液体クロマトグラフィーの入門ガイド

カラムのチューブおよびフィッティングには、分離を達成するために使用するクロマトグラフィー充塡剤（固定相）が含まれている必要があります。これは、製造時および使用中の両方で発生する背圧に耐えられる必要があります。また、カラムのインレットではサンプルに対して、アウトレットでは分析種に対して、適切にコントロールされた（漏れがなく、最小容量でゼロデッドボリューム）流路が提供され、分離システム（サンプル、移動相、固定相）に対して化学的に不活性である必要もあります。ほとんどのカラムは、最高の耐圧性を得るためにステンレススチールで作られています。特殊な化学的用途または生物学的用途で不活性表面が必要な場合は、耐圧性は低いですが、PEEK（工業用プラスチック）やガラスが使用されることがあります（図 M-1）。

ガラス製カラム壁は、可視性の利点があります。図 M-2 の写真では、サンプルバンドがまだカラム内にあるときに、送液が停止されています。注入したサンプル混合液中の 3 種類の色素がすでにベッドで分離されていることがわかります。最も速く移動する黄色の分析種は、ちょうどカラムから出ようとしています。

分離性能 – 分離能

2 つの化合物の分離の度合いは、クロマトグラフィー分離度（RS）と呼ばれます。HPLC カラムで達成できる全体的な分離力または分離度を決定する主要な要因は、カラム長、粒子径、充塡剤ベッドの均一性などによる機械的分離力、および化合物に対する充塡剤と移動相の間の物理化学的競合によって生じる化学的分離力です。効率は機械的分離力の指標であり、選択性は化学的分離力の指標です。

機械的分離力 - 効率

カラムベッドが安定しており、均一に充塡されている場合、その機械的分離力はカラム長と粒子径によって決まります。機械的分離力（効率とも呼ばれる）は多くの場合、段数（記号 = N）によって測定および比較されます。小粒子のクロマトグラフィーベッドは、効率が高く、背圧が高くなります。粒子径が一定の場合、カラムが長いほどより多くの機械的分離力が得られます。ただし、トレードオフとして、クロマトグラフィーの実行時間が長くなり、溶媒消費量が増加し、背圧が高くなります。カラム長を短くすると、これらの変数すべてが最小限に抑えられますが、図 N に示されているように、機械的分離力も低下します。

図 O に示されているように、所定のパーティクルケミストリー、移動相、流量では、カラムの長さと内径が一定の場合、粒子径が小さいほどより多くの機械的分離力が得られます。しかし、背圧ははるかに高くなります。

化学的分離力 - 選択性

パーティクルケミストリー（固定相）と移動相組成の組み合わせ（分離システム）を選択することにより、化学的分離力の程度（各分析種の速度をどのように変えるか）が決まります。選択性の最適化は、分離を作り出すための最も強力な手段であり、これにより、力ずくで可能な限り高い機械的効率を実現する必要がなくなります。任意の 2 つの指定された化合物の分離を達成するために、研究者は、非常に多数の相の組み合わせ（固定相と移動相）と保持メカニズム（クロマトグラフィーのモード）から選択することができます。これらについては、次のセクションで説明します。