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1、超高效液相色谱,目 录,1.绪论,ACQUITY UPLCTM系统,超高效液相色谱的发展,站在当今世界科技前沿的液相色谱用户现在又有了新的需求。首先是改进生产力的需求，因为大量的样品需要在很短的时间内完成；其次是在生化样品及天然产物样品的分析中，样品的复杂性对分离能力提出了更高的要求；第三是在与质谱等检测技术联用时，也提出了更高的要求。由此，UPLC（超高效液相色谱）概念得以提出，将HPLC的极限作为自己的起点。,液相色谱40年的发展史是颗粒技术的发展史。颗粒度的改变直接影响到柱效，从而对分离结果产生直接影响。由下图可知：随着颗粒度的不断降低，色谱分离度不断提高。,基于1.7 m小颗粒技术的U
2、PLCTM，并非普通HPLC系统改进而成。它不但需要耐压、稳定的小颗粒填料，而且需要耐压的色谱系统(15,000psi)、最低交叉污染的快速进样器、快速检测器及优化的系统体积等诸多方面的保障，以充分发挥小颗粒技术优势。这就需要对系统所有硬件和软件的进行全面创新。,2.理论基础,在高效液相色谱速率理论中，Van Deemter方程式的简化表达式：如果仅考虑固定相的粒度 对 的影响，其简化方程式可表达为：,2.1 超高分离度,1,随着dp的降低，N值会增加；而N值增加，则Rs值增加,ACQUITY UPLCTM系统：1.7 m颗粒提供的柱效比5 m颗粒提高了3倍。1.7 m颗粒的分离度比5 m颗粒
3、提高了70。,UPLCTM与HPLC：分离度比较,UPLCTM用1.7 m颗粒提高了分离能力，可以分离出更多的色谱峰，从而对样品提供的信息达到了一个新的水平。,2.2 超高速度,高通量实验室始终要求在单位时间内提供更多的信息和处理更多的样品并保证提供高质量的数据。,较小的颗粒能超乎寻常地提高分析速度而不降低分离度。,1最佳流速 dp,颗粒度减小后，柱长可以按比例缩短而保持柱效不变,颗粒度越小，最佳流速也越大，进而可以通过提高流速来进一步加快分离速度,UPLCTM与HPLC：速度比较,由于ACQUITY UPLCTM系统用1.7 m颗粒，柱长可以比用5 m颗粒时缩短3倍而保持柱效不变，而且使分离
4、在高3倍的流速下进行，结果使分离过程快了9倍而分离度保持不变。,UPLCTM美国药典有关物质分析实例,原有HPLC分析需要三根不同的色谱柱，至少需要65分钟才能完成；UPLCTM使用了一根色谱柱，在1分钟内即可完成。,2.3 超高灵敏度,过去提高灵敏度的工作集中在检测器上，包括光学、质谱检测器。然而采用超高效色谱系统就能获得灵敏度的显著提高。,1峰高 Y,2.4 简单方便的方法转换,2.5 UPLCTM：最佳的质谱入口,由于色谱峰扩散不大，增加了峰浓度，有利于提高离子源的效率，因而使灵敏度至少提高了3倍。UPLCTM的超强分离能力有助于目标化合物与与之竞争电离的杂质的分离，从而可以使质谱检测器
5、的灵敏度因离子抑制现象的减弱或克服而得到进一步的提高。,HPLC-MS到UPLCTM-MS：灵敏度的额外提高,填料颗粒尺寸的演变,3.UPLC仪器,仅仅有小颗粒不能构成UPLCTM,大幅提高色谱柱的性能；第一要解决小颗粒填料的耐压问题，第二要解决小颗粒填料的装填问题。高压溶剂输送系统（超过15000psi）。完善的系统整体性设计，降低死体积。并解决超高压下的耐压及渗漏问题。快速自动进样器，降低进样的交叉污染。高速检测器。系统控制及数据管理，解决高速数据的采集、仪器的控制问题。,检测器：光学及/或质谱检测器 可调紫外或光电二极管矩阵 为UPLC专门优化的流动池 高速检测,色谱柱管理：创新的枢轴转
6、动设计 置色谱柱出口直接到检测器,样品管理器：低扩散XYZZ形式 快速进样周期 低交叉污染 样品盘及/或样品瓶 可选样品组织器,两元溶剂管理：高压混合 两元梯度 四溶剂选择 在线脱气 低扩散设计 UPLC的耐压能力,3.1 超高效液相色谱的C18色谱柱,固定相粒度直径可达1.7m色谱柱长可达3-5cm,3.1.1 色谱柱颗粒化学,3.1.2 色谱柱硬件,筛板、柱管和连接件，可在超过140MPa压力下装填，保证色谱柱高柱效和长寿命。,可记录进样次数、最大反压及温度智能芯片自动下载关键参数到色谱柱历史文件信息不可删除含有该色谱柱独特的分析证书,eCord 装置,3.2 超高效液相色谱的输液系统,3
7、.2.1 二元溶剂管理系统,高压混合二元梯度四溶剂选择在线脱气低扩散设计耐高压,3.2.2 UPLC超高压输液泵的特性,与普通HPLC的高压梯度系统相比，UPLC的梯度性能极佳,当梯度陡度为1%，梯度范围为90%-100%时，超高压输液泵的梯度运行曲线,UPLC的重现性,UPLC 34次进样分析烷基芳酮混合物保留时间的重现性,3.3 超高效液相色谱的高速检测器,UPLC光导检测器流通池示意图,采样速度快能减少谱带扩展以保持柱效灵敏度比HPLC提高2-3倍,3.4超高效液相色谱的自动进样器,针内针装置,外针刺破密封，内针插入样品容器底部吸取样品可达到微量取样（L取样）,减少死体积，降低谱带扩展快
8、速自动取样低扩散、低交叉污染,4 超高效液相色谱的应用,药物分析 如天然产物中复杂组分的分析 生化分析 如蛋白质、多肽、代谢组学等生化样品食品分析 如食品中农药残留的检测环境分析 如水中微囊藻毒素的检测其他 如化妆品中违禁品的检测,高分辨串联质谱QTOF micro,灵敏度高(pg-fg级)和选择性强得到的质谱谱图数据完整、品质高。因而，在天然产物，新药开发，药代研究和蛋白质组学领域的定性、定量分析研究方面占有重要地位。,超高效液相色谱的展望,UPLC可以更快的速度和更高的质量完成以往HPLC的工作，为用户节省宝贵的时间和日常溶剂消耗，从而获得最大的投资回报。UPLC的高分离度可从容面对复杂组份（如蛋白质与代谢组学等生化领域、天然产物）分离的挑战。UPLC的高灵敏度可检测更加痕量的目标化合物。UPLC的快速分析大量样品，实现高通量。,
