JPH0450765A - 液体クロマトグラフ用充填剤 - Google Patents

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、液体クロマトグラフ用充填剤に関し、より特
定的には、ゲルパーミェーションクロマトグラフ（以下
、ＧＰＣと略す）及びアフィニティークロマトグラフに
用いるのに適した充填剤に関する。

〔従来の技術〕

従来より、天然高分子や合成高分子の分子量及び分子量
分布を迅速に測定する方法として、液体り凸マドグラフ
の一種であるＧＰＣが広く利用されている。ＧＰＣでは
、使用するカラム充填剤によって試料に対して用いられ
る溶媒の種類が制限され、従って測定の対象となる高分
子の種類も制約を受けざるを得なかった。

現在、ＧＰＣ用充填剤としては、ポリスチレンゲルが最
もよく使用されている。ポリスチレンゲルは、スチレン
とジビニルベンゼンとの共重合体であり、優れた分解能
及び広い分子量分布に対する優れた分割能並びに大きな
機械的強度等の長所を有するがミこの共重合体は非極性
高分子であり疎水性である。従って、はとんどすべての
有機溶媒により溶解した試料液を用いることができるが
、水溶液系の試料液に適用して分子量を一測定すること
はできなかった。

そこで、水溶液系試料を適用し得る充填剤として、上記
スチレンゲルに代えて、多孔性シリカ、多孔性ガラスま
たは架橋デキストランゲル等が使用されてきた。

しかしながら、多孔性シリカや多孔性ガラスのような無
機質系充填剤は、機械的強度は高いものの、分子量分割
能が小さく、分子量分割範囲が狭いという欠点を有する
。

他方、架橋デキストランゲルは分子量分割範囲が狭く機
械的強度が小さいため、比較的高圧の条件下で用いる高
速液体クロマトグラフ用充填剤として使用できないとい
う欠点がある。

さらに、生化学実験に頻用されているアフィニティーク
ロマトグラフでは、上記デキストランゲルや、アガロー
スゲル等が用いられているが、いずれも機械的強度が小
さく、高速で迅速に分離することができなかった。また
、合成高分子に、例えばアミノ基、カルボキシル基また
はカルボニル基等の官能基を導入することにより構成さ
れたアフィニティークロマトグラフ用充填剤も使用され
ているが、非特異的反応を生じたりして、必ずしも満足
の行くものではなかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、上述した従来のＧＰＣまたはアフィニティー
クロマトグラフ用充填剤の欠点を解消するものであり、
水溶液系試料液に対して適用することができ、かつ高分
解能及び高理論段数を有する充填剤を提供することを目
的とする。

〔課題を解決するための手段及び作用〕本発明の液体ク
ロマトグラフ用充填剤は、テトラメチロールメタントリ
アクリレートまたはジビニルベンゼン１００重量部と、
糖化ヒドロキシエチルメタクリレート５〜６０重量部と
よりなる混合物を、該混合物は溶解するがその重合体は
溶解しない有機溶媒の存在下において水性懸濁重合する
ことにより得られた多孔性ポリマーよりなることを特徴
とする。

以下、本発明の液体クロマトグラフ用充填剤の構成に関
し、作用を併せてより詳細に説明する。

本発明では、充填剤を構成する多孔性ポリマーは、テト
ラメチロールメタントリアクリレートまたはジビニルベ
ンゼン１００重量部に対し、糖化ヒドロキシエチルメタ
クリレートが５〜６０重量部が添加されている。テトラ
メチロールメタントリアクリレートまたはジビニルベン
ゼンを用いるのは、得られた重合体において、これらが
３次元網状架橋し、多孔性ポリマーの機械的強度を高め
るからである。また、糖化ヒドロキシエチルメタクリレ
ートを添加するのは、ヒドロキシ基により親水性が付与
されるからである。

糖化ヒドロキシエチルメタクリレートは、以下の構造で
表される化合物である。

ＣＩ（。

Ｒ＋　　　ＯＣＨｘ　　ＣＨｉ　　Ｏ−ＣＣ−ＣＨ１（
Ｒ１：ＩＩ数が２以下の糖類から、水酸基１ケが除かれ
た基を表す） 代表的なものとしては、Ｒ，をグルコースから１ケの水
酸基が除かれた基とした次に示すグリコジルエチルメタ
クリレートが好ましい。

