9月2日(水) 11:50～12:15
A-2室～6種類のコアシェル型C18 クロマニックテクノロジーズ
カラムの酸性・塩基性・中性
長江徳和 塚本友康
化合物の保持・ピーク形状比 Email: info@chromanik.co.jp
較および耐久性を紹介する～
http://chromanik.co.jp

コアシェル型シリカの歴史
1967・1968年に基本特許は出願されている。

(1) J.J. Kirkland, F.A. Truszkowski, C.H. Dilks, and G.S. Engel, J.
Chromatogr., A 890, 3–13 (2000).
(2) J.J. Kirkland, T.J. Langlois, and J.J. DeStefano, Am. Lab. 39, 18–
21 (2007).

2007年に微小粒子の製造法の特許が出願された。

二種類のコアシェル構造のシリカ粒子

モノレイヤー（単層）多孔質構造

マルチレイヤー（多層）多孔質層構造

市販されているコアシェルカラム
Accucore C18 (T)Aeris PEPTIDE XB-C18
Ascentis Express C18 (S)BIOShellBrownlee SPP C18
BlueShell C18
Capcell Core C18
CORTECS C18 (W)COSMOCORE C18
HALO C18

Kinetex C18 (P)Meteoric Core C18
NUCLEOSHELL C18
PoroShell C18 EC (A)Raptor ARC18
ReproShell C18
SpeedCore C18
SunShell C18
Ultra Core C18
Coresep 100

標準試料の分離比較
Column:Company P C18, 2.6 μm 150 x 4.6 mm (26.1 Mpa, 30,800 plate )Company P C18
264
Company T C18, 2.6 μm 150 x 4.6 mm (22.7 Mpa, 31,600 plate)
26.1 MPa
311Company W C18, 2.7 μm 150 x 4.6 mm (18.5 Mpa, 23,300 plate)
27Company A C18, 2.7 μm 150 x 4.6 mm (30.6 Mpa, 30,200 plate)
51k6=7.4
Company
TC18
Company S C18, 2.7 μm 150 x 4.6 mm (22.2 Mpa, 31,800 plate)
N6=31,600
6
3
422.7 MPa
SunShell C18, 2.6 μm 150 x 4.6 mm (21.8 Mpa, 31,900 plate)
Mobile phase: CH3OH/H2O=75/25
7
1 2 k6=7.75
Company W C18 Flow rate: 1.0 mL/min
N6=23,300 46
318.5 MPa
Temperature: 40 ºCSample: 1 = Uracil, 2 = Caffeine, 3 = Phenol, 4 = Butylbenzene
721k6=9.0
55 = o-Terphenyl, 6 = Amylbenzene, 7 = Triphenylene
Company A C18
N6=30,200
7k6=5.4
5N6=30,800

3024676

SunShell C18
21.8 MPa 4430.6 MPa

52 k6=9.7
1 3 N6=31,800
23164856(Caffeine/Phenol)

71820

2224

疎水性

立体選択性(Amylbenzene/Butylbenzen (Triphenylene/o-Terphenyl)
e)

0.48

1.54

1.20

0.35

1.56

1.50

Company W C18

0.38

1.59

1.32

Company A C180.421.57

1.25

Company S C18

0.441.60

1.31

SunShell C18

0.391.60

1.46

Company S C18 Company P C18
22.2 MPa
Company T C18

k6=10.4
N6=31,90010121416Retention time/min

水素結合性ピリジンピークの比較
321Company P C18

Column:Company P C18, 2.6 mm 150 x 4.6 mm
Company T C18, 2.6 mm 150 x 4.6 mm
Company W C18, 2.7 mm 150 x 4.6 mm
Company A C18, 2.7 mm 150 x 4.6 mm
Company S C18, 2.7 mm 150 x 4.6 mm
SunShell C18, 2.6 mm 150 x 4.6 mm
Mobile phase: CH3OH/H2O=30/70
Flow rate: 1.0 mL/minTemperature: 40 ºC
Detection: UV@250nm
Sample: 1 = Uracil
2 = Pyridine
3 = Phenol

