导读
        高效液相色谱技术已广泛地用于生物制药分离纯化,天然产物提取,食品安全检测,环保监测及石油化工产品质量的监控等。 色谱填料毫无疑问是高效液相色谱系统的核心,其质量和性能要求高,制备技术难度大,长期由国外少数公司垄断, 国内虽然在色谱领域的基础研究已取得很大进步,学术论文已多年位居世界前列,但色谱系统最核心的硅胶填料一直处于空白,并长期依赖进口。纳微经过十年持续不断的跨领域的技术创新,开发出世界独有的单分散(均粒)硅胶色谱填料的规模化生产技术,不仅填补了国内高性能球形硅胶色谱填料的空白,而且突破了单分散硅胶色谱填料的规模化制备技术难题,成为世界上唯一可大规模生产单分散硅胶色谱填料的公司。 纳微的创新性技术不仅打破了中国在高性能硅胶色谱填料完全依赖进口的局面,并使中国在该领域得到跨越式发展,从空白转成引领者, 也使得世界高性能硅胶色谱填料制备技术跨上新的台阶。 纳微独有的专利技术可以大规模生产高性能单分散硅胶色谱填料,并精确控制其粒径大小,粒径分布,孔道结构及表面性能,以满足实验室高效色谱分析检测和工业制备色谱分离纯化的各种需求。

纳微UniSil® 系列单分散硅胶色谱填料扫描电镜图
硅胶色谱填料的发展历程
          硅胶(二氧化硅)色谱填料因具有良好的机械强度、耐溶剂性、优异的耐热性能及表面富含易于改性的硅羟基使得硅胶成为高效色谱填料应用最广泛、 历史最悠久的高效液相色谱填料。早期的硅胶填料是无定型的二氧化硅颗粒,主要是通过简单的碾磨块状硅胶,然后经过筛分制备而成。由于这种无定形硅胶形状各异,大小不均,因此装成的柱子柱效低、稳定性和重复性差,只适用于较粗的分离纯化。高效液相色谱技术取得极大的进步得益于球形硅胶的出现, 尤其是小粒径的球形硅胶的出现极大地改善了色谱填料的性能, 大幅度增大高效色谱的分离和分析能力。使得硅胶色谱填料可以广泛地用于生物制药、化学化工、 石油化工、药物临床、食品安全、环保等领域的分析检测和工业分离纯化。但目前国际上大规模制备球型硅胶的方法主要依赖喷雾干燥法和溶胶一凝胶法,制得的硅胶粒子具有较宽的粒径分布,即使通过复杂的分级筛分后,其粒径分布的变异系数 CV值(粒径标准偏差/平均粒径)也大于10%, 粒径大小很难精确控制,如不同的国际知名品牌的厂家生产的同样标签10微米的硅胶产品,真实粒径相差却非常大。而硅胶的粒径大小及分布又是影响其色谱分析和分离性能的重要参数,因此制备具有精确的粒径大小和高度粒径均一性硅胶色谱填料一直是该领域的技术难点和研究重点。 Stöber研究团队首先发明了碱性条件下水解硅氧烷如四乙氧基硅烷制备单分散纳米级实心二氧化硅粒子,但Stöber方法一般适合用于制备微米尺寸以下的实心单分散性二氧化硅微球,而高效液相色谱填料常规使用的粒径范围在1.7 -50微米多孔二氧化硅,因此Stöber方法不能用来制备单分散硅胶色谱填料。色谱领域的专家一致致力于研究单分散硅胶色谱填料的的制备技术,但始终没有取得实质性进展。 纳微经过十年持续不断的跨领域的技术创新,成功地开发出世界独有的专利技术, 可用于精确控制硅胶色谱填料的粒径大小和粒径分布及孔径结构。 生产出的硅胶色谱填料不需要通过复杂的分级筛分就可以达到变异系数CV<3%,完全颠覆了目前生产高性能的硅胶色谱填料的制备技术。 纳微独有单分散多孔球型硅胶制备技术使世界硅胶色谱填料制备技术的发展跨上一个新的台阶,代表了第三代硅胶色谱填料制备技术。

硅胶色谱填料发展历程
粒径均一的重要性
       当色谱填料粒径分布较宽时,相同的溶质分子流过色谱柱时,在填充柱床内产生不同的通路,导致经过的路径长短不同,相应的保留时间也有所不同,使色谱峰展变宽,理论塔板数变小,柱效降低。当使用粒径均一的微球填料填充色谱柱时,因其紧密程度一致,有效减少了填充床的多路径效应,使溶质分子流过色谱柱时经历的路径长度基本相同,相应的保留时间也较一致,使色谱峰宽变窄,理论塔板数升高,从而获得较高的柱效。同时粒径越均匀,洗脱越集中,溶剂使用量越少;另外粒径均匀, 装柱越容易,柱子重复性越好,性能越稳定。

粒径均一性对分离柱效的影响
UniSil®色谱填料的特点
  •  高度的粒径均一性
         UniSil® 硅胶填料具有精确的粒径大小、极高的均一性、完美的球形和优化的孔道结构。下图为在同一电镜、随机取样及相同放大倍数下(X 2000倍),纳微与国际三家知名品牌10μm硅胶的SEM对比图。从图中可以看出K(Kromasil)、 D (Daisol)和F (Fuji) 国际知名品牌色谱填料粒径分布都比较宽,F和D品牌产品还有不规则形状的微球。从SEM图上可以看到纳微新一代硅胶色谱填料具有无与伦比的粒径均匀性和完美的球形。

