充填カラムとキャピラリーカラムの大きな違いは、充填カラムでは固定相がカラムの空洞に充填されているのに対し、キャピラリーカラムでは固定相がカラムの空洞内面を覆っている点です。
さらに、液液抽出ではパックドカラムを、ガスクロマトグラフィーではキャピラリーカラムを主に使用しています。
充填カラムとキャピラリーカラムは、クロマトグラフィーの抽出時に固定相として使用される2種類のカラムです。
固定相とは、クロマトグラフィーの固定相で、移動相が混合物の成分を運ぶ役割を果たします。
パックドカラムとは
パックドカラムは、クロマトグラフィー技術におけるカラムの一種です。
微粒子で構成された固定相を完全に充填したものです。
そのため、カラム内の圧力が高くなります。
また、このため、キャピラリーカラムと比較して、充填カラムの長さは短くなります。
さらに、パックドカラムの構成要素は、チューブ、パッキング、エンドプラグの3つです。
充填剤または固定相には、固体と液体があります。
液体固定相の場合、液相が微粒子をコーティングする。
一方、固体固定相は、単に微粒子を詰めたもので、液相が微粒子を覆っているわけではありません。
図1：パックドカラム
さらに、充填カラムでの分離には、蒸留、ガス吸着、液液抽出の3種類があります。
一般に、古くからあるクロマトグラフィーの方法の多くは、充填カラムを使用していた。
なぜなら、軽ガスに対してより良い分離を与えるからです。
また、多くの選択的固定相が充填カラムに付属しています。
さらに、キャピラリーカラムと比較して、充填カラムは安価です。
キャピラリーカラムとは
キャピラリーカラムとは、クロマトグラフィーにおけるカラムの一種です。
キャピラリーカラムの別名は、ウォールコーティングオープンチューブラー（WCOT）カラムまたはポーラスレイヤードオープンチューブラー（PLOT）カラムです。
ここでは、固定相はチューブの内面のみを被覆し、ポリイミド層が固定相として機能します。
つまり、カラム全体に固定相が充填されているわけではありません。
ポリイミド層は茶色っぽい色をしているのが特徴です。
図2: キャピラリーカラム
キャピラリーカラムは、少量の試料で済む。
その反面、カラム内に発生する圧力も小さい。
高分解能、高効率のため、現在では広く使用されているカラムの一種である。
パックドカラムとキャピラリーカラムの類似点
- パックドカラムとキャピラリーカラムは、クロマトグラフィー分離のための2種類の固定相です。
- どちらもガスクロマトグラフィー(GC)に使用することができます。
- また、これらのカラムの主な機能は、分離される混合物の成分をカラムに保持することです。従って、カラムは混合物中の成分を分離するための媒体となります。
パックドカラムとキャピラリーカラムの違い
定義
充填カラムとは、微粒子で構成された固定相が完全に充填されたカラムのことです。
これに対し、キャピラリーカラムは、内表面に固定相をコーティングしたカラムを指す。
定常相充填
キャピラリーカラムの固定相は内面にコーティングされていますが、パックドカラムは固定相が充填されています。
この点が充填カラムとキャピラリーカラムの大きな違いです。
サンプル数
充填カラムとキャピラリーカラムのもう一つの違いは、充填カラムは大量の試料を必要とし、キャピラリーカラムは少量の試料で済むことである。
カラム内の圧力
また、充填カラムはカラム内の圧力が高い。
しかし、キャピラリーカラムは充填カラムに比べ、カラム内の圧力が低くなっています。
長さ
パックドカラムとキャピラリーカラムのもう一つの違いは、その長さです。
パックドカラムは短く、キャピラリーカラムは長くなります。
直径
さらに、キャピラリーカラムの直径が1mm程度であるのに対し、パックドカラムの直径は数mmになることもあります。
カラム効率
充填カラムとキャピラリーカラムのもう一つの違いは、カラム効率です。
充填カラムの効率は低く、キャピラリーカラムの効率は高い。
解像度
また、充填カラムは比較的分解能が悪く、キャピラリーカラムは高い分解能を示します。
したがって、この点も充填カラムとキャピラリーカラムの重要な違いです。
コスト
パックドカラムは安価で、キャピラリーカラムは高価です。
試料の極性
また、充填カラムは管がステンレス製なので非極性試料の分離に適しており、キャピラリーカラムは管がガラス製なので極性試料の分離に適しています。
堅牢性
また、パックドカラムとキャピラリーカラムの違いは、その堅牢性にある。
充填カラムは管が金属でできているため頑丈であるが、キャピラリーカラムは管がガラスでできているため壊れやすい。
結論
パックドカラムは、固定相が完全に充填されたカラムです。
一方、キャピラリーカラムは内面が固定相で覆われたカラムの一種である。
キャピラリーカラムは、高価ではあるが、分解能が高く、効率的な結果が得られる。
したがって、パックドカラムとキャピラリーカラムの主な違いは、固定相の充填の種類にあります。
