分離モード（充填剤）の選択

試料を分離できるモードが複数ある場合は、以下のような点を考慮して選択する必要があります。

1. 分離の効率　分離能、試料負荷量、分取時間
2. 経済性　　　充填剤・移動相のコスト、単位時間当たりの処理量
3. その他　　　安全性、目的成分の変性、システムの簡便さ

分離条件の検討

分取では、分析と異なり目的成分を効率的に高純度、高回収率にて得ることを第一に考えます。分離すべきものとそうでないものとを考えて溶離条件を設定することが効率的な分取を行うポイントです。

濃度負荷と容量負荷

負荷量を検討する際は、注入容量と試料溶液の濃度の検討を行います。注入容量は固定で試料濃度を上げていく濃度負荷、試料溶液の濃度は一定のまま注入容量を増やしていく容量負荷があります。濃度負荷のほうがピーク形状に影響が出にくいため、濃度負荷を基本にして容量負荷も組み合わせて検討します。また、溶解溶媒がピーク形状に影響を及ぼすこともあります。試料は移動相またはできるだけ溶出力の小さい溶媒に溶解することが望まれます。

負荷量の最適化

最適な負荷量は純度、収率、生産性など精製で重視するパラメータによって異なります。純度や収率を重視する場合は負荷量を増やせないことがあります。一方で生産性を重視する場合は高負荷での分取が適していますが、純度や収率が低くなりがちです。
目的によって最適な負荷量を設定することが重要です。

負荷量の精製結果への影響例

検出条件の最適化

試料の負荷量検討の際、検出条件によって検討がうまくいかないことがあります。高感度すぎたり、低感度すぎると適切な負荷量を設定できないことがあります。状況に応じて最適な検出条件を選択します。

分取スケールの選択

分取へのスケールアップにおいては、試料処理量や目的純度に応じてカラムサイズや充填剤粒子径を選択します。この時、カラム効率・圧力・コストも考慮します。充填剤粒子径とカラム長が同じ場合、流速・負荷量をカラムの断面積に比例させると分離性能・カラム圧力は、スケールアップ前後でほぼ同等になります。分析カラムで設定した分離条件をもとに、表中の矢印を参考にスケールアップします。

カラム粒子径

充填剤の粒子径が小さい程カラム効率は高くなりますが、その反面充填剤が高価になります。またカラム圧力も高くなり、使用する装置もそれに応じた耐圧性が要求されます。目的成分と近接ピークとの分離が不十分な場合など、出来るだけ分離能を高くする必要がある時に粒子径の小さな充填剤を選択すると効果的です。これに対して粒子径が大きい程カラム効率は低くなりますが、充填剤が安価になりカラム圧力も低くなります。

分離条件の最適化

分析用充填剤に比べて粒子径を大きくすると、カラム効率が低下して必要な分離が得られない場合があります。このような場合には溶離条件の調整や線流速を遅くして分離を改善します。それでも分離が不十分な場合は、カラム長、粒子径のサイズを変更します。

分取システムの適正確認

実際に分取を行う際の流速と圧力が装置の性能に適しているかを確認します。分取カラムで検討用カラムと同じ分離を得るためには、線速度を検討用カラムと同じにする必要があります。分取カラムでの流速を検討用カラムの流速の断面積比倍に設定することにより、検討用カラムと同じ線速度が得られます。線速度が同じであれば、分取カラムの圧力は検討用カラムの圧力と同等になります。カラム圧力が装置の耐圧性能を超える場合には、流速、カラム長などを変更する必要があります。配管径なども使用流速に適したサイズに変更する必要があります。