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色譜分離效果很大程度上取決于色譜填料性能,色譜技術(shù)重大進(jìn)步往往是隨著新的分離材料的出現(xiàn)而推進(jìn)的。為了滿足日益增長(zhǎng)的快速、高l效色譜分離和分析性能的要求,尤其是隨著色譜分離分析應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣,分離效率要求越來(lái)越高,樣品組分越來(lái)越復(fù)雜,對(duì)色譜柱選擇性及分辨率提出越來(lái)越高的要求。新型色譜填料及色譜分離模式被不斷開(kāi)發(fā)出來(lái)以滿足各種應(yīng)用需求:從有機(jī)化合物分離分析中比較常用的反相色譜,到無(wú)機(jī)離子分析檢測(cè)專(zhuān)用的離子色譜,再到手性藥l物拆分的手性色譜,到多糖分離分析專(zhuān)用色譜,再到蛋白抗l體分析檢測(cè)用各種生物色譜技術(shù)被不斷開(kāi)發(fā)出來(lái)。色譜柱種類(lèi)越來(lái)越多,適用范圍越來(lái)越廣,對(duì)色譜柱性能的要求也越來(lái)越高。色譜柱填料的性能主要取決于其基質(zhì)組成、形貌、粒徑大小、粒徑分布、孔徑大小、孔徑分布、比表面積、表面功能基團(tuán)等因素。色譜填料性能往往是隨著這些材料制備技術(shù)的進(jìn)步而提升。
硅膠色譜填料研究及發(fā)展主要向著兩個(gè)方向進(jìn)行:第l一個(gè)方向是通過(guò)控制硅膠基球的形貌、結(jié)構(gòu)、尺寸、材料組成來(lái)提高色譜分離性能;第二個(gè)方向是通過(guò)表面修飾和改性來(lái)制備不同分離模式和不同選擇性的色譜填料以滿足其更廣泛的分離分析的需求。
Van Deemter色譜理論方程式告訴我們色譜柱效和塔板高度由渦流擴(kuò)散系數(shù),分子擴(kuò)散系數(shù)及傳質(zhì)阻力系數(shù)決定。而影響這些參數(shù)的主要是色譜填料形貌結(jié)構(gòu),粒徑大小及分布,孔徑大小。
SEC硅膠填料性能主要取決于孔容積、孔徑大小和分布,粒徑大小和粒徑分布。表面鍵合相主要是帶電中性親水材料可以減少或消除樣品分子與填料表面之間的次級(jí)相互作用力,確保SEC分離按體積排阻模式進(jìn)行。由于SEC分離是體積排阻模式、其分離度、分辨率與孔容積、孔徑大小及分布有密切關(guān)系??兹莘e越大,往往分離度越好,因此SEC往往都是選擇孔容積大的,常用反相硅膠色譜填料孔容積一般是1 mg/g, 而用于SEC硅膠孔容積往往大于1.4mg/g 。但孔容積大,硅膠機(jī)械強(qiáng)度差、耐壓性也差,這也是為什么SEC色譜柱壽命都比較短的原因。另外硅膠填料粒徑越均勻,分子在填料微球孔道的擴(kuò)散遷移路徑越一致,相應(yīng)的保留時(shí)間也一致,減少分子擴(kuò)散系數(shù),從而獲得更高的柱效和分辨率。因此高度粒徑均一的且具有大孔容積的單分散硅膠是SEC理想的基球。