在器微型化過程中,尺寸的縮小不僅要考慮材料的性質(zhì)和制造上的可能,還要從原理上考慮尺寸縮小后所帶來的一系列問題。這些問題包括：

　?。?）分離系統(tǒng)中被分配的分子個(gè)數(shù)是否大于106,因?yàn)橹挥写笥?06才能得到符合統(tǒng)計(jì)結(jié)果的數(shù)據(jù);

　　（2）因分離通道尺寸縮小,自然提高了單位柱長(zhǎng)的效率,但是總長(zhǎng)度的減少可能使總分離效能遠(yuǎn)低于常規(guī);

　?。?）對(duì)于質(zhì)量敏感型檢測(cè)器,經(jīng)過分離柱后單位時(shí)間內(nèi)到達(dá)檢測(cè)器的分子個(gè)數(shù)是否滿足檢測(cè)原理所要求的最小數(shù)目;

　?。?）對(duì)于濃度型檢測(cè)器,到達(dá)檢測(cè)池的分子數(shù)目是否能滿足符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律的分子數(shù)目;

　　（5）檢測(cè)微區(qū)內(nèi)的外加能量密度是否超過被檢測(cè)分子所能承受的極限;

　?。?）微量流動(dòng)相的輸送與控制;

　?。?）因材料尺寸的縮小,表面層氧化或腐蝕對(duì)器件功能的影響。最后,色譜儀器微型化所帶來的好處不僅僅是單位長(zhǎng)度分離效率的提高,而是總分離能力的保持甚至提高;不僅僅是分離系統(tǒng)或某個(gè)部件的微型化,而是整體的微型化;不僅僅是質(zhì)量靈敏度的提高,而是濃度靈敏度的保持或提高;不僅僅是能量和物質(zhì)的低消耗,而是使用的方便和友好;不僅僅是整體尺寸的縮小,更重要的是整機(jī)的穩(wěn)定性和可靠性的提高!

　　下面分別討論上述7個(gè)問題。

　　（1）色譜分離的基本原理是有符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律數(shù)目的分子群經(jīng)過不斷的兩相分配和分子碰撞,利用其分配系數(shù)的差異來達(dá)到分離的目的。這是一個(gè)宏觀參數(shù)。當(dāng)分子數(shù)目低于這個(gè)數(shù)目時(shí),就會(huì)偏離統(tǒng)計(jì)規(guī)律而出現(xiàn)所謂的漲落現(xiàn)象。分子數(shù)目越少,漲落現(xiàn)象越嚴(yán)重。當(dāng)分子數(shù)目低于103個(gè)時(shí),已沒有準(zhǔn)確的色譜保留規(guī)律,因此也就失去了宏觀意義下的分離規(guī)律。一般地,保證符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律的分子數(shù)目是106個(gè)。

　　例如內(nèi)徑30μm的填充毛細(xì)管液相色譜（μ2HPLC）柱或毛細(xì)管電泳柱,若分別保持10萬/m和40萬/m的分離柱效,直接進(jìn)樣時(shí)不過載的進(jìn)樣量分別為40pL（1pL=10-12L）和115pL,分子總數(shù)分別是112×1012～112×1014和415×1010～415×1012。樣品中含量低至1～0.01μL/L（對(duì)μ2HPLC）或低至20～0.2μL/L（對(duì)CE）的組分就不能滿足106個(gè)分子的數(shù)目要求,分離過程中就會(huì)出現(xiàn)上述問題。所以,上述分離系統(tǒng)對(duì)濃度高于這個(gè)指標(biāo)的樣品分離時(shí)可以有重復(fù)的保留時(shí)間。如果考慮檢測(cè)方面的限制[參見下述的（3）和（4）>,痕量分析中用粗內(nèi)徑的填充色譜柱總是優(yōu)于微型色譜柱。

　　為了能進(jìn)行痕量分析,微型分離分析系統(tǒng)往往采用樣品預(yù)濃縮技術(shù)以補(bǔ)償濃度靈敏度的不足。但為此而發(fā)展的技術(shù)也同樣適用于常規(guī)分離分析系統(tǒng),同樣可以提高常規(guī)儀器的靈敏度,除非樣品量受到嚴(yán)格限制。

　?。?）45年前的色譜柱理論已經(jīng)指出,毛細(xì)管開口柱的內(nèi)徑越小,或填充柱的填料粒度越小,色譜柱的分離效率就越高。毛細(xì)管電泳亦然,只是理論上有些不同,如有散熱問題和塞子流型的特點(diǎn)。微型化中普遍采用的細(xì)內(nèi)徑分離柱并不是微型儀器的專利,所能達(dá)到的高柱效也不是最近才認(rèn)識(shí)到的。如果在現(xiàn)有常規(guī)儀器中使用這種等效內(nèi)徑的色譜柱,再適當(dāng)改進(jìn)進(jìn)樣技術(shù)和檢測(cè)器,就會(huì)有與微型色譜或芯片電泳同樣的單位柱長(zhǎng)的柱效,同時(shí)還可以有極高的總分離效能,因?yàn)槌Ｒ?guī)儀器中分離柱的長(zhǎng)度很少受限,而高的分離效能才是真正有意義的。所以,微型色譜和芯片毛細(xì)管電泳用短分離柱而有快速分離的特點(diǎn),并不是它真正的優(yōu)點(diǎn),因?yàn)橛猛瑯映叽绲姆蛛x柱可以分別在常規(guī)色譜和毛細(xì)管電泳上實(shí)現(xiàn)同樣的效果。

