從全多孔球形硅膠到表面多孔核殼結(jié)構(gòu)硅膠

雖然亞2微米小粒徑硅膠色譜填料使用使得HPLC的分辨率、檢測(cè)速度及柱效達(dá)到前l所未有的水平，但儀器設(shè)備壓力也達(dá)到極限。因?yàn)閴毫εc粒徑平方成反比，目前儀器設(shè)備已經(jīng)很難能滿足通過進(jìn)一步減小粒徑來提高柱效的目的。為了實(shí)現(xiàn)在常規(guī)的HPLC 色譜儀器上實(shí)現(xiàn)UPLC的分離速度和效果，著l名教l授Kirkland開發(fā)出核殼結(jié)構(gòu)（Core-shell）硅膠色譜填料。核殼結(jié)構(gòu)硅膠色譜填料是在實(shí)心硅球表面包覆多孔層。表面多孔核殼結(jié)構(gòu)微球進(jìn)一步降低分子軸向擴(kuò)散效應(yīng)，縮短了傳質(zhì)路徑，與全多孔填料相比其傳質(zhì)速率更快，具有更高的柱效及更低的背壓，在普通的液相色譜儀器上得到 UPLC 的分離速度和效果。核殼結(jié)構(gòu)硅膠色譜填料已越來越多在HPLC上使用。

合物材料借助鍵合、聚合和交聯(lián)等方法以共價(jià)或吸附的形式與硅膠表面羥基相結(jié)合, 而實(shí)現(xiàn)對(duì)硅膠改性的方法。硅膠基質(zhì)聚合物包覆和聚合物涂敷型填料不僅擴(kuò)大了使用的pH范圍, 同時(shí)表面的聚合物有效地覆蓋了硅膠表面的硅羥基, 既避免了強(qiáng)極性和堿性物質(zhì)的非特異吸附, 也改善了填料的分離效能, 很大限度地降低了殘存的硅羥基的效應(yīng), 即使是在中性條件下分析堿性物質(zhì), 仍能保持峰型完l美，使其即有硅膠填料高機(jī)械強(qiáng)度的特性，又有聚合物填料耐酸堿性優(yōu)點(diǎn)。無論是引入有機(jī)雜化基團(tuán)或通過聚合物包覆改造硅膠基質(zhì)，都可以提高硅膠的pH 耐受性，并屏蔽或減少表面硅羥基以降低堿性化合物的拖尾。為了滿足速度更快、分辨率更高、分離選擇性更好液相色譜分離和分析技術(shù)的需求，以硅膠為基質(zhì)的色譜填料的將向單分散，核-殼型、雜化硅膠、窄分布孔結(jié)構(gòu)及超大孔結(jié)構(gòu)硅膠等新型材料方向發(fā)展。

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(yōu)化流動(dòng)相組成就可實(shí)現(xiàn)對(duì)大多數(shù)有機(jī)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(xiàn)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(biāo)進(jìn)行。反相硅膠色譜填料發(fā)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(yīng),殘留的硅羥基在反相分離過程中會(huì)與極性分子形成非特異性吸附，導(dǎo)致l極性化合物尤其是堿性化合物色譜峰變寬，甚至嚴(yán)重拖尾，柱效下降等。另外殘留硅羥基還會(huì)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(fā)有效封尾（封端）技術(shù)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(jìn)帶正電荷的功能基團(tuán)也可以屏蔽硅羥基對(duì)堿性化合物非特異吸附。