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イオンクロマトグラフ
イオンクロマトグラフ

イオンクロマトグラフ

イオンクロマトグラフは主に溶液中の陽イオン、陰イオン、有機酸の定性分析や定量分析用として広く使われています。メトロームのイオンクロマトグラフは、装置3年保証、アニオンサプレッサ10年保証です。

あらゆるアプリケーションに対応 – 最適なイオンクロマトグラフが見つかります

メトロームのイオンクロマトグラフは、ルーチン分析向けにコスト効率が高くコンパクトタイプから高度なアプリケーションにも対応した最新の完全自動化されたシステムまで取り扱っています。メトローム ICのラインナップには、検出器、カラム、サンプル前処理、サンプルチェンジャーも含まれます。 検索フィルターから最適なイオン クロマトグラフ システムが見つかります!

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高い信頼性と頑丈さを備えたイオンクロマトグラフの周辺機器&部品

なぜメトロームのイオンクロマトグラフが使われているのか?– 世界で30年以上の実績

メトロームの最初のイオンクロマトグラフは、1987 年にメトロームの分析装置に加わりました。それ以来メトロームでは、学術研究室向けのシンプルタイプから自動化された高性能 IC システム、IC-MS や IC-ICP/MS などの他の分析装置と組み合わせたシステム、イオンクロマトグラフィの心臓部にあたる分離カラムまで、最先端の IC ソリューションを開発・製造してきました。

メトロームICについての詳細は以下のコラムにも掲載されています:

Blog series: History of Metrohm IC

イオンクロマトグラフィのよくある質問 FAQs

イオンクロマトグラフは、液体試料中のイオンを分離し定量するための分析装置です。
以下の手順は、メトロームのイオンクロマトグラフで測定する手法です(ビデオ参照)。

  1. 予備洗浄(Pre-rinsing):溶離液(移動相)がICシステム全体を通過します。溶離液は 分離カラム を連続的にポンプで送り出されます。
    この溶離液は水溶液であり、分離カラム内の樹脂上の結合部位をサンプル中のイオンと競合する、さまざまなイオンを含む水溶液で構成されています。溶離液の組成は、目的イオンを分離するために慎重に最適化されています。
  2. 試料調整 (オプション): 通常、サンプル前処理テクニック を使用して試料をサンプルループに注入する前にサンプル前処理が行われます。サンプル前処理を行うことで、より正確で信頼性の高い結果が得られ、分離カラムやICシステムの損傷を防ぐことができます。
    サンプル前処理の方法には、ろ過、希釈、抽出などがあります。
  3. インジェクションバルブ:インジェクションバルブが切り替わり、試料が分離カラムの方向に注入されます。
  4. サンプル注入:インジェクションバルブがサンプルを分離カラムへ注入します。
  5. サンプルの分離:サンプルは、イオン交換樹脂を充填した分離カラム(固定相)を通過します。
    この樹脂には荷電した官能基が含まれており、特定のイオンと選択的に相互作用します。
    使用する樹脂の種類は、分析対象のイオンによって決まります。
  6. 溶離液と検出器:保持されたイオンは、試料がカラムを通過するにつれて徐々にカラムの樹脂から溶出されます。
    各イオンの保持時間は、樹脂への親和性や溶離液条件によって異なります。
    分離されたイオンを含む溶離液はイオンクロマトグラフ内の 検出器 に到達します。検出器には、伝導度検出器、UV/Vis検出器、質量分析計など、さまざまなタイプを使用できます。
    検出器は、カラムから溶出してくる特定イオンの濃度を測定します。
  7. データ解析: イオンクロマトグラフィ用ソフトウェア が検出器の出力を記録・処理します。
    得られたデータはクロマトグラムとして表示され、目的イオンの濃度変化を時間の経過とともに示します。

イオンクロマトグラフィについてさらに詳しく:

Webinar: An introduction to ion chromatography: Principles and applications

メトロームのICは、環境、製薬、水および排水分析、食品・飲料、化学、エネルギー生産産業、研究機関や学術分野で使用することができます。

分離カラムは、イオンクロマトグラフィにおける代表的な分離機構、すなわちイオン交換、イオン排除、イオン対形成を網羅しています。
適用分野には以下が含まれます:

