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 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Rt-βDEXsm | ローズマリー油 | α-pinene, camphene, β-pinene, camphor | 325 | 25~50試料ごと | ローズマリー油 | 40°C→200°C、2°C/min | 40°C→200°C、2°C/min |
| 2 | Rt-βDEXsm | キラルテストミックス | α-pinene, 2,3-butanediol, phenylethanol | 500 | 25試料ごと | ラベンダー油 | 60°C→200°C、4°C/min | 60°C→200°C、30°C/min |
| 3 | Rt-βDEXse | ラベンダー油 | Linalool, linalyl acetate | 500 | 25試料ごと | ラベンダー油 | 40°C→200°C、2°C/min | 40°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。

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。

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。

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。

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。

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。

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



