日本薬学会第136年会 新技術･新製品セミナー

知ってびっくり！6社コアシェル
C18 カラムの性能差○長江 徳和，塚本 友康（クロマニックテクノロジーズ）

Email: info@chromanik.co.jp
ChromaNik Technologies Inc.

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。
2

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 )2364
Company T C18, 2.6 μm 150 x 4.6 mm (22.7 Mpa, 31,600 plate)
11Company W C18, 2.7 μm 150 x 4.6 mm (18.5 Mpa, 23,300 plate)
752Company
TC18
1k6=7.4
Company A C18, 2.7 μm 150 x 4.6 mm (30.6 Mpa, 30,200 plate)6
3 N6=31,600 4
22.7 MPa
Company S C18, 2.7 μm 150 x 4.6 mm (22.2 Mpa, 31,800 plate)
SunShell C18, 2.6 μm 150 x 4.6 mm (21.8 Mpa, 31,900 plate)
57 Company W C18
1 2 k6=7.7
46
Company A C18 Hybrid, 2.7 μm 150 x 4.6 mm (24.5 Mpa, 30,200 plate)
3 N6=23,300
18.5 MPa
SunShell C18, 5 μm 150 x 4.6 mm (21.8 Mpa, 31,900 plate)Company P C18 Hybrid, 5 μm 150 x 4.6 mm (26.1 Mpa, 30,800 plate )7 Company A C18
5
1 2 k6=9.0
Mobile phase: CH3OH/H2O=75/25
6754
3 N6=30,200
30.6 MPa
Flow rate: 1.0 mL/min
57 Company S C18 Temperature: 40 ºC
2 3 k6=9.7
461Sample: 1 = Uracil, 2 = Caffeine, 3 = Phenol, 4 = Butylbenzene
N6=31,800
22.2 MPa
5 = o-Terphenyl, 6 = Amylbenzene, 7 = Triphenylene
72 3 SunShell C18
k6=10.4516 N6=31,900
4k6=5.4
N6=30,800

57Company P C1826.1 MPa

21.8 MPa

12312312302k6=6.8
4
N6=28,800

水素結合性

57 Company A C18 HybridCompany P C18
Company T C18
7Company W C18
5SunShell C18 5 μm
k6=9.36Company A C18
N6=20,000 48.0 MPa
Company S C18
6,7SunShell C18
Company P C18 Hybrid 5 μm
k6=4.64 5
N6=15,000 9.3 MPa
Company A C18 Hybrid
SunShell C18 5 μm
4681012141618202224
Company P C18 Hybrid 5 μm
Retention time/min

624.5 MPa

(Caffeine/Phenol)

0.48
0.35
0.38
0.42
0.44
0.39
0.42
0.420.40

疎水性

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

1.54
1.56
1.59
1.57
1.60
1.60
1.58
1.59
1.45

1.20
1.50
1.32
1.25
1.31
1.46
1.19
1.35
1.02

ピリジンピークの比較
321

Company P C18
Column:Company P C18, 2.6 mm 150 x 4.6 mm
Company T C18
Company T C18, 2.6 mm 150 x 4.6 mm
Company W C18, 2.7 mm 150 x 4.6 mm
Company W C18
Company A C18, 2.7 mm 150 x 4.6 mm
3Company S C18, 2.7 mm 150 x 4.6 mm
Company A C18
SunShell C18, 2.6 mm 150 x 4.6 mm
Company A C18 Hybrid, 2.7 μm 150 x 4.6 mm
3Company P C18 Hybrid, 5 μm 150 x 4.6 mm
Company S C18
Mobile phase: CH3OH/H2O=30/70
Flow rate: 1.0 mL/min
3Temperature: 40 ºC
SunShell C18
Detection: UV@250nm
Sample: 1 = Uracil
2 = Pyridine
Company A C18 Hybrid
3 = Phenol

