シクロデキストリン系カラムは、多様なキラル化合物を分離できる点に特長があります。前回のブログでは、各カラムによるさまざまなキラル化合物の分離を紹介しました。今回は、その分離を最適化する方法を紹介します。
線速度と昇温速度の設定は、鏡像異性体の分離に大きく影響します。キラルカラムの種類によっては、GCオーブンの初期温度もピーク幅に影響します。また、カラムのサンプル負荷容量は化合物ごとに異なります。この容量を超えてオーバーロードが生じると、ピークがテーリングを伴ってブロードになり、鏡像異性体の分離が低下します。
線速度（カラム流量）｜水素キャリヤーガスでは60～80 cm/sで分離が向上
今回の分析では、キャリヤーガスに水素を使用しました。水素の最適線速度は約40 cm/sです。しかし、Figure 1に示すとおり、流量（線速度）を60～80 cm/sに高めた条件で分離の程度を示すRs値が向上しました。
Figure 1：線速度に対するRs値の変化
- カラム：Rt-βDEXsa
- オーブン温度：40°C（ラクトン類は80°C）→200°C、2°C/min（1 min保持）
- キャリヤーガス：水素
昇温プログラム｜昇温速度1～2°C/minでキラル分離が向上
昇温速度を下げると、キラル分離が向上する場合があります。最も良好な結果が得られたのは、1～2°C/minの昇温プログラムでした（Figure 2）。
Figure 2：昇温速度に対するRs値の変化
- カラム：Rt-βDEXsa
- オーブン温度：40°C→200°C（1 min保持）
- 線速度：80 cm/s
- キャリヤーガス：水素
最適なキラル分離のための条件｜4つのポイント
- 水素キャリヤーガスを用い、線速度を高めに設定する（60～80 cm/s）
- 昇温速度を低めに設定する（1～2°C/min）
- オーブン初期温度を適切に設定する（40°Cまたは60°C）
- カラム導入量を50 ng以下にする
よくある質問
水素キャリヤーガスの線速度は、最適線速度に合わせるべきですか？
水素の最適線速度は約40 cm/sですが、Rt-βDEXsaを用いた今回の評価では、60～80 cm/sに高めた条件で分離が向上しました。
キラル分析でカラム導入量に注意が必要なのはなぜですか？
サンプル負荷容量は化合物ごとに異なり、オーバーロードが生じるとピークがテーリングを伴ってブロードになり、鏡像異性体の分離が低下するためです。目安として、カラム導入量は50 ng以下に抑えてください。
まとめ
キラル分離を最適化するポイントは、水素キャリヤーガスで線速度を高めに（60～80 cm/s）、昇温速度を低めに（1～2°C/min）設定し、オーブン初期温度とカラム導入量を適切に管理することです。
次回は、キラルカラムに特有のオーバーロードとテーリングについて、具体例をもとに解説します。GCキラル分析3：キラルカラムのオーバーロードとテーリングを読む
