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⑩カラム内径について（スケールダウン・スケールアップ）
はじめに
下表にカラム内径と、標準流速、使用装置、配管内径、用途、4.6mmI.D.カラムとの面積比、推奨粒子径を、一覧にまとめました。
最も汎用されているカラム内径4.6mmI.D.からスケールアップ、スケールダウンされる場合の、サンプル負荷量、消費溶媒の概算などにご利用いただけます。
| 内径（mmI.D.） | 1.0 | 2.0 | 3.0 | 4.6 | 10 | 20 | 28 | 50 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 標準流速（ml/min） | 0.05 | 0.2 | 0.4 | 1 | 5 | 18 | 37 | 70 |
| 検出器セル・ インジェクター |
セミミクロ用 | 分析用 | 分取用 | |||||
| 配管内径（mm） | 0.05 | 0.1 | 0.2-0.3 | 0.5 | 1.0 | |||
| 用途 | 省溶媒 LC-MS |
標準装置 で省溶媒 |
標準 | 分取（小） | 分取（中） | 分取（大） | 分取（特大） | |
| 4.6mmI.D. との面積比 |
0.05 | 0.19 | 0.43 | 1.00 | 4.73 | 18.90 | 37.05 | 118.15 |
| 推奨粒子径（µm） | 3 or 5 | 5 | 15 以上 | |||||
スケールダウン例
汎用内径4.6mmカラムから内径の小さなカラムにスケールダウンする場合、同じカラム長であればサンプル負荷量は、一般的にカラムの断面積に比例します。内径3.0mmカラムは従来の装置を変更することなく高感度、省溶媒を実現します。内径2.0mm、1.0mmカラムはHPLC装置の配管、インジェクター、検出器のセル等をセミミクロ対応にして頂くことにより、さらに高感度となり微量成分の分析が可能となります。
| カラムサイズ | 4.6 mmI.D. × 150mm |
3.0 mmI.D. × 150mm |
2.0 mmI.D. × 150mm |
1.0 mmI.D. × 150mm |
|---|---|---|---|---|
| クロマトグラム |  |
 |
 |
 |
| 標準流速（ml/min） | 1.0 | 0.4 | 0.2 | 0.05 |
| 分析圧力（MPa） | 3.4 | 3.6 | 3.8 | 3.6 |
| サンプル注入量 (µｌ) |
1.0 | 0.4 | 0.2 | 0.05 |
| 検出器セル・ インジェクター |
分析用 | セミミクロ用 | ||
| 検出器感度（AUFS） | 0.08 | 0.04 | ||
| 配管内径（mm） | 0.25 | 0.10 | 0.05 | |
| 分析条件 | |||
|---|---|---|---|
| カラム | COSMOSIL 5C18-MS-II | サンプル |
|
| 移動相 | アセトニトリル：水=70:30 | ||
| 流速 | 1.0ml/min | ||
| 温度 | 30℃ | ||
| 検出 | UV 254nm | ||
スケールアップ例
分析から分取へスケールアップされる場合、同じ充填剤（同じ粒子径）、同じカラム長の場合サンプル負荷量は、一般的にカラムの断面積に比例します。カラムの断面積=(1/2カラム内径)2×3.14
| カラムサイズ | 4.6mmI.D. × 250mm |
10mmI.D. × 250mm |
20mmI.D. × 250mm |
|---|---|---|---|
| クロマトグラム |  |
 |
 |
| 標準流速（ml/min） | 1.0 | 5.0 | 19.8 |
| 分析圧力（MPa） | 5.5 | 5.9 | 5.8 |
| サンプル注入量(g) | 125 | 625 | 2,500 |
| 検出器セル・ インジェクター |
分析用 | 分析用 | 分取用 |
| 配管内径（mm） | 0.25 | 0.25 | 1.0 |
| 分析条件 | |||
|---|---|---|---|
| カラム | COSMOSIL 5SL-II | 温度 | 30℃ |
| 移動相 | 酢酸エチル：エタノール=4:1 | 検出 | UV 254nm |
| 流速 | 1.0ml/min | サンプル | Triton X-100 |
粒径の比較例
5µmの粒子を15µmに変更することにより、理論段数(N)は1/3、圧力は1/9（いずれも理論値）になります。
下の例のようにサンプルを少量注入した場合、5µmと15µmでは理論段数に大差がありますが、サンプルを大量に注入した場合にはほとんど差はなくなります。
そのため内径28mm以上のカラムを使用し分取される場合は、圧力の低い15µmの充填剤を推奨しております。
| 5C18-AR-II N＝23000  |
注入量＝1ｌ | 15C18-AR-II N＝5500  |
 |
|
|
N=2800 |
注入量＝100ｌ | N=2200 |
N=4.Naphthaleneのピークの理論段数
| 分析条件 | |||
|---|---|---|---|
| カラムサイズ | 4.6mmI.D.×250mm | ||
| 移動相 | メタノール：水＝70：30 | ||
| 流速 | 1.0ml/min | ||
| 温度 | 30℃ | ||
| 検出 | UV 254nm | ||
| 分析圧力 | 5C18-AR-II：10.9 MPa 15C18-AR-II：1.8 MPa |
||
| サンプル |
|
||