反相硅胶色谱填料的行业须知

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。

另外粒径大小一致，可以保持分子在填料微球的扩散迁移路径基本保持一致，相应的保留时间也一致，减少分子扩散系数，从而获得更高的柱效。因此高度粒径均一的单分散色谱填料既可以降低涡流扩散系数又可以减少分子扩散系数，从而提高柱效。另外粒径越精l确、分布越窄、其柱床越稳定、反压越低、批与批的重复性越好，越能满足高性能色谱分析检测的需求。第二代多孔球型色谱填料一般是由溶胶一凝胶法 (Sol-Gel) 或是喷雾干燥法制备。这两种方法制备的球形硅胶粒径分布都较宽不能直接用作色谱填料，而需要经过复杂筛分分级处理去除过大或过小的硅胶微球以满足色谱填料的需求，因此生产周期长、产率低、批与批的重复性差，且会产生大量的不合格的产品。而且填料的颗粒越细筛分工艺越困难、筛分设备也越贵。其实，即使经过筛分，其填料粒径分布也较宽。因此如何直接制备精l确的粒径大小和高度的粒径均一性单分散多孔硅胶一直是该领域的技术难题和发展方向。

硅胶具有机械强度高、不溶胀和不可压缩性、粒径和孔径可控，且表面富含硅羟基可以键合不同功能基团等优点，使得硅胶成为几乎完l美的色谱填料。但硅胶在pHlt;2条件下键合相容易脱落，pHgt;8时硅胶会溶解的缺陷限制了其使用范围并缩短其使用寿命。因此，如何提高硅胶耐酸碱性能一直是色谱填料工作者努力的方向。美国Waters 公司率l先以TEOS和有机硅氧烷为混合硅源，在骨架中引入化学稳定性强的有机桥联基团，制得杂化硅胶色谱填料。杂化硅胶色谱填料的出现，大大提高了硅胶色谱填料的耐酸碱性，同时使用寿命明显提高，也降低表面硅羟基效应。