カラムクロマトグラフィー用充填剤

オープンカラムクロマトグラフィーや中圧クロマトグラフィーは、安価で簡易に大量分取・大量精製ができる優れた手法です。これらに使用される充填剤としては球状と破砕状とがありますが、球状の充填剤は破砕状のものより分離性能が高い、圧力が小さい、再現性が高い等の利点があります。
コスモシールでは、球状のシリカゲルを使用した逆相用、および順相用の充填剤を用意しております。

分取用逆相C18 充填剤

物性

分取用逆相C18 充填剤物性一覧表
充填剤名称 C18-OPN C18-PREP
シリカゲル 全多孔性球状シリカゲル
平均粒子径 75・140 µm 40・75・140 µm
平均細孔径 約 120
比表面積 約 300m2/g
化学結合基 オクタデシル基
炭素含有率 - 約19%
残存シラノール基 あり なし

用途

  75C18-OPN/
140C18-OPN
40C18-PREP 75C18-PREP/
140C18-PREP
オープンクロマトグラフィー
低濃度有機溶媒使用
(70% 以下)
高濃度有機溶媒使用
(70% 以上)
× ×
中圧クロマトグラフィー

適応度(◎最適、○適、△使用可、×使用不可)

選択方法

分取用逆相C18 充填剤の選択方法

図1 充填剤に水を加えた写真
左のボトル:C18-OPN 水になじみ沈みます。
オープン・フラッシュクロマトグラフィーで低い有機溶媒濃度で使用できます。
右のボトル:C18-PREP 水になじまず浮き上がります。
オープン・フラッシュクロマトグラフィーでは有機溶媒濃度70%以上でご使用下さい。

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C18-OPN

現在、オープンクロマトグラフィーでは順相条件での分離が主流となっています。しかし高速液体クロマトグラフィー(HPLC)では逆相条件での使用が中心であり、オープンカラムクロマトグラフィーにおいても逆相系充填剤が用いられるようになってきました。しかし、従来の逆相系充填剤は展開溶媒の水濃度が30 〜50% になると充填剤が展開溶媒になじまなくなり、極端な場合には充填剤が浮き上がる現象が起こるため、使用する展開溶媒の水濃度に著しい制限を受けました。
コスモシールC18-OPN 充填剤はこの制限を全く受けず、水100% でも浮き上がることなく使用できる、 弊社独自のオープンカラムクロマトグラフィー用の浸水型逆相充填剤です。

物性

コスモシールC18-OPN 充填剤は、図に示したようにC18型充填剤の外側表面を親水性化し、極性の高い展開溶媒との親和性を向上させ、かつ充填剤の細孔内部のオクタデシル基の疎水性によって、疎水性相互作用による逆相分配型の分離を達成させる浸水型の逆相充填剤です。


図2 コスモシールC18-OPN 充填剤の構造

分離例

逆相条件での分離(テオブロミン・テオフィリンの分離)
テオブロミン、テオフィリンをオープンクロマトグラフィーで逆相分離する場合、十分な分離度を得るためには有機溶媒濃度を50% 以下にしなければなりません。 このような水濃度が高い展開溶媒では、従来の逆相充填剤は浮き上がってしまい、分離に用いることができませんでした。
しかしコスモシールC18-OPN 充填剤では、図1に示したように水濃度70% の展開溶媒でも使用可能となり、完全に分離することができます。

分析条件
充填剤 COSMOSIL 75C18-OPN サンプル
  1. Theobromine
  2. Theophylline
    (各100mg)
カラム 内径20mm ベット高250mm
移動相 メタノール: 水=30:70
流 速 0.2ml/min
温 度 室温
検 出 UV 254nm

粒子径の比較

コスモシールC18-OPN は、75、140µm 2 種類の粒子径をご用意しています。粒子径の違いによりピークの鋭さや、流速は異なりますが、溶出挙動は同じです。用途にあった粒子径を選択してください。