3Company T C18

213Company W C18

2132Company A C18

132Company S C18

123SunShell C18

1012345Retention time/min

678910111213

金属配位性化合物オキシンの比較
12TF=1.24

Company P C18
2Company T C18

1 TF=3.94
2

1

TF=1.56

Company W C182

1TF=2.07

Company A C18
21Company S C18

TF=2.04
10122TF=1.21

34Retention time/min

5Column:Company P C18, 2.6 mm 150 x 4.6 mmCompany T C18, 2.6 mm 150 x 4.6 mm
Company W C18, 2.7 mm 150 x 4.6 mm
Company A C18, 2.7 mm 150 x 4.6 mm
Company S C18, 2.7 mm 150 x 4.6 mm
SunShell C18, 2.6 mm 150 x 4.6 mm
Mobile phase: CH3CN/20mM H3PO4=10/90
Flow rate: 1.0 mL/min
Temperature: 40 ºC
Detection: UV@250nm
Sample: 1 = 8-Quinolinol (Oxine)
2 = Caffeine

SunShell C18
678910ギ酸ピークの比較
1

TF=1.47

TF=1.86

Company P C18

TF=1.45

TF=1.46011321Company T C18
32

TF=1.79 1

TF=3.213212Company W C18

Company A C18

332Company S C18

132SunShell C18
23Retention time/min

456Column:
Company P C18, 2.6 mm 150 x 4.6 mm
Company T C18, 2.6 mm 150 x 4.6 mm
Company W C18, 2.7 mm 150 x 4.6 mm
Company A C18, 2.7 mm 150 x 4.6 mm
Company S C18, 2.7 mm 150 x 4.6 mm
SunShell C18, 2.6 mm 150 x 4.6 mm
Mobile phase: CH3CN/0.1% H3PO4=2/98
Flow rate: 1.0 mL/min
Temperature: 40 ºC
Detection: UV@210nm
Sample: 1 = Formic acid
2 = Acetic acid
3 = Propionic Acid標準試料の分離比較のまとめ
カラム圧
Pressurea

保持指数
Retentionb

理論段数
PlateC

ピリジン
Pyridine

オキシンOxine

ギ酸
Formic acidPointSunShell C18○21.810.4◎31,900◎◎◎14Company S C18○22.29.7◎31,800△△×7Company A C18×30.6

9.0◎30,200◎△◎

10Company W C18◎18.5

7.7×23,300×○△6Company T C18○22.77.4◎31,600××△6Company P C18△26.15.4◎30,800×◎◎10a. Mobile phase; methanol:water=75:25, 40 oC, 1mL/min, 150 x 4.6mm
b. Retention factor of amylbenzenec. Theoretical plate of amylbenzene◎: 3 point, ○: 2 point, △: 1 point, ×: 0 point他社コアシェル粒子の粒度分布
Coulter counter

Volume (%)

D90/D10=1.12

Particle size (mm)

粒度分布12SunSehll C18 (2.54 μm)aa
Ascentic Express C18 (2.52 μm)aAccucore C18 (2.53 μm)aKinetex C18 (2.34 μm)
a
PoroShell C18 (2.34 μm)
Cortecs C18 (2.77 μm) a

Number/%108642012
a. 中位径4Particle diameter/μm*C18充填剤を600℃で8時間焼成し，アルキル基を焼き飛ばした後のコアシェル粒子をBeckman Coulter Multisizer 3 で測定しました。この測定値はオリジナルのコアシェル粒子の値とは異なります。

8物性値
炭素含有量Carbonloading (%)

細孔容積
比表面積
Specific surface Pore volume aarea a (m2/g)
(mL)

