JPH02126155A

JPH02126155A - 分離カラム

Info

Publication number: JPH02126155A
Application number: JP63279256A
Authority: JP
Inventors: Masako Mizuno; 水野　昌子; Junkichi Miura; 順吉三浦; Hiroyuki Miyagi; 宮城　宏行
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-11-07
Filing date: 1988-11-07
Publication date: 1990-05-15

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は分離カラムに係り、特に有機ポーラスポリマを
用いた液体のクロマトグラフ用として好適な分離カラム
に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の多孔性樹脂からなる液体のクロマトグラフ用充填
剤は、特開昭５４−３２３９号に記載のように、粒径２
０μｍ以下、比表面積０．’５ｍ／ｇ以上、細孔容積が
０．０５ｍＱ／ｇ以上で、第四級アンモニウム基を有す
るものとなっていた。しかし、従来例では、液体クロマ
トグラフによる分析法の高速化に必須な分離カラムの高
性能化、高耐圧化及び透過性の改良については配慮され
ながった。

また、官能基の導入量と分離カラムの分離性能どの関係
、官能基の導入量と分離カラムの透過性との関係につい
ては述べられていない。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、分離カラムの高性能化、高耐圧化及び
透過性の改良、すなオ〕ちカラムの入口圧（圧力損失）
の低減については配慮されておらず、微粒化した充填剤
を充填して得られる分離カラムは圧力損失が大きく、充
填剤の変形にともなう分離性能の低下の問題があった。

本発明の目的は２分離能が高く、しかも耐圧性、透過性
に優れ、高速分離の可能な液体クロマトグラフ用カラム
を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、乾燥状態での多孔性樹脂の粒径が３μｍ以
下、比表面積が１００〜４００ｍ／ｇ、細孔径が５〜１
５ｎｍ、細孔容積が１．　ｍ　Ｑ　／　ｇ以下であるも
のに、交換容量が０．１　〜３ｍｅ　ｑ／ｇになるよう
に官能基を導入した充填剤を充填して達成するようにし
た。

〔作用〕

高速液体クロマトグラフによる分析の高速化は。

充填剤を微粒化することによって達成されてきた。

これまでの充填剤の歴史は上記の事実を示しており、最
も微小な充填剤で現在市販されているものは、粒径３μ
ｍのものである。このような充填剤は、合成の原料によ
り、有機系ポリマー充填剤と無機系ポリマー充填剤とに
分けられる。無機系ポリマー充填剤としてはシリカゲル
を母材として用いたものが広く使用されている。シリカ
ゲルは材料の性質上、微粒化しても耐圧の問題はないが
、有機系ポリマー、特に多孔性樹脂からなる充填剤では
微粒化することによってカラムの圧力損失が大きくなる
。カラムの圧力損失は充填剤の比表面積、細孔径、細孔
容積などの物性が一定の場合、カラムの圧力損失は充填
剤の粒径の２乗に反比例して大きくなる。その結果、充
填剤がこの圧力によって変形し、分離カラムの分離性能
が低下する。

従って、多孔性樹脂からなる充填剤を充填した分離カラ
ムでは、充填剤自身の耐圧性（機械的強度）髪向上させ
るとともに、カラムの透過性を高める、すなわちカラム
の圧力損失を低減させる工夫が必要となる。しかし、現
在のところ、この目的を達成する方向は示されていない
。本発明者らは、上記欠点を克服すへく分離カラムの性
能の改良に努めた結果、高性能分離カラムに必要とされ
る主に充填剤の比表面積、細孔径、細孔容量、交換容量
（官能基の導入量）などの物性値とカラムの分離能、透
過性及び耐圧との関係を明らかにし、分離性能が大きく
、透過性及び耐圧性の高い分離カラムの提供に成功した
。すなわち、充填剤の物性値のうち、比表面積は分離能
と透過性に、細孔径は分離能と耐圧性に、細孔容積は耐
圧性に、交換容量（官能基の導入Ｍｋ）は分離能と耐圧
性に関係している。特に１粒径３μｍ以下の充填剤では
、上述した４つの物性値の最適値の範囲が従来用いら九
できた充填剤よりも狭い条件で存在する。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図を用いて詳細に説明する。

