29P2-pm014
2.6umコアシェル粒子を用いたアルキル基・フェニル基およびペンタフルオロフェニル基固定相の選択性の評価
Selectivity of stationary phases with alkyl, phenyl and pentafluorophenylgroups on a core shell particle

クロマニック テクノロジーズ
長江 徳和、塚本 友康
Norikazu Nagae, Tomoyasu Tsukamoto
Email: info@chromanik.co.jp
http://chromanik.co.jp

1シェルコア型シリカの歴史
1967年：
コアシェルの基本特許(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).

2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

3

SunShellシリカのコアシェル構造の概略図
0.5 mm

0.5 mm

2.6 mm

2.6 mmコアコア1.6 mm

多孔性シリカ部

多孔性シリカ部
モノレイヤー（単層）多孔質構造
粒子径：2.6 mm，コア径：1.6 mm，多孔質層の厚さ：0.5 mm
細孔容積：0.30 mL/g，比表面積：150 m2/g，細孔径：9 nm
多孔性シリカの体積の割合：77%4

コアシェル型充填剤SunShell
コアシェルシリカ
粒子径 細孔径 比表面積 炭素含有量(nm)(m2/g)(%)(mm)
SunShell
C18
SunShell
C8
SunShell
PFP
SunShell
PhE
SunShell
RP-Aqua
SunShell
C18-WP

結合相
結合相2.691507C182.69150

4.5C82.69150

4.5Pentafluorophenyl

2.691504Phenylethyl2.616904C282.61690

5C18

使用最高圧
60 MPa or
8,570 psi
60 MPa or
8,570 psi
60 MPa or
8,570 psi
60 MPa or
8,570 psi
60 MPa or
8,570 psi
60 MPa or
8,570 psi

使用pH
範囲
1.5 - 10
1.5 - 92-82-82 – 8a)
1.5 - 10a) SunShell RP-Aquaカラムは水移動相で使用できるため、有機溶媒を含まない緩衝液での使用pH範囲を示す。

5

選択性の評価クロマトグラム
1 243123

12,3SunShell PhE (phenyethyl)

SunShell PFP

62457SunShell C86Column dimension: 150 x 4.6 mm
Mobile phase: CH3OH/H2O=75/25
Flow rate: 1.0 mL/min
Temperature: 40 ºCSample: 1 = Uracil, 2 = Caffeine,
3 = Phenol, 4 = Butylbenzene
5 = o-Terphenyl, 6 = Amylbenzene,
7 = Triphenylene
7230SunShell RP-AQUA（C28)731765654

1SunShell C18-WP (16nm)

672,34

154

7525SunShell C18
46841061214Retention time/min

1618202224

6選択性の比較

C18-WPRP-AQUA(C28)
PhenylPFPC8C18

水素結合性

疎水性

立体選択性

Hydrogen bonding(Caffeine/Phenol)

Hydrophobicity(Amylbenzene/Butylbenzene)

Steric selectivity(Triphenylene/oTerphenyl)

0.40
0.52
1.00
1.00
0.32
0.39

1.55
1.52
1.38
1.31
1.46
1.60

1.35
1.30
0.93
2.38
1.08
1.46

Column dimension: 150 x 4.6 mm,
Mobile phase: CH3OH/H2O=75/25
Flow rate: 1.0 mL/min,
Temperature: 40 ºC
Sample: 1 = Uracil, 2 = Caffeine, 3 = Phenol, 4 = Butylbenzene, 5 = o-Terphenyl,
6 = Amylbenzene, 7 = Triphenylene7オキシンとカフェインの保持比較21SunShell C18-WP (16nm)Column dimension: 150 x 4.6 mm

Mobile phase: CH3CN/20mM H3PO4=10/90
2Flow rate: 1.0 mL/min
SunShell RP-Aqua Temperature: 40 ºCDetection: UV@250nm
Sample: 1 = 8-Quinolinol (Oxine)
22 = Caffeine
SunShell PhE (phenyethyl)1121SunShell PFP
21SunShell C821012SunShell C18

34Retention time/min

56789108

C18とC28によるペプチドの分離
C18

C28Column: C18； SunShell C18-WP, 2.6 mm (16 nm) 150 x 4.6 mm,
C28; SunShell RP-Aqua, 2.6 mm (16 nm) 150 x 4.6 mm
Mobile phase: A) 0.1% TFA in Acetonitrile/water(10:90)
B) 0.1 % TFA in Acetonitrile
Gradient program: %B 0% – 100% in 35 min
Flow rate: 1.0 mL/min , Temperature: 25 ºC, Detection: UV@210 nm,
Sample: Tryptic digest of myoglobin

9C18とC28によるタンパク質の分離
2421C18

341344

C28

Column: C18; SunShell C18-WP, 2.6 mm 150 x 4.6 mm
C28; SunShell RP-Aqua, 2.6 mm 150 x 4.6 mm
Mobile phase: A) 0.1% TFA in Acetonitrile/water(10:90)
B) 0.1 % TFA in Acetonitrile
Gradient program: %B 0% – 100% in 35 min
Flow rate: 1.0 mL/min
Temperature: 25 ºC
Detection: UV@210 nm
Sample:1 = Cytochrome C, 2 = Lysozyme, 3 = Myoglobin, 4 - Ovalbumin

