クロマトグラフィー

Ｍ1　土田

分離の種類

クロマトグラフィー

抽出

蒸留

ろ過

再結晶

機器による分離

クロマトグラフィーの歴史

1906年、ロシアの植物学者Tswett

炭酸カルシウム（固定相）と石油エーテル（移動相）により植物色素を分離

『色』chromato　+　『記録』graphos　　　　　→chromatographos

クロマトグラフィーとは？

　クロマトグラフィーとは、互いに混じり合わない二つの相（phase）、すなわち固定された相｛固定相（stationary phase）｝とそれと接しながら流動する相｛移動相（mobile phase）｝とで構成された系の中で、物質｛溶質（solute）｝を分離する方法。

クロマトグラフィーのしくみ

固定相

移動相

試料A

試料B

クロマトグラフィーの分類

ペーパークロマトグラフィー

薄層クロマトグラフィー

カラムクロマトグラフィー

固定相の形式

分配クロマトグラフィー

吸着クロマトグラフィー

イオン交換クロマトグラフィー

サイズ排除クロマトグラフィー

分離機能

（固定相の種類）

ガス　　　気－液クロマトグラフィー

　　　　　気－固クロマトグラフィー

液体　　　液－液クロマトグラフィー

　　　　　液－固クロマトグラフィー

移動相の種類

クロマトグラフィー分類基準

液体クロマトグラフィー

吸着クロマトグラフィー

　　固定相：固体

分配クロマトグラフィー

　　固定相：液体　　　　①順相クロマトグラフィー

　　　　　　　固定相の極性＞移動相の極性

　　　　②逆相クロマトグラフィー

　　　　　　　固定相の極性＜移動相の極性

ガスクロマトグラフィーの特徴

• 長所　　①広範囲の成分に適応できる

　　②分離能力が高い

　　③短時間で分析できる

　　④試料が少なくても良い

　　⑤定量分析の精度が高い

• 短所　　揮発性化合物，熱安定性の高いものなどに限られる

　　

ガスクロマトグラフィーの装置

ガスクロマトグラフィーのカラムと検出器

カラム

　①充填カラム

→気－固クロマトグラフィー

　

　②毛細管カラム

→気－液クロマトグラフィー

検出器

　①熱伝導度検出器

　②水素炎イオン化検出器

　③電子捕獲型検出器

　

イオン交換クロマトグラフィーの特徴

特徴　固定相であるイオン交換体への親和力の差により試料イオンが分離される

　イオンの価数や大きさによりイオン交換体に対する親和力が異なるため、イオン同士の分離が可能

　水中の微量のイオンの定量に有効

イオン交換基によるイオン交換体の分類

0 ～ 10‐Ｎ+（ＣＨ3）3Ｃｌ-強塩基性陰イオン交換体

0 ～ 6‐Ｎ+Ｈ（ＣＨ3）2Ｃｌ-弱塩基性陰イオン交換体

8～14‐ＣＯＯＨ弱酸性陽イオン交換体

2～14‐ＳＯ3Ｈ強酸性陽イオン交換体

有効ｐＨ交換基イオン交換体　

Ｒ‐ＳＯ3Ｈ+　+　Ｎａ+　　　　　　　　　　Ｒ‐ＳＯ3Ｎａ

+　+　Ｈ+

Ｒ‐Ｎ+Ｈ（ＣＨ3）2Ｃｌ-　+　ＯＨ-　　　　　　　Ｒ‐Ｎ+Ｈ（ＣＨ3）2ＯＨ

- 　+　Ｃｌ-

サイズ排除クロマトグラフィー

固定相：

　　架橋された有機高分子ゲル、多孔性シリカ粒子

薄層クロマトグラフィー

bx a

原点

Ｒｆ＝ａ／ｂＲｘ＝ａ／ｘ

ｂ：原点からフロントまでの距離ｘ：原点から標準成分のスポットまでの距離ａ：原点から試料成分のスポットまでの距離

薄層クロマトグラフィーの特徴

長所

　　①迅速で安価である

　　②複雑な成分の予備分析

　　③最適条件の設定となる

短所

　　①多量の分析ができない

　　②定量性に問題がある

クロマトグラム模式図

保持時間 （retention time, tR）

物質が注入されてから溶出されるまでに要し

た時間

ピーク幅 （W）ピークの両側の変曲点に接線を引き、それ

らがベースラインと交わった２点間の距離

ピークの高さ （h ）ピーク頂点からクロマトグラムのベースライ

ンまでの距離

半値幅 （W1/2）

hの1/2の位置（h/2）のピーク幅

保持比（capacity factor, k’） ： カラムへの保持の度合い 分離係数（α） ： 分離の程度を表す尺度

　

0

011'

tttk −

=0

022 '

tttk −

=’

’＝α

1

2

kk

HPLCの評価１）理論段数（number of theoretical plate, N）

カラムの分離効率を表すパラメーター

a)高理論段数　　　b)低理論段数

2

16

=WtN R

2

2/1

545.5

=

WtN R

保持時間 ：tR

ピーク幅 ：W半値幅 ：W1/2

２）理論段相当高さ（height equivalent to a theoretical plate, HETP, H）1理論段数あたりのカラム長さ

H = L/N （カラム長さ：L）

３）分離度（Rs） ２成分のピークがどの程度分離しているかを示すパラメーター

+

'1'1-

4Rs

2

2

kkN

　α

α＝

a)分離良　 b)分離やや不良　c)分離不良

（完全分離 ： Rs＞ １．５）

保持比（capacity factor, k’） ： カラムへの保持の度合い 分離係数（α） ： 分離の程度を表す尺度

0

011'

tttk −

=0

022 '

tttk −

=’

’＝α

1

2

kk