53●逆相カラムTSKgel ODS-100Sの基本特性について
科学計測事業部ゲル製造部 セパレーションセンター
品質管理グループ
東ソー・テクノシステム分析センター

山崎 浩行
上間力
小林 善美
海野 益郎

モノレーヤータイプのTSKgel ODS−80TM，−80Ts、1．はじめにバリデーション対応カラムであるTSKgel ODS−

高速液体クロマトグラフィー（HPLC）は、医薬、80TsQAを有しています。ODS−120A，−120Tは、有食品、高分子化学等様々な分野において広く用いら機溶媒の多い溶離液で有効でペプチド等の分離に用れている分析手法です。なかでも、溶質の移動相−いられます。−120Aは、シラノールをエンドキャッ固定相間の分配平衡に基づく分離機構の分配クロマプしていないため、塩基性物質が吸着しますが、分トグラフィーである逆相クロマトグラフィーは、高離対象物質によっては有効と言えます。ODS−80Ts

分子から低分子までの幅広い試料の分離分析に適用

は、水の多い溶離液で使用できるほか、徹底した無が可能なことから、最も汎用されている分離モード

シラノール化や金属含有量の少ない高純度シリカをです。

使用した充填剤です。また、Super−ODSは、極微小各充填剤メーカーから種々の逆相クロマトグラフ粒子により超高速高分離能を実現したカラムです。

ィー用充填剤が販売されていますが、シリカゲル表今回、新規上市したTSKgel ODS−100Sの特徴は、面にオクタデシル基（ODS）を化学修飾した充填剤

qベースシリカゲルの製造からカラム充填検定までが主流です。何れのメーカーも高分離、分析時間短の工程を一貫して管理する事によって、ロット間差、縮・省溶媒あるいは、品質の安定等のユーザー要求

カラム間差の低減を達成w既存のシリカ系ODSカラを満足するべく、充填剤粒子の形状、ベースゲル基ムでも行っている無シラノール化を更に徹底e高純材の種類や純度の改良、官能基の種類や導入方法の度シリカを使用するとともに、原料の品質管理の徹改良が検討されています。特にユーザーからの要求

底rポリレーヤーODS等が挙げられます。ODSカラ事項で多い、安定した品質の充填カラムの供給を主ムの評価方法として提案されているパラメーターを眼にオクタデシル基をポリレーヤーで導入した逆相用いてODS−100Sと既存ODSカラムの比較を行った

カラムTSKgel ODS−100Sを開発、上市したのでその結果を表１に示します。ODS−100Sは、疎水性のパ基本特性について紹介します。

ラメータやナフタレンの保持力を比較する限り既存のODSカラムに比べ強い疎水性及び保持力を有して2．基本特性2−1います。残存シラノール基との水素結合性を表すパ

弊社シリカ系ODSカラムとの比較

ラメータは、小さい値を示し、水素結合に寄与する

弊社は、シリカ系ODSカラムとしてポリレーヤーシラノール基が徹底してエンドキャップされているタイプのTSKgel ODS−120A，−120T，Super−ODS、ことを示しています。表面極性パラメータが小さい

表１
カラム

ナフタレン

疎水性（k'T/K'B）

ODS−100SODS−80TSQA
Super−ODS
ODS−120T

20.11
16.99
9.62
14.61

2.11
2.09
2.082.00

既存ODSカラムとの比較
水素結合性
表面極性（k'CA/k'Ph） （k'MB/k'T）
0.25
0.39
0.310.41

T:トルエン

0.380.470.420.47

イオン交換性（k'EP/k'B）

平面認識能（k'TP/k'OP）

0.31
0.40
0.44
0.61

1.55
1.261.56
1.64

B:ベンゼン CA:カフェイン Ph:フェノール MB:安息香酸メチル
EP:２−エチルピリジン TP:トリフェニレン OP:o−ターフェニレンk'=（Vi−V0）／V0（ 53 ）54

TOSOH Research ＆ Technology Review Vol.44（2000）

ことから、保持力の小さい極性物質の分離よりも疎図１に示すようにピークがテーリングしたり、全く水性の比較的強い物質の分離に適していると考えら溶出しなかったりする場合があります。ベースシリれます。充填剤のエンドキャップが不十分でシラノ

