CN109154587A - 液相色谱填充剂 - Google Patents

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Abstract

本发明的液相色谱填充剂是使用交联聚合物粒子的液相色谱填充剂，其特征在于，所述交联聚合物粒子的体积平均粒径为2μm以上、10μm以下，交联聚合物粒子中的粒径为1μm以下的微细粒子的含量小于1体积％，粒度分布中的均匀系数为1.15以下。

Description

液相色谱填充剂
技术领域
本发明涉及液相色谱填充剂、液相色谱填充柱和液相色谱分析方法。
本申请基于2016年5月25日在日本提出的专利申请特愿2016-104482号而主张优先权，并将其内容引入到本文中。
背景技术
近年来提高了液相色谱的耐压、耐流速性、大幅降低分析时间的超高速液相色谱分析装置得到普及。
作为面向超高速液相色谱分析装置的填充剂和其填充柱，已知1～5μm的二氧化硅凝胶系的多孔质型或者芯壳结构型的填充剂、以及使用内部填充了它们的填充柱的方法。使用所述填充剂的各种填充柱已经在市面上有销售。
另一方面，作为使用通用的高速液相色谱分析装置的体积排阻色谱分析方法，一直以来广泛知道以下分析方法：使用例如苯乙烯-二乙烯基苯系交联聚合物粒子、甲基丙烯酸酯系交联聚合物粒子、或聚乙烯醇系交联聚合物粒子等的多孔质的交联聚合物粒子作为填充剂，将该填充剂用于填充柱(参照例如非专利文献1)。关于交联聚合物粒子，可以使用将交联性单体通过悬浊聚合法聚合而得到的粒子。为了能够根据作为测定对象的高分子试样的分子量进行溶出和分离，要通过单体、稀释剂的种类、比率、和聚合条件等来控制交联聚合物粒子的细孔径。
近年来提出了体积排阻色谱分析方法，其使用内部填充了最适合体积排阻色谱用的二氧化硅凝胶系填充剂而成的分析柱(参照例如专利文献1)。
体积排阻色谱是将分析对象根据溶液中的成分的分子尺寸来进行分离的方法。
现有技术文献
专利文献1:日本特表2013-514538号公报
非专利文献
非专利文献1:C.S.Wu，Column Hand book For Size ExclusionChromatography，Academicpress,1999
发明内容
发明要解决的课题
但是，面向超高速液相色谱分析装置的二氧化硅凝胶系填充柱几乎都是，以导入了十八烷基的被称作ODS柱的柱子为代表的、主要以低分子试样作为分析对象的反相色谱和亲水性相互作用色谱用途的柱。因此，不适合用于以例如工业用聚合物素材、高分子添加剂、和生物高分子等分子量为2000以上的高分子试样作为分析对象的体积排阻色谱。
另一方面，在使用通用的高速液相色谱分析装置的体积排阻色谱分析方法中，作为填充剂使用的上述交联聚合物粒子除了高速性不充分以外、理论塔板数等的柱性能也不充分。
此外，作为最适合体积排阻色谱用的二氧化硅凝胶系填充剂的缺点，可以列举出高分子试样的测定范围窄。因此，在要测定例如分子量范围宽的高分子试样时，需要进行将排阻极限分子量不同的多根柱子连接起来等的操作。此外在为了高分子试样分析用而增大粒子的细孔径时，可以列举出为了降低其耐压强度，流动相的流量也受到制约等的课题。
本发明鉴于上述现状而完成，目的在于提供使用交联聚合物粒子的液相色谱填充剂、特别是体积排阻色谱填充剂、液相色谱填充柱、特别是体积排阻色谱填充柱、和液相色谱分析方法，交联聚合物填充剂的特征即分子量测定的大范围性、化学稳定性和高理论塔板数这些它们都有，而且还能够进行高速分析。
解决课题的手段
本发明人为了解决上述课题而进行了深入研究，结果发现如下。即、在将以下的交联聚合物粒子用作液相色谱填充剂时，在使用所述填充剂的填充柱和分析方法中特别是在体积排阻色谱的高速液相色谱装置中，使用1根柱子就能够以高理论塔板数分析分子量范围宽的高分子试样，而且还能够进行高速分析，从而完成本发明。所述交联聚合物粒子的体积平均粒径为2μm以上且10μm以下，粒径为1μm以下的微细粒子的含量小于1体积％，粒度分布的均匀系数、即粒子全体体积的75％/25％的比值为1.15以下。
