主题：【第六届原创】盘点液相色谱填料及色谱柱新进展

　　近几年，液相色谱仪器在硬件方面最大了突破就是推出了UHPLC或UPLC系统;但在色谱柱填料及形式方面也还是有一些新的技术，我收集了相关资料，简单回顾一下此方面相关的新技术。

　　一、色谱柱填料新技术

　　1、亚2微米填料

　　首当其冲就是很热门的亚2微米填料。根据色谱速率理论，粒径越小，柱效越高，而且当粒径小到亚2微米左右时，线速度的提高，其分离度就不再降低，而亚2微米填料的优势也正在与此。这个理论很早就有，但是为什么UPLC或UHPLC直到2004年才出现呢?原因主要是粒径减小，柱压的急剧升高，因此亚2微米填料对系统的耐压性能要求很高，长久以来，材料及工艺不能满足亚2微米填料对系统的要求。

　　随着材料及技术的进步，2004年沃特世推出了首款商品化地UPLC系统及配套的亚2微米填料的色谱柱。如今已有沃特世、安捷伦、赛默飞（戴安）、岛津、日立、珀金埃尔默等10余家公司推出UHPLC系统;国内上海伍丰也推出了国内首台UHPLC系统。但在填料方面，相比于常规的液相色谱填料，能够生产亚2微米色谱柱的公司还不是很多，色谱柱的种类也偏少。但毫无疑问，UPLC或UHPLC、亚2微米填料是液相色谱发展的主流。沃特世公司首席科学官Thomas E.Wheat先生认为，“未来10-15年，UPLC有可能完全取代HPLC。”

　　2、核壳型填料

　　最近，多家公司推出了一种新型液相色谱填料——核壳型填料。这种填料的优势在于，其可以缩短分析时间，提高柱效，但是对系统压力的增加却不是很多。换句话说，可以部分实现亚2微米填料的优势，但是由于对系统耐压要求不高，其可以在常规的HPLC上运行，可视为UPLC/UHPLC好的替代品。

　　核壳型填料就是在坚实的硅胶核心上生成一个均匀的多孔外壳。由于核心硅球是实心的，这样样品在通过色谱柱时，只需要花费少量的时间便能扩散出硅球表面的颗粒孔中，在较短时间完成扩散，更快地传质，因此分析速度及柱效都较原来普通的色谱柱有很大提高。目前，生产和供应核壳型填料的厂家有安捷伦、菲罗门、Sigma-Aldriich等。

　　3、整体柱(monolithic column)

　　整体住也是近年来液相色谱柱填料研究的又一大方向。整体柱,又称为棒状柱、连续床层、无术塞术，是一种用有机或无机聚合方法在色谱柱内进行原位聚合的连续床固定相。与常规装填的液相色谱柱相比具有更好的多孔性和渗透性，以及具有灌注色谱的特点，即色谱柱中既有流动相的流通孔又有便于溶质进行传质的中孔(几十个纳米)，目前多应用于对生物大分子进行快速分离分析，应用还具有一定的局限性。目前，商品化的整体柱产品也不是很多，主要还处于科研阶段。在售的整体柱比较有名的是默克公司的ChromolithTM。

　　二、色谱柱新形式

　　1、色谱饼

　　色谱饼这一说法源自西北大学现代分离科学研究所、现代分离科学陕西省重点实验室耿信笃教授课题组，其与普通的色谱柱最大区别在于，其柱直径远远大于柱长，因而呈现饼的形状，故称为色谱饼。

　　此种形式的改变带来的好处是，色谱柱的平衡时间、进样、洗脱及色谱柱的平衡时间都显著地缩短，从而实现了快速。当然使用色谱饼的前提是，分离度不能有很大的损失。目前，这一形式的色谱柱在分析蛋白方面有很好地效果。

　　2、固定相优化液相色谱(Phase Optinized Liquid Chromatography POPLC)

　　固定相优化色谱产品来自于德国BISCHOFF公司，上海通微是该产品在中国的代理。POPLC改变了我们原来创建分析方法的传统思路，不从改变流动相或更换色谱柱来改善分析效果的角度出发，而是从“优化固定相”的角度出发来摸索分析方法。据悉，目前商品化的固定相种类非常多，如何从中选出适合的固定相是头疼的问题。研发者希望通过固定相的组合能帮助方法开发人员更快更好地找到适合的固定相。

　　德国BISCHOFF公司开发的POPLC系统由迷你柱管、填装不同填料的可替换短柱芯和分析软件三部分组成。在实验中，先选择几根装有不同填料的短柱芯作为一个实验组，通过单根柱子先做基础实验，然后用配套软件计算可能的柱连接方式(即将各种固定相串联)，再预测分离效果，最后做验证实验。实验表明，这种方式可以有效缩短分离时间，相应提高检测灵敏度。