  • サプレッサあり/サプレッサなしで陰イオンおよび陽イオン
  • 遷移金属
  • 炭水化物
  • 有機酸
  • アミン
  • アミノ酸

メトロームでは、アプリケーション検索 から、1700件以上のアプリケーション(技術資料)を公開しています。コラム、 ウェビナー 、プロダクションヘルプセンターでご覧いただけます。

また、各国のアプリケーション担当者へ連絡することで、トラブルシューティングや複雑な分析上の問題の解決を、現地または世界各地のアプリケーションラボでサポートが可能となっています。

 

お問い合わせ

はい、PFAS(ペルフルオロアルキル化合物およびポリフルオロアルキル化合物)のモニタリングは、**熱分解加水分解燃焼(pyrohydrolytic combustion)とイオンクロマトグラフィを組み合わせた燃焼イオンクロマトグラフィシステム(Combustion Ion Chromatography, CIC)**により、分析できます。

CICは、排水や繊維など、さまざまな試料中の全フッ素量および有機フッ素量を測定することが可能です。

CICは、**AOF(吸着性有機フッ素:Adsorbable Organic Fluorine)**によるPFASスクリーニングに使用できます。
このCIC法では、有機フッ素化合物を活性炭に吸着させ、高温(1050 °C)で燃焼させて有機結合したフッ素をフッ化水素(HF)に変換し、その燃焼ガス(HF)を水に吸収させます。

その後、イオンクロマトグラフィ(IC)を用いてフッ化物イオンを定量し、PFASの存在を間接的に示します
この手法は標準化されており(例:米国EPAメソッド1621、DIN 38409-59、ISO/DIS 18127)、水系試料中のPFASのノンターゲットスクリーニングに適しています。

燃焼イオンクロマトグラフィによる環境水の PFAS 分析

吸着性有機フッ素化合物(AOF)-水中のパーおよび ポリフッ素化アルキル物質(PFAS)の非ターゲット スクリーニングのためのトータルパラメーター

タンデム質量分析計(MS/MS)と組み合わせたイオンクロマトグラフィは、トリフルオロ酢酸(TFA)のような短鎖および超短鎖PFASを定量し、環境モニタリングを支援するための信頼性が高く、検証済みの手法です(DIN 38407-53)。

短鎖および超短鎖PFAS(SおよびUS-PFAS)は、炭素数の少ない長鎖PFASの分解生成物または代替物質です。
これらは高い水溶性と環境中での持続性を有するため、飲料水源へ容易に移行する可能性があります。
TFAは超短鎖PFASの代表的な例であり、その分子サイズが非常に小さいため移動性が高く、従来の水処理では除去が困難です。

さらに詳しく:

Application Note: IC-MS/MS analysis of trifluoroacetic acid according to DIN 38407-53

はい、イオンクロマトグラフィは、水質分析や化学分析などの幅広い用途において、製薬業界および規制当局に広く受け入れられるようになっています。近年では、ICは医薬品の分析にも適格な手法として認められています。

アメリカ薬局方‐国民医薬品集(USP-NF)は、(バイオ)医薬品の標準化を主導する機関ですが、最近の近代化の取り組みの中でICの応用範囲を拡大し、**USP一般章<1065>「イオンクロマトグラフィ」**などの薬局方一般章、アッセイ法、不純物試験において、適切かつ有効な分析技術として位置づけています。

コラム:製薬業界におけるイオンクロマトグラフィの応用

Blog: Applying USP validated methods for separation column equivalency

White Paper: When HPLC fails: IC in food, water, and pharmaceutical analysis

Flyer: Bring your USP methods up to date (8.000.5436, PDF, 900 KB)

 

各アプリケーションの条件が、選択する際に最も重要です。以下の点をご確認ください:

  • 測定対象物
  • サンプルマトリクス
  • 検出方法
  • 検出感度と範囲
  • 選択性と分離能
  • 自動化とサンプル処理能力
  • 溶離液管理
  • 消耗品の費用
  • ソフトウェアアップデート
  • 国際または国内規格への準拠

