1 引言：當硅膠的“酸性"成為干擾時

在正相固相萃取領域，硅膠柱是經典的選擇。然而，硅膠表面的硅羥基具有一定酸性，這一特性在處理堿性化合物時可能適得其反——堿性目標物或雜質會被不可逆地吸附，導致回收率低下、峰形拖尾。Diol（二醇基）固相萃取柱正是為解決這一難題而生的替代方案。

Diol柱在硅膠基質上鍵合了1,2-二羥基丙基醚功能團，其極性特征與硅膠相似，但酸性顯著降低。這種“去酸性化"的設計使其成為硅膠柱的理想替代品——它保留了硅膠對極性化合物的選擇性，同時消除了硅羥基對堿性物質的非特異性吸附。從植物油中磷脂組成的分析，到生物尿液中藥物代謝物的檢測，再到聚糖混合物的分離純化，Diol柱以其獨特的“中性極性"特性，在正相固相萃取領域占據著不可替代的位置。

2 Diol固相萃取柱的物理化學基礎

2.1 填料結構與二醇基功能團

Diol固相萃取柱的核心是二醇基鍵合硅膠。它以高純硅膠為基質，通過硅烷化反應在硅膠表面鍵合1,2-二羥基丙基醚基團（-Si-(CH?)?-O-CH?-CH(OH)-CH?OH）。這一結構含有兩個相鄰的羥基，提供了豐富的氫鍵作用位點，使其能夠通過極性相互作用保留目標化合物。

表：Diol固相萃取柱典型填料參數

2.2 雙重保留機制：正相為主，反相為輔

Diol柱的獨特之處在于其“可切換"的保留模式，這得益于其功能團的巧妙設計：

正相模式（主要模式）：當在非極性有機溶劑中使用時，Diol功能團的兩個羥基作為極性位點，與含有-OH、-NH、-C=O等官能團的分子形成氫鍵，實現正相保留。由于二醇基的酸性遠低于硅羥基，Diol柱對堿性化合物的非特異性吸附顯著減少，峰形和回收率均有改善。

反相模式（輔助模式）：丙基間隔臂（-CH?-CH?-CH?-）提供了額外的疏水相互作用。當在含水溶劑體系中操作時，Diol柱可通過反相機制保留疏水性目標物。這種雙重特性使Diol柱在方法開發(fā)中具有更大的靈活性——通過調整溶劑配比，可在正相和反相之間“自由切換"。

2.3 Diol vs. 硅膠：何時選擇Diol？

選擇決策：當使用硅膠柱時，若硅膠的酸性導致堿性雜質保留或目標物回收率低下，應換用Diol柱。Diol柱同時適用于需要正相和反相切換的復雜方法開發(fā)場景。

2.4 目標物選擇性：哪些化合物適合Diol？

Diol柱可萃取極性和非極性化合物，主要應用對象包括：

極性化合物（正相模式）：

·         植物油中的色素、酚類、磷脂組成分析

·         不同種類前列腺素的同分異構體分離

·         化妝品中的抗生素提取

非極性化合物（反相模式）：

·         尿液等生物基質中的四氫大（da）麻酚（THC）等藥物及代謝物

·         蛋白和多肽（通過疏水相互作用）

·         聚糖混合物的分離純化

3 標準化操作流程與條件優(yōu)化

3.1 正相模式操作程序

Diol柱的正相模式操作與硅膠柱類似，但活化溶劑的選擇更加靈活：

1. 活化與平衡：

·         向Diol柱中加入弱極性有機溶劑（如正己烷、二氯甲烷）活化

·         活化后保持柱床濕潤，避免干涸

2. 上樣：

·         樣品溶解于非極性或弱極性有機溶劑中

·         控制流速在1-2 mL/min

3. 淋洗：

·         使用弱極性溶劑淋洗去除非極性雜質

·         淋洗溶劑強度應低于洗脫溶劑

4. 洗脫：

·         逐步增加溶劑極性（如正己烷→乙酸乙酯→甲醇梯度）

·         收集洗脫液，濃縮后分析

關鍵要點：當正相條件下不需要硅膠本身的酸性時，Diol是更好的選擇。

3.2 反相模式操作程序

Diol柱的反相模式操作與C18類似，但疏水作用較弱：

1. 活化與平衡：

·         依次加入甲醇和水活化

2. 上樣：

·         樣品為水相或高水相溶液

·         Diol的疏水保留較弱，適合需要“弱保留"的場景

3. 淋洗：

·         用水或低比例有機溶劑淋洗去除極性干擾物

4. 洗脫：

·         使用高比例有機溶劑（如甲醇）洗脫

選擇決策：當反相條件下需要相互作用很弱的情況時，可以選擇Diol。

3.3 方法開發(fā)的關鍵參數

溶劑選擇的靈活性：Diol柱允許使用極性溶劑進行活化，這是其優(yōu)于硅膠的重要特點。在萃取方法中需要使用極性溶劑對極性吸附劑進行活化時，與硅膠相比，Diol是更好的選擇。

