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[ 白皮书 ]沃特世杂化颗粒技术概论第二部分、桥式亚乙基杂化颗粒[BEH?技术]及其在液相色谱中的应用原作者：Kevin D. Wyndham, Thomas H. Walter, Pamela C. Iraneta, Uwe D. Neue,Patrick D. McDonald, Damian Morrison, Mark Baynham编译：吴园生 (Waters Asia Ltd)色谱性能的全新高度于 1999 年首先推出市场的 XTerra? 系列产品,是基于第一代 有机/无机杂化颗粒技术[Hybrid Particle Technology,简称HPT]的液相色谱柱。该项沃特世(Waters?)全球专利技术成功地克服 了硅胶基体反相填料的一些局限性，尤其是在高 pH 流动相 中的柱不稳定性问题。2005 年推出的以 BEH? 为技术品牌的 第二代杂化颗粒柱,标志着全球液相色谱柱技术迎来了一个 新的里程碑。沃特世 ACQUITY UPLC?BEH 柱系列和 XBridgeTMHPLC柱系列都是以 BEH? 为核心技术所开发出的柱产品。基于 BEH? 技术的柱产品可展现卓越超群的分离能力，尤其 是对碱性分析物使用传统的高、低 pH 流动相分析碱性化合 物的情况下。不仅如此，您现在可以完全自由地使用通常只 有在高聚物填料上才可实现的超宽 pH(1–12) 的流动相。与此 同时，基于 BEHT M 技术的色谱柱在峰形、保留特性和高温稳 定性等方面的性能又能与最好的硅胶类反相柱相媲美，甚 至更佳。超过十倍的高 pH 稳定性改善，加上更高水平的色谱表现， 确立了 BEHTM 柱在液相色谱方法开发方面的新标杆地位。传统硅胶填料的问题之所在在 1999 年以前，反相 HPLC 柱绝大多数以硅胶填料制造,因为 硅胶填料具有很高的色谱柱效和机械强度。在过去的二十 年，硅胶填料的生产在持续不断的工艺改进中获得了显著 的进步。例如，在过去十五年左右推出的新型色谱柱大都采 用了高纯、高效的球状小颗粒硅胶，因而降低了金属杂质所 引起的色谱峰拖尾现象 1。对传统键合技术的优化，例如无 论是使用三官能团键合技术 2 还是基于立体禁阻原理的单 官能团键合技术 3，都大大提高了色谱填料对低 pH(1-3) 流动 相的耐受性。其根本机制是抑制了键合链与硅胶表面之间 的硅氧键在低 pH 条件下的水解断裂反应。另外，人们发现, 在烷基键合链中嵌入极性官能团[例如氨基甲酸酯基团4]不 但可以用于改善碱性分析物的拖尾因子，而且可以产生对某些极性化合物如多酚类的独特分离选择性。尽管有了以上 的种种强化技术，硅胶填料的一个关键化学特性，即硅胶柱 在 pH 大于 8 的流动相中的水解腐蚀现象，仍然局限了硅胶 柱的性能表现和操作范围。高 pH 流动相对硅胶颗粒的水解 腐蚀作用会导致填充柱床的缺损，从而引起柱效的丧失和 色谱峰形的畸变。杂化颗粒技术[Hybrid Particle Technology，简称HPT]XTerra?系列反相 HPLC 色谱柱以全球首个商业化有机/无机杂化填料为特色，其核心技术是沃特世的第一代杂化颗粒专 利技术。杂化颗粒技术是取代硅胶柱技术的第一个成功范 例5。与当前制造高纯硅胶的技术工艺类似，XTerra? 高纯甲基化杂 化颗粒材料也是以高度重现的化学合成方式取得的，但两者 间存在一个重大的差别。甲基化杂化材料是由两个不同的高 纯有机硅氧烷单体缩聚而成的(见图1)。这两个单体分别是 四乙氧基硅烷[TEOS,是形成 SiO4 四面体亚单元的前体化合物]和 甲基三乙氧基硅烷[MTEOS,为一有机硅氧烷，用于在硅氧网络 的整个骨架中插入硅碳键]。1. XTerra?H3CSiSiSiOOH OSiCH3OOHSiOOSiOSiSiSiOH3C OOSiOHSiH3COOCH3HOHOO OSiCH3SiSiSiO OHH3CO OSiSiOSiOSi6,686,035 B2HOOHCH3HOOH3CSiSiSiSiOSiOSi OH3C OO Si OOOSiOOSiOSiSiCH3O SiOOSiCHOHSiSiSiO O3SiOOSiCH3OHSiH3CSiSiSiOOOO O OOSiCH3SiSiSiH3CEtOOEtCH3OEtEtOH3COEtSiSiSi2Si+SiEtOO EtO OOEtEtOEtOOEtEtOEtOOEtMethylpolyethoxysilaneTetraethoxysilaneMethyltriethoxysilane(MPEOS)(TEOS)(MTEOS)XTerra?基础颗粒保持了硅胶颗粒的几个关键优点，即纯度，机械强度，高度球形状态，并且可以按要求合成出所需的粒径、 孔径和比表面积等。在