本发明为了解决上述课题而提供了以下第一技术方案。
本发明的第一技术方案是以下的填充剂。
(1)一种液相色谱填充剂，使用了交联聚合物粒子，其特征在于，所述交联聚合物粒子的体积平均粒径为2μm以上且10μm以下，交联聚合物粒子中的粒径为1μm以下的微细粒子的含量小于1体积％，粒度分布的均匀系数、即粒子全体体积的75％/25％的比值为1.15以下。
作为第一技术方案的上述填充剂优选具有以下的特征(2)、(3)、或(12)。这些特征可以很好地彼此组合。
(2)所述交联聚合物粒子的平均细孔径为1nm以上、60nm以下。
(3)(1)或(2)的任一项所述的所述交联聚合物粒子是苯乙烯-二乙烯基苯共聚物。
本发明的第二技术方案是以下的液相色谱填充柱。
(4)将(1)～(3)、和(12)的任一项所述的填充剂填充到液相色谱用外壳中而得的液相色谱填充柱。
作为第二技术方案的上述柱剂优选具有以下的特征(5)。
(5)(4)所述的所述液相色谱填充柱的外壳的内径为8.0mm以下、长度为300mm以下。
本发明的第三技术方案是以下的液相色谱分析方法。
(6)使用(4)或(5)的任一项所述的液相色谱填充柱的、液相色谱分析方法。
作为第三技术方案上述液相色谱分析方法优选具有以下的特征(7)～(11)。可以单独具有(7)～(11)中的一个特征，也可以将它们彼此组合而具有。
(7)(6)所述的所述液相色谱分析方法的分离模式是高分子试样分析用的体积排阻色谱。
(8)(6)或(7)所述的所述液相色谱分析方法的分离模式是体积排阻色谱，所述体积排阻色谱中分析对象的高分子试样的分子量范围为100以上、5000000以下(聚苯乙烯换算)。
(9)(6)～(8)的任一项所述的所述液相色谱分析方法的分离模式是体积排阻色谱，所述体积排阻色谱中含有高分子试样的流动相的溶出容量(高分子试样的保持时间(单位：分钟)和流动相的流量(单位：ml/分)的乘积)每1根柱为2.0ml以下。
(10)(6)～(9)的任一项所述的所述液相色谱分析方法的分离模式是体积排阻色谱，所述体积排阻色谱中流动相使用选自四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、苯、甲苯、对二甲苯、邻二氯苯、三氯苯、丙酮、丁酮、二甲亚砜、N-甲基吡咯烷酮中的至少1种。
(11)(6)～(10)的任一项所述的所述液相色谱分析方法的分离模式是体积排阻色谱，所述体积排阻色谱中流动相的流量为0.3～3.0ml/分钟。
(12)(1)～(3)的任一项所述的液相色谱填充剂中所述粒度分布中的均匀系数为以下值：
使用粒度分布测定装置拍摄交联聚合物粒子而得到二维粒子图像，根据该二维粒子图像得到各粒子的等效圆直径，根据该等效圆直径算出各粒子的体积，将被用于计算的全部交联聚合物粒子按照体积从小到大排列，累积达到75体积％时所对应的交联聚合物粒子的等效圆直径相对于累积达到25体积％时所对应的交联聚合物粒子的等效圆直径之比。
发明效果
本发明能够提供兼有分子量测定的高范围性和高理论塔板数，而且能够进行高速分析的液相色谱填充剂、液相色谱填充柱和液相色谱分析方法。
本发明的液相色谱填充剂所使用的交联聚合物粒子，为了能够在超高速液相色谱分析装置中得到充分的柱性能而被制成交联聚合物粒子的平均粒径和微细粒子的含量被控制了的粒子。作为柱性能可以列举出例如理论塔板数(半峰宽法、N)，可以通过N＝5.54×(峰的溶出时间/峰高度的50％处的峰宽)2的数学式计算(日本药局方)。
附图说明
图1是高分子试样的校正曲线的例子。
图2是使用实施例5的填充柱以流量1.5ml/分钟测定7种聚苯乙烯标准液而得的色谱(叠放)。
图3是实施例5的校正曲线。
