ガスクロマトグラフと液体クロマトグラフ（LC）の違い

ガスクロマトグラフ（GC）と液体クロマトグラフ（LC）は、どちらも混合物を成分ごとに分離し、定性・定量する装置です。大きな違いは、カラム内で試料を運ぶ移動相と、測定しやすい物質の性質にあります。
揮発性と熱安定性がある成分はGC、気化しにくい成分や熱に弱い成分はLCを起点に検討すると、分析法を絞り込みやすくなります。

ガスクロマトグラフ（GC）と液体クロマトグラフ（LC）の基本的な違い

GCは気体、LCは液体を移動相に使う

GCでは、ヘリウム、水素、窒素などのキャリアガスが、気化した試料成分をカラムへ運びます。カラム恒温槽で温度を制御し、揮発性や固定相との相互作用の違いを利用して成分を分離します。

LCでは、水や有機溶媒を組み合わせた液体の移動相をポンプで送り、溶液中の成分をカラムへ運びます。固定相と移動相に対する相互作用の違いによって、各成分の溶出時間が変わります。高速液体クロマトグラフはHPLC、より高圧・高速な装置はUHPLCと呼ばれます。

試料を気化できるかがGC選択の分岐点

GCでは、試料導入時やカラム内で成分を気体として扱います。そのため、測定温度で気化し、加熱しても分解・反応しにくい成分が向いています。溶剤、香気成分、炭化水素、脂肪酸メチルエステルなどが代表例です。

LCは、移動相へ溶解できる成分を対象とします。医薬品成分、代謝物、ペプチド、糖、有機酸、色素など、難揮発性、極性が高い、熱に弱い成分を測定しやすい方法です。

検出器によって得られる選択性が変わる

GCではFID、TCD、ECD、FPD、MSなどを使います。LCではUV／可視吸光、PDA、蛍光、示差屈折率、蒸発光散乱、質量分析計などが使われます。同じ分離装置でも、検出器が対象成分へ応答しなければ測定できません。

GCの各検出器の応答と対象成分は、検出器の種類と選択性で確認できます。

Sylphのような小型・ポータブル型GCは、現場での即時分析や設置場所を選ばない柔軟性など、従来のラボ設置型GCにはないメリットを多く備えています。一方で導入にあたっては、重量やサイズ、バッテリー駆動の可否など、現場環境に合わせて確認しておきたいポイントも少なくありません。

こうした導入前に押さえておきたい観点を整理しているので、ぜひ参考にしてください。

測定対象物質の性質（揮発性・熱安定性）による使い分け

沸点だけでなく、測定温度での安定性を確認する

GCに向くかを判断するときは、沸点や蒸気圧だけでなく、注入口温度とカラム温度で分解・吸着・反応しないかを確認します。気化しやすくても、熱分解によって元の成分を再現よく測れなければ、通常のGC分析には向きません。

高沸点成分では、注入口やカラムへ残留し、ピークのテーリングやキャリーオーバーを起こすことがあります。LCでは気化が不要ですが、試料が移動相へ溶けるか、析出しないか、カラムへ強く残留しないかを確認します。

誘導体化でGC分析が可能になる場合がある

有機酸、糖、アミノ酸などの極性化合物は、そのままではGCで測りにくい場合があります。官能基を化学的に変えて揮発性や熱安定性を高める誘導体化を行えば、GCで分析できることがあります。

誘導体化は選択肢を広げる一方、反応時間、試薬由来のピーク、反応率、水分の影響を管理する必要があります。前処理の再現性を含めて、LCによる直接分析と比較します。

誘導体化が選択の分岐点になる具体例として、アミノ酸のGC分析と前処理を参照してください。

実際の試料マトリックスを含めて判断する

対象成分だけでなく、試料に含まれる水、油、塩、タンパク質、樹脂、添加剤も分析法へ影響します。GCではヘッドスペース、熱脱着、パージ・トラップ、固相マイクロ抽出を使い、揮発成分を選択的に導入できます。

LCでは、ろ過、希釈、除タンパク、固相抽出などでカラムや検出器への負荷を抑えます。分析法を決める前に、目的成分の濃度と妨害成分の量を見積もることが大切です。

GCとLCにおける移動相（キャリアガスと溶媒）の違い

GCはキャリアガスの純度と供給方法を管理する

GCのキャリアガスには、高純度のヘリウム、水素、窒素などを使います。選択は検出器、カラム、分析速度、感度、安全設備、供給安定性によって決まります。ガスボンベ、配管、減圧器、精製フィルター、漏れ検査も装置運用の一部です。

