液相色譜柱的性能

與液相色譜柱的性能相關的因素很多，基質（matrix）或者說擔體、載體的化學性質、鍵合相（固定液）的化學性質、填料形狀大小粒度分布、碳量和鍵合度等等。

色譜柱填料可以由基質直接構成，如硅膠、氧化鋁、高交聯度的苯乙烯-二乙烯苯或者甲基丙烯酸酯等等；也可以在這些基質的基礎上涂布或化學鍵合固定液來構成，如：最經典的各種ODS柱、氨基柱、氰基柱等。

一、基質的特點：

1、 硅膠

硅膠是陶瓷性質的無機物基質，剛性大，不易變形。化學性質較穩定，但對于水溶液尤其堿性水溶液仍然是不穩定的，即使表面經過良好的化學鍵合，覆蓋了固定液，還是要注意水、堿性溶液、酸性溶液對硅膠的溶解作用，基質或者說是柱床（packed bed）溶解對色譜柱的影響是致命的。以硅膠為基質的填料構成了目前絕大多數的色譜柱填料。純硅膠填料適宜分離溶于有機溶劑的極性、弱極性的非強離解型的化合物，硅膠也可以做凝膠色譜但柱效較低。硅膠基質鍵合固定相的高壓液相填料，有其他填料無法比擬的高分離效能。

2、 二氧化鋁

二氧化鋁和硅膠相似，但對水溶液、酸性堿性水溶液溶液更加不穩定。所以，極少用作鍵合固定相的基質，也是適宜分離溶于有機溶劑的極性、弱極性的非強離解型的化合物，尤其是分離芳香族碳氫化合物。酸性易離解的化合物容易在二氧化鋁上形成死吸附。另外，氧化鋁分離幾何異構體能力優于硅膠。

3、 聚合物填料

聚合物基質受壓會變形，壓力限度低但pH使用范圍寬。苯乙烯-二乙烯苯基質疏水性強，使用任何流動相，在整個pH范圍內穩定，可以用強酸、強堿來清洗色譜柱。甲基丙烯酸酯基質比苯乙烯-二乙烯苯疏水性更強，但可以通過適當的功能基修飾變成親水性的。由于不耐壓、有溶脹性，所以聚合物填料適宜用于大分子像蛋白質或合成的高聚物，另外還可以制成分子排阻、離子交換柱。近年發展迅速的大孔樹脂，實際上主體就是苯乙烯-二乙烯苯聚合物或類似的合成高聚物。

由于硅膠基質的絕對地位，以下主要以硅膠為例。

二、形狀大小粒度分布

基質要成為填料，首先要制成合適的形狀和大小。硅膠形狀有：薄殼型、無定形全多孔、球形全多孔，另外還有先做成微珠再堆積成球形全多孔的。通常只說不定形、球形。無定形全多孔的填料容易制備、價格低、粒度分布較均勻，但渦流擴散大，滲透性差，比較難填裝出穩定的柱床，一般用來做制備柱。球形全多孔填料渦流擴散小，滲透性好如果是硅膠先做成珠子再堆積而成的話，具有傳質阻抗小、載樣量大的優點，柱效也更高。球形填料外形對稱，比較容易填出穩定的柱床。填料的大小一般不能直接測量，因為填料粒度有一定分布范圍，一般給出的大小只是用一定方法測得的表觀大小。填料大小與柱效、柱壓的關系為：柱效與填料大小成反比，柱壓與填料大小的二次方成正比。所以，快速分析柱使用3微米粒度的填料、一般做成5厘米長，就是為了降低柱壓；需要注意到降低粒度所得到的柱效增加跟不上柱壓的增加快。