液相系统分离的“心脏”——色谱柱！

人们乐于把色谱柱比作液相系统的心脏，因为分析物的保留与分离，就发生在色谱柱上。今天，我们就来聊聊它，来聊聊“色谱心脏”的耐受性、选择性和效率问题：

耐受性：我的小心脏要受不了了

心脏是坚韧又娇嫩的器官，它的持续跳动确保生命，而它的任何病症都会影响人体的状态甚至生存。色谱柱也是如此，它的状态直接决定液相分离效果与分析数据质量。色谱柱的耐受性与使用寿命，主要在于三个方面：

1. 身体先天好不好——色谱柱填料本质上的化学稳定性；

2. 生活环境好不好——样品与流动相对色谱柱的污染；

3. 作息养生习惯好不好——色谱柱使用维护规范。

关于色谱柱使用维护和问题排除，大家可以查看我们的色谱柱使用维护讲座视频集锦（上期沃特世微信）。今天我们主要来剖析一下色谱柱填料本质上的化学稳定性：对色谱柱填料本质了解的越多，越可以知道如何根据使用条件选择“先天强健”的色谱柱。

色谱填料的组成：颗粒基质+键合相+封端。

上图中，全多孔填料颗粒的电子显微镜图。以及其孔内、C18键合、封端的示意图。

在中-高pH条件、或即使在中-低pH条件下但流动相含有碱性“扫尾剂”如三乙胺时：基质颗粒被流动相中所存在的氢氧根离子逐渐侵蚀溶解。

上两图中，流动相pH仅为7，但是柱温50 ℃，就足以使硅胶C18柱在第2天出现严重峰前延。沃特世第一代杂化颗粒技术XTerra色谱柱，在第21天仍表现稳定。

我们推荐XTerra MS C18色谱柱用于固体制剂溶出测试。5 µm 4.6x50mm规格，配合较高柱温如50 ℃，可以实现各pH溶出条件下的快速分析。

上图中，对各品牌色谱柱进行碱性条件加速破坏考察：50 mM 三乙胺，pH10，50 ℃条件下，检查二氢苊标准品峰柱效下降程度，对色谱柱进行重复进样，以标准品峰的塔板数降低情况来评估柱效降低程度。

XBridge C18，基于第二代杂化颗粒技术BEH（亚乙基桥杂化颗粒），与第一代杂化颗粒色谱柱XTerra相比，对高pH条件的耐受能力还提高了10倍之多。

在中-低pH条件下：色谱柱填料发生键合相水解流失，流动相中水相比例越高、或柱温越高，键合相就越容易流失。表现：随着键合相（如C18）的流失减少，分析物的保留时间不断减少，碱性分析物的峰形还容易呈现拖尾加强趋势；使用MS检测时，会有明显的本底噪音。

上图中，对各品牌色谱柱进行酸性条件加速破坏考察：1% TFA，pH 1.0，80 ℃条件下，检查对羟基苯甲酸甲酯峰的保留时间丧失程度。

XBridge C18以三键键合C18的方式（即一个C18键合相由三根键键合在颗粒基质上）来提高C18抗流失性。

最通用、最强悍、最高效的马拉松运动员“心脏”花落谁家？

XBridge色谱柱品系，综合其优秀的柱效分离能力、以及包括低pH条件在内的宽泛pH条件下的耐受性与通用性（XBridge C18，pH1-12，低pH条件下温度上限80 ℃，高pH条件下温度上限60 ℃），在实质上已经成为市场上通用性与耐用性口碑最好的色谱柱品牌。

XBridge也有完全一致的UPLC柱和UHPLC柱供方法升级。

上图直观说明了XBridge色谱柱能够成为药物研发首选色谱柱的原因。当分析物含有可电离官能团时（即在不同pH条件下可呈现不同的电离状态），流动相pH条件对分析选择性影响最大！善用宽泛pH条件筛选，将使分析方法开发过程变得更为高效与可重现。

分离选择性

色谱柱具有不同的选择性。同样的条件下，同样归属于C18柱，但是，不同品牌的C18柱，可能给出类似的选择性，也可能给出大不相同的效果。对色谱柱的明智选择，可以使分析难题迎刃而解。

常见问题1：极性分析物难保留问题

对于极性较强的分析物，不得不使用高水相或100%水相条件进行分析。仅仅配合能够兼容高水相条件的“全水相”柱（例如，AQ柱），未必是你能找到的最佳答案。

如上图所示，对于5个酸碱性不同的极性小分子，比较不同品牌色谱柱的保留与分离能力，保留能力与选择性差别巨大。

推荐T3色谱柱：当需要尽可能增加对极性分析物的反相保留时，T3柱是最佳选择。T3能够提供最好的保留和最强的色谱柱耐受性（T3表示三键键合）。选择XSelect HSS T3，便于UHPLC方法转换和未来UPLC方法升级。别忘了加配VanGuard保护柱对整体泡在水相条件里“游泳”的色谱柱给予更好的保护！