本発明で用いる多孔性樹脂は、通常正大網状構造を有し
、乾燥状態での粒径３μｍ以下、比表面積が１００〜４
００ｒｒｒ／ｇ、細孔径が５〜１５ｎｍ、細孔容積がｉ
　ｍ　Ｄ　／　ｇ以下であるモノビニルモノマー及びポ
リビニルモノマーの共重合体を母体とし、前記共重合体
に交換容量が０．１　〜３ｍ　ｅｑ　／　ｇになるよう
に官能基を導入したものである。

このような多孔性樹脂は、例えばモノビニルモノマー及
びポリビニルモノマーをこれらのモノマーに対して溶媒
として作用し、水に不溶性または難溶性で、かつ、生成
共重合体を膨潤し得る有機溶媒（以下有機膨潤溶媒と呼
ぶ）ならびにこのモノマー及びこの有機膨潤溶媒ととも
に均一液相を形成し得るモノビニル線状、重合体の共存
下、水性媒体中でｉｔ’Ｍ　Ｆ３重合して得られる。ま
た、官能基はＪ：述の方法で得られた共重合体に掌性に
より導入することで製造できる。また、これとは別に、
スチレン、メタアクリル酸メチル、酢酸ビニルなどのモ
ノビニル化合物と、架橋剤としてジビニルベンゼン、ジ
メタクリル酸グリコールなどのビニル基を分子内に２つ
以上持つ物質の混合物に、沈殿剤としてアミルアルコー
ル、第２級ブチルアルコール、ｎ−ブチルアルコールな
どを加えて重合を行うことによっても得ることができる
。これらの場合、一般にパール重合を行うので、得られ
る樹脂は球状である。これら共重合体の製造方法は、特
公昭３７−１３７９２　号公報に示されており、本発明
の多孔性樹脂もここに示された方法により製造できる。

出発原料として用いられるモノビニルモノマーは、スチ
レン、メチルスチレン、エチルスチレン、クロロスチレ
ンの如き芳香族モノビニル化合物、アクリル酸メチル、
アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メ
チル、メタクリル酸エチル等の脂肪族モノビニル化合物
から適宜選定される。

また、一方の原料、すなわち、架橋剤として用いられる
ポリビニルモノマーとしては、ジビニルベンゼン、ジビ
ニルトルエン、ジビニルナフタレン等の芳香族ポリビニ
ル化合物、ジビニルアクリル酸エチレングリコールエス
テル、ジメタアクリル酸エチレングリコールエステル、
アジピン酸ジジビニル等の脂肪族ポリビニル化合物があ
げられる。これらのポリビニル化合物は、原料モノマー
混合物の全重量に対して１０％以上、好ましくは２０％
以上の割合で使用される。

重合に際しては、懸濁安定剤を加えた水中に、原料モノ
マー混合物を溶解した有機膨潤溶媒とラジカル重合開始
剤をあらかじめ混合して均一にした液を加え、ディスパ
ーサ−あるいはホモジエナイザー等の名称で呼ばれる撹
拌機で撹拌し油滴が所定の大きさになった後、撹拌を続
けながら７０〜８５℃で３〜１０時間重合反応を行う。

有機膨潤溶媒としては、使用する原料モノマー混合物を
溶解し、反応によって生成する共重合体を膨潤し、かつ
、水に不溶性あるいは難溶性のものであれば、如何なる
ものであってもよい。しかして、かかる性質を有する有
機溶媒としては種々のものがあげられるが、実際には原
料モノマーの種類に応じて決められる。例えば、ビニル
モノマーとして、スチレンのような芳香族ビニル化合物
を使用した場合には、ベンゼン、トルエン、キシレン、
クロルベンゼン、四塩化炭素、テ１〜ラクロルエタン、
トリクロルエチレン等から適宜選ばれる。また、モノマ
ー化合物として、メタクリル酸エステル、アクリル酸エ
ステル等の脂肪族ビニル化合物を使用する場合には、ベ
ンゼン、＋−ルエン、ジクロルエタン等から選ばれる。

有機膨潤溶媒の量は、使用するポリビニルモノマー及び
添加する重合体の量によって異なる。

般には、ポリビニルモノマーを多量に使用すれば有機膨
潤溶媒の量は少なく、逆にポリビニルモノマーの景が少
ないときは、多量の有機膨潤溶媒が使用されるが、通常
、有機膨潤溶媒の量はモノマー混合物に対して、２０〜
３００％（■ｏＱ／ｇモノマー）、好ましくは、５０〜
１５０％の割合で使用される。

