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Summary
超臨界流体クロマトグラフィー（SFC）を使用して混合物から化合物の分離のための基本的な原則は、分取液体クロマトグラフィーの基礎と似ています。
Abstract
超臨界流体クロマトグラフィー（SFC）が新技術ではありませんが、取SFCは計測機器、ソフトウェア及び化学の進歩によって、ますます人気が高まっています。 SFCを有する化合物を単離するための基本的な原則は、大規模分取液体クロマトグラフィーのための基本的なルールに似ています。本研究では、流速、サンプル溶媒の溶解、および混合物からの化合物の分離に関するカラムの選択性の効果を示しています。列には、最適なベッド密度（OBD）技術1を充填し、マッチング化学で小規模から大規模な取の分離が容易で、予測可能なスケーラビリティを確保する。
Protocol
1。サンプル準備
- 化合物の混合物1：クマリン、イブプロフェン、およびカルバマゼピン、20 mg / mLのメタノールで各
- 化合物の混合物2：イブプロフェンとカルバマゼピン、メタノールで20 mg / mLの各
- 化合物の混合物3：イブプロフェンとカルバマゼピン、DMSOに20 mg / mLの各（ジメチルスルホキシド）
- 化合物の混合物4：10 mg / mLのフェノプロフェン、15 mg / mLのケトプロフェン、20 mg / mLのフラボン、20 mg / mLのイブプロフェン、およびメタノール20 mg / mLのクマリン
2。実験条件
- 分析的クロマトグラフィーは、Watersメソッド駅SFCのシステム上で行った。
コラム：ビリSFC 2 - エチルピリジンカラム、5μm以下、4.6 × 150 mmの部品番号186004937。 - 分取クロマトグラフィーは、ウォーターズプレップ100 SFCのUV監督システムを実施した。カラム：
- ビリSFC 2 - エチルピリジンOBDカラム、5μm以下、19 × 150ミリメートル、部品番号186004945
- ビリSFCシリカOBDカラム、5μm以下、19 × 150ミリメートル、部品番号186004918
- ビリSFC 2 - エチルピリジンOBDカラム、5μm以下、19 x 100 mmの、部品番号186004944
- 他のメソッドのパラメータ：
- カラム温度：40℃
- 共溶媒：メタノール
- 注入量、流量、およびグラデーションは：数字で報告
3。代表的な結果
フローレート
分取LC分離に使用される流量は、長さと直径の列の、粒子サイズ、およびシステムの背圧を含む多くの要因によって制限されます。低粘度の二酸化炭素、SFCにおける移動相の主成分は、一般的に液体クロマトグラフィーで使用されているものよりも高い流量の使用が可能になります。列の長さに関連付けられている背圧は、解像度を上げるために長い列の使用を可能にする、またより低いです。高流量では分離が完了するまでの時間の量を減らすことでスループットを向上させる。図1に示すように、クロマトグラフィーのプロファイルには、カラム体積あたりのパーセントの変化で表される勾配の傾きが一定であることを条件別の流速で同じです..これは、流量が増加するにつれて同じ割合で実行される時間を減少させることによって達成されます。 
サンプルの溶解と溶媒のローディング
混合物から化合物を分離すると、サンプルを注入する前に完全に可溶であることが必要です。メタノール、SFCにおける共溶媒、最も一般的な、典型的な取分離のために通常必要とされる高濃度ですべてのサンプルを可溶化していません。メタノールのような溶剤の大容量のボリュームは、クロマトグラフィーを歪ませることができる強力な溶媒効果のために列の質量容量を制限することができます。修飾子のストリーム注入、すべてのウォーターズ予備校SFCのシステムの標準特許を取得した構成は、この溶媒効果を減らすように設計されました。ジメチルスルホキシド（DMSO）は、化合物の多くの異なる種類を可溶化する精製のラボで定期的に使用されています。図2と図3はメタノールに注入されたサンプルと比較して、SFCにおけるDMSOの注射は、アキラルなアプリケーションのためのより高い負荷とよりよい解決につながる方法を示しています。
注：キラルなアプリケーションの場合は、注意がDMSOが厳しく、従来のコーティングされたキラル固定相を損傷する可能性として考慮されるべきである。 DMSOは、サンプルの溶解性のために必要とされる必要がある場合は、固定化キラルカラムを選択する必要があります。 
選択
SFCにおいては、複数の列が日常的に混合物中の成分に最適な解像度とピーク形状を提供するかを決定するためにテストされています。化合物間の良好な解像度が高純度で標的化合物のアイソレーションにつながる。以下の例では、2 - エチルピリジン列は、サンプル混合物中のすべての5つの化合物の優れた分離を示しています。それは異なる選択性を持っているので、シリカカラムで分析した同じサンプルの混合物は、3つの成分ピークを示しています。少し後に約0.8分、フラボンおよびフェノプロフェン共溶出におけるクマリンおよびイブプロフェンの共溶出。フラボンとイブプロフェンも、シリカカラムで溶出順序を変更する。ケトプロフェンは、両方の列上の他のピークのすべてから十分に分離されている。 
スケーリング
原油サンプルの混合物は通常、有機溶剤の割合が低いから始まり、比較的短い時間で有機溶剤のより高い割合で終わるスクリーニング勾配で分析されています。興味のある化合物がよく解決されると、勾配が精製のために直接にスケーリングされることがあります。すべての化合物は、目の前に溶出する場合電子勾配の完了と完全に解決され、勾配の長さのシンプルな減少は許容範囲です。変更したグラデーションを組み合わせたSFCで使用される高速の流量が大幅に対象化合物の精製に必要な総時間を短縮する。
