JPH10260169A - カラム充填剤及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液体クロマトグラフィー用カラム充填材にお
いて、その粒子径の均一性と耐アルカリ性を向上する。 【解決手段】 液体クロマトグラフィー用カラムのカラ
ム充填剤をソープフリー重合法による粒子径０．５乃至
４μｍの高分子種（たね）粒子を膨潤助剤で膨潤し、膨
潤高分子種粒子を、更にジビニルベンゼン及び（４）の
ハロゲン化アルキル基を有するモノマーからなるモノマ
ー混合物及び該モノマー混合物と反応しない希釈剤から
なる反応液で更に膨潤させて膨潤高分子粒子を形成す
る。そして膨潤高分子粒子中のモノマー混合物を重合後
に希釈剤を除去して粒子表面に該ハロゲン化アルキル基
を有する多孔性の高分子粒子を形成する。そして該多孔
性高分子粒子とトリアルキルアミンとを固−液反応によ
り反応して、ハロゲン化アルキル基中のハロゲン元素の
少なくとも一つを４級アンモニウム基と置換して製造す
る。 【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はカラム充填剤及びそ
の製造方法にかかり、特にアニオン交換基を有しつつ構
成高分子材の架橋密度を高めて耐アルカリ性を向上し、
更にその粒径を均一化することにより分離能と生産性を
高めた液体クロマトグラフィー用カラムのカラム充填剤
及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】クロマトグラフィーとは、複雑な混合物
を分離又は分析するために用いられる技法の一つであ
る。この技法は様々な方法を含むが、共通する特徴はこ
の技法が、常に移動する所謂移動相と固定されて移動し
ない固定相の２つの空間から成ることである。そして、
分離又は分析したい対象である被分析混合物試料を移動
相中に導入し、移動相とともに、巨視的には固定相中
を、微視的には固定相を構成する部材の表面と接しなが
ら移動をさせる。

【０００３】この時、混合物試料中の含有成分は固定相
に対する親和性が各々異なることから、固定相を通過す
る速度が各成分間で異なってくる。つまり、より強い親
和性を有する成分は、より遅い通過速度を示す。その結
果、移動相の移動に伴って、それぞれの成分に分離され
ていく。そして、通過時間を標準試料等が示すそれと比
較すれば、各成分の同定が可能であり、混合物試料の分
析と分離が可能となる。

【０００４】このクロマトグラフィーは、移動相と固定
相の組み合わせの選択により幾つかの種類に分類され
る。そして、移動相を被分析試料が溶解可能な液体であ
る溶媒とするものは液体クロマトグラフィーと称され、
適用できる被分析試料も多く、非常に有効な手段として
広く用いられている。液体クロマトグラフィーは、固定
相の選択により、具体的には固定相に固体を選択する
か、液体を選択するかによって、液−固クロマトグラフ
ィーと液−液クロマトグラフィーに更に分類されるが、
通常は”液体クロマトグラフィー”と言えば液−固クロ
マトグラフィーを指すというのが一般的になっている。

【０００５】そして、この所謂液体クロマトグラフィー
は、固定相たる固体と被分析試料の親和力のもととなる
固定相と被分析試料の相互作用の機構の違いにより、幾
つかの種類を有する。具体的には、固定相にイオン交換
体を利用して荷電した被分析試料との間のイオン交換反
応を相互作用として利用するものや、固定相に多孔性の
非極性ゲルを用い、該ゲルの有する空孔の大きさにより
空孔内に浸透する成分としない成分とに被分析試料を分
離するものがある。

【０００６】そして更に、固定相に多孔性の吸着剤を用
い、イオン交換作用や空孔への浸透等の前記の相互作用
も含みうる所謂化学的吸着及び物理的吸着現象を相互作
用として利用するものがある。この中で、固定相にイオ
ン交換体を利用するもの、即ちイオン交換クロマトグラ
フィーが、イオン性の物質をも、高分解能に分離できる
ことから最近急速に進歩している。

【０００７】イオン交換クロマトグラフィーでは、分離
される被分析試料は、含有する各成分がそれぞれ解離基
に特有の解離定数を持ち、溶媒の水素イオン濃度に応じ
て陽イオン、陰イオン、両性イオンに解離し、この溶液
をイオン交換体として作用する充填材を充填したカラム
に流したとき充填材の逆電荷の交換基に溶媒イオンと競
争して結合する。

