超高效液相色譜的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展前景

關(guān)于超高效液相色譜的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展前景色譜分離精度高，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，根據(jù)各種原理進(jìn)行分離的色譜法不僅普遍應(yīng)用于物質(zhì)成分的定量分析和檢測(cè)，而且廣泛應(yīng)用于生物物質(zhì)的制備分離和純化。是目前最好的生物純化技術(shù)。常見(jiàn)的分離方式蒸餾離心電泳過(guò)濾超濾色譜第2頁(yè),共27頁(yè)，2024年2月25日，星期天色譜分類(lèi)4231色譜柱狀色譜薄層色譜紙色譜色相色譜高效液相色譜超高效液相色譜第3頁(yè),共27頁(yè)，2024年2月25日，星期天色譜典型的儀器配置第4頁(yè),共27頁(yè)，2024年2月25日，星期天分離度色譜條件的優(yōu)化速度容量開(kāi)發(fā)液相色譜方法分辨率是色譜分離中主要考慮的因素在開(kāi)發(fā)色譜方法時(shí)，有很多因素是很重要的。除分辨率之外，以下幾個(gè)因素都要考慮。

靈敏度載樣量分析速度溶劑損耗第5頁(yè),共27頁(yè)，2024年2月25日，星期天Clicktoaddtitleinhere

自20世紀(jì)70年代以來(lái)，隨著高效液相色譜(HighPerformanceLiquidChromatography，HPLC)技術(shù)的不斷發(fā)展，美國(guó)Waters公司于2004年的匹茲堡會(huì)議上推出了最新研制的ACQUITY超高效液相色譜(UltraPerformanceLiquidChromatography，UPLC)，其采用1．7Ixm細(xì)粒徑的新型固定相，可獲得高達(dá)2萬(wàn)塊／m理論塔板數(shù)的超高柱效，并以系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)的創(chuàng)新技術(shù)，全面提升了液相色譜的速度、靈敏度和分離度，造就了液相色譜性能上的飛躍和進(jìn)步并形成分離科學(xué)的一個(gè)新興領(lǐng)域。超高效液相色譜第6頁(yè),共27頁(yè)，2024年2月25日，星期天Clicktoaddtitleinhere超高效液相色譜（UPLC）的原理UPLC的理論基礎(chǔ)為：

范德米特(VanDeemeter)方程HETP=AdP+B／v+CdP2HETP：理論塔板高度A：渦流擴(kuò)散系數(shù)由該方程可得出結(jié)論：顆粒度越小柱效越高；每個(gè)顆粒度尺寸有自己的最佳柱效的流速；更小的顆粒度使最高柱效點(diǎn)向更高流速(線(xiàn)速度)方向移動(dòng)，而且有更寬的線(xiàn)速度范圍所以降低顆粒度不但提高柱效，同時(shí)也提高速度。dlP：填料粒徑B：分子徑向擴(kuò)散系數(shù)C：傳質(zhì)因子為流動(dòng)相線(xiàn)速度第7頁(yè),共27頁(yè)，2024年2月25日，星期天vanDeemter曲線(xiàn)的提示ClicktoaddtitleinhereClicktoaddtitleinhere如果填料的顆粒繼續(xù)演變……第8頁(yè),共27頁(yè)，2024年2月25日，星期天未來(lái)的色譜:更小的顆粒度液相色譜30年的發(fā)展史是顆粒技術(shù)的發(fā)展史。顆粒度的改變直接影響到柱效，從而對(duì)分離結(jié)果產(chǎn)品直接影響。由上圖可知：隨著顆粒度的不斷降低，色譜分離度不斷提高。小顆粒分離的理論與科學(xué)基礎(chǔ)第9頁(yè),共27頁(yè)，2024年2月25日，星期天更小顆粒度所面臨的挑戰(zhàn)第10頁(yè),共27頁(yè)，2024年2月25日，星期天Clicktoaddtitleinhere小顆粒帶來(lái)生產(chǎn)力基于1．7m小顆粒技術(shù)的UPLC與人們熟知的高效液相色譜(HPLC)技術(shù)，具有相同的分離原理。不同的是，UPLC不僅比HPLC具有更高的分離能力，而且結(jié)束了人們多年不得不在速度和分離度之間取舍的歷史。使用UPLC可以在很寬的線(xiàn)速度、流速和反壓下進(jìn)行高效的分離工作，并獲得優(yōu)異的結(jié)果--------UPLC的優(yōu)點(diǎn)超高分離度圖3:UPLCTM與HPLC：分離度比較由右圖可見(jiàn)：UPLCTM可以大大提高分離度，同時(shí)色譜峰強(qiáng)度也得到了提高。第11頁(yè),共27頁(yè)，2024年2月25日，星期天小顆粒帶來(lái)生產(chǎn)力--------UPLC的優(yōu)點(diǎn)超高速度圖4:UPLC與HPLC：速度比較圖5：UPLC美國(guó)藥典有關(guān)物質(zhì)分析實(shí)例原有HPLC分析需要4個(gè)不同的方法、三根不同的色譜柱，至少需要65分鐘才能完成；UPLC使用了一根色譜柱、一種簡(jiǎn)單方法，在1分鐘內(nèi)即可完成。第12頁(yè),共27頁(yè)，2024年2月25日，星期天小顆粒帶來(lái)生產(chǎn)力--------UPLC的優(yōu)點(diǎn)超高靈敏度速度圖6:HPLC到UPLCTM：靈敏度的改善無(wú)需折衷UPLCTM使用小顆粒技術(shù)可以得到更高的柱效（因而改善了分離度）、更窄的色譜峰寬，即更高的靈敏度。第13頁(yè),共27頁(yè)，2024年2月25日，星期天UPLC儀器構(gòu)造第14頁(yè),共27頁(yè)，2024年2月25日，星期天UPLC儀器構(gòu)造Clicktoaddtitleinhere第15頁(yè),共27頁(yè)，2024年2月25日，星期天UPLC儀器模式圖第16頁(yè),共27頁(yè)，2024年2月25日，星期天UPLC數(shù)據(jù)采集軟件Empower軟件

