超大孔結構硅膠服務至上「納微科技」

高l效液相色譜(HPLC) 是20 世紀 70 年代發展起來的可以對多組分復雜樣品進行高l效、快速的分離分析技術。伴隨著色譜理論體系不斷完善，色譜柱種類日益豐富，新型色譜填料不斷開發成功，新的分離模式和分離方法的建立，色譜儀器性能不斷改進和更新，液相色譜分析技術已成為藥l物分析、食品檢測、環境監測、石油化工、生命科學等不可或缺的工具。色譜柱是液相色譜系統的心臟，色譜填料是色譜柱核心，因此色譜柱和色譜填料被譽為色譜“芯”。開發新型高l性能色譜填料以滿足越來越復雜樣品高l效、快速分離分析的需求一直是業界的追求目標。隨著生命科學、環境科學、制藥、及合成化學的迅猛發展, 人們對HPLC 性能不斷提出更高、更新的要求。提高色譜填料的柱效、選擇性、峰容量和使用穩定性, 增大填料的pH 使用范圍、延長填料使用壽命, 具有多種分離模式以及對環境友好已經成為色譜填料的發展方向。

另外粒徑大小一致，可以保持分子在填料微球的擴散遷移路徑基本保持一致，相應的保留時間也一致，減少分子擴散系數，從而獲得更高的柱效。因此高度粒徑均一的單分散色譜填料既可以降低渦流擴散系數又可以減少分子擴散系數，從而提高柱效。另外粒徑越精l確、分布越窄、其柱床越穩定、反壓越低、批與批的重復性越好，越能滿足高l性能色譜分析檢測的需求。第二代多孔球型色譜填料一般是由溶膠一凝膠法 (Sol-Gel) 或是噴霧干燥法制備。這兩種方法制備的球形硅膠粒徑分布都較寬不能直接用作色譜填料，而需要經過復雜篩分分級處理去除過大或過小的硅膠微球以滿足色譜填料的需求，因此生產周期長、產率低、批與批的重復性差，且會產生大量的不合格的產品。而且填料的顆粒越細篩分工藝越困難、篩分設備也越貴。其實，即使經過篩分，其填料粒徑分布也較寬。因此如何直接制備精l確的粒徑大小和高度的粒徑均一性單分散多孔硅膠一直是該領域的技術難題和發展方向。

反相色譜是比較常用的色譜分離模式，占到了全部分析色譜的70%左右。通常只需優化流動相組成就可實現對大多數有機化合物和多肽的分離分析。反相硅膠色譜填料的制備方法比較簡單，主要是通過硅膠表面羥基與帶不同烷l基鏈或試劑鍵合。其中C4、C8和C18 硅膠鍵合相是使用比較廣泛的反相色譜填料。反相色譜填料的研究是朝著柱效高、重現性好、分析速度快、制備方法簡單、硅羥基掩蔽完全、選擇性好、pH使用范圍寬、壽命長等目標進行。反相硅膠色譜填料發展主要是兩方面：一方面是制備越來越豐富的鍵合相以滿足HPLC 越來越廣的分離選擇性的要求；另外一方面是解決反相色譜填料表面殘留硅羥基帶來拖尾、pH適用范圍受限、及使用壽命短等問題。反相色譜填料制備的過程中, 由于位阻原因,硅膠表面的硅羥基不可能全部與試劑反應,殘留的硅羥基在反相分離過程中會與極性分子形成非特異性吸附，導致l極性化合物尤其是堿性化合物色譜峰變寬，甚至嚴重拖尾，柱效下降等。另外殘留硅羥基還會影響硅膠色譜填料的耐酸堿性，并限制其pH使用范圍,縮短填料使用壽命。因此開發有效封尾（封端）技術以減少或消除殘留硅羥基從而改善反相色譜填料性能是色譜填料研究的重要方向之一。另外在封端過程中引進帶正電荷的功能基團也可以屏蔽硅羥基對堿性化合物非特異吸附。

其它色譜填料除了反相、正相、HILIC、手性及SEC外，硅膠還用于離子交換、疏水及親和色譜分離和分析。但由于離子交換、疏水及親和色譜填料主要用于生物分離分析，因此具有化學穩定性好，耐酸堿性寬的聚l色譜填料更具有優勢。目前市場上離子交換、疏水及親和色譜填料基本上都是基于高交聯度的多孔或無孔聚l色譜填料。硅膠色譜柱填料作為HPLC的核心,一直是色譜研究中關鍵的部分. 提高色譜填料的柱效、選擇性、峰容量和使用穩定性, 增大填料的pH 使用范圍、延長填料使用壽命, 具有多種分離模式將成為色譜填料的發展方向。