几类固相萃取柱使用的填料产品概述
几类固相萃取柱使用的填料产品概述
张 策
天津博瑞健合色谱技术有限公司 天津300070
作为样品前处理和条件实验等有效的实验器材，固相萃取柱（SPE柱）已被广泛地使用。SPE柱品牌纷杂，种类繁多，规格不一，尤其是一些无具体注释或描述不确定，甚至不确定标注的牌号，给众多使用者带来不便，甚至误导。规范的文字说明应包括：柱体的容积和填料的重量如500mg／6ml，填料的基质以及表面基团的种类如硅胶基质键合C18、聚苯乙烯基球表面磺酸基即表面磺化等，这样即使是不同的产品牌号，也可实现相互替代而方便使用者。固相萃取柱的柱体应高纯光洁，在使用有机溶剂时无溶出，筛片无杂质，筛孔孔径大小合适，孔分布均匀。本文重点讲述的是固相萃取柱使用的填料，通过描述一些填料的基质、结构、表面特征，使读者对不同牌号的SPE产品的性质、种类有一个初步的了解。
一、 硅胶基质的SPE填料
所谓硅胶基质指的是具有一定孔径和比表面积的硅胶颗粒，通过键合或其它化学或物理手段使硅胶表面改性，从而具有某种色谱性能。目前国内外使用最多的用来制造SPE填料的硅胶有60埃和100埃两种孔径规格，颗粒直径多为40－60μ，孔径为60埃的硅球是国外填料使用较多的基质，来源于大规模的工业生产线，生产的大量硅胶产品可用于日用化妆品工业，环境治理和家庭宠物饲养等多方面，因此货源充足，但键合改性后被键合在硅胶表面的基团数量（即键合量）相对较低，会影响填料的使用期，下面所述的硅胶基质SPE填料都以100埃孔径为例。
1、－C18、－C8、－C4、－C6H5等非极性填料。
它们分别是在硅胶表面键合十八烷基、辛基、丁基、苯基的非极性SPE填料，残余的硅羟基可用小分子硅烷“封尾”处理，以称做“钝化”，即将硅胶表面的极性点降到最低，也有些此类填料不经封尾处理，目的是使填料略带一些极性，增加其亲水性，但使用寿命会降低。上述填料具有工艺成熟，质量稳定性高，应用范围广，经济耐用等优点，不足之处是耐碱性差，一般使用PH为2～9。如无特殊说明，SPE柱上的标识为－C18、－C8等，指的都是此类填料，包括国内品牌YWG－C18、YWG－C8等，国外品牌LRP－2、PrepODS等。在此提示一点，“ODS”即十八烷基三氯硅烷的缩写字母，和“－C18”有着相同的含意。填料产品的理化参数应包括颗粒度（粒径）、孔径、比表面积和键合量或键合率，键合量用碳含量表示，一般C％＝18～20%，碳含量过高，会增加样品在固定相上的保留时间，过低会影响填料的分离效能或吸附性能。
2、－SiO2、－NH2、－CN、－(OH)2等极性填料
－SiO2即为硅胶表面只有硅羟基的极性填料，也可称为空白硅胶，要求表面Ca、Mg、Fe等杂质尽可能小，因为硅胶表面的金属杂质会与某些微量样品产生螯合作用而形成不可逆的吸附。－NH2为表面键合氨丙基，－CN为表面键合氰丙基，而－(OH)2为二醇基，也称为Diol，其作用机理类似于空白硅胶填料，而极性吸附能力低于硅胶填料。硅胶基质的极性填料中，YWG－NH2、YWG－SiO2等均为国产填料，性能与国外的PSA、PorasilA等相当。用它们装填的SPE柱都应标出－NH2、－CN等极性基团的种类，同时标明或说明填料为硅胶基质。
3、硅胶基质的离子型填料
可分为强阳离子填料SCX，强阴离子填料SAX，弱阳离子填料－COOH，弱阴离子填料－NH2等。由于使用离子型SPE柱多在碱性条件下，而硅胶的耐碱性能较差，故离子型填料多由有机基质的基球合成而得。
二、有机基质的SPE填料
这里的“有机基质”指的是聚苯乙烯或聚二乙烯苯等有机聚合物微球，耐酸碱是它的特点，但很难达到硅胶那样的高纯度，因为有机微球合成中的各种反应副产物及添加剂的除去是比较困难的工序，在有机溶剂的存在下，有机微球会有微量的杂质溶出，影响实验的准确度。做为SPE填料，按照引入官能团的工艺大体可分为三种。
1、无需引入官能团而直接使用的有机填料，如大孔吸附树脂类，只是微球的孔和非极性的表面在起作用，此类填料牌号繁多，使用者易被混淆，无论是哪一国的产品都应标注非极性吸附树脂并注明孔径。
2、有机基球合成中引入官能团的SPE填料，如HLB、国产的GDX－403、GDX－502等，引入基团有氮杂球、氰基、羧基等。针对一些有复杂结构的较大分子样品，此类样品效果独特。
3、在有机基球上键合官能团的SPE填料，如有机基质的强阳离子和强阴离子填料，表面所键合的离子交换基团与前述硅胶基质的离子填料相同，它们除具有离子交换性质外，耐酸碱能力强。牌号为PCX、MCX、PAX、MAX等。
三、无机吸附剂型SPE填料
此类型包括氧化铝、硅胶、硅藻土、硅镁吸附剂（也称弗罗里硅土、Florisil）、活性碳、石墨化碳等，填料要求纯度要高，无水溶性或油溶性杂质。此类SPE柱填料组份简单，无论是何种牌号都应简单明确标注。
结语：固相萃取柱的应用基于液相色谱理论，SPE填料也是液相色谱填料的一个使用范畴，无论SPE柱的经营者还是使用者都应明确SPE柱属于液相色谱柱的一个分支，所谓的“固相色谱”、“固相柱”的词语都是极其不专业的，另外，为加强自有产品的垄断性而有意忽略SPE柱的标识或不明确填料的结构，这些做法也是不可取的。
参考文献：略
作者简介：张策，男，高级工程师 电话：022－23345268
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