液相色谱填料规模化生产中的技术指标控制

张 策

（天津博瑞健合色谱技术有限公司 天津 300070）

随着液相色谱仪器设备及相关应用在我国的普及，液相色谱填料的多样化、规模化、国际化的市场格局正在逐步形成。基于填料的实验性与可变性的特点，加之国内外填料种类繁多，同一品种即存在不同厂家之间的差异，同一厂家在同一品种上也存在批次之间的差别，因此，在生产的规模化同时，如何有效地控制技术指标，保证填料的质量与稳定性，是色谱填料厂商十分重视的问题。做为我国生产色谱固定相的传统生产厂家，在此，重点就硅烷化键合填料生产过程中原料、工艺等重点环节的质量和技术指标控制加以简要概述。

一、 基体硅胶的形状

用于键合反应的硅胶有球形和块状两种，球形硅胶表面光滑，耐压强度高，特别是高纯度的球形硅胶，是分析型色谱填料的理想选择；块状硅胶可分为两种，一种是普通机械粉碎后经筛分的无定型硅胶，这种硅胶颗粒形状差别较大，且在显微镜下可观察到有尖锐的棱角，此种无定型硅胶比较适用于装填正相的硅胶制备柱，而用于键合相则容易影响键合的牢固程度，造成填料使用寿命的降低。另一种是经过特种加工的规则型硅胶，这种硅胶在形状上不存在明显的差别，基本上呈现一种规则的类似球状的形状，做为键合反相填料的硅胶原料是非常适合的，和其他硅胶相比，这种规则型硅胶比重轻，孔容积较大，载样量大，非常适用于制备型的色谱系统。本文中涉及的反相键合填料，均是以规则型硅胶为基体原料，这样，可有效地避免因粒度不均和键合覆盖不完全而造成的分离效率的下降，同时也延长了填料的使用寿命。

二、 硅胶的孔分布控制

由于国内硅胶厂商出于市场的需要，对高纯度的、孔分布均匀的色谱填料用硅胶的开发还有待加强，因此，做为色谱填料的生产厂家，对硅胶的微观指标的控制成为生产过程中的关键环节。如我们使用的比表面积为300m2/g的粗孔硅胶，其平均孔径为100Å，在这里，孔径只是个平均值，理想的孔分布情况是100Å的孔所占比例越多越好，而实际上国产硅胶同时存在少量较细的孔（30-60Å）和较粗的孔（100-200 Å）。有较粗的孔存在是国产填料（如本公司生产的YWG键合系列）的一个特点，使得对某些较大分子量的物质具有特殊的选择性；而存在的较细的孔可通过水热过程和灼烧（600-900℃）来进一步扩大孔径，灼烧过程还可有效地除去硅胶中的有机杂质，并且提高硅胶的机械强度，而水热和酸热过程对去除硅胶的无机杂质是非常有效的方法。因此，在键合填料的规模化生产过程中，应用一些有针对性的前处理方法，可以有效地控制硅胶表面的孔分布状态，从而保证键合固定相的分离效果。

三、对键合反应过程的控制

对于国内外色谱填料生产厂家而言，生产过程中的基本反应条件大体是一致的，包括所使用的硅烷化试剂和其它辅助溶剂的种类和级别，反应体系的浓度、温度、反应时间，无论是实验性制备（500毫升以下反应瓶），中小型生产（10—100立升反应釜），还是百公斤级的大型生产规模，其基本的反应条件是具有相通之处的。那么，之所以存在不同厂家之间的商品性能差异，除使用的基体硅胶不同外，具体的反应细节的不同是一个主要原因。实验性制备量小，稳定性、重复性较差，显然不能形成产品规模。本公司YWG系列键合填料的生产采用中型生产设备，用三步合成法，每一步之间都要经过严格的填料清洗过程，目的是为了除去反应副产物，这样才能保证填料表面的清洁，从而最大程度地降低反应基团的空间位阻，和副产物带来的杂质阻力，使键合牢固、完全、均匀，尤其是端基封尾步骤，表面清洁的键合硅胶，是达到理想的封尾效果的关键。对于国外大型生产的具体环节，作者不详，不做评述。

四、国内外几种具有典型粒度的制备型C18键合填料的比较

综上所述，规则型硅胶兼具有球形硅胶的柱层稳定、高渗透、高强度的特性和无定型硅胶的粗孔、高孔容、高负载的特点，两者优点兼而有之，特别适合于工业制备色谱。本文首次提出规则型硅胶的概念并且用于键合填料的生产，并通过对关键生产环节的控制实现产品的优质化和规模化。

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