具体实施方式
下面对本发明的液相色谱填充剂、液相色谱填充柱和液相色谱分析方法的技术特征进行说明。再者，本发明并不局限于以下说明的具体技术特征，在能够发挥本发明的效果的范围内可以进行适当地改变。此外，以下的例子是为了能够更好地理解本发明的技术思想而进行的具体说明，只要没有特别说明，就不是用于限定本发明的。在不超出本发明的范围内可以对数值、种类、大小、特性等进行改变、省略或追加说明。此外，只要是没有问题，可以将各特征、优选例彼此进行组合。
本发明的液相色谱填充剂是使用交联聚合物粒子的填充剂，所述交联聚合物粒子的体积平均粒径为2μm以上、10μm以下，
交联聚合物粒子中，粒径为1μm以下的微细粒子的含量小于1体积％，粒度分布中的均匀系数(粒子全体体积的75％/25％)为1.15以下。
再者本发明的液相色谱填充剂优选仅由所述交联聚合物粒子构成。
这里，本说明书中的交联聚合物粒子的体积平均粒径是指以下的粒径。即是、使用粒度分布测定装置对2000个以上的交联聚合物粒子拍照，根据得到的二维粒子图像(优选为静止图像)得到各粒子的等效圆直径(具有与粒子图像的投影面积相同的面积的圆的直径)，根据该等效圆直径算出各粒子的体积，以算出的体积作为基准进行平均化，而得到的粒径。此时，各粒子被看作是直径与上述的等效圆直径相同的球体。此外，2000个以上的测定，可以判断是足以得到平均值的测定数。如果列举出测定数的具体例，可以列举出例如6500个等。此外，所述粒径可以是以被含在悬浊液等的液体中的状态被测定而得到的值。
此外，本说明书中粒径为1μm以下的微细粒子的含量是指以下比例。即、通过与上述同样的方法算出各粒子的体积，进一步算出它们的合计总体积，交联聚合物粒子的总体积中、等效圆直径为1μm以下的微细粒子相对于全部粒子的体积比例。
此外，本说明书中的均匀系数(粒子全体体积的75％/25％的比值)指的是，通过与上述同样的方法算出各粒子的体积，将计算中使用的所有的交联聚合物粒子、按照体积从小到大进行排列，达到75体积％时所对应的交联聚合物粒子的等效圆直径(75％)相对于达到25体积％时所对应的交联聚合物粒子的等效圆直径(25％)之比。即是、(该粒径以下的存在比率达到75体积％时对应的粒径)/(该粒径以下的存在比率达到25体积％时对应的粒径)。
交联聚合物粒子的平均粒径、和微细粒子的含量可以上述那样使用粒度分布测定装置进行测定。为了得到充分的柱性能，交联聚合物粒子的平均粒径为2.0μm以上、10.0μm以下，优选为2.0μm以上、7.0μm以下、更优选为2.0μm以上、5.0μm以下。如果是2.0μm以上，则能够容易地避免柱压力上升。此外，在大于10μm时，有柱性能降低的倾向。
此外，微细粒子的含量，1μm以下的微细粒子小于1体积％，更优选1μm以下的粒子为0.5体积％以下。如果1μm以下的粒子小于1％体积，则能够避免压力上升导致的、向柱中细密填充的困难性，此外，理论塔板数变为良好，能够高速分析。
此外，交联聚合物粒子的粒径具有优异的均匀性。均匀性可以用例如均匀系数(以体积换算)表示。均匀系数(以体积换算)通过前述的方法计算。本发明的交联聚合物粒子的均匀系数(以体积换算)为1.15以下，优选为1.10以下。如果为1.15以下，则不能避免柱性能降低。再者均匀系数的下限值如定义，为1.00。
在将本发明的液相色谱填充剂用于体积排阻色谱中时，交联聚合物粒子的细孔径会影响高分子试样的分离。交联聚合物粒子的细孔径可以由聚合时的单体、稀释剂的种类、添加比率和浓度等来控制。
本发明中的交联聚合物粒子的平均细孔径根据测定的高分子试样的分子量范围而异，优选为1nm以上、60nm以下、更优选为5nm以上、50nm以下。如果是1nm以上，则无论高分子试样的分子量范围如何，都能够发挥高分子试样与填充剂的体积排阻效果，如果是60nm以下，则能够避免填充剂的物理强度降低。