重合の際に添加されるモノビニル線状重合体としては、
原料モノマーの種類に関係なく、いかなるモノビニル線
状重合体も使用でき、例えば、ボッスチレン、ポリメチ
ルスチレン、ポリメチルスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポ
リイソブチレン、ボッアクリル酸メチル、ポリアクリル
酸エチル、ポリメタアクリル酸メチル、ポリメタアクリ
ル酸エチル、ポリメタアクリル酸ブチル等があげられる
。

しかしながら、これらの添加モノビニル線状重合体の選
定にあたっては、線状重合体が使用する原料モノマー混
合物及び有機膨潤溶媒からなる混合相と均一液相を形成
するように選ぶ必要がある。

使用するモノビニル線状重合体の重合度は、特に限定さ
れるものではないが、溶解性を考慮して、通常５０００
〜５０万、好ましくは１〜３０万程度のものが用いられ
る。また、使用する量は、般的には重合体の量を多くす
れば多孔性が増大する傾向にある。

重合に際しては、通常、反応をより充分に完結させるた
めに、触媒が用いられるが、かかる触媒は、このような
重合反応に通常用いられるものの中から適宜選べばよく
、例えば過酸化ベンゾイル、第３級フチルバーオキサイ
ド、過酸化ラウロイル、アゾビスイソブチロニトリル等
が用いられる。

重合する際には、反応を円滑に進めるために、懸濁安定
剤を反応系に加えるのが望ましい。懸濁安定剤は、この
種の反応に一般に用いられているものから任意に選べば
よく、例えば、ポリビニルアルコール、ポリメタアクリ
ル酸ソーダ、ポリアクリル酸ソーダ、炭酸カルシウム、
硫酸カルシウム、カルボキシメチルセロソルブ、殿粉等
が使用される。

重合の終った粒子は濾別して、生成した共重合体から、
重合時に添加したモノビニル線状ポリマーを適当な溶媒
で抽出する。この場合抽出剤としては、重合時添加した
有機膨潤溶媒と同一のものを使用するのが有利である。

この抽出処理は、例えば、第四級アンモニウム基のよう
な官能基導入後に行う場合もある。

このようにして重合された粒子は、一般に粒径分布が広
く、特定の８粒径のものを採取するために分級操作が必
要であるが、従来用いられてきた空気分級機等の分級機
を用いることができる。−般には粒径分布はなるべく狭
い方が望ましいが、特定の粒径のものを混合した場合に
分離の向上がみられることもある。

３μｍ以下の粒径になるように分級さ扛た共重合体粒子
は、走査型電子顕微鏡写真を撮影したり、コールタ−カ
ウンターにより粒径を測定し、目的粒径に合致している
ことを確認した、細孔径及び細孔容積は水銀圧入法で、
比表面積はＢＥＴ法で評価し、粒径、比表面積、細孔径
及び細孔径の値すべてが本発明の目的に合致するものだ
けを選択し、第四級アンモニウム基、スルホン基、フェ
ニル基、カルボキシメチル基、水酸基、ジエチルアミノ
エチル基等の官能基を導入する。

官能記を前記共重合体へ導入する方法はいかなる方法を
採用してもよいが、一般には従前公知の方法に準じて行
われる。例えば、硫酸、クロルスルホン酸、三硫化イオ
ン、発煙硫酸等のスルホン化剤で処理することによ・つ
て、陽イオン交換樹脂が得られる。また、タロロメチル
エーテル等のクロロメチル化剤で処理し、残余のクロロ
メチル化剤を除去した後、トリメチルアミン等でアミノ
化することにより、陰イオン交換樹脂が得られる。

交換基の具体的導入方法は、官能基の種類によって異な
るため一概にはいえないが、例えばスルホン酸基を導入
した陽イオン交換樹脂の場合について説明すると、スル
ホン化剤としては硫酸、タロロスルホン酸、三硫化イオ
ウ、発煙硫酸等が選ばれる。なお、硫酸はあまり濃度が
低いと官能基がほとんど導入されないことがあるので、
通常は。

９６重量％以上のものが使用される。

スルホン化は、前記共重合体粒子をスルホン化剤で撹拌
処理することによって容易に行われる。

この際、処理温度があまり低いとスルホン化剤の粘度が
増加して、操作ができなくなるので、通常は２０〜１０
０℃が選ばれる。また、スルホン化剤の使用量は用いら
れる共重合体粒子の粒径１重合体粒子の使用量しこよっ
て異なるが２あまり少量すぎるとスラリー濃度が増加し
て、実質的に撹拌処理ができなくなるので、通常は重合
体粒子に対して、約１倍〜６倍重量程度が用いられる。

