UPLC和HPLC区别-生命科学研究中心
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农药残留分析属于微量至超微量分析范畴，要求检测仪器有非常 高的灵敏度；同时，由于其具有种类繁多、结构复杂等特点，对 检测方法的通量和速度也提出了更高的要求。在农残分析检测中， UPLC与传统的HPLC 相比较，不仅在分离度、灵敏度和分析速 度上得到较大提高，而且很大程度上减少了样品和试剂的消耗量， 具有很好的应用前景。
UPLC应用技术简介
生命科学研究中心 现代分析检测平台
目录
1
液相色谱历史回顾
2
仪器介绍与理论基础
3
HPLC与UPLC比较
4
应用和展望
一、液相色谱历史回顾
蒸馏 过滤
离离精度高，设备简 单，操作方便，根据各种 原理进行分离的色谱法不 仅普遍应用于物质成分的 定量分析和检测，而且广 泛应用于生物物质的制备 分离和纯化。是目前最好 的生物纯化技术。
血浆样品处理方法 精密吸取血浆 200 μl，置5 ml 离 心 管 中， 精 密 加 入 内 标 溶 液 20μl 及 甲 醇1. 80 ml， 漩 涡 振 荡 3 min， 5 000 r ·min -1离 心 5min。精密吸取上清液 1.6 ml，45℃ 水浴 N2 吹干，残渣加流动相 200 μl 涡旋 30 s 使溶解， 10 000 r·min -1离心 5 min，取上清液进样。
– 灵敏度 – 载样量 – 分析速度 – 溶剂损耗
三、HPLC与UPLC比较
色谱条件的开发思路
根据分析物的化学性质选配色谱条件 – 基于既往经验及思考进行合理猜测 – 通常辅以资料参考 – 询问同事 “步进式”测试开发 – 基于前一测试结果设计下一步的测试条件，逐步进行
系统性筛选策略 – 先按流动相pH、有机相和固定相的直接组合进行系统 性筛选测试 o 评估结果，选择最有效的条件组合 – 再进行方法优化 o 梯度/温度
三、HPLC与UPLC比较
使用UPLC的一般建议
三、HPLC与UPLC比较
新鲜流动相的要求
三、HPLC与UPLC比较
器具使用通则
三、HPLC与UPLC比较 方法转换考虑因素
三、HPLC与UPLC比较 UPLC和HPLC区别
四、应用与展望
超高效液相色谱的应用现状
1.食品安全领域
1.1农药残留物检测领域
赤霉素、α-萘乙酸、6-苄氨基嘌呤、脱落酸
四、应用与展望
超高效液相色谱的展望
UPLC可以更快的速度和更高的质量完成以往HPLC的工作，为 用户节省宝贵的时间和日常溶剂消耗，从而获得最大的投资回 报。
UPLC的高分离度可从容面对复杂组份（如蛋白质与代谢组学等 生化领域、天然产物）分离的挑战。
UPLC的高灵敏度可检测更加痕量的目标化合物。 UPLC的快速分析大量样品，实现高通量。
1.2食品添加剂分析检测中的应用
随着食品品种和添加剂种类的增加、多种添加剂的复配使用，迫
切是需食要品建添立加多剂种检C添 测li加的ck剂最t同常o时用a快方d速法d检；ti测而tle的较方这in法一h。传e目统re前方，法而HP言LC，技在术技
术性能上拥有优势的UPLC 得到了更突出的应用。
四、应用与展望
一、液相色谱历史回顾
自20世纪70年代以来，随着高效液相色谱(HPLC)技 术的不断发展，美国Waters公司于2004年的匹兹堡 会议上推出了最新研制的ACQUITY超高效液相色谱 (UPLC)，其采用1．7 μm细粒径的新型固定相，可 获得高达2万块／m理论塔板数的超高柱效，并以 系统整体设计的创新技术，全面提升了液相色谱 的速度、灵敏度和分离度，造就了液相色谱性能 上的飞跃和进步并形成分离科学的一个新兴领域。
2.药物开发领域
2.1化学药品分析
在针对药物合成的分析方面，UPLC可实现随时快速准确检测合成过 程中的中间体、副产物或降解产物等。
2.2中药药品分析 Waters公司合成了1．7 p．m颗粒度的Acquity UPLC填料，减少了固 定相表面残余硅羟基，因而在分析生物碱类样品时，流动相中只加入酸 抑制剂，不需添加有机胺即可使其获得良好的分离。由于在流动相中避 免了有机胺及盐的加入，可以在一定程度上降低质谱噪音、减少对质谱 的污染，且使用的流速适合与质谱直接联用，无需分流，可以进一步提 高检测灵敏度，为中药分析提供良好的平台。
三、HPLC与UPLC比较
UPLCTM与HPLC：速度比较
