高い不活性度と長いカラム寿命を誇る - アジレント・テクノロジー株式会社

高い不活性度と長いカラム寿命を誇る
新しい PEG GC カラム
J&W DB-WAX ウルトライナートポリエチレングリコールカラム
他社製カラムとの比較
著者
はじめに
Ngoc-A Dang and Allen K. Vickers
要件の厳しい現代の GC および GC/MS アプリケーションでは、より分析困難な活性化合物を高感度
Agilent Technologies Inc.
かつ高い再現性で定性および定量分析することがますます重要になっています。そのためには、不
活性な GC 流路を実現し、注入から検出にいたる全域で活性点への活性化合物の吸着を防ぐことが
不可欠です。重要な活性化合物と直接接触する流路が十分に不活性化されていないと、分析対象
物の分解や損失が生じ、クロマトグラフィー検出能力の低下につながるからです。アジレントは、高
度な表面不活性化ケミストリの開発経験をもとに [1]、GC 流路全体の不活性度を高めてきました。
また、流路の不活性度の向上により、測定の感度と再現性は格段に高まっています。アジレントは、
Agilent ウルトライナート無極性および中極性カラム [2、3、4]、Agilent ウルトライナートライナ [3、4]、
Agilent ウルトライナートゴールドシール、スプリット/スプリットレス注入口、シェルウェルドメント [5]、
Agilent Ultimate Plus 不活性化フューズドシリカチューブ [6] など、幅広いウルトライナート (UI) 不活性
化製品を提供してきました。これらの製品の開発で培った知識と経験から生まれたのが、100 % ポリ
エチレングリコール (PEG) 固定相のウルトライナート極性「WAX カラム」です。これまで 35 年以上
に渡り、Agilent J&W WAX カラムが業界標準として、極性官能基を持つ多様な化合物や香料に含ま
れる飽和化合物の分析の他、工業化学製品の品質管理に使用されてきました。このアプリケーショ
ンノートでは、他社製カラムとの比較を通して、Agilent DB-WAX ウルトライナート GC カラムの優れ
た性能を紹介します。
DB-WAX UI カラムは、要件の厳しい現代のアプリケーションにもとづいて開発され、これらのアプリ
ケーションで分析されるきわめて活性の高い化合物をプローブとした厳格な不活性度試験手順によ
り試験されています。今回は、次の 3 つの観点から、DB-WAX UI カラムの性能を総合的に評価しま
した。
•
不活性性能: カラム活性をより厳密に試験可能な厳しいテスト混合物を用 いて評価しました。
また、カラムの上限温度である 250 °C での熱耐久性試験により、不活性度の安定性も試験し
ました。
•
カラム間一貫性: 20 本の DB-WAX UI カラムをそれぞれ異なるバッチからランダムに選択し、カラ
ム間の不活性度の一貫性を試験しました。
•
選択性試験: 一連の化合物のリテンションインデックスを QC 試験でモニタリングし、DB-WAX カ
ラムと DB-WAX UI カラムで同等の選択性が得られることを確認しました。長年に渡って標準的
な DB-WAX カラムを使用してきたお客様にとって、DB-WAX UI カラムで DB-WAX と同じ選択性が
維持されていることは重要です [7]。選択性が同じであれば、最小限の再バリデーションでウル
トライナートカラムへと簡単にアップグレードでき、DB-WAX にもとづく既存の化合物ライブラリ
やメソッドの作り直しや変更が必要ないからです。
また、DB-WAX UI カラムと市販されている他社製 WAX カラムの不活性度を比較するために、ベンチ
マーク調査も実施しました。この調査では、カラムの比較をできる限り公正に行うために、カラム以
外の実験条件を一定にしました。これらの評価から、DB-WAX UI カラムが、卓越した不活性性能、カ
ラムの上限温度における熱安定性、およびカラム間一貫性を備えていることがわかりました。これ
は、重要性の高い活性化合物の分析において、きわめて高感度で再現性の高い分析結果が得られ
るということです。
結果と考察
試験方法と標準溶液
QC 試験プローブは、カラムの不活性度およびカラム間一貫性の適正な評価において重要な役割を
果たします。活性 の 高 い 化合物は、カラムの 活性点に吸着することがわかっています。そのため、
重要なカラム活性を十分に検出するためには、これらのプローブの組成とオンカラム注入量を慎重
に選択する必要があります [8]。厳密な不活性度を必要としないプローブで構成される QC テスト混
合物では、カラム活性が十分に検出されない可能性があり、不活性度を正確に評価することができ
ません。一貫したカラムの不活性性能は、厳しい試験プローブを用いて WAX カラムを試験すること
ではじめて確保できます。この厳しい試験が、最終的にはカラム間一貫性および分析結果の信頼性
の向上につながります。カラムの不活性性能を評価するための適切かつ効果的な QC 試験プローブ
の選択に関する詳細なガイドラインについては、アジレントの技術概要「Agilent J&W Ultra Inert GC
