により発表された HPLC に用いら体に対する多孔質部の割合が低く、全多孔性粒子に比べ分離れていた充填剤はペリキュラー型シリカと呼ばれていた表面

場として作用する表面積が小さく、試料負荷量が少ない欠点

多孔性シリカであった。これは直径３０µm の核の表面に約が指摘されていた。三度 Kirkland のグループは２００７年に核０．
５µm の多孔質層が存在するシリカで、多孔質層が薄く、の直径を１．
７µm にまで小さくし、０．
５µm の厚さの多孔質層

物質移動が速く達成されるため、当時は高性能な分離が期待を有する表面多孔性粒子の有用性を発表[2]した。細孔径がされた。しかし数年後には粒子径１０µm の全多孔性シリカが９nm で低分子化合物の分離に適していることと、多孔質層多用されるようになり、表面多孔性シリカは試料負荷量が少の粒子全体に対する割合が７５％と高いため、これまでの低いなく、理論段数が高くないためほとんど使用されることはな

試料負荷量で問題視されていた欠点を克服した。この粒子径くなった。その後２０００年に再び Kirkland らにより、直径４µm

２．
７µm の表面多孔性充填剤はサブ２µm の全多孔性充填剤との核とその表面に細孔径３０nm の多孔質層を０．
５µm の厚さでほぼ同じ理論段数が得られ、カラム背圧はサブ２µm 充填剤形成させた粒子径５µm の粒子がタンパク質の高速分離に有の半分以下となり、従来の全多孔性充填剤と大きく異なった効であると発表[1]され、再度表面多孔性充填剤が注目を浴性能が報告されている。この表面多孔性粒子は Superficially

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porous particle または Core shell particle（コアシェル粒子）と呼ばれている。現在粒子径２．
６µm や２．
７µm の表面多孔性であるコアシェル型の充填剤を充填したカラムが数社から市販されている。本報告ではコアシェル型 C１８充填剤の分離特性について全多孔性 C１８充填剤との比較を交え述べる。
２．コアシェル粒子の構造
コアシェル粒子は中心部の核（Core）と外側の多孔質層（Shell）の２つの異なるシリカから構成される。Advanced
Materials Technology（AMT）社のコアシェルシリカである
Halo 粒子の構造を Figure１に示す。これは２００７年に Kirkland
らにより発表されたものであり、１．
７µm のフューズドシリ
カの核の周りを厚さ０．
５µm のシリカゲル層が覆っている。

Figure 3. Comparison of particle distribution. (Courtesy of AMT.)

Figure２にはこのコアシェル粒子（Halo）の電子顕微鏡写真を示す。この電子顕微鏡写真から一般的な全多孔性粒子に比べ、コアシェル粒子は粒子径分布が狭いことが確認できる。

フューズドシリカとその外側の表面多孔性シリカが確認されまた、半分にスライスされた粒子の状態から、核としてのる。Figure３ではコアシェル粒子と一般的な全多孔性粒子の粒子径分布を比較した。粒子径分布は Beckman Coulter 社製
MultisizerⅢを用い測定した。両者の標準偏差（Standard Deviation）はそれぞれ６％と１９％となり、コアシェル粒子は全多孔性粒子に比べ粒子径分布の標準偏差が１／３以下の非常に狭い粒子径分布である。コアシェル型充填剤充填カラムはAMT 以外にも数社から販売されており、１．
２µm から３．
４µmの核と０．
２０µm から０．
６µm の表面多孔質層のものがあり、粒子径としては１．
７µm から４．
６µm が利用可能である。
３．理論段高さとカラム背圧
５µm、３．
５µm および１．
８µm の 全 多 孔 性 C１８シ リ カ と２．
７µm コアシェル型 C１８シリカ（Halo C１８）の理論段高さと移動相線流速の関係（Van Deemter Plot）を Figure４に示す。Van
Deemter の式は以下の様に表される。