細孔径
Pore diameter a(nm)SunShell C18

7.3 (7)b

125 (150)b

0.261

8.34 (9)bCompany S C18

8.0133 (150)b

0.278

8.20 (9)bCompany A C18

8.5 (8)b

135 (130)b0.414

12.3 (12)bCompany T C18

8.8 (9)b130 (130)b

0.273

8.39 (8)bCompany W C18

7.3 (6.6)b

113

0.264

9.32

Company P C18

4.9(12 effective)b102(200 effective)b0.237

9.25 (10)ba. C18充填剤を600℃で8時間焼成し，アルキル基を焼き飛ばした後のコアシェル粒子を測定しました。この測定値はオリジナルのコアシェル粒子の値より小さくなります。
b. カタログに記載されている値*全ての測定はクロマニックテクノロジーズ社内で行いました。

アミトリプチリンの負荷量比較 I
Mobile phase: Acetonitrile/20mM phosphate buffer pH7.0=(60:40)
Column dimension: 150 x 4.6 mm, Flow rate: 1.0 mL/min, Temp.: 40oC

CH3N
CH3

316000

1TF=1.18

24SunShell C18(core shell)

14000

Theoretical plate

10000
8000
6000

100 times

SunShell C18
Company A C18
Sunniest C18 3um
Company P C18
Company T C18
Compnay W C18
Company S C18

TF=2.43

TF=3.21

2000

T C18(core shell)
W C18(core shell)

TF=3.170.01

Sunniest
C18 3μm(fully porous)
P C18(core shell)

TF=1.25

400000.001

A C18(core shell)

TF=1.42

12000

0.1

110Sample weight/μg0

理論段数はピークの高さの4.4%のピーク幅を用いる5シグマ法を用いました。

S C18(core shell)

TF=4.384.4%

1235674Retention time/min

8910

Sample: 1=Uracil, 2=Propranolol,
3= Nortriptyline, 4=Amitriptylineアミトリプチリンの負荷量比較 I
Mobile phase: Acetonitrile/20mM phosphate buffer pH7.0=(60:40)
Column dimension: 150 x 4.6 mm, Flow rate: 1.0 mL/min, Temp.: 40oC
16000
14000

Theoretical plate

12000
10000
8000
6000

100 times

SunShell C18
Company A C18
Sunniest C18 3um
Company P C18
Company T C18
Compnay W C18
Company S C18

4000
2000
00.001

0.01

0.1

110

理論段数はピークの高さの4.4%のピーク幅を用いる5シグマ法を用いました。

4.4%

Sample weight/μg
Sample: 1=Uracil, 2=Propranolol,
3= Nortriptyline, 4=Amitriptylineアミトリプチリンの負荷量比較 II
Mobile phase: Acetonitrile/10mM ammonium acetate pH6.8=(40:60)
Column dimension: 150 x 4.6 mm, Flow rate: 1.0 mL/min, Temp.: 40oC
14000
41

Theoretical plate

12000
10000
8000
6000

Sunshell C18
Company A C18
Company P C183230 times

TF=1.20

SunShell C18(core shell)

TF=1.89

A C18(core shell)

Company T C18
Company W C18
Company S C18

4000

P C18(core shell)

TF=2.73

T C18(core shell)
W C18(core shell)

TF=3.122000
00.001

TF=2.61

S C18(core shell)

TF=3.24

0.01

0.1

110

Sample weight/μg
理論段数はピークの高さの4.4%のピーク幅を用いる5シグマ法を用いました。

012

34

56

78

910

Retention time/min

4.4%

Sample: 1=Uracil, 2=Propranolol,
3= Nortriptyline, 4=Amitriptylineアミトリプチリンの負荷量比較 III
Mobile phase: Acetonitrile/0.1% formic acid=(30:70)
Column dimension: 150 x 4.6 mm, Flow rate: 1.0 mL/min, Temp.: 40oC
4.5

USP tailing factor

43.5
32.5

Company S C18

USP tailing factor

Company T C18

3.6

Company P C18
Company A C18

2.9

Company W C18
SunShell C18

2.47 times

1.8

21.3

1.5
10.00140.01

0.15 min

61Sample weight/μg
アセトニトリル/0.1%ギ酸移動相を用いるような，酸性でイオン強度の低い条件ではアミトリプチリンの負荷量は極端に低くなり，過負荷量では上図のようにテーリングを示すようになります。