スルホン化剤の使用量は、所望する交換容量のイオン交
換樹脂４得るために適宜選ばれ、一般に使用量が多い程
、交換容量の大きい多孔性樹脂が得られる。

処理時間は所望する交換容量の多孔性樹脂を得るために
適宜選ばれるが、通常は１時間〜１０時間程度の処理を
行う。一般に、処理時間が長い程。

交換容量の大きい多孔性樹脂が得られる。

スルホン化剤で処理された重合体粒子はスルホン化剤と
分離し、多量の水で除酸し、次いで通常は水酸化ナトリ
ウム水溶液等のアルカリで処理しナトリウム塩として取
り扱われる。

交換容量は通常行なわれている公知の方法によって測定
し５本発明の目的に合致する充填剤だけを選択し１分離
カラムに充填した。

充填方法は、均一な状態に充填でき、充填率を制御でき
る方法であれば、公知の方法でよい。充填率の制御は１
例えば、充填操作の送液流量を充填開始より時間経過に
従って増大させたりして達成できる。

本発明のカラムは、内径１〜４ｎｏ、長さ２０■以下、
好ましくは２〜Ｌｏａｎの円筒形のものがよい。

次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが
、本発明のその要旨を超えない限り、以下の実施例によ
り、何等の限定を受ｔ′ｊるものではない。

以下、本発明の分離カラムの製造の実施例について説明
する。

実施例１〜２（１）充填剤用共重合体の製造スチレン３０ｇ、工業用ジビニルベンゼン（純度５５％
、エチルビニルベンゼン４０％、その他飽和化合物５％
）７５ｇ、　　トルエン１００ｇ、ボッスチレン（平均
分子１１２０００ダルトン）５ｇ及び過酸化ベンゾイル
０．８　　ｇからなる均一な混合液を塩化ナトリウム７
０ｇ及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム１％水
溶液７　ｍ　Ｑ、を添加した水溶液７ｍＱを添加した水
溶液７２０ｍＱ中に混和する。充分撹拌してモノマー相
を分散し、窒素ガスを導入しながら、８０℃で８時間加
熱重合した。生成した共重合体をろ過し、水洗した後過
剰の溶媒及び水分を加熱除去する。得られた乾燥共重合
体に約５倍量のトルエンを加え、重合時に加えたポリス
チレンを抽出する。次いで、共重合体を濾別し、トルエ
ンで洗浄した後、加熱乾燥して溶媒を除去する。さらに
、この共重合体を空気分級機（日清エンジニアリング株
式会社製、ＴＣ−１５Ｎ）で分級し、平均粒径２．５　
　ｐｍの充填剤を得た。この充填剤についてＢＥＴ法で
比表面積を、水銀圧入法で細孔径及び細孔容積を測定し
た。その結果は次のとうりである。

比表面積　　２１０イ／ｇ細孔径　　　　　８ｎｍ細孔容積　　０．６１ｍ（１！／ｇまた、上記方法と同様にして、第１表に示した通りの原
料を重合し、分級して第１表実施例番号２の充填剤用共
重合体を製造した。比較例１〜５は実施例と同様の方法
で第１表に示した通りの原料を重合し１分級して第１表
比較例１〜５に示す充填剤用共重合体を製造した。

（２）強塩基性陰イオン交換樹脂の製造第１表の実施例
番号１で得られた共重合体５０ｇ、クロロメチルエーテ
ル２５０ｇ及び塩化亜鉛３０ｇをフラスコ内に移し、撹
拌下５０℃で１０時間保持した。反応混合物を多獣の冷
水に投入し、過剰のクロロメチルエーテル及び塩化亜鉛
を分解する。生成したクロロメチル化重合体を水で充分
洗浄後乾燥し、ベンゼン１５０　ｇを加え、３０分放置
して共重合体を膨潤させる。次いで、３０％トリメチル
アミン水溶液１００ｇを添加し、撹拌下５０℃で３時間
反応させた。反応終了後、生成物を濾過し、水洗した。

