1色谱填料是什么

色谱填料是指填充在色谱柱中具有纳米孔道结构的微球材料，粒径在微米尺度范围内，孔径则以纳米衡量，常规孔径大小在5-200纳米范围内。色谱填料是具有纳米孔道结构的微球材料，从结构来看主要由基质和官能团两部分组成，其中基质决定了色谱填料的各种物理性能如机械强度、载量等，官能团则决定了分离模式和分离选择性，也就是色谱填料的使用方向。

2 色谱填料基质材料

基质材料通常为亲水性固体材料，且易于化学修饰，可易于蛋白质进入的孔隙，用于蛋白自吸附的高表面积，以及优异的化学和物理稳定性。目前主流包括无机介质的硅胶(二氧化硅)以及有机介质的天然聚合物(琼脂糖等)和合成聚合物(聚苯乙烯等)。

(1)无机色谱填料(硅胶)：应用在有机合成药物、植物药、手性药物、抗生素、多肽、胰岛素等中小分子的分离纯化;在分析检测领域占据了80%的市场份额

优点：更高的固体密度和硬度，耐更高的压力和更快的流速，同时具备更好的柱床稳定性及不溶胀性;粒径及孔径可控、表面富含硅羟基(可以键合不同功能基团)

缺点：硅股色谱填料在pH<2条件下健合相客易脱落、pH>8时硅胶会溶解的缺陷，限制了其在酸碱条件下进行分离纯化时的使用，导致其使用寿命相对较短;此外，硅胶表面残存的硅羟基亦使其对碱性物质的分离效果不佳，影响了硅胶色谱填料在碱性化合物分离和分析中的应用

(2)天然聚合物填料(琼脂糖、纤维素、葡萄聚糖、壳聚糖等)：广泛地用于生物大分子的分离纯化过程中，也是生物大分子分离纯化应用历史最悠久，应用最多的层析介质

优点：亲水强，生物兼容性好，能减少对生物分子的非特异性吸附，在分离过程中容易保持生物分子的生物活性

缺点：基质柔软导致机械强度差、溶胀体积大、流速慢等;由于糖基介质是在溶胀状态下产生的网状孔隙结构，空阻大，大分子在这种介质的传递速度慢，在高流速条件下载量低，因此极大地限制了生物分离纯化的生产效率

(3)合成聚合物填料(聚苯乙烯、聚丙烯酸酯等)：应用在蛋白、抗体、疫苗、病毒、血液制品等生物大分子大规模分离纯化。可以弥补硅胶色谱填料不耐酸碱的缺陷，其分离选择性与硅胶具有一定互补性

优点：具有较强的化学稳定性、耐热性和耐酸碱性，并可在pH值1-14的范围内工作，因此聚苯乙烯色谱填料是目前所有色谱填料/层析介质中使用寿命最长、耐脏性能最好的材料之一，且可以通过强酸强碱溶液或有机溶剂在线清洗，以达到填料再生的目的，有利于药品纯化的稳定性和重复性

3 色谱填料的关键考察因素(以ProteinA亲和填料为例)

(1)单分散性：现有的ProteinA亲和填料基本上都是基于多分散体系，不利于更好配合发挥ProteinA亲和的优势，单分散体系却能带来更好的装柱体验、传质效果好、洗脱集中、更低反压等诸多显著优势。

(2)高载量：高载量能够保证同等时间内更高效的纯化生产，若在较高流速下仍能保持高的动态结合载量，则更有利于兼顾生产效率和产量。

(3)长寿命：使用时间的长短会在一定程度上影响纯化的经济性，也能从某种程度上避免更换填料带来的潜在问题。

(4)高耐碱性：耐受0.5MNaOH溶液清洗，可以有效控制生物负荷，高效防止潜在的污染发生，且在经过100次清洗后，动态载量仍要维持在95%以上。

(5)机械强度：机械强度高可确保色谱介质能承受更高流速和柱压，高浓度样品可直接上样，可选生产条件更广泛，生产效率也更高，且在工艺放大和生产中可装填更高柱高，有效提升单批产能，减少批次数量和QC等部门检验数量等诸多成本，确保更高生产效率和企业效益。

(6)纯化重复稳定性好：色谱介质批次间稳定性高，能够确保满足纯化生产的工艺要求和纯化效率，大大降低纯化生产中变量因素的干扰，节约人力和时间成本。

(7)技术服务及时方便：优质的填料搭配专业及时的分离纯化技术服务才能实现全方位为客户服务的最佳效果，最大限度提升客户的纯化体验，及时解决分离纯化中出现的问题，高效且专业。

(8)供应链安全可靠：除了稳定的供货能力及产能，供应商资质健全规范等达标外，还需要确保色谱介质不会因为外在原因而存在断供或禁令风险等

4 理想的色谱填料满足的条件

Carr 等根据理论与实践相结合的方法提出了理想色谱填料的概念，他们认为理想的色谱填料应满足：

(1) 填料基质为球形结构且粒径分布均匀。

(2) 有较高的比表面积，属于中孔且分布范围窄，孔体积适宜，孔结构理想。

(3) 具有很好的机械强度，高压下不易变形。

(4) 具有很好的化学稳定性，耐酸性、碱性流动相且不收缩、不溶胀、不溶解于任何流动相。

(5) 表面易于修饰，满足可通过吸附、键合、涂敷等方法引入各种官能团的需求。

(6) 表面能量分布均匀，传质速率快。

(7) 色谱性能重复性好，可长时间利用，以降低成本。

以上是关于色谱填料的定义及相关知识的分享，获取更多信息请关注三个皮匠报告的行业知识栏目

来源：

纳微科技-首次覆盖报告：纳米微球国产龙头医药色谱填料领先者-211215(28页).pdf

纳微科技-自研突破高壁垒“色谱芯”技术国产色谱填料新星扬帆起航-210716(46页).pdf