Figure 1. Structure of HALO particle (Core shell). (Courtesy of
AMT.）

H ＝Adp＋B

Dm
d ２p
＋C u
u
Dm

H、dp、u および Dm はそれぞれ理論段高さ、粒子径、移動相の線流速およびアナライトの移動相中の拡散係数である。A 項は多流路拡散・渦巻き拡散（エディー拡散）、B 項
はカラム軸方向への拡散、C 項は物質移動の項であり、特にC 項は固定相−移動相での物質移動、粒子内での拡散による物質移動に依存する。Van Deemter の式に示される様に、A
項は粒子径に比例し、C 項は粒子径の二乗に比例する。これは粒子径が小さくなるほど理論段高さは低くなり、カラム長を理論段高さで除した値の理論段数は高くなることを表している。全多孔性の C１８充填剤では粒子径が小さいほど理論段高さは低くなる。しかしながらコアシェル型 C１８の理論段高
さ は、粒 子 径 が２．
７µm で あ り な が ら、１．
８µm の 全 多 孔 性C１８よりやや低くなった。粒子径のみが異なり他の物性が同じ全多孔性 C１８は A 項・B 項・C 項の定数 A・B・C は同じ

Figure 2. Scanning electron microscope (SEC) photograph of
HALO particles. (Courtesy of AMT.)

値であると考えられるが、コアシェル型 C１８ではこの定数の―４２―

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Norikazu Nagae, Tomoyasu Tsukamoto

らに核を内包していることにより、C 項も小さくなる。コア
シェル型粒子において、試料成分は表面の多孔質層内のみに拡散するため、粒子内に入り込み、その後出てくるまでの時
間または移動距離が同じ粒子径の全多孔性粒子よりも短くなる。つまりコアシェル型粒子は粒子内での拡散による物質移動時間・移動距離が短くなるので、C 項の値が小さくなると考えられる。
Van Deemter の式の A 項に関わる考察として、Daneyko らは興味深い発表[4]をしている。彼らは粒度分布の狭いモデ
ルと広いモデルについて、充填状態の密度を変えた場合のエディー拡散をコンピューターでシミュレーションした。その結果、エディー拡散値は粒度分布の広狭にはほとんど影響されず、高い充填密度で密な充填状態では小さく、また充填密度が低く粗い充填状態では大きくなった。つまり、粒度分布幅に関わらず、コンピューター上で、ある一定の充填密度のFigure 4. Comparison of Van Deemter plots.
Columns: 50×4.6 mm, Ace 5−C18, 5 µm; Zorbax XDB−C18, 3. 5µm; Zorbax XDB−C18, 1.8 µm; Halo C18, 2.7 µm. Solute: naphthalene. Mobile phase: 60% ACN/40% water. Temperature: 24°
C.
(Courtesy of AMT.)

充填状態を作り出せば、エディー拡散はほぼ同じ値になることを示している。しかしながら実際にはコアシェル型粒子のような粒度分布の狭い粒子は密な充填が可能であるが、従来のある程度の分布幅を持つ全多孔性粒子はコアシェル型粒子
ほど密な充填ができない。換言すれば、溶液に充填剤を分散

値が異なっていると考えられる。Figure４の Van Deemter プ

させ、高圧で送液してカラム本体に充填する場合には、大きロ ッ ト を 比 較 す る と、２．
７µm の コ ア シ ェ ル 型 C１８は Van

な粒子同士の隙間に小さい粒子が都合良く入ることは希であDeemter の式の定数 A・B・C 全てが小さくなると推測されり、現実のカラム充填はコンピューターシミュレーションのる。２．
７µm のコアシェル型 C１８の最低理論段高さは１．
８µm

ようにはできないと推察される。したがってコアシェル型粒の全多孔性 C１８よりも低いことから、２．
７µm のコアシェル

子は全多孔性粒子に比べエディー拡散は小さくなり、Van

型 C１８の方が定数 A 値は小さくなっている。これは粒度分

Deemter の式の A 項は小さくなる。

布の狭いコアシェル型粒子の大きな特性であると言える。カ

さらに粒子径１．
７µm のコアシェル型 C１８と全多孔性 C１８の

ラム内の粒子間隙が狭いほど、カラム内の粒子間での多流路

高流速分析時の摩擦熱の影響を Gritti らが以下の様に報告[5]拡散・渦巻き拡散が小さくなり A 項の値が小さくなる。粒している。粒子径１．
７µm の C１８充填剤を充 填 し た 内 径２．
１度分布の狭い粒子ほど、細密充填に近い状態で充填できるこmm、長さ１５０mm カラムに１．
１mL/min の流速で、アセトニトとから、A 項の値を小さくできる[3]。仮に全多孔性 C１８粒

