其实核心要看几个 “隐藏指标"!孔径、碳载量、表面积、键合覆盖率这四大核心参数,直接决定了色谱填料能否发挥应有作用,你都了解吗?
孔径是描述硅胶等色谱填料内部孔隙大小的关键参数,指填料颗粒内部孔隙通道的平均直径或有效直径,直接影响样品分子能否进入孔隙内部与固定相发生作用,进而左右色谱分离效果。
小分子分析中常用的孔径为60-120 Å,以飞诺美经典Luna系列为例,其便采用100 Å孔径的填料颗粒,对应的小分子截留分子量约为10000道尔顿。
300 Å大孔径被应用于飞诺美反相大分子蛋白分析柱Jupiter系列(包含Jupiter 300和Jupiter Proteo),可为蛋白质和多肽的表征、纯化提供优化反相解决方案,几乎能实现所有蛋白的识别、纯化与分析,通常适用于分子量>10000道尔顿的化合物分析。
更大孔径常用于尺寸排阻色谱(SEC)的大分子/聚合物分析,如 Yarra 系列就有 145 Å、290 Å、500 Å等多种孔径可选,可适配不同分子量目标物的分离需求。
表面积指色谱填料骨架材料的外表面及其孔的内表面,增大表面积可直接提高载样量,但需要注意的是,增大孔径往往会伴随表面积的减小。
以飞诺美Luna Omega系类为例,Luna Omega硅胶颗粒采用专有热处理全多孔颗粒技术,不仅能提升颗粒惰性、优化颗粒形态、保证孔隙度一致性,还能通过该工艺消除微孔,进一步增强色谱柱的柱效、惰性与重现性。和传统全多孔硅胶相比,经热处理消除微孔的填料,还具备更低的表面积参数。
键合相覆盖率指填料表面键合官能团的密度,也叫表面覆盖率,本质是填料表面活性位点被键合官能团占据的比例,直接影响色谱分离的选择性、保留能力及稳定性。
我们可以用 “开学典礼座椅" 通俗理解:把填料颗粒比作操场,座椅是载体表面活性位点,坐了同学的座椅对应被键合官能团占据的位点,空置的座椅则对应未被键合的游离硅烷醇。
一般来说,表面覆盖率较高的色谱柱,游离硅烷醇基浓度更低,化学稳定性更强,不同色谱柱间的重现性也更优,且材料的保留能力会随覆盖率提升而增强。
碳载量是固定相中碳元素占固定相总重量的百分比,其数值会随表面覆盖率和固定相中烃链长度变化,烃链配体的碳载量通常在 5%-31% 区间。
它和键合相覆盖率相关但侧重不同:覆盖率关注 “活性位点占用比例",碳载量关注 “实际键合碳元素的总质量占比"。在相同覆盖率下,碳链越长(如 C18>C8>C4),单条链含碳量越高,总碳载量也越高。
碳载量越高,填料基于疏水相互作用的保留能力越强,在反相色谱分析中,对疏水性物质的保留时间也会相应延长。以核壳 Kinetex 的 5 款 C18 为例,因填料技术和表面修饰不同,其碳载量范围在 9%-12% 之间,能为分析过程提供差异化的疏水性、氢键供受能力、离子交换作用力及物质选择性。