分析条件
カラム 内径10mm ベット高250mm サンプル
  1. Theobromine (TB)
  2. Theophylline (TP)
  3. Caffeine (CF)
移動相 メタノール: 水=20:80
温 度 室温
検 出 UV 254nm

75m と140m の比較

粒子径
(µm)
流速
(ml/min)
理論段数(段) Rs 分離時間
(min)
溶媒消費量
(ml)
TB TP CF TB/TP TP/CF
75 0.25 400 390 340 1 1.74 240 60
140 0.6 300 280 260 0.9 1.4 100 60

流速について

図3 メタノール- 水系展開溶媒の組成と流速の関係
カラムサイズ: 内径10mm ベット高180mm、自然重力送液

逆相クロマトグラフィーでは一般にメタノール、水などの粘度の高い溶媒を用いるため、粘度の低いヘキサン、酢酸エチルなどを用いる順相クロマトグラフィーよりも流速は遅くなります。さらに逆相クロマトグラフィーでは展開溶媒の組成の変化によって流速は大きく変化します。図3 にメタノール- 水系展開溶媒の組成と流速の関係を示しました。高流速型の140m では高分離型の約2.5 倍の流速が得られます。

順相との比較

順相、逆相条件での分離(p - クレゾール・p - エチルフェノールの分離)
p - クレゾール、p - エチルフェノールはメチレン基1 個の構造差であり、シリカゲル順相条件での分離は非常に困難ですが、疎水性相互作用を主とする逆相条件では容易に分離することができます。以下の図はシリカゲルでの順相分離とコスモシールC18-OPN 充填剤での逆相分離の比較例ですが、コスモシールC18-OPN 充填剤では完全に分離できます。
溶出時間はシリカゲル順相よりも長くかかっていますが、これはメタノール- 水系溶媒のため粘度が高く流速が遅いためであり、分離に必要な溶媒量は約20mlと順相条件の溶出容量約40ml の1/2 となっています。

分析条件
充填剤 Silica Gel 120(150 〜 325mesh)
カラム 内径10mm ベット高180mm
移動相 n - ヘキサン: 酢酸エチル=90:10
流 速 0.7ml/min
温 度 室温
検 出 UV 254nm
サンプル
  1. p -Cresol
  2. p -Ethylphenol

分析条件
充填剤 COSMOSIL 75C18-OPN
カラム 内径10mm ベット高180mm
移動相 メタノール:水=60:40
流 速 0.2ml/min
温 度 室温
検 出 UV 254nm
サンプル
  1. p -Cresol
  2. p -Ethylphenol

カラムサイズと充填剤量

カラムサイズと必要なおよそのC18-OPN 充填剤量
カラム内径(mmI.D.) ベッド高(mm) 充填剤量(g)
10 150 4
250 7
20 150 17
250 28
30 150 38
250 63

充填方法

カラムクロマト用充填剤のカラム充填方法については、TECHNICAL NOTE ⑫カラムクロマト用充填剤のカラム充填方法をご参照ください。

再生方法

コスモシールC18-OPN 充填剤はテトラヒドロフランやクロロホルムのような溶出力の強い溶媒で洗浄することによって充填剤に吸着した不純物を除去することができます。また、洗浄後再使用した場合でも再現性が良好で、繰り返し使用することができます。
(ご注意)
シリカゲルを溶解するような高いpH(pH 7 以上)、あるいはC18 固定相の化学結合が切断されるような低いpH(pH 2以下)での洗浄は避けて下さい。洗浄後の充填剤の乾燥は50℃以下にして下さい。

価格表

製品名 製品番号 容量 価格
COSMOSIL 75C18-OPN 37842-66 100 g 20,000
37842-95 500 g 85,000
37842-11 1 kg 150,000
COSMOSIL 140C18-OPN 37878-16 100 g 20,000
37878-45 500 g 85,000
37878-61 1 kg 150,000