321321212121321101322Company P C18 Hybrid 5 μm
345Retention time/min678910111213金属配位性化合物オキシンの比較
12TF=1.24Column:
Company P C18, 2.6 mm 150 x 4.6 mm
2Company T C18, 2.6 mm 150 x 4.6 mm
Company T C18
Company W C18, 2.7 mm 150 x 4.6 mm
2Company A C18, 2.7 mm 150 x 4.6 mm
Company W C18
Company S C18, 2.7 mm 150 x 4.6 mm
2SunShell C18, 2.6 mm 150 x 4.6 mm
Company A C18 Company A C18 Hybrid, 2.7 μm 150 x 4.6 mm
Company P C18 Hybrid, 5 μm 150 x 4.6 mm
2Mobile phase: CH3CN/20mM H3PO4=10/90
Company S C18
Flow rate: 1.0 mL/min2Temperature: 40 ºC
SunShell C18
Detection: UV@250nm
Sample: 1 = 8-Quinolinol (Oxine)
2
2 = Caffeine

Company P C18

1 TF=3.94
1

TF=1.56
1

TF=2.07

1
TF=2.04
1
TF=1.21
110

1

TF=1.31

Company A C18 Hybrid2
TF=1.292Company P C18 Hybrid 5 μm
34Retention time/min

56

7

8

910

ギ酸ピークの比較
2

1

3

TF=1.47

1

TF=1.86

TF=1.79

Company P C18

TF=3.21
TF=1.46

Company T C18

233Company S C18

132SunShell C18
32321Company A C18

2

TF=5.24
10Company W C1811TF=3.48

321

TF=1.4532Company A C18 HybridCompany P C18 Hybrid 5 μm

123Retention time/minColumn:
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
Company A C18 Hybrid, 2.7 μm 150 x 4.6 mm
Company P C18 Hybrid, 5 μm 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 Acid456

標準試料の分離比較のまとめ
カラム圧

保持指数

理論段数

ピリジン

オキシン

ギ酸

Pressurea

Retentionb

PlateC

Pyridine

Oxine

Formicacid

SunShell C18

○21.8

10.4

◎31,900◎◎◎

14Company S C18

○22.2

9.7

◎31,800△△×7

Company A C18×30.6

9.0◎30,200◎△◎

10Company W C18◎18.5

7.7×23,300×○△6

Company T C18

○22.7

7.4

◎31,600××△6Company P C18

△26.1

5.4

◎30,800×◎◎10Pointa. 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粒度分布
12SunSehll C18 (2.54 μm)aa
Ascentic Express C18 (2.52 μm)
Accucore C18 (2.53 μm) aa
Kinetex C18 (2.34 μm)
PoroShell C18 (2.34 μm)aa
Cortecs C18 (2.77 μm)

Number/%108642012Particle diameter/μm

4a. 中位径*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 (%)

比表面積Specificsurface area a(m2/g)

細孔容積Pore volume a(mL)

細孔径
Pore diameter a(nm)SunShell C18

7.3 (7)b125 (150)b

0.261

8.34 (9)bCompany S C18

8.0133 (150)b0.278

8.20 (9)bCompany A C18

8.5 (8)b135 (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

9.32Company P C18

4.9(12 effective)b0.237

9.25 (10)b102(200 effective)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。
9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
CH3316000

14

TF=1.18

2SunShell C18(core shell)

14000
TF=1.42

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 C18TF=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

4000

00.001A C18(core shell)

0.1

110Sample weight/mg0

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=4.38

1234

567Retention time/min

89

Sample: 1=Uracil, 2=Propranolol,
3= Nortriptyline, 4=Amitriptyline

1010アミトリプチリンの負荷量比較 IMobile 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
00.0010.01

0.1

110Sample weight/mg
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。

Sample: 1=Uracil, 2=Propranolol,
3= Nortriptyline, 4=Amitriptyline11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.: 40oC14000

41

Theoretical plate

12000
10000
8000
6000

Sunshell C18
Company A C18
Company P C18
Company T C18
Company W C18
Company S C18

3

TF=1.20

2

TF=1.89

30 times

A C18(core shell)
P C18(core shell)

TF=2.61

T C18(core shell)

TF=2.73

4000

W C18(core shell)