由于ACQUITY UPLCTM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。
三、HPLC与UPLC比较
三、HPLC与UPLC比较
UPLC技术实现更快更有效的方法开 发
能够在一个工作日内完成方法开发! 一、对pH、有机相和色谱柱的组合条件进行系统 性筛查 二、高分辨亚二微米色谱柱技术确保高分辨分离 在更快的同时分离能力不打折扣 三、可自动选择色谱柱和流动相 四、 四元溶剂混合使方法开发更方便
三、HPLC与UPLC比较
使用UPLC的一般建议
四、应用与展望
谷子茎尖组织中4种植物激素
色谱柱：Hypersil C18（5μm，200 mm×4.6 mm）；柱温30℃；流速0.6 mL·min-1；进样量 20μL；检测波长254 nm；流动相：甲醇（A）0.75%冰醋酸溶液（B）；
色谱柱：ACQUITYUPLC@BEH 的 C18 柱 （ 2.1 mm × 100 mm， 1.7 μm）。柱温 30 ℃， 流速 0.4 mL ·min-1，进样体积 6 μL。）检测波 长254 nm；流动相：甲醇（A）-0.05%冰醋酸 溶液（B）；
谢谢大家！
一、液相色谱历史回顾
超高效液相色谱的发展背景 首先是大量的样品需要在很短的时间内完成； 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； 第三是在与质谱等检测技术联用时，也提出了更高 的要求。
将HPLC的极限作为自己的起点。
二、仪器介绍与理论基础
ACQUITY H-Class 系统总揽
二、仪器介绍与理论基础
检测器：
•光电二极管矩阵 • 为UPLC专门优化的流动池 • 高速检测
样品管理器：
• 低扩散 • 快速进样周期 • 低交叉污染 • 两个样品盘
色谱柱管理：
• 1.7μｍ细粒径新型固定相 • 液体加热器
四元溶剂管理：
•四元梯度 •在线脱气 •UPLC的耐压能力
二、仪器介绍与理论基础
uplc色谱柱技术acquityuplchclass主动预热二仪器介绍与理论基础三hplc与uplc比较色谱条件的开发思路根据分析物的化学性质选配色谱条件基于既往经验及思考进行合理猜测通常辅以资料参考询问同事步进式测试开发基于前一测试结果设计下一步的测试条件逐步进行系统性筛选策略先按流动相ph有机相和固定相的直接组合进行系统性筛选测试o评估结果选择最有效的条件组合再进行方法优化o梯度温度三hplc与uplc比较三hplc与uplc比较能够在一个工作日内完成方法开发
技术上的突破:UPLC色谱柱技术
二、仪器介绍与理论基础 ACQUITY UPLC H-Class主动预热
二、仪器介绍与理论基础
三、HPLC与UPLC比较
分离度
速度
容量
开发液相色谱方法
• 分辨率是色谱分离中主要考虑的因素 • 在开发色谱方法时，有很多因素是很重要的。除分辨率之外，以下几个因素
都要考虑。
四、应用与展望
3.其他领域
农药残留物检测 水质和环境监测 化妆品质量控制
......
四、应用与展望
超高效液相色谱的局限性
尽管UPLC能显著减少复杂样品的分析分离时间，提高检测的灵敏度和分离度，但 目前UPLC的使用仍然存在局限性。
与UPLC匹配 的色谱柱比较少
色谱柱要能够耐受由于粒径减小而带来的高 反压，而且粒径的减小也给色谱柱充填技术 带来了挑战。
峰面积的重复性欠佳
UPLC分析样品时峰面积的重复性略逊于 HPLC，特别是低浓度样品时更加明显，其 峰面积重复性的RSD约为HPLC的2倍。
对高频检测仪器的需要
UPLC分离样品色谱峰扩展很小，通常峰底宽 度只有几秒钟，低浓度的样品峰则更窄。使 用UPLC测定低浓度样品时，准确度、精密度 都比较差。
四、应用与展望
UPLC
种
成
分 测 定 及
其 指 纹
图 谱 研
用 于 热 毒 宁 注 射 液 中
11
究
四、应用与展望
UPLC 法测定大鼠血浆中 Liguzinediol 浓度以及动力学研究
色谱条件 色谱柱: Acquity UPLC HSS T3 柱( 2.1 mm×100 mm， 1. 8 μm) ; 流动相 ∶ 甲醇 : 水( 28 : 72) ; 流速: 0. 4 ml·min -1; 柱温: 30℃ ; 检测波长: 278 nm; 进样量: 5 μl。
四、应用与展望
风信子花瓣花色苷组成分析
UPLC 分析条件：色谱柱为 ACQUITYUPLC@BEH 的 C