(沃特世)UPLC超高效液相色谱介绍

waters uplc 超高液相色谱仪使用方法概述及解释说明1. 引言1.1 概述本文旨在介绍和解释Waters UPLC超高液相色谱仪的使用方法。

超高液相色谱技术作为一种快速、高效、灵敏的分析方法，已广泛应用于生命科学、环境监测、药物研发等领域。

而Waters UPLC超高液相色谱仪则作为当前市场上领先的仪器之一，拥有先进的特点和优势。

1.2 文章结构本文将按照如下结构来进行介绍和说明：首先，在第2部分中，我们将对Waters UPLC超高液相色谱仪进行详细的介绍，包括其工作原理、构成和组件以及特点和优势。

然后，在第3部分中，我们将概述超高液相色谱分析方法的基本步骤，并重点讨论样品准备工作、色谱柱和流动相选择与优化以及仪器参数设置与调节等方面的内容。

接着，在第4部分中，我们将详细解释使用Waters UPLC超高液相色谱仪的具体步骤和操作说明，包括开机与准备工作、样品处理与注射操作以及方法运行与数据分析等方面。

最后，在第5部分中，我们将总结使用过程中的经验和解决技巧，并展望超高液相色谱在分析领域中的发展方向和应用前景。

1.3 目的本文旨在帮助读者全面了解Waters UPLC超高液相色谱仪的使用方法，包括仪器介绍、分析方法概述以及具体操作步骤。

通过阅读本文，读者将能够熟练运用该仪器进行高效、准确的样品分析，并对超高液相色谱技术在各个领域中的应用前景有更深入的了解。

同时，我们也希望通过分享使用经验和问题解决技巧，能够为相关科研人员提供一些实用的参考和指导。

2. Waters UPLC超高液相色谱仪介绍2.1 原理Waters UPLC（Ultra Performance Liquid Chromatography）超高液相色谱仪是一种高效的色谱分析技术。

其原理基于传统液相色谱，通过使用减小粒径和增强填充剂的方式，实现更高的分离效率和分辨率。

UPLC仪器利用高压泵将样品溶液加速通过色谱柱，在极短的时间内完成分离、富集和检测。

超高效液相色谱(UPLC)超高效液相色谱技术（ultra performance liquid chcromatography，简称UPLC）是一种综合了小颗粒填料、非常低系统体积(死体积)及快速检测手段等全新的检测技术。

在全面提升HPLC的速度、灵敏度及分离度的同时，保留其原有的实用性及原理。

基于小颗粒技术的UPLC，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（可达1.7µm），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。

世界第一个商品化UPLC产品是Waters ACQUITY UPLC TM超高效液相色谱系统，它于2004年3月投入市场。

图1：填料技术的沿革1．小颗粒填料改善分离的理论与科学基础液相色谱30年的发展史是颗粒技术的发展史。

颗粒大小的改变直接影响到柱效，从而对分离结果产生直接影响。

由上图可知：随着颗粒度的不断降低，色谱分离度不断提高。

事实上，上述规律的理论基础是著名的Van Deemeter方程。

Van Deemeter方程是色谱科学家预测颗粒度变化而引起的色谱变化的根本依据。

Van Deemeter曲线（见图2）预测最佳柱效与相应的流动相流速。

由Van Deemeter方程得知：随着颗粒度减小，相应的理论塔板高度（HETP）也下降，得到的柱效会更高。

还应该注意到1.7 µm颗粒的HETP最小值区域扩大了（见图2），这表明可以在比大颗粒更宽的流量范围内得到最高的柱效，结果可以不损失高分离度的同时来适当提高流动相的流速（分析速度）。

小颗粒填料为色谱分离带来如此的高柱效和速度优势，使得利用小颗粒技术成为色谱科学家梦寐以求的目标。

然而HPLC系统的设计，一直难于发挥出最小颗粒的优点。

小颗粒技术的运用，不但要求仪器在超出目前限度（6000 psi/ 400 bar）的压力下工作，同时要求仪器系统的死体积要更小，以便不影响梯度性能，而且还要检测器能高速检测出峰宽只有几秒的色谱峰。

超高效液相色谱UPLC在药物分析上的应用超高效液相色谱（UPLC）近年来发展迅速，由于其灵敏度高、高分离度以及耗时少等优点而被广泛应用。

本文对高效液相色谱的工作原理及其在药物分析上的应用进行综述。

标签：超高效液相色谱；药物分析；应用0 引言目前，液相色谱已经成为用于分析的主要方法之一。

高效液相色谱在生物化学、食品科学、环境检测、药物分析等领域得到了广泛的应用。

其主要原因是HPLC具有分析速度快、分离效率高、检测灵敏度高、适用范围广、样品处理简单等特点。

2004年3月，由Waters公司率先推出了第一台商品化的超高效液相色谱系统（Ultra Performance liquid chromatography，UPLC）。

