色譜填料的終極形態(tài)竟然是……

什么是色譜

   1903年，俄國(guó)植物學(xué)家茨維特 ( Tswett )在波蘭的華沙大學(xué)研究植物葉片的組成時(shí)，用白堊土(碳酸鈣)作吸附劑，分離植物綠葉的石油醚萃取物得到黃色、綠色和灰黃色彼此分離的六個(gè)色帶。茨維特把這樣形成的色帶叫做“色譜” ( Chromatographie )，1906年，茨維特以此名稱(chēng)在德國(guó)植物學(xué)雜志上發(fā)表，英譯名為 ( Chromatography )。在這一方法中把玻璃管叫做“色譜柱”，碳酸鈣叫做“固定相”，純凈的石油醚叫做“流動(dòng)相”�，F(xiàn)在把茨維特開(kāi)創(chuàng)的方法叫液—固色譜法 ( Liquid-Solid Chromatography )。

什么是色譜技術(shù)

   雖然在1906年，茨維特就在植物雜志上將色譜帶入了人們的視野，但是，很遺憾，在此后的將近30年的時(shí)間里，這項(xiàng)重要的發(fā)明無(wú)人問(wèn)津，直到1931年德國(guó)的Kuhn和Lederer才重復(fù)了茨維特的某些實(shí)驗(yàn)，用氧化鋁和碳酸鈣分離了α、β、γ－胡蘿卜素，色譜技術(shù)這才迎來(lái)了生機(jī)。

   色譜技術(shù)又稱(chēng)層析分離技術(shù)或色層分離技術(shù)，是一種分離復(fù)雜混合物中各個(gè)組分的有效方法。它是利用不同物質(zhì)在由固定相和流動(dòng)相構(gòu)成的體系中具有不同的分配系數(shù)，當(dāng)兩相作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，這些物質(zhì)隨流動(dòng)相一起運(yùn)動(dòng)，并在兩相間進(jìn)行反復(fù)多次的分配，從而使各物質(zhì)達(dá)到分離。如今，色譜技術(shù)廣泛應(yīng)用于工業(yè)中尤其是食品藥品行業(yè)，高效液相色譜也逐漸成為了食品藥品實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)部門(mén)的標(biāo)配。在制藥行業(yè)，色譜層析制備柱也成了抗體、糖蛋白、抗生素等產(chǎn)品最主要的生產(chǎn)設(shè)備。

色譜技術(shù)的核心是什么

   色譜技術(shù)的快速進(jìn)步給各行各業(yè)都帶來(lái)了井噴式地發(fā)展，然而它的核心又是什么呢？首先，我們通過(guò)一張圖，來(lái)了解一下色譜技術(shù)的發(fā)展史。

1970年代以來(lái)硅膠填料發(fā)展史

   由上圖可見(jiàn)，每一次色譜技術(shù)的發(fā)展，都是建立在層析材料發(fā)展的基礎(chǔ)上的，自1903年茨維特 ( Tswett )用碳酸鈣作為吸附劑分離了植物色素，色譜填料經(jīng)歷了纖維素 → 葡聚糖凝膠 → 硅膠的不斷變化。雖然硅膠填料上世紀(jì)60年代就已經(jīng)如今出現(xiàn)了，但是，由于硅膠的特殊性質(zhì)，使其一直是主流填料，變化的只是形狀和大小。

   為什么硅膠的粒徑和大小的變化會(huì)左右色譜技術(shù)的發(fā)展呢，首先我們通過(guò)下面一張表來(lái)了解一下每種粒徑的硅膠適用的范圍：

   硅膠粒徑大小直接影響到色譜分析效果, 粒徑越小分離效果越好，反壓也越大。色譜分離從常壓到高壓再到超高壓使得樣品分析時(shí)間從一個(gè)多小時(shí)縮短到幾十分鐘再到幾分鐘是由于色譜填料越來(lái)越小的結(jié)果。

最好的硅膠微球應(yīng)該是什么樣子的

   經(jīng)歷了由無(wú)定形到多分散球形的變化之后，上世紀(jì)90年代，單分散小粒徑大孔聚合物色譜填料出現(xiàn)了并在的商品化給色譜填料帶來(lái)了革命性變化，從此，單分散微球進(jìn)入了人們的視野，自此精確控制硅膠色譜填料粒徑大小和粒徑分布及調(diào)節(jié)孔道結(jié)構(gòu)和機(jī)械強(qiáng)度即單分散硅膠成為了硅膠色譜填料的研究重點(diǎn)。

   所謂單分散，通常指微球的粒徑或直徑大小呈均一分布，單分散微球在直徑、孔道、表面性質(zhì)及色譜峰形上具有一致性。目前市場(chǎng)上的填料，雖然稱(chēng)為單分散，但是在電鏡下的差距很大，我們以10微米100�？趶焦枘z為例，在電鏡下比較各家廠家的產(chǎn)品。

   由上圖可見(jiàn)，雖然各家公司都宣稱(chēng)自己的產(chǎn)品是單分散，但是在電鏡下，產(chǎn)品的優(yōu)劣還是一覽無(wú)余。除了蘇州納微科技有限公司的微球，日本和瑞典公司的微球粒徑大小差異很大，表面也比較粗糙，相比之下，納微微球的大小比較均一。

單分散微球的優(yōu)點(diǎn)

單分散硅膠之所以是目前硅膠色譜填料研究的重點(diǎn)，是因?yàn)樗�有一下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：  

1.裝柱容易、反壓低、流速快、柱效高、不易堵篩板

2.線性流速均勻、洗脫集中、洗脫體積少

3.柱床穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)

4.重復(fù)性好 

  首先在工業(yè)生產(chǎn)中，生產(chǎn)效率一直是工廠的重中之重，所以流速高，柱效高，不容易堵塞篩板就減少了出現(xiàn)故障的頻次和幾率，極大地提高了生產(chǎn)效率； 其次，集中洗脫，大大降低了洗脫次數(shù)和時(shí)間，同時(shí)也降低了時(shí)間和耗材成本；花費(fèi)了同樣地成本，但是使用壽命卻更長(zhǎng)，對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)，減少了不必要的支出；當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)中，產(chǎn)量已經(jīng)不是唯一重要地?cái)?shù)據(jù)了，企業(yè)對(duì)質(zhì)量地重視程度也越來(lái)越高，因此，重復(fù)性好地填料產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量也比較穩(wěn)定，能夠減少企業(yè)很多不必要的麻煩。 

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