MassLynx為高性能質(zhì)譜應(yīng)用程序，用于采集、分析、管理和分布UV及質(zhì)譜數(shù)據(jù)。它提供了智能儀器控制，可以采集額定質(zhì)譜、完全質(zhì)譜、MS/MS和完全質(zhì)譜MS/MS數(shù)據(jù)。MassLynx軟件

Empower具有基于圖標(biāo)和圖形的用戶(hù)界面，可用于采集、處理、管理、報(bào)告和存儲(chǔ)色譜數(shù)據(jù)。第17頁(yè),共27頁(yè)，2024年2月25日，星期天UPLC的樣品瓶和樣品板第18頁(yè),共27頁(yè)，2024年2月25日，星期天

與UPLC匹配的色譜柱比較少峰面積的重復(fù)性欠佳

對(duì)高頻檢測(cè)儀器的需要超高效液相色譜的局限性盡管UPLC能顯著減少?gòu)?fù)雜樣品的分析分離時(shí)間，提高檢測(cè)的靈敏度和分離度，但目前UPLC的使用仍然存在局限性，其普及應(yīng)用可能仍然需要一些時(shí)間。色譜柱要能夠耐受由于粒徑減小而帶來(lái)的高反壓，而且粒徑的減小也給色譜柱充填技術(shù)帶來(lái)了挑戰(zhàn)。UPLC分析樣品時(shí)峰面積的重復(fù)性略遜于HPLC，特別是低濃度樣品時(shí)更加明顯，其峰面積重復(fù)性的RSD約為HPLC的2倍。UPLC分離樣品色譜峰擴(kuò)展很小，通常峰底寬度只有幾秒鐘，低濃度的樣品峰則更窄。O’Connor等發(fā)現(xiàn)，使用UPLC測(cè)定低濃度樣品時(shí)，準(zhǔn)確度、精密度都比較差。第19頁(yè),共27頁(yè)，2024年2月25日，星期天Clicktoaddtitleinhere超高效液相色譜的應(yīng)用現(xiàn)狀1.食品安全領(lǐng)域1.1農(nóng)藥殘留物檢測(cè)領(lǐng)域1.2食品添加劑分析檢測(cè)中的應(yīng)用農(nóng)藥殘留分析屬于微量至超微量分析范疇，要求檢測(cè)儀器有非常高的靈敏度；同時(shí)，由于其具有種類(lèi)繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)，對(duì)檢測(cè)方法的通量和速度也提出了更高的要求。在農(nóng)殘分析檢測(cè)中，UPLC與傳統(tǒng)的HPLC相比較，不僅在分離度、靈敏度和分析速度上得到較大提高，而且很大程度上減少了樣品和試劑的消耗量，具有很好的應(yīng)用前景。隨著食品品種和添加劑種類(lèi)的增加、多種添加劑的復(fù)配使用，迫切需要建立多種添加劑同時(shí)快速檢測(cè)的方法。目前，HPLC技術(shù)是食品添加劑檢測(cè)的最常用方法；而較這一傳統(tǒng)方法而言，在技術(shù)性能上擁有優(yōu)勢(shì)的UPLC得到了更突出的應(yīng)用。第20頁(yè),共27頁(yè)，2024年2月25日，星期天超高效液相色譜的應(yīng)用現(xiàn)狀2.藥物開(kāi)發(fā)領(lǐng)域2.1化學(xué)藥品分析2.2中藥藥品分析在針對(duì)藥物合成的分析方面，UPLC可實(shí)現(xiàn)隨時(shí)快速準(zhǔn)確檢測(cè)合成過(guò)程中的中間體、副產(chǎn)物或降解產(chǎn)物等。Waters公司合成了1．7p．m顆粒度的AcquityUPLC填料，減少了固定相表面殘余硅羥基，因而在分析生物堿類(lèi)樣品時(shí)，流動(dòng)相中只加入酸抑制劑，不需添加有機(jī)胺即可使其獲得良好的分離。由于在流動(dòng)相中避免了有機(jī)胺及鹽的加入，可以在一定程度上降低質(zhì)譜噪音、減少對(duì)質(zhì)譜的污染，且使用的流速適合與質(zhì)譜直接聯(lián)用，無(wú)需分流，可以進(jìn)一步提高檢測(cè)靈敏度，為中藥分析提供良好的平臺(tái)。第21頁(yè),共27頁(yè)，2024年2月25日，星期天超高效液相色譜的應(yīng)用現(xiàn)狀3.其他領(lǐng)域農(nóng)藥殘留物檢測(cè)水質(zhì)和環(huán)境監(jiān)測(cè)化妝品質(zhì)量控制......第22頁(yè),共27頁(yè)，2024年2月25日，星期天超高效液相色譜與其他技術(shù)的交叉應(yīng)用merit