常见问题2：弱酸条件下碱性化合物过载问题

越来越常见的LC-MS分析和甲酸流动相体系下，碱性分析物在常规色谱柱上容易出现过载行为。

上图这个实例中，苯甲酮（中性化合物）峰表明三只色谱柱柱效均正常，但是，对于喹硫平这个碱性化合物，随着进样量增加呈现出明显的过载行为，即：严重的峰拖尾（“鲨鱼鳍”式）。这种碱性分析物过载行为，在弱离子流动相体系下，特别容易呈现出来。

XSelect CSH C18色谱柱对于碱性药物的杂质鉴定、基因毒性杂质定量、DMPK分析检测、食品安全分析（如兽药残留）、环境安全分析（如水中药物残留）等通常运用LC-MS技术平台的分析都会很有帮助；而对于碱性药物质量分析方法中的有关物质检测项目，如能确保API主峰不过载拖尾，将极大的有利于峰前后相邻杂质的良好分离与定量分析。

效率

分离能力不足，意味着对于复杂样品分析效果不佳；而低效率就意味着长时间。当今的分析人员，需要高分离解决难问题，渴望高效率减少加班时间。

分离度Rs，正比于柱效N。而柱效N，正比于柱长L/粒径dp。

掐指一算，粒径2.7 µm、规格为4.6x150 mm的CORTECS色谱柱，竟然是HPLC系统上所能获得的最高柱效色谱柱！与药物杂质分析中最常使用的HPLC色谱柱规格5 µm 4.6x250 mm相比，不仅塔板数更高，而且时间上还能大大节约！

如上图所示，运用CORTECS C18+，2.7 µm 4.6x150 mm，在16分钟内完成对奥美拉唑强制降解物分析，其中还包括了对两组异构体5/6和7/8（质谱检测器m/z相同）的有效分离。分析在Alliance HPLC系统上进行。

CORTECS又是何方神圣？它真能做到小颗粒兼容HPLC系统？小颗粒不是往往会高背压吗？

2013年，沃特世推出基于实心核颗粒技术的CORTECS UPLC 1.6 µm色谱柱，其出色的柱效以及柱背压控制，使得该产品荣获2014 R&D大奖。如下图所示，其柱效较最常使用的UPLC色谱柱BEH C18提高了39%，而柱背压仍与之相当！

2014年，沃特世将此颗粒技术拓展到更大颗粒，生产出可兼容HPLC与UHPLC系统的2.7 µm颗粒色谱柱，其出色的背压控制使得4.6x150 mm规格与HPLC系统的兼容成为可能，为HPLC系统提供了最高柱效与分离度！这就是CORTECS的能力与魅力！

上图中，在乙腈-水体系最高粘度比例条件下，室温，1 mL/min流速，CORTECS 2.7 µm 4.6x150 mm柱背压仅有3200psig（220 Bar）。因此，CORTECS色谱柱可完全兼容常规HPLC体系。

当你的分析项目中，3.5 µm 4.6x150 mm色谱柱不再能完成你的分离目标，请尝试CORTECS 2.7 µm 4.6x150 mm，无需调整梯度表，直接替换色谱柱。如果是粘度较高的甲醇体系，适当升高柱温如40 ℃，就可以有效降低柱背压。

小结

今天我们聊了液相系统中的“心脏”——色谱柱。心脏的健康与否对于人体意义重大，色谱柱的耐受性、选择性与效率，则与你的液相分析任务息息相关。

• 耐受性——沃特世杂化颗粒技术极大的提升了色谱柱的化学稳定性与耐受性。其中，第二代杂化颗粒技术BEH或市场熟知的AQUITY UPLC BEH色谱柱和XBridge HPLC色谱柱，是目前市场上最通用与最耐受的色谱柱品系，在业内拥有极强的人气与口碑。

• 选择性——当分析条件不能轻易变更时，色谱柱的选择性直接影响保留与分离效果。极性较大的分析物，请考虑反相保留最强的T3色谱柱。在弱离子条件下分析测试碱性分析物，请考虑峰形好、载量高的XSelect CSH C18色谱柱。

• 效率——高柱效意味着高效率。CORTECS 2.7 µm 4.6x150 mm是能够兼容HPLC系统、同时提供最高柱效的色谱柱，直接用于解决棘手问题！不那么棘手的，用更短柱长，获得更高通量。