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液相色谱柱的历史与现状
2019-08-07作者:浏览次数:67  来源:贤集网
色谱是一种分离分析手段,分离是核心,色谱柱是色谱系统的核心。目前市场上色谱柱种类多、规格多,广泛应用于医药、食品、环保、石化、农林、医疗卫生等领域,相关从业人员不断增多。
过去,色谱柱的应用越来越受到人们的重视。为了让您更了解色谱柱的类型、相关技术和最新的应用进展,仪器信息网络专门策划了“接近色谱核心——色谱柱技术的新应用”的主题。并邀请了色谱柱的主流制造商分享他们对色谱柱的看法。对色谱柱分类、技术发展和最新应用进展的看法。
下面是岛津(上海)实验室设备澳洲幸运10开奖结果营销部(SGLC)负责人分享的液相色谱柱的现代史。
“千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲”,于谦的《石灰吟》用来记述硅胶填料的生产、制作过程,也恰如其分。
从最初的硅酸岩原材料处理成水玻璃,然后用溶胶-凝胶法制备多孔硅胶微球。最后,对硅胶表面进行化学改性,并对特定基团进行键合。每一个过程的优化浓缩了色谱柱从业人员几十年的相关努力。
◀填料基质:硅胶vs聚合物▶
在过去的五十年中,高效液相色谱(HPLC)色谱柱的开发与HPLC仪器开发并行,有时甚至超过了仪器的发展。随着色谱分离技术的发展,对固定相填料的要求越来越高。现有的高效液相色谱填料大多是硅胶基质,其次是聚合物基体。
硅胶由于其原料经济、机械强度高、比表面积大、化学修饰简单等优点而得到广泛应用。但是,在碱性条件下(pH>8),金属渣、硅醇渣、硅氧键断裂等也存在着原材料和制造工艺上的一些缺陷。
与硅胶填料相比,聚合物基体的优点是无碱吸附,无金属离子残留,pH稳定性好,但也存在柱效低、溶胀等问题。
20世纪80年代,色谱研究人员在硅胶表面涂覆了一层聚合物膜,创造性地结合了硅胶和有机聚合物的优点,使内部硅胶基质不受影响,具有较高的机械强度和分析效率;在碱性条件下(ph=10),表面聚合物层的保护粒子不会溶解。为了阻止残余金属和硅烷醇基团与硅胶中的化合物的相互作用(图1)(例如,Shimadzu Shim包GIST系列,ACE超级系列,CCACEL PAK MG-III系列等)。
在21世纪,研究人员开发了“混合粒子技术”。烷基桥用于取代在碱性条件下不稳定的Si-O键,使其酸碱度可扩展到1-12(图2、3)(如岛津垫片组权杖系列、Xbridge系列等)。
液相色谱柱的历史与现状
液相色谱柱的历史与现状
液相色谱柱的历史与现状
◀色谱发展趋势之一:快速液相▶
快速液相体现在表面多孔硅胶的发展和小粒径短柱日益广泛的应用两个方面。在20世纪60年代的高效液相色谱的发展初期,出现了薄壳硅胶固定相,使得液相色谱的高效和快速分离成为可能。
然而,由于低样本负载的限制,它并没有得到广泛的应用。直到2007年,一种新的2.7um(1.7um熔融硅芯和0.5um多孔薄壳)表面多孔颗粒出现。颗粒总体积约为75%的多孔结构,解决了早期薄壳颗粒样品容量低的问题。
柱性能的突破来自于在2013亚微米表面上使用多孔硅胶粒子,实现了更高的柱效率(如垫片包层Velox系列、波罗的海系列、CaltECS系列等)。
在QA QC、LCMS和LCMSMS分析中需要高吞吐量,以及在组合化学中增加灵敏度的需要,正在推动向小颗粒短柱和表面多孔硅胶柱的过渡。但是,由于现有仪器技术的局限性,短期内不会出现1um以下填料的应用。
◀色谱发展趋势之二:丰富的固定相选择▶
以C18为代表的高效液相色谱法是药物发现和方法开发的核心。传统高效液相色谱法的发展几乎总是从C18开始。
C18固定相主要利用化合物的疏水保留和分离。因此,还没有实现C18柱上弱化合物(例如极性化合物)和具有类似疏水相互作用的物质(例如异构体)的分离。
近年来,色谱柱研究人员开发了键合色谱填料,以提高色谱柱的选择性,以满足实际样品分离过程的需要。
例如,为分析极性化合物及其杂质而开发的五氟苯基(pfpp)色谱柱由于含有五种氟化物,因而具有很强的氢键力和阳离子交换力。对芳香族化合物和含硝基、卤素化合物有很强的分离能力和保留能力。达到接近HILIC模式的强度(如Shimadzu垫片组Scepter PFPP系列、Shimadzu垫片组Velox PFPP系列)。
另一种不能用反相C18柱解决的分离问题是异构体的分离。二苯柱是针对这类问题开发的色谱柱(如Shimadzu Shim-Pack联苯系列,图4)。两个键合的联苯具有交联结构,立体选择性强。因此,它们对位置异构体的识别度很高,适用于基因毒性杂质等分析项目。
液相色谱柱的历史与现状
◀色谱发展趋势之三:特定解决方案色谱柱▶
随着生物制药工业的不断发展,新出现的生物仿制药在生物制药领域越来越受欢迎。然而,仿生药物在制造过程中会经历各种翻译后修饰,影响产品的生物活性和稳定性。
准确表征和监测蛋白质聚集和电荷异构化等关键质量属性是保证药物研发稳定性和一致性的重要步骤。还出现了专门为解决这类问题而设计的液相色谱柱。
液相色谱柱的历史与现状
液相色谱柱的历史与现状
自20世纪60年代第一台商品化的高压液相色谱仪器问世以来,液相色谱已经走过了50多年的发展历程。在这一过程中,对于小分子的分离,推导出了全多孔颗粒和表面多孔颗粒的分离技术。
近年来,人们越来越关注高分子分离项目,可用于表征复杂体系的色谱技术具有广阔的应用前景。可以预见,在不久的将来,多孔反相色谱柱将成为市场上的主导产品。同时,不同选择性的苯基塔的发展趋势也越来越明显。

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