異構體分離能力：Diol具備硅膠基質區(qū)分同分異構體化合物的能力。通過調整溶劑極性，可以將不同種類的前列腺素等結構相似化合物分離。

流速控制：上樣和洗脫階段流速應控制在1-2 mL/min以內，以保證充分的傳質效率。活化與平衡階段可采用較高流速以提高效率。

4 主流應用領域與方法驗證

4.1 植物油中磷脂組成的分析

Diol柱在植物油分析領域應用廣泛，特別適用于磷脂、色素和酚類物質的分離。

應用原理：植物油中的磷脂含有磷酸基和季銨基，是極性較強的化合物。Diol柱在正相條件下可有效保留磷脂組分，通過梯度洗脫實現不同類別磷脂（如PC、PE、PI、PS）的分離，為油脂品質評價提供依據。

4.2 生物基質中藥物及代謝物的檢測

Diol柱在尿液、血漿等生物基質中的藥物分析中表現優(yōu)異。

四氫大（da）麻酚（THC）的提取：Diol柱可通過反相模式從尿樣中提取THC等非極性代謝物。鍵合相上的碳鏈提供了足夠的非極性作用力來保留疏水性樣品。

化妝品中抗生素的檢測：賽分科技將Diol柱列為化妝品中抗生素提取的推薦產品。中儀宇盛的應用方案同樣涵蓋化妝品中抗生素的分析。

4.3 聚糖與生物大分子的分離純化

Diol柱在糖生物學領域有獨特應用價值：

聚糖混合物的分離：Diol柱可分離不同聚合度的聚糖混合物，為糖蛋白分析和糖類藥物質量控制提供前處理手段。

蛋白和多肽的提取：通過疏水相互作用機理，Diol柱可用于蛋白和多肽的分離，適用于脫鹽和樣品富集。

4.4 與C18混合柱萃取有機堿

Diol柱可與C18混合使用，用于萃取有機堿化合物。這一組合利用了Diol的極性作用和C18的疏水作用，實現對堿性化合物的協同保留。

表：Diol固相萃取柱典型應用

5 Diol的技術定位：在SPE產品譜系中的選擇策略

5.1 正相固相萃取“四選一"

在正相固相萃取領域，Diol與硅膠（Silica）、Florisil、氧化鋁（Alumina）構成主要產品矩陣：

5.2 Diol vs. 硅膠：選擇決策框架

優(yōu)先選擇Diol的場景：

·         目標物為堿性化合物，在硅膠上回收率低或峰形差

·         需要使用極性溶劑活化吸附劑（硅膠對極性溶劑敏感）

·         需要正相/反相雙模式切換的復雜方法開發(fā)

仍可選擇硅膠的場景：

·         目標物為中性或酸性化合物，硅膠表現良好

·         成本優(yōu)先，且無堿性干擾問題

5.3 等效產品信息

Diol固相萃取柱的市場產品與Waters Sep-Pak Diol和Agilent Bond Elut 2OH等效。主要品牌包括：

·         廣州信譜徠（SimplyGreen Diol）

·         賽分科技（二醇基SPE柱）

·         月旭科技（Welchrom Diol）

·         百靈威（J&K Scientific Diol）

6 技術局限與發(fā)展趨勢

6.1 當前面臨的技術挑戰(zhàn)

Diol固相萃取柱在實際應用中存在若干局限。首先，作為硅膠基質產品，pH耐受范圍有限（2-8），在強酸或強堿條件下填料易水解。其次，Diol的疏水相互作用較弱，在反相模式下的保留能力不如C18等專用反相柱。此外，Diol的應用方法開發(fā)相對不足，與硅膠柱相比成熟應用較少。

6.2 自動化與標準化方向

Diol柱可適配自動固相萃取系統(tǒng)，隨著自動化前處理設備的普及，Diol柱的操作將向高通量、標準化方向發(fā)展。賽默飛等廠商已提供HyperSep Diol系列產品，適配自動化SPE系統(tǒng)。

6.3 高純度產品的工藝保障

廣州信譜徠等廠商其Diol產品質量穩(wěn)定，重現性好，裝量相對標準偏差（RSD）＜5%；填料潔凈，完全沒有空白背景干擾；回收率高，加樣10~100ppm回收率在90%-110%范圍內。這些質量指標為方法開發(fā)和批次間一致性提供了保障。

7 結語

Diol（二醇基）固相萃取柱以其1,2-二羥基丙基醚鍵合相為核心，在保留硅膠極性選擇性的同時大幅降低了表面酸性，成為堿性化合物正相分析的理想選擇。從植物油中磷脂組成的品質評價，到尿液中藥物代謝物的毒理學篩查，再到聚糖混合物的生化分離，Diol柱以其“中性極性"的獨特定位，在正相固相萃取產品譜系中占據著不可替代的位置。

當硅膠的酸性成為干擾而非助力時，Diol是理想替代方案；當需要在正相和反相之間靈活切換時，Diol是值得考慮的選擇。隨著自動化前處理技術的普及和應用方法的不斷豐富，Diol固相萃取柱將繼續(xù)在食品安全、生物分析和藥物研發(fā)等領域發(fā)揮重要作用，為分析化學家提供更純凈、更靈活的前處理解決方案。