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色譜分離效果很大程度上取決于色譜填料性能,色譜技術(shù)重大進(jìn)步往往是隨著新的分離材料的出現(xiàn)而推進(jìn)的。為了滿足日益增長(zhǎng)的快速、高l效色譜分離和分析性能的要求,尤其是隨著色譜分離分析應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣,分離效率要求越來(lái)越高,樣品組分越來(lái)越復(fù)雜,對(duì)色譜柱選擇性及分辨率提出越來(lái)越高的要求。新型色譜填料及色譜分離模式被不斷開(kāi)發(fā)出來(lái)以滿足各種應(yīng)用需求:從有機(jī)化合物分離分析中比較常用的反相色譜,到無(wú)機(jī)離子分析檢測(cè)的離子色譜,再到手性藥l物拆分的手性色譜,到多糖分離分析色譜,再到蛋白抗l體分析檢測(cè)用各種生物色譜技術(shù)被不斷開(kāi)發(fā)出來(lái)。色譜柱種類越來(lái)越多,適用范圍越來(lái)越廣,對(duì)色譜柱性能的要求也越來(lái)越高。色譜柱填料的性能主要取決于其基質(zhì)組成、形貌、粒徑大小、粒徑分布、孔徑大小、孔徑分布、比表面積、表面功能基團(tuán)等因素。色譜填料性能往往是隨著這些材料制備技術(shù)的進(jìn)步而提升。
從全多孔球形硅膠到表面多孔核殼結(jié)構(gòu)硅膠
雖然亞2微米小粒徑硅膠色譜填料使用使得HPLC的分辨率、檢測(cè)速度及柱效達(dá)到前l所未有的水平,但儀器設(shè)備壓力也達(dá)到極限。因?yàn)閴毫εc粒徑平方成反比,目前儀器設(shè)備已經(jīng)很難能滿足通過(guò)進(jìn)一步減小粒徑來(lái)提高柱效的目的。為了實(shí)現(xiàn)在常規(guī)的HPLC 色譜儀器上實(shí)現(xiàn)UPLC的分離速度和效果,著l名教l授Kirkland開(kāi)發(fā)出核殼結(jié)構(gòu)(Core-shell)硅膠色譜填料。核殼結(jié)構(gòu)硅膠色譜填料是在實(shí)心硅球表面包覆多孔層。表面多孔核殼結(jié)構(gòu)微球進(jìn)一步降低分子軸向擴(kuò)散效應(yīng),縮短了傳質(zhì)路徑,與全多孔填料相比其傳質(zhì)速率更快,具有更高的柱效及更低的背壓,在普通的液相色譜儀器上得到 UPLC 的分離速度和效果。核殼結(jié)構(gòu)硅膠色譜填料已越來(lái)越多在HPLC上使用。
用于色譜分離和分析的硅膠色譜填料性能要求高,需要控制其粒徑大小、均勻性、形貌、孔徑結(jié)構(gòu)、比表面積、純度及功能基團(tuán)等眾多參數(shù),其中任何一個(gè)參數(shù)沒(méi)有控制好,都會(huì)影響色譜分離性能。另外色譜填料的生產(chǎn)還要保證批次的穩(wěn)定性和重復(fù)性,即使性能再好的產(chǎn)品,如果無(wú)法保證批次穩(wěn)定性,也就無(wú)法使用,無(wú)法商業(yè)化。因此色譜填料的制備,尤其是批量生產(chǎn)技術(shù)壁壘高,難度大,全球只有少數(shù)幾家公司包括瑞典的Kromasil,日本Daiso,F(xiàn)uji及AGC具備大規(guī)模生產(chǎn)高l性能硅膠色譜填料基球的能力。分析型色譜柱及填料生產(chǎn)廠家比制備的多得多,主要有美國(guó)Waters、Agilent、 Phenomenex、Thermo、Supelco和日本YMC、Shodex,資l深堂等多家公司。