上述的交联聚合物粒子，根据测定的高分子试样的分子量范围可以使用1种，也可以混合使用2种以上。
此外，本说明书中的平均细孔径指的是，进行氮气吸附测定，根据氮气吸附等温线，由BJH法求出的值。更具体地是使氮气吸附在交联聚合物粒子0.2g上进行测定、以体积平均值计算出的值。
本发明的液相色谱填充剂中使用的交联聚合物粒子，只要是可以在液相色谱中使用的材料即可，对其种类本身没有限制。但是，优选所述粒子相对于各种溶剂的化学性和物理性稳定，不会发生分解和变质，相对于压力具有机械强度的稳定性。
作为本发明中的交联聚合物粒子可以使用例如，将至少1种交联性单体聚合而成的交联聚合物粒子、或使至少1种交联性单体和至少1种非交联性单体共聚而成的交联聚合物粒子。作为交联性单体，可以列举出例如聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯类、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯类、亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯类、二(甲基)丙烯酸羟烷基酯类、分子内具有至少2个(甲基)丙烯酰基的烷羟基烷基(甲基)丙烯酸酯类、芳香族系交联性单体类等。作为非交联性单体可以列举出(甲基)丙烯酸烷基酯类、芳香族系非交联性单体等。
具体可以使用苯乙烯-二乙烯基苯共聚物粒子、交联型聚羟基(甲基)丙烯酸酯粒子、和交联型聚乙烯醇粒子等。特别是在通过体积排阻色谱进行的高速分析中，为了使化学性、物理性以及机械强度稳定，此外，为了得到充分的柱性能而优选使用苯乙烯-二乙烯基苯共聚物粒子。
本发明中使用的交联聚合物粒子的聚合方法(形成方法)没有特殊限制。例如、除了悬浊聚合法以外，还可以通过例如使用细孔径被控制了的希拉斯(Shirasu)多孔质玻璃(SPG)膜和内压式マイクロキットMN-20(SGPテクノ株式会社制)等的SPG膜乳化聚合法、使用微孔道乳化装置(イーピーテック制)等的微孔道乳化聚合法进行聚合。再者，用于PG膜乳化聚合法、微孔道乳化聚合法等的条件，可以任意选择。例如、使用形成了规定的大量细孔的膜或基板，使油相从所述膜、基板通过，在使它们通过之前，在用于分散的液体中得到液滴而进行乳化。在这种情况下，所述膜、基板的各种条件，例如细孔的孔径等可以任意选择。在这样的乳化聚合中，如果不是必要，也可以不进行通常的乳化聚合中进行的强力机械搅拌。此外，所述乳化后，可以将得到的具有均匀粒径的液滴任意性地进行加热处理等。但本发明不局限于这些方法、装置的例子。
此外，聚合后可以使用筛子、分级装置(例如半自由涡式分级机エアロファインクラシファイアAC(日清エンジニアリングイーピーテック株式会社制)等)进行分级，调节平均粒径、粒子的均匀性和微细粒子的含量。
关于本发明中使用的交联聚合物粒子，在聚合时使用的油层(油相、单体和稀释剂的混合溶液)、分散剂和聚合引发剂这些种类本身没有特殊限定，只要没有特殊问题，都可以任意选择。油层中使用的单体，使用被造粒的交联聚合物粒子所对应的单体。例如、在制造苯乙烯-二乙烯基苯共聚物粒子的情况，作为苯乙烯系单体可以使用苯乙烯、2-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、2,5-二甲基苯乙烯、3,5-二甲基苯乙烯和2,4,6-三甲基苯乙烯等。此外，作为二乙烯基苯单体可以使用邻二乙烯基苯、间二乙烯基苯、对二乙烯基苯。苯乙烯系单体和二乙烯基苯单体的聚合比率可以任意控制。为了得到在体积排阻色谱用途所优选的粒子的充分的强度和性能，苯乙烯系单体之比率优选为30质量％以上、70质量％以下、更优选为40质量％以上、70质量％以下，进而优选为50～65质量％。如果苯乙烯系单体之比率为30质量％以上、70质量％以下，则在体积排阻色谱用途都可以得到充分的强度和性能。