リル・水の移動相を通液すると、摩擦熱の影響でカラム管表子でもコアシェル型 C１８粒子と同じ粒度分布であれば、同様

面の温度が上昇し、カラムの入口の温度に比べ、入口から流に A 項は小さくなると考えられる。しかしコアシェル型 C１８

れ方向に５０mm ずれた場所では最高８℃の差が確認された。

粒子と同等な粒度分布の全多孔性 C１８は現段階では市販されまた、カラム内部の温度分布として、中心部が最も高く放射ていない。これは全多孔性シリカの製造工程上の問題で、コ

線状に温度は下がる。中心部とカラム管壁部の温度差が大き

アシェル型粒子と同等な粒度分布にするためには分級コスト

いほど、それぞれの部位での移動相の移動速度が大きく異なが高くなってしまうことが原因であると思われる。またコア

り、ピークは広がって、理論段高さは高くなってしまう。無シェル型粒子は核を内包しており、この核は無細孔のフュー

孔性のフューズドシリカは多孔性シリカより熱伝導性が高い

ズドシリカであるため、溶質はこの核を通り抜けることはでため、この中心部からの放射線状の温度差は、フューズドシ

きない。全多孔性粒子ではその構造上溶質は拡散により粒子

リカの核を有するコアシェル型 C１８の方が全多孔性 C１８より内を通り抜けるのに対し、コアシェル型粒子は内包しているも小さくなる。したがって、上記のように粒子径が小さい全核により拡散が制御される。この結果溶質のカラム内での拡

多孔性 C１８の場合には、線流速がある程度大きくなると、摩散はコアシェル型粒子の方が小さくなる。カラム軸方向への擦熱の影響で急激に理論段高さが上昇するが、コアシェル型

拡散が少ないほど、B 項は小さくなるので、コアシェル型粒C１８は線流速が大きくなっても、全多孔性 C１８のような急激

子の B 項は全多孔性粒子の B 項より小さくなる。Figure４にな理論段高さの上昇は認められなかった。高速分離を目指す

示されているように、コアシェル型粒子の Halo C１８のプロッ

場合にはこのような極端な分離条件になることも珍しいこと

トが２mm/sec 以下の線流速領域で低線流速側に膨らんでいではなく、コアシェル型 C１８の優位点として挙げられる。
Figure５に は サ ブ２µm の 全 多 孔 性 C１８と２．
７µm の コ ア

ることは B 項が小さくなっていることを裏付けている。さ―４
３―

CHROMATOGRAPHY, Vol.34 No.1 (2013)性充填剤と比較し、コアシェル型充填剤は分離場が２０％から４０％少なくなり、試料の溶出時間や試料負荷量が減少すると考えられる。Table１に全多孔性充填剤とコアシェル型充填剤の保持時間、保持指数を示す。全多孔性充填剤の Sunniest
C１８（クロマニックテクノロジーズ社製）と SunShell C１８（クロマニックテクノロジーズ社製）は同じ表面処理を施した
C１８充填剤であり、両充填剤はシリカ基剤の違いのみを反映している。また Kinetex C１８（Phenomenex 社製）の値も参考
値として表示した。全多孔性シリカ（Sunniest C１８）の比表
面積は３４０m２/g であるのに対し、コアシェル型シリカ（SunShell C１８）は１
５０m２/g であり、大きな差があるが、コアシェ
ル型充填剤は見かけの比重が高く、同じサイズのカラムへの充填重量は全多孔性充填剤の約１．
８倍であるので、同じサイズのカラム内の充填剤表面積の比較として１
５０m２/g ではな
く、その１．
８倍の２７０m２/g として比較すべきある。全多孔性

Figure 5. Back pressure plots for high−speed columns.
Columns: 50×2.1 mm, C18. Mobile Phase: 70% ACN, 30%
Water. Temperature: 24°
C. Instrument: Agilent 1100. (Courtesy of
AMT.)

