色谱新前沿

　　在过去的30多年里，高效液相色谱(HPLC)已经成为世界范围内实验室的主要技术。该技术发展的一个主要动力是影响分离的填料的研究进展。该进展的根本原则遵循每个色谱学者都很熟悉的van Deemter方程^[1]。

　　van Deemter方程是描述线速度(流速)和塔板高度(HETP或柱效)之间关系的经验公式。由于分离填料的粒径是van Deemter方程的变量之一，因此 v a nDeemter曲线可以用来研究分离填料的色谱性能。

　　如图1所示，当粒径减小到2.5 μ m 以下时，不但能获得极高的柱效，而且柱效不随流速或线速度的增大而减小。利用小粒径填料，分析速度和峰容量(单位时间内识别峰的个数)都能达到新的水平，称之为超高效液相色谱或UPLCTM(Waters Corp.,Milford, MA)。UPLC可以充分利用色谱学原理，采用短柱或高流速进行分离，以提高分析速度，并得到更好的分辨率和灵敏度。图 2 和图 3 进一步展示了 UPLC的情况。应用 UPLC 不必再对各种条件进行折中;图2 不到1.6min 完成了 8 种利尿剂的分离。

　　在 2.1 mm × 100 mm，5 μ m 的 C18 HPLC 柱上进行同样的分离，达到同样的分辨率需要花费10 min。然而对于某些分析工作来说，分析速度是次要的，峰容量和分辨率更受关注。图 3 所示的是期望获得最大峰数目的肽谱。在该应用中，UPLC峰容量的增加极大地提高了数据的质量，从而得到了更为精确的谱图。

　　1 小粒径颗粒的化学性质

　　小于2 μm的颗粒的设计和发展具有巨大的挑战。为了充分发挥优势，研究人员已在该领域积极地开展工作^[2,3]。尽管高效的无孔1.5μm粒子已经商业化，但其较小的表面积导致柱载量和保留值低。硅胶基质的颗粒机械强度高，但却有适用pH范围窄和分析碱性化合物易脱尾等缺点。聚合物柱可以解决 pH 的问题，但也存在柱效低和容量有限等问题。2000年提出的XTerra(Waters Corp.)是第一代利用了硅胶和聚合物柱优点的杂化化学技术。

　　XTerra柱机械强度高、柱效高，可以在宽pH范围内运行。通过经典的溶胶 - 凝胶法把碳以甲基的形式引入。为了提供 UPLC 要求的良好的机械稳定性，ACQUITY BEH(Waters Corp.)利用了发展的第二代桥联乙烷杂化(BEH)技术。如图4所示的硅胶基质中甲基基团的桥连提高了ACQUITY BEH 1.7μm颗粒的机械稳定性。

　　在可再生的粗糙的色谱柱里填装1.7μm粒子也面临着挑战。这需要柱内表面光滑，并需重新设计末端封口以保留颗粒并且防止堵塞。填充床的均一性也是很关键的，尤其是在需要用短柱在保持分辨率的情况下 缩 短 分 离 时 间 时 。 所 有 的A C Q U I T Y B E H 柱还包含eCordTM 微芯片技术，用来存储每支色谱柱的制造信息，包括质量控制检测和分析认证。当应用于 ACQUITY UPLCTM系统(WatersCorp.)时，eCord数据库还可以对进样次数和压力等信息进行实时更新，以保持色谱柱历史纪录的完整。