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。
从纯硅胶到超纯硅胶再到有机杂化硅胶
早期硅胶以硅酸盐为硅源制得，金属杂质含量较高，属于A型硅胶。金属杂质导致其硅羟基酸性较强，使得极性或碱性化合物色谱峰拖尾及回收率很差。用有机试剂（TEOS，四乙氧基）为原料可以有效控制金属离子含量，制备超纯B型硅胶，即降低了硅醇基的活性，也消除了化合物在色谱柱上与金属离子产生螯合，避免碱性化合物拖尾。目前用于HPLC硅胶色谱填料基本上都是超纯的B型硅胶。
反相色谱是比较常用的色谱分离模式，占到了全部分析色谱的70%左右。通常只需优化流动相组成就可实现对大多数有机化合物和多肽的分离分析。反相硅胶色谱填料的制备方法比较简单，主要是通过硅胶表面羟基与带不同烷l基链或试剂键合。其中C4、C8和C18 硅胶键合相是使用比较广泛的反相色谱填料。反相色谱填料的研究是朝着柱效高、重现性好、分析速度快、制备方法简单、硅羟基掩蔽完全、选择性好、pH使用范围宽、寿命长等目标进行。反相硅胶色谱填料发展主要是两方面：一方面是制备越来越丰富的键合相以满足HPLC 越来越广的分离选择性的要求；另外一方面是解决反相色谱填料表面残留硅羟基带来拖尾、pH适用范围受限、及使用寿命短等问题。反相色谱填料制备的过程中, 由于位阻原因,硅胶表面的硅羟基不可能全部与试剂反应,残留的硅羟基在反相分离过程中会与极性分子形成非特异性吸附，导致l极性化合物尤其是碱性化合物色谱峰变宽，甚至严重拖尾，柱效下降等。另外残留硅羟基还会影响硅胶色谱填料的耐酸碱性，并限制其pH使用范围,缩短填料使用寿命。因此开发有效封尾（封端）技术以减少或消除残留硅羟基从而改善反相色谱填料性能是色谱填料研究的重要方向之一。另外在封端过程中引进带正电荷的功能基团也可以屏蔽硅羟基对碱性化合物非特异吸附。
以上信息由专业从事UPLC的纳微科技于2024/4/20 3:05:33发布
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