杭州森尼歐提供液相色譜儀色譜柱的選擇指南

　　現(xiàn)代液相色譜儀色譜中，分離效果好壞很大程度上取決于色譜填料的選擇。但是色譜填料的選擇范圍很寬，要做合適的選擇，必須對(duì)此有一定的認(rèn)識(shí)和了解。
一、硅膠基質(zhì)填料：
1、正相色譜
　　正相色譜用的固定相通常為硅膠（Silica）以及其它具有極性官能團(tuán),如胺基團(tuán)（NH2,APS）和氰基團(tuán)（CN,CPS）的鍵合相填料。
　　由于硅膠表面的硅羥基（SiOH）或其它極性基團(tuán)極性較強(qiáng)，因此，分離的次序是依據(jù)樣品中各組份的極性大小，即極性較弱的組份zui先被沖洗出色譜柱。
　　正相色譜使用的流動(dòng)相極性相對(duì)比固定相低，如：正己烷（Hexane）、氯仿（Chloroform）、二氯甲烷（Methylene Chloride）等。
2、反相色譜
　　反相色譜用的填料常是以硅膠為基質(zhì)，表面鍵合有極性相對(duì)較弱的官能團(tuán)的鍵合相。反相色譜所使用的流動(dòng)相極性較強(qiáng)，通常為水、緩沖液與甲醇、乙腈等的混合物。
　　樣品流出色譜柱的順序是極性較強(qiáng)的組份zui先被沖洗出，而極性弱的組份會(huì)在色譜柱上有更強(qiáng)的保留。
　　常用的反相填料有：C18（ODS）、C8（MOS）、C4（Butyl）、C6H5（Phenyl）等。
二、聚合物填料
　　 聚合物填料多為聚苯乙烯-二乙烯基苯或聚甲基丙烯酸酯等，其主要優(yōu)點(diǎn)是在pH值為1～14均可使用。
　　相對(duì)于硅膠基質(zhì)的C18填料，這類填料具有更強(qiáng)的疏水性；大孔的聚合物填料對(duì)蛋白質(zhì)等樣品的分離非常有效。
　　現(xiàn)有的聚合物填料的缺點(diǎn)是相對(duì)硅膠基質(zhì)填料，色譜柱柱效較低。
三、其它無機(jī)填料
　　其它HPLC的無機(jī)填料色譜柱也已經(jīng)商品化。由于其特殊的性質(zhì)，一般于特殊的用途。如，石墨化碳正逐漸成為反相色譜柱填料。這種填料的分離不同于硅膠基質(zhì)烷基鍵合相，石墨化碳的表面即是保留的基礎(chǔ)，不再需其它的表面改性。該柱填料一般比烷基鍵合硅膠或多孔聚合物填料的保留能力更強(qiáng)。石墨化碳可用于分離某些幾何異構(gòu)體,又由于在HPLC流動(dòng)相中不會(huì)被溶解, 這類柱可在任何pH與溫度下使用。 氧化鋁也可用于HPLC,氧化鋁微粒剛性強(qiáng)，可制成穩(wěn)定的色譜柱柱床，其優(yōu)點(diǎn)是可在pH高達(dá)12的流動(dòng)相中使用。但由于氧化鋁與堿性化合物作用也很強(qiáng)，應(yīng)用范圍受到一定的限制，所以未能廣泛應(yīng)用。新型氧化鋯基質(zhì)色譜填料也可用于HPLC,商品化的僅有聚合物涂層的多孔氧化鋯微球色譜柱，應(yīng)用pH范圍1～14，溫度可達(dá)100℃。由于氧化鋯填料是zui近幾年才開始研究，加之面臨的實(shí)驗(yàn)難度，其重要用途與優(yōu)勢(shì)尚在進(jìn)行中。
　　當(dāng)然和氣相色譜的原理一樣，液相色譜的柱長(zhǎng)度，柱內(nèi)徑對(duì)分離效果也有重要的影響。
　　您現(xiàn)在就可以看到其實(shí)液相色譜柱的分離效果主要取決于其色譜填料，柱長(zhǎng)度，柱內(nèi)徑這幾個(gè)因素，從原理上講，這幾個(gè)因素相同的柱子，其分離效果是完全一樣的。
　　考慮到這一點(diǎn)，現(xiàn)在您完全根據(jù)這個(gè)更加本質(zhì)的依據(jù)來現(xiàn)在您的液相色譜柱，而不必一定去現(xiàn)在昂貴的標(biāo)準(zhǔn)指定液相色譜柱。