カゲルに高純度シリカゲルを使用し製造工程での金ール基が残存する場合、塩基性物質がイオン的相互属混入を管理することで金属配位物質のテーリング作用により充填剤に吸着するためイオン交換性パラを極力抑えています。

メータは、大きい値となります。既存ODSカラムに以上の結果より、ODS−100Sは、既存のODSカラ比べODS−100Sは、小さい値であり、水素結合性同ムとほぼ同等の保持力を有しており、保持力の小さ様にシラノール基のエンドキャップが徹底されていい極性物質よりも疎水性の比較的強い物質の分離にることを示しています。また、平面認識能について適しています。また、シラノール基の更に徹底したは、モノレーヤーODSに比べポリレーヤーODSが高エンドキャップを達成していることから、塩基性物い選択性を示すことが知られています。モノレーヤ質を再現性良く分析することが可能であることが示ーODSであるODS−80TsQAに比べポリレーヤーODS唆されます。のODS−100S、ODS−120T及びSuper−ODSが大きい

2−2 他社シリカ系ODSカラムとの比較値を示しています。この他に金属と配位結合性を持

弊社カラムと同じ評価方法により他社カラム７本つ物質は、充填剤中の金属不純物と配位するためにとの比較を行った結果を表２に示します。疎水性パ

25054
ヒノキチオール

15052mV53mV

2001005150500０５10
溶出時間（min）

4915０

TSKgel ODS−100S

表２ナフタレン

ODS−100S
Inertsil ODS−3V
L−column
Discovery C18
YMC−Pack Pro C18
LUNA５u C18（2）CAPCELL PAK UG120
Symmetry C18

20.11
26.00
24.64
9.78
19.00
19.03
14.30
22.31

15

金属含有の多いODS

図１

カラム

５10
溶出時間（min）

金属配位結合物質の溶出比較

他社ODSカラムとの比較

疎水性
水素結合性
表面極性（k'T/K'B） （k'CA/k'Ph） （k'MB/k'T）
2.11
2.08
2.11
2.07
2.15
2.08
2.07
2.11

0.25
0.34
0.32
0.29
0.34
0.31
0.32
0.27

T:トルエン

イオン交換性（k'EP/k'B）

平面認識能（k'TP/k'OP）

0.31
0.36
0.37
0.38
0.37
0.39
0.33
0.33

1.55
1.33
1.65
1.51
1.29
1.13
1.32
1.60

0.38
0.43
0.41
0.43
0.42
0.44
0.38
0.38

B:ベンゼン CA:カフェイン Ph:フェノール MB:安息香酸メチル
EP:２−エチルピリジン TP:トリフェニレン OP:o−ターフェニレン（ 54 ）

東ソー研究・技術報告 第44巻（2000）

ラメータやナフタレンの保持力は、評価に用いた７553．品質安定化

本のほぼ平均的な数値を示しています。表面極性パODS充填剤の品質の安定化は、ベースとなるシリラメータは小さく、極性物質の保持力が弱いグループに属しています。水素結合性やイオン交換性パラメータは、比較したカラムが何れもシラノール基のエンドキャップを行っていることから小さい値を示しています。図２のクロマトグラムに示すように、
ODS−100Sでは、塩基性物質のピリジンについて良好なピーク形状が得られていますが、エンドキャップの不十分なカラムでは、ピリジンのピーク形状にカゲルの物性のバラツキが重要な要因となります。
表3にODSの品質に及ぼすゲルの物性の一覧を示します。ベースシリカゲルの製造、ODSの導入、エンドキャップ処理及びカラムの充填・検定の各製造工程毎に品質や製造条件の管理を行い、安定した品質のODSカラムを供給しています。表4に６ロットのベー
スシリカゲル及びODSゲルの物性平均値と製造再現性及びバリデーション対応逆相充填カラムODS−テーリングが認められます。

80TsQAの製造再現性を示します。何れの物性値も極めて小さい変動幅で製造されていることが分かります。また、ODS−100Sは、バリデーション対応した１カラムに近い変動幅の製造再現性が得られています。