上記方法により得られた強塩基性陰イオン交換樹脂の交
換容量は２．８ｍ　ｅ　ｑ　／　ｇ・乾燥重量であった
。

上記方法と同様にして、第１表の実施例番号２及び比較
例番号１〜５の充填剤用共重合体に第４級アンモニウム
基を導入し、強塩基性陰イオン交換樹脂を製造した。こ
れらの強塩基性陰イオン交換樹脂の交換容量は第１表に
示すとうりである。

（３）分離カラムの性能評価第１表に示す充填剤を内径４１１１１、長さ５０のステ
ンレス鋼製カラムに充填し、性能を評価した。

試料としてはベンゼンを用いた。また、用いた溶離液の
組成は次の通りである。

溶離液　：　　０．０６７ＭＮＩ（ａｃＱＯ，ＯＩＭ　
　　　ＮＨ２ＰＯ番０、ＯＩＭ　　Ｋ２ＨＰＯ４６％　　　　ＣＨａＣＮ上記溶離液の流電を変えて、ＨＦＴＰ　（理論段−段あ
たりの充填層の高さ、以下ｍにＨＥ　Ｔ　Ｐという）と
カラムの圧力損失（カラムの入口圧）を測定した。実験
装置としては、ポンプには日立Ｌ−６０００型高速液体
グロマトグラフ、インジェクタにはレオダイン製７５２
０型（容量Ｏ０５μＱ）。

検出器には日立製Ｌ　−４０００型ＵＶモニタを使用し
た。

第１図から第４図はその結果を示したものである。第１
図は本発明による分離カラムの性能を示すＨＥ　Ｔ　Ｐ
と溶離液の流量との関係を示す図である。第２図は比較
例１．〜６の充填剤を充填した分離カラムのＨＥ　Ｔ　
Ｐと溶離液流量の関係を示す図である。第１図に示す例
では実施例１，２ともにＨＥＴＰの最小値は９〜１０μ
ｍである。また、実施例１，２でのＨＥＴＰの値は２０
〜２１μｍであり、溶離液の流量が増えたときの傾きも
小さい。一方、第２図の比較例では、ＨＥＴＰの最小値
が比較例３及び４を除いて、本発明よりもやや大きくな
っている。とくに５比較例２では溶離液の流量の増加に
ともなうＨＥ　Ｔ　Ｐの増加が著しい。

これは母材である共重合体の比表面積、細孔径が小さい
こと、官能基を導入後の充填剤の交換容量が小さいこと
によるものと考えられる。比較例３はＨＥＴＰの最小値
は本発明の充填剤と同程度であるが、溶離液流量を増し
たときのＨＥ　Ｔ　Ｐの傾きは本発明の充填剤に比べて
大きい。また、比較例１及び比較例５も本発明の実施例
に比べて大きい。この理由として、母材である共重合体
の比表面積もしくは細孔径、官能基導入後の充填剤の交
換容量が本発明の目的に合致していないことが考えられ
る。比較例４はＨＥ　Ｔ　Ｐの最小値は本発明の実施例
と同程度であるが、流量約０．８　　ｍＱ／ｎ１以」−
でＨＥ　ＴＰの値が急増している。この理由として、比
較例４の充填剤は細孔容積が大きいために耐圧性に乏し
く、圧力により充填剤が変形するため、分離性能が低下
するものと考えられる。

第３図及び第４図はそれぞ九本発明及び比較例によるカ
ラムの圧力損失と溶離溶流量の関係を示したものである
。本発明による実施例では、いずれも２　ｍ　Ｑ　／　
ｍまで、圧力損失と溶離液流量は直線関係にあり、圧力
による充填剤の変形が起こっていないことが予想される
。ところが、第４図の比較例では、比較例２及び３を除
いて、１．２ｍ　Ｑ　／　ｒｔｍ以上の流量で溶離液を
送液することができなかった。この理由は、圧力のため
に充填剤が変形し、カラムの透過性が低下してしまうた
めと考えられる。比較例２及び３は細孔が小さいため、
充填剤の細孔が小さいため、充填剤の耐圧が高いものと
考えられる。しかし、これらの充填剤は第２図より、Ｈ
Ｅ　Ｔ　Ｐが大きく、分離性能が悪いという欠点がある
。

本発明による実施例と比較例との性能の差について吟味
すると、粒径は両者とも分級操作により３μｍ以下にし
てあり、実施例と比較例で異なっているのは、母材であ
る共重合体の比表面積、細孔径、細孔容積及び官能基を
導入後の充填剤の交換容量である。従って、微粒化をし
て充填剤の高性能化を図る場合、物性値を適当な範囲に
制御しなければ高性能充填剤にならないことは明らかで
ある。