充填剤の比表面積３４０m２/g とコアシェル型充填剤の換算比表
面積２７０m２/g は約２０％の差があり、この差がほぼ保持時間の差となっている。しかし、コアシェル型充填剤は細孔のない核を内包しており、細孔容積も小さくなっているため、t０でシェル型 C１８（Halo）のカラム背圧の比較を示す。理論的にあるウラシルの溶出時間は短くなり、移動相の線流速が速く

カラム背圧は粒子径の２乗に反比例するが、充填剤の粒度分なっている。保持指数で比較すると両者はほぼ同じであり、布や充填密度によりカラム背圧は影響を受ける。Figure５に同じ線流速になるように流速を調節すれば、保持時間を含め示されているように、ほぼ理論通りに粒子径が小さいほどカた分離は、全多孔性充填剤の Sunniest C１８とコアシェル型充ラム背圧は高くなっており、２．
７µm コアシェル型粒子は１．
７

填剤の SunShell C１８は同じであると言える。また同じコアµm の約１／３、１．
８µm 粒子の約１／２のカラム背圧であった。

シェル型充填剤である Kinetex C１８が保持時間および保持指

このような結果から、コアシェル型充填剤はその構造や狭数とも SunShell C１８の半分程度であったのは、コアシェル型

い粒子径分布により、同じ粒子径の全多孔性充填剤の１．
５倍

シリカ基材そのものの差、および C１８固定相の表面処理の差の性能を発揮し、カラム背圧は１／２から１／３しかかからないこ

によるものと考えられる。トリフェニレンと o−ターフェニとが確認された。

ルの分離係数（保持指数の比）は充填剤の立体選択性のパラ
メーターとして使用されることが多く、この立体選択性が高
いほど C１８側鎖の結合密度が高い[6]と言われている。Kinetex

４．コアシェル型充填剤の試料負荷量

C１８は、この分離係数が低いことから C１８側鎖の結合密度がコアシェル型充填剤は内部に細孔のない核が存在してお低く、保持時間が短いと推察される。

り、この核は体積分率として２０％から４０％程度である。この中性化合物の試料負荷量は保持時間に依存する割合が大き

核自体は分離場として寄与しないと考えられるため、全多孔Table 1. Comparison of retention time and retention factor.
Totally porous silica C18
Sunniest C18, 5µm

Core shell silica C18
SunShell C18, 2.6µm

Core shell silica C18
Kinetex C18, 2.6µm

340 m２/g

150 m２/g

Effective 200 m２/g

Specific surface area

Retention time (min) Retention factor Retention time (min ) Retention factor Retention time (min ) Retention factor
UracilCaffeine
PhenolButylbenzeneo−Terphenyl
Amylbenzene
Triphenylene

1.70
1.90
2.17
13.35
19.19
19.96
24.35

0
0.12
0.28
6.85
10.29
10.74
13.32

1.35
1.47
1.65
10.01
14.24
15.09
20.33

0
0.09
0.22
6.41
9.55
10.18
14.06

1.36
1.49
1.61
6.19
8.15
8.75
9.44

Column dimension: 150×4.6 mm i.d. Mobile phase: Methanol/water＝75/25. Flow rate: 1.0 mL/min. Temperature: 40°
C.

―４
４―

0
0.10
0.18
3.55
4.99
5.43
5.94

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く、コアシェル型充填剤の SunShell C１８は全多孔性充填剤の数回重ね合わしたマルチレイヤー構造[7]がある。SunShell C

Sunniest C１８の２０％減の試料負荷量であると推測されるが、１８は前者のモノレイヤー多孔質層構造であり、Brand K core

この差は試料負荷量上限で分離することの少ない分析目的で

shell C１８は後者のマルチレイヤー多孔質層構造である。後者

は大きな欠点にはならないと考えられる。Figure６に全多孔のマルチレイヤー多孔質層の厚みが０．
５µm の場合には１０回性充填剤とコアシェル型充填剤の試料負荷量示す。試料は残の多孔質層の積み重ねになる。電子顕微鏡写真でこれらの多存シラノール基の影響を受けやすい塩基性化合物のアミトリ

