C₁₈ カラムでは分離不十分な場合、π 相互作用が働くフェニルカラムにより分離改善を試みることがあります。コスモシール PYE ではピレニル基の多量の π 電子が化合物と強く相互作用するため、ほかのカラムでは類を見ない顕著な分離改善が期待されます。

π 相互作用の強さの比較

移動相に n-ヘキサンを用いてニトロベンゼン、ヘキサブロモベンゼンの保持係数 k を測定。移動相の疎水性が強いため疎水性相互作用による保持が働かず、それ以外の特殊な相互作用の効果を定量できます。

参考文献:
Kanao E. et al. Separation of halogenated benzenes enabled by investigation of halogen–πinteractions with carbon materials.Chem. Sci. 2020;11:409-418.

測定の結果、PYE カラムでは C₁₈ カラム（C₁₈-MS-II）はもちろんフェニルカラム（PE-MS）やナフチルカラム（πNAP）をも大きく上回る強い相互作用が確認できました。ニトロベンゼンとの間には π-π 相互作用が、ヘキサブロモベンゼンとの間には X-π 相互作用が強く働いていると考えられます。

ピレニルエチル基の π 電子がもたらす特異的かつ強力な相互作用により、異性体や構造の類似した化合物群の分離に効果を発揮します。ほかの π 系固定相カラムでは分離が困難な分析対象でも、PYE カラムなら分離できる場合があります。

芳香族位置異性体の分離

Conditions
Column size	4.6 mm I.D. × 150 mm	Sample	Methylacetophenone
Mobile phase	5PYE：Methanol / H2O = 55 / 45 5C18-MS-II：Methanol / H2O = 45 / 55 πNAP：Methanol / H2O = 50 / 50 Biphenyl：Methanol / H2O = 60 / 40
Flow rate	1.0 mL/min
Temperature	30℃
Detection	UV 254 nm

芳香族異性体の中には C₁₈ カラムやほかのフェニルカラムでは分離困難なものがありますが、PYE カラムでは完全分離できました。

側鎖構造が類似したステロイドの分離

Conditions
Column size	4.6 mm I.D. × 150 mm	Sample
Mobile phase	πNAP：Methanol / H2O = 90 / 10 5C18-MS-II：Methanol / H2O = 98 / 2 5PYE, Biphenyl：Methanol / H2O = 95 / 5
Flow rate	1.0 mL/min
Temperature	30℃
Detection	UV 210 nm

側鎖の構造が似ているステロイドを分析。PYE カラムは大きな π 系による相互作用により側鎖内に二重結合をもつ分子を強く保持し、4 種の類縁体を分離しました。

二置換シクロヘキサン異性体の分離

Conditions
Column size	4.6 mm I.D. × 150 mm	Sample
Mobile phase	5PYE, πNAP：Methanol / H2O = 2 / 98 5C18-MS-II：Methanol / H2O = 5 / 95 Biphenyl：Methanol / H2O = 10 / 90
Flow rate	1.0 mL/min
Temperature	30℃
Detection	RI

シクロヘキサンジオールの位置および立体異性体の 6 種を分析。PYE カラムのみがすべての異性体を分離しました。

※ π 相互作用を利用するカラムでは、メタノール系移動相のご使用を推奨します。アセトニトリルは π 電子を持つため、サンプルと固定相との π 相互作用を阻害します。

甲状腺ホルモン分解物の分離

Conditions
Column	COSMOSIL 5PYE 4.6 mm I.D. × 150 mm	Temperature	30℃
Mobile phase	Methanol / H2O / Formic Acid = 75 / 25 / 0.1	Sample	以下の溶液を 1:2:2 (v/v) で混合した。 ・0.02 mg/mL T4 in Methanol ・0.25 mg/mL T3 in Methanol に UV 254 nm を 60 min 照射 ・0.25 mg/mL rT3 in Methanol に UV 254 nm を 30 min 照射
Flow rate	1.0 mL/min

甲状腺ホルモン分解物はヨウ素の脱離の数と位置により異性体が存在し、特に 3 種の T2 の分離は困難です。PYE カラムはこれらを完全分離しました。

メチル馬尿酸異性体

Conditions
Column	COSMOSIL 5PYE 4.6 mm I.D. × 150 mm	Temperature	30℃
Mobile phase	Methanol / 20 mmol/L Phosphate Buffer（pH 2.5） = 40 / 60	Detection	UV 254 nm
Flow rate	1.0 mL/min

カプサイシン類縁体

Conditions
Column	COSMOSIL 5PYE 4.6 mm I.D. × 150 mm	Temperature	30℃
Mobile phase	Methanol / H2O = 70 / 30	Detection	UV 280 nm
Flow rate	1.0 mL/min

二置換アルカンのジアステレオマー

Conditions
Column	COSMOSIL 5PYE 4.6 mm I.D. × 150 mm	Temperature	30℃
Mobile phase	Methanol / H2O = 80 / 20	Detection	UV 254 nm
Flow rate	1.0 mL/min

ダイオキシン異性体

Conditions
Column	COSMOSIL 5PYE 4.6 mm I.D. × 100 mm	Temperature	30℃
Mobile phase	Methanol	Detection	UV 254 nm
Flow rate	2.0 mL/min

Ref.）Kimata K. et al. Journal of Chromatography. 1992;595:77-88.

PYE カラムをグラジエント条件で使用すると UV 検出時にベースラインが強く乱れる場合があります。特に有機溶媒の比率が 50% を超えるグラジエント条件は推奨していません。イソクラティック条件で使用する、緩やかにグラジエントする、検出波長を調節するなどの工夫によりベースラインの乱れを小さくすることが出来ます。

Conditions
Column	COSMOSIL 5PYE 4.6 mm I.D. × 150 mm	Flow rate	1.0 mL/min
		Temperature	30℃

ベースラインの乱れは充填剤に結合したピレニルエチル基の極微量の剥離に由来しますが、これによるカラムの損壊はありません。

PYE カラムは顕著な選択性を示しますが、以下のように πNAP（ナフチルエチル基結合型）カラムの選択性で十分なケースも多々あるため、弊社製品のカラム選択フローでは πNAP カラム → PYE カラム の順に検討することを薦めています。

Conditions
Column size	4.6 mmI.D. × 150 mm	Flow rate	1.0 mL/min
Mobile phase	5PYE：Methanol / H2O = 90 / 10 πNAP, Biphenyl：Methanol / H2O = 70 / 30 5C18-MS-II, 5PE-MS：Methanol / H2O = 50 / 50	Temperature	30℃
		Detection	UV 254 nm

カラム選択の際は以下の資料もご参照ください。

☞　πNAP カラムの詳細情報
・COSMOSIL πNAP

☞　データ集
・COSMOSIL Application コスモシール PYE、πNAP を含む各種カラムの分析例を参照できます。