此外，为了使油层中单体稀释而使用的稀释剂，对其种类没有特殊限定。可以使用例如甲苯、乙基苯、邻二甲苯、氯苯、己烷、环己烷、异辛烷等的有机溶剂。制作油层时，通过调整稀释剂和单体的亲和性之差和比率，可以控制交联聚合物粒子的细孔径。
为了使聚合中形成粒子的液滴分散而使用的分散剂，优选使用表面活性剂的水溶液。本发明中特别优选使用聚乙烯醇的水溶液为。分散剂中的表面活性剂的浓度、分散剂的添加量会对交联聚合物粒子的收率、粒度分布等产生影响。
对聚合引发剂的种类，没有特殊限定。优选使用例如偶氮系聚合引发剂(例如2,2’-偶氮二异丁腈(AIBN)、2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)等)、有机过氧化物(例如过氧化苯甲酰、叔丁基过氧化氢等)的自由基引发剂为。
作为本发明的液相色谱填充柱，使用将平均粒径和微细粒子的含量被控制了的交联聚合物粒子填充到液相色谱用外壳中而得的填充柱。对液相色谱用外壳的材质没有特殊限定。为了得到相对于各种溶剂的化学稳定性和高速分析时的耐压性，优选使用不锈钢管或PEEK管、更优选使用不锈钢管。作为不锈钢管，可以使用其内表面被有机聚合物覆盖了的不锈钢管。
此外，外壳的耐压优选为40MPa以上、更优选为60MPa以上、进而优选为75MPa以上。
本发明的液相色谱用外壳，对尺寸没有限制。为了在高速分析时充分得到柱性能，内径优选为0.5～8.0mm、更优选为1.0～6.0mm，特别优选为2.0～4.6mm。在是0.5mm以上时进行交联聚合物粒子的填充不会困难。此外，在是8.0mm以下时，能够在高速分析时充分得到柱性能。
此外，长度优选为10～300mm，特别优选为50～150mm。为10mm以上时，测定的试样能够充分保持在柱内进行充分分离。此外，在为300mm以下时，试样的溶出时间不会显著变慢，柱压力不会变大，所以适合于高速分析。
本发明的液相色谱填充剂和填充柱，只要是包括超高速液相色谱装置在内的通常的液相色谱装置，就可以没有限定地使用。
作为液相色谱中的分离模式，可以列举出反相色谱、正相色谱、亲水性相互作用色谱、离子交换色谱、和体积排阻色谱等。其中，优选用于以分子量2000以上的高分子试样作为测定对象的体积排阻色谱。
进而，本发明的液相色谱分析方法可以在短时间内测定高分子试样。体积排阻色谱可以根据高分子试样的保持时间(分钟)和流动相的流量(ml/分)之积即溶出容量(ml)测定高分子试样的分子量。本发明在高分子试样的溶出容量每1根柱为2.0ml以下的条件下能够很好地进行分析。
本发明的液相色谱分析方法，在体积排阻色谱分析中可以测定具有各种分子量的高分子试样的分子量。在测定该分子量时，可以使用以下的方法。首先，使用分子量已知的聚合物标准试样，以溶出容量(ml)作为横轴、以分子量的对数刻度作为纵轴制作校正曲线。使用该校正曲线，将分子量不清楚的高分子试样的分子量换算成聚合物标准试样的分子量而求出。可以将校正曲线的直线性(相关函数的2次方值(R的2次幂值))良好的范围表示为作为分析对象的高分子试样的分子量范围(能够确认分子量的范围)。R的2次幂值越接近1越好，优选为0.99以上(参照图1和图3。)。
体积排阻色谱分析中，使用具有细孔的填充剂，利用因为试样中的成分的分子量不同而能够进入细孔中的程度不同的现象。即、分子量小的分子能够进入到细孔的深处，分子量大的不能进入细孔内，具有这中间的分子量的分子能够进入到细孔的途中。能够进入到孔的深处的成分在柱中的停留时间相应变长，所以从柱中出来的顺序是分子量大的分子、分子量中间的分子、分子量小的分子。像这样，按照试样中的各成分的分子量的顺序进行分离。