【０００８】結合反応が平衡に達した時の平衡状態にお
けるイオン交換基との結合割合が大きい成分ほどカラム
内の移動速度は遅くなる。この各成分間の移動速度の差
異を利用して、各成分ごとに分離する。この分離方法に
は完全に解離したイオンの保持性で分離する方法と、溶
媒等の試料環境のｐＨを調節し、試料自身の解離で分離
する方法が一般的に用いられている。

【０００９】このイオン交換クロマトグラフィーでは、
他の方法と同様に、その分離能の向上が常に求められて
いるが、合わせて試料自身の解離で分離する方法では、
溶媒等のｐＨを調整して使用するため、酸性又はアルカ
リ性の条件化で高い信頼性を示しうるカラム、特にカラ
ム充填剤が強く求められている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】液体クロマトグラフィ
ーにおいて、その分離分解能を向上する手段は様々であ
るが、主要な方法は分離を担う固定相を形成するクロマ
トグラフィー用のカラムの分解能特性を改善するもので
あり、これはイオン交換クロマトグラフィーにも当然共
通するものである。

【００１１】固定相にシリカゲルや多孔性の高分子ビー
ズを用いたカラムを使用する一般的な構成の液体クロマ
トグラフィーにおいて、その分解能特性を示すパラメー
ターの一つにカラム内に分離成分の溶出分布帯域の広が
り（クロマトグラムにおける成分検出ピークの広がりに
対応する。）を示す理論段数がある。これは高い値を示
すほど高い分離特性をカラムが有することを示す。

【００１２】理論段数は充填剤の粒子径、孔径分布、粒
度分布、及びカラムへの充填方法等により大きく支配さ
れる。特に、粒度分布については、充填剤の粒子径が均
一であれば均一であるほど好ましい。また、均一性が高
ければカラムへの充填方法にかかるカラムへの均一な充
填の可能となり、その結果、粒度分布の大きい充填剤を
用いたカラムに比較してクロマトグラムの再現性が良
く、理論段数も高くなる。

【００１３】また、粒子径の均一性が高ければカラムの
圧力損失が低くなり、その分カラムの安定性が向上す
る。よって、液体クロマトグラフィーの分離特性を向上
するため均一性の高い充填剤が求められている。充填剤
の粒子径の均一性を高める方法としては、例えば有機高
分子系の充填剤の場合、通常懸濁重合法等により得られ
た様々な粒径を持つ粒子の集合体から水流法等の細かい
ふるい分け（分級と称す）により望みの粒径のもののみ
を得る方法が従来から用いられている。

【００１４】この様な分級作業により充填剤の粒子系の
均一性は確かに向上するが、その実際の作業は非常に手
間のかかるものであり、目的としない粒径の粒子は廃棄
されるため歩留りの向上は望めず、また使用する分級装
置も高価であることから、充填剤製造におけるコスト上
昇要因の一つとなっている。よって、分級に依らない、
そして分級よりも粒子径の均一化の程度を容易に高めら
れる充填剤の均一粒径化方法を発明することが液体クロ
マトグラフィーにおいて、そして当然にイオン交換クロ
マトグラフィーにおいても強く求められている。

【００１５】また、前記したように、イオン交換クロマ
トグラフィーにおいてカラム、特にカラム充填剤を酸性
又はアルカリ性の条件化で高い信頼性を示すようにする
ことも重要な課題であり、充填剤表面の修飾用や構成す
る基材として高分子剤を使用しようとする場合、その解
決すべき課題は大きい。つまり、従来の充填剤表面の修
飾用や構成する基材として高分子剤を使用した高分子の
充填剤においては、例えば、糖の分析のために、糖をア
ルカリ性の移動相溶媒に溶かし、陰イオン化させその分
離を容易なものとしたうえで分離・分析を行う場合、充
填剤中の高分子部分にアルカリ環境下に置かれることに
よる分解が発生する。

【００１６】その結果、カラムの分離特性の低下、つま
り、カラム信頼性の低下が発生してしまう。このような
現象を防止するためには、高分子部分をその構造上強化
する等の分解防止のための手段を講じる必要があり、ど
の様になすかが課題となっている。そこで、本発明の目
的は上記の課題を解決した新規な液体クロマトグラフィ
ー用カラムのカラム充填剤及びその製造方法を提供する
ことである。

