干貨丨硅膠鍵合C18 與HLB小柱的性能差異比較

首先，我們先來(lái)看看硅膠鍵合C18和HLB小柱的構(gòu)造：

通過(guò)兩種小柱的構(gòu)造，我們發(fā)現(xiàn)他們都能夠提供非極性作用力，這種非極性作用力發(fā)生于碳-氫鍵與碳-氫鍵之間，這是一種很弱的作用力，大約在1-5 Kcal/mol。該作用力沒有選擇性，因此對(duì)于能夠發(fā)生碳-氫鍵作用的目標(biāo)物都可以使用Si-C18或者HLB小柱去萃取富集。

對(duì)于硅膠鍵合-C18小柱，鍵合的C18官能團(tuán)，提供了非極性的主作用力，未封端的-SiOH提供了一定的極性保留能力。

而對(duì)于HLB小柱，其基體為苯乙烯基-二乙烯基苯，主要作為替代硅膠-C18的小柱而被開發(fā)出來(lái)，并且需要適應(yīng)極性溶劑（通常是水）的上樣環(huán)境，進(jìn)行親水性修飾，也就是鍵合親水基團(tuán)（N-吡咯烷酮），避免上水樣時(shí)，疏水官能團(tuán)蜷縮，而親水基團(tuán)提供了氫鍵和離子交換的次級(jí)作用力。

硅膠鍵合C18的不穩(wěn)定性，在于其特定的骨架鍵合方式對(duì)于環(huán)境pH耐受性。當(dāng)環(huán)境pH>2時(shí)，-SiOH會(huì)解離成-SiO-，其能夠提供對(duì)可形成陽(yáng)離子的堿性物質(zhì)的保留；當(dāng)pH增大到9時(shí)，Si-O鍵就變得極不穩(wěn)定，容易斷裂，因此堿性條件下的硅膠變得極易溶解和柱床坍塌；當(dāng)pH小于2時(shí)，其Si-C鍵變得不穩(wěn)定；因此我們的硅膠鍵合C18的pH耐受性范圍是2-8。

對(duì)于HLB小柱，其主要結(jié)構(gòu)為C-C鍵，因此對(duì)于pH的耐受性就非常強(qiáng)，其pH耐受性范圍是1-14，這也是為什么現(xiàn)在越來(lái)越多的離子交換小柱的基體改變成聚合物基體的原因。但是聚合物小柱也有弱點(diǎn)，其容易在使用過(guò)程中發(fā)生溶劑溶脹，特別是對(duì)于含氯代烴的試劑以及4氫呋喃等等。

硅膠鍵合C18小柱，由于其表面疏水性，當(dāng)上樣溶劑為極性水溶液時(shí)，疏水官能團(tuán)就會(huì)發(fā)生蜷縮，因此使用前需要用極性有機(jī)試劑活化（疏水官能團(tuán)得以舒展），再過(guò)渡到水溶劑（保持其吸附活性）。活化平衡的步驟不可避免，該步驟直接影響萃取效率。

而對(duì)于HLB小柱，雖然其基體苯乙烯基-二乙烯基苯也是疏水性材質(zhì)，但是在疏水性的官能團(tuán)中夾雜鍵合親水的N-吡咯烷酮，因此其在耐水性環(huán)境，填料不會(huì)排斥水溶劑，其吸附萃取特性也能很好保留，因此HLB小柱對(duì)于水樣環(huán)境可以不進(jìn)行活化平衡處理。

耐干涸性能是考察小柱在填料干涸后，對(duì)目標(biāo)物的保留特性，當(dāng)填料失去溶劑環(huán)境后，C18會(huì)蜷縮，需要用極性有機(jī)試劑使填料重新舒展，以保證其萃取活性，因此C18抗干涸能力非常差。而HLB由于親水特性，其具有*的耐干涸性，以下是兩種小柱抗干涸能力對(duì)比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：