它不但继承了传统HPLC的所有优点，而且在速度和分离程度以及灵敏度这些方面都有了显著的提高。

因此，UPLC在药物分析等领域获得了极大的应用。

本文对UPLC的主要原理以及它在药物分析领域的应用做了阐述。

1 UPLC的原理UPLC和HPLC都以范德米特（Van Deemeter）方程为理论基础。

HETP=AdP+B/v+CdP2V，其中HETP表示理论塔板高度；A表示涡流扩散系数；dP表示填充料粒径；B表示分子径向扩散系数；C表示传质因子；v表示流动相线速度。

根据这个方程可以看出颗粒度越小柱效越高；颗粒度不同，最适流速也不相同；更小的颗粒度使最高柱效点向更高流速（线速度）方向移动，而且有更宽的线速度范围。

因此，减小颗粒度不但能够提高柱效，而且还能提高分析速度。

UPLC与HPLC相比解决了色谱填料耐压和小颗粒填料的填装问题。

采取小于2微米的色谱填料，大大的提高了色谱柱的性能，并且极大的缩短了开发方法所需的时间，使其与HPLC色普柱有了质的飞跃。

超高效液相色谱与传统的高效液相色谱相比具有很多有点。

（1）分析速度快，Nguyen等[2]分别用1.7um的色谱柱的UPLC和5um的色谱柱的普通高效液相色谱法分析尼泊金酯累同系物，在分离度保持不变的情况下分析速度提高了8倍。

UPLC（超高效液相色谱）简介超越HPLC随着科学技术的进步，对液相色谱技术的要求也不断提高，单从技术角度的改进已经不行。

这就需要同时从科学与技术的角度出发，或者说从理论高度对液相色谱重新认识。

因此，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。

在1996年，Waters公司推出Alliance HPLC时的主要目标是提高液相色谱的"精度"。

当时多数公司都认为HPLC技术已经发展到极致了、而同时用户对性能没有更高的需求，因此HPLC的目标应该是降低成本、走向更低的价格以获得更广泛的应用。

针对这样的观念，Waters公司提出：HPLC的技术没有到达极限，用户对HPLC有更高的要求，HPLC精度的提高对更好、更可靠的结果有极大的益处，对法规的遵从也是一个极大的促进。

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，例如代谢组学分析；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MS及MS/MS等检测技术联用时，对连接的质量提出了更高的要求。

简而言之，我们需要"更快地得到更好的结果"。

今天我们发现，随着科学技术的进步，对液相色谱技术的要求也不断提高，单从技术角度的改进已经不行。

这就需要同时从科学与技术的角度出发，或者说从理论高度对液相色谱重新认识。

因此UPLC（超高效液相色谱）概念的提出也就十分自然。

简而言之，UPLC是用HPLC的极限作为自己的起点。

理论基础早在1956年，J.J van Deemter就发表了他著名的理论：van Deemter曲线及其方程式。

最早这个理论是用在气相色谱上的，但是后来出现的液相色谱上也能应用这个理论。

Waters公司引入UPLC的概念就是由研究这个著名的方程式开始。

首先探讨一下这个著名的方程式。

超高效液相色谱(UPLC TM)：重新定义液相色谱分离科学的能力随着首次成功地使用小颗粒得到惊人的分离能力而进入了一个新的时空。

这个新的色谱领域，所谓超高效液相色谱（UPLC TM），与传统的HPLC技术相比提供了更高的效率，因而具有更强的分离能力。

作为世界第一个商品化UPLC TM产品的Waters ACQUITY UPLC TM超高效液相色谱系统，利用创新技术进行整体设计，大幅度地改善了液相色谱的分离度、样品通量和灵敏度。

UPLC TM的商品化，是分离科学和技术的巨大进步，液相色谱亦由此进入了全新的时代。

基于1.7 μm小颗粒技术的UPLC TM，与人们熟知的HPLC技术具有相同的分离原理。

不同的是：UPLC TM不仅比传统HPLC具有更高的分离能力，而且结束了人们多年不得不在速度和分离度之间取舍的历史。

使用UPLC TM可以在很宽的线速度、流速和反压下进行高效的分离工作，并获得优异的结果。

小颗粒分离的理论与科学基础图1：填料技术的沿革液相色谱30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，从而对分离结果产品直接影响。

