色谱分离效果很大程度上取决于色谱填料性能,色谱技术重大进步往往是随着新的分离材料的出现而推进的。为了满足日益增长的快速、高l效色谱分离和分析性能的要求,尤其是随着色谱分离分析应用领域越来越广,分离效率要求越来越高,样品组分越来越复杂,对色谱柱选择性及分辨率提出越来越高的要求。新型色谱填料及色谱分离模式被不断开发出来以满足各种应用需求:从有机化合物分离分析中比较常用的反相色谱,到无机离子分析检测专用的离子色谱,再到手性药l物拆分的手***谱,到多糖分离分析专用色谱,再到蛋白抗l体分析检测用各种生物色谱技术被不断开发出来。色谱柱种类越来越多,适用范围越来越广,对色谱柱性能的要求也越来越高。色谱柱填料的性能主要取决于其基质组成、形貌、粒径大小、粒径分布、孔径大小、孔径分布、比表面积、表面功能基团等因素。色谱填料性能往往是随着这些材料制备技术的进步而提升。
依据van Deemeter 方程,随着颗粒度的不断降低,涡流扩散减小,分子传质阻力减小,相应的理论塔板高度( HETP) 也下降,得到的柱效也更高,由于压力与填料粒径平方成反比,因此随着粒径减小压力会急剧增加。从液相色谱出现至今,硅胶粒径从100 μm左右降低到3-10 μm,再减小到亚2μm,其柱效由每米数十塔板数提高到3.2x105塔板数每米。液相色谱也从工业用常压制备色谱发展到分析检测用高压HPLC再到目前超高压UPLC。工业分离纯化的粒径在10微米以上,而常规HPLC填料粒径在3-5微米,UPLC填料颗粒小于2μm。因此伴随着越来越精细的硅胶色谱填料的使用,HPLC分离分析性能也越来越好。亚2μm的硅胶填料的使用使得HPLC的分辨率,检测速度及柱效达到前l所未有的水平,同时也引起了色谱分析仪器的变革。
用于色谱分离和分析的硅胶色谱填料性能要求高,需要控制其粒径大小、均匀性、形貌、孔径结构、比表面积、纯度及功能基团等众多参数,其中任何一个参数没有控制好,都会影响色谱分离性能。另外色谱填料的生产还要保证批次的稳定性和重复性,即使性能再好的产品,如果无法保证批次稳定性,也就无法使用,无法商业化。因此色谱填料的制备,尤其是批量生产技术壁垒高,难度大,***只有少数几家公司包括瑞典的Kromasil,日本Daiso,Fuji及AGC具备大规模生产高l性能硅胶色谱填料基球的能力。分析型色谱柱及填料生产厂家比制备的多得多,主要有美国Waters、Agilent、 Phenomenex、Thermo、Supelco和日本YMC、Shodex,资l深堂等多家公司。
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