実施例３〜５通塩基性陰イオン交換樹脂の製造（１）充填剤用重合体の製造工業用ジビニルベンゼン（純度５５％、エチルビニルベ
ンゼン４０％、その他飽和化合物５％）９０ｇ、トルエ
ン】２０ｇ、ポリスチレン（平均分子１１２０００ダル
トン）６ｇ及び過酸化ベンゾイル０．８　　ｇからなる
均一な混合液を塩化ナトリウム７０ｇ及びドデシルベン
ゼンスルホン酸ナトリウム１％水溶液１ｍｌを添加した
水溶液’７２０ｍＱ中に混和する。充分撹拌してモノマ
ー相を分散し、窒素ガスを導入しながら、８０°Ｃで８
時間加熱重合した。生成した重合体を濾過し、水洗した
後、過剰の溶媒及び水分を加熱除去する。

得られた乾燥重合体に約５倍量のトルエンを加え。

重合時に加えたポリスチレンを抽出する。次いで、重合
体を濾別し、トルエンで洗浄した後、加熱乾燥して溶媒
を除去する。さらにこの重合体を空気分級機で分級し、
平均粒径２．８　μｍの重合体粒子を得た。この重合体
について、実施例１〜２と同様に物性値を測定した。そ
の結果は以下の通りである。

比表面積　　３５０ｒｒ？／ｇ細孔径　　　　１２ｎｍ細孔容積　　０．９０　　ｍＱ／ｇ（２）強塩基性陰イオン交換樹脂の製造上記重合体５０
ｇ、クロロメチルエーテル１００ｇ及び塩化亜鉛３０ｇ
をフラスコ内に移し、撹拌下５０℃で１０時間保持した
０反応混合物を多量の冷水に投入し、過剰のクロロメチ
ルエーテル及び塩化亜鉛を分解する。生成したクロロメ
チル化重合体を水で充分洗浄後乾燥し、ベンゼン１５０
ｇを加え、３０分間放置して共重合体製膨潤させる。次
いで、３０％トリメチルアミン水溶液１００ｇを添加し
、撹拌下５０℃で３時間反応させた。反応終了後、生成
分を濾過し、水洗しまた。

また、上記方法と同様にして、第２表に示した通りの原
料を用い、第２表に示した反応条件により、実施例番号
３〜５の通りの充填剤を製造した。

比較例６〜７は実施例３〜４の実施例と同様の方法で第
２表に示した通りの原料を用い、第２表に示した反応条
件により第４級アンモニウム基を導入し、第２表比較例
６〜７に示す充填剤を製造した。

第　　２　　表（３）分離カラム性能評価これらの充填剤を内径４ｆｆ１！、長さ５■のステンレ
ス鋼性カラムに充填し、実施例１〜２と同様にＨＥ　Ｔ
　Ｐ、圧力損失を調べた。

第５図から第９図はその結果を示したものである。第５
図は本発明３〜５による分離カニムの性能を示すＨＥＴ
Ｐと溶離液流量の関係を示す図、第６図は比較例６〜７
の充填剤を充填したカラムのＩ（Ｅ　Ｔ　Ｐと溶離液流
量の関係を示す図である。

第５図に示す例では実施例３〜５ともＨＥＴＰのｓ’＆
小値は９〜１０μｍであり、１．０　　ｍＱ／＋ｓにお
けるＨ　Ｅ　Ｔ　Ｐの値は２１〜２３μｍである６−方
、第６図の比較例では、比較例６の充填剤は第５図の本
発明３〜５の充填剤と同程度であるが、比較例７では溶
離液流量の増加に伴い、ＨＥＴＰも大きくなり、性能の
低下が著しい。この理由として比較例７の充填剤では交
換容量が小さいことより、試料量が充填剤の試料許容量
を越えていること、イオン交換と分配吸着など２つ以上
の分離様分が作用すること等により、クロマトグラムの
ピークが広がり分離が悪くなるものと思われる。

第７図と第８図はそれぞれ本発明と比較例による分離カ
ラムの圧力損失と溶離液流量との関係を示したものであ
る。本発明による実施例ではいずれも２　ｍ　Ｑ　／　
ｒｍまで直線関係にあり、圧力による充填剤の変形が起
っていないことが予想される。

