氣相色譜柱的生產(chǎn)技術早已進入了穩(wěn)定期,而液相色譜柱還在群雄逐鹿的階段,競爭激烈,技術革新也層出不窮。 每個公司都有自己的獨門絕技,時不時就會爆出一些新名詞。這一期,我們來聊聊這些年,液相色譜柱的那些新科技。 最早的液相色譜柱和氣相一樣,柱子的柱體是用玻璃做的,不耐高壓。隨著液相色譜的運行壓力越來越高,現(xiàn)在幾乎所有的液相柱都是使用金屬來制作了。而且變得越來越短,內(nèi)部填充的顆粒也越來越小。 早期的填料使用過無定形的硅膠。 而后發(fā)明了薄殼填料,在玻璃珠的表面涂一層硅膠。
 這樣的設計大大減小了渦流擴散項,也就是減小了范德姆特方程的A項,使得柱效提高了一個數(shù)量級。但是這樣的填料里硅膠只有薄薄的一層,也就是固定相容量很小,只能分離很低濃度的樣品。 進而又開發(fā)了全多孔球形硅膠,比如在實驗室里,常常會備有一根經(jīng)典的5um全多孔硅膠柱。 根據(jù)范氏方程,人們發(fā)現(xiàn)更小的粒徑可以帶來高的柱效。 但是粒徑越來越小之后,阻力就越來越大,需要使用更高壓的液相系統(tǒng)。雖然說小粒徑柱的柱效很高,但為了用一根柱子要換一整套系統(tǒng),成本是很高的。那,有沒有辦法降低柱壓,讓普通的HPLC也能用上高效的小粒徑柱呢? 受到曾經(jīng)的薄殼填料的啟發(fā),有廠家提出了全新的設計思路,實心顆粒柱,或者叫核殼柱。 自此掀起了行業(yè)內(nèi)的一股研發(fā)熱潮,現(xiàn)在很多廠家都推出了類似柱子,這種技術每家命名不一樣,其實是一個意思。 比起全多孔的顆粒,核殼填料的大小更加均勻,具有更低的渦流擴散。由于實心核的存在,使得填料孔體積變小,減小了范式方程B項縱向分子擴散和C項傳質阻力。既能提供更高的柱效,又能夠大大降低柱壓,使得在常規(guī)的液相色譜上也能實現(xiàn)類似于高壓液相色譜的快速分析效果,所以這類核殼柱,又常被稱為快速分析柱。同學們的實驗室,如果用的是傳統(tǒng)的高效液相色譜,可以大膽嘗試這種實心顆粒柱,確實能大大提高分析速度,又能擁有不錯的柱效。 不過這類柱子的使用,從硬件到參數(shù),和傳統(tǒng)的柱子都有不同,以后有機會再給大家講哦。技術的創(chuàng)新來自于應用的需要。雖然硅膠柱依然是主流,但也存在明顯的缺點。 硅膠最大的問題是耐酸不耐堿。通常耐受范圍是pH2-8,pH太高,硅膠骨架就開始溶解。 除了化學性質更穩(wěn)定,聚合物固定相在分析大分子化合物有特殊的優(yōu)勢。如果在聚合物的表面鍵合上互補的形狀,就可以保留特定形狀的分子了。比如由美國Unger教授提出,隨后被全力發(fā)展的無機-有機混合顆粒,也叫無機-有機雜化技術,也可以增強硅膠的化學穩(wěn)定性。 傳統(tǒng)的硅膠柱之所以不耐堿,是因為pH太高,硅膠骨架的Si-O鍵會斷裂。而雜化了有機顆粒的硅膠小球里,更穩(wěn)定的Si-C鍵代替了一部分Si-O鍵,色譜柱的pH范圍可以拓寬到1-12。
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