クロマトグラフィーの原理と種類

分析方法の代表例の1つにクロマトグラフィーがあり、薬学部でも実験などが行われます。今回はクロマトグラフィーの原理や種類について見ていきたいと思います。

 

 

クロマトグラフィーの原理

クロマトグラフィーは、混合物から調べたい目的物質を分離する方法になります。クロマトグラフィーが混合物から目的物質を分離できる原理としては、試料の固定相と移動相の親和性の違いによります。

 

 

試料は移動相を移動しながら、目的物質に応じて固有の割合で固定相に移り分離されますが、この固定相への移る比率を質量分布比と言い、質量分布比が大きいほど固定相への親和性が高く移動速度が遅くなります。

 

 

クロマトグラフィーの種類

クロマトグラフィーは様々な種類があり、移動相固定相による分類と分離機構による分類があります。

 

移動相固定相による分類

移動相が液体なのか気体なのかで、まず液体クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィーとわけられます。さらに、固定相が液体なのか固体なのかによってわけられます。

 

「移動相」「固定相」「クロマトグラフィー」という順番で名称がきまります。

 

移動相が液体のもの(液体クロマトグラフィー)

• 固定相が液体；液液クロマトグラフィー
• 固定相が固体；液固クロマトグラフィー

 

移動相が気体のもの(ガスクロマトグラフィー)

• 固定相が液体；気液クロマトグラフィー
• 固定相が固体；気固クロマトグラフィー

 

分離機構による分類

分離方法による分類方法には以下のものがあります。

 

• 吸着クロマトグラフィー
• 分配クロマトグラフィー
• イオン交換クロマトグラフィー
• サイズ排除型クロマトグラフィー
• アフィニティークロマトグラフィー

 

先ほどの移動相固定相による分類もあわせて確認すると、吸着クロマトグラフィーと分配クロマトグラフィーの2つはガスクロマトグラフィーがあります。液体クロマトグラフィーについては、吸着クロマトグラフィー、分配クロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、サイズ排除型クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィーの全てがOKです。

 

吸着クロマトグラフィー

シリカゲルやアルミナや活性炭など極性が高く、吸着能をもつものを固定相に、ヘキサンやクロロホルムなど極性が低いものを移動相にして行います。

 

中でもシリカゲルがよく使われ、表面のシラノール基と試料中の極性基が水素結合などで吸着します。

 

分配クロマトグラフィー

極性の違いによって以下の2つにわけられます。

 

• 順相分配クロマトグラフィー；固定相に極性の高い溶媒、移動相に極性の低い溶媒を組み合わせ
• 逆相分配クロマトグラフィー；固定相に極性の低い溶媒、移動相に極性の高い溶媒を組み合わせ

 

中でも逆相分配クロマトグラフィーには、固定相にオクタデシルシリル化シリカゲルがよく使われ、極性の低い化合物ほどよく保持されます。

 

イオン交換クロマトグラフィー

固定相に陽イオンや陰イオン交換体を、移動相に酸、塩基や緩衝液などを使って、静電的な相互作用に基づいて分離します。タンパク質やアミノ酸などの分離にも使われます。

 

サイズ排除型クロマトグラフィー

固定相に網目構造をもった多孔性の非イオン性ゲルを用いることで、サイズの大きさによってふるいにかけられて分離することができます。

 

アフィニティークロマトグラフィー

固定相に生体高分子に親和性がある物質を用いることで、生体高分子の混合液から特定の生体高分子を分離することができます。

 

まとめ

• クロマトグラフィーの原理は、試料の固定相への親和性の違いによって分離する。
• クロマトグラフィーの移動相固定相による分類では、液体クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィーなどがある。
• クロマトグラフィーの分離機構による分類では、吸着クロマトグラフィー、分配クロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、サイズ排除型クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィーがある