Chromolith^® 色譜管柱：低壓下展現高性能

如果您在研究和工業中使用高效液相層析 (HPLC) 時使用傳統的顆粒分離管柱，則需要高達 1400 bar 的高壓。然而，使用 Supelco^®系列的特殊 Chromolith^® 色譜管柱時，就不需要這些高壓，因為它們是由一整塊材料製成，可在相對較低的柱背壓下實現高水平和快速的分離效能。它們只在德國達姆施塔特製造。

無論是處理蜂蜜中的殺蟲劑殘留、橙汁中的人工色素，還是藥物純度，色譜分離方法在許多研究和工業領域都是不可或缺的。高效液相層析（HPLC）已成為最常用的分析方法。

何以 HPLC 如此特別？分離材料中的極細顆粒確保了高分離效能。分離材料（稱為固定相）越細，分離效能越好。這就是困難所在，因為更細緻的材料也意味著顆粒間的空間更小。這增加了「流動相」中產生的壓力，用於分離待分析的物質。

「在使用非常小的顆粒進行快速高性能分離時，很容易產生 300 bar 或更高的壓力。」負責 Merck 生命科學業務 Supelco^® 產品組合這一部分的產品經理 Petra Lewits 解釋道。「甚至高達 1400 bar 也是可能的。但在某一時刻會達到極限，因為持續的、非常高的壓力會對整個系統造成壓力。含有小顆粒的色譜管阻塞相對較快。這對色譜管柱的使用壽命和分析成本產生顯著的負面影響。

然而，有一個解決方案可以克服這個限制。取代使用顆粒越來越細的固定相填充的色譜管柱，可以使用單體管柱，一種由一整塊材料製成的分離柱。當第一個型號在 1990年代發佈時，分離效能仍然很低。日本研究員Kazuki Nakanishi成功用矽膠製造出單體管柱後，改變了效能。然而，化學專業知識不足以將產品推向市場。他需要產業的支持。當時在Merck研發新色譜材料的 Karin Cabrera 意識到了這一情況。擁有化學博士學位的Cabrera看出該產品的巨大潛力，並與京都大學的同事取得了聯繫。

矽膠形成背後的化學原理並不是什麼大秘密。然而，製造出一整塊分離柱的要求與傳統方法截然不同。單體柱在專門準備的凝膠管中形成所需的圓柱形。每種尺寸的高效液相層析管柱都需要使用不同的凝膠管。
使用聚乙二醇測定大孔的尺寸。接著，在矽膠表面形成約小一百倍的中孔。然後用他們來分離物質混合物。 

然而，首先需要克服一個關鍵問題。為了能應用於高效液相層析，單體柱必須在壓力和溶劑存在下具有足夠的穩定性。Merck 為此專門開發了一種特殊工藝，將單體柱塗覆上高性能塑膠。Benjamin Peters, Karin Cabrera的繼任者解釋道：「塗層是最困難的步驟，也是製造 Chromolith^® 柱體的核心。」迄今為止，尚無競爭對手能成功在矽膠單體柱上施加類似的塗層。即使經過二十年，這個獨特製程仍是 Supelco^® 分析產品系列的專利技術。