干货丨硅胶键合C18 与HLB小柱的性能差异比较

首先，我们先来看看硅胶键合C18和HLB小柱的构造：

通过两种小柱的构造，我们发现他们都能够提供非极性作用力，这种非极性作用力发生于碳-氢键与碳-氢键之间，这是一种很弱的作用力，大约在1-5 Kcal/mol。该作用力没有选择性，因此对于能够发生碳-氢键作用的目标物都可以使用Si-C18或者HLB小柱去萃取富集。

对于硅胶键合-C18小柱，键合的C18官能团，提供了非极性的主作用力，未封端的-SiOH提供了一定的极性保留能力。

而对于HLB小柱，其基体为苯乙烯基-二乙烯基苯，主要作为替代硅胶-C18的小柱而被开发出来，并且需要适应极性溶剂（通常是水）的上样环境，进行亲水性修饰，也就是键合亲水基团（N-吡咯烷酮），避免上水样时，疏水官能团蜷缩，而亲水基团提供了氢键和离子交换的次级作用力。

硅胶键合C18的不稳定性，在于其特定的骨架键合方式对于环境pH耐受性。当环境pH>2时，-SiOH会解离成-SiO-，其能够提供对可形成阳离子的碱性物质的保留；当pH增大到9时，Si-O键就变得极不稳定，容易断裂，因此碱性条件下的硅胶变得极易溶解和柱床坍塌；当pH小于2时，其Si-C键变得不稳定；因此我们的硅胶键合C18的pH耐受性范围是2-8。

对于HLB小柱，其主要结构为C-C键，因此对于pH的耐受性就非常强，其pH耐受性范围是1-14，这也是为什么现在越来越多的离子交换小柱的基体改变成聚合物基体的原因。但是聚合物小柱也有弱点，其容易在使用过程中发生溶剂溶胀，特别是对于含氯代烃的试剂以及四氢呋喃等等。

硅胶键合C18小柱，由于其表面疏水性，当上样溶剂为极性水溶液时，疏水官能团就会发生蜷缩，因此使用前需要用极性有机试剂活化（疏水官能团得以舒展），再过渡到水溶剂（保持其吸附活性）。活化平衡的步骤不可避免，该步骤直接影响萃取效率。

而对于HLB小柱，虽然其基体苯乙烯基-二乙烯基苯也是疏水性材质，但是在疏水性的官能团中夹杂键合亲水的N-吡咯烷酮，因此其在耐水性环境，填料不会排斥水溶剂，其吸附萃取特性也能很好保留，因此HLB小柱对于水样环境可以不进行活化平衡处理。

耐干涸性能是考察小柱在填料干涸后，对目标物的保留特性，当填料失去溶剂环境后，C18会蜷缩，需要用极性有机试剂使填料重新舒展，以保证其萃取活性，因此C18抗干涸能力非常差。而HLB由于亲水特性，其具有极强的耐干涸性，以下是两种小柱抗干涸能力对比实验数据：