点击图片查看原图硅胶色谱填料研究及发展主要向着两个方向进行：第l一个方向是通过控制硅胶基球的形貌、结构、尺寸、材料组成来提高色谱分离性能；第二个方向是通过表面修饰和改性来制备不同分离模式和不同选择性的色谱填料以满足其更广泛的分离分析的需求。
Van Deemter色谱理论方程式告诉我们色谱柱效和塔板高度由涡流扩散系数，分子扩散系数及传质阻力系数决定。而影响这些参数的主要是色谱填料形貌结构，粒径大小及分布，孔径大小。
依据van Deemeter 方程，随着颗粒度的不断降低，涡流扩散减小，分子传质阻力减小，相应的理论塔板高度( HETP) 也下降，得到的柱效也更高，由于压力与填料粒径平方成反比，因此随着粒径减小压力会急剧增加。从液相色谱出现至今，硅胶粒径从100 μm左右降低到3-10 μm，再减小到亚2μm，其柱效由每米数十塔板数提高到3.2x105塔板数每米。液相色谱也从工业用常压制备色谱发展到分析检测用高压HPLC再到目前超高压UPLC。工业分离纯化的粒径在10微米以上，而常规HPLC填料粒径在3-5微米，UPLC填料颗粒小于2μm。因此伴随着越来越精细的硅胶色谱填料的使用，HPLC分离分析性能也越来越好。亚2μm的硅胶填料的使用使得HPLC的分辨率，检测速度及柱效达到前l所未有的水平，同时也引起了色谱分析仪器的变革。
从全多孔球形硅胶到表面多孔核壳结构硅胶
虽然亚2微米小粒径硅胶色谱填料使用使得HPLC的分辨率、检测速度及柱效达到前l所未有的水平，但仪器设备压力也达到极限。因为压力与粒径平方成反比，目前仪器设备已经很难能满足通过进一步减小粒径来提高柱效的目的。为了实现在常规的HPLC 色谱仪器上实现UPLC的分离速度和效果，著l名教l授Kirkland开发出核壳结构（Core-shell）硅胶色谱填料。核壳结构硅胶色谱填料是在实心硅球表面包覆多孔层。表面多孔核壳结构微球进一步降低分子轴向扩散效应，缩短了传质路径，与全多孔填料相比其传质速率更快，具有更高的柱效及更低的背压，在普通的液相色谱仪器上得到 UPLC 的分离速度和效果。核壳结构硅胶色谱填料已越来越多在HPLC上使用。
硅胶具有机械强度高、不溶胀和不可压缩性、粒径和孔径可控，且表面富含硅羟基可以键合不同功能基团等优点，使得硅胶成为几乎完l美的色谱填料。但硅胶在pH<2条件下键合相容易脱落，pH>8时硅胶会溶解的缺陷限制了其使用范围并缩短其使用寿命。因此，如何提高硅胶耐酸碱性能一直是色谱填料工作者努力的方向。美国Waters 公司率l先以TEOS和有机硅氧烷为混合硅源，在骨架中引入化学稳定性强的有机桥联基团，制得杂化硅胶色谱填料。杂化硅胶色谱填料的出现，大大提高了硅胶色谱填料的耐酸碱性，同时使用寿命明显提高，也降低表面硅羟基效应。