酸性条件での耐久性Relative retention/%

100▲▲

▲

▲

8060

SunShell C18Company S C18Company W C18Company T C18Company P C18Company A C18402000204060Time/h

80100120(加速試験）
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
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

加速試験としてpH1で80℃の条件を用いました。疎水性試料のブチルベンゼンの保持が90％に減少することは，酸によりアルキル基が10％脱離することを意味しています。この10％のアルキル基の脱離でカラム劣化を判断しますとSunShell C18は他社のC18に比べ，2倍から10倍の耐久性を示しました。

Relative plate of butylbenzene/%

アルカリ性条件での耐久性
100
80
SunShell C1860

Company S C18
Company P C1840

Company T C18
Company A C18

2000

1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000

Elution volume/mL

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
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

有機溶媒の濃度が30％と比較的低く，pH 10で50℃のアルカリ性条件での耐久性を比較しました。アルカリ性条件下ではシリカが溶け出すため，カラムの入口側がへこみ，段数が低下します。SunShell C18は他社
C18の5倍から10倍の耐久性を示しました。

耐久性のまとめ酸性条件

pH 1 アルカリ性◎◎

1.5 - 10Company S C18○(1/2)○(1/5)

2-9

Company W C18△(1/5)

not tested

2-8Company A C18△(1/10)△(1/10)2-9Company T C18△(1/10)△(1/10)1 - 11Company P C18△(1/10)△(1/10)

1.5 - 10

SunShell C18

pH 10

カタログに記載のpH 範囲まとめ
コアシェルC18カラムも従来の全多孔性C18カラムと同様にメーカー間，ブランド間に保持やピーク形状に大きな差がある。
カタログ値はあくまでも参考値であり，実際の測定値と大きくずれる場合がある。特に炭素含有量，比表面積や，使用pH範囲は要注意である。
カラム圧は粒子径に依存し，カラム圧の高い充填剤は測定された粒子径も小さい値であった。
SunShell C18は保持が大きく，酸性/塩基性・金属配位性化合物のピーク形状も良く，最も高い耐久性を示した。

SunShell C18 5 μm
通常仕様とセミミクロ仕様のHPLCの比較

Flow cell

Response Sampling Tubing ID

Normal 13 μL

0.1 sec

0.4 sec

0.25 mm

Semi-micro 3.2 μL 0.1 sec

0.4 sec

0.13 mm

Semi-micro 3.2 μL 0.05 sec

0.05 sec

0.13 mm

45000
40000

理論段数35000Toluene

Acenaphthene
Butylbenzene

30000
25000
20000

Semi-micro 0.05 sec
Semi-micro 0.1 sec
Normal 0.1 sec

15000
10000

Uracil5000005

ピーク幅/秒

1015Column: SunShell C18, 5 mm 250 x 4.6 mm
Mobile phase: CH3CN/H2O= 70/30
Flow rate: 1.0 mL/min,
Temperature: 40 ºC
Pressure: 6.7 MPa
Detection: UV@250 nm
Sample: 1 = Uracil
2 = Toluene
3 = Acenaphthene
4 = Butylbenzene
HPLC: Hitachi LaChrom ELITE

HPLC UHPLC Column
Core Shell Particle

SunShell C18 5 μm, 4.6x250mm
移動相：アセトニトリル/水=7/3
流速：1.0mL/min
カラム圧： 6.7 MPa
理論段数：40,000段以上５μｍのカラム圧で3μｍの性能を発揮！
全多孔性C18と同等な価格！ 是非お試しください！！
3.0内径(mm)SunShell C18, 5 μm

4.6

長さ(mm)