UniSil® 硅胶填料与国际三大著名硅胶色谱填料品牌SEM对比图
 
        为了更好的对比,我们用Beckman Coulter Counter 对纳微及国际三大著名品牌的10 μm的硅胶色谱填料做了粒径和粒径分布测试。 下图为纳微与国际三家知名硅胶品牌粒径分布对比图。从图中可以看出三家国际知名品牌的厂家生产的同样标称10μm的硅胶与实际粒径有较大差异, D品牌的10μm硅胶填料实际平均粒径超过11μm,而K品牌的10μm硅胶平均粒径则小于9μm。由于不同厂家色谱填料的粒径有较大差异,使得柱压和柱效有有较大差距,因此如果没有一个统一的粒径标准,客户将很难对不同硅胶生产厂家的产品做出有效评估并做出最好的选择。 从粒径分布图上可以看出,国际上最好的品牌的硅胶色谱填料的粒径分布变异系数CV 值也大于10%,而纳微新一代硅胶色谱填料CV值小于3%,粒径均匀性前所未有。

UniSil® 硅胶填料与国际三大著名硅胶色谱填料品牌粒径分布对比图
 
优化的孔径结构
        硅胶填料的孔径结构对色谱分离性能、载量、机械强度都有重要影响。纳微不仅能精确地控制硅胶粒径大小和粒径分布,而且还具有优化孔径结构,控制有效比表面积及孔容积,使得UniSil® 硅胶填料具有高载量、高机械强度和优越的分离性能。UniSil®常规孔径有60、100、120、200、300和500 Å等。 
 
独特的表面键合技术
        硅胶填料分离选择性及使用寿命往往取决于硅胶表面键合相及封端效果。纳微科技不仅拥有世界最领先的硅胶合成技术,而且开发了独特的表面键合-封端专利技术,使UniSil® 系列硅胶填料具有更广的 pH使用范围、更好的选择性和峰对称性。纳微可以为用户提供各种规格的极性或非极性键合相(C18,C8,C4,Phenyl,NH2,CN,Diol)的硅胶填料,以满足不同的需求。
        下图为UniSil® 5-120 C18反相硅胶填料对多种物质的分离效果图,包括吡啶(碱性化合物)在内多种物质的色谱峰尖锐、峰型对称、柱效高,说明UniSil® 5-120 C18填料表面残留硅羟基少,封端良好。(检测条件:色谱柱:UniSil® 5-120 C18,4.6×250 mm;流动相:ACN / H2O = 60 / 40;流速:1.0 ml/min;柱温:30 ℃;检测波长:UV @ 254 nm;样品:1、尿嘧啶2、吡啶3、苯酚4、苯甲酸甲酯5、N,N-二甲基苯胺6、甲苯7、邻二甲苯  8、对二甲苯)

UniSil® 5-120 C18反相硅胶填料对多种物质的分离效果图
 
优异的化学稳定性及耐酸碱性能
        纳微科技独特的键合和封端技术使得UniSil® 具有更好的耐酸碱性。下图为UniSil® 10-100 C8与国际知名品牌同类产品的耐酸碱性对比测试:先用酸碱溶液交替反复循环冲洗,再分别检测柱效。结果表明,用酸碱冲洗后,UniSil® 的柱效比国际知名品牌能够保持得更好。说明纳微独有的封端技术使得UniSil® 具有更强的耐酸碱性和更长的使用寿命。(测试条件:色谱柱:UniSil® 10-100 C8,4.6×250 mm;酸碱循环冲洗条件:碱洗 0.1 mol/L NaOH / MeOH = 50 / 50;酸洗 0.2 mol/L HAc/ MeOH = 50 / 50 ;柱效测试: 流动相:ACN / H2O = 60 / 40;  流速:1.0 ml/min;  柱温:30 ℃;  检测波长:UV @ 254 nm;  样品:甲苯)

UniSil® 10-100 C8(绿色)与国际知名品牌(红色)硅胶填料耐酸碱性能测试对比
 
 规模化生产能力及良好的批次重现性
        先进的大规模硅胶生产设备保证UniSil® 硅胶填料的产能,填料批次生产量达200公斤,可以满足工业色谱分离的大规模需求,可靠的质量控制体系确保UniSil® 硅胶填料的高质量和良好的批次重现性。下图为UniSil® 硅胶填料批次重现性测试。(测试条件:色谱柱:UniSil® 10-100 C18,4.6×250 mm ;流动相:ACN / H2O = 60 / 40;流速:1.0 ml/min;检测波长:UV @ 254 nm;样品:  1、尿嘧啶   2、苯乙酮  3、苯  4、甲苯)

UniSil® 硅胶填料批次重现性
 
应用案例
        纳微科技拥有经验丰富的应用开发团队,能够实现从色谱分析到工业化制备的无缝对接,并为用户提供完整的技术服务,提供全套分离纯化解决方案。UniSil® 已成功应用于植物提取(石杉碱甲、银杏内酯、三七皂苷),抗生素(万古霉素、达托霉素、卡泊芬净、台勾霉素、纽莫康定B0、菲达米星、环孢素、雷帕霉素、红霉素),多肽(他克莫司、胸腺法新、比伐卢定)及其他(鱼油、硼替佐米、氟比洛芬酯)等的分离纯化。
产品目录
        纳微科技可提供从1.7 μm到50 μm各种粒径和孔径的正反相球形硅胶填料,可满足从实验室高效色谱分析到工业化制备的各种需求。
* 纳微可定制以下特殊UniSil® 产品:
a. 粒径:1 - 50 μm之间任一大小;
b. 孔径:60 - 500 Å之间任一孔径;
c. 键合相:其他特殊功能基团。