色譜是一種分離分析手段，分離是核心，因此擔(dān)負著分離工作的色譜柱是色譜系統(tǒng)的心臟。目前市場上色譜柱種類和規(guī)格繁多，在制藥、食品、環(huán)保、石化、農(nóng)林、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域有應(yīng)用廣泛，相關(guān)從業(yè)人數(shù)不斷增長。

“千錘萬鑿出深山，烈火焚燒若等閑”，于謙的《石灰吟》用來記述硅膠填料的生產(chǎn)、制作過程，也恰如其分。

從最初的硅酸巖原材料處理成水玻璃，進而通過溶膠-凝膠等方法制備成多孔性硅膠微球，最后在硅膠表面進行化學(xué)修飾，鍵合特定的基團，這其中每一道工藝的優(yōu)化都凝聚了色譜柱相關(guān)從業(yè)人員數(shù)十年來不懈的努力。

填料基質(zhì)：硅膠vs聚合物

在過去的五十年中，高效液相色譜（HPLC）色譜柱的開發(fā)與HPLC儀器開發(fā)并行，有時甚至超過了儀器的進步。隨著色譜分離技術(shù)的發(fā)展，對固定相填料也有了更高的要求，現(xiàn)有HPLC填料大部分為硅膠基質(zhì)，其次為聚合物基質(zhì)。

硅膠因原材料經(jīng)濟、高機械強度、高比表面積、化學(xué)修飾簡單等優(yōu)點而應(yīng)用廣泛，但同時也存在從原材料、制作過程中繼承的缺點——金屬殘留、硅醇基殘留以及Si-O鍵在堿性條件下（pH>8）斷裂的問題。

相較于硅膠填料，聚合物基質(zhì)的優(yōu)勢在于無堿性吸附、無金屬離子殘留，pH值穩(wěn)定性好，但也存在柱效低和溶脹的問題。

80年代，色譜研究人員創(chuàng)造性的將硅膠和有機聚合物的優(yōu)勢結(jié)合，通過在硅膠表面包覆一層聚合物薄膜，使內(nèi)部的硅膠基體不受影響，具有高機械強度和分析效率；同時表面的聚合物層保護顆粒在堿性條件下不會溶解（耐pH=10），阻隔硅膠中殘留的金屬及硅醇基與化合物的相互作用（圖1）。

進入21世紀(jì)后，研究人員又開發(fā)了“雜化顆粒技術(shù)”，用烷基橋來取代連接在堿性條件下不穩(wěn)定的Si-O鍵（圖2），使其pH耐受范圍拓寬到1-12。

圖1 聚合物包被硅膠

圖2 有機雜化硅膠

色譜發(fā)展趨勢之一：快速液相

快速液相體現(xiàn)在表面多孔硅膠的發(fā)展和小粒徑短柱日益廣泛的應(yīng)用兩個方面。20世紀(jì)60年代在高效液相發(fā)展的初期，便已出現(xiàn)了薄殼型硅膠固定相，使液相色譜實現(xiàn)了高效和快速分離。

但受低的樣品負載量限制，未能推廣使用。直到2007年，一種新研制的2.7um（1.7um熔融硅核和 0.5um的多孔層薄殼）表面多孔粒子的出現(xiàn)，總體積約75%為多孔結(jié)構(gòu)，解決了早期薄殼粒子負載樣品容量低的問題。

而柱性能的突破來自2013年，亞2um 表面多孔硅膠粒子的使用，實現(xiàn)了更高的柱效。

QA-QC部門、LCMS和LCMSMS分析對高通量的需求，以及組合化學(xué)領(lǐng)域?qū)μ岣哽`敏度的需求，都在驅(qū)使向小粒徑短柱和表面多孔硅膠柱的轉(zhuǎn)變。但受現(xiàn)有儀器技術(shù)的限制，短期內(nèi)不會出現(xiàn)小于1um填料的應(yīng)用。

色譜發(fā)展趨勢之二：豐富的固定相選擇

以C18為代表的高效反相液相色譜柱一直被描述為藥物發(fā)現(xiàn)、方法開發(fā)的心臟，常規(guī)HPLC方法的開發(fā)幾乎總是從C18作為出發(fā)點。

C18固定相主要利用疏水性保留和分離化合物，因此當(dāng)遇到在C18柱上保留弱的化合物（如：極性化合物）和疏水作用力相似的物質(zhì)（如：同分異構(gòu)體）的分離問題時，實在是力有未逮。

近年來色譜柱研究人員開發(fā)了鍵合相迵異的色譜填料以增強色譜柱的選擇性，從而滿足實際樣品分離過程的需要。

如針對極性化合物及其雜質(zhì)的分析項目而開發(fā)的五氟苯基（PFPP）色譜柱，由于含有五個氟，因此具有較強的氫鍵作用力和陽離子交換作用力，對芳香族化合物和含硝基、鹵素的化合物，具有強大的分離能力，保留能力甚至可以達到接近HILIC模式的強度。

另一類無法用反相C18柱解決的分離難題就是異構(gòu)體的分離。二苯基柱就是針對這一類難題而開發(fā)的色譜柱，鍵合的兩個聯(lián)苯具有十字交叉結(jié)構(gòu)，立體選擇性很強，因此對位置異構(gòu)體的識別度較高，適合用來做諸如基因毒性雜質(zhì)的分析項目。

色譜發(fā)展趨勢之三：特定解決方案色譜柱

隨著生物制藥行業(yè)的持續(xù)增長，新興的生物仿制藥在生物制藥領(lǐng)域也越來越受歡迎。然而，生物仿制藥可在制造過程中經(jīng)歷各種翻譯后修飾，影響產(chǎn)品的生物活性和穩(wěn)定性。

準(zhǔn)確表征和監(jiān)測生產(chǎn)過程中如蛋白質(zhì)聚集、電荷異構(gòu)等關(guān)鍵質(zhì)量屬性（CQAs），是確保藥物研發(fā)穩(wěn)定性和過程一致性的重要環(huán)節(jié)。專為解決此類問題而此設(shè)計的液相色譜柱也應(yīng)運而生。

從60年代臺商品化的高壓液相色譜儀器的面世，液相色譜已經(jīng)歷了50多年的發(fā)展歷程，在這過程中，針對小分子的分離問題，衍生了全多孔顆粒和表面多孔顆粒的技術(shù)。

近年來，更多的興趣轉(zhuǎn)向了大分子的分離項目，可用于表征復(fù)雜系統(tǒng)的色譜技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。在不久的將來，可以預(yù)見，表面多孔的反相色譜柱將成為市場上的主導(dǎo)產(chǎn)品，同時，具有不同選擇性的苯基柱的發(fā)展趨勢也日漸明晰。