カラム: 活性のある分析対象成分に取り組むための新しいツール」[2] をご覧ください。
このガイドラインに従 い、DB-WAX UI カラムの 不活性性能を厳密に評価するための 厳しい 試験プ
ローブ混合物を新たに開発しました。この混合物には、2-エチルヘキサン酸、エチルマルトール、ジ
シクロヘキシルアミン、2,3-ブタンジオール、デカナールなど、高い不活性度を必要とする試験プ
ローブが臨界濃度で含まれています。WAX カラムの不活性度は、対象となる活性化合物のピーク
形状にもとづいて評価しました。
2
今回の試験に用いた 2 種類のテスト混合物 (DB-WAX UI テスト混合物および改良型 Grob テスト混合
物 [9]) を表 1 および表 2 に示します。表中、評価基準として用いた活性化合物を強調表示していま
す。カラムの評価では、Agilent ウルトライナートライナおよびウルトライナートゴールドシールで注
入口の不活性度を高めることにより、GC 流路を構成するその他のコンポーネントの影響を最小限
に抑えました。
表 1. Agilent DB-WAX UI テスト混合物 (ジクロロメタン溶液)
ピーク番号 Agilent DB-WAX UI
カラム量 (ng)
1
5-ノナノン
3.3
2
デカナール
3.3
3
プロピオン酸
3.3
4
エチレングリコール
3.3
Agilent DB-WAX UI テスト混合物による評価
の分析条件
5
ヘプタデカン
1.65
注入口温度:
250 °
C
6
アニリン
3.3
スプリット:
1:75
7
ドデカン酸メチル
3.3
注入量:
1 μL
8
2-クロロフェノール
3.3
キャリアガス流量:
9
1-ウンデカノール
3.3
1.1 mL/min、H2
オーブン温度:
130 °
C 定温
10
ノナデカン
1.65
FID 検出器:
260 °
C
11
2-エチルヘキサン酸
6.6
12
エチルマルトール
6.6
表 2. 改良型 Grob テスト混合物 (ジクロロメタン溶液)
化合物
改良型 Grob
カラム量 (ng)
1
デカン
2.5
2
ドデカン
2.5
3
デカナール
2.5
4
2,3-ブタンジオール*
5
5
1-オクタノール
2.5
6
C10 FAME
2.5
7
nC11-FAME
2.5
8
ジシクロヘキシルアミン 5
9
nC12-FAME
2.5
10
2,6-ジメチルアニリン
2.5
11
2,6-ジメチルフェノール
2.5
12
2-エチルヘキサン酸
5
13
エチルマルトール
5
改良型 Grob テスト混合物による評価の分析
条件
注入口温度:
250 °
C
スプリット:
1:100
注入量:
1 μL
キャリアガス流量:
1.35 mL/min、H2
オーブン温度:
初期温度 60 °
C、
昇温 3 °
C/min、
最終温度 200 °
C
FID 検出器:
260 °
C
*2,3-ブタンジオールには、RR/SS 異性体およびメソ異性体の 2 種類の
異性体が存在します。
3
DB-WAX UI テスト混合物は、従来の Agilent J&W DB-WAX カラムの試験に使用されている QC テスト
混合物に活性化合物を臨界濃度で添加することにより調製しました。これにより、カラム活性を効
率的に検出することができました。添加した活性化合物は、デカナール、プロピオン酸、エチレング
リコール、2-エチルヘキサン酸、およびエチルマルトールです (表 1 で強調表示)。DB-WAX UI テス
ト混合物に加え、多様な化学的特性を持つ化合物を含む改良型 Grob テスト混合物による不活性度
試験も実施しました。このテスト混合物には、いくつかの分析対象物群の代表的な化合物が活性プ
ローブとして追加で含まれています (表 2 で強調表示)。これらの化合物は香料アプリケーションで
これまで 35 年以上に渡って標準的な DB-WAX カラムが使用されてきました。
見られ、その分析には、
不活性性能
図 1 に、250 °C で 1 時間コンディショニングした標準的な DB-WAX カラムと DB-WAX UI カラムによ
る DB-WAX UI テスト混合物の代表的な FID クロマトグラムを示します。標準的な DB-WAX カラムで
は、プロピオン酸 (ピーク 3)、2-エチルヘキサン酸 (ピーク 11)、エチルマルトール (ピーク 12) など重
要な分析対象物でピークテーリングが生じ、レスポンスが低下しています。一方、DB-WAX UI カラム
では、これらの活性プローブに対し、良好なピーク形状が得られ、レスポンスが大幅に向上していま
す。この結果は、DB-WAX UI カラムのきわめて優れた不活性性能を表しています。
pA
44
42
40
38
36
34
32
30
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
1
5
7.39
3
4.33
2
3.96
5
6.82
4
8
11
20.99
Agilent DB-WAX UI
10
16.59
12
25.88
9
13.68
8
12.68
6
8.97
6
8
13.52
7
10.36
3
2 4.26
4
3.84
5.76
2
9
14.73
6
9.48
4
5.85
1
7