【００１７】また、本発明の別の目的は、簡便な方法に
より充填剤の粒径を均一化して分離能と生産性を高める
とともに耐アルカリ性を向上して信頼性を高めた液体ク
ロマトグラフィー用カラムのカラム充填剤及びその製造
方法を提供することである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
カラム充填剤において、下記の一般式（１）及び（２）
で表される構造単位並びに組成からなるランダム共重合
体よりなる部位を表面に形成して有する多孔性高分子粒
子よりなることを特徴とする。

【００１９】

【化１１】

【００２０】

【化１２】

【００２１】（ただし、構造単位（１）及び（２）のそ
れぞれのモル％は、（１）＝２０〜９９、（２）＝８０
〜１であり、Ｒ₁ とＲ₂ とＲ₃ はそれぞれ独立に炭素数
１乃至８の直鎖状若しくは分枝構造を有するアルキル基
又はアリール基であり、αは１〜６、βは１又は２であ
る） 請求項２記載の発明は、請求項１記載のカラム充填剤に
おいて、一般式（１）及び（２）で表される構造単位中
で、Ｒ₁ とＲ₂ とＲ₃ は何れも同一構造であってメチル
若しくはエチル若しくはプロピルであり、αは１であ
り、更にβは１であることを特徴とする。

【００２２】請求項３記載の発明は、請求項１記載のカ
ラム充填剤の製造方法であって、高分子よりなる粒子径
０．５乃至４μｍの高分子種（たね）粒子を膨潤助剤で
膨潤する膨潤工程と、該膨潤された高分子種粒子を、更
に下記の一般式（３）のモノマー及び（４）のハロゲン
化アルキル基を有するモノマーからなるモノマー混合物
及び該モノマー混合物と反応しない希釈剤からなる反応
液で更に膨潤させてなる膨潤高分子粒子の形成工程と、
該膨潤高分子粒子中で含有する該モノマー混合物を重合
させて、重合後に該希釈剤を除去して粒子表面に該ハロ
ゲン化アルキル基を有する多孔性の高分子粒子を形成す
る工程と、該ハロゲン化アルキル基を有する多孔性高分
子粒子と下記の一般式（５）で表されるアミンとを固−
液反応により反応して、該ハロゲン化アルキル基中のハ
ロゲン元素の少なくとも一つを４級アンモニウム基と置
換して該多孔性高分子粒子の表面に４級アンモニウム基
を配する工程と、よりなる。

【００２３】

【化１３】

【００２４】

【化１４】

【００２５】（ただし、Ｘはハロゲン元素であり、αは
１〜６、βは１又は２である）

【００２６】

【化１５】

【００２７】（ただし、Ｒ₁ とＲ₂ とＲ₃ はそれぞれ独
立に炭素数１乃至８の直鎖状若しくは分枝構造を有する
アルキル基又はアリール基である） 請求項４記載の発明は、請求項３記載のカラム充填剤の
製造方法において、前記高分子種粒子として均一な粒子
径を持つ複数の高分子種粒子を使用し、該複数の高分子
種粒子に対し適用される前記の膨潤高分子粒子の形成工
程を、複数の該膨潤高分子粒子がそれぞれ３乃至１５μ
ｍの範囲内の所望の均一な粒子径を形成するに至った段
階で前記反応液による高分子種粒子の膨潤を停止するも
のとして、得られる複数の請求項１記載のカラム充填材
の粒子径を均一にしたことを特徴とする。

【００２８】請求項５記載の発明は、カラム充填剤にお
いて、高分子よりなる粒子径０．５乃至４μｍの高分子
種（たね）粒子を膨潤助剤で膨潤し、該膨潤された高分
子種粒子を、更に下記の一般式（３）のモノマー及び
（４）のハロゲン化アルキル基を有するモノマーからな
るモノマー混合物及び該モノマー混合物と反応しない希
釈剤からなる反応液で膨潤させて膨潤高分子粒子を形成
し、該膨潤高分子粒子中で含有する該モノマー混合物を
重合させて、重合後に該希釈剤を除去して粒子表面に該
ハロゲン化アルキル基を有する多孔性の高分子粒子を形
成し、該多孔性高分子粒子と下記の一般式（５）で表さ
れるアミンとを固−液反応により反応して、該多孔性高
分子粒子の有する該ハロゲン化アルキル基中のハロゲン
元素の少なくとも一つを４級アンモニウム基と置換する
ことにより形成される、下記の一般式（１）及び（２）
で表される構造単位並びに組成からなるランダム共重合
体よりなる部位を表面に形成して有する多孔性高分子粒
子よりなることを特徴とする。

