カラムクロマトグラフィー

カラムクロマトグラフィーは、化合物の精製法（クロマトグラフィー）のひとつ。筒状の容器に充填剤をつめ、そこに溶媒に溶かした反応混合物を流し、化合物によって充填剤との親和性や分子の大きさが異なることを利用して分離を行う。GPCやHPLCもカラムクロマトグラフィーの一種であるが、通常カラムクロマトグラフィーと言う場合、シリカゲルカラムクロマトグラフィーのことを指すことが多い。
固定相の粒径が小さいほど、理論段数が高くなるが送流抵抗は大となる。
主にシリカゲルカラムクロマトグラフィーでは、移動相の送流方法で
と呼び分ける。
シリカゲルカラムクロマトグラフィー.
カラム.
カラムは、長さ50 cmほど、内径40 mmほどのガラス製の筒が一般的だが、大きさは様々である。
カラムの出口は細長く、途中についているコックで流速を調節する。
充填剤.
充填剤には基本的にシリカゲルを用い、シリカゲルは酸性であるために酸に弱い化合物が分解してしまうという欠点がある。
そのような場合には中性シリカゲルやアルミナを用いたり、展開溶媒に塩基を加えたりすることもある。
シリカゲル上で分解するかどうかは、2次元TLCで予測する。
すなわち、正方形のTLCの隅にスポットして展開し、横にして再度展開すると、分解した化合物は"R"f値が変化し、対角線以外にスポットを示す。
展開溶媒.
展開溶媒は欲しい化合物と他の化合物とのTLCの "R"f 値が十分に分かれる条件のものを用いる。
一種類の溶媒のみを使うこともあるが、一般にはいくつかの溶媒を混合して適切な Rf 値を達成するように極性を調整する。よく用いられる溶媒系はヘキサン-酢酸エチル、ヘキサン-ジクロロメタン、クロロホルム-メタノールなど。また、途中で混合溶媒の比率を変える（無修飾シリカカラムなどの順相カラムの場合は極性を上げる）ことで "R"f 値の小さなものも流れてくるようになる。これを俗にグラジエントをかけるといい、目的物が拡散してしまう前に流出させて、分解能を保つ効果も期待できる。極性が同程度であっても用いる溶媒によって"R"f値は変わるので、分かれにくい時は別の溶媒系も試してみるとうまくいくかもしれない。
小技.
化合物によっては、溶解性が低くジクロロメタンなどにしか溶けないにもかかわらず、それらの溶媒では"R"f 値が高すぎて十分に分離できないものがある。そのような場合、ジクロロメタン溶液をシリカゲルなどの少量の担体と混合し、エバポレーターで溶媒を留去して吸着させる。これを上記の方法で作ったカラムに乗せ、ヘキサンなどで展開させる方法がある。これをまぶしカラムという。
HPLCカラム.
HPLCの装置における分離を行う場。もしくは消耗部品。一般的には、微細な（数μm）真球状の多孔質シリカゲルをステンレス製の管に充填したものが多い。目的、分離手法に応じて様々なタイプのHPLCカラムが存在する。下記に代表的なカラムメーカーを列記する。