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■キーワード
高極性物質
静電的相互作用
水素結合性
双極子相互作用
シロキサン構造
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Unison シリーズは水100%系溶離液に対応し，高極性化合物の保持・分離特性に優れた設計がされています。
一般にODSカラムは，リガンドであるオクタデシル基とエンドキャッピング処理による表面構造からなり，逆相固定相の中でも疎水性が高く，水素結合性の小さな性質を有しています。したがって極性の高い化合物の保持は他の逆相固定相よりも小さくなる傾向があります。
逆相固定相に高極性化合物を保持させるためには，主たる相互作用である疎水性以外に，他の副次的相互作用を付与する必要があります。
従来の高極性対応ODSカラムは，この副次的相互作用を与える構造として，アミドやエステルなどの極性基を基材表面やオクタデシル基の根元に導入する構造を採用してきました。しかしながらこれらの極性基導入技術(embedding polar groups）は比較的難しいものであり，不均一な表面構造に由来するピークのテーリングやバッチ間の再現性に課題のある場合があります。
インタクトの Unison UK(US)-C18は，シンプルな構造により高極性物質の保持の向上を実現しています。
ODSカラムの基材であるシリカは，シラノール以外にも極性基が存在します。シロキサン結合（Si-O-Si）です。このシロキサン構造は水(H-O-H）と同じように分極しており，酸素原子に由来する水素結合性（プロトンアクセプター）や双極子モーメントによる静電的相互作用が発生します。シロキサンの相互作用はシラノールに比べて小さいとされていますが，集合による分子間力は無視できない大きさになると考えられます。
このシロキサン構造を効果的に利用することにより，高極性化合物との間に副次的相互作用を発生させ，物質の保持を大きくすることがUnisonシリーズの大きな特長となっています。
さらにUnison逆相固定相では，Cadenza CD-C18で開発された「ポリメリックエンドキャッピング」手法を採用しています。このキャッピング構造には「ジメチルシロキサン」というシロキサン構造があり，静電的相互作用による極性化合物の保持効果が期待されます。つまりUnison固定相では，エンドキャッピング工程と同時に極性基の導入もおこなうユニークでシンプルな設計がおこなわれています。
このように，シロキサン構造に由来する水素結合性や双極子相互作用などの静電的相互作用を利用して極性化合物の保持や分離に反映させるという，従来の高極性対応ODSとは異なるアプローチにより，シンプルで再現性の高い固定相を実現しています。
●Cadenza CD-C18とUnison UK(US)-C18の相互作用の違い
高極性化合物の保持にはオクタデシル基のリガンド密度も関係しています。
上図は Cadenza CD-C18とUnison UK-C18の高極性化合物に関する選択性の違いを示しています。フェノールに比べてテオフィリンやカフェインの保持が，Unison UK-C18で相対的に大きくなっていますが，これは前述の静電的相互作用（水素結合性や双極子相互作用）によるものと考えられます。フェノールに関しても，水酸基による相互作用が発生するためにUnisonの方がCadenzaよりも保持は大きくなっていますが，この作用に関係する酸素や窒素原子の数はテオフィリンやカフェインよりも少ないために，相対的に保持の小さい結果となっています。
Unison UK-C18はCadenza CD-C18と同様の「ポリメリックエンドキャッピング」が採用されており，シロキサン構造という意味では，Cadenzaと同様な構造をとっています。また多孔性シリカ基材という基本骨格も同じです。
同じシロキサン構造を有する両者が高極性化合物に関して異なる選択性を与える原因は，オクタデシル基のリガンド密度が異なることにあります。溶質とODS（長鎖アルキル）固定相間の相互作用を考えるとき，ODS密度がCadenzaよりも低いUnisonでは溶質が基材表面近くまで到達することができ，それだけ静電的相互作用を受けやすくなっていると考えられます。その結果，疎水性としてはCadenzaよりも若干低いUnisonでありながら，副次的相互作用により，極性化合物の保持が大きくなる傾向があります。
Unison のODS固定相はおもに以下のような表面構造を設計に取り入れています。
■シリカ表面上およびエンドキャッピング由来のシロキサン構造の活用
■オクタデシル基の密度の最適化
これらの新しい設計コンセプトにより，塩基性化合物と残存シラノールによるイオン的相互作用をできるだけ排除し，さらにシロキサン構造による極性化合物の保持を大きくする，という従来にみられない特性を獲得しています。
Unison UK(US)-C18は，適度な疎水性と静電的相互作用により，水100%系から有機溶媒100%まで使用可能な，相互作用のバランスのとれた固定相です。
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