引言
表面多孔颗粒（通常称为SPP或“核-壳”颗粒）已被证明可实现快速、高效的液相分离。这种颗粒具有一个实心的、不可渗透的核心，核心外部包覆着一层薄薄的多孔硅胶壳层，与传统的全多孔颗粒（FPP）相比，可显著提高分析的效率和灵敏度。在本技术说明中，我们将比较Raptor 5 μm 核壳液相柱与传统3 μm和5 μm 全多孔液相柱的性能。本文展示了，无需更换仪器设备，只通过将全多孔色谱柱更换为核壳柱，即可实现更快、更高效的分析，同时获得更高的灵敏度和更低的系统压力。
从 FPP 切换至 SPP：更高柱效，更低压力
SPP 的主要优势之一在于，与常规 FPP 相比，它能够在提供更高柱效的同时，往往还能保持相近甚至更低的背压。通过提高柱效同时降低压力，用户无需更换仪器即可缩短分析时间。如图1所示，当从3 μmFPP色谱柱切换至Raptor™ 5 μm SPP色谱柱时，在所测试的仪器流速范围（0.2至2mL/min）内，色谱柱背压平均降低约50%。虽然5 μm FPP色谱柱的压力与Raptor™ 5μm SPP色谱柱相当，但这是以牺牲柱效为代价的。
单位压力下的理论塔板数（N）比值可作为衡量色谱柱柱效的一个指标。对每根色谱柱进行比较时，Raptor™ 5 μm SPP 色谱柱的单位压力塔板数是 5 μm FPP 色谱柱的两倍，是 3 μm FPP 色谱柱的四倍（图2）
另外，柱效与压力之间的关系也可以通过保持压力相对恒定来比较各色谱柱的理论塔板数（图3）。同样，Raptor 5 μmSPP色谱柱在相同压力下显示出柱效的显著提升。
Raptor 5 μm色谱柱的塔板数几乎是全多孔3 μm和5 μm颗粒色谱柱的两倍（即柱效更高）。
从 FPP 切换至 SPP：更高柱效，更短运行时间
SPP的出现使分析人员无需昂贵的超高效液相色谱（UHPLC）仪器即可实现快速分离，从而无需资本投入即可提高样品通量。为考察表面多孔颗粒在速度和柱效方面的提升，我们采用相同的仪器和等度方法条件，将Raptor Biphenyl 5μm SPP色谱柱与填充全多孔3 μm和5 μm颗粒的色谱柱进行了对比分析（图4）。
LC_GN0556
Peaks
| Peaks | Conc. (mg/mL) | |
|---|---|---|
| 1. | Uracil | 0.02 |
| 2. | Benzene | 3.0 |
| 3. | Naphthalene | 0.5 |
| 4. | Biphenyl | 0.06 |
Conditions
| Column | |||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Temp.: | 30 °C | ||||||||||||
| Standard/Sample | LC Reversed Phase Test Mix #1 (cat.# 35005) | ||||||||||||
| Diluent: | Methanol:water (75:25) | ||||||||||||
| Inj. Vol.: | 2 µL | ||||||||||||
| Mobile Phase | |||||||||||||
| A: | Water | ||||||||||||
| B: | Acetonitrile | ||||||||||||
|
| Detector | DAD @ 254 nm |
|---|---|
| Instrument | HPLC |
| Notes | All columns were 150 mm x 4.6 mm ID. Values for efficiency (N) were calculated from the Biphenyl peak. |
在Raptor Biphenyl 5 μm色谱柱上，最后一个洗脱的分析物出峰时间为7.1分钟，与全多孔3 μm和5 μm颗粒色谱柱（运行时间分别为13.6分钟和12.9分钟）相比，分析时间缩短了45%。此外，Raptor Biphenyl 5 μm SPP色谱柱的柱效比5 μmFPP色谱柱提高了43%。3 μm FPP色谱柱的柱效仅略低，但其背压几乎是Raptor Biphenyl 5 μm SPP色谱柱的两倍。
从 FPP 切换至 SPP：更高灵敏度，更优性能
将常规的3 μm或5 μm FPP色谱柱替换为Raptor 5 μm色谱柱，可立竿见影地提升现有方法的性能。如图5所示，在梯度条件下，方法的柱效、峰宽和分析时间均可得到改善。
LC_GN0555
Peaks
| Peaks | |
|---|---|
| 1. | Norfentanyl |
| 2. | Acetyl fentanyl |
| 3. | Fentanyl |
| 4. | Sufentanyl |
Conditions
| Column | |||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Temp.: | 30 °C | ||||||||||||||||||||
| Standard/Sample | |||||||||||||||||||||
| Diluent: | Water | ||||||||||||||||||||
| Conc.: | 25 µg/mL | ||||||||||||||||||||
| Inj. Vol.: | 1 µL | ||||||||||||||||||||
| Mobile Phase | |||||||||||||||||||||
| A: | Water + 0.1% formic acid | ||||||||||||||||||||
| B: | Methanol + 0.1% formic acid | ||||||||||||||||||||
|
| Detector | PDA @ 210 nm |
|---|---|
| Instrument | HPLC |
| Notes | All columns were 50 mm x 2.1 mm ID. |
在Raptor Biphenyl 5 μm 核壳柱上，平均分离度值为6.0，而在5 μm 全多孔色谱柱上4.1。除了更短的运行时间外，切换至相同粒径的核壳柱上以后，分析物的平均分离度提高了46%。
在另一个使用梯度条件和质谱检测的实例中，分析时间从5 μm 全多孔色谱柱的2.3min缩短至Raptor Biphenyl 5 μm核壳柱的1.5min（图6）。同时，5 μm 核壳柱的平均灵敏度比3 μm 全多孔色谱柱提高了64%，比5 μm 全多孔色谱柱提高了128%。
LC_CF0598
Peaks
| Peaks | |
|---|---|
| 1. | 3,3′,5-Triiodo-L-thyronine (T3) |
| 2. | 3,3′,5-Triiodo-L-thyronine (rT3) |
| 3. | L-Thyroxine (T4) |
Conditions
| Column | |||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Temp.: | 40 °C | ||||||||||||||||||||
| Standard/Sample | |||||||||||||||||||||
| Diluent: | Water:methanol (35:65) | ||||||||||||||||||||
| Conc.: | 1 ng/mL | ||||||||||||||||||||
| Inj. Vol.: | 2 µL | ||||||||||||||||||||
| Mobile Phase | |||||||||||||||||||||
| A: | 0.1% Formic acid in water | ||||||||||||||||||||
| B: | 0.1% Formic acid in methanol | ||||||||||||||||||||
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| Detector | MS/MS |
|---|---|
| Ion Mode: | ESI+ |
| Instrument | HPLC |
| Notes | All columns were 100 mm x 2.1 mm ID. |
结论
与相同规格的3 μm和5 μm全多孔颗粒（FPP）色谱柱相比，采用表面多孔颗粒（SPP）的Raptor 5 μm 色谱柱具有更低的背压和更高的柱效。在新方法开发中，使用Raptor 5 μm 核壳柱无需升级仪器即可实现缩短运行时间和更高的方法性能。当替换现有方法中常规3 μm和5 μm 全多孔色谱柱时，切换至Raptor 5 μm 核壳色谱柱有望大幅缩短分析时间，同时提高柱效和灵敏度。某些应用可能需要一定程度的方法优化才能达到最佳效果，但Raptor 5μm 色谱柱与大多数应用兼容，无需额外成本或人力即可提升性能的理想选择。