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C18-PREP

逆相液体クロマトグラフィーは優れた分離特性、理論段数、再現性、および使い易さなどにより広く用いられていますが、分取精製のための高性能大型カラムは高価であり、より安価な手法が求められています。
分析目的では5µm や10µm という微細粒子径充填剤が一般的ですが、大量分取の場合は必ずしもそのような必要はなく、40µmから140µm の充填剤で十分な場合も多くあります。
弊社では分取専用充填剤として最も効率的な粒子径を選び、安価な汎用C18 型充填剤を提供しています。
分取精製の大幅なコストダウンにつながるものと確信しています。
また、シラノールはエンドキャップされていますので、塩基性物質等の分取にも分析からのスケールアップとして使用できます。

粒子径と流速

図4 メタノール-水系移動相の組成と流速の関係
カラムサイズ: 内径10mm ベット高180mm、自然重力送液

逆相クロマトグラフィーでは一般にメタノール、水などの粘度の高い溶媒を用いるため、粘度の低いヘキサン、酢酸エチルなどを用いる順相クロマトグラフィーよりも流速は遅くなります。図4にコスモシールC18-PREPを用いたオープンカラムクロマトグラフィーでの溶媒組成と流速の関係を示しました。

理論段数

図5 中圧カラムクロマトグラフィーにおける粒子径、流速と理論段数の関係
カラムサイズ:20mmI.D. × 300mm

粒子径と理論段数
粒子径が小さい場合、流速がおそいほど理論段数は高くなります。中圧カラムクロマトグラフィーでも分析の場合よりも線速度をおそくして流すと分離が向上します。

分離例

ビタミンE
疎水性の高いトコフェロールと酢酸トコフェロールも水酸基とアセチル基の違いにより大きく分離できます。

分析条件
カラム COSMOSIL 40C18-PREP
20mmI.D. × 300mm
移動相 メタノール
流 速 9.9ml/min
温 度 室温
検 出 UV 280nm  0.2AUFS
サンプル
  1. DL-α-Tocopherol 5mg
  2. DL-α-Tocopherol Acetate 5mg

生薬
生薬成分も良好に分離できます。疎水性の高い物質はオープンカラムクロマトグラフィーでの分離も可能ですが、親水性の高い化合物は クローズドカラムでの中圧カラムクロマトグラフィーが最適です。

分析条件
カラム COSMOSIL 40C18-PREP
20mmI.D. × 300mm
移動相 メタノール:0.05% TFA=70:30
流 速 9.9ml/min
温 度 室温
検 出 UV 254nm 0.05AUFS
サンプル
  1. Baicalin 40µg
  2. Baicalein 120µg
  3. Wogonin 40µg

カラムサイズと充填剤量

カラムサイズと必要なおよそのC18-PREP 充填剤量
カラム内径(mmI.D.) ベッド高(mm) 体積(ml) 充填剤量(g)
8 300 15 9
500 25 15
10 300 25 15
500 40 25
20 300 95 55
500 160 95
30 300 210 125
500 350 220
50 300 560 350
500 980 600

充填方法

カラムクロマト用充填剤のカラム充填方法については、TECHNICAL NOTE ⑫カラムクロマト用充填剤のカラム充填方法をご参照ください。

価格表

製品名 製品番号 容量 価格
COSMOSIL 40C18-PREP 37932-86 100 g 25,000
37932-15 500 g 100,000
37932-31 1 kg 180,000
COSMOSIL 75C18-PREP 37933-76 100 g 18,000
37933-05 500 g 65,000
37933-21 1 kg 100,000
COSMOSIL 140C18-PREP 37934-66 100 g 18,000
37934-95 500 g 65,000
37934-11 1 kg 100,000

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分取用順相充填剤

物性

分取用順相充填剤物性一覧表
充填剤名称 SL-II-PREP シリカゲル60(中性)
シリカゲル 全多孔性球状シリカゲル
平均粒子径 75 µm 140 µm 75 µm 140 µm
粒子径範囲 42 〜 105µm
(150 〜 325mesh)
74 〜 210µm
(70 〜 230mesh)
42 〜 105µm
(150 〜 325mesh)
74 〜 210µm
(70 〜 230mesh)
平均細孔径 約 120 約 60
比表面積 約 300m2/g 約 500m2/g
用途 オープンカラムクロマトグラフィー/フラッシュカラムクロマトグラフィー