孔質層を比較すると、モノレイヤー構造は均一な状態である

プチリンを、また移動相はアセトニトリル／２
０mM リン酸緩のに対し、マルチレイヤー構造は年輪のように濃淡が観察さ

衝液（pH７）＝６０／４０を用いた。同じ表面処理を施した全多

れ、多数回の表面処理が確認された。確定的なことは言えな

孔性 Sunniest C１８とコアシェル型 SunShell C１８の試料負荷量

いが、ある条件下においてマルチレイヤー多孔質層では、最の差は２０％程度であった。これは先に述べた様に、それぞれも外側の多孔質層のみが分離に寄与していると仮定すると、のカラム内に充填された充填剤の表面積の差の２０％が試料負

SunShell C１８と Brand K core shell C１８のアミトリプチリンの荷量の差となったと推察される。Brand K core shell C１８と試料負荷量の１００倍の差は必ずしも大きすぎるとは言えな

SunShell C１８は 両 者 と も コ ア シ ェ ル 型 充 填 剤 で あ る が、く、分離に寄与する多孔質層の厚みの差も試料負荷量に与え１０，０００段での試料負荷量はそれぞれ０．
０３µg と３µg であり、る大きな要因であると推察される。また、Brand A core shell

１００倍の差が認められた。Table１に示されている様に、両充C１８は試料負荷量が０．
０１µg から２µg まで理論段数は２，０００段

填剤の保持時間は２倍程度の差があるため、中性化合物は２前後であり、試料負荷量に関わらず、アミトリプチリンピー

倍程度の試料負荷量の差があると考えられるが、アミトリプ

クはひどくテーリングした。この Brand A core shell C１８にはチリンのような塩基性化合物は充填剤基材または表面処理方

塩基性化合物のテーリングの原因となる残存シラノール基が法で大きな試料負荷量差が出ると推察される。これはコア多く存在していると推察される。Figure７にはコアシェル型

シェル型充填剤に限ったことではなく、全多孔性充填剤でもC１８カラムと全多孔性 C１８カラムを用いたウラシル、プロプ

同様であり、エンドキャッピングを含めた表面処理の状態に

ラノロール、ノルトリプチリンおよびアミトリプチリンの分より塩基性化合物の溶出挙動は大きく変わることは良く知ら離を示す。アミトリプチリンの注入量は０．３２µg であり、Sun-れている。コアシェル型シリカの多孔質層は現在２種類の構造が知られている。核の回りの多孔質層を一度の処理で合成するモノレイヤー構造[2]と、半導体の製造で知られている
レイヤーバイレイヤー法を用い、厚さ５０nm の多孔質層を多Figure 7. Separation of basic compounds.
Column: A) SunShell C18 2.6 µm (150×4.6 mm i.d.), B) Brand K
core shell C18 2.6 µm (150×4.6 mm i.d.), C) Brand A core shell C
18 2.7 µm (150×4.6 mm i.d.), D) Totally porous Sunniest C18 3µm (150×4.6 mm i.d.). Mobile phase: Acetonitrile/20mM phosphate buffer pH7.0＝60/40. Flow rate: 1.0 mL/min. Temperature:40°
C. Detection: UV@250 nm. Sample: 1＝Uracil, 2＝Propranolol, 3＝Nortriptyline, 4＝Amitriptyline.

Figure 6. Loading capacity of amitriptyline.
Column: A) SunShell C18 2.6 µm (150×4.6 mm i.d.), B) Brand K
core shell C18 2.6 µm (150×4.6 mm i.d.), C) Brand A core shell C
18 2.7 µm (150×4.6 mm i.d.), D) Totally porous Sunniest C18 3µm (150×4.6 mm i.d.). Mobile phase: Acetonitrile/20mM phosphate buffer pH7.0＝60/40. Flow rate: 1.0 mL/min. Temperature:
40°
C.