11.27
Agilent DB-WAX
11
19.57
10
14.91
12
25.05
10
12
14
RT (min)
16
18
20
22
24
26
28
図 1. 250 °C で 1 時間コンディショニングした標準的な Agilent DB-WAX カラムおよび Agilent DB-WAX UI カラムに
よる Agilent DB-WAX UI テスト混合物の FID クロマトグラムの例。
GC 条件および各ピークの化合物については、表 1 を参照。
4
また、カラム上限温度での不活性度の安定性を評価するために、DB-WAX UI カラムに対して 250 °C
での耐久性試験を実施しました。この試験では、250 °C で 50 時間という長時間に渡るコンディショ
ニングを行いました。250 °C でのコンディショニング中、5 時間ごとに QC 試験を実施しました。図 2
に、250 °C でのコンディショニング開始から 1 時間後および 50 時間後の DB-WAX UI カラムによる
改良型 Grob テスト混合物の FID クロマトグラムの例を示します。このテスト混合物に含まれるデカ
ナール (ピーク 3)、2,3-ブタンジオール (ピーク 4a および 4b)、ジシクロヘキシルアミン (ピーク 8)、
2-エチルヘキサン酸 (ピーク 12)、およびエチルマルトール (ピーク 13) に対し、良好なピーク形状と
レスポンスが得られており、このカラムがきわめて優れた不活性性能を備えていることがわかりま
す。また、長時間に渡る上限温度 250 °C への熱曝露後も、高い不活性度が維持されています。こ
の結果は、DB-WAX UI カラムの卓越した不活性度安定性を表し、このカラムが長期に渡って一貫し
た分析結果をもたらし、長いカラム寿命を備えていることを示しています。
pA
64
62
60
58
56
54
52
50
48
46
44
42
40
38
36
34
32
30
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
2.72
2
5.65
Agilent DB-WAX UI: 250 °C に 50 時間曝露後
12
30.37
8
4b 19.86
5 17.67
17.01
7
3
6
21.81
14.66
18.16
1
2.73
10
9 26.52 11
25.39
28.75
13
31.99
4a
16.31
2
5.67
Agilent DB-WAX UI: 250 °C に 1 時間曝露後
4b
5 17.80
8
17.11
6 20.01 7
3
21.89
18.24
14.74
1
30.48
12
13
32.15
4a
16.45
1
2
10
9 26.68 11
25.46
28.90
4
6
8
10
12
14
16
18
RT (min)
20
22
24
26
28
30
32
34
図 2. 250 °C でのコンディショニング開始から 1 時間後および 50 時間後の Agilent DB-WAX UI カラムによる
改良型 Grob テスト混合物の FID クロマトグラムの例。GC 条件および各ピークの化合物については、表 2 を
参照。
5
カラム間一貫性は、再現性の高い定量および定性分析を実現するうえで重要な要件となります。そ
こで、20 本の DB-WAX UI カラムをそれぞれ異なるバッチからランダムに選択し、カラムの不活性度
の一貫性を評価しました。この試験では、ピーク高さの 10 % 位置でのピークの非対称性 (As. 10 %)
を基準に、プロピオン酸、デカナール、2,3-ブタンジオールなどの活性化合物のピーク形状を評価
しました。図 3 に示す結果から、ランダムに選択した 20 本の DB-WAX UI カラムでは、活性化合物の
ピーク高さの 10 % 位置で測定したピークの非対称性の変動がわずかであり、不活性度のカラム間
ピーク高さの 10 % 位置におけるピークの非対称性
一貫性が高いことがわかりました。
1.6
20 本の Agilent DB-WAX UI カラムの As. 10 %
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0
プロピオン酸
デカナール
2,3-ブタンジオール
図 3. 異なるバッチからランダムに選択した 20 本の Agilent DB-WAX UI カラムで得られた
プロピオン酸、デカナール、および 2,3-ブタンジオールのピーク高さ 10 % 位置における
ピークの非対称性 (As. 10 %)。QC 試験は、250 °C で 11 時間コンディショニングした後に実施。
選択性の同等性
不活性度に加え、選択性も重要なカラム評価パラメータです。これまで、多くのアプリケーションで
標準的な DB-WAX カラムが使用されてきました。そのため、DB-WAX カラムと DB-WAX UI カラムで
同等の選択性が得られることが、大きな利点となります。最小限のメソッドの再バリデーションで、
すばやく簡単にカラムをアップグレードできるからです。また、DB-WAX カラムにもとづく既存の化
合物ライブラリや分析メソッドを作成し直したり変更したりする必要がないため、これらの作業に伴