その他、一般グレードのシリカゲルも販売しております。こちらをご参照ください

選択方法

分取用順相充填剤の選択方法

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SL-II-PREP

コスモシールSL-II-PREP は、順相クロマトグラフィー用カラムの中でトップクラスの性能をもつ5SL-IIの姉妹品としてラインナップしています。
高純度化処理をしたシリカゲルを使用していますので、従来のシリカゲルでは、吸着が強く、溶出しにくかったカルボニル基やフェノール性水酸基を持つ化合物も再現性よく溶出します。コスモシール5SL-IIと合わせ、SL-IIシリーズとしてご使用ください。
※ここでのクロマトグラムはすべて、オープンクロマトグラフ用シリカゲルをステンレスカラムに充填し、HPLC 装置を使用して作成致しました。

粒子径の比較

SL-IIシリーズのシリカゲルは、3、5、15、75、140µm の各粒子径をご用意しています。
粒子径の違いによりピークの鋭さは異なりますが、溶出挙動は同じです。用途にあった粒子径を選択してください。

分析条件
カラム
サイズ
10mmI.D. × 250mm
移動相 ヘキサン:エタノール= 95:5
流 速 5.0ml/min
温 度 30℃
検 出 UV 254nm  0.16AUFS
(5µm 0.32AUFS)
サンプル
  1. Chrysazin
  2. p -Cresol

溶出比較

配位性化合物の溶出比較
コスモシールSL-II-PREP は高純度シリカゲルを用いているため、金属配位性のサンプルも吸着なく分離することができます。

分析条件
カラム
サイズ
10mmI.D. × 250mm
移動相 ヘキサン:エタノール= 95:5
流 速 5.0ml/min
温 度 30℃
検 出 UV 254nm  0.16AUFS
サンプル
  1. Quinizarin
  2. p -Nitrobenzyl Alcohol

有機酸・酸アミドの溶出比較

分析条件
カラム
サイズ
10mmI.D. × 250mm
移動相 ヘキサン:エタノール= 90:10
流 速 5.0ml/min
温 度 30℃
検 出 UV 254nm  0.16AUFS
サンプル
  1. Salicylic Acid
  2. Salicylamide

充填方法

カラムクロマト用充填剤のカラム充填方法については、TECHNICAL NOTE ⑫カラムクロマト用充填剤のカラム充填方法をご参照ください。

価格表

製品名 製品番号 容量 価格
COSMOSIL 75SL-II -PREP 38012-64 100 g 3,300
38012-35 500 g 9,800
38012-51 1 kg 17,000
COSMOSIL 140SL-II -PREP 38013-54 100 g 3,300
38013-25 500 g 9,800
38013-41 1 kg 17,000

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シリカゲル60(球状・中性)

シリカゲルが弱酸性を示すという性質については広く知られています。このために、一部の化合物はシリカゲルカラムでの精製中に分解してしまうことがあります。
弊社では、シリカゲルの酸性に起因する化合物の分解を阻止するために、シリカゲル自体のpH を中性付近に調製しました。
酸性で分解することがわかっている化合物はもちろん、お客様が合成された新規化合物も安心して精製することができます。
※ここでのクロマトグラムはすべて、オープンクロマトグラフ用シリカゲルをステンレスカラムに充填し、HPLC 装置を使用して作成致しました。

従来品との比較

アセタール類の精製
分析条件
カラムサイズ 4.6mmI.D. × 250mm 検 出 UV 254nm 0.08AUFS
移動相 酢酸エチル:ヘキサン= 1:99 サンプル サンプルA 100mg/ml
流 速 1.0ml/min 内標準 Methyl Benzoate 10mg/ml
温 度 30℃ 注入量 3µl
分析条件
カラムサイズ 4.6mmI.D. × 250mm 検 出 UV 254nm 0.08AUFS
移動相 酢酸エチル:ヘキサン= 1:99 サンプル サンプルB 200mg/ml
流 速 1.0ml/min 内標準 Methyl Benzoate 10mg/ml
温 度 30℃ 注入量 3µl