糖化しドロキシエチルメタクリレートを上記の割合で添
加するのは、糖化ヒトミキシエチルメタクリレートが５
重量部より少ない場合には目的とする親水性を得ること
ができないからであり、他方、６０重量部を超えて添加
すると架橋度が充分に得られないため、粒子の膨潤度が
大きくなり、液体クロマトグラフ用充填剤として適さな
いからである。

さらに、本発明では、上記混合物が有機溶媒の存在下で
水性懸濁重合されるのであるが、この有機溶媒としては
、混合物を溶解するがその重合体を溶解しないすべての
有機溶媒を使用することができる０例えば、トルエン、
キシレン、ジエチルベンゼン、もしくはドデシルベンゼ
ン等の芳香族炭化水素類、ヘキサン、ヘプタン、オクタ
ンもしくはデカン等の脂肪族炭化水素類、またはイソア
ミルアルコール、ヘキシルアルコールもしくはオクチル
アルコール等のアルコール類が挙げられる。

また、これらの有機溶媒の添加量は何ら限定されるもの
ではないが、上記の割合で得られた混合物に対して、１
５〜２００重量部用いられるのが好ましく、より好まし
くは２０〜１５０重量部である。

上記混合物は水性懸濁重合されるため、混合物に均一に
溶解されていた有機溶媒は得られた重合体粒子中に分散
して存在する。従って、重合の終了後に、有機溶媒を粒
子中から取り除くことにより、多孔性ポリマーが得られ
る。すなわち、有機溶媒は、多孔性ポリマーにおける細
孔を形成するために用いられている。

また、上記混合物と相溶性の異なる種々の有機溶媒を使
用することにより、多孔性ポリマーの細孔の大きさを任
意に変化させることも可能である。

さらに、水性懸濁重合は公知の任意の方法により行うこ
とができる０例えば上記有ｆｌＡ’Ｒ媒に、上記混合物
及びラジカル発生触媒を熔解し、得られた溶液をポリビ
ニルアルコールまたはリン酸カルシウム等の懸濁重合安
定剤が溶解された水相に添加し、撹拌しつつ５０〜１０
０　”Ｃに加熱することにより行われる。

また、上記混合物を、ポリビニルアルコールの存在下で
水性懸濁重合させると、混合物の形態が安定化し、粒径
が比較的均一であり、液体クロマトグラフ用の充填剤と
して好適な多孔性ポリマーを得ることができる。従って
、本発明においては、懸濁重合安定剤として、ポリビニ
ルアルコールを用いることが好ましい。

上記ラジカル発生触媒は、反応開始剤としてうジカルを
発生する触媒であるが、該触媒としては、例えばベンゾ
イルパーオキサイドもしくはクメンパーオキサイド等の
有機過酸化物、過酸化水素、過硫酸カリウムもしくは過
硫酸アンモニウム等の無機過酸化物、またはアゾビスイ
ソブチロニトリルもしくはアゾビスイソブチロアミド等
のアゾ化合物等の公知のラジカル発生触媒を任意に使用
することができる。

水性懸濁重合により重合されたポリマー粒子は、加熱等
により乾燥され、粒子中の有機溶媒が放出されることに
より多孔性ポリマーとされる。そして、液体クロマトグ
ラフ用充填剤として用いるには、多孔性ポリマーの粒子
が均一であり、かつ粒径が３〜４０μｍの範囲であるこ
とが好ましい。

また、細孔は粒径により異なるが、一般に粒子の内部に
向かって５０〜２０００人の深さを有することが好まし
い。

〔発明の効果〕

本発明によれば、テトラメチロールメタントリアクリレ
ートまたはジビニルベンゼンに対して特爺の割合で糖化
ヒドロキシエチルメタクリレートを混合してなる混合物
を有機溶媒の存在下に水性懸濁重合することにより得ら
れた多孔性ポリマーにより液体クロマトグラフ用充填剤
が構成されるため、その分子中に糖化ヒドロキシエチル
メタクリレート由来の水酸基を有する。従って、親水性
ポリマーに対して良好な分子量分割能を発揮する。