うリスクの心配もありません。通常、カラムの選択性は、QC テスト混合物に含まれる数種類のター
ゲット化合物のリテンションインデックスを用いて判断します。この試験でも、DB-WAX UI カラムの
リテンションインデックスを測定し、DB-WAX カラムの最新の仕様 [7] と比較しました (データの掲載
なし)。その結果から、DB-WAX UI カラムと DB-WAX カラムのリテンションインデックスには大きな違
いがなく、2 種類のカラムが同等の選択性を持つことがわかりました。図 4 に示す脂肪酸メチルエ
ステル (FAME) の分析結果にも、2 種類のカラムの選択性が同等であることが示されています。こ
のクロマトグラムは、DB-WAX カラムにもとづく FAME 用のリテンションタイムロッキングメソッドで
確立されたパラメータに従って測定したもので、DB-WAX UI カラムでは、DB-WAX カラムと同等の結
果が得られています [10]。ラベンダーエッセンシャルオイルの分析でも、2 種類のカラムで同じ選択
性が得られることがわかりました [11]。
6
mAU
×104
16
14
12
10
Agilent DB-WAX UI
8
6
×104
0
5
10
6
15
Time (min)
20
25
8
30
Agilent DB-WAX
10
12
14
16
図 4. Agilent DB-WAX UI カラムおよび Agilent DB-WAX カラムでリテンションタイムロッキングメソッドにより
測定した、72 種類の化合物を含む FAME 混合物の FID クロマトグラムの例。
試験条件
カラム:
Agilent DB-WAX UI、30 m × 0.25 mm、0.25 µm (p/n 122-7032UI) または
Agilent DB-WAX (p/n 122-7032)
注入口:
イナートフローパススプリット/スプリットレスウェルドメント (p/n G3970A)
検出器:
FID
注入口温度:
250 °C
注入量:
1 μL
スプリット比:
1/50
キャリアガス:
水素
ヘッド圧:
ステアリン酸メチルのリテンションタイムを 14.000 分に固定、定圧モード
(圧力は 50 °C cm/s、36 cm/s、50 °C で約 53 kPa)
オーブン温度:
50 °C (1 分間)、25 °C/min で 200 °C まで加熱、
3 °C/min で 230 °C まで加熱、18 分間保持
検出器温度:
280 °C
検出器ガス:
水素:
40 mL/min
450 mL/min
ヘリウムメークアップガス: 30 mL/min
空気:
使用した消耗品:
ウルトライナート低圧力損失ライナ (p/n 5190–2295)
UI ゴールドシール (p/n 5190–6144)
セルフタイトカラムナット (p/n 5190–6194)
グラファイト/ベスペル製フェラル (p/n 5181–3323 10Pk)
長寿命セプタム (p/n 5183–4761)
7
ベンチマーク調査
DB-WAX UI カラムとさまざまな他社製 WAX カラムの不活性性能および熱安定性を比較するため
に、他社製 WAX カラム (カラム A、カラム B、カラム C) とのベンチマーク調査を実施しました。こ
の調査に用いた他社製 WAX カラムは、Stabilwax、Stabilwax-MS、および ZB-WAXplus です。不活性
度試験は、各カラムを 250 °C で 1 時間コンディショニングした後、DB-WAX UI テスト混合物および
改良型 Grob テスト混合物を用いて行いました。また、カラム不活性度の耐久性試験では、カラム
を 250 °C に 50 時間曝露した場合と、各カラムの上限温度で適度な熱的ストレスをかけた場合に
ついて試験しました。250 °C でのコンディショニング中、5 時間ごとに QC 試験を実施しました。公
正な比較を行うために、その他すべての分析条件は一定にしました。
カラム A およびカラム B は、プロピオン酸、2-エチルヘキサン酸、およびエチルマルトールに対して
同様の不活性性能を示しました。また、カラム C では、DB-WAX UI テスト混合物による試験で、これ
らの活性化合物のピークにテーリングが観察されました。図 5 に、250 °C で 1 時間コンディショニ
ングしたカラム A、B、および C と、DB-WAX UI カラムで得られた FID クロマトグラムの例を比較しま
す。また、250 °C での耐久性試験では、他社製カラムの不活性度が時間の経過とともに急速に低下
しました。図 6 に、250 °C で 50 時間コンディショニングした他社製カラムと DB-WAX UI カラムによ
る DB-WAX UI テスト混合物の FID クロマトグラムの例を示します。
1.46
pA 1.56 2.77
90
1 2.98
86
82
3
4.33
2
3.96
78
74
9
14.73
8
13.52
6
9.48
4
5.85
70
Agilent DB-WAX UI: 250 °C に 1 時間曝露後
7
11.27
5
7.39
11
20.99
10
16.59
12
25.88