图1示出了高分子试样的校正曲线的例子。分子量大于排阻极限分子量的成分全都在相同时间出来。校正曲线有具有直线性的部分和不具有直线性的部分，为了求出分子量分布，只能利用校正曲线的具有直线性的部分。「排阻极限分子量」指的是，不能进入孔中的分子量中的最小分子量。分子量大于柱的排阻极限分子量的成分，即使是在分子量彼此具有差别的情况，也是同时从柱子中出来，所以不能分离开。
作为分子量已经被知道了的聚合物标准试样可以列举出聚苯乙烯等。
使用本发明进行的高分子试样的分子量测定，根据交联聚合物粒子的种类(细孔径)而异，但优选测定100以上、5000000以下(以聚苯乙烯换算)的分子量范围，更优选测定100以上、2000000以下的分子量范围。如果是5000000以下，则能够避免由于高分子试样不能进入交联聚合物粒子的细孔内，所以不能保持在柱中而被直接溶出的情况。如果是100以上，则能够避免由于得不到标准线的直线性而难以准确测定分子量的情况。
本发明的面向高速分析的液相色谱分析方法，可以很好地用于体积排阻色谱分析，特别是流动相使用各种有机溶剂的有机溶剂系体积排阻色谱(凝胶渗透色谱：GPC)。
有机溶剂系体积排阻色谱中，作为流动相的有机溶剂，优选使用四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、苯、甲苯、对二甲苯、邻二氯苯、三氯苯、丙酮、丁酮、二甲亚砜、N-甲基吡咯烷酮等。本发明的面向高速分析的液相色谱分析方法，可以使用这些溶剂中的至少1种，也可以混合使用2种以上的溶剂。
本发明的液相色谱分析方法，能够通过体积排阻色谱对高分子试样进行高速分析。虽然也可以以通常的流量来使用，但为了能够更高速地进行分析，也能够提高流动相的流量。在通常的测定中优选流量为0.3ml/分钟以上、3.0ml/分钟以下。在高速进行分析的情况，流量优选为0.5ml/分钟以上，更优选为1.1ml/分钟以上、进而优选1.5ml/分钟以上。此外，上限优选为3.0ml/分钟以下。如果是3.0ml/分钟以下，则能够避免由于发生高分子试样的分子链切断而不能准确测定分子量的情况。
实施例
下面通过实施例来对本发明进行更具体说明，但本发明不受这些实施例任何限定。
以下的实施例中、交联聚合物粒子的粒径为1μm以下的微细粒子的含量、体积平均粒径和均匀系数(均为体积换算值)，是基于上述测定方法，通过流动式粒子图像分析装置FPIA-3000(商品名：シスメックス(株)制)而得到的值。测定粒子数约为6500。此外，细孔径是基于上述测定方法(BJH法)由ASAP 2020(商品名：マイクロメリティックス社制)得到的。
(实施例1)
作为单体按照比率54：46使用4-甲基苯乙烯和对二乙烯基苯，进而添加相对于所述单体为42质量％的稀释剂，所述稀释剂是甲苯和异辛烷的混合液(甲苯：异辛烷＝78：22)，从而制作油层(油相、单体和稀释剂的混合溶液)。使用2质量％的聚乙烯醇水溶液作为分散剂，使用所述油层通过微孔道法(乳化聚合法)进行聚合。微孔道法中使用微孔道乳化装置(イーピーテック制)。结果得到粒径1μm以下的微细粒子为测定极限(0.05体积％)以下、体积平均粒径为2.4μm、均匀系数为1.05、平均细孔径为4nm的苯乙烯-二乙烯基苯共聚物(粒子)。
使用得到的苯乙烯-二乙烯基苯共聚物向内径4.6mm、长度150mm的不锈钢制外壳(株式会社杉山商事制)中以填充压力40MPa在通入甲苯：甲醇＝80：20(质量比)混合溶液的情况下进行填充。
(实施例2)
使用与实施例1相同的油层和分散剂，使用与实施例1中的所述装置不同的条件，通过微孔道法进行聚合，由此得到粒径为1μm以下的微细粒子是测定极限(0.05体积％)以下、体积平均粒径为3.4μm、均匀系数为1.05、细孔径为4nm的苯乙烯-二乙烯基苯共聚物(粒子)。
向实施例1相同的外壳中以填充压力30MPa在通液甲苯：甲醇＝80：20(质量比)混合溶液的情况下填充所得到的苯乙烯-二乙烯基苯共聚物。
(实施例3)