また、テトラメチロールメタントリアクリレート及びジ
ビニルベンゼンは重合されると３次元綱状架橋するため
、多孔性ポリマーの機械的強度は高く、従ってＧＰＣ用
充填剤として特に好適に用いられ得る。

さらに、本発明の液体クロマトグラフ用充填則は、上記
混合物の重合体を溶解しない有機溶媒の存在下で水性懸
濁重合されて得られるものであるため、有機溶媒を除去
することにより、ポリマーの微粒子内に多くの細孔が形
成され、従って分子量分割能が効果的に高められる。ま
た、上記有機溶媒を変更することにより、任意の大きさ
の細孔を形成することができ、さらに、重合条件を変化
することにより任意の粒子径の粒子を得ることができる
。よって、さまざまな液体クロマトグラフに適切な充填
剤を提供することが可能となる。

〔実施例の説明〕

以下、本発明を実施例により詳細に説明する。

裏旌班上 冷却器、撹拌機、温度針及び演下濾斗が設置された２２
のセパラブルフラスコに、４重量％のボリヒニルアルコ
ール水溶液４００ｄと、グルコシルエメルメタクリレー
ト（日本精化株式会社製）２０ｇ１ジビニルベンゼン８
０ｇ、トルエン１００ｇ及びベンゾイルパーオキサイド
１．５ｇとよりなる混合液を供給した。次に４００ｒｐ
ｍの撹拌速度で撹拌しながら８０°Ｃに昇温し、１０時
間重合反応を行った後冷却した。

冷却後、重合生成物を固液分離した後、熱水及びアセト
ンで洗浄後、乾燥した。得られた粒子径が４〜１３μｍ
の多孔性ポリマーを分級し粒子径５〜７μｍの粒子を集
め液体クロマトグラフ用充ｔｉを得た。この充填剤の３
５１１を３０ｍの蒸留水に分散し、ＣＰＣ用スナステン
レスカラム径７゜９−１長さ５０Ｃ１）に高圧定流量ポ
ンプにより蒸留水を２．、Ｏｄ１分の速度で圧送して充
填した。

得られた充填カラムを高速液体クロマトグラフ（島津製
作所製、商品名；島津高速液体りロマトグラフＬＣ−５
型）に接続し、分子量の異なる標準デキストラン及びポ
リエチレングリコールを試料とし、蒸留水を溶離液とし
て分子量を測定したところ、分子量３５万以下において
良好な分子量分割能を有しており、各ピークは正常な対
称形であった。

またグルコースを用いて測定したカラム１本当たりの理
論段数は５０００段１０．５ｍであった。

亥崖班呈 グリコジルエチルメタクリレート３０ｇ１テトラメチロ
ールメタントリアクリレート７０ｇ、トルエン１００ｇ
及びベンゾイルパーオキサイド１゜５ｇよりなる混合液
を使用した以外は実施例１で行ったのと同様にして水性
懸濁重合、固液分動、熱水及びアセトン洗浄、次いで乾
燥を行い、粒子径５〜１５μｍの多孔性ポリマーを得た
。

得られた多孔性ポリマーのうち粗粒子を取り除いて得ら
れた粒子径８〜ｌＯμｍの液体クロマトグラフ用充填剤
３５ｍを８０ｍの蒸留水に分散し、ＧＰＣ用スナステン
レスカラム径７．９閣、長さ５０３）に高圧定流量ポン
プにより蒸留水を１゜６ａｅ／分の速度で圧送して充填
した。

得られた充填カラムを実施例１で使用した高速液体クロ
マトグラフに接続し、分子量の異なる標準デキストラン
及びポリエチレングリコールを試料とし、蒸留水を溶離
液として分子量を測定したところ、分子量４０万以下に
おいて良好な分子量分割能を有しており、各ピークは正
常な対称形であった。

またエチレングリコールを用いて測定したカラム１本当
たりの理論段数は６０００段１０．５ｍであった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）テトラメチロールメタントリアクリレートまたは
   ジビニルベンゼン１００重量部と、糖化ヒドロキシエチ
   ルメタクリレート５〜６０重量部とよりなる混合物を、
   該混合物を溶解するがその重合体は溶解しない有機溶媒
   の存在下において水性懸濁重合することにより得られた
   多孔性ポリマーよりなることを特徴とする、液体クロマ
   トグラフ用充填剤。