なお、本発明３〜５の充填剤の流！１．０ｍＱ／■にお
ける圧力損失は６０〜’ｌｏｋｇｆ／ｄである。

第８図より、比較例６及び７の充填剤でも、２．０ｍ　
Ｑ　／　ａｍまで圧力損失と溶離液流量は直線関係にあ
り、圧力による充填剤の変形が起こっていないことが予
想される。しかしながら、比較例６での１．０ｍＱ／ｍ
ｍにおける圧力損失の値は約９゜ｌＣｇｆ、／ｃｄであ
り、本発明の実施例３〜４の充填剤の１．３〜１．５倍
になっている。比較例７の充填剤の圧力損失は本発明の
実施例３〜４よりも多少小さくなっている。しかし、こ
の充填剤は分離性能が悪いという欠点がある。

本発明による実施例と比較例の性能の差について吟味す
ると、母材である共重合体粒子は同一のものを用いてお
り、異なっているのは交換容量、すなわぢ修飾基の導入
量である。従って、微粒化して充填剤の高性能化を図る
場合、母材である共重合体粒子の物性値を適当な範囲に
制御するとともに、官能基の導入量を調節し、交換容量
を適当な範輔に制御しなければ高性能充填剤にならない
ことは以−Ｌの結果より明らかである。

実施例６強酸性陽イオン交換樹脂の製造（ａ）実施例３〜５で得られた共重合体５０ｇにテトラ
クロルエタンｌｏｏｇを加え、６０℃で３０分加熱後、
室温に冷やし、水冷しながらタロルスルホン酸１００ｇ
を加えて、３０℃で約４時間保持した。次に水冷しなが
ら氷酢酸を塩化水素ガスがでなくなるまで撹拌しながら
加える。反応混合物を多量の冷水に投入し、傾斜分離後
、アセトンでテトラクロルエタンを洗浄、水洗後、ＩＮ
水酸化ナトリウム中で１時間煮沸し、スルホン酸ナトリ
ウムとした。反応終了後、生成物を濾過し、水洗した。

（ｂ）実施例３〜５で得られた共重合体５０ｇにテトラ
クロルエタン１００ｇを加え、６０℃で３０分加熱後、
室温に冷やし、水冷しながらグロルスルホン酸２５０ｇ
を加えて、６０°Ｃで約１０時間保持した。これ以降は
（ａ）の方法と同様にして強酸性陽イオン交換樹脂を得
た。

（ａ）及び（ｂ）の充填剤の交換容量は各々２．６ｍｅ
ｑ／ｇ、３．９ｍｅｑ／ｇであった。

（ａ）及び（ｂ）の充填剤を各々内径４ｍ、長さ５１の
ステンレス鋼製カラムに充填し、性能を比較した。条件
は次の通りである。

溶離液　：０．３Ｍ　　酢酸アンモニウム１％　酢酸サンプル：グアノシン第９図にＨＥ　Ｔ　Ｐと溶離液の流量の関係を、第１０
図に圧力と溶離液流量の関係を示す。第９図より、ＨＥ
ＴＰの値は（ａ）と（ｂ）で大差ない。

しかし、第１０図に示したように、圧力損失は（ｂ）の
方が（ａ）より約１．５倍大きく、透過性が悪い。

以上、具体例を示して述べてきたように、母材である共
重合体粒子の物性のうち、比表面積は分離能とカラムの
透過性に、細孔径は分離能と耐圧性に、細孔容積は耐圧
性と主に関係していると考えられる。それ故、これらの
物性値にはある範囲の適正値が存在し、その値は比表面積　＝　１００〜４００ｍ／ｇ細孔径　　：　　　５〜１．５　ｎ　ｍ細孔容積　：　
　１ｍｌ／ｇ以下である。これらの゛物性値はそれぞれ密性に関連してお
り、それらの値を独立に制御して製造することは非常に
困難である。また、反応の状態によっては全く同じ組成
比の原料を用いても同じ物性値の共重合体が得られると
は限らない。そこで、製造するごとに物性値を測定、確
認し、官能基を導入すべきである。また、共重合体に官
能基を導入した充填剤の交換容量は１分離性能及びカラ
ムの透過性に関連していると考えられ、交換容量にもあ
る範囲の適正値が存在する。その値は。