【００２９】

【化１６】

【００３０】

【化１７】

【００３１】（ただし、Ｘはハロゲン元素であり、αは
１〜６、βは１又は２である）

【００３２】

【化１８】

【００３３】（ただし、Ｒ₁ とＲ₂ とＲ₃ はそれぞれ独
立に炭素数１乃至８の直鎖状若しくは分枝構造を有する
アルキル基又はアリール基である）

【００３４】

【化１９】

【００３５】

【化２０】

【００３６】（ただし、構造単位（１）及び（２）のそ
れぞれのモル％は、（１）＝２０〜９９、（２）＝８０
〜１であり、Ｒ₁ とＲ₂ とＲ₃ は炭素数１乃至８の直鎖
状若しくは分枝構造を有するアルキル基又はアリール基
であり、α＝１〜６、β＝１又は２である） 請求項６記載の発明は、請求項５記載のカラム充填剤に
おいて、一般式（１）及び（２）で表される構造単位中
で、Ｒ₁ とＲ₂ とＲ₃ は何れも同一構造であってメチル
若しくはエチル若しくはプロピルであり、αは１であ
り、更にβは１であることを特徴とする。

【００３７】請求項１及び請求項２記載の発明によれ
ば、充填剤の高分子部分に一般式（１）に示される架橋
構造を導入することが可能であり、高分子の構造上等の
強度を向上させ、高分子部位の耐アルカリ性を向上する
ことが可能である。また、一般式（２）に示されるよう
に、高分子部位は４級アンモニウム基をその表面に有す
ることが可能であり、それはアニオン交換基として作用
可能である。

【００３８】よって、イオン交換反応による被分析試料
の成分分離が可能であって、更に耐アルカリ性を向上し
てアルカリ性条件下での使用における信頼性を高めた液
体クロマトグラフィー用カラムのカラム充填剤の提供が
可能となる。請求項３及び請求項４記載の発明によれ
ば、架橋剤となりうるモノマーと後にアニオン交換基と
置換しうるハロゲン分子を含有する置換基を有したモノ
マーとを用いて所望の均一な粒子径の多孔性高分子の前
駆体を調製後、前駆体中のこれらモノマーを互いに反応
させて高分子化させ、架橋され高分子構造上の強度を向
上させた均一粒径の多孔性高分子粒子を調製することが
可能である。

【００３９】そして、高分子形成後に、分子構造内に有
するハロゲン分子をアニオン交換基となる４級アンモニ
ウム基と置換することが可能であり、高分子化反応や粒
子状に形成される際に４級アンモニウム基が何らかの影
響を受けることを防止することが可能である。さらに、
４級アンモニウム基の導入後、得られる高分子多孔性粒
子は既に粒径が均一であり、分級等の付加的な工程を必
要とせず、そのまま使用可能で、カラムの分離能、分解
能の向上と製造コストの低下が容易となる。

【００４０】よって、イオン交換反応による被分析試料
の成分分離が可能であって、被分析試料の分離能の向上
が容易で、さらに耐アルカリ性を向上してアルカリ性条
件下での使用における信頼性を高めた液体クロマトグラ
フィー用カラムのカラム充填剤を製造することが可能と
なる。請求項５及び請求項６記載の発明によれば、充填
剤の材料に、架橋剤となりうるモノマーと後にアニオン
交換基と置換しうるハロゲン分子を含有する置換基を有
したモノマーとを用いて所望の均一な粒子径の多孔性高
分子の前駆体を調製後、これらモノマーを互いに反応さ
せて高分子化させて、架橋され高分子構造上の強度を向
上させた均一粒径の多孔性高分子粒子を用いることが可
能である。

【００４１】そして、多孔性高分子粒子を用いて、分子
構造内に有するハロゲン分子をアニオン交換基となる４
級アンモニウム基と置換して、高分子化反応や粒子状に
形成される際に何らかの影響を受けることなく形成され
た４級アンモニウム基を有する多孔性高分子粒子を提供
することが可能である。よって、分級等の付加的な工程
を必要とせず、４級アンモニウム基を導入する製造の段
階で既に均一な粒子径を達成し、カラムの分離能・分解
能の向上が容易とした充填剤の提供が可能となる。

【００４２】従って、イオン交換反応による被分析試料
の成分分離が可能であって、被分析試料の分離能の向上
が容易で、さらに耐アルカリ性を向上してアルカリ性条
件下での使用における信頼性を高めた液体クロマトグラ
フィー用カラムのカラム充填剤を提供することが可能と
なる。