10C18とPFPによるキサンチン類の分離比較
3SunShell
1C18

Water
241

SunShell
PFP
SunShell
PFP
SunShell
PFP
0132Water

412

12343243420mM
phosphatebuffer pH750mM
phosphatebuffer pH7

SunShell C18, PFP 2.6 mm 150 x 2.1 mm
Mobile phase: CH3OH/water or buffer=30/70
Flow rate: 0.3 mL/minTemperature: 25 ºC
Detection: UV@250nm
Sample: 1 = Theobromine
2 = Theophyline
3 = Caffeine
4 = Phenol

PFPはC18に比べ極性の高いカフェインを強く保持します。また塩濃度の調節で分離を変えることができます

5Retention time/min

11

C18とPFPによる塩基性化合物の保持比較
2,3,4SunShell C18

Column: C18; SunShell C18, PFP, 2.6mm 150 x 4.6 mm
Mobile phase: CH3CN/１0mM Phosphate buffer pH7.0 = ８0/２0
Flow rate: 1.0 mL/min
Temperature: 40 ºC
Sample: 1 = Uracil, 2 = Propranolol, 3 = Nortriptyline, 4 =Amitriptyline

11SunShell PFP
23412

C18とPFPによるキシレンの異性体の分離
3SunShell C18

213SunShell PFPSunShell C18, PFP 2.6 mm 150 x 2.1 mm
Mobile phase:
CH3OH/water=75:25 for SunShell C18
CH3OH/water=60:40 for SunShell PFP
Flow rate: 0.3 mL/min
Temperature: 25 ºC
Detection: UV@250nm
Sample: 1 = o-Xylene
2 = m-Xylene
3 = p-Xylene

210123Retention time/min

45SunShell PFPは異性体の分離についてもC18と異なる分離パターンを示します。
13

C18とPFPによるクロゾールの異性体の分離
1,2SunShell C18

3123
SunShell PFPColumn:
SunShell C18, 2.6 mm 150 x 4.6 mm
SunShell PFP, 2.7 mm 150 x 4.6 mm
Mobile phase: CH3OH/H2O=40/60
Flow rate: 1.0 mL/min
Temperature: 25 ºCSample: 1 = p-Cresol
2 = m-Cresol
3 = o-Cresol

C18カラムではp-クレゾールとm-クレゾールは分離不可能ですが、PFP は分離可能です。

14

SunShell RP-Aqua の40 oCでの保持
核酸塩基の分離

25 ºC

123421（ポンプ送液1時間停止毎に測定）

5チミンの相対保持時間(%)

40 ºC

40℃でのチミンの保持時間の変化

5340

123Retention time/min

4Column: SunShell RP-Aqua, 2.6 mm 75 x 4.6 mm
Mobile phase: 10mM Phosphate buffer pH7.0
Flow rate: 1.0 mL/min
Temperature: 40 ºC and 25 ºCSample: 1 = Cytosine, 2 = Uracil, 3 = Thymidine,
4 = Uridine, 5 = Thymine

1009080706050403020100Initial

1234

ポンプ停止ごとの保持時間測定回数
緩衝液のみの移動相を用いた場合の保持の再現性を試験しました。毛管作用により，ポンプを停止し充填剤周りの圧力を大気圧にすると，通常のC18カラムは細孔内からの移動相の抜けだしが起こり，保持時間は大幅に減少しますが，SunShell RP-Aquaほとんど細孔内からの抜け出しは起こっておらず，94%以上の再現性を示しました。

15

C28による水溶性ビタミンの分離

1Column: C28;
N(4)=30,800 SunShell RP-AQUA, 2.6 mm 150 x 4.6 mm
Mobile phase:N(3)=31,80040mM Phosphate buffer pH6.843Flow rate: 1.0 mL/min
Temperature: 40 ºC
Detection: UV@250nm
2Sample: 1 = Nicotinic acid,
2 = Pyridoxal,
3 = Pyridoxine,
4 = Nicotinamide

16

まとめ
C18, C28, C8, フェニル、ペンタフルオロフェニルの水素結合性、疎水性および立体選択性を比較した。
水素結合性はフェニルとペンタフルオロフェニルが高く、疎水性はC18が最も高かった。また立体選択性に関して、フェニルは溶出順序が逆転し、1以下の値となったが、ペンタフルオロフェニルは最も高い立体選択性を示した。
アルキル鎖長の違いにより、ペプチドやタンパ質は分離が微妙に異なった。
水素結合性の高いペンタフルオロフェニルは極性化合物に保持が大きく、特に中性条件でイオン化している塩基性化合物はC18に比べ10倍以上の保持が確認された。
C18では分離不可能なクレゾールの異性体を立体選択性の高いペンタフルオロフェニルは分離できた。
C28は緩衝液のみの移動相でも保持の再現性が高い。
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