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GCキラル分析 9:キラルカラムの寿命

500回の注入後も分離性能を維持

14 Oct 2024

どのアプリケーション、どのカラムでも、「このカラムで何回注入できるのか」という疑問が生じます。特に、架橋結合されていないカラムは、繰り返し使用すると固定相が失われやすいため、この点が重要になります。

キラルカラムはその代表例です。さらに、添加されたシクロデキストリンが劣化し、キラル分離効率に影響するという問題もあります。そこで、2種類のカラムを用いて、300~500回の注入試験を行いました(Table 1)。

Table 1:試験の概要

試験カラム評価用試料評価した分離注入回数評価用試料の分析頻度中間試料評価用試料の昇温条件中間試料の昇温条件
1Rt-βDEXsmローズマリー油α-pinene, camphene, β-pinene, camphor32525~50試料ごとローズマリー油40°C→200°C、2°C/min40°C→200°C、2°C/min
2Rt-βDEXsmキラルテストミックスα-pinene, 2,3-butanediol, phenylethanol50025試料ごとラベンダー油60°C→200°C、4°C/min60°C→200°C、30°C/min
3Rt-βDEXseラベンダー油Linalool, linalyl acetate50025試料ごとラベンダー油40°C→200°C、2°C/min40°C→200°C、30°C/min

試験は、Table 1に示す3つの条件で行いました。試験1と試験2ではRt-βDEXsmを用いてローズマリー油とキラルテストミックスを、試験3ではRt-βDEXseを用いてラベンダー油を分析しました。いずれの試験でも、Table 1の「評価した分離」に示す化合物の分離を、試験期間を通じて確認しました。

試験1では、すべての分析を同じ昇温条件で行いました。試験2と試験3では、中間試料の分析を大幅に速い昇温速度で行いました(2または4°C/minから30°C/minに変更、Table 1参照)。

Figure 1は、試験2(Rt-βDEXsmによるキラルテストミックスの分析)における、注入25回目と500回目の結果の比較です。保持時間はわずかにシフトしていますが、鏡像異性体の分離には影響していません。注入25回目と500回目の比較だけでなく、試験期間全体での推移を確認するため、分離の変化を、保持時間とピーク高さ50%におけるピーク幅もあわせて解析しました。

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Figure 1:Rt-βDEXsmによるキラルテストミックスの分析(注入25回目(上)と500回目(下)の比較)

分離の安定性|Rs値の変動は2%RSD未満

本試験では、鏡像異性体の分離の程度を示すRs値を、保持時間(tR)とピーク高さ50%におけるピーク幅(W0.5h)から以下の式で算出しました。

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Figure 2に、各試験で評価した化合物のRs値の推移を示します。Rs値に大きな変化はなく、相対標準偏差(%RSD)の平均は2%未満でした。

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Figure 2:3つの試験における化合物のRs値の推移。α-ピネン1およびα-ピネン2は、それぞれ試験1および試験2の結果です。両試験では昇温条件が異なるため、Rs値も異なります。

保持時間|わずかに短縮する傾向、分離には影響なし

3つの試験すべてで、保持時間は一定方向にシフトする傾向が見られ、試験終了時にはいずれも短くなっていました(例:Figure 3)。ただし、その変化は誤差の範囲内であり、Rs値への影響はありませんでした。

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Figure 3:試験2におけるα-ピネンの保持時間の推移

Figure 4に、試験2で評価したすべてのキラル化合物の保持時間シフトを示します。このグラフから、保持時間の変化はごくわずかであることがわかります。

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Figure 4:試験2で評価したキラル化合物の保持時間の推移。各鏡像異性体を1および2で示します。

ピーク高さ50%におけるピーク幅|標準偏差0.003 min未満で安定

試験期間を通じて、ピーク高さ50%におけるピーク幅にはばらつきが見られました(Figure 5)。しかし、その差は小さく、標準偏差は0.003 min未満でした。このピーク幅の安定性が、Rs値が試験期間を通じて安定していた要因と考えられます。

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Figure 5:試験1で評価したキラル化合物の、ピーク高さ50%におけるピーク幅の推移。各鏡像異性体を1および2で示します。

よくある質問

キラルカラムは何回くらい注入できますか?

今回の試験では、Rt-βDEXsmとRt-βDEXseで最大500回の注入後も性能の低下は見られず、Rs値の相対標準偏差(%RSD)の平均は2%未満でした。

長期間使用すると、保持時間は変化しますか?

3つの試験すべてで、保持時間はわずかに短くなる傾向が見られました。ただし、その変化は誤差の範囲内であり、分離への影響はありませんでした。

まとめ

架橋結合されていないキラルカラムでも、今回の試験では最大500回の注入まで安定した分離が得られました。ピーク幅の変動も小さく、長期使用でも安定した性能を示しています。

カラムの選択に迷った場合は、シリーズ第1回の比較データもご覧ください。GCキラル分析1:キラルカラム6種の分離比較を読む

この記事で紹介した製品


Chiral GC Capillary Column, Rt-βDEXsm 30 m, 0.32 mm ID, 0.25 µm
Chiral GC Capillary Column, Rt-βDEXse 30 m, 0.32 mm ID, 0.25 µm

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