生物樣品分析是藥物研發(fā)、臨床檢測(cè)、生命科學(xué)研究的核心環(huán)節(jié),涵蓋血漿、血清、尿液、組織勻漿等復(fù)雜基質(zhì),其成分繁雜且目標(biāo)分析物濃度低、易降解,對(duì)
高效液相色譜柱提出了遠(yuǎn)超普通化學(xué)樣品分析的特殊要求。高效液相色譜柱作為分離核心,其性能直接決定分析結(jié)果的準(zhǔn)確性、重復(fù)性和靈敏度,需在選擇性、耐污染性、穩(wěn)定性等方面滿足生物樣品分析的嚴(yán)苛標(biāo)準(zhǔn)。

一、抗污染與耐臟性:應(yīng)對(duì)復(fù)雜基質(zhì)的“第一道防線”
生物樣品中大量?jī)?nèi)源性雜質(zhì)(如血漿中的蛋白質(zhì)、細(xì)胞裂解液中的核酸)易吸附于色譜柱填料表面,導(dǎo)致柱效下降甚至堵塞。因此,色譜柱需具備強(qiáng)抗污染能力:一方面,采用高純度、大孔徑硅膠或聚合物基質(zhì)(如雜化顆粒、核殼結(jié)構(gòu)填料),減少活性位點(diǎn)暴露;另一方面,鍵合相設(shè)計(jì)需兼顧穩(wěn)定性與空間位阻——例如C18柱通過長(zhǎng)鏈烷基或極性嵌入基團(tuán)(如酰胺基)降低非特異性吸附,而親水相互作用色譜(HILIC)柱則利用極性固定相減少蛋白黏附。部分專用柱還引入“預(yù)保護(hù)”技術(shù)(如前端加裝在線過濾器或犧牲柱),延長(zhǎng)主柱壽命。
二、高靈敏度與低吸附:適配痕量生物分析需求
生物標(biāo)志物(如激素、腫瘤標(biāo)志物)或藥物代謝產(chǎn)物常處于pg/mL級(jí)濃度,色譜柱需最大限度減少目標(biāo)物損失。這要求填料表面惰性化修飾:例如采用雙封端工藝封閉未反應(yīng)的硅羥基,避免堿性化合物因氫鍵作用被吸附;或使用氟代烷基、全氟苯基等低極性鍵合相,降低對(duì)極性/帶電分子的保留偏差。此外,核殼型色譜柱(如2.7μm表面多孔顆粒)通過減小傳質(zhì)路徑,可提升峰形對(duì)稱性與靈敏度,尤其適用于LC-MS聯(lián)用時(shí)的離子抑制控制。
三、寬pH耐受性:適應(yīng)多樣化前處理與分析方法
生物樣品前處理常涉及酸/堿萃取,且分析方法可能需在pH下優(yōu)化分離(如酸性條件下改善酸性藥物峰形)。傳統(tǒng)硅膠柱pH耐受范圍窄(2-8),易導(dǎo)致鍵合相水解或硅膠溶解;而雜化硅膠柱(如含Si-C鍵的有機(jī)-無機(jī)雜化顆粒)或聚合物柱(如聚苯乙烯-二乙烯基苯)可將pH耐受擴(kuò)展至1-12,顯著提升方法耐用性。
四、特異性分離:應(yīng)對(duì)生物分子的結(jié)構(gòu)多樣性
生物樣品中目標(biāo)物涵蓋小分子(如抗生素)、多肽(如胰島素)、核酸片段等,結(jié)構(gòu)與極性差異極大。色譜柱需具備可調(diào)控的選擇性:反相柱適合疏水性小分子;親水作用色譜(HILIC)柱用于極性代謝物;體積排阻色譜(SEC)柱分離蛋白質(zhì)/聚合物;手性柱則可拆分對(duì)映體藥物。針對(duì)特定應(yīng)用(如抗體藥物分析),還需定制柱填料(如ProteinA/G修飾填料)實(shí)現(xiàn)高特異性捕獲。