27PA-pm297

耐久性を向上させる
エンドキャッピング法の順相カラムへの応用
クロマニックテクノロジーズ○塚本友康 小島瞬 長江徳和
Email: info@chromanik.co.jp
http://chromanik.co.jp

カラム劣化
充填剤の劣化アルカリ

酸
吸着・酸やアルカリによる加水分解
・物質の吸着充填状態の変化衝撃

圧力・衝撃や圧力による充填ベッドの崩れ

段数の低下、ピーク形状の悪化、保持時間の変化

劣化の仕方の違い
酸での劣化

アルカリでの劣化

HO

HO

SiSiOO
Si

Si O
O

Si

SiO
Si

O O Si

Si

O
Si

Si
Si O
O
O O
Si O Si
O OH
O
Si
SiSiO
OOO
O
Si
SiO Si
OSi
SiSi
OO
HO O
OO
SiOO OO OOSiO
SiOSiOOSiSiSiSi O
SiO O
O Si O O OOOSiOOOOOOOO
Si
OOO
Si

OSi

O

酸性下における劣化は
C18の結合部に対する加水分解

C18基やエンドキャプの脱離Si OSiOSiOO O Si

SiSi
Si
Si OOO O
Si O SiO OHOSiSiSiOOOOOSi
SiO Si
OSi
SiSi
OO
HO O
OO
Si
OO O
O O
O
Si
OSi
OSiOO
Si
Si
Si
Si O
Si
O O
O Si O O OOO
SiOOOOOOO
OSi
OO
OSi

OSi

OO

アルカリ性下における劣化はシリカに対する加水分解
シリカの溶解耐アルカリ性を高めるための手段
ハイブリッド基材

コーティング

エンドキャッピングO
H2 OO H2SiSiCOCOC
SiSiCOH2H2O H2O H2 O
SiCCSiOCSiSiC
H2 O
H2OO

溶け難くする

接触を減らすエンドキャッピングをさらに高効率に高い耐アルカリ性カラムの製造可能

弊社の技術サニエスト結合（エンドキャッピング）技術
Hexamethyloctadecyltetrasilane (C18 reagent A)の合成

Final TMS

シリカ表面に結合
HO

トルエン中で還流

SiO
SiSiSiOSi

SiSiOOSiOSiO

Si O SiSi O
O OOOSiOOOOO

Si

Si O OOSiOSiSi

HOOO

SiSiOOO O SiOSiOO OH
OSiOOOSiSiSiO O
OO O
O OOO
Si O
O Si OSiOOSi OO OOSiOSiSiOSiOOOO

Si

シリカへの結合

AとBの混合比率（2:1）（1:1）（1:2）
トルエン中で還流MeMeMe
MeSiClMeMeMe
SiOSiOSiOMeOMeOMeMe
MeSiClOMeSi SiOOMe
SiOOMeOMe
Si OOMe

MeMe

MeSi

Finally endcapping TMS

シリカゲル
5 μm, 340 m2/g

Mixture of reagent A and B
AとCの混合比率（2:1）（1:1）（1:2）

Finally endcapping TMS

トルエン中で還流MeMe
MeSiClMeMe
SiO

MeSiOSiOOMeOMeMeMe
MeSiClMeMe
SiOSiOMeMeSiOOOMe

MeMe Me MeMeSiSiOSiO

Mixture of reagent A and C

Cl

シリカゲル
5 μm, 340 m2/g
Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 201052986

耐アルカリ性評価
試薬比率

炭素含有量

通液時間

カラムの凹み量

段数(相対値)

従来 C18A

15.6%

14 時間

1.3 mm90%

Prototype 501

A:B=2:1

15.8%

34 時間

2.7 mm83%

Prototype 502

A:B=1:1

16.1%

34 時間

2.2 mm90%

Prototype 504

A:B=1:214.7%

34 時間

4.3 mm62%

Prototype 505

A:C=2:1

15.7%

34 時間

3.0 mm85%

Prototype 507

A:C=1:1

16.3%

34 時間

2.0 mm91%

Prototype 508

A:C=1:2

14.9%

20 時間

3.3 mm82%

Prototype 513

A:D=1:1

16.3%

50 時間

1.0 mm92%

アルカリ性移動相の通液
Column dimension: 150 x 4.6 mm
Mobile phase:
CH3OH/50mM Sodium phosphate buffer 10 / 90 (pH11.5)
Flow rate: 1 mL/min，Temperature: 40 ºC

試薬B,Cを使用した方法では限界がある

カラム性能の確認（凹み量）
Mobile phase: CH3CN/H2O=70/30
Flow rate: 1 mL/min
Temperature: 40 ºC
Sample: 1 = Butylbenzene

