简介

通常用于小分子分离纯化和分析检测的 Chromatography 习惯叫色谱，而用于生物大分子分离纯化的 Chromatography 叫层析。常用小分子分离模式主要有正相色谱、反相色谱、Hilic、和手性色谱；常用生物大分子分离模式的主要有分子筛（凝胶过滤）、疏水、离子交换等。

1 新型分离材料的出现促进色谱分离技术的进步

色谱或层析分离效果很大程度上取决于色谱填料和层析介质，高性能新型色谱填料及层析介质的不断出现是液相色谱和层析分离和分析技术发展的有效驱动力，也是色谱和层析研究中最丰富、最富有活力、最具有创造性的研究方向之一。

2 主要色谱填料的种类及其特点

色谱分离材料主要有三大类：第一类是以多孔二氧化硅（硅胶）为代表的无机化合物色谱填料；第二类是以琼脂糖、葡聚糖为代表的改性碳水高分子层析介质（软胶）；第三类是以交联聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸酯为代表的合成高分子聚合物色谱填料和层析介质。

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>> 硅胶色谱填料——小分子分离纯化和分析检测首选填料

硅胶及键合硅胶色谱填料因具有良好的机械强度、耐溶剂性、可控的比表面积和孔径大小、不溶胀和不可压缩性、及表面富含易于键合或改性的硅羟基等优点，使得硅胶成为高效色谱填料应用历史最悠久、最广泛的高效液相色谱填料之一。但硅胶在酸碱条件下不稳定的缺点使其不适合用于在碱性条件下分离，因此硅胶很少用于生物大分子的分离纯化。

>> 多糖基软胶层析介质——生物大分子分离纯化的开拓者

天然碳水高分子（主要是琼脂糖和葡聚糖）改性填料具有亲水强，生物兼容性好，能减少对生物分子的非特异性吸附等特点，在分离过程中容易保持生物分子的生物活性而被广泛地用于生物大分子的分离纯化过程中。但天然碳水改性高分子介质机械强度差、溶胀体积大、流速慢等，被称为软胶；另外大分子在这种介质的传递速度慢，在高流速条件下载量低，因此极大地限制了生物分离纯化的生产效率。

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3 聚合物色谱填料——后来居上的色谱全能冠军

聚合物填料基质主要包括聚苯乙烯，聚丙烯酸酯及聚丙烯酰胺等。多孔聚苯乙烯微球可直接作为反相色谱填料，其具有极强的化学稳定性、耐热性能和耐酸碱性能，并可在 pH = 1-14 全范围工作，因此聚苯乙烯色谱填料使用寿命是目前所有色谱填料和层析介质中最长的，也是耐脏性能最好的。另外其孔径可调且孔径范围选择比较大，孔径小到 5 纳米，大到 400 纳米的色谱填料都有商业化产品。

近期开发的高度交联的单分散聚苯乙烯色谱填料可耐受 60 公斤以上压力，且其柱效可以与硅胶柱相媲美。种子法可以制备粒径精确可控，分布均一的单分散聚合物色谱填料，可大幅度提高其柱效和分辨率。聚丙烯酸酯及聚乙烯吡咯也可以作为反相色谱填料，有利于分离强疏水的样品，这些材料还可以制备离子交换，疏水，分子筛及亲和层析介质以满足各种生物大分子分离纯化的需求。与软胶相比，聚合物为基质的层析介质最大的优点是其高机械强度，因此可以耐受高柱压、高流速、及较高粘度的样品，意味着在更短的时间处理更大体积的物料，并可以使用直径更小的层析柱。软胶在低流速下往往比聚合物介质具有更高载量，但在高流速条件下，聚合物层析介质反而比软胶具有更高载量。聚合物层析介质的缺点是其疏水往往比软胶强，非特异性吸附大，因此聚合物微球表面往往需要进行亲水化改性以降低其非特异性吸附。

几种不同基质的色谱填料主要性能对比
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3 国内外聚合物全能色谱填料发展状况

悬浮聚合法合成「Gaussin」分布微球的示意图
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聚合物色谱填料粒径分布越均匀，柱效越高，分辨率越高，柱压越低。直接制备粒径精确可控且高度均匀的聚合物色谱填料以避免复杂的筛分工艺一直是业界追求的目标。

传统多分散色谱填料与单分散色谱填料液流路径及分离效率对比示意图
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1983 年挪威科学家 Ugelstand 研究组发明了两步或多步种子聚合法制备了 5-30 微米范围内的单分散聚合物多孔微球（US Patent No.4530956）。Ugelstad 种子法技术存在一些局限性：主要是生产工艺复杂，生产周期长，成本高，微球粒径及孔径控制存在难度。

Ugelstad 多步种子溶胀聚合制备单分散性微球的示意图
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为了突破现有单分散聚合物色谱填料的粒径和孔径控制的局限性，纳微科技的技术团队经过十多年努力开发出创新性边溶胀边聚合种子法制备单分散的聚合物微球。该方法克服了 Ugelstad 多步溶胀法的局限性：首先该方法不需要多步溶胀工艺，大大简化生产流程，缩短生产周期；另外该方法突破 Ugelstad 种子法的很难做大粒径聚合物微球的局限性，使得纳微科技可以生产更大尺寸、更多孔径规格、及更多材质组成的单分散聚合物色谱填料。纳微科技提供更多种类和规格的单分散色谱填料极大拓广了其分离纯化的应用领域，让聚合物色谱填料真正成为色谱填料的全能冠军。

边溶胀边聚合种子制备单分散性微球的示意图
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纳微科技创新性单分散聚合物微球精准制造技术平台，可以对微球的粒径大小，粒径分布，孔径结构，材质组成及表面性能达到前所未有的控制水平。另外，纳微科技还突破了单分散硅胶色谱填料精准制备技术这一世界难题，颠覆现有球形硅胶的制备方法，成为世界上实现大规模生产粒径高度均一的单分散硅胶色谱填料的公司。。可以预期，粒径、孔径可精确控制的单分散色谱填料和层析介质将替代多分散填料成为分离纯化应用主流的填料是必然的趋势。