その他ご質問がある場合には、当社のIC担当者がサポートいたします。

お問い合わせ

装置によります。メトロームの 940 プロフェッショナル IC Vario システムは、いつでもアップグレード可能です。
これらのシステムはモジュール式で高い柔軟性を持つ構造で設計されており、ユーザーは分析ニーズの変化に応じて装置を適応させることができます。

このようなモジュール構成により、システムは将来的にも対応可能であり、今後の要求に合わせてアップグレードすることができます。

Brochure: 940 Professional IC Vario and 942 Extension Module Vario (8.940.5003, PDF, 2.3 MB)

はい、メトロームのICシステムは、EPA 300.0、EPA 300.1(パートAおよびB)、ISO 14911に準拠したアプリケーションで使用することができます。

930 Compact IC Flex, に、自動水酸化物溶離液生成用の948 Continuous IC Module、単一標準液によるキャリブレーションを可能にするMiPT(Metrohm intelligent Partial Loop Injection Technique)構成、および高容量のMetrosep A Supp 21カラムを組み合わせることで、Metrohmは、EPAメソッド300.0およびEPA 300.1(パートAおよびB)に準拠した水試料分析を、1回のIC測定で信頼性高く、かつ経済的に実施できる構成を提供しています。

Application Note: Drinking water quality by EPA 300.1

White Paper: Determination of anions in tap water in accordance with US EPA Method 300

Metrosep C 4 – 150/4.0またはMetrosep C 6 – 150/4.0カラムを 940 プロフェッショナル IC Vario と組み合わせて使用することで、ISO 14911で規定された要件に準拠することができます。

Application Note: Cations in drinking water using Metrosep C 4 - 150/4.0 column according to ISO 14911

ハイスループットラボに最適なソリューションは、以下の要素で構成される信頼性が高く高精度なICシステムです:

 

Blog: Save time and money with Metrohm Inline Sample Preparation solutions

Blog: Boost your environmental analysis with Metrohm automated ion chromatography

はい、メトロームのイオンクロマトグラフでは溶離液の生成を自動化することができます。

948 Continuous IC Module(CEP) は、水酸化物系溶離液を自動的に生成するためのソリューションです。
純水製造システム(例:ELGA® PURELAB® flex 5/6)に直接接続することで、ICを24時間365日無人運転することが可能です。

941 Eluent Production Module は、塩類溶液や希釈酸など、任意の組成・濃度の溶離液を生成できます。
インライン希釈機能および特許取得済みのドジーノ技術により、1つのモジュールで最大4種類の溶離液を同時に並行生成することが可能です。
また、純水製造システム(例:ELGA® PURELAB® flex 3+)に直接接続することで、こちらも24時間365日の無人運転が可能になります。

Webinar: Automatic hydroxide eluent preparation: Overcoming inefficiencies in anion analysis

はい、イオンクロマトグラフでは溶離液グラジエントを行うことができます。
メトロームは、グラジエント溶離に対応する複数のシステムを提供しています:

  • 高圧グラジエント
  • 低圧グラジエント
  • ドーズイングラジエント
  • 溶離液生成による水酸化物グラジエント

溶離液は、2台以上の高圧ポンプを用いて混合されます。
メトロームの高圧グラジエント(HPG)システム(例:940 Professional IC Vario TWO/SeS/PP+IC導電率検出器+3溶離液用942 Extension Module Vario HPG)は、3台の高圧ポンプを用いて圧力下で溶離液を混合します。
これにより、**線形(linear)、段階的(stepwise)、凹型(concave)、凸型(convex)**など、さまざまなグラジエントプロファイルを設定することが可能です。

このシステムは、陰イオン・陽イオン、糖類、アミノ酸、その他の極性物質などの複雑な分離に特に適しています。

Application Note: Biogenic amines besides other cations in red wine applying a high-pressure gradient

Application Note: Quality labels for novel foods

低圧グラジエントは、複雑なアプリケーションやマトリックスにおけるピーク分離を改善するために、イオンクロマトグラフィで使用されます。

代表的な応用分野:

  • 連続サプレッサによる陰イオンまたは陽イオンの測定のグラジエントアプリケーション

1台の高圧ポンプが溶離液をミキシングキャピラリーに吸引し、低圧バルブが混合比を制御します。
この構成はシンプルで溶媒耐性が高く、幅広いグラジエントプロファイルに対応可能です。