66
62
6.62
6
5
8.47
1.45 1
2.59
58
3 4
2 4.12 5.30
3.62
54
50
9.98
12.99
8
7
9 10
12.02
14.64
他社カラム C: 250 °C に 1 時間曝露後
11
19.24
12
23.23
46
42
2
3.64
34
4
3 5.19
4.22
30
26
22
1
18
1.34
14
10
6
2
5
6.63
1.48 1
38
1
2
2
3.42 4
4.94
3
4.04
3
4
5
6.29
5
6
6
8.59
6
8.17
7
8
9.96
7
9
12.73
8
12.50
9.45 12.12
9
7
8
11.91
他社カラム B: 250 °C に 1 時間曝露後
10
14.72
11
19.32
12
23.02
他社カラム A: 250 °C に 1 時間曝露後
10
14.02
11
18.55
12
22.14
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
RT (min)
図 5. 250 °C で 1 時間コンディショニングした Agilent DB-WAX UI と他社製品カラムによる Agilent DB-WAX UI
テスト混合物の FID クロマトグラムの例。
GC 条件および各ピークの化合物については、表 1 を参照。
8
pA
105
100
2.74 1
2.75 2.96
95
2
3.93
90
85
80
1
2.59
4
2
5.17
3.58
3
4.94
65
60
55
50
1
45
2
4
3.60 5.10
3
4.18
40
35
5
6.58
6
8.24
6.56
5
6
8.43
Agilent DB-WAX UI: 250 °C に 50 時間曝露後
7
11.16
6
9.29
4
5.74
1.46
75
70
5
7.36
3
4.28
7
9.85
9
14.55
8
10
13.25
16.54
9
12.78
8
11.72
7
9.83
12
25.35
他社カラム C: 250 °C に 50 時間曝露後
10
14.56
12.54
9
8
12.22
11
20.69
11
22.10
12
24.13
他社カラム B: 250 °C に 50 時間曝露後
10
14.56
11
19.03
12
22.59
30
1
25
20
4
2
3.41 4.89
3
4.33
15
10
5
2
4
6.30
5
6
8.09
6
8
12.08
9
8
10
11.79
14.07
9.44
7
10
12
他社カラム A: 250 °C に 50 時間曝露後
11
19.37
14
16
RT (min)
18
20
12
22.73
22
24
26
28
図 6. 250 °C で 50 時間コンディショニングした Agilent DB-WAX UI と他社製品カラムによる Agilent DB-WAX UI
テスト混合物の FID クロマトグラムの例。
GC 条件および各ピークの化合物については、表 1 を参照。
表 3 に、改良型 Grob テスト混合物に含まれる活性の高いプローブのピーク高さの 10 % において測
定したピークの非対称性を基準に、DB-WAX UI カラムおよび他社製カラムの不活性性能を比較した
結果をまとめます。これは、250 °C でのコンディショニング開始から 1 時間後 (表 3A) および 50 時
間後 (表 3B) の QC 試験結果です。
表 3. Agilent DB-WAX UI および他社製カラムにより改良型 Grob テスト混合物で得られたピーク高さの 10 % に
おいて測定したピークの非対称性の値のまとめ。
活性化合物のピークの非対称性を緑、黄、および赤の 3 色で色分けしています。
A. 1 時間後 (250 °C): 緑: As (10 %) ≤ 1.5、黄: 1.5 < As (10 %) ≤ 2、赤: As (10 %) > 2
ヘキサン酸
ブタンジオール
2,3-
エチル
マルトール
ジシクロヘキシル
デカナール アミン
DB-WAX UI
他社カラム A
他社カラム B
他社カラム C
カラム
2-エチル
B. 50 時間後 (250 °C): 緑: As (10 %) ≤ 1.5、黄: 1.5 < As (10 %) ≤ 2、赤: As (10 %) > 2
ヘキサン酸
ブタンジオール
2,3-
エチル
マルトール
ジシクロヘキシル
デカナール アミン
DB-WAX UI
他社カラム A
他社カラム B
他社カラム C
カラム
2-エチル
9
通常、活性の高い化合物ほど、注入口から検出器にいたる流路全体の活性点に吸着されやすいた
め、ピーク高さとレスポンスは低くなります。この試験では、カラム以外のすべての分析条件を一
定にしました。そのため、重要なプローブのピーク高さまたはレスポンスの違いは、試験対象のカ
ラムの不活性度の差を表すものと考えることができます。図 7 に、DB-WAX UI および他社製カラム
で得られた、DB-WAX UI テスト混合物中の数種類の活性化合物と不活性化合物 (n-C19) のピーク高
