カラムの耐圧って何？　ﾆｭｰｽﾚﾀｰNo.38

後輩 Ｓｈｉｎｏセンパイ、圧力の表示っていろいろあるんですね。外国から来た手紙には、barで表示されてました。
Shino HPLCの世界で圧力に使用されている単位は、kgf/cm2、bar、psiと様々だけど、国際単位系に統一されるので、これからはパスカルで表示されることになるのよ。一覧表を作って見ましょう。

MPa bar kgf/cm2 psi atm
0.098 0.98 1 14.3 0.97

後輩 フムフム、なるほど。平成11年の9月30日以降は、パスカル表示になるんですね。ってことは、カラム耐圧が200kgf/cm2のODSカラムの場合は、カラム耐圧は約20,000kPa、つまり約20MPaになるんですね。うーん、難しい。
例えば、1本あたりのカラム耐圧が60kgf/cm2の、おっと約6､000kPaのカラムを2本繋いだ場合は、カラム耐圧は約6,000ｘ2＝約12,000kPa＝約12MPaになる、でいいんですよね。
Shinoそうよ。そして、メーカーが提示する『カラム耐圧』は『カラムにかかる圧力を指しているのであり、装置にかかる圧力は含んでいない』ってことも忘れないでね。
後輩だって、装置にかかる圧力は無視できるんじゃないですか？
Shinoそうでもないんだなぁ、これが。内径0.1mmの配管を使用した場合はどうかしら？　
後輩そういえば、0.1mm内径の配管を数ｍコイルにして、インジェクターの上流に入れて、ダンパー代わりにしますよね。コイルを入れると圧力が増えますものね。やっぱり、装置にかかる圧力は無視できないってことなんですね。
Shinoセミミクロカラムを使用している場合は、どうかしら？　当然、配管の内径は0.1mmだし、検出器もデッドボリュームを少なくするために、内部の配管を細くしているのよ。
後輩それに、セミミクロカラム用のインジェクターも圧力がかかりますものね。わかりました。装置にかかる圧力を差し引いて、カラムの耐圧を考えることにします。でも、いちいち、装置の圧力を測定するのは、面倒だなぁ。だって、カラムを外して、インジェクターと検出器をユニオンで繋がないと、装置の圧力は出ないんだもの．．．。
Shinoいい手があるんだ。まず、カラムの出口側の押しネジを緩めるの。これで、カラムより下流の装置での圧力の関与が無くなるわよね。 次に、カラムの入り口側の押しネジを緩めると．．．
後輩 ポンプ、ダンパー、インジェクタにかかる圧力が分かりますね。
Shino そうやって、カラムにかかる圧力を求めるのよ。セミミクロカラム用のインジェクタを使用していなければ、カラムより上流側の圧力は無視してもいいかもね。さて、カラムの耐圧ってどういうことでしたっけ？
後輩その圧力を越えて使用すると、カラムが壊れる恐れがあるという意味ですよね。でもねＳｈｉｎｏセンパイ、使用最高流速が取扱説明書に書いてあるんだから、流速で制御すればいいんじゃないですか？
Shino そんな素人みたいなこと言わないで！！ 最高使用流量よりも、カラム耐圧の方が優先します！！だって、粘度の高い溶離液の場合は、流速はOKなのに、カラム耐圧を越える、っていうケースもあるじゃない？
後輩 そうでした。すっかり忘れてました。溶離液が水/メタノール＝50/50の時って、かなり粘度が高いですものね。カラム耐圧の80%くらいにポンプのアッパーリミッターを設定しておくのが無難だって、先輩に教わったんでした。
Shinoええ、そうよ。それから、ポンプのロウアーリミットもちゃんと設定してくださいね。
後輩 はい、カラムの種類によって異なりますが、大抵は10から20kgf/cm2じゃない、約1から2MPaくらいに設定してます。溶離液がなくなった時には、圧力が急激に下がるから、そんな時にポンプを止めるために、ロウアーリミットを設定するんですよね。
Shinoロウアーリミットを設定していなかったばっかりに、ポンプが空気をカラムに送ってしまう。そして、カラムは一環の終わり、ですものね。
後輩分かってます。空気入りのカラムで泣いたのは、一度や二度じゃありませんからね。
Shinoそんなこと自慢しないでよね。それより、皆様のために、なぜ空気入りのカラムが使用出来ないのか、説明してください。
後輩少量の空気がカラム内に入った場合、空気は充てん剤の間やポアの中に詰まっている状態になります。この空気は、カラム内を移動するにしたがって、小さな空気の粒になりカラム内に分散してゆきます。空気の粒は、新しい溶離液が流れてくる度に、少しずつ吸収されて小さくなってゆきますが、空気の粒のままカラムから出てくる分もあります。予期せぬ時に出てきた空気の粒がピークとなって検出されるわけですから、大切なクロマトがおシャカになる危険性があります。
Shino空気の粒がある場所と無い場所では、溶離液の流れが均一にならないため、カラム内にバイパスが出来たと同じ効果が生まれて、ピークがブロードになったりもしますよ。
後輩はい。これだけ分かっていれば、もう怖いものはありません。 kgf/cm2とパスカルの換算表を液クロ装置に貼っておこうっと。

Ｓｈｉｎｏちゃんの液クロＳＯＳ一覧