【００４３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面や化学
反応式を用いて以下で説明する。本発明にかかる液体ク
ロマトグラフィー用カラムのカラム充填剤は下記の一般
式（１）及び（２）で表される構造単位並びに組成から
なるランダム共重合体よりなる部位を表面に形成して有
する多孔性高分子粒子よりなる。

【００４４】

【化２１】

【００４５】

【化２２】

【００４６】この時、構造単位（１）は架橋部を形成し
ており、その架橋作用が発現するためには２０モル％以
上の組成比を有することが望ましい。そして、その組成
比の上限は、対応する構造単位（２）が示すアニオン交
換特性を十分なものとする必要を考慮して定められ、９
９モル％以下とすることが望ましい。よって、残部を構
造単位（２）が占めることになり、結果として構造単位
（２）の組成比はアニオン交換特性を十分に果たしうる
８０乃至１モル％とされる。

【００４７】また、４級アンモニウム基の構造について
は、カラム充填剤のイオン交換特性に影響することから
重要であり、Ｒ₁ とＲ₂ とＲ₃ はそれぞれ独立に炭素数
１乃至８の直鎖状若しくは分枝構造を有するアルキル基
又はフェニル基若しくは一以上のアルキル基やアルコキ
シ基を持つフェニル基等のアリール基とすることがアニ
オン交換特性の十分な発現を助けることから望ましい。

【００４８】そして、Ｒ₁ とＲ₂ とＲ₃ は、被分析試料
中の成分との相互作用を立体的に妨害しない程度の分子
の嵩と固さを有していることが望ましく、メチル若しく
はエチル若しくはプロピルとすることが更に望ましく、
それぞれ同一構造としてもよい。また、構造単位（２）
中のベンゼン部分と４級アンモニウム基とをつなぐ部分
であって、スペーサーの役割を果たす部分については、
その結合する４級アンモニウム基の分子内での自由な動
きを確保しアニオン交換特性の十分な発現を可能とする
観点からαは１乃至６とすることが望ましい。

【００４９】そして、その製造時における４級アンモニ
ウム基の導入反応の効率が高いことが望ましく、αは１
であることが更に望ましい。また、構造単位（２）中の
ベンゼン部分に結合する４級アンモニウム基とスペーサ
ーの役割を果たす部分の数については、その製造時にお
ける４級アンモニウム基の導入反応の効率が高いことが
望ましく、βは１又は２であることが望ましく、より反
応性を良好とするためにβは１であることが更に望まし
い。

【００５０】次に、本発明にかかる液体クロマトグラフ
ィー用カラムのカラム充填剤の製造方法について説明す
る。図１は本発明にかかる液体クロマトグラフィー用カ
ラムのカラム充填剤の製造方法の主要部分を説明する図
であって、それを所謂化学反応式のように矢印の方向に
従って説明する図である。

【００５１】本発明にかかる液体クロマトグラフィー用
カラムのカラム充填剤４の製造方法は、図１中に示す
ように、ソープフリー重合法で調製された高分子よりな
る粒子径０．５乃至４μｍの高分子種（たね）粒子１を
膨潤助剤で膨潤する膨潤工程と、図１中に示すよう
に、膨潤された高分子種粒子２を、更に下記の一般式
（３）のモノマー及び（４）のハロゲン化アルキル基を
有するモノマーからなるモノマー混合物及び該モノマー
混合物と反応しない希釈剤からなる反応液で更に膨潤さ
せてなる膨潤高分子粒子３の形成工程とからなる。

【００５２】そして更に、図１中とに示すように、
膨潤高分子粒子３中で含有するモノマー混合物を重合さ
せて、重合後に希釈剤を除去して粒子表面に該ハロゲン
化アルキル基を有する多孔性の高分子粒子を形成する工
程と、下式（６）で示すように、ハロゲン化アルキル基
を有する多孔性高分子粒子と下記の一般式（５）で表さ
れるアミンとを固−液反応により反応して、ハロゲン化
アルキル基中のハロゲン元素の少なくとも一つを４級ア
ンモニウム基と置換して該多孔性高分子粒子の表面に４
級アンモニウム基を配する工程とよりなる。

【００５３】

【化２３】

【００５４】

【化２４】

【００５５】

【化２５】

【００５６】

【化２６】

【００５７】この時、高分子種粒子として均一な１μｍ
の粒子径を持つ複数の高分子種粒子を使用し、複数の高
分子種粒子に対し適用される前記の膨潤高分子粒子の形
成工程を、複数の該膨潤高分子粒子がそれぞれ５乃至１
０μｍの範囲内の所望の均一な粒子径を形成するに至っ
た段階で前記の反応液による高分子種粒子の膨潤を停止
するものとする。

