色譜理論認為，不同的物質之間，只要存在物理、化學或生物學性質的差異，就會在不同的物相上具有不同分配係數，即可在色譜過程中得到分離、分析或測定。如果說，色譜柱是進行色譜分離的主要場所，人們常將其比喻為色譜儀的心臟；那麼，色譜填料就是組成心臟的一個個細胞，因此，色譜填料的性質決定了色譜柱的效能。
根據不同的基質，色譜填料可分為：有機聚合物填料、無機基質填料、有機-無機複合型填料。目前，無機基質填料仍牢牢佔據大部分市場，主要包括矽膠、氧化鋁、羥基磷灰石、活性碳等。本文探討的是矽膠基質和氧化鋁基質的基本特點。
一．矽膠基質的基本特點
色譜用矽膠均為人工合成，機械強度高、比表面積大、表面易於修飾和控制，其優異的物理、化學和機械特性，使之成為色譜填料中一種不可替代的基質。
矽膠表面主要存在著Si-OH和Si-O-Si兩類基團。
Si-OH被認為強吸附位點，在正相色譜中起主要作用，一個表面矽原子一般可帶1-2個羥基；Si-O-Si通常被認為是疏水性的，在正相色譜中對極性溶質保留的貢獻極小，其疏水特性使得非極性分子在此位點的保留成為可能。基於此特點，人們可透過控制矽膠表面的基團——Si-OH或Si-O-Si-R，使矽膠基質適用於正、反相色譜模式。
但矽膠基質存在部分缺點，如鍵合相矽膠的pH適用性窄，pH>8矽膠易溶解，pH<2鍵合相易水解斷裂。另外，殘餘矽羥基和金屬離子等雜質的存在易對鹼性溶質造成不可逆吸附，並易使生物大分子（多肽、蛋白質等）產生變性和非特異性吸附，極大地限制了其在生物體系中分離、分析的應用。針對以上情況，可選用氧化鋁作為基質材料，與矽膠形成互補。
SepaFlash標準型矽膠快速分離柱
二．氧化鋁基質的基本特點
氧化鋁基質的一大特點是結構穩定，既可呈酸性，又可呈鹼性。其次，鋁元素在自然界含量豐富，僅次於氧元素和矽元素。在實際應用中，色譜用氧化鋁填料主要應用於正相色譜、反相色譜和離子交換色譜。對於一些不飽和化合物，特別是芳香族化合物的保留效果較佳，有時還可用於分離芳烴類異構體。除此之外，氧化鋁基質的pH耐受範圍在3-12，可用於分離鹼性化合物。以上這些特點使得氧化鋁在某些領域能與矽膠形成良好的互補作用。
如何製備色譜用氧化鋁
通常的做法是利用水合氧化鋁的再沉澱工藝，可製備具有不同化學組分和相組分的氧化鋁，步驟如下：首先將水合氧化鋁溶於酸；再以鹼中和，使氫氧化鋁沉澱出來併除去部分雜質；最後經過不同煅燒工藝，得到具有不同水含量、不同相、不同孔結構的氧化鋁。
用作吸附材料和色譜填料基質的氧化鋁主要是γ-氧化鋁，通常呈鹼性，將其溶於水pH值可達9，故常被稱為鹼性氧化鋁，利用酸中和可得到中性甚至是酸性氧化鋁。
如何對氧化鋁進行表面化學修飾
方法1：鋁羥基反應。如，氧化鋁與二氯亞碸反應，使氧化鋁表面帶取代羥基的氯；再與丁基鋰反應，可生成丁基化的氧化鋁；製得的丁基氧化鋁能在pH值1~12的範圍內穩定使用，也可在反相模式下有效分離鹼性蛋白質；這表明該填料對此類生物大分子的非特異性吸附性很小。
方法2：塗敷技術。類似矽膠表面塗敷法，一般是在氧化鋁表面以物理或物理-化學方法塗敷一層高聚物（如：聚苯乙烯-二乙烯基），可得到強疏水性表面。此種材料具有極好的pH值穩定性，較強的保留效果；但會在一些溶劑中發生溶脹而導致柱壓過高。
三．常見的氧化鋁色譜柱及應用
鹼性氧化鋁：pH為9~10，常用於分離碳氫化合物，可分離某些色素、甾族化合物、生物鹼、醇及其他中性、鹼性物質。
中性氧化鋁：pH為7.5，適用於醛、酮、醌、某些苷及酸鹼溶液中不穩定化合物如酯、內酯等化合物的分離，應用廣泛。
酸性氧化鋁：pH為4~4.5，適用於天然及合成酸性色素及某些醛、酸的分離。
烷基氧化鋁：目前已有C4、 C8、 C18的烷基氧化鋁，此類反相填料化學性質穩定，且在鹼性介質中的穩定性優於矽膠，能在pH值1~12的範圍內穩定使用，也可在反相模式下有效分離鹼性蛋白質。
聚合物型氧化鋁：可得到強疏水性表面，極好的pH值穩定性，較強的保留。
四．氧化鋁與矽膠的異同點
相同點：
自然界中矽元素和鋁元素儲量充足，因此，矽膠基質和氧化鋁基質的開發和使用成本均相對較低。兩者稍加處理，均能應用於正、反相色譜；均有無機基質材料的一些典型特點，如優異的物理、化學和機械特性等。
不同點：
氧化鋁基質在某些方面能很好的彌補矽膠基質的不足之處，如：矽膠基質的pH使用範圍窄，而鍵合相氧化鋁基質的pH使用範圍為1~12；氧化鋁表面的活性基團很難對鹼性物質或生物大分子造成不可逆反應，因此，氧化鋁柱可作為分離鹼性物質或生物大分子的一種選擇。
氧化鋁基質的表面活躍基團的密度和孔徑結構都不如矽膠理想，在普適樣品的分離能力上沒有矽膠優異，修飾也比較困難，因此，氧化鋁的鍵合相種類遠不及矽膠豐富。相對矽膠，氧化鋁基質填料可作為日常分離中一種重要補充。
SepaFlash標準型氧化鋁快速分離柱