切入正題之前，我們先來了解下色譜柱填料的常規(guī)生產(chǎn)工藝，從而了解封端步驟是在哪個(gè)環(huán)節(jié)，具有什么作用，有哪些優(yōu)缺點(diǎn)。

常規(guī)的液相色譜柱填料的生產(chǎn)工藝如下圖所示，其中左邊為傳統(tǒng)的A類硅膠生產(chǎn)工藝，右邊為主流B類硅膠的生產(chǎn)工藝（以Waters Xbrige BEH色譜柱為例）

【資料圖】

A類硅膠和B類硅膠的主要區(qū)別在于使用的起始物料不同，導(dǎo)致最終的硅膠純度不同，其中A類硅膠含較多的金屬雜質(zhì)，現(xiàn)在除一些特殊應(yīng)用外基本很少使用。

同時(shí)兩者的生產(chǎn)工藝都可以簡(jiǎn)單概括為：

1）硅膠顆粒的合成；

2）鍵合相的鍵合；

3）封端（若需要）。

鍵合相廣泛采用微粒多孔硅膠為基質(zhì)，用烷烴二甲基氯硅烷或烷氧基硅烷與硅膠表面的游離硅醇基反應(yīng)形成Si－O－Si－C鍵型的單分子膜而制成。硅膠表面的硅醇基密度約為5個(gè)/nm2，由于空間位阻效應(yīng)，不可能將較大的有機(jī)官能團(tuán)鍵合到全部硅醇基上，及其它因素的影響，使得約有40%～50%的硅醇基未反應(yīng)。

殘余的硅醇基對(duì)鍵合相的性能影響很大，特別是對(duì)非極性鍵合相，可以減小鍵合相表面的疏水性，對(duì)極性溶質(zhì)（特別是堿性化合物）會(huì)產(chǎn)生次級(jí)化學(xué)吸附，使溶質(zhì)在兩相之間的平衡速度減慢，降低鍵合相的穩(wěn)定性，使堿性組分的峰形拖尾，從而使保留復(fù)雜化。

為盡量減少殘余醇基，一般在鍵合反應(yīng)后用三甲基氯硅烷（TMCS）等進(jìn)行鈍化處理以提高鍵合相的穩(wěn)定性，此鈍化處理稱為封端。

那么什么時(shí)候我們需要封端呢？它的作用和目的是什么？

封端的目的是減少或屏蔽硅膠表面殘留的裸露在外的硅羥基。

它的主要作用有兩個(gè)：

1）通過封端，可以提高硅膠表面的穩(wěn)定性，增加柱壽命。因?yàn)樵谒望}會(huì)緩慢的溶解硅膠。

2）通過封端，可以減少活潑硅羥基與堿性化合物和陽(yáng)離子之間的二次相互作用，減少拖尾。因?yàn)樗嵝詶l件下的硅羥基（顯酸性，帶負(fù)電）容易與堿性化合物以及陽(yáng)離子發(fā)生相互作用。

說到這里，相信大部分人都明白了我們?yōu)槭裁匆舛耍蛘呤裁磿r(shí)候必須要使用封端的色譜柱了。那么，常見的封端技術(shù)和手段又有哪些呢？

最常規(guī)的封端是使用三甲基氯硅烷作為封端試劑，直接與硅羥基反應(yīng)。其次還有特殊的如多齒鍵合，使用螯合結(jié)構(gòu)，嵌入極性基團(tuán)或通過空間位阻來進(jìn)行硅羥基的保護(hù)。當(dāng)然，不同廠家的技術(shù)不同，命名方式也不同，也有多種技術(shù)的組合。

簡(jiǎn)單概括來說，個(gè)人理解的封端技術(shù)主要有以下三種：

1）硅羥基上引入保護(hù)基團(tuán)，即給硅羥基戴個(gè)帽子，endcap；

2）引入空間位阻較大的硅烷（或采用特殊的鍵合方式，如螯合結(jié)構(gòu)），即給硅羥基加個(gè)屏障，shield；

3）嵌入極性基團(tuán)（PG）形成水屏蔽層，另一種shied。

最后，我們?cè)賮砜偨Y(jié)下封端的優(yōu)缺點(diǎn)。

前面已經(jīng)提到，封端的優(yōu)點(diǎn)是一方面柱穩(wěn)定性較好，柱壽命長(zhǎng)；其次堿性化合物的拖尾現(xiàn)象可以明顯降低。

缺點(diǎn)：首先封端需要額外的生產(chǎn)工藝，自然生產(chǎn)成本較高；其次，不封端的色譜柱因硅羥基的存在使其與水系流動(dòng)相有更好的濕潤(rùn)性能，可以對(duì)極性化合物的分析提供更好的分離效果；另外，部分情況下可利用硅羥基產(chǎn)生的二級(jí)反應(yīng)作為額外的相互作用力來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物的分離。