高效液相色譜儀是當今世界上發(fā)展速度最快的分析儀器之一，廣泛地應(yīng)用于合成化學(xué)、石油化學(xué)、生命科學(xué)、臨床化學(xué)、藥物研究、環(huán)境監(jiān)測、食品檢驗及法學(xué)檢驗等諸多領(lǐng)域。在構(gòu)成液相色譜儀系統(tǒng)的各組成部分中，具有樣品分析、分離、制備功能的色譜柱被稱為“液相色譜的心臟”。
傳統(tǒng)的液相色譜柱是將色譜填料粉體固定相裝填于不銹鋼套管內(nèi)得到的填充型色譜柱，如圖1所示。






圖１　傳統(tǒng)液相色譜填充柱的結(jié)構(gòu)示意圖

色譜學(xué)的原理決定了色譜填料越細，柱效越高。為了追求更為卓越的色譜分離性能，通常使用的色譜填料粒子都十分細小。目前，材料科學(xué)家們已經(jīng)成功地制備出了1.5 μm的色譜填料。然而，色譜填料越細，產(chǎn)生的柱壓降就越高，對高壓泵及整個色譜系統(tǒng)的密閉性要求就更為苛刻，導(dǎo)致整套色譜儀的成本大為增加。傳統(tǒng)填充柱的一個致命缺陷是：由于柱壓高、分析速度慢，難以實現(xiàn)對多組分目標物的快速分析。傳統(tǒng)的液相色譜填充柱曾經(jīng)被廣泛使用，然而，由于其自身難以克服的缺陷，迫使科學(xué)家們重新進行思考并研制出新一代液相色譜柱。
　　針對傳統(tǒng)液相色譜填充柱的不足，近年來德國摩克(Merck)公司在上世紀90年代末，研制出了雙孔硅膠整體柱，研究表明以該材料為核心經(jīng)加工制備的硅膠整體柱液相色譜固定相具有傳統(tǒng)色譜柱無法媲美的優(yōu)點：該整體柱為同時具有大孔（微米級）、中孔（納米級）和骨架（微米級）的整體材料。其大孔相當于粒子間隙，有利于降低流體阻力，其骨架上的中孔擴大了材料的表面積，有利于充分傳質(zhì)，該材料用于色譜固定相避免了由于填料裝填引起的裝填誤差。這種雙孔硅膠整體柱用于液相色譜分析，具有低壓（壓力是傳統(tǒng)色譜柱的1/10—1/5）、快速、高效的優(yōu)點，尤其適于多組分樣品的快速分析、分離及制備。這項技術(shù)使液相色譜的研究和應(yīng)用跨入了全新的時代。其展品在2001年3月，美國新奧爾良舉行的國際色譜會議上脫穎而出，被業(yè)內(nèi)人士稱為“應(yīng)用研究領(lǐng)域的諾貝爾獎”、“色譜分離技術(shù)的革命”，但是由于整體化硅膠色譜柱的制備技術(shù)很高、工藝復(fù)雜，迄今為止在世界范圍內(nèi)能夠商品化生產(chǎn)整體化硅膠色譜柱的公司仍然只有默克公司一家，該公司憑借其技術(shù)優(yōu)勢，確立了該產(chǎn)品在國際市場上的壟斷地位。目前，銷售到中國的整體化硅膠色譜柱產(chǎn)品的價格為相同性能填充柱的3-5倍。單只價格區(qū)間在0.5—2萬元。昂貴的價格讓國內(nèi)諸多的產(chǎn)品用戶望而卻步。
本項目2000年即在國內(nèi)率先開展液相色譜硅膠整體柱的研制工作，經(jīng)過技術(shù)攻關(guān)、創(chuàng)造性地建立了一整套硅膠整體柱合成、改性、加工的新方法。本項目以自主創(chuàng)新的硅膠整體柱制備技術(shù)為基礎(chǔ)，可開發(fā)出正相色譜硅膠整體柱、反相色譜硅膠整體柱、手性色譜整體柱等系列產(chǎn)品，并可以此為基礎(chǔ)研制新型便攜式液相色譜儀。本項目開發(fā)的產(chǎn)品與國外的同類產(chǎn)品相比，具有更低的生產(chǎn)成本和更好的產(chǎn)品穩(wěn)定性，適用于高通量的快速分析。在生物大分子分離、醫(yī)藥、化工、環(huán)保監(jiān)測、食品檢驗等領(lǐng)域具有廣闊的商業(yè)應(yīng)用前景。