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搞懂UPLC、HPLC、UHPLC间的区别
赵敏
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2021-08-06
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HPLC
UPLC
UHPLC
UPLC、HPLC、UHPLC是实验室的常见检测设备,但是什么时候该用UPLC,什么时候该用UHPLC,什么时候该用HPLC呢,三者有什么区别?小析姐为大家总结好了,希望对各位小伙伴有所帮助。
HPLC(High Performance Liquid Chromatography):
液相色谱是色谱法的一个重要分支,以液体为流动相,采用高压输液系统,将具有不同极性的单一溶剂或不同比例的混合溶剂、缓冲液等流动相泵入装有固定相的色谱柱,在柱内各成分被分离后,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离分析技术。
UPLC(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2μm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一直的色谱仪器科学的瓶颈,因为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。UPLC具有超低扩散体积(小于15μL)可尽可能发挥亚2μm色谱柱性能。色谱工作者使用UPLC结合小颗粒色谱柱可以获得更好的分离度,灵敏度,更快的分析速度。
UHPLC:
(Ultra-High Performance Liquid Chromatography):UHPLC的诞生是UPLC 对色谱分离技术带来的一系列变化之一。UHPLC在制造技术,扩散体积和耐受压力方面进行了优化,使之能够匹配2.5~3.5μm颗粒度的柱子,大限度发挥色谱性能。采用颗粒更小的固相不仅可以实现更高的分辨率,同时还能缩短整体分析时间。
那么区分HPLC、UHPLC、UPLC的关键点就是分离性能。
HPLC与UPLC
1、技术原理不同
(1)UPLC的原理
借助于HPLC(高效液相色谱)的理论及原理,涵盖了小颗粒填料、非常低系统体积及快速检测手段等全新技术,增加了分析的通量、灵敏度及色谱峰容量。
(2)HPLC的原理
以液体为流动相,采用高压输液系统,将具有不同极性的单一溶剂或不同比例的混合溶剂、缓冲液等流动相泵入装有固定相的色谱柱,在柱内各成分被分离后,进入检测器进行检测,从而实现对试样的分析。
2、特点不同
与传统的HPLC相比,UPLC的速度、灵敏度及分离度分别是HPLC的9倍、3倍及1.7倍,它缩短了分析时间,同时减少了溶剂用量降低了分析成本。不过由于实验过程中仪器内部压力过大,也会产生相对应的问题。例如泵的使用寿命会相对降低,仪器的连接部位老化速度加快,包括单向阀等部位零件容易出现问题等。
而HPLC,流动相为液体,流经色谱柱时,受到的阻力较大,为了能迅速通过色谱柱,必须对载液加高压;分析速度快、载液流速快,较经典液体色谱法速度快得多,通常分析一个样品在15~30分钟,有些样品甚至在5分钟内即可完成,一般小于1小时;分离效能高,可选择固定相和流动相以达到最佳分离效果,比工业精馏塔和气相色谱的分离效能高出许多倍;灵敏度
高
,紫外检测器可达0.01ng,进样量在μL数量级;应用范围广,百分之七十以上的有机化合物可用高效液相色谱分析,特别是高沸点、大分子、强极性、热稳定性差化合物的分离分析,显示出优势。
UHPLC与HPLC间的区别
实际上,最重要的部分是色谱柱的粒径。可以理解,由于粒径小,UPLC,过去,柱尺寸为5um,如最常见的C18柱,规格为5um,4.6mm * 250mm。
超高效液相色谱柱相对较小,如3.5um 3.0um,甚至更小,2.0um。
由于粒径小,固定相的表面积变大。例如,一个5um的支柱就像一条充满石头的河流,一条2.0um的支柱是一条充满细沙的河流。通过这种方式,样品分离得更快,节省了大量的流动相和时间。但仪器上的压力会更高。
因此,超高效液相色谱(UHPC)的主要改进是提高其泵效率和组件耐压性。如果将小柱置于正常液相中,则确定柱压力将超过压力上限并且界面将泄漏。如果UHPLC是好的,请使用这个小。实际上,最重要的是列的大小。可以理解,由于粒径小,UPLC被修饰。HPLC柱尺寸为5um,例如最常见的C18柱,5um,4.6mm×250mm。
超高效液相色谱柱相对较小如3.5um,3.0um甚至更小,2.0um。
由于粒径小,固定相的表面积变大。例如,一个5um的支柱就像一条充满石头的河流,一条2.0um的支柱是一条充满细沙的河流。这样,样品分离得更快,大大节省了流动相和时间,但相对于仪器的压力会更高。
因此,超高效液相色谱(UHPC)的主要改进是提高其泵效率和组件耐压性。如果将小柱置于正常液相中,则确定柱压力将超过压力上限并且界面将泄漏。如果高效液相色谱(HPLC)充分利用这种小粒径色谱柱,它可以节省成本并在 获得更好的结果。
三者的区别在于:
HPLC
UHPLC
UPLC
扩散体积
>30μL
15 - 30 µL
< 15 µL
色谱柱
3.0-4.6 mm内径3-10 µm颗粒选择代表:4.6mm内径, 5µm
2.1-4.6 mm内径1.7-5 µm颗粒选择代表:3.0 mm内径,2-3.5μm 实心核颗粒色谱柱
1.0-4.6 mm内径1.6-5 µm颗粒选择代表:2.1 mm内径,亚2μm
高耐压
<6,000 PSI
≥9,000 PSI
≥15,000 PSI
用文字总结为三大标准:
HPLC高效液相色谱
:扩散体积>30μL,最高耐压<6,000 PSI的液相色谱系统,最适宜色谱柱粒径是5µm;
UHPLC超高效液相色谱
:扩散体积15 -30 µL,最高耐压≥9,000 PSI的液相色谱系统,最适宜色谱柱是粒径粒2-3.5μm的实心核颗粒色谱柱;
UPLC(超效能液相色谱
,这中文名字是笔者自己取的,还麻烦大家再取个合适的名字):扩散体积<15 µL,最高耐压≥15,000 PSI的液相色谱系统,最适宜色谱柱粒径是 <2µm;
至于上述各种类型色谱给用户带来的不同感受,大家可回顾和参考超高效液相色谱的好处:更高分离度、更高效率、更快速度、更省溶剂、更环保、更适合连接质谱等等。
责任编辑:
展源
审 核:
何发
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