10月8日，2025年諾貝爾化學(xué)獎揭曉，金屬有機框架（MOF）領(lǐng)域三位開創(chuàng)者——北川進(jìn)、理查德·羅布森和奧馬爾·亞吉共享殊榮。

這種由金屬離子與有機配體自組裝形成的多孔晶體材料，以其極高的比表面積和可調(diào)控的孔道結(jié)構(gòu)，正在能源、環(huán)境、醫(yī)療等領(lǐng)域引發(fā)革命。而MOF與色譜分析的結(jié)合，尤其是與高效液相色譜（HPLC）技術(shù)的融合，正悄然重塑分析化學(xué)的格局

分子世界的精巧構(gòu)筑：MOF為何與眾不同

MOF材料的獨特之處在于其可設(shè)計的精巧結(jié)構(gòu)。金屬離子作為節(jié)點，有機配體作為連接桿，通過精確的化學(xué)設(shè)計，自組裝形成具有規(guī)則孔道的晶態(tài)多孔材料。其比表面積高可達(dá)每克4500平方米，相當(dāng)于將一個足球場大小的面積壓縮到一茶匙粉末中。這使得MOF成為吸附、分離和催化反應(yīng)的理想平臺。

諾貝爾化學(xué)獎評委會指出，MOF為定制具有新功能的材料帶來了以前無法預(yù)見的機會。正是這種可定制的特性，讓MOF在分離科學(xué)中展現(xiàn)出巨大潛力。

HPLC分析的新引擎：MOF如何提升分離效能

HPLC作為一種高效率、高選擇性的分離技術(shù)，其核心在于色譜柱的固定相。研究表明，MOF材料在液相色譜分離中展現(xiàn)出多重分離機制協(xié)同作用的獨特優(yōu)勢，遠(yuǎn)超傳統(tǒng)固定相材料。

精準(zhǔn)篩分的分子衛(wèi)士

MOF材料憑借其精確可控的孔徑和高度有序的孔道結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)基于分子尺寸的精準(zhǔn)篩分。例如，在李曉欣等人撰寫的《金屬-有機骨架材料在色譜分離中的應(yīng)用》論文中提到，HKUST-1（孔徑9×9 ?）在分離1,3,5-(4-溴苯基)-苯（分子大小13.6 ?）和萘?xí)r，大分子因無法進(jìn)入孔道而首先洗脫，充分展現(xiàn)了分子篩效應(yīng)。

更重要的是，進(jìn)入孔道的分子與孔道的匹配度越高，其與孔內(nèi)壁的作用力越大，保留時間越長。這種精確的尺寸選擇性為分離化學(xué)性質(zhì)相似的化合物提供了全新解決方案。

多重作用機制的協(xié)同效應(yīng)

MOF在液相色譜分離中展現(xiàn)出π-π作用、氫鍵、疏水性和配位作用的協(xié)同機制：

π-π堆疊效應(yīng)：MIL-101(Cr)在分離乙苯和苯乙烯時，憑借苯乙烯與MOF材料更強的π-π作用，實現(xiàn)對苯乙烯的更強吸附

氫鍵識別：MIL-53(Al)在分離硝基苯胺時，通過硝基與MOF之間的氫鍵作用實現(xiàn)高效分離

手性識別：手性MOFs如[Zn2(bdc)(L-lac)(dmf)]·DMF能夠分離亞砜的(R)和(S)-對映異構(gòu)體，對(S)-異構(gòu)體表現(xiàn)出更強吸附能力

持久性有機污染物的高效分離

MOF在環(huán)境分析領(lǐng)域展現(xiàn)出獨特價值。MIL-53(Al)能夠有效分離多環(huán)芳烴（PAHs）和鄰苯二甲酸酯類污染物。其中，芘（0.82 nm）因大于MIL-53(Al)的孔徑（0.78 nm）而首先洗脫，其他物質(zhì)則根據(jù)疏水性依次分離。

UiO-66及其復(fù)合材料在分離多環(huán)芳烴時，憑借其剛性結(jié)構(gòu)和可調(diào)控的表面性質(zhì)，在正相和反相色譜中均展現(xiàn)出優(yōu)異的分離性能，為復(fù)雜環(huán)境樣品的分析提供了可靠工具。

中國科技的精準(zhǔn)之力：依利特液相色譜的產(chǎn)業(yè)擔(dān)當(dāng)

隨著MOF技術(shù)在分析化學(xué)中的應(yīng)用深化，對高效液相色譜儀器的要求也日益提高。依利特科技作為國產(chǎn)液相色譜儀的重要生產(chǎn)企業(yè)，其產(chǎn)品線覆蓋從常規(guī)分析到半制備、制備型的多種型號。

依利特3200L高效自動液相色譜儀具備高達(dá)10mL/min的寬流速范圍和130 MPa的高耐壓性能，適應(yīng)各種復(fù)雜分離需求。自動進(jìn)樣器支持自動稀釋和衍生功能，確保分離過程的高效與穩(wěn)定。這些技術(shù)進(jìn)步，為MOF固定相的充分發(fā)揮提供了堅實的檢測平臺。

未來已來：MOF與色譜聯(lián)袂演繹分析科學(xué)新篇章

MOF獲諾獎肯定，標(biāo)志著精準(zhǔn)化學(xué)設(shè)計時代的到來。在色譜分析領(lǐng)域，MOF正從三個方面推動變革：

高效分離：通過精確設(shè)計MOF孔徑和表面化學(xué)性質(zhì)，實現(xiàn)對手性分子、同系物和異構(gòu)體的高效分離，為藥物開發(fā)和環(huán)境分析提供新工具。

快速檢測：MOF的高吸附容量和選擇性，大幅縮短樣品前處理時間，提高分析效率，在食品安全監(jiān)測和臨床診斷中展現(xiàn)巨大價值。

定制分離：針對特定分離需求，可定制合成專用MOF固定相，實現(xiàn)傳統(tǒng)材料難以達(dá)到的分離效果。

從實驗室研究到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，中國科技界和企業(yè)界正積極參與這場材料革命。MOF不再只是化學(xué)家的玩具，而是正成為分析科學(xué)家手中的利器，在解決能源、環(huán)境、健康等全球性挑戰(zhàn)中發(fā)揮重要作用。

正如諾貝爾化學(xué)獎委員會所言：“金屬有機框架具有巨大的潛力，為定制具有新功能的材料帶來了以前無法預(yù)見的機會”。在色譜分析領(lǐng)域，這一機遇正變?yōu)楝F(xiàn)實。