価格表

製品名 製品番号 容量 価格
シリカゲル60 (球状・中性)
平均粒子径75µmカラムクロマトグラフ用
30511-64 100 g 2,000
30511-35 500 g 8,200
30511-51 1 kg 14,000
30511-06 5 kg 49,000
30511-22 25 kg ご照会
シリカゲル60 (球状・中性)
平均粒子径140µmカラムクロマトグラフ用
30518-94 100 g 1,800
30518-65 500 g 6,000
30518-81 1 kg 9,500
30518-52 25 kg ご照会

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シリカゲル(カラムクロマトグラフ用)

価格表

製 品 名 粒 径 規格 製品番号 容量 価 格
形状:球形
Silica Gel 60, spherical 約70 〜 230 メッシュ SP 30731-71 1 kg 7,300
30731-42 25 kg ご照会
約150 〜 325 メッシュ SP 30733-51 1 kg 8,700
30733-22 25 kg ご照会
Silica Gel 120, spherical 約70 〜 230 メッシュ SP 30734-41 1 kg 8,000
約150 〜 325 メッシュ SP 30735-31 1 kg 9,700
Silica Gel 60 約70 〜 230 メッシュ
(0.063 〜 0.2mm)
Mer 30703-41 1 kg 9,900
30703-54 5 kg 36,500
30703-12 25 kg ご照会
SiliaFlash®F60 約40 〜 63µm Sicy 04537-41 1 kg 20,000
04537-96 10 kg 110,000
04537-12 25 kg ご照会
形状:破砕状
Silica Gel 60 約70 〜 230 メッシュ SP 30724-55 500 g 3,800
30724-71 1 kg 6,900
30724-84 5 kg 28,500
30724-42 25 kg ご照会
約230 〜 400 メッシュ SP 30721-85 500 g 7,000
30721-01 1 kg 11,500
30721-14 5 kg 42,000
30721-72 25 kg ご照会
SiliaFlash®G60 約60 〜 200 µm Sicy 14762-71 1 kg 17,000
14762-84 10 kg 94,000
14762-42 25 kg ご照会

カラムクロマト用充填剤のカラム充填方法については、TECHNICAL NOTE ⑫カラムクロマト用充填剤のカラム充填方法をご参照ください。

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ヒドロキシルアパタイト

ヒドロキシルアパタイトはCa10(PO4)6(OH)2 という化学式の結晶で化学的に安定であり、しかもタンパク質を非常に良く吸着する特性を持つことから、タンパク質、核酸、酵素などの分離精製に広く利用されています。
弊社では、特にカラムクロマトグラフ用に粒径を揃え、かつ優れた性能を持ったヒドロキシルアパタイトをご用意しております。

性能および規格

項目 性能・規格
製品番号 18736 18737
BSA 吸着能(mg/g) 10 以上
沈降容積(ml/g) 1.6 〜 2.4
流速(ml/hr/cm2 30 以上 100 以上
外観 白色粉末
粒径(mesh) 100 〜 350 100 〜 200
結晶構造 ヒドロキシルアパタイト型
鉄(Fe)(%) 0.01 以下
鉛(Pb)(%) 0.0001 以下
ヒ素(As)(%) 0.0001 以下

(ラベルにはロットごとの分析値が記入されています。)

使用方法

分析例

牛血清アルブミン(BSA)の段階的溶出法によるクロマトグラム

分析条件
カラムサイズ 内径10 mmI.D. ベッド高130 mm
移動相 Phosphate Buffer (pH 6.8)
流 速 33ml/hr
温 度 15℃
検 出 UV 280nm
サンプル 1% BSA 1ml

価格表

製品名 製品番号 容量 価格
Hydroxylapatite 18736-14 100 g 9.000
Hydroxylapatite(Fast Flow Type) 18737-04 100 g 9,000
18737-75 500 g 34,000

※掲載の内容は、'09年3月現在の情報に基づいております。

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