高效液相色谱柱的类型

与所有其他色谱方法一样，色谱柱是进行液相色谱分离的核心部位。发生在色谱柱中的分离过程，均受热力学因素和动力学因素的控制。为得到满意的分离，首先必须考虑固定相的性质及其与溶质相互作用的强弱，这主要体现在色谱柱填料的设计、合成及选择上。为使分离的谱带展宽尽可能地小，就需要对柱子进行优化设计并将填料填充成性能优良的柱子。
    高效液相色谱柱可以按其分离模式，也可以按其分离的规模来进行分类。此外，随着色谱技术的发展，不断有新的柱型出现，例如，最近几年出现的整体（monolith）柱就是一个很好的例子。这种柱子不是以微粒型填料填装的，而是在柱子中通过可控制的聚合反应或其他相分离过程直接形成连续、整体型柱床。此外在柱外制备连续柱床后整块装入柱中的方法也应属于此类柱子。
    若按色谱分离模式来分，大致可分为正相、反相、离子交换、疏水作用、体积排除、亲和以及手性等类型。表12-2-1给出了这种分类的诸模式及其所依据的分类原理和适用范围。

表12-2-1   按色谱模式分类的各类色谱柱

    当然表中所列举的各种色谱模式，还可以再细分为不同的类别。如反相色谱柱有不同的反相配基（C18、C8、C4、C1以及苯基等）的差异；正相又可细分为硅胶柱及各种键合正相柱；离子交换柱有强阴、强阳、弱阴、弱阳之分；体积排除色谱柱中，用于有机相的称为凝胶渗透色谱柱，而用于水相体系的称为凝胶过滤色谱柱，总称为体积排除，又称为尺寸排阻或凝胶色谱柱；疏水作用色谱柱虽然种类不多，但也有不同配基之分，如丁基、苯基和聚乙二醇基等；亲和色谱柱也是一大类，可依据配基的类别或亲和作用专一性的程度而进一步细分。由于制药工业的需求日增，手性柱近年有了很大的发展，其配基种类也急剧增加。总之，色谱柱的种类也正不断扩大，以适应于日益开拓的应用领域。
    按照分离的规模及柱子的几何参数，高效液相色谱柱可以分为制备柱、分析柱和微型柱三种类型（表12-2-2）。

表12-2-2   按分离规模分类的高效液相色谱柱

    用于制备分离的高效制备柱，一般最小直径为10mm，已能用于毫克级的制备，工业级制备所需的柱子，内径一般在20mm 以上，长度一般为几百毫米，也有可达"( 甚至更长的柱子，以用于制备克级至千克级高纯度的产品。毫无疑问，目前应用最广的，还是分析型柱子。直径为4.6或4.0mm的标准柱子占据了市场的最大的份额。这种“标准柱”的柱长多为250mm。此外，在一些对柱效要求并不苛刻的情况下，150mm 长的柱子也逐渐为使用者所接受。近年来，随着细粒径填料，如3μm硅胶基质填料的发展，预填装3μm填料的短柱子也很流行，其长度一般为150mm以下，如150、100、50甚至30mm。近年来，为适应于微量和痕量分离、分析之需，微型柱发展很快。微型柱也还可以再细分为细径柱、毛细管柱和纳米柱等。在微型柱中，当属用于LC-MS联用上的细孔柱和用于毛细管电色谱（CEC：capillary eletrochromatgraphy）的毛细管柱最为重要。对于前者，并没有太特殊的要求，但因系用于多肽及蛋白等生物分子分离，故在填料及柱子的设计中应尽量避免非特异性吸附；而对后者而言，应注意减小死体积和柱外体积。包括制备方法在内，毛细管柱的设计和制造仍在继续发展之中。