コンパクトでコスト効率の高い例としては、メトロームのLPGシステム  (例;940 Professional IC Vario ONE/SeS/PP/LPG があげられます。)

Brochure: Gradients in ion chromatography (8.000.5131, PDF, 2.2 MB)

Application Note: Thiosulfate, thiocyanate and perchlorate in addition to standard anions using a low-pressure gradient

Dose-inグラジエントは柔軟性が高く、どのメトローム ICシステムにも後付けが可能なグラジエント方式です(例:Dose-inグラジエント用の940 Professional IC Varioと800 Dosinoの組み合わせ)。

この方式は、高圧ポンプと6ポートアダプターを用いて、最大5種類の溶離液を注入する低圧領域で動作します。線形グラジエントと段階的グラジエントの両方に対応しており、有機溶媒にも適合します。設置・操作が容易なため、柔軟でシンプルなグラジエント機能を必要とするラボにとって実用的な選択肢となります。

Application Note: Metrohm IC Driver for OpenLab CDS: Anions with Dose-in Gradient and Dosino Regeneration

Application Note: Determination of sugars and sugar alcohols using pulsed amperometric detection and Dose-in Gradient

水酸化物グラジエント(溶離液生成方式)は、濃縮ストック溶液から電気化学的に水酸化物系溶離液を生成します。これは、超純水供給システム(例:純水製造システム)と組み合わせて、溶離液ジェネレーター(948 Continuous IC Module, CEP)を用いることで実現されます。溶離液およびグラジエントの生成プロセスは、必要時にインラインで行われ、生成された溶離液は高圧ポンプによって送液されます。これは高圧グラジエントよりも精度が高く、ノイズが少ないという利点があります。

Application Note: Water quality testing with EPA 300.1

Application Note: Trace haloacetic acids, dalapon, and bromate measurement in drinking water

交換やサービス間隔は、測定するサンプルに大きく依存します。通常、定期的なメンテナンスにより、サプレッサーやカラムの寿命を延ばすことができます。

追加のヒント:

  • プレカラムの使用:分析カラムを保護し、プレカラムのみを定期的に交換できます。分析カラムはそのまま使用可能です。
  • 自動化・統合されたサンプル前処理の利用:メトロームのインラインサンプル前処理技術などを使用することで、システム全体を保護し、寿命を延ばすことができます。

 

Learn more about the maintenance intervals for IC instruments

はい、イオンクロマトグラフィ(IC)では、サンプルのろ過は一般的に推奨されており、多くの場合で必要となります。

なぜイオンクロマトグラフフィで測定するサンプルをろ過する必要があるのか?

  • カラムとシステムの保護:ICカラムはデリケートで高価です。未ろ過サンプル中の粒子はカラムの詰まりや樹脂の損傷を引き起こし、性能低下や高額な交換につながります。
  • 流路閉塞の防止:粒子がチューブ、バルブ、インジェクターに詰まり、圧力上昇、流量不安定、システム停止の原因となります。
  • 検出品質の向上:懸濁物が検出に干渉したり、ベースラインノイズを引き起こし、定量の精度に影響を与えることがあります。
  • 圧力と流量の安定化:クリーンなサンプルはシステム条件の安定に寄与し、再現性の高い結果を得るために重要です。

イオンクロマトグラフィのサンプルは通常どのようにろ過されますか?

  • 手動ろ過:シリンジフィルター(一般的に 0.45 µm または 0.2 µm の孔径)を使用、または遠心分離。効果的ですが、時間がかかり、追加の資材や作業が必要になります。
  • メトロームのインライン超ろ過(UF)技術:インラインで完全自動のろ過。オートサンプラーにペリスタポンプが搭載されていれば、任意のメトローム IC システムに追加できます。

 

インライン超ろ過について詳しく:

Blog: Protecting IC systems with Metrohm Inline Ultrafiltration and Inline Dialysis