型 番価 格

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150

CB3371¥84,000¥42,000

CB3471¥84,000¥42,000250

CB3381 ¥110,000¥55,000

CB3481 ¥110,000¥55,000

株式会社 クロマニックテクノロジーズ

型番EB788SEB7881
EB7481
EB888S
EB8881
EB8481

カラム
Sunniest C18, 7 μm
20 x 250 mm and 4.6 x 250 mmセット
Sunniest C18, 7 μm 20 x 250 mm
Sunniest C18, 7 μm 4.6 x 250 mm
Sunniest C18, 10 μm
20 x 250 mm and 4.6 x 250 mmセット
Sunniest C18,10 μm 20 x 250 mm
Sunniest C18, 10 μm 4.6 x 250 mm

ChromaNik Technologies Inc.

価格

キャンペーン価格¥301,500¥150,750¥280,000¥55,000¥140,000------¥261,000¥130,500¥240,000¥50,000¥120,000------

新製品

ハイブリッドタイプ他社カラムと同等な耐アルカリ性
アルカリ性移動相通液条件
カラムサイズ: 50 x 2.1 mm
移動相: メタノール/10 mM 重炭酸アンモニウム(pH 10.5, アンモニア水で調整) = 30/70
流速: 0.8 mL/min
カラム温度: 60 ºC

100

相対理論段数/%

8060

SunArmor C1840

A社ハイブリッドC1820

B社ハイブリッドC180010,000

20,000通液量/mL30,000

理論段数測定条件
カラムサイズ: 50 x 2.1 mm
移動相: アセトニトリル/水 = 60/40
流速: 0.2 mL/min
カラム温度: 40 ºC
試料: ブチルベンゼン

塩基性化合物（アミトリプチリン）の比較
アセトニトリル/酢酸アンモニウム緩衝液(B)を用いたア
ミトリプチリン(4)ピークの比較
1432SunArmor
C18, 5 μm

tR=8.41 min
TF＝1.10Sunniest
C18, 5 μm

tR=8.22 min
TF＝1.12

A社ハイブリッド
C18, 5 μm

tR=6.23 min
TF＝3.59

測定条件（アミトリプチリン）
カラサイズ: 150 x 4.6 mm
移動相:A)アセトニトリル/20 mM リン酸緩衝液
pH 7 = 60/40B)アセトニトリル/ 10 mM 酢酸アンモニ
ウム pH 6.8 = 40/60
流速: 1.0 mL/min
カラム温度: 40 ºC
試料：
1 = ウラシル
2 = プロプラノロール
CH3ONH

CH3OH

B社ハイブリッド
C18, 2.7 μm

tR=5.71 min
TF＝1.45＜tR：リテンションタイム，TF：テーリングファクター＞

3 = ノルトリプチリン
4 = アミトリプチリン

NHCH3CH3N

CH3*A社ハイブリッドC18カラムは段数が低く，テーリングしており，残存シラノール基の影響が強く出ています。

ギ酸ピークの比較
酸性化合物としてのギ酸(1)ピークの比較
tR=1.96 min
TF=1.49

213SunArmor C18, 5 μmtR=2.02 min1
TF=1.29

SunArmor
RP-AQUA, 5 μm
A社ハイブリッド
C18, 5 μmtR=1.70 min
TF=3.48

測定条件（ギ酸）
カラサイズ: 150 x 4.6 mm
移動相: アセトニトリル/0.1% リン酸 = 2/98流速: 1.0 mL/min
カラム温度: 40 ºC
試料：
1 = ギ酸2 = 酢酸3 = プロピオン酸

1tR=1.65min
TF=5.24

B社ハイブリッド
C18, 2.7 μm
1＜tR：リテンションタイム，TF：テーリングファクター＞*官能基としてジメチルアミノ基などを持つシリル化試薬を用いると，副生成物としてのアミンが充填剤に残ります。このアミンはギ酸を強く吸着し，テーリングの原因になります。 A社やB 社のようにギ酸がテーリングする場
合は，アミンが充填剤に残存してる可能性が高いです。