【００５８】そうして、得られる複数のカラム充填剤は
それぞれ３乃至１０μｍの範囲内の所望の均一な粒子径
を形成する。ここで、膨潤高分子粒子の形成工程におい
て使用するモノマーについては、式（６）に示される用
に、モノマー混合物を重合させてハロゲン化アルキル基
を有する多孔性の高分子粒子を形成する工程を経ること
により、一般式（３）のモノマーが及び（４）のハロゲ
ン化アルキル基を有するモノマーが、本発明にかかる液
体クロマトグラフィー用カラムのカラム充填剤の対応す
る一般式（１）及び（２）で表される構造単位を構成す
る。

【００５９】よって、使用するモノマーの構造の各部詳
細は、製造される所望のカラム充填剤の高分子部位の構
造に対応して選択される。尚、特許請求の範囲の欄や発
明の詳細な説明の欄で用いるカラム充填剤の粒径に関す
る特性を表す「均一」なる語句の意味についてここで説
明する。「均一な粒子径」及び「均一な粒径」の示す意
味は、完全に同一な粒径を示すものではなく、従来から
本発明の利用分野で用いられているように、「従来方法
による分級作業を更に行う必要が無い程度の粒径分布を
有している」の意味である。

【００６０】具体的には、所望の粒径が１０μｍである
場合には、得られたカラム充填剤の粒径の分布が１０±
１μｍ以内に納まっていれば、そのカラム充填剤は均一
な粒径を有するものと解される。

【００６１】

【実施例】ソープフリー重合法で調製された高分子であ
る多数の粒子径１μｍの高分子種（たね）粒子を膨潤助
剤で膨潤した。次に、膨潤された高分子種粒子を、更に
下記の一般式（７）のジビニルベンゼン及び（８）のク
ロロメチルスチレンからなるモノマー混合物及び該モノ
マー混合物と反応しない希釈剤からなる反応液で更に膨
潤させ、その膨潤を膨潤高分子の粒子径が６μｍとなっ
たところで停止し、多数の６μｍの均一な粒子径を有す
る膨潤高分子粒子を形成した。

【００６２】そして更に、膨潤高分子粒子中で含有する
モノマー混合物を重合させて、重合後に希釈剤を除去し
て粒子表面にクロロメチル基を有する多数の６μｍの均
一な粒子径を有する多孔性の高分子粒子を形成した。こ
の高分子粒子を下式（９）で示すように、下記の式（１
０）で表されるトリエチルアミンとを固−液反応により
反応して、クロロメチル基中の塩素を４級のトリエチル
アンモニウム基と置換して多孔性高分子粒子の表面に４
級アンモニウム基を配した。

【００６３】こうして、６μｍの均一な粒子径を有し、
その表面にアニオン交換基であるトリエチルアンモニウ
ム基を有する多孔性高分子粒子からなる多数のカラム充
填剤を得た。図２には、本実施例にかかる実施例である
カラム充填剤の顕微鏡写真を示し、図２（Ａ）には均一
な粒子径を有することを示す多数のカラム充填剤を示
し、図２（Ｂ）にはその表面の様子を示す更に拡大した
カラム充填剤の写真を示した。

【００６４】

【化２７】

【００６５】

【化２８】

【００６６】

【化２９】

【００６７】

【化３０】

【００６８】この充填剤を用いて、内径２．０ｍｍ長さ
１５０ｍｍのカラムに充填し、イオン交換型分析用カラ
ムを製造し、試料の分析を行った。試料の分析に使用し
た液体クロマトグラフィー装置の主要部の構成を図２に
示す。図３に示すように、使用した液体クロマトグラフ
ィー装置は移動相の満たされた容器１１と、ポンプ１２
と、サンプラー１３と、上記のイオン交換型分析用カラ
ム１４と検出器１５とレコーダー１６と各装置をそれぞ
れつなぐ送液管１７より構成される。

【００６９】ポンプ１２は、容器１１と送液管１７で繋
がれ、容器１１より移動相を汲み上げ、その先の各装置
に移動相を正確な流速で送る。そして、サンプラー１３
によって試料が溶液状態でイオン交換型分析用カラム１
４に注入され、ポンプ１２から送られる移動相と充填剤
の作用により、イオン交換型分析用カラム１４内で分離
される。

