イオン排除クロマトグラフィーにおける弱酸の溶離挙動と高感度検出法の研究

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水溶液中の稀薄なイオン特に陰イオンの高感度分析にイオンクロマトグラフィー(IC)は極めて有力な手段である。しかし酢酸や酪酸をはじめとする脂肪酸などの有機化合物イオンと無機イオンが共存するとICでは区別できない。この場合イオン排除クロマトグラフィー(IEC)により無機イオンから有機イオンの分離が可能である。IECでは弱酸のカラムへの保持機構はイオンの解離度によって説明されているが、本研究の結果より弱酸である脂肪酸は溶離液のpHが6以上であれば完全に解離するために全く保持されない。しかしpK値の小さいシュウ酸を除いて、モノ及びジャルボン酸はpH2〜5の範囲でいずれも陰イオン交換樹脂カラムに保持され、炭素鎮長の短い酸から溶出するがpKの値と保持時間とは必しも対応しない。この理由は充填剤のゲルマトリックスに対する溶質分子のアルキル鎮の疎水性相互作用とイオン排除効果との共働効果で説明できた。同一炭素数の場合カルボキシル基の親水性の効果によりモノカルボン酸よりジカルボン酸の方が保持が小さかった。IECは原理的に酸性溶離液を用いて弱酸の解離を抑制して分離を行なうためICに用いる高感度電導度検出器の感度が極めて低くなるという欠点がある。本研究に於てはカラム溶出液をイオン交換膜チューブに導き、チューブの外側にアルカリ又は中性塩溶液を流すことにより、分離された弱酸分子の解離を促進させることに成功した。この結果検出の高感度化を達成した。その増感効率は有機酸の種類によって異なるが、例えばイソ酪酸では本法を適用する前より33倍の高感度となった。増感に用いる溶液の種類と濃度について検討した結果、増感の効果とバックグラウンドへの影響を考慮すると、2ー5mMの水酸化カリウム或いは50mMの硫酸カリウムが最も適当な試薬であることが判った。