はい、同じICシステムで陰イオンと陽イオンの両方を分析できます。ただし、陰イオン分離には陰イオン交換カラム、陽イオン分離には陽イオン交換カラムが必要です。


単一チャネルのイオンクロマトグラフ(例:930 Compact IC Flex SeS/PP)の場合、陰イオンと陽イオンを連続して測定できます。930 Compact IC Flex SeS/PPは、シーケンシャルサプレッションとサプレッサ再生用のペリスタルティックポンプを搭載した高性能なコンパクトIC装置で、あらゆる分離・検出方式に対応可能です。

主な用途例:

  • シーケンシャルサプレッサと伝導度検出器による陰イオンまたは陽イオンの分析

ただし、単一チャネル装置では、クロスコンタミネーションを避けるため、測定間に徹底した洗浄が必要になります。陰イオンと陽イオンを同時に測定できるデュアルチャネルシステムの方がより優れた選択肢です。

メトロームでは、2つの分析チャネルを備えた各種 ProfIC Vario システムを提供しており、陰イオンと陽イオンの完全自動測定を、並行して、かつ互いに独立して実行できます。これにより測定時間の短縮が可能です。

主な用途例:

  • 汎用的な陰イオン・陽イオン分析
  • サンプル数が多いルーチン分析で、追加のサンプル前処理を必要としない場合

 

Application Note: Metrohm IC Driver for OpenLab CDS – OpenLab controlled dual channel cation and anion analysis with automated Inline Eluent Production

Application Note: Metrohm IC Driver for OpenLab CDS: Anion and cation analysis in a soft drink

Application Note: Parallel anion (and cation) analysis applying the Metrohm IC Driver 2.0 for Empower

Application Note: Tap water analysis for anions using Metrohm intelligent Partial Loop Technique (MiPT)

サプレッサ付き伝導度検出器で陰イオンと陽イオンを分析するには、陰イオン用カラムと陽イオン用カラム、2つの伝導度検出器、そして陰イオンサプレッサ機能を備えたICシステムが必要です。

メトロームでは、シーケンシャルサプレッサ、伝導度検出器、2つの分析チャネルを備えた各種システムを提供しており、陰イオンと陽イオンを完全自動で測定できます。これにより、並行して測定することも、互いに完全に独立して測定することも可能です。

主な用途例:

  • 汎用的な陰イオン・陽イオン分析
  • サンプル数が多いルーチン分析で、追加のサンプル前処理を必要としない場合

このモジュラーシステムはアップグレード可能です。もし陽イオンサプレッサが必要な場合は、拡張モジュールをシステムに追加できます。942 Extension Module Vario SeS/PPは、Professional IC Varioシリーズ用の拡張モジュールで、サプレッサ再生用のペリスタリックポンプを備えた完全なシーケンシャルサプレッションの統合を可能にします。

主な用途例:

  • 追加の分析チャネル用のシーケンシャルサプレッサ

 

Application Note: Metrohm IC Driver for OpenLab CDS – OpenLab controlled dual channel cation and anion analysis with automated Inline Eluent Production

Application Note: Metrohm IC Driver for OpenLab CDS: Anion and cation analysis in a soft drink

Application Note: Parallel anion (and cation) analysis applying the Metrohm IC Driver 2.0 for Empower

Application Note: Tap water analysis for anions using Metrohm intelligent Partial Loop Technique (MiPT)

メトロームのイオンクロマトグラフィシステム(メトローム IC)は、独自のイオンクロマトグラフィソフトウェア MagIC Net で制御されます。MagIC Netは、直感的で操作が簡単なソフトウェアで、インテリジェントなメトローム ICシステムの各コンポーネントや、液体操作や自動化のための周辺機器を制御します。MagIC Netは、すべてのFDAおよびGLP要件を満たしています。

さらに、メトローム ICシステムは、Agilentの OpenLab CDS や Waters™ の Empower™ でも完全に制御可能です。これにより、メトローム ICと単四重極質量分析計(single quadrupole MS)を組み合わせて、1つのソフトウェア上で操作することができます。ICP-MSとのハイフネーション(連結分析)については、メトロームが ICP-MS MassHunter でメトローム ICとAgilent ICP-MSを単一ソフトウェアで使用できるソリューションを開発しています。

 

Brochure: MagIC Net 4 (8.102.5010, PDF, 1.4 MB)

