日本薬学会第137年会

27PB-am063

粒子径2μm以下のコア
シェル型C18および全多孔性C18の分離評価○長江 徳和，塚本 友康
クロマニックテクノロジーズ

コアシェル粒子
5 μm for routine

2.6 μm

0.6 μm

0.5 μm
1.6 μmCore

2.6 μm

3.4 μmCore

4.6 μm

3.4 μm for protein
0.2 μm2 μm
0.4 μm
3.0 μm
3.4 μmCore

1.2 μm2 μm

Core用いたカラム
コアシェル粒子
SunShell C18 2 μm, 2.1 x 100 mm
Ascentis Express C18 2 μm, 2.1 x 100 mm
Kinetex C18 1.7 μm, 2.1 x 100 mm
全多孔性粒子Acquity BEH C18 1.7 μm, 2.1 x 100 mm
Titan C18 1.9 μm, 2.1 x 100 mm
UHPLC: X-LC （日本分光）

アセトニトリル・水移動相を用いた段数とカラム圧
324132413243412Company S
Core Shell C18
Company P
Core Shell C18

12SunShell C18

31Acenaphthene
TheoreticalTailingplate
factorCompanyW C18

SunShell C18

Company S
Monodisperse C18

Company S
Core Shell C18
Company P
Core Shell C18

4Retention time/min

Column: SunShell C18, 2 μm 100 x 2.1 mm
Company S Core Shell C18, 2 μm 100 x 2.1 mm
Company P Core Shell C18, 1.7 μm 100 x 2.1 mm
Company W C18, 1.7 μm 100 x 2.1 mm
Company S Monodisperse C18, 1.9 μm 100 x 2.1 mm
Mobile phase: CH3CN/H2O=60/40
Flow rate: 0.5 mL/min
Temperature: 40 ºC
Sample: 1 = Uracil, 2 = Ethylbenzoate, 3 = Acenaphthene,
4 = Butylbenzene
Pressure(MPa)

Theoretical plate/pressure(MPa-1)

29,721

1.04

48.5

613

25,533

1.19

53.5

477

24,7000.97

53.8458

Company W C18

14,511

1.01

54.1269

Company S
Monodisperse C18

26,592

1.05

43.9605

摩擦熱
0:30後

通液開始

カラム末端の表面温度/℃

温度測定

3:00後

1:30後

22.8℃

31.2℃

26.5℃5:30後

35.3℃

37.0℃

4035

カラム：コアシェル, 2.6 μm 150 x 4.6 mm
移動相：メタノール
流速：5 mL/min
カラム圧：70 MPa
室温：23℃

3025201510500246
通液時間/分81012

摩擦熱による理論段数低下*
35000

コアシェルシリカはコアが存在し，全多孔性シリカより熱伝導性が良く，摩擦熱の影響を受けにくいため，より高い流速領域まで段数は上昇すると推測される。

30000

理論段数

25000
20000
摩擦熱による段数低下

摩擦熱の影響がなければ

15000
10000
Totally porous hybrid C18

5000

Totally porous monodisperse C18
SunShell C18

00.1

0.2

0.30.4

流速 mL/min

Column: 100 x 2.1 mm
Mobile phase: CH3CN/H2O=60/40
Temperature: 40 ºC
Sample: Acenaphthene,

0.50.60.7

全多孔性ハイブリッドシリカはシリカ骨格に炭素鎖が入っているため，熱伝導性が悪く，カラム内の温度分布が均一でないため，通常の全多孔性シリカより，低流速で摩擦熱が原因となる段数低下が起こったと推測される。

*Fabrice Gritti, Georges Guiochon, J. Chromatogr. A 1217 (2010) 5069.
A part of abstract
This unexpected result is accounted for by the three times smaller
heat conductivity of the BEH bed (BEH 0.25 W/m/K) than that ofthe Kinetex bed (Kinetex 0.75 W/m/K).

標準試料の分離
12SunShell C18k6=10.731542Company SCore Shell C1834Company PCore Shell C18 51 2341 231 236757k6=9.867k6=7.4Column: SunShell C18, 2 μm 100 x 2.1 mm
Company S Core Shell C18, 2 μm 100 x 2.1 mm
Company P Core Shell C18, 1.7 μm 100 x 2.1 mm
Company W C18, 1.7 μm 100 x 2.1 mm
Company S Monodisperse C18, 1.9 μm 100 x 2.1 mm
Mobile phase: CH3OH/H2O=75/25
Flow rate: 0.2 mL/min
Temperature: 40 ºCSample: 1 = Uracil, 2 = Caffeine, 3 = Phenol, 4 = Butylbenzene
5 = o-Terphenyl, 6 = Amylbenzene, 7 = Triphenylene

6Company W C184Company S
Monodisperse C1857k6=7.7k6=11.5

Retention time/min5

疎水性

立体選択性(Caffeine/Phenol)(Amylbenzene/Butylbenzene)(Triphenylene/o-Terphenyl)