【００７０】その分離された試料中の各成分は検出器５
で検出され、検出結果はレコーダー１６でクロマトグラ
ムとして記録される。クロマトグラムを解析して、試料
中の成分の同定を行う。また、既知の試料のクロマトグ
ラムを調べれば、カラムの有する分離能が分かる。この
液体クロマトグラフィー装置使用して、マンノース、
グルコース、ガラクトース、フラクトース、シ
ュクロースの５種の糖をそれぞれ２００μｇ／ｍｌ含む
溶液試料の分析を行った。

【００７１】その際、移動相としてｐＨ１３の水系溶媒
を用い、ポンプ２の送液速度を１００μｌ／分とした。
溶液試料の注入量は２μｌとした。図４には分析の結果
として、本発明にかかる充填剤を用いて製造されたイオ
ン交換型分析用カラムを用いた分析により得られた分析
試料のクロマトグラムを示す。図中の各ピーク上に示さ
れた数字は分析試料中に含まれる５種の糖の上記のそれ
ぞれの番号（〜）に対応する。

【００７２】クロマトグラムの解析により、本発明にか
かるカラム充填剤を充填したイオン交換型分析用カラム
により５種の糖が十分に分離されていることが分かっ
た。

【００７３】

【発明の効果】請求項１及び請求項２記載の発明によれ
ば、イオン交換反応による被分析試料の成分分離が可能
であって、更に耐アルカリ性を向上してアルカリ性条件
下での使用における信頼性を高めた液体クロマトグラフ
ィー用カラムのカラム充填剤の提供が可能となる。

【００７４】請求項３及び請求項４記載の発明によれ
ば、４級アンモニウム基の導入後、得られる高分子多孔
性粒子は既に粒径が均一であり、分級等の付加的な工程
を必要とせず、そのまま使用可能で、カラムの分離能、
分解能の向上と製造コストの低下が容易となる。よっ
て、イオン交換反応による被分析試料の成分分離が可能
であって、被分析試料の分離能の向上が容易で、さらに
耐アルカリ性を向上してアルカリ性条件下での使用にお
ける信頼性を高めた液体クロマトグラフィー用カラムの
カラム充填剤を製造することが可能となる。

【００７５】請求項５及び請求項６記載の発明によれ
ば、イオン交換反応による被分析試料の成分分離が可能
であって、被分析試料の分離能の向上が容易で、さらに
耐アルカリ性を向上してアルカリ性条件下での使用にお
ける信頼性を高めた液体クロマトグラフィー用カラムの
カラム充填剤を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる液体クロマトグラフィー用カラ
ムのカラム充填剤の製造方法の主要部分を説明する図で
ある。