２TSKgel ODS-100S
A社

ODSの導入及びエンドキャップ処理後、保持力、選択性（平面認識能）及びイオン交換性がクロマト評価により管理されています。表5に11ロットのクロB社

マト評価結果を示します。エンドキャップ処理のバC社

ラツキに由来すると考えられるピリジンのピーク形

D社状の変動が若干大きいものの、何れも極めて小さい
C.V.値を示しています。図３に６ロットの保持力、選E社

択性を比較したクロマトグラム、図４に塩基性物質

F社

表３
０２

４

１．細孔容積（Vp）〔ml／g〕
２．細孔径（pd）〔（nm）〕（平均細孔径、極大細孔径）３．比表面積（SA）〔m2／g〕
４．粒子径（dp）〔μm〕（平均粒子径、dp90／dp10）
５．ODS表面濃度（αC18）〔μmol／m2〕
６．炭素含有量（C％）

溶出時間（min）

図２

ODS品質に及ぼすゲル物性６塩基性物質を用いた他社カラムとの比較
カラム：4.6mmIDx150mmL
溶離液：30％ アセトニトリル
試 料：１.ピリジン ２.フェノール
流 速：1.0ml/min、温 度：40℃、
検 出：紫外吸光光度計（254nm）

表４

シリカゲル及びODSゲル物性のCV値
ODS−100SODS−80TsQA
CV値（％、n=6） CV値（％、n=6）
平均値
0.5

平均細孔径（Å）

102

1.1

極大細孔径（Å）

103

1.6

細孔容積（cc／g）

0.86

1.60.7比表面積（m ／g）

339

1.70.5粒子径＊）（μm）

6.89

0.50.6dp90／dp10＊）

1.58

0.91.8ODS表面濃度（μmol／m2）

3.20

2.31.3炭素導入量（％）

18.0

1.70.82＊）

コールター測定（ 55 ）56

TOSOH Research ＆ Technology Review Vol.44（2000）

表５ODSカラムのクロマト評価結果
平均値 CV値（％、n=11）

k （ナフタレン保持力）

1.81

1.2k （フェノール保持力）

2.04

0.8α（立体選択性）

1.51

0.3k （塩基性物質保持）

0.64

1.0

TP／TP（ピリジン段数／フェノール段数）

0.68

4.4

2000
600
１２２１４３３A

500

A
1500

B

400

B

C300

C

1000

D200

DE

500

100

E

F0F
５10
溶出時間（min）

０150０１２３４５６

溶出時間（min）

図３

TSKgel ODS−100Sロット別溶出比較

図４カラム：TSKgel ODS−100S（4.6mmIDx150mmL）
溶離液：80％メタノール
試 料：１.ウラシル、２.ナフタレン、３.o-ターフェニル、４.トリフェニレン
流 速：1.0ml/min、温度：40℃、
検 出：紫外吸光光度計（254nm）

表６

TSKgel ODS−100S ロット別溶出比較

カラム：TSKgel ODS−100S（4.6mmIDx150mmL）
溶離液：30％アセトニトリル
試 料：１.ウラシル、２.ピリジン、３.フェノール
流 速：1.0ml/min、温 度：40℃、
検 出：紫外吸光光度計（254nm）

TSKgel ODS−100S商品系列

品番

粒子径

カラムサイズ

理論段数（カラム）

19534

５μm

4.6mml.D.×15cm

11000

19535

５μm

4.6mml.D.×25cm

18000

19536

５μm

３mml.D.×15cm

11000

19537

５μm

３mml.D.×25cm

18000

19538

５μm

２mml.D.×15cm

10000

19539

５μm

２mml.D.×25cm

16500}}

ガードカラム3.2mml.D.×1.5cm
専用ホルダー

2mml.D.×1cm
専用ホルダー

同様に、極めて狭い範囲の変動幅で製造されており、のクロマトグラムを示します。

ロット間差やカラム間差の小さい逆相充填カラムと4．おわりに言えます。また、表６の商品系列に示しますように、逆相クロマトグラフィー用充填カラムの安定したコンベンショナルカラムからセミミクロカラムまで品質の提供を主眼に開発・商品化したODS−100Sは、幅広く用意されており、今後、様々な分野の広範囲各製造工程において厳密に品質管理され製造されてな試料への適用が期待されます。

おり、バリデーション対応充填カラムODS−80TsQA（ 56 ）