さの比を示します。DB-WAX UI カラムでは、250 °C でのコンディショニング開始から 1 時間後およ
び 50 時間後のどちらについても、プロピオン酸、2-エチルヘキサン酸、およびエチルマルトール
と不活性アルカンとのピーク高さの比が他社製 WAX カラムよりも明らかに高くなっています。こ
の結果は、DB-WAX UI カラムが他社製 WAX カラムよりも不活性度に優れていることを強力に裏付
けています。この高い不活性度により、きわめて優れた感度が実現されます。図 7 から、DB-WAX
UI カラムでは、これらのプローブに対するピーク高さの比が 250 °C に 50 時間曝露した後もほとん
ど変わっていないことがわかります。この結果は、DB-WAX UI カラムの上限温度での優れた熱安定
性を示し、これによって一貫性のきわめて高い分析結果がもたらされ、長いカラム寿命が実現され
ます。これに対し、他社カラム B および C は、250 °C でのコンディショニング開始から 50 時間後に、
ピーク高さの比が大幅に低下しました。この結果は、他社カラム B では感度が約半分に、また他社
カラム C では 1/4 未満にまで低下したことを示しています。
2.5
Agilent DB-WAX UI (1 時間後、250 °C)
Agilent DB-WAX UI (50 時間後、250 °C)
他社カラム A (1 時間後、250 °C)
他社カラム A (1 時間後、250 °C)
他社カラム B (50 時間後、250 °C)
他社カラム B (50 時間後、250 °C)
他社カラム C (1 時間後、250 °C)
他社カラム C (50 時間後、250 °C)
ピーク高さの比
2.0
1.5
1.0
0.5
0
プロピオン酸 /n-C19
2-エチルヘキサン酸 /n-C19
エチルマルトール/n-C19
図 7. 4 種類のカラムで測定した、Agilent DB-WAX UI テスト混合物中の活性化合物 (プロピオン酸、
2-エチルヘキサン酸、エチルマルトール) と不活性化合物 (n-C19) のピーク高さの比
10
次に、他社から最近発売された 3 種類の WAX カラムで不活性度評価を実施しました。ここでは、こ
れらのカラムをそれぞれ D 社製カラム、E 社製カラム、F 社製カラムとします。不活性性能および
250 °C での熱耐久性の試験は、前述の方法に従い、DB-WAX UI テスト混合物および改良型 Grob テ
スト混合物を用いて実施しました。
D 社製カラムでは、図 8 に示すように、改良型 Grob テスト混合物による試験で、2,3-ブタンジオール
(ピーク 4a および 4b) のピークにテーリングが生じました。
pA
56
54
52
50
48
46
44
42
40
38
36
34
32
30
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
2.61
2.72
1
2
5.65
Agilent DB-WAX UI: 250 °C に 50 時間曝露後
12
30.37
8
19.86
3
14.66
5 4b
17.67
17.01
6
18.16
7
21.81
9 10
25.39 26.52 11
28.75
13
31.99
4a
16.31
1
2
5.22
D 社製 WAX: 250 °C に 50 時間曝露後
10
9 24.68
11
24.09
26.94
5
4b
15.51
7
3
15.85 8
20.52
13.41
16.90 18.17
6
12
28.68
13
29.85
4a
14.55
2
4
6
8
10
12
14
16
18
RT (min)
20
22
24
26
28
30
32
図 8. 250 °C で 50 時間コンディショニングした Agilent DB-WAX UI カラムおよび D 社製 WAX カラムによる
改良型 Grob テスト混合物の FID クロマトグラムの例。GC 条件および各ピークの化合物については、表 2 を
参照。
図 9 は、250 °C でのコンディショニング開始から 1 時間後および 50 時間後に、DB-WAX UI テスト混
合物を用いて評価した E 社製カラムの不活性性能です。このカラムについては、250 °C で 1 時間コ
ンディショニングした時点では、ある程度良好な不活性度が観察されました。ところが、250 °C での
耐久性試験の間に不活性性能が大幅に低下し、50 時間後には、プロピオン酸 (ピーク 3)、2-エチル
ヘキサン酸 (ピーク 11)、エチルマルトール (ピーク 12) など活性の高い化合物で深刻なピークテー
リングが生じています。また、改良型 Grob テスト混合物を用いた試験でも、酸およびエチルマルトー
ルに対して同様に、不活性性能の大幅な低下傾向が見られました (図 10)。改良型 Grob テスト混合
物には、多様な化学的特性を持つ化合物が含まれているため、デカナール (ピーク 3)、2,3-ブタンジ
オール (ピーク 4a および 4b)、ジシクロヘキシルアミン (ピーク 8) など他の活性化合物でもピーク
テーリングが観察されました。
11
pA
64
62
60
58
56
54
52
50
48
46
44