0.43

1.59

1.41

0.37

1.59

1.38

0.45

1.57

1.17

Company W C18

0.35

1.55

1.30

Company S
Monodisperse C18

0.53

1.58

1.16

SunShell C18

64

水素結合性

67Company S
Core Shell C18
Company P
Core Shell C18

ピリジンピーク
3SunShell C18

213Company S
Core Shell C18213Company P
Core Shell C18

213Company W C18

213Company S Monodisperse C18101223Retention time/min

456Column dimension: 100 x 2.1 mm
Mobile phase: CH3OH/H2O=30/70
Flow rate: 0.2 mL/min
Temperature: 40 ºCDetection: UV@250nm
Sample: 1 = Uracil
2 = Pyridine
3 = Phenol

オキシンピーク
N1=19,217
TF1=1.59

N1=5,856
TF1=2.32

2

1

SunShell C182Company S
Core Shell C18

1
2

N1=16
TF1=5.50

1Company P
Core Shell C182

N1=1,052
TF1=3.83

Company W C18
1N1=86
TF1=4.96

Company S Monodisperse C18
1Retention time/min

2Column dimension: 100 x 2.1 mm
Mobile phase: CH3CN/20mM
H3PO4=10/90
Flow rate: 0.2 mL/min
Temperature: 40 ºC
Detection: UV@250nm
Sample: 1 = 8-Quinolinol (Oxine)
2 = Caffeine

ギ酸ピーク213

N1=7,695
TF1=1.43

N1=2,655
TF1=3.16

SunShell C18

32Company S
Core Shell C18

121

N1=6,604
TF1=1.55

13Company P
Core Shell C182

3

N1=8,116
TF1=1.40

Company W C181

N1=7,538
TF1=2.16

0Column dimension: 100 x 2.1 mm
Mobile phase: CH3CN/0.1%
H3PO4=2/98
Flow rate: 0.2 mL/minTemperature: 40 ºC
Detection: UV@210nm
Sample: 1 = Formic acid
2 = Acetic acid
3 = Propionic Acid

123Company S
Monodisperse C18

23Retention time/min

45

アミトリプチリンのピーク
432

N4=21,053
TF4=1.08

124

1332Company S
Core Shell C18

N4=10,157
TF4=3.04

Company P
Core Shell C18

2

112Company W C18

N4=6,374
4
TF4=4.69

Company S
Monodisperse C18

3Retention time/min

CH 3
NHOHCH 3

NHCH3
CH3

N4=14,555
TF4=1.27

Retention time/min23

4

N4=9,371
TF4=4.72

Retention time/minColumn dimension: 100 x 2.1 mm
Mobile phase: CH3CN/20mM Phosphate buffer pH 7.0=60/40
Flow rate: 0.3 mL/min
Temperature: 40 ºCDetection: UV@250nm
Sample: 1 = Uracil, 2 = Propranolol, 3 = Nortriptyline, 4 = Amitriptyline
O4311Retention time/min2

N4=7,059
TF4=4.39

432

N4=18,722
TF4=1.08

N4=6,778
TF4=3.58

4

34

31

1

SunShell C18

N4=7,440
TF4=3.34

N4=21,096
TF4=1.18

3142142NCH3Column dimension: 100 x 2.1 mm
Mobile phase: CH3CN/10mM Ammonium acetate pH 6.8=40/60
Flow rate: 0.3 mL/min
Temperature: 40 ºC
Detection: UV@250nm
Sample: 1 = Uracil, 2 = Propranolol, 3 = Nortriptyline,
4 = Amitriptyline

酸性条件での耐久性100▲

▲

▲

▲

相対保持時間/%8060

Durable test condition
Column size: 50 x 2.1 mm
Mobile phase:
CH3CN/1.0% TFA, pH1=10/90
Flow rate: 0.4 mL/min
Temperature: 80 ºC

SunShell C1840Company S C18Company P C1820Company W C18Company S monodispers C180020406080

通液時間/h100120

Measurement condition
Column size: 50 x 2.1 mm
Mobile phase: CH3CN/H2O=60/40
Flow rate: 0.4 mL/min
Temperature: 40 ºC
Sample: 1 = Uracil
2 = Butylbenzene

アルカリ性条件での耐久性
Durable test condition
Column size: 50 x 2.1 mm
Mobile phase: CH3OH/20mM Sodium
borate/10mM NaOH=30/21/49 (pH10)
Flow rate: 0.4 mL/min
Temperature: 50 ºC

相対理論段数/%

1008060
SunShell C1840Company S C18
Company P C1820

Company W C18
Company S monodisperse C18001,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000

通液量/mL

Measurement condition
Column size: 50 x 2.1 mm
Mobile phase: CH3OH/H2O=70/30
Flow rate: 0.4 mL/min
Temperature: 40 ºC
Sample: 1 = Butylbenzene

まとめ
各カラムの理論段数は大きく異なり，最大2倍の差があり，CompanyWは他に比べ低い理論段数であった。また摩擦熱によると考えられる段数低下はハイブリッドシリカが顕著であった。
金属配位性のオキシンピーク形状はカラム間に大きな差があり，
Company P およびCompany S Monodisperseは100段以下の段数となり，金属不純物の影響が非常に高いことが確認された。
酸性化合物のギ酸ピークはCompany S Core Shellのみひどくテーリングした。
塩基性化合物のアミトリプチリンピークはSunShell とCompany Wがテーリングが少なかったが，他は段数が低くテーリングも大きかった。
耐酸性・耐アルカリ性もカラム間に大きな差が認められた。