整体柱作为继多聚糖、交联与涂渍、单分散之后的第四代分离介质,正是应复杂样品体系(如生物样品、环境样品等)的快速、高效、高通量分析需要而发展起来的一种色谱柱。自20世纪80年代末出现以来,因其与填充液相色谱柱相比具有制备简单、通透性好、传质快等诸多优点,而被广泛应用于毛细管电色谱、高效液相色谱及固相萃取等诸多方面。它是通过控制聚合条件来得到具有理想孔径分布的整体柱。整体柱中的空间由聚合物颗粒中的孔和颗粒间的缝隙组成,分离在样品流经孔结构时发生。
整体柱的优点包括:可以原位制备,省去制备填料和装柱;也可以先制成聚合物颗粒后再装柱,聚合物易于制备,柱的长度和直径在一定程度上不受限制;聚合反应混合物中的单体可以灵活选择以得到适合的基质和性质,易于在柱管壁上衍生化,以得到具有合适性质的色谱柱;通过控制聚合反应的条件可以优化孔的性状。
整体柱制备技术已日趋成熟,无论有机或是无机聚合制备方法都得到很大发展。整体柱在制备时需要功能单体、交联剂、致孔剂和引发剂,反应完全后通常用有机溶剂除去其中的致孔剂和其他可溶物。毛细管电色谱模式的整体柱在应用中有产生电渗流的需要,在制备过程中一般需要通过键合的方式引进带电基团。
对细内径的色谱柱而言,整体柱在制备过程及重现性方面都优于相同尺寸的填充柱。在液相色谱应用方面,整体柱的理论塔板高度随流速增长的速率要远低于填充柱,这使得它特别适合于快速分离分析;在分析复杂样品时,整体柱的抗污染能力要明显强于填充柱。
随着生命科学的发展,对生物分离分析技术提出了越来越高的要求。而越来越复杂的生物样品,如人的血样、尿样、组织样品等对分析系统的分离能力及检测灵敏度都是严峻的挑战。根据整体柱固有的诸多优点,通过合成不同种类的整体柱固定相及在固定相上做不同功能的衍生,整体柱已经被广泛应用于生物分离分析中。但在整体柱的研究领域,探索更佳的制备条件、进一步简化制备过程、研究制备和分离机理、开发新型整体柱、开辟新的应用领域以及开展实际样品的分离分析仍有重要的理论和现实意义。随着整体柱制备技术的不断完善和发展,以及微制造技术的进步和微分析应用领域的需要,结合自身的优异特性,整体柱在生物、生命、药物、环境等领域有很好的应用前景。