スケーリングの分離は、カラムの化学的性質と粒子サイズだけでなく、適切にスケーリングされた注入量と勾配に一致する必要があります。ウォーターズ取SFCの列は、ウォーターズの分析SFC列に優れたベッドの安定性と同等の性能を確保し、OBDテクノロジーが満載されています。 OBD分取カラムは、密接に相当する分析カラムと一致ベッド密度に充てんされています。この革新的な手順は、優れた安定性、再現性、そして効率的に取カラムを生成します。
荷重試験は、サンプル量の列にロードすることができるデータ量を決定するために小規模で行われる。目標は、解像度を損なうことなく、負荷を最大化することである。改良されたピークの分解能は、単離された化合物の高負荷とより良い純度につながる。高い列の読み込みは、その後の実験のための十分な材料を得るために必要な実行回数を減らすことができます。負荷試験のクロマトグラフィーは、図5に示します。保守的な35μL注入量は、混合物中の化合物のすべてとの間の良好な分解能を示し、その後大規模な列に分取の実行のためにスケーリングされます。 600μLの合計量は19 × 150ミリメートル取SFCの列に注入した。図6は、絶縁のために使用される大規模クロマトグラフィーで、最大負荷時の小規模変更勾配を用いてクロマトグラフィーを比較します。選択性は、分離と分析および分取クロマトグラムの間の保持時間と分解能でpurification.The違いのための偵察ツールとしての分析クロマトグラフィーを使用するとき、重要な要素と同一のシステムボリュームと注入モードを含む要因に起因することができます。特に、特許取得済みの修飾子のストリームの注入モード*は、溶媒効果を最小限に抑えるため、スループットと効率の向上、すべてのウォーターズ取SFCのシステム用に採用されている。
*米国特許番号6576125 
Discussion
- 液体クロマトグラフィーの基本原理は、超臨界流体クロマトグラフィー（SFC）に適用することができます。
- 超臨界流体クロマトグラフィーは、より高速なアイソレーションと増加するスループットを作るの増加流量で実行することができます。
- 限られた溶解度を持つ試料をジメチルスルホキシドに溶解し、SFCを用いて精製することができる。サンプル溶解用DMSOを使用すると、サンプルの溶解性に関連する不確実性を減らすことにより、精製工程が容易になります。
- メタノールに溶解した同じサンプルと比較した場合、DMSOに溶解した試料の分解能と荷重を向上させることができる。よりよいサンプルの解像度は高い純度の製品につながる。高い負荷が精製プロセスの効率を向上させます。
- カラムの選択性は、混合成分の分離に影響を与えます。高速グラジエントで別の列をスクリーニングする分取カラムは、サンプル中の化合物を単離するために使用するかについての意思決定につながります。
- 分析および分取OBDカラムの間に拡張する機能は、注入量、傾斜、およびグラデーションの時刻が正しくスケーリングさと化学的性質と粒子サイズが一定に保たれていることを提供、両方の小規模および大規模なスケールで同一の分離につながる。列のスケーラビリティは、このように高い精製プロセスの効率化を促進、ピーク同定の不確実性を削除します。
Disclosures
利害の衝突は宣言されません。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Method Station SFC System | Waters | More information available at www.waters.com | Analytical SFC system |
| SFC-UV Prep 100 | Waters | More information available at www.waters.com | Preparative SFC System |
| Viridis™ SFC 2-Ethylpyridine, 4.6 x 150 mm, 5 μm Column | Waters | 186004937 | Analytical SFC Chromatography Column |
| Viridis™ SFC 2-Ethylpyridine OBD™, 19 x 150 mm, 5 μm Column | Waters | 186004945 | Preparative SFC Chromatography Column |
| Viridis™ SFC Silica OBD™, 19 x 150 mm, 5 μm Column | Waters | 186004918 | Preparative SFC Chromatography Column |
| Viridis™ SFC 2-Ethylpyridine OBD™, 19 x 100 mm, 5 μm Column | Waters | 186004944 | Preparative SFC Chromatography Column |
References
- Optimum Bed Density (OBD) Columns: Enabling Technology for Laboratory-Scale Isolation and Purification. Waters White Paper 720001939EN 2006 Nov.