装置内蔵のガス供給や精製空気も選択肢ですが、ガスそのものは必要です。外部ボンベ接続が不要な方式で補充・電源・保守条件を比較できます。

水素を使う場合は、高速分析や供給面の利点がある一方、可燃性ガスとして換気、漏れ検知、停止時の制御を確認します。既存メソッドのキャリアガスを変更すると保持時間や分離が変わるため、分析法の再検証が必要です。

LCは溶媒組成とpHが分離へ直接影響する

LCでは、水、アセトニトリル、メタノール、緩衝液などを移動相として使用します。分析中に組成を一定にするイソクラティック溶離と、時間とともに組成を変えるグラジエント溶離があります。

溶媒組成、pH、添加剤は保持とピーク形状へ影響します。移動相はろ過・脱気し、ポンプやカラムの耐圧、検出器との適合性を確認します。LC-MSでは、不揮発性の塩がイオン源を汚染するため、揮発性の添加剤を使うなどの配慮が必要です。

消耗品と廃棄物の種類が異なる

GCでは、セプタム、ライナー、フェラル、カラム、ガス精製フィルターなどを交換します。LCでは、移動相溶媒、フィルター、シール、配管、ガードカラム、分析カラムなどが必要です。

GCはガス使用量とボンベ交換、LCは溶媒購入量と廃液処理が運用費へ影響します。装置価格だけでなく、1検体当たりの消耗品、前処理、分析時間、廃棄費用を含めて比較します。

GCの費用を積算するときは、ガス・消耗品・保守の年間費用の算出方法を利用し、LCも同じ検体数と使用期間で比べます。

【フローチャート】
おすすめのガスクロマトグラフ
メーカーと製品を紹介

主要メーカーの製品を幅広く比較調査したうえで、選定基準を診断チャートに落とし込みました。いくつかの質問に答えるだけで、自社に合った製品にたどり着けます。
※2025年4月6日時点、Googleで「ガスクロマトグラフ メーカー」検索し公式HPが確認できた18社を対象に、各社最大2製品（複数製品の掲載がない場合は1製品）を調査。

目的に応じたクロマトグラフィー分析装置の選び方

先に分析要件を数値で整理する

装置選定では、対象成分名、予想濃度、必要な定量下限、試料数、測定時間、準拠する公定法・規格を一覧にします。未知成分の探索か、既知成分のルーチン定量かによっても必要な検出器が変わります。

次に、前処理を含む1検体当たりの作業時間、オートサンプラーの必要本数、夜間運転、データ管理、装置停止時の対応を整理します。GCとLCのどちらか一方へ無理に統一せず、対象成分群ごとに分析法を分ける選択肢も検討します。

判断の順序を固定する

GCの構成例：島津製作所「Nexis GC-2060」

画像引用元：島津製作所公式HP（https://www.an.shimadzu.co.jp/products/gas-chromatography/gas-chromatograph/nexis-gc-2060/index.html）

Nexis GC-2060は、MMI（マルチモード注入ユニット）やFID、TCDなどを組み合わせられる据え置き型GCです。揮発性があり、熱に安定した既知成分のルーチン分析を構成する際の製品例です。

LCの構成例：アジレント・テクノロジー「1260 Infinity III LCシステム」

画像引用元：アジレント・テクノロジー公式HP（https://www.chem-agilent.com/contents.php?id=1008268）

1260 Infinity III LCシステムは、ポンプ、オートサンプラー、カラム恒温槽、検出器などを組み合わせるLCです。難揮発性や熱に弱い成分を、目的に合うカラムと検出器でルーチン分析する際の製品例です。

実試料のデモ結果と総保有コストで決める

カタログ仕様だけでは、試料マトリックスの影響や前処理時間を評価できません。候補装置で実試料を測定し、分離、感度、再現性、キャリーオーバー、解析時間を比較します。

保守契約、消耗品、ガス・溶媒、廃液、ソフトウェア、担当者教育まで含めて費用を見積もります。測定対象の性質、公定法、検出器、運用負担の順で判断すると、GCとLCの選択理由を社内で説明しやすくなります。

ガスクロマトグラフは、使用シーンによって適した機器が大きく異なります。
使用する環境が違えば必要な検出器・設置条件・運用方法も変わるため、自社に合った製品を選ぶには「どこで・何を測定したいか」を起点に検討することが大切です。

当メディアは「現場での連続計測」「ラボでの成分特定」「製造ラインへの組み込み」の3つの使用シーン別におすすめメーカー・製品をまとめています。