交換容量　＝　０．１〜３　ｍ　ｅ　ｑ　／　ｇである
。

実施例７実サンプルの分析実施例１で得られた充填剤を内径４■、長さ３国のステ
ンレス鋼カラムに充填した分離カラムを使用し、核酸塩
基混合物の分離を行った。本実施例に使用した液体クロ
マトグラフ装置及び溶離液は実施例１と同様である。な
お、溶離液流量は１．２ｍＱ／ａｍに設定した。

比較例８市販充填剤１コ立ゲル＄３０１．３−Ｎ（粒径５〜６μ
ｍ）を内径４ｍｍ、長さ１５印のステンレス鋼製カラム
に充填し、実施例７と同様の分離を行った。なお、この
ときの流量は０．６ｍＱ／ｍｍに設定した。

得られたタロマドグラムを第１１図及び第１２図に示し
た。第１１図及び第１２図における吸収ピークの番号と
それに対応する成分を第３表に示す。

第表第１１図と第１，２図を比較すると、本発明により分離
カラムを使用することで、従来８分要していた分析を約
１分までに短縮できることが明らかになる。これは、充
填剤が高性能化したため、分離カラムが短くてよいこと
、及び、高流量で溶離液を流してのＨＥ　Ｔ　Ｐの増加
、すなわち１分離性能の低下が小さいことによる。

〔発明の効果〕

以−Ｌ説明した本発明によれば、分離能が高く、しかも
、透過性及び耐圧性の高い分離カラムが得られるので、
従来長時間を必要としていた分析を短時間で実行できる
という効果がある。

４、図面のｆｌｆｉ　、ＩＬな説明第１図は本発明による分離カラムのＨＥＴＰど溶離液流
量の関係を示す線図、第２図は比較例の充填剤を充填し
た分離カニムのＨＥＴＰと溶離液流量の関係を示す線図
、第３図は本発明による分離カラムの圧力損失と溶離液
流量の関係を示す線図、第４図は比較例による分離カラ
ムの圧力損失と溶離液流量の関係を示す線図、第５図、
第６図はそれぞれ実施例３〜４及び比較例６〜７の充填
剤を充填した分離カラムのＨＥ　Ｔ　Ｐと溶ｍ液流量の
関係を示す線図、第７図、第８図はそれぞれ実施例３〜
４及び比較例６〜７の充填剤を充填した分離カラムの圧
力損失と溶離液流量の関係を示す線図、第９図、第１０
図はそれぞれ強酸性陽イオン交換樹脂を充填した本発明
による分離カラムと比較例による分離カラムのＩ−Ｔ　
Ｆ　Ｔ　Ｐ及び圧力損失と溶離液流量の関係を示す線図
、第１１図、第１２図はそれぞれ本発明による分離カラ
ム及び従来の分離カラムを用いた場合に得られたクロマ
ト吊図第因１雌液流量（ｍ）７ｍ、パノ θ θ４．５／・θ 烙雛液流童（−ｔｌ　／ｃｒ、Ｘ、ジ第図：咎満８大友量　（ｒｎｌ／廂ルノ第４図：、ち赤浬λ釘；乳量　（−セ九〕第５図５宕直酷液Ｊた量（ｍ）／＋ｑｉり第６図あ慮ｉ液まｆ　（用ヱ／ｎ＋ｉん）第７図名ａｎ、を量（−＋Ｊ’／ｍＩｎ）第８図 ρ ρ３　　　　　　ノ０　　　　　１５遺＃１浣−ｉ１歯１／−、ルノ２ρ 第９区う鴬雛廃廣量価ノ／ｒｓｒｎう第１０図毒融漿流量（ｍｌｌ　ｍ；Ｊ第１１図 θ　　　　／偉竹時間（’Ｗ）＋ダ日日カラム１−ｌる４す゛に４列第１２図砕　拉　時間（／り夜来カラム１ゴる扉祈例

Claims

【特許請求の範囲】

１、モノビニルモノマー及びポリビニルモノマーの共重
合体を母材とする多孔性樹脂からなる液体クロマトグラ
フ用充填剤を充填してなる分離カラムにおいて、乾燥状
態での前記多孔性樹脂の粒径が３μｍ以下、比表面積が
１００〜４００ｍ＾２／ｇ、細孔径が５〜１５ｎｍ、細
孔容積が１ｍｌ／ｇ以下であるものに、交換容量が０．
１〜３ｍｅｑ／ｇ、充填剤の乾燥重量になるように官能
基を導入した充填剤を充填することを特徴とする分離カ
ラム。