42
40
38
36
34
32
30
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
1.46
2.75
2.71
2.96
1
3
4.28
2
3.93
5
7.36
3
2 4.23 4
3.57 4.99
6.65
5
5
6.78
1
3
4.13
1.42
4
5.10
2
3.64
1
2
3
6
9.29
4
5.74
1
1.42
4
5
6
7
11.16
7
6
8.21
6
8.44
8
8
13.25
9.90
7
12.59
9
11
20.69
12
25.35
10
16.54
E 社製 WAX: 250 °C に 50 時間曝露後
8
11.92
10.16
7
Agilent DB-WAX UI: 250 °C に 50 時間曝露後
9
14.55
11
19.80
10
14.86
9
12.92
12
21.88
E 社製 WAX: 250 °C に 1 時間曝露後
8
12.28
19.53
11
10
15.21
12
22.54
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
RT (min)
図 9. 250 °C でのコンディショニング開始から 1 時間後および 50 時間後の E 社製 WAX カラムと 250 °C での
コンディショニング開始から 50 時間後の Agilent DB-WAX UI カラムによる Agilent DB-WAX UI テスト混合物の
FID クロマトグラムの例。GC 条件および各ピークの化合物については、表 1 を参照。
pA
94
90
86
82
78
74
70
66
62
58
54
50
46
42
38
34
30
26
22
18
14
10
6
2
2.72
1
2
5.65
Agilent DB-WAX UI: 250 °C に 50 時間曝露後
2.51
3
14.66
5 4b
17.01 17.67
5.17
2
4a
15.13
5.24
18.44
E 社製 WAX: 250 °C に 50 時間曝露後
8
10
7
9 25.50 11
12
20.84
24.40
27.77 30.03
17.21
6
30.77
13
E 社製 WAX: 250 °C に 1 時間曝露後
5
18.70
16.04 4b
7
8
16.62
21.02
3
17.38
13.97
6
2
10
9 25.71
11
24.59
27.98
4a
15.30
2
4
13
31.99
9 10
11
25.39 26.52 28.75
5 4b
15.88 16.45
3
13.80
1
7
21.81
18.16
6
4a
16.31
2.54
1
12
30.37
8
19.86
6
8
10
12
14
16
18
RT (min)
20
22
24
26
28
29.87
12
30.98
13
30
32
図 10. 250 °C でのコンディショニング開始から 1 時間後および 50 時間後の E 社製 WAX カラムと 250 °C での
コンディショニング開始から 50 時間後の Agilent DB-WAX UI カラムによる改良型 Grob テスト混合物の FID
クロマトグラムの例。GC 条件および各ピークの化合物については、表 2 を参照。
12
図 11 は、F 社製カラムについて改良型 Grob テスト混合物を用いて実施した、不活性性能および
250 °C でのコンディショニング開始から 50 時間後の耐久性試験の FID クロマトグラムの例です。デ
カナール (ピーク 3)、2,3-ブタンジオール (ピーク 4a および 4b)、ジシクロヘキシルアミン (ピーク 8)、
2-エチルヘキサン酸 (ピーク 12)、エチルマルトール (ピーク 13) など複数の活性化合物でピークテー
リングが観察されました。
pA
41
39
37
35
33
31
29
27
25
23
21
19
17
15
13
11
9
7
5
3
1
7.44
2
3.84
1
F 社製 WAX: 250 °C に 50 時間曝露後
12
31.52
8
21.28
5
18.14 4b
18.54
3
19.71
16.22
6
7
23.31
9
26.82
27.61 11
10 29.77
13
32.66
4a
17.25
F 社製 WAX: 250 °C に 1 時間曝露後
7.43
2
3.84
1
21.23
5
4b
8
18.29
18.99
23.23
19.64
3
7
6
16.18
9 10
26.73 27.70 11
30.01
31.77
12
13
32.93
4a
17.67
2
4
6
8
10
12
14
16
18
RT (min)
20
22
24
26
28
30
32
34
図 11. 250 °C でのコンディショニング開始から 1 時間後および 50 時間後の F 社製 WAX カラムによる
改良型 Grob テスト混合物の FID クロマトグラムの例。GC 条件および各ピークの化合物については、表 2 を
参照。
このベンチマーク調査では、厳しい QC 試験プローブを用いてカラムの活性を測定することで、
