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GCキラル分析2:キラル分離の最適化

線速度・昇温速度・カラム導入量のポイント

25 Aug 2021

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。

blog chiral separation 2 optimization of chiral separations 01 ja revised

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)。

blog chiral separation 2 optimization of chiral separations 02 ja revised

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

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