高l效液相色譜(HPLC) 是20 世紀 70 年代發(fā)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(shù)。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(fā)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(shù)已成為藥l物分析、食品檢測、環(huán)境監(jiān)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(tǒng)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(fā)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(yè)界的追求目標。隨著生命科學、環(huán)境科學、制藥、及合成化學的迅猛發(fā)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(wěn)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(huán)境友好已經(jīng)成為色譜填料的發(fā)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(shù)，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(shù)又可以減少分子擴散系數(shù)，從而提高柱效。另外粒徑越精l確、分布越窄、其柱床越穩(wěn)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(jīng)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(chǎn)周期長、產(chǎn)率低、批與批的重復性差，且會產(chǎn)生大量的不合格的產(chǎn)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(jīng)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(lǐng)域的技術(shù)難題和發(fā)展方向。

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、檢測速度及柱效達到前l所未有的水平，但儀器設備壓力也達到極限。因為壓力與粒徑平方成反比，目前儀器設備已經(jīng)很難能滿足通過進一步減小粒徑來提高柱效的目的。為了實現(xiàn)在常規(guī)的HPLC 色譜儀器上實現(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心硅球表面包覆多孔層。表面多孔核殼結(jié)構(gòu)微球進一步降低分子軸向擴散效應，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。

改革開發(fā)以來，中國色譜基礎(chǔ)研究取得突飛猛進的進步，發(fā)表文章數(shù)量于2011年就超過美國位居世l界第l一，但由于各種原因，中國色譜填料的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)一直未能落地，因此無論是用于工業(yè)分離純化還是實驗室分析檢測的高l性能球形二氧化硅色譜填料基本依賴進口。中國發(fā)表的文章數(shù)量已于2011年超越美國成為全球 Nol1 其實只要走進任何科研院所的實驗室或工業(yè)企業(yè)，您不難發(fā)現(xiàn)中國用于藥品質(zhì)量分析、食品安全檢測、環(huán)境監(jiān)測、石油化工質(zhì)量控制、生命科學研究、實驗室分析檢測等色譜柱90%以上都是依賴國外進口，剩下那10%國產(chǎn)化的色譜柱，里面裝填的核心硅膠基球又幾乎都依賴進口。