【図２】本実施例にかかる実施例であるカラム充填剤の
顕微鏡写真を示す図である。

【図３】試料の分析に使用した液体クロマトグラフィー
装置の主要部の構成を示す図である。

【図４】本発明にかかる充填剤を用いて製造されたイオ
ン交換型分析用カラムを用いた分析により得られた分析
試料のクロマトグラムを示す図である。

【符号の説明】

１，２ 高分子種粒子 ３ 膨潤高分子粒子 ４ カラム充填剤 １１ 容器 １２ ポンプ １３ サンプラー １４ イオン交換型分析用カラム １５ 検出器 １６ レコーダー １７ 送液管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大津 裕 神奈川県横浜市港北区新羽町1050番地 株 式会社資生堂第１リサーチセンター内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記の一般式（１）及び（２）で表され
   る構造単位並びに組成からなるランダム共重合体よりな
   る部位を表面に形成して有する多孔性高分子粒子よりな
   ることを特徴とするカラム充填剤。 【化１】 【化２】 （ただし、構造単位（１）及び（２）のそれぞれのモル
   ％は、（１）＝２０〜９９、（２）＝８０〜１であり、
   Ｒ₁ とＲ₂ とＲ₃ はそれぞれ独立に炭素数１乃至８の直
   鎖状若しくは分枝構造を有するアルキル基又はアリール
   基であり、αは１〜６、βは１又は２である）
2. 【請求項２】 請求項１記載のカラム充填剤において、 一般式（１）及び（２）で表される構造単位中で、Ｒ₁
   とＲ₂ とＲ₃ は何れも同一構造であってメチル若しくは
   エチル若しくはプロピルであり、αは１であり、更にβ
   は１であることを特徴とするカラム充填剤。
3. 【請求項３】 高分子よりなる粒子径０．５乃至４μｍ
   の高分子種（たね）粒子を膨潤助剤で膨潤する膨潤工程
   と、 該膨潤された高分子種粒子を、更に下記の一般式（３）
   のモノマー及び（４）のハロゲン化アルキル基を有する
   モノマーからなるモノマー混合物及び該モノマー混合物
   と反応しない希釈剤からなる反応液で更に膨潤させてな
   る膨潤高分子粒子の形成工程と、 該膨潤高分子粒子中で含有する該モノマー混合物を重合
   させて、重合後に該希釈剤を除去して粒子表面に該ハロ
   ゲン化アルキル基を有する多孔性の高分子粒子を形成す
   る工程と、 該ハロゲン化アルキル基を有する多孔性高分子粒子と下
   記の一般式（５）で表されるアミンとを固−液反応によ
   り反応して、該ハロゲン化アルキル基中のハロゲン元素
   の少なくとも一つを４級アンモニウム基と置換して該多
   孔性高分子粒子の表面に４級アンモニウム基を配する工
   程と、よりなる請求項１記載のカラム充填剤の製造方
   法。 【化３】 【化４】 （ただし、Ｘはハロゲン元素であり、αは１〜６、βは
   １又は２である） 【化５】 （ただし、Ｒ₁ とＲ₂ とＲ₃ はそれぞれ独立に炭素数１
   乃至８の直鎖状若しくは分枝構造を有するアルキル基又
   はアリール基である）
4. 【請求項４】 請求項３記載のカラム充填剤の製造方法
   において、 前記高分子種粒子として均一な粒子径を持つ複数の高分
   子種粒子を使用し、 該複数の高分子種粒子に対し適用される前記の膨潤高分
   子粒子の形成工程を、複数の該膨潤高分子粒子がそれぞ
   れ３乃至１５μｍの範囲内の所望の均一な粒子径を形成
   するに至った段階で前記反応液による高分子種粒子の膨
   潤を停止するものとして、 得られる複数の請求項１記載のカラム充填材の粒子径を
   均一にしたことを特徴とするカラム充填剤の製造方法。
5. 【請求項５】 高分子よりなる粒子径０．５乃至４μｍ
   の高分子種（たね）粒子を膨潤助剤で膨潤し、 該膨潤された高分子種粒子を、更に下記の一般式（３）
   のモノマー及び（４）のハロゲン化アルキル基を有する
   モノマーからなるモノマー混合物及び該モノマー混合物
   と反応しない希釈剤からなる反応液で膨潤させて膨潤高
   分子粒子を形成し、 該膨潤高分子粒子中で含有する該モノマー混合物を重合
   させて、重合後に該希釈剤を除去して粒子表面に該ハロ
   ゲン化アルキル基を有する多孔性の高分子粒子を形成
   し、 該多孔性高分子粒子と下記の一般式（５）で表されるア
   ミンとを固−液反応により反応して、該多孔性高分子粒
   子の有する該ハロゲン化アルキル基中のハロゲン元素の
   少なくとも一つを４級アンモニウム基と置換することに
   より形成される、 下記の一般式（１）及び（２）で表される構造単位並び
   に組成からなるランダム共重合体よりなる部位を表面に
   形成して有する多孔性高分子粒子よりなることを特徴と
   するカラム充填剤。 【化６】 【化７】 （ただし、Ｘはハロゲン元素であり、αは１〜６、βは
   １又は２である） 【化８】 （ただし、Ｒ₁ とＲ₂ とＲ₃ はそれぞれ独立に炭素数１
   乃至８の直鎖状若しくは分枝構造を有するアルキル基又
   はアリール基である） 【化９】 【化１０】 （ただし、構造単位（１）及び（２）のそれぞれのモル
   ％は、（１）＝２０〜９９、（２）＝８０〜１であり、
   Ｒ₁ とＲ₂ とＲ₃ はそれぞれ独立に炭素数１乃至８の直
   鎖状若しくは分枝構造を有するアルキル基又はアリール
   基であり、α＝１〜６、β＝１又は２である）
6. 【請求項６】 請求項５記載のカラム充填剤において、 一般式（１）及び（２）で表される構造単位中で、Ｒ₁
   とＲ₂ とＲ₃ は何れも同一構造であってメチル若しくは
   エチル若しくはプロピルであり、αは１であり、更にβ
   は１であることを特徴とするカラム充填剤。