―４
５―

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Shell C１８と Sunniest C１８ではアミトリプチリンピークは試料

HPLC を用いた場合、インドメタシンの理論段数はそれぞれ過負荷になっておらず、シャープなピーク形状である。しか１９，
３１３段と２０，２８７段と同程度であり、両カラムでほぼ同じ分

し Brand K core shell C１８は試料過負荷になっており、アミト離が得られた。コアシェル型 C１８カラムはカラム長が短いこ

リプチリンピークはテーリングしている。Brand A core shellとから、分析時間は５µm の全多孔性 C１８カラムの１／３となっC１８は試料負荷量が０．
０１µg から大きなテーリングを示し、理た。つまり、一般的な５µm の全多孔性 C１８カラムを使用し論段数も２，
０００段前後で低いため、試料過負荷の状態である

たルーチン分析を、HPLC 装置や分離条件を変更することなかないかは判別できない。

く、カラムのみをコアシェル型 C１８にすることにより、３倍の高速分離が達成された。この場合１分前後に溶出するピー
クはピーク容量が少なく、HPLC のデッドボリュームの影響

５．全多孔性５µm カラムとコアシェル型２．
６µm カラムの比が無視できなく、ピークが広がることを考慮しなければなら較
２．
６µm のコアシェル型 C１８カラムは長さ１００mm、内径４．
６な い。２．
６µm の コ ア シ ェ ル 型 C１８カ ラ ム を HPLC か ら

mm のサイズで、UHPLC を用いると約２
４，０００段の性能が発UHPLC に変更するとインドメタシンの理論段数は２４，１２４段揮される。しかし UHPLC に比べ配管などのデッドボリューとなり、HPLC を用いた場合よりも２０％高い値となった。こムが大きく、検出器のデータ取り込み間隔 も２０Hz 程度でれはこのカラムの持つ性能が１００％発揮された結果である。

UHPLC ほど短くない HPLC を用いると約２
０，０００段に性能がさらにコアシェル型 C１８カラムは Figure３の Van Deemter の下がる。つまり、２．
６µm のコアシェル型 C１８カラムは UPLC

プロットで示されているように、全多孔性 Sub−２µmC１８よを用いれば、１００％の性能が発揮され、全多孔性 Sub−２µmC

りも移動相の線流速の低い領域（１．
５mm/s）でも理論段高さ

１８と同等な段数であるが、HPLC を用いると８０％の性能に留が大きく増加していない。したがって、５µm の全多孔性 Cまることになる。Figure８には５µm の全多孔性 C１８カラム

１８の 内 径４．
６mm の カ ラ ム で 多 用 さ れ る１．
０mL/min の 流 速と２．
６µm のコアシェル型 C１８カラムの解熱沈痛剤のイソク（線 流 速：約１．
５mm/s）で は、全 多 孔 性 Sub−２µmC１８は 理

ラティック溶離例を示す。カラムサイズは理論段数が同じ程論段高さが高くなって段数が低下してしまうが、コアシェル度になるように、５µm の全多孔性 C１８カラム（ACE C１８、型 C１８カラムは理論段高さに大きな差がなく、段数が大きく５µm）は長さ２５０mm、内径４．
６mm と２．
６µm のコアシェル型

下がることがない。つまり、分離条件を変更することなく一C１８カラム（SunShell C１８、２．
６µm）は長さ１００mm、内径４．
６

般的な５µm の全多孔性 C１８カラムから移行する場合も、コmm を使用した。分析条件は両カラムとも全く同じである。

アシェル型 C１８カラムは全多孔性 Sub−２µmC１８カラムよりも優れている。
６．コアシェル型 C１８カラムの高速分離
Figure９に コ ア シ ェ ル 型 C１８カ ラ ム（SunShell C１８、２．
６µm）を用いた高速分離を示す。内径３．
０mm、長さ３０mm のカラムを用いて、グラジエント溶離を行った。８本のピーク
が１分以内に分離しており、それぞれのピークは１秒足らずのピーク幅で溶出している。全多孔性 Sub−２µmC１８カラムの高速分離はよく知られているが、２．
６µm のコアシェル型
C１８カラムでも同様に高速分離が達成されることが示された。
７．まとめ
コアシェル型充填剤は核とその周りの表面多孔質層の構造および狭い粒子径分布から全多孔性充填剤の１．
５倍程度の理論段数を発揮することができる。つまり２．
７µm コアシェル型充填剤はサブ２µm 全多孔性充填剤と同じ性能であるが、Figure 8. Separation of analgesics.
Column: A) ACE C18, 5 µm 250×4.6 mmi.d., B) SunShell C18,
2.6 µm 100×4.6 mmi.d.. Mobile phase: CH３CN/20mM Phosphoric acid＝45/55. Flow rate: 1.0 mL/min. Temperature: 25°
C. Pressure: 9.5 MPa for ACE C18 5 µm, 13.4 MPa for SunShell C18 2.6µm. Detection: UV@230 nm. Sample: 1＝Benzydamine, 2＝Ketoprofen, 3＝Naproxen, 4＝Indomethacin, 5＝Ibuprofen. IC instrument: HPLC; Hitachi LaChrom ELITE, UHPLC; Jasco X−LC.