WAX カラムの不活性性能をより明確に分類することができました。市販されている WAX カラム
には、DB-WAX UI テスト混合物および改良型 Grob テスト混合物の両方に含まれる活性化合物す
べてに対して完璧な不活性度を示すものはありませんでした。ただし、DB-WAX ウルトライナート
カラムの不活性性能は、他社製 WAX カラムよりも格段に優れていました。この優れた不活性性
能は、非常に低濃度で存在する幅広い活性化合物の高感度で再現性の高い分析に大きく貢献し
ます。また、DB-WAX UI カラムのカラム上限温度での優れた熱耐久性により、高い耐久性が実現
され、カラム寿命に渡って一貫性の高い分析結果が得られます。
13
結論
今回の試験で評価した他社製 WAX カラムとの比較において、Agilent DB-WAX ウルトライナートカラ
ムは、不活性度、熱安定性、および不活性度のカラム間一貫性のすべてにおいて、きわめて優れた
性能を発揮しました。また、Agilent J&W DB-WAX カラムと同等の選択性を持つため、最小限の再バ
リデーションで簡単に、標準的な DB-WAX カラムからこの高性能のウルトライナートカラムへのアッ
プグレードが可能です。J&W DB-WAX カラムにもとづく既存の化合物ライブラリやメソッドも、現在
のアプリケーションにそのまま利用できます。作り直しや変更は必要ありません。現代の GC または
GC/MS アプリケーションでは、多様な要件への対応が求められ、臨界濃度で存在する活性の高い化
合物に対処しなければなりません。こういったアプリケーションには、DB-WAX UI カラムを使用する
ことを強くおすすめします。卓越した性能を備えた DB-WAX UI カラムなら、信頼性の高い分析結果
をきわめて高い感度と再現性で確実に得ることができます。
表 4. Agilent DB-WAX ウルトライナートカラム製品情報。
幅広い内径、長さ、および膜厚からお選びいただけます。
部品番号
品名
121-7022UI
Agilent DB-WAX ウルトライナート 20 m、0.18 mm、0.18 μm
121-7023UI
Agilent DB-WAX ウルトライナート 20 m、0.18 mm、0.30 μm
122-7012UI
Agilent DB-WAX ウルトライナート 15 m、0.25 mm、0.25 μm
122-7032UI
Agilent DB-WAX ウルトライナート 30 m、0.25 mm、0.25 μm
122-7033UI
Agilent DB-WAX ウルトライナート 30 m、0.25 mm、0.50 μm
122-7062UI
Agilent DB-WAX ウルトライナート 60 m、0.25 mm、0.25 μm
122-7063UI
Agilent DB-WAX ウルトライナート 60 m、0.25 mm、0.50 μm
123-7012UI
Agilent DB-WAX ウルトライナート 15 m、0.32 mm、0.25 μm
123-7032UI
Agilent DB-WAX ウルトライナート 30 m、0.32 mm、0.25 μm
123-7033UI
Agilent DB-WAX ウルトライナート 30 m、0.32 mm、0.50 μm
123-7062UI
Agilent DB-WAX ウルトライナート 60 m、0.32 mm、0.25 μm
123-7063UI
Agilent DB-WAX ウルトライナート 60 m、0.32 mm、0.50 μm
125-7012UI
Agilent DB-WAX ウルトライナート 15 m、0.53 mm、1.00 μm
125-7031UI
Agilent DB-WAX ウルトライナート 30 m、0.53 mm、0.25 μm
125-7032UI
Agilent DB-WAX ウルトライナート 30 m、0.53 mm、1.00 μm
125-7037UI
Agilent DB-WAX ウルトライナート 30 m、0.53 mm、0.50 μm
125-7062UI
Agilent DB-WAX ウルトライナート 60 m、0.53 mm、1.00 μm
127-7012UI
Agilent DB-WAX ウルトライナート 10 m、0.10 mm、0.10 μm
128-7022UI
Agilent DB-WAX ウルトライナート 25 m、0.20 mm、0.20 μm
14
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DB-Wax および DB-Wax UI は、Agilent Technologies, Inc. の登録商標です。
詳細情報
これらのデータは一般的な結果を示したものです。アジレント製品とサービスの 詳細については、
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15
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March 10, 2016
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