順相クロマトグラフィーと逆相クロマトグラフィーの違いとは?分かりやすく解説!

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順相クロマトグラフィーと逆相クロマトグラフィーの大きな違いは、順相クロマトグラフィーは非常に極性の高い固定相と非極性の移動相を持つのに対し、逆相クロマトグラフィーは非極性の固定相と極性の移動相を持つことである

 さらに、順相クロマトグラフィーの固定相は主に純シリカで、移動相はクロロホルムなどの非水系溶媒であるのに対し、逆相クロマトグラフィーの固定相は疎水性長鎖を有する修飾シリカ基板で、移動相は主に水、メタノール、アセトニトリルなどです。

順相クロマトグラフィーと逆相クロマトグラフィーは、高圧下で操作するHPLC(高速液体クロマトグラフィー)法の2種類です。

一般に、通常の液体クロマトグラフィーと比較して、高い分離能を有しています。

主な対象分野

  1. 順相クロマトグラフィーとは
         – 定義、プロセス、重要性
  2. 逆相クロマトグラフィーとは
         – 定義、プロセス、重要性
  3. 順相クロマトグラフィーと逆相クロマトグラフィーの類似点とは?
         – 共通点の概要
  4. 順相クロマトグラフィーと逆相クロマトグラフィーの違いとは?
         – 主な違いの比較

この記事の重要な単語

HPLC、液体クロマトグラフィー、移動相、順相クロマトグラフィー、逆相クロマトグラフィー、静止相

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順相クロマトグラフィーとは?


順相クロマトグラフィーはHPLC技術の一種です

極性シリカである吸着剤との相互作用の度合いに基づいて分析物を分離します。

従って、このタイプのクロマトグラフィーの固定相は親水性です。

また、固定相はサンプル混合物中の親水性分子と親水的な相互作用をすることができる。

一般に、この相互作用には、水素結合、双極子-双極子相互作用などがあります。

そのため、より多くの非極性分析物が固定相に長く留まり、保持時間が長くなる。

図1: 順相クロマトグラフィーと逆相クロマトグラフィー – 特性比較

さらに、順相クロマトグラフィーの移動相は、非極性かつ非水性です。

そのため、混合物中の非極性または疎水性の分析対象物は、プロセスの初期に移動相で効率的に洗い流される。

一方、分析対象物の保持時間は、移動相の極性が高くなるにつれて短くなる。

さらに、保持時間の再現性の低さが順相クロマトグラフィーの大きな欠点です。

基本的には、シリカの表面に水やプロトン性有機溶媒の層が存在するために起こります。

しかし、逆相クロマトグラフィーでは、これが解消されます。

逆相クロマトグラフィーとは?

逆相クロマトグラフィーは、最近のHPLCの一種です

順相クロマトグラフィーと比較して、保持時間の再現性が向上しています。

基本的には、固定相を非極性にすることでこの再現性を高めています。

そのために、シリカ固定相の表面をRMe2SiCl(RはC18H37やC8H17などの直鎖アルキル基)として修飾しています。

  しかし、固定相が非極性であるため、試料混合物中の極性の低い分析対象物は、順相クロマトグラフィーとは対照的に保持時間が長くなる傾向があります。

図2: 逆相クロマトグラフィー – 溶出

さらに、移動相に水を多く加えることで、非極性化合物と固定相との疎水性相互作用を増加させ、保持時間を長くすることができる。

また、逆相クロマトグラフィーの移動相は極性であるため、サンプル混合物中の極性分析物を洗い流すことができます。

このため、試料混合物中の非極性分析物の分離が容易になる。

さらに、移動相の表面張力やpHは保持時間に影響を与える。

順相クロマトグラフィーと逆相クロマトグラフィーの類似点

  • HPLCのクロマトグラフィー技術として、順相クロマトグラフィーと逆相クロマトグラフィーの2種類があります。
  • 正相クロマトグラフィーと逆相クロマトグラフィーは、HPLCのクロマトグラフィーの一種です。
  • どちらも高圧で操作します。
  • また、カラム径は2.1~4.6mm、長さは30~250mmが一般的です。
  • どちらも少量の試料を分離します。
  • 分離は、試料中の成分と吸着剤粒子との異なる相互作用の度合いに基づいて行われる。この相互作用は温度によって変化します。
  • 吸着剤粒子が小さい(平均粒径2~50μm)ため、両クロマトグラフィーとも高分離能が得られる。
  • また、両クロマトグラフィーは試料成分の定量分析が可能です。
  • 1試料あたり2~60分程度かかりますが、並行して分析することはできません。
  • カラムと分析対象物の相互作用を強めることにより、クロマトグラフィーの保持時間を長くすることができる。
  • 移動相の極性を固定相の極性に近づけることにより、分析対象物を溶出させることができる。

順相クロマトグラフィーと逆相クロマトグラフィーの違い

定義

順相クロマトグラフィーとは、極性を持つ固定相と非極性を持つ移動相の2つの相の間で混合物の成分を分配する分離方法です。

これに対し、逆相クロマトグラフィーは、移動相が固定相よりも極性が高い分離方法です。

進化

順相クロマトグラフィーは、1970年代に液体クロマトグラフィーの形で進化してきました。

しかし、逆相クロマトグラフィーはHPLCの中で最近進化したものです。

定常期

さらに、順相クロマトグラフィーでは純粋なシリカを主体とした極性固定相を用い、逆相クロマトグラフィーでは疎水性の長鎖を持つ修飾シリカ基材を用いた非極性固定相を用います。

移動相

順相クロマトグラフィーはクロロホルムを中心とした非極性非水溶媒を移動相とし、逆相クロマトグラフィーは水、メタノール、アセトニトリルなどを中心とした極性移動相を使用します。

分離の種類

また、順相クロマトグラフィーは、カラム内での保持時間の長い極性物質を分離し、逆相クロマトグラフィーは、カラム内での保持時間の長い、極性の低い物質を分離する。

移動相中の分析物

順相クロマトグラフィーの場合、移動相は分離の初期に非極性分析物を運ぶが、逆相クロマトグラフィーでは極性分析物を運ぶ。

リテンションタイムの増加

非極性移動相は順相クロマトグラフィーの保持時間を長くし、極性移動相は逆相クロマトグラフィーの保持時間を長くします。

溶出

順相クロマトグラフィーでは移動相の極性を上げることで分析対象物を溶出し、逆相クロマトグラフィーでは移動相の極性を下げることで分析対象物を溶出することができます。

静止相特性

順相クロマトグラフィーの固定相には水またはプロトン性有機溶媒の層があり、逆相クロマトグラフィーの固定相には水またはプロトン性溶媒の層がない。

保持時間の再現性

また、順相クロマトグラフィーは保持時間の再現性が悪く、逆相クロマトグラフィーは保持時間の再現性が高い。

コラムの損傷

順相クロマトグラフィーのカラムは損傷しやすく、逆相クロマトグラフィーのカラムは損傷しにくい。

結論

順相クロマトグラフィーは、極性固定相と非極性移動相を使用するHPLCの一種です

その結果、混合物中の非極性化合物はカラムの外に出やすく、極性化合物は固定相の吸着剤との相互作用の度合いに応じて分離することができます。

一方、逆相クロマトグラフィーは、最近のHPLCの一種で、非極性固定相と極性移動相を用いるものである

そのため、極性分析物は移動相とともにカラムの外へ移動し、固定相との相互作用の度合いに応じて非極性分析物の分離が可能になる

したがって、順相クロマトグラフィーと逆相クロマトグラフィーの主な違いは、固定相と移動相の種類になります。

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