作为单体以54：46(质量比)的比率使用4-甲基苯乙烯和对二乙烯基苯，作为稀释剂添加相对于单体为51质量％的甲苯和异辛烷的混合液而制作油层。使用2质量％聚乙烯醇水溶液作为分散剂，与实施例1同样地通过微孔道法进行聚合，由此得到了粒径为1μm以下的微细粒子是测定极限(0.05体积％)以下，体积平均粒径为3.4μm、均匀系数为1.05、平均细孔径为50nm的苯乙烯-二乙烯基苯共聚物(粒子)。
使用得到的苯乙烯-二乙烯基苯共聚物在与实施例2相同的外壳、填充条件下进行填充。
(实施例4)
作为交联聚合物粒子使用实施例2和3使用的苯乙烯-二乙烯基苯共聚物，使用40质量％的实施例2的粒子、使用60质量％的实施例3的粒子来制造混合粒子，在与实施例2相同的外壳、填充条件下进行填充。
(比较例1)
作为单体以54：46(质量比)的比率使用4-甲基苯乙烯和对二乙烯基苯，作为稀释剂添加相对于单体为42质量％的甲苯和异辛烷的混合液而制作油层。使用与实施例1中使用的油层、分散液相同的量，使用2质量％聚乙烯醇水溶液作为分散剂，通过使用所述油层的悬浊聚合法进行聚合。然后，进一步进行分级，由此得到粒径为1μm以下的微细粒子存在1体积％、体积平均粒径为3.4μm、均匀系数为1.18、平均细孔径为50nm的苯乙烯-二乙烯基苯共聚物(粒子)。
使用得到的苯乙烯-二乙烯基苯共聚物，以与实施例2相同的外壳、填充条件进行填充。
(比较例2)
作为单体以54：46(质量比)的比率使用4-甲基苯乙烯和对二乙烯基苯，作为稀释剂添加相对于单体为42质量％的甲苯和异辛烷的混合液而制作油层。按照与实施例1中使用的油层、分散液相同的量而使用它们，使用2质量％聚乙烯醇水溶液作为分散剂，通过使用所述油层的悬浊聚合法进行聚合。然后不进行分级就得到了粒径为1μm以下的微细粒子存在5体积％、体积平均粒径为3.4μm、均匀系数为1.25、平均细孔径为50nm的苯乙烯-二乙烯基苯共聚物(粒子)。
使用得到的苯乙烯-二乙烯基苯共聚物，以与实施例2相同的外壳、填充条件进行填充。
(填充柱的评价)
将实施例和比较例中得到的填充柱用于高速液相色谱分析装置Nexera-i(株式会社岛津制作所制)，作为检测器使用紫外检测器(UV、波长：254nm)进行柱评价。流动相使用四氢呋喃，流量设为0.3ml/分钟、柱温设为40℃。作为测定试样，在交联聚合物粒子的填充性能评价(理论塔板数)中使用邻苯二甲酸二环己酯，在高分子试样的分离评价(高分子试样的能够测定的分子量范围和校正曲线的直线性)中实施例1和2使用4种聚苯乙烯标准液(分子量分别为500、1300、2900、1万)作为测定试样、实施例3和比较例1使用5种聚苯乙烯标准液(分子量分别为1万、5.1万、12.7万、78万、163万)作为测定试样、实施例4使用6种聚苯乙烯标准液(分子量分别为500、2900、1万、5.1万、12.7万、163万)作为测定试样。
评价实施例和比较例的填充柱，结果这些柱压力、直到邻苯二甲酸二环己酯为止在每1根柱中的溶出容量、能够测定的分子量范围、校正曲线的直线性(R的2次幂值)、邻苯二甲酸二环己基的理论塔板数分别如表1所示。
由表1的结果可以知道，实施例1～4的填充柱都是，直到在邻苯二甲酸二环己酯溶出为止的每1根柱的溶出容量为2.0ml以下，用1根柱就能够测定大范围分子量的高分子试样。此外，高分子试样的能够测定的分子量范围的校正曲线的直线性(R的2次幂值)为0.99以上，良好。此外，理论塔板数(N)为9800段/根以上。
另一方面，对比较例1的填充柱评价的结果是，直到邻苯二甲酸二环己酯溶出为止的每1根柱的溶出容量为2.0ml以下，高分子试样的能够测定的分子量范围的校正曲线的直线性(R的2次幂值)为0.99以上，得到了良好的结果。但是，理论塔板数(N)降低到5502段/根。理论塔板数的降低会影响到高分子试样的峰形状的恶化和分离的恶化，所以不能很好地进行高速分析。
此外，比较例2中也尝试了向外壳中填充，但由于压力负荷高，所以不能通液甲苯：甲醇＝80：20(质量比)混合溶液，不能进行填充。