新たな方法を使用した結果耐久性が向上した

Relative plate of butylbenzene /%pH10.5，60℃での安定性評価
Durable test condition
Column dimension: 50 x 2.1 mm
Mobile phase:
CH3OH/10mM Ammonium
bicarbonate (pH 10.5)=30/70
Flow rate: 0.8 mL/min
Temperature: 60 ºC

1008060

Prototype◆Prototype513 513
Kinetex
EVOHybrid
C18 type■CompanyP C1840▲CompanyA C18Hybrid
PoroShell
C18
HPHtype

2000

5000

10000

15000

20000

25000

Elution volume /mL

30000

35000

Measurement condition
Column dimension: 50 x 2.1 mm
Mobile phase: CH3CN/H2O=60/40
Flow rate: 0.2 mL/min
Temperature: 40 ºC
Sample: 1 = Butylbenzene

他社ハイブリッドタイプのカラムと比較してもそれ以上の耐久性を示した

ギ酸ピークの比較
1TF=1.45

SunArmor C18 (5 µm)
32

1

TF=1.46

32SunShell C18 (2.6 µm)
32Not detect
Not detect
TF=1.86
TF=1.79
TF=3.210

1

11Company A C18 Hybrid type (2.7 µm)
32Company P C18 Hybrid type (5 µm)
32Company T C18 (2.7 µm)
32Company W C18 (2.7 µm)
2

31Company S C18 (2.7 µm)
234Retention time/min

56Mobile 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

塩基性化合物アミトリプチリンの比較
123TF=1.18

TF=1.20

Company A C18 Hybrid type (2.7 µm)
Company P C18 Hybrid type (5 µm)

TF=3.59

Company T C18 (2.7 µm)

TF=2.73
TF=3.12Company W C18 (2.7 µm)

TF=3.24

1234
567Retention time/min

SunArmorC18 (5 μm)

SunShell C18 (2.6 µm)

TF=1.8904

Company S C18 (2.7 µm)
89Mobile phase: Acetonitrile/10mM ammonium acetate pH6.8=(40:60)
Column dimension: 150 x 4.6 mm, Flow rate: 1.0 mL/min, Temp.: 40oCSample: 1=Uracil, 2=Propranolol, 3= Nortriptyline, 4=Amitriptyline

10CH3NCH3Amitriptyline

NH2カラムの耐久性比較
Durable test condition
Column size: 250 x 4.6 mm
Mobile phase: CH3CN/water,=75/25
Flow rate: 1 mL/min
Temperature: 40 ºC
Detection: RI, Sample: Sucrose

100

保持時間/%

9080

SunArmor NH270

Company A NH260
Company B NH250
4030201000100

200300400
通液時間/hour

500600

一般的なアミノプロピルカラムの3倍以上の耐久性を実現

Relative retention time / %SunArmorNH2の耐久性
100

Durable test condition
Column size: 250 x 4.6 mm
Mobile phase: CH3CN/water,=75/25 or 50/50
Flow rate: 1 mL/min
Temperature: 40 ºC
Detection: RI, Sample: Sucrose

800.7575/25

600.550/50

402000100

200300400500600Time / h

移動相中の水の割合が増えても耐久性を維持SunArmorNH2の耐久性2
pH11.2 and pH11.8

100

10090908080

保持時間/%

保持時間/%

60℃

706050

CH3CN/water=75/25 60℃

4070
60
50

10mM ammonium bicarbonate pH11.2
10mM triethylamine pH11.8

40303020201010000100

200

300

400

500

6000100

通液時間/h200300

通液時間/hMeasurement condition
Column size: 250 x 4.6 mm
Mobile phase: CH3CN/water=75/25Flow rate: 1 mL/min, Temperature: 40 ºC
Detection: RI, Sample: Sucrose

耐熱性、耐アルカリ性ともに高い耐久性を実現

400500アプリケーション糖の分離に！

アミノ酸の分離に！

スクロースとパラチノースの分離

分岐鎖アミノ酸の分離

1. L-Leucine

1. Sucrose
2113

2. L-Isoleucine

2. Palatinose

2

3. L-Valine

05101520Retention time/min

Column: SunArmor NH2, 5 µm 250 x 4.6 mm
Mobile phase:
Acetonitrile/50 mM ammonium acetate=75/25
Flow rate: 1.0 mL/min
Temperature: 40 oC
Detection: RI

05Retention time/min

10Column: SunArmor NH2, 5 µm 250 x 4.6 mm
Mobile phase:Acetonitrile:10mM ammonium acetate=70:30
Flow rate: 1.0 mL/min
Temperature: 40 oC
Detection: RI

まとめ• 他社ハイブリッドタイプとの比較から、エンドキャッピングのみでも十分な耐久性を示した• 作成したカラムでは酸性、塩基性物質共に良好なピーク形状が得られた。
• エンドキャッピング技術を応用することでアルカリ性条件下での耐久性を向上させることが可能であった。
• 順相カラムに耐アルカリ性エンドキャッピング技術を応用することで、耐久性を改善することが可能であった。