超高速液体クロマトグラフProminenece UFLC

高速分析は重要な技術課題としてこれまで使用されてきたが、LCMSの急速な普及に伴い、性価格比の向上が喫緊の問題となり、高速化を急ぐ重要な要素となっている。
高速分析は分析時間を短縮し、通常はカラムを短縮したり、流動相の流量を高めたりすることで目的を達成します。しかし、一般的に使用されている粒径5μmの充填カラムを使用すると、どの方法を使用しても分離性能が著しく低下し、高速化を意味しなくなる。
したがって、次の2つの方法が開発されました。
•小粒径のフィラーを使用する
この方法で高速分離が可能になります。しかし、カラム内の流動抵抗の増加により、機器の各部品やカラムにかかる圧力も顕著に増加する。
•高温分離
高い温度は物質の拡散を加速させることができ、同時にカラム内の流動抵抗を減少させることができ、迅速な分離を可能にすることができる。高温分析はカラム圧を低下させる上で有効であるが、高温によるカラムの劣化、サンプル分解などの不足は応用時に注意を喚起する必要がある。
背圧問題を解決するために、耐圧能力を改良した専用機器が発展し、このような機器は一般的に高価である。しかし、これらの専用機器は注入性能と感度の面で妥協せざるを得ない。また、フィラーが微細化しすぎているフィラーカラムは、ハードウェアに対する要求が高く、このカラムを用いて開発された分析法は汎用性を犠牲にしている。そのため、この機器を通常のHPLC分析に使用すると、その効率は低くなります。
Prominenceは迅速な分離をサポート
Prominenceは標準部品を使用して、研究者の伝統的な分析と高速分析の需要を同時に満たすことができて、85℃までの操作温度をサポートすることができて、それによってより低い圧力の下での高速分析を可能にして、同時にこの計器が体現する分析性能とフラックスのレベルはすぐにもっと高価な計器の配置の上でもあまり見られません。
Prominence UFLCは、次の特性を使用して高速分析をサポートします。
•小柱管と小体積の流通池は柱外ピーク広がり効果を低下させる。
•2.2μm粒子サイズのカラムShim-pack XR-ODSを使用します。
Shim-pack XR-ODSは、上記フィラーの微細化の問題を考慮し、分離効率と圧力の関係からバランスを巧みに見出し、分離効果を高めたり維持したりしながら分析時間を短縮することができる次世代高速分析用カラムである。

Chromatographic conditions; column: described above, mobile phase: water/acetonitrile (3/7,v/v), flow rate: described above, temperature: 40℃, detection: absorbance at 245 nm, sample volume: 4μL(XR-ODS), 10μL(VP-ODS).
Peaks; 1: actophenone, 2: propiophenone, 3: butyrophenone, 4: balenophenone, 5: hexanophenone, 6: heptanophenone, 7: octanophenone.
•Prominence SIL-20 Aオートサンプラによる10秒間10μlの超高速サンプリング。

Chromatographic conditions; column: Shim-pack XR-ODS(3mm i.d.×30mm, 2.2μm), mobile phase: water/acetonitrile(4/6 to 2/8 in 0.4 min, convex gradient), flow rate: 3mL/min, temperature: 80℃, detection: absorbance at 245 nm, sample volume: 4μL(each 800 nm ol),.0.1 min delayed injection.
Peaks; 1: actophenone, 2: propiophenone, 3: butyrophenone, 4: balenophenone, 5: hexanophenone, 6: heptanophenone, 7: octanophenone.
•85℃までの高温分析をサポートする。
温度と高速分析：カラム温度の上昇に伴い、理論段数が増加し、カラム効果が増加し、カラム圧が低下した。

Chromatographic conditions;
mobile phase:　water/acetonitrile (3/7, v/v),
detection: absorbance at 245 nm.
Peaks：1：アセトフェノン2：アセトフェノン3：ベンゾブタノン4：ベンゾペンタノン5：ベンゾヘキサノン6：ベンゾヘプタノン7：ベンゾオクタノン
温度が化合物に与える影響：高温分析はカラム圧を下げる上で有効であるが、高温によるカラムの劣化、サンプル分解などの不足は応用時に注意を喚起する必要がある。高温分析は高速分析の補助手段として用いられるだけである。
•サンプリング周波数の高い検出器を備え、情報を失わずに迅速なデータ取得を実現します。
•専門的なクロマトグラフィー方法変換ソフトウェアは、従来のクロマトグラフィー条件をUFLC条件に簡単に変換し、分析方法の汎用性を保証する。

高速分析の再現性
高速分離において成分保持時間を取得する再現性は、従来の分析よりも困難である。保持時間の再現性（RSD）と時間の平方根は反比例して増大するため、通常の分析よりも厳しい送液性能が必要である。Prominence UFLCは送液分解能3 nL/minのマイクロストローク送液、勾配送液時の制御応答が0.1秒の卓越した送液能力を保証でき、極めて優れた保持時間再現性を発揮することができる。

高スループットとは
高速液体クロマトグラフィーの目標は高スループット、つまり毎日または毎時より多くのサンプルが分析されることである。高フラックスを実現するためには、単一サンプルの分析時間を短縮するだけでなく、サイクル全体の注入と分析時間も最適化しなければならない。迅速化を追求する本意は分析時間を短縮するだけでなく、分析周期を短縮することである。Prominence UFLCのサンプル注入速度は10秒であり、分析サイクルを大幅に短縮した。

インスタンスの適用

PTC由来アミノ酸のUFLC分析

アミノ酸分析には2つの検出方法があり、1つはイオン交換カラムを用いて分離した後、誘導体化して再検出するカラム後誘導体化法であり、もう1つは先に誘導体化した後、逆相カラムを用いて分離するカラム前誘導体化法である。迅速な分析の観点から、柱前派生化法は有効である。ここでは、Shim-pack XR-0 DSを用いてより短時間でアミノ酸分析を行った。
誘導体化には、フェニルイソチオシアン酸を用いた。カラム後派生法の場合は1時間、カラム前派生法の場合は通常のカラムを使用する場合は25分かかる分析を4分に短縮できます。

色素のUFLC分析

食品に添加される色素には合成化合物と天然化合物があり、これらの色素は水溶性が高く、HPLCで分析することが多い。しかし、複数の色素を組み合わせた場合、同時に分析するのに時間がかかる。ここでは、Shim-pack XR-ODS超高速LCを用いた色素同時分析例を示す。12種類の成分色素を同時に分析した結果、次のようなテンプルクロマトグラフィーが得られた。通常のLCを使用するために必要な分析時間は50分であるが、超高速LCを使用すると、約6分で分析が終了する。

多環芳香族炭化水素（PAHs）のUFLC分析

PAHsは、車両などの排ガスによる大気環境汚染の程度を判断する化学物質である。PAHsは強い発がん性を持つため、これらの物質の大気モニタリングは重要な測定項目である。PAHsは強い蛍光を示し、蛍光検出器を用いて高感度分析を行うことができる。
この10種類のPAHsの分析に対して、UFLCは分離を損失しない状態で、従来のLC（分析時間50分）に対して、10倍速の高速化分析（分析時間5分）を実現した。