Transcript 5月19日講義分

薬品分析学３
質問事項１
板書したほうが要点がわかりやすい。
答：要点をまとめた資料を作成できればと思っています。
ひとまず今の資料では、教科書に書かれていない内容を説
明することに力点を置いた資料を配布しています。
講義内の演習問題の際に、正誤問題を出されると混乱する。
答：出題方法を検討します。穴埋め問題にする等。
試験勉強をどのようにすれば良いか？プリントを熟読して、演習をす
れば大丈夫でしょうか？
答：基本的にそれで良いと思います。なお、問題を解いて
間違った場合は、講義内のどの項目 (基本原理) を間違って
理解していたかを確認して下さい。また、間違えた問題に
印をつけて、あとで解き直しするのも有効です。
シンメトリー係数
シンメトリー (symmetry) = 対称性
シンメトリー係数 (S)：溶出ピークの対称性の指標
ピークは対称
なのが良い
W0.05h
S=
2f
対称の時: S = 1
テーリング時: S > 1
リーディング時: S < 1
テーリング：ピークの後ろ側がだらっとする
リーディング：ピークの前側がだらっとする
演習
液体クロマトグラフィーに関する次の文章の正誤を答えなさい。間
違っている場合は、何が間違っているかも答えること。
小さい
大きい
ピークは対称
なのが良い
W0.05h
S=
2f
対称の時: S = 1
テーリング時: S > 1
リーディング時: S < 1
演習
クロマトグラフィーに関する次の文章の正誤を答えなさい。間
違っている場合は、何が間違っているかも答えること。
液体
依存する
液体
依存する
◯
宿題（締切: 5/15 12:00）
カラムクロマトグラフィーのパラメータ1~4について、カラム長
に依存するものと、依存しないものに分けなさい。
その理由も答えること。
宿題（締切: 5/15 12:00）
カラムクロマトグラフィーのパラメータ1~4について、カラム長
に依存するものと、依存しないものに分けなさい。
その理由も答えること。
保持時間：依存する
理由：カラム内の溶媒量 (カラム充てん剤) はカラム長に比
例する。流速が同じ場合は、カラムに化合物が入ってから
出てくるまでの時間がカラム内溶媒量に比例して長くなる。
さらにカラムの固定相もカラム長に比例して増えるため、
固定相と接触する機会が増えて、化合物 (分析対象) が固定
相に補足 (吸着) している時間も増す。
質量分布比：依存しない
理由：質量分布比は固定相と移動相に対する化合物 (分析
対象) の親和性の違いによって決まっている。、カラム長
とは無関係。
宿題（締切: 5/15 12:00）
カラムクロマトグラフィーのパラメータ1~4について、カラム長
に依存するものと、依存しないものに分けなさい。
その理由も答えること。
理論段高さ：依存しない
理由：理論段高さは化合物 (分析対象)の質量分布比 (化合物の
固定相と移動相に存在する量の比) や流速等によって決まる。
カラム長が変わっても理論段高さは変わらない。
理論段数：依存する
理由：上記より、理論段高さ (H) はカラム長 とは独立な定数。
理論段数を N、カラム長を L とすると N = L/H の関係から
N = L/定数と考えることができる。
即ち、理論段数 (N) はカラム長 (L) に依存する。
保持比（質量分布比）
化合物Bの保持時間
化合物Aの保持時間
半値幅
ピーク高さ
ピーク
面積
同一化合物では
ピーク面積A ∝ サンプル量 (x mol)
化合物A
化合物B
AA = C1A•x
AB = C1B•x
化合物ごとに異なる
化合物ごとに比例定数 (C1A, C1B) を決めれば面積から定量出来る
定量（検量線）
化合物A
AA = C1A•x
定量したい
サンプルの面積値
AA / mm2
C1Aが決定
C1は化合物ごとに異な
る
化合物ごとにC1を決定
する
0
x1
x / mol
定量したいサンプルのモル数
定量（検量線）：注意点
化合物A
AA = C1A•x
定量可能なサンプル量の範囲
定量したい
サンプルの面積値
AA / mm2
比例関係が確認された
サンプル量の範囲
比例関係から外れた
検量線測定点
0
x1
x / mol
定量したいサンプルのモル数
検量線作成法
化合物A
AA = C1A•x
検量線作成時の問題点
厳密なサンプル量を量りとりカラムに導入するのが難しい
x1 mol 量りとったつもりがx1+Δx mol
AA / mm2
面積AAが、x1 molに対する真の値から
ずれる
面積AAのずれを覚悟の上、作成した
検量線から定量する方法
0
x1 x2 x3
x / mol
絶対検量線法
量り取ったサンプルの絶対量を正しいとして検量線をひくため
検量線作成法
厳密なサンプル量を量りとりカラムに導入するのが難しい
問題点解決法
サンプルA
内標準物質
導入容量
検量線作成溶液1
x1 mM
C mM
v+Δv1 mL
検量線作成溶液2
x2 mM
C mM
v+Δv2 mL
同一濃度
導入体積
の誤差
導入体積
の誤差
内標準物質
t /s
サンプルA
t /s
検量線作成法
厳密なサンプル量を量り取りカラムに導入するのが難しい
ピーク面積
AR1
導入体積
の誤差
AA1
AR2
AA2
内標準物質
t /s
AR1、AR2が導入溶液体積に比例
サンプルA
t /s
ピーク面積比AA1/AR1、AA2/AR2 (内標準物質に対する相対量) が
体積誤差の補正されたよい値
内標準法
向流分配法
(分配クロマトグラフィーの原理)
下層の濃度
