ガスクロマトグラフのカラムの固定相にはどんな種類があってどう選ぶの? | クロマト分析 日々のQ&A - PerkinElmer Japan

ガスクロマトグラフのカラムの固定相にはどんな種類があってどう選ぶの?

ガスクロマトグラフのカラムの固定相は多種多様ですので、キャピラリーカラムとパックドカラム分けて話を進めますね。

まずキャピラリーカラムについてです。
キャピラリーカラムの選定において重要なのは液相の種類による極性の違いです。極性の種類は図1のように無極性→微→中→高極性があり、極性が高くなっていきます。そして選び方としては以下のようになります。

  • 極性の弱い液相に対して、極性の弱い成分はより長く保持される=無極性の物質は無極性のカラムが向いている
  • 極性の強い液相に対して、極性の強い成分はより長く保持される=高極性の物質は高極性のカラムが向いている

ただし、液相の種類を問わず、同族の化合物は炭素数順に検出されます。例えば炭化水素で言うと、C4→C5→C6→・・・・・の順に検出されます。使用上の注意点としては、図1のように極性により耐熱温度が異なります。

  • 無~微極性のカラムは350 ℃ぐらいの高温まで対応可能です。
  • 中~高極性のカラムは250 ℃ぐらいまでです。

カラムの耐熱温度はカラムの箱に記載されていますので、必ず守って使用してください。耐熱温度を守らずに使用するとカラムが劣化したり、壊れて使用できなくなりますので注意してください。(図2参照)
耐熱温度には2 種類記載があり、Maxと記載されているのは昇温分析を行った場合の最高使用可能温度です。またMinBleedと記載があるのは、一定温度で使用した場合の最高使用温度です。
使用温度のコツとしては、最高使用可能温度より20 ℃ぐらい低くして使用することで長寿命に使用できます。

図1 カラムの種類と特性

 

図2 カラムの耐熱温度の記載について

 

キャピラリーカラムには一般的な名称がありますので、必ず覚えておいてくださいね。

無極性=1
微極性=5
中極性=1301、35、1701など
高極性=WAX

また特殊なカラムもあります。
例えば脂肪酸などの測定に向いているFFAP、水分析に向いている624、アミン化合物に向いているカラムなどがありますので選定の際は参考にしてください。

 

ではパックドカラムの充填剤です。
パックドカラムの充填剤には非常に多くの種類があり、粒子径も様々です。基本的には粒子の大きさによる違いは、粒子が小さいほど表面積が広く、理論段数が高いとされています。また測定対象成分により、充填剤の種類を選択する必要がありますが非常に多種多様となりますので、過去の分析事例を参考にすることがベストと考えられています。
そのため今回はその一部を紹介します。

Molecular sieve:無機ガスの分析
PorapakQ:炭化水素、窒素・硫黄化合物など
PorapakQ-S:有機酸、極性物質など
PEG:有機溶剤・芳香族炭化水素など
Silicone:エステル類・糖など、

このようにガスクロマトグラフのカラムには様々な液相や充填剤がありますので、分析種に適したカラムを選択してくださいね。

 

それでは次回は「液体クロマトグラフのカラムの選び方は?」になります。

 

 

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