谱分析（中国药科大学） 超高效液相谱(UPLC)
寻求自我超高效液相谱(UPLC)
超高效液相谱技术（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。房地产法论文
世界第一个商品化UPLC产品是Waters ACQUITY UPLCTM 超高效液相谱系统，它于2004年3月投入市场。 陈映真
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，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方程是谱科学家预测颗粒度变化而引起的谱变化的根本依据。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谱峰。
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在利用杂化颗粒技术合成出耐压的新一代小颗粒谱填料之后，UPLC超高效液相谱系统的设计，充分利用了小颗粒填料的所有优点，弥补传统HPLC系统的不足。
图2: 范德米特(van Deemeter)曲线
1.1 超高分离度
根据等度液相谱分离的分离度(Rs)方程，分离度(Rs)与柱效(N)的平方根成正比。
……………(1)
按Van Deemter谱理论，柱效(N)与颗粒度(dp)成反比：
…………(2)
燕山大学故：随着dp的降低，N值会增加；而N值增加，则Rs值增加。HPLC与UPLC的基本分离理论，进一步说明了颗粒度大小和分离度密不可分的关系。
新一代UPLC系统发挥了1.7 µm颗粒提供柱效增高的全部优越性。尤其是1.7 µm颗粒提供的柱效比5 µm颗粒提高了3倍。因为分离度与粒度的平方根成反比，1.7 µm颗粒的分离度
比5 µm颗粒提高了70％。在梯度分离中也具有同样的优越性，此时分离能力用峰容量衡量。
UPLC用1.7 µm颗粒提高了分离能力，可以分离出更多的谱峰（见图3），从而对样品提供的信息达到了一个新的水平。而且又最大地缩短了开发方法所需的时间。图3显示UPLC可以大大提高分离度，同时谱峰强度也得到了提高。
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图3: UPLC与HPLC：分离度比较
1. 2 超高速度
较小的颗粒能超乎寻常地提高分析速度而不降低分离度。因为颗粒度减小后，柱长可以按比例缩短而保持柱效不变(见式3)，而且Van Deemter理论表明最佳流速与粒度成反比(见式4)。柱长缩短会加快分离速度，而颗粒度越小，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。
……（3）
由于新一代UPLC系统用1.7 µm颗粒，柱长可以比用5 µm颗粒时缩短3倍而保持柱效不变，而且使分离在高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。
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