首页理论教育超高效液相色谱仪优化方案

超高效液相色谱仪优化方案

2023-07-02 理论教育版权反馈

【摘要】：超高效液相色谱仪也可称UHPLC，是近20年来开发出来的第二代HPLC。UPLC的柱效与移动相的线速度有关。图1- 25和图1-26分别为HPLC和UPLC的色谱图的比较，HPLC一个注射需要50 min，UPLC一个注射只需要5 min。一般情况下用10 cm UPLC柱来替代25 cm HPLC柱。已知UPLC柱的柱效是HPLC柱的3倍。10 cm UPLC柱的柱效等于25 cm HPLC柱柱效的1.2倍。图1-25HPLC的色谱图图1-26UPLC的色谱图所以，在以上条件下UPLC的分辨率不会低于HPLC的分辨率。

超高效液相色谱仪（ultra performance liquid chromatography，UPLC）也可称UHPLC，是近20年来开发出来的第二代HPLC。它最大的优点就是快，可以节省时间及溶剂。UPLC的柱效与移动相的线速度有关。但假如载体的颗粒足够小，那么增加线速度就不会影响柱效，如图1- 24所示。

pagenumber_ebook=34,pagenumber_book=21

图1-24　柱效与移动相的线速度的关系

这里柱效当量∝1／柱效。

当载体颗粒小到1.7μm 时，线速度在很大范围内柱效不变，高线速度还能保持高柱效。按照范得姆特（Van Deemter）理论

pagenumber_ebook=34,pagenumber_book=21

一般HPLC颗粒直径是5.0μm，UPLC是1.7μm，5.0／1.7≈3，所以5 cm 长的UPLC 柱的柱效相当15 cm 长的HPLC柱。

再来比一下流动相线速度，10 cm 的UPLC柱流速一般是0.6 mL／min，死体积是0.2 mL；25 cm HPLC柱的流速1.0 m L／min，死体积是2.5 mL。

UPLC的线速度=0.6 m L／min×10 cm／0.2 mL=30 cm／min

HPLC 的线速度=1.0 m L／min×25 cm／2.5 mL=10 cm／min

UPLC的线速度／HPLC 的线速度=30／10=3

就是说在相等的柱效条件下，UPLC柱只要1／3长度，但线速度又快了3倍，所以UPLC比HPLC要快9倍。图1- 25和图1-26分别为HPLC和UPLC的色谱图的比较，HPLC一个注射需要50 min，UPLC一个注射只需要5 min。再来看分辨率：根据色谱理论，分辨率Rs与柱效的平方根成正比。

一般情况下用10 cm UPLC柱来替代25 cm HPLC柱。已知UPLC柱的柱效是HPLC柱的3倍。10 cm UPLC柱的柱效等于25 cm HPLC柱柱效的1.2倍（3×10／25=1.2）。

pagenumber_ebook=35,pagenumber_book=22

图1-25　HPLC的色谱图（柱长25 cm，流速1 mL／min）

pagenumber_ebook=35,pagenumber_book=22

图1-26　UPLC的色谱图（柱长10 cm，流速0.6 mL／min）

所以，在以上条件下UPLC的分辨率不会低于HPLC的分辨率。

如果载体的颗粒小，移动相的流速快，柱压就会升高，所以UPLC必须解决两个技术问题：一是柱子的载体能承受高压（15 000 psi），且在高压条件下不破碎、不变形。二是仪器要能够产生和承受高压（15 000 psi），且在高压条件下不渗漏。20世纪末至21世纪初UPLC开发成功，现在已逐渐走向普及。