TF=3.122000
00.001SunShell C18(core shell)

S C18(core shell)

TF=3.24

0.01

0.1

1

Sample weight/mg

100

1

2

3

4

5

6

7

8

910

Retention time/min

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。

Sample: 1=Uracil, 2=Propranolol,
3= Nortriptyline, 4=Amitriptylineアミトリプチリンの負荷量比較
IIIMobile 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
Company S C18

USP tailing factor

43.5

USP tailing factor

Company T C18

3.6

Company P C18
Company A C18

32.9

Company W C18

2.4

SunShell C18
2.5

7 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 C18
Company S C18
Company W C18
Company T C18
Company P C18
Company 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。

14

Relative plate of butylbenzene/%

アルカリ性条件での耐久性
1008060

SunShell C18
Company D C18

40

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

Company A C18
Company B C1820

Company C C18001,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000

Elution volume/mL

Measurement condition
Column size: 50 x 2.1 mmMobile 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。

15

SunShell C18カラムを用いたアルカリ性条件(pH 9.5)での連続分析
34

122700th
2500th2000th
1500th1000th500th
1stRetention time / min

Column: SunShell C18, 2.6 μm 50 x 2.1 mm
Mobile phase: A) 10 mM Ammonium bicarbonate pH 9.5B) Acetonitrile
Gradient program: Time (min) 0 1 3 3.1 5%B3090903030

Flow rate: 0.5 mL/min
Temperature: 40 oC
Detection: UV@250nm
Sample: 1=Uracil, 2=Propranolol, 3= Nortriptyline, 4=Amitriptyline

pH 9.5 のアルカリ性条件下でも2500回以上の分析が可能です。

耐久性のまとめ酸性条件 pH 1

アルカリ性 pH 10

カタログに記載のpH 範囲

SunShell C18◎◎

1.5 - 10Company W C18△

not tested

2-8Company S C18○○2-9Company A C18△

△2-9Company T C18△△

1 - 11Company P C18△△

1.5 - 1017

まとめ1) 同じコアシェルC18でも，保持係数（ｋ）は大きく異なり，最大2倍の差が確認された。
2) 用いられたカラムは粒子径2.6 μmまたは2.7 μmであったが，カラム圧は大きく異なり，最大で1.65倍の差があった。これはカラムに充填されている充填剤の粒子径測定の結果，実際に粒子径が大きく異なる事が原因であった。
3) 塩基性・酸性・金属配位性化合物のピーク形状に差が認められた。
4) カラムの耐久性は，塩基性化合物のピーク形状の良い，エンドキャッピングの優れたカラムが優れていた。
5) SunShell C18カラムは保持が大きく，ピーク形状が優れており，更に耐久性が高いことが示された。

UHPLC カラム

待望のSunShell C18 2 μm
0.4 μm
1.2 μm
2 μm

なんと！ 307,000 N/m
SunShell C18, 2 μm 2.1 x 150 mm

Pore size: 9 nm
Surface area: 120 m2/g
Carbon loading: 6.5% (C18)324

N4=46,100

10123Core

Mobile phase: Acetonitrile/water=70/30
Flow rate: 0.4 mL/min
Pressure: 64 MPa
Temperature: 25 oC

Sample: 1 = Uracil
2 = Ethylbenzoate
456
3 = Acenaphthene
Retention time / min
4 = Butylbenzene

クロマニックテクノロジーズ

HPLC column

サンアーマーSunArmor C18

使用pH範囲：pH 2〜pH 12

ChromaNik Technologies Inc.

メタルフリーカラム
Biocompatible column

仕様
材 質 ： 内側（接液部分）はPEEK， 外側はステンレス対応可能な粒子径 ： 2 μm, 3 μm, 5 μm
対応可能な充填剤 ： SunShell, Sunniest, SumArmor, Sunriseシリーズ
カラムサイズ ： 4.6 x 150 mm, 4.6 x 250mm, 2.1 x 150 mm
型番はそれぞれのカラム型番最後の文字の1の代わりにMと表示