分配係数 Kd =
= 1 の場合
上層の濃度
分液ロートを沢山用意
各分液ロートに番号を振る
向流分配法
最初は液層Aに化合物の
全てが解けている。
数値: 化合物の分配割合
1.000
液層A
液層B
0.000
液層A 1.000
液層B 0.000
分液&静置
液層A 0.500
液層B 0.500
(分配クロマトグラフィーの原理)
下層の濃度
分配係数 Kd =
= 1 の場合
上層の濃度
向流分配法
(分配クロマトグラフィーの原理)
下層の濃度
分配係数 Kd =
= 1 の場合
上層の濃度
液層A 0.500
液層B 0.500
0.000
液層A
0.000
液層A
液層B 0.500
0.500
0.000
分液&静置
液層A 0.250
液層B 0.250
0.250
0.250
向流分配法
(分配クロマトグラフィーの原理)
下層の濃度
分配係数 Kd =
= 1 の場合
上層の濃度
分液操作を順次繰り返す
分液操作6回目の
各分液ロートに含
まれる化合物の割合
向流分配法
分液操作をもっと
沢山繰り返すと
0.2
0.1
0.0
(分配クロマトグラフィーの原理)
下層の濃度
分配係数 Kd =
= 1 の場合
上層の濃度
10回
0
0.10
5
10
50
100
100回
0.05
0.00
0.02
0.01
0.00
0
1000回
0
500
1000
向流分配法
(分配クロマトグラフィーの原理)
分配係数 Kd = 1 の時
0.2
0.1
0.0
分配係数 Kd = 0.5 の時
10回
0
0.10
5
10
0.2
0.1
0.0
0.05
0.05
0.00
0.00
0.02
0.01
0.00
50
100
1000回
0
0
0.10
100回
0
10回
500
1000
0.02
0.01
0.00
5
10
50
100
100回
0
1000回
0
500
1000
向流分配法
(分配クロマトグラフィーの原理)
Kd = 1 Kd = 0.5
0.2
0.1
0.0
10回
0
5
0.10
10
100回
Kd = 2
0.2
0.1
0.0
0.05
0.00
0.00
0.02
0.01
0.00
50
100
1000回
0
500
1000
0
5
0.10
0.05
0
10回
0.02
0.01
0.00
10
100回
0
50
100
1000回
0
500
1000
向流分配法
(分配クロマトグラフィーの原理)
Kd = 2 Kd = 1 Kd = 0.5
0.2
0.1
0.0
10回
0
5
0.10
10
100回
0.05
0.00
0.02
0.01
0.00
0
50
100
1000回
0
500
1000
図3-7
向流分配法
(分配クロマトグラフィーの原理)
Kd = 2 Kd = 1 Kd = 0.5
0.2
0.1
0.0
10回
0
5
0.10
10
100回
0.05
0.00
0.02
0.01
0.00
0
50
100
1000回
0
500
1000
分液ロートの数 (段数) が
増えるほど、全ロ−ト数に
対する相対的ピーク幅が
細くなる
= 分離がよくなる
分離がよいカラムでは、
仮想的な分液ロートの
段数 (= 理論段数) が多
いと考える
向流分配法
Kd = 2
(分配クロマトグラフィーの原理)
Kd = 1
分液回数
1000回
= 理論段数
0.02
0.01
0.00
Kd = 0.5
0
500
1000
向流分配法による分液操作を繰り返すと、分配係数 Kd が異
なる化合物を分離できる。
= 分配クロマトグラフィーの原理
液-液 クロマトグラフィーのため
分液ロートの数 (段数) =理論段数の概念の元
向流分配法
(分配クロマトグラフィーの原理)
分液回数
1000回
= 理論段数
Kd = 2
1
:
2
0.02
0.01
0.00
0
500
1000
向流分配法装置
ここに並んでいるのが
分液ロート
各列30個の分液ロート
向流分配法の装置
演習
保持比が以下の Eq.1 で表される時、分離係数が Eq.2 で表さ
れることを証明しなさい。各定数 (tR, t0 等) の定義は図に示し
た通り。
保持比
Eq.1
分離係数
化合物Bの保持時間
化合物Aの保持時間
Eq.2
演習
分配係数が Kd = 0 と近似できる時、分液ロート4個を用いて
向流分配法を行った場合、化合物 (分離対象) はどのような分
布となるか。
宿題 (締切： 5/22(金), 提出先：田中の部屋前のカゴ)
分配係数が Kd = 3 の時、分液ロート4個を用いて向流分配法を
行った場合、化合物 (分離対象) はどのような分布となるか。
向流分配法
(分配クロマトグラフィーの原理)
下層の濃度
分配係数 Kd =
= 1 の場合
上層の濃度
化合物の割合
1.000
有機層
水層
0.500
0.500
0.000
0.000
1.000
0.000
分液&静置
有機層 0.500
水層 0.500
0.000
有機層
•••••••
0.500
0.500
0.000
分液&静置
0.250
0.250
0.250
0.250
向流分配法
(分配クロマトグラフィーの原理)
下層の濃度
分配係数 Kd =
= 1 の場合
上層の濃度
1.000
有機層
水層
0.500
0.500
0.000
1.000
0.000
分液&静置
有機層 0.500
水層 0.500
0.000
液層A
0.000
0.500
•••••••
0.500
0.000
分液&静置
0.250
0.250
0.250
0.250