Brochure: IC Driver for Agilent OpenLab CDS (8.102.5007, PDF, 1 MB)

Brochure: Metrohm meets Empower 3 (8.102.5004, PDF, 213 KB)

Brochure: IC Driver for ICP-MS MassHunter Software (8.000.5496, PDF, 1.25 MB)

はい、OpenLab CDSを使用してメトロームのイオンクロマトグラフを制御できます。対応するメトローム IC装置には以下が含まれます:

さらに、メトロームのIC装置とAgilentの単四重極質量分析計(single quadrupole MS)の両方を、1つのソフトウェア環境(OpenLab CDS)で制御・操作することができ、IC-MSの連結分析(ハイフネーション)が可能です。

はい。IC–MSとして統合されたハイフネーション構成の場合、OpenLab CDSはMetrohm ICとAgilent MSの両方のデータをまとめて扱うことができます。

OpenLab CDSでのデータ処理は、両方の装置からのデータの同期取得と処理に対応しています。
1つのインターフェイスでクロマトグラムと質量スペクトルを確認でき、ICおよびMSデータを用いたピーク同定・定量が可能で、両システムの結果を含む統合レポートを作成できます。

この統合により、微量分析、スペシエーション、複雑なマトリックス分析のワークフローが合理化され、異なるソフトウェアでデータを手動で統合する必要がなくなります。

必要条件:

  • Metrohm IC Driver for OpenLab CDS 
  • 対応するOpenLab CDSバージョン(2.3~2.8)

  • さらに、CDS 2.4以降の場合、非Agilent装置接続用のAgilentライセンスが必要です。

はい。メトローム IC ドライバーを使用してメトロームのIC装置をOpenLab CDSに統合した場合でも、監査証跡(Audit Trail)機能は完全にサポートされます。

  • メトローム イオンクロマトグラフに関わるすべての操作(例:メソッド変更、データ取得)は、OpenLabの監査証跡に記録されます。
  • この統合によって、監査証跡の完全性や規制遵守が損なわれることはありません。

必要条件:OpenLab CDS 2.4以降では、非Agilent装置接続用のライセンスが必要です。

 

Brochure: IC Driver for Agilent OpenLab CDS – A perfect combination: Metrohm Ion Chromatography and OpenLab CDS Software (8.102.5007, PDF, 2.2 MB)

はい、MagIC Netソフトウェアは監査証跡(Audit Trail)に対応しています。

MagIC Netでは、

  • ユーザー名、クライアント名、実行された操作、日時、タイムゾーン差(UTC)など、すべてのユーザー操作を自動的に記録します。
  • メソッドや結果の変更など、データの修正をバージョン管理付きで追跡し、編集時にはコメント入力が必須となります。

MagIC Netで 21 CFR Part 11 が有効化されている場合、修正されたデータの過去すべてのバージョンがデータベースに保存されます。

MagIC Netは電子記録と電子署名に関する監査証跡要件を含む 21 CFR Part 11 に準拠しており、トレーサビリティ、説明責任、データ完全性を確保します。これは医薬品、食品検査などの規制環境における重要な要件です。

Brochure: MagIC Net – Intelligent Software for Ion Chromatography (8.102.5010, PDF, 1.5 MB)

Webinar: Showcasing advanced functionalities of MagIC Net

メトロームのイオンクロマトグラフィシステムは、MagIC Net、OpenLab CDS、またはEmpower™ ソフトウェアで運用される場合、21 CFR Part 11 に準拠しています。この規格は、FDAによる規制環境における電子記録と電子署名を管理するものです。準拠には通常、安全なユーザー認証、監査証跡、電子署名、データ完全性管理などの機能が含まれます。

規制環境でのコンプライアンスについて詳しくはこちら:

Blog: Ensuring and certifying quality and compliance in regulated environments

はい、測定データは MagIC Net を介して LIMS(Laboratory Information Management System)へエクスポートできます。
これは通常、標準化されたデータ形式や、システムのドキュメントや仕様に記載されている直接的な統合プロトコルを使用して行われます。

「実践的なイオンクロマトグラフィ」の基本原理編を抜粋・和訳した「イオンクロマトグラフ基本のきほん 原理編」が、どなたでもご自由にダウンロードできます。