(实施例5)
(高速分析的评价)
使用实施例4的填充柱，仅改变流量成为1.5ml/分钟，测定7种聚苯乙烯标准液(分子量分别为500、1300、2900、1万、12.7万、78万、163万)。
图2示出了这些色谱(叠放在一起)。可以确认，聚苯乙烯标准液在1.2分以内被良好地溶出。
此外，图3示出了这些校正曲线。校正曲线的直线性(R的2次幂值)是0.9956，为良好。
产业可利用性
本发明能够提供使用兼有分子量的高范围性、化学稳定性、小粒径性、均匀粒径性的交联聚合物粒子而成的液相色谱填充剂。
本发明的液相色谱填充剂、液相色谱填充柱和液相色谱分析方法，特别是在利用体积排阻色谱的超高速液相色谱装置中分离性能、耐压和耐流速性优异。因此在对工业用聚合物材料、高分子添加剂、生物高分子等的高分子试样进行分析的领域是有用的。
附图符号说明
1 分子量163万的聚苯乙烯的峰
2 分子量78万的聚苯乙烯的峰
3 分子量12.7万的聚苯乙烯的峰
4 分子量1万的聚苯乙烯的峰
5 分子量2900的聚苯乙烯的峰
6 分子量1300的聚苯乙烯的峰
7 分子量500的聚苯乙烯的峰

Claims (12)

1.一种液相色谱填充剂，使用了交联聚合物粒子，其特征在于，所述交联聚合物粒子的体积平均粒径为2μm以上且10μm以下，交联聚合物粒子中粒径为1μm以下的微细粒子的含量小于1体积％，粒度分布的均匀系数、即粒子全体体积的75％/25％的比值为1.15以下。
2.如权利要求1所述的液相色谱填充剂，所述交联聚合物粒子的平均细孔径为1nm以上且60nm以下。
3.如权利要求1或2的任一项所述的液相色谱填充剂，所述交联聚合物粒子为苯乙烯-二乙烯基苯共聚物。
4.一种液相色谱填充柱，在液相色谱用外壳中填充权利要求1～3的任一项所述的填充剂而成。
5.如权利要求4所述的液相色谱填充柱，所述液相色谱填充柱的外壳的内径为8.0mm以下、长度为300mm以下。
6.一种液相色谱分析方法，使用了权利要求4或5的任一项所述的液相色谱填充柱。
7.如权利要求6所述的液相色谱分析方法，所述液相色谱分析方法的分离模式是高分子试样分析用的体积排阻色谱分析。
8.如权利要求6或7所述的液相色谱分析方法，通过所述液相色谱分析方法进行的体积排阻色谱分析中，分析对象的高分子试样的分子量范围以聚苯乙烯换算为100以上且5000000以下。
9.如权利要求6～8的任一项所述的液相色谱分析方法，其特征在于，通过所述液相色谱分析方法进行的体积排阻色谱分析中，含有高分子试样的移动相在每1根柱的溶出容量为2.0ml以下，所述溶出容量是高分子试样的以分钟为单位记的保持时间和以ml/分为单位记的移动相的流量之乘积。
10.如权利要求6～9的任一项所述的液相色谱分析方法，通过所述液相色谱分析方法进行的体积排阻色谱分析中，移动相使用选自四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、苯、甲苯、对二甲苯、邻二氯苯、三氯苯、丙酮、丁酮、二甲亚砜、N-甲基吡咯烷酮中的至少1种。
11.如权利要求6～10的任一项所述的液相色谱分析方法，通过所述液相色谱分析方法进行的体积排阻色谱分析中，移动相的流量为0.3～3.0ml/分钟。
12.如权利要求1～3的任一项所述的液相色谱填充剂，所述粒度分布中的均匀系数为以下值：
使用粒度分布测定装置拍摄交联聚合物粒子而得到二维粒子图像，根据该二维粒子图像得到各粒子的等效圆直径，根据该等效圆直径算出各粒子的体积，将用于计算的全部交联聚合物粒子按照体积从小到大排列，达到75体积％时所对应的交联聚合物粒子的等效圆直径相对于达到25体积％时所对应的交联聚合物粒子的等效圆直径之比。
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