キラル化合物の中には、アキラル化合物より低い濃度でオーバーロードを起こすものがあります。キラルカラムの固定相は、固定相ポリマーにシクロデキストリンを添加したもので、その含有量はカラムによって5～50%です。キラル化合物が相互作用できるのは、このシクロデキストリンの部分に限られます。これが、低い濃度でオーバーロードが起きる一因です。そのため、キラル化合物では、カラム全体の負荷容量に達していなくても、オーバーロードによって鏡像異性体が分離しにくくなります。オーバーロード時のピーク形状にも違いがあります。通常の固定相ではフロンティングピークになりますが、シクロデキストリン固定相ではテーリングピークになります。
Rt-βDEXspでのリナロールの例｜カラム導入量200 ngからテーリングが発生
1つ目の例は、Rt-βDEXspでのリナロールの分離です。Figure 1に、カラム導入量を変えたときのピーク形状と、鏡像異性体ピーク間の分離の程度を示すRs値を示します。
- A）20 ng：Rs 1.82。ピークはシャープで、鏡像異性体が良好に分離しています。
- B）200 ng：Rs 1.62。ピークにテーリングが現れ始め、分離がわずかに悪くなっています。
- C）2 µg：Rs 1.46。顕著なオーバーロードにより著しいテーリングが生じ、ベースライン分離が失われています。
内径0.32 mmのキャピラリーカラムでは、最大サンプル負荷容量は通常1成分あたり400～500 ngです。しかし、キラル化合物のピーク形状からは、その約3分の1の量でオーバーロードが生じていることがわかります。ここでも、通常のカラムと比べて、キラル化合物と相互作用できるシクロデキストリンの量がはるかに少ないことが要因です。
Figure 1：Rt-βDEXspにおけるリナロールのオーバーロード（A・Bは拡大表示）
Rt-βDEXsmでの2,3-ブタンジオールの例｜分離が良好な場合のオーバーロード
2つ目の例は、Rt-βDEXsmでの2,3-ブタンジオールの分離です。Figure 2に、カラム導入量500 ngと25 ngのクロマトグラムを示します。2,3-ブタンジオールには3種の立体異性体（1対の鏡像異性体とメソ体）があり、3本のピークとして現れます。
- A）500 ng：3本のピークすべてにテーリングが見られ、溶出もわずかに早まっています。
- B）25 ng：ピークはシャープで、テーリングはほとんど見られません。
リナロールの例と同様に、導入量が多いとオーバーロードによるテーリングが生じます。オーバーロードの程度はリナロールの例より大きいものの、この化合物では異性体同士が大きく離れて溶出します。そのため、500 ngでも各ピークはベースラインまで分離しており、分離の悪化はそれほど目立ちません。
Figure 2：Rt-βDEXsmにおけるブタンジオールのオーバーロード
よくある質問
キラルカラムでオーバーロードすると、ピーク形状はどうなりますか？
通常の固定相ではフロンティングピークになりますが、シクロデキストリン固定相ではテーリングピークになります。
キラルカラムでは、どのくらいの量からオーバーロードが起きますか？
内径0.32 mmのキャピラリーカラムの負荷容量は通常1成分あたり400～500 ngですが、キラル化合物ではその約3分の1の量でオーバーロードが生じます。Rt-βDEXspでのリナロールの例では、200 ngでテーリングが現れ始めました。
まとめ
シクロデキストリン固定相では、キラル化合物と相互作用できるシクロデキストリンの量が限られるため、通常のカラムより少ない導入量でオーバーロードが起こり、テーリングが生じます。良好なキラル分離を得るには、カラム導入量を抑えることが重要です。
次回からは、個々のカラムと具体的な分離例を紹介します。まずはRt-βDEXm、Rt-βDEXsm、Rt-βDEXseを取り上げます。GCキラル分析4：Rt-βDEXm、Rt-βDEXsm、Rt-βDEXseによる分離を読む