超高效液相色譜和高效液相色譜聯(lián)合固相萃取一超高效液相色譜一串聯(lián)質(zhì)譜法氣相萃取一超高效液相色譜一串聯(lián)質(zhì)譜法王文昭、李鵬等[8]基于超高效液相色譜和高效液相色譜的偏最小二乘判別分析法建立了一種新型的區(qū)別診斷乳腺增生和乳腺癌患者的快速臨床方法。超高效液相色譜一串聯(lián)質(zhì)譜法(UPLC／MS-MS)[9]具有更加簡(jiǎn)便、快速、靈敏的特點(diǎn)，特異性好、能夠排除基質(zhì)干擾，定量限更低、定性更準(zhǔn)確，是分析組織中氯羥吡啶殘留的理想方法。陳躍應(yīng)用超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用(UPLC／MS．MS)技術(shù)，建立了高靈敏、快速的同時(shí)檢測(cè)農(nóng)產(chǎn)品中8種種衣劑農(nóng)藥殘留量的方法。第23頁(yè),共27頁(yè)，2024年2月25日，星期天超高效液相色譜儀的制造在世界領(lǐng)域的UPLC研發(fā)生產(chǎn)中，Waters作為專(zhuān)業(yè)液相色譜的廠(chǎng)商，是業(yè)界唯一同時(shí)擁有液相色譜所有組件技術(shù)－包括液相色譜儀器硬件、填料技術(shù)和軟件技術(shù)的供應(yīng)商，擁有液相色譜技術(shù)最強(qiáng)大的科研和生產(chǎn)機(jī)構(gòu)。從六十年代首推世界上第一臺(tái)液相色譜(LC)系統(tǒng)，到七十年代高效液相色譜(HPLC)技術(shù)的商品化，直至2004年超高效液相色譜(UPLC)系統(tǒng)的推出，Waters是色譜技術(shù)公認(rèn)的領(lǐng)導(dǎo)者[11]。Waters世界專(zhuān)業(yè)液相色譜的廠(chǎng)商第24頁(yè),共27頁(yè)，2024年2月25日，星期天超高效液相色譜的發(fā)展前景UPLC是一種較為新穎的技術(shù)手段，與傳統(tǒng)分析方法相比具有多方面的優(yōu)勢(shì)。UPLC可以更快的速度和更高的質(zhì)量完成以往HPLC的工作，沃特世將致力于豐富已有的UPLC產(chǎn)品，現(xiàn)已推出了六種新的色譜柱，包括:BEHC18、C8、苯基和ShieldRP18、HILIC及HSST3。同時(shí)還有適應(yīng)UPLC使用的蒸發(fā)光散射檢測(cè)器（ELSD），進(jìn)一步擴(kuò)展了UPLC的應(yīng)用領(lǐng)域。我們確信：UPLC將對(duì)全球的實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生持久而深刻的影響。UPLC是HPLC的未來(lái)?？梢韵嘈?。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展