由上图可知：随着颗粒度的不断降低，色谱分离度不断提高。

事实上，上述规律的理论基础是著名的范德米特(van Deemeter)方程――这是全世界所有从事色谱研究的科学家熟知的理论。

由此得到的范德米特(van Deemeter)曲线，亦是色谱科学家预测颗粒度变化而引起的色谱变化的根本依据。

该曲线预测最佳柱效与相应的流动相流速。

由曲线得知：随着颗粒度减小，相应的理论塔板高度（HETP）也下降，得到的柱效会更高。

还应该注意到1.7 μm颗粒的HETP最小值区域扩大了，这表明可以在比大颗粒更宽的流量范围内得到最高的柱效，结果可以不损失高分离度的同时来优化流速（分析速度）。

小颗粒为色谱分离带来如此的高柱效和速度优势，使利用小颗粒技术成为色谱科学家梦寐以求的目标。

然而HPLC系统的设计，一直苦于难于发挥出最小颗粒的优点。

什么是UPLC？和HPLC有什么区别？UPLC是一个新兴的领域，今日就跟大家共享一些干货。

UPLC：超高效液相色谱（Ultra Performance Liquid Chromatography）色谱理论认为提高色谱柱的效能（efficiency）就能增加仪器的解析度（resolution），而运用粒径低于2m的小颗粒无疑是增加效能的好方法。

但减小固定相的粒度以增加色谱柱效能始终的色谱仪器科学的瓶颈，由于小颗粒不仅要求系统能承受高于目前极限压力（比如9000psi），需要更小的系统体积（死体积），并且需要能适应可能只有几秒峰宽的高速检测器。

UHPLC：超高效液相色谱(Ultra-High Performance Liquid Chromatography)特点是工作压力超过6000 psi或工作温度超过环境温度的应用。

由于 UHPLC 应用中使用的硬件通常可以承受 9000 psi或更高的系统压力，因此色谱工作人员可以使用由更高级固相（其颗粒远远小于传统的5 m直径硅胶）填充的色谱柱。

采纳颗粒更小的固相不仅可以实现更高的辨别率，同时还能缩短整体分析时间。

HPLC：高效液相色谱（High Performance Liquid Chromatography）又称"高压液相色谱'、"高速液相色谱'等。

高效液相色谱是色谱法的一个重要分支，以液体为流淌相，采纳高压输液系统，将具有不同极性的单一溶剂或不同比例的混合溶剂、缓冲液等流淌相泵入装有固定相的色谱柱，在柱内各成分被分别后，进入检测器进行检测，从而实现对试样的分析。

该方法已成为化学、医学、工业、农学、商检和法检等学科领域中重要的分别分析技术。

UPLC和HPLC的区分与传统的高效液相色谱(HPLC)相比，UPLC具有高分别度(ultra resolution)、高速度(ultra speed)、高灵敏度(sensitivity)等优势。

色谱分析（中国药科大学）超高效液相色谱(UPLC)超高效液相色谱(UPLC)超高效液相色谱技术（ultra performance liquid chcromatography，简称UPLC）是一种综合了小颗粒填料、非常低系统体积(死体积)及快速检测手段等全新的检测技术。

在全面提升HPLC的速度、灵敏度及分离度的同时，保留其原有的实用性及原理。

基于小颗粒技术的UPLC，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（可达 1.7µm），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。

世界第一个商品化UPLC产品是Waters ACQUITY UPLC TM超高效液相色谱系统，它于2004年3月投入市场。

图1：填料技术的沿革1．小颗粒填料改善分离的理论与科学基础液相色谱30年的发展史是颗粒技术的发展史。

颗粒大小的改变直接影响到柱效，从而对分离结果产生直接影响。

由上图可知：随着颗粒度的不断降低，色谱分离度不断提高。

事实上，上述规律的理论基础是著名的Van Deemeter方程。

Van Deemeter方程是色谱科学家预测颗粒度变化而引起的色谱变化的根本依据。

Van Deemeter曲线（见图2）预测最佳柱效与相应的流动相流速。

由Van Deemeter 方程得知：随着颗粒度减小，相应的理论塔板高度（HETP）也下降，得到的柱效会更高。

还应该注意到1.7 µm颗粒的HETP最小值区域扩大了（见图2），这2表明可以在比大颗粒更宽的流量范围内得到最高的柱效，结果可以不损失高分离度的同时来适当提高流动相的流速（分析速度）。

小颗粒填料为色谱分离带来如此的高柱效和速度优势，使得利用小颗粒技术成为色谱科学家梦寐以求的目标。

然而HPLC系统的设计，一直难于发挥出最小颗粒的优点。