カラム背圧はサブ２µm 全多孔性充填剤の１／２から１／３しかかからない。近年高分離ハイスループット分析用に１００MPa 以上の耐圧性能を有する UHPLC およびサブ２µm 充填カラムが注目を集め、研究分野で利用され始めているが、コアシェ
ル型充填剤充填カラムを用いれば、高価な超高圧対応の送液ポンプは必要なく、耐圧５０MPa 程度の従来の HPLC ポンプ―４６―

CHROMATOGRAPHY, Vol.34 No.1 (2013)

Norikazu Nagae, Tomoyasu Tsukamotoで十分である。また品質管理などで多用されている５µm 粒子カラムを用いたルーチン分析分野でも、カラム長の短い
２．
６µm のコアシェル型充填剤充填カラムに変更するだけで現在使用の HPLC でハイスループット分析が可能となる。
８．謝辞
本稿の執筆にあたり、コアシェル型充填剤関連資料および
高速分離データを提供していただいた Advanced

Materials

Technology の Mr Timothy Langlois と Dr Joseph DeStefano、日本分光株式会社の坊之下雅夫氏に感謝いたします。
９．参考文献[1]

Kirkland, J. J.; Truszkowski, F. A.; Dilks, C. H.; Engel, G.
S. J. Chromatogr. A 2000, 890, 3−13.

[2]Kirkland, J. J.; Langlois, T. J.; DeStefano, J. J. Am. Lab.

[3]

Gritti, F.; Cavazzini, A.; Marchetti, N.; Guiochon, G. J.

[4]Daneyko, A.; Holtzel, A.; Khirevich, S.; Tallarek, U. Anal.

2007, 39, 18−21.
Chromatogr. A 2007, 1157, 289−303.
Chem. 2011, 83, 3903−3910.
[5]

Gritti, F.; Guiochon, G., J. Chromatogr. A 2010, 1217, 5069
−5083.

[6]

Kimata, K.; Iwaguchi, K.; Onishi, S.; Jinno, K.; Eksteen, .;Hosoya, K.; Araki, M.; Tanaka, N.J. Chromatogr. Sci. 1989,
27, 721−728.

[7]

Figure 9. High−throughput separation
Column: SunShell C18 30×3.0 mm. Mobile phase: A) Water, B)
Acetonitrile; Gradient (Acetonitorile %), 0.00 min−35%, 0.40 min−100%, 0.80 min−100%, 0.85 min−35%, 1cycle; 1.8min, (High−pressure gradient). Flow rate: 1.0 mL/min. Temperature: 40°
C. Injection Volume: 1µL. Wavelength: 200−500nm, CH−9, 215−500
nm (Max Abs.). Sample: Mixture of ultraviolet absorbers, 1＝2,2’,4,4’−Tetrahydroxybenzophenone, 2＝Ethyl p−aminobenzoate,
3 ＝ 2, 4−Dihydroxybenzophenone, 4＝2,2 ’−Dihydroxy − 4 −methoxybenzophenone, 5＝2,2’−Dihydroxy−4,4’−dimethoxybenzophenone, 6＝2−Hydroxy−4−methoxybenzophenone, 7＝2−(2’−Hydroxy−5’−metylphenyl) benzotriazole, 8＝4−tert−Butylphenyl
salicylate. Courtesy of Jasco.

Omamoghoa, J. O.; Hanrahanb, J. P.; Tobinb, J.; Glennona,
J.D. J. Chromatogr. A 2011, 1218, 1942−1953.

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