相信大家都有看过漫威的X战警系列电影，“休叔”饰演的金刚狼获得了全球影迷的喜爱，他的钛合金人骨更是威力无穷，让人惊叹不已。其实，钛金属自从在二十世纪初被发现以来，由于其优异的性能，在很多行业中都有所应用。今天，让我们一起来了解这个特别的金属。
钛以希腊神话中的泰坦命名，是一种化学元素，化学符号Ti，是一种银白色的过渡金属，在金属分类中被归类为稀有轻金属，其熔点为1668℃，是世界上公认的无毒元素。随着技术的发展，相较于纯金属，钛合金拥有更多更好的特性，因此被应用在各种场景中，堪称二十一世纪最有发展前途的轻金属结构材料之一。
钛的密度小、强度高、比强度大，使其在航空、宇航、导弹、兵器等尖端技术发展中被大量采用。钛合金不仅是NASA火箭卫星专用材料，也被应用于我国的玉兔号、歼20、山东舰航母等超级项目。
钛的耐腐蚀能力很强。从原理上来说，钛和氧有很大的亲和力，在空气中或含氧的介质中，钛表面生成一层致密的、附着力强、惰性大的氧化膜，保护了钛基体不被腐蚀。即使由于机械磨损也会很快自愈或重新再生，这表明了钛是具有强烈钝化倾向的金属[1]。参考下图我们可以看出，除了石墨、铂和金，惰性最高的就是钛了[2]。这就意味着，不管是人体生理环境下，还是强酸强碱体系，钛合金都能保持良好的惰性。因此钛合金除了经常用作氯碱生产的电极材料，也可作为生物医用材料。
钛合金具有良好的生物相容性。与人体自然骨相近的弹性模量，减少了应力屏蔽效应，更有利于人骨的生长愈合[3]。2021年《Nature Communication》中的一篇名为“Self-activating anti-infection implant”的研究论文表明经过HA/MoS2涂层改性的Ti6Al4V（Ti6）钛合金种植体，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均表现出高效的抗菌作用，同时能通过促进间充质干细胞的成骨分化来加速骨再生[4]。此外，钛是无磁性的亲生物金属，在很大的磁场中也不会被磁化，因此钛制心脏起搏器不受雷雨天气的影响。
既然钛合金有这么多好处，我们是不是也可以用在色谱分析领域呢？
要知道，我们平常使用的色谱柱柱管大多数是不锈钢的，而一旦遇到一些金属敏感性化合物（如富电基团化合物，典型的磷酸、羧酸等），就有可能会遇到以下几个头疼的问题：当进样量比较低的时候，无法检测到色谱峰，甚至出现未知峰的漏检；RSD不稳定，峰面积逐针增加，需要很多针样品的钝化才能达到比较稳定的峰面积；质谱出现未知的加合物峰；峰形拖尾。这些都有可能是因为金属敏感性化合物与色谱柱管的表面金属发生了非特异吸附。为了解决这个痛点，（2018年4月）加利福尼亚托兰斯—作为分离科学领域拥有先进研发技术和生产能力的全球知名企业，美国Phenomenex公司推出了可以应用在药物领域、生物制药领域以及学术研究领域的新产品bioZen系列色谱柱。bioZen系列色谱柱的筛板和柱内管均使用了极高惰性的钛合金硬件，使其能达到更高的回收率和更好的峰形。同时，钛合金的高比强度，使色谱柱硬件的均一性得到保证，从而达到更优的批次重现性。
bioZen系列源于我们想客户所想，与我们密切合作的客户需要一款解决其所有生物分离需求的综合性产品。这是一个令人激动的产品组合，其颗粒、化学物质和生物兼容硬件都会不断扩展，此组合产品配合上我们行业专家的支持，能够帮助客户克服众多生物制剂界定方法的挑战。
——Simon Lomas
Phenomenex全球产品营销高级经理
大家想知道bioZen系列
具体有哪些产品和应用吗？
我们下回见分晓！
参考资料
[1].钛的特性及其应用：浅谈钛的应用基础[J].钛工业进展,1997,14(2):41-45.
[2].SPS Technologies, Inc, Superalloys Developed by SPS Technologies for Aerospace Fasteners,. 1998
[3].C.莱茵斯,M.皮特尔斯.陈振华等译.钛与钛合金[M].北京:化学工业出版社,2005.
[4].Fu, J., et al., Self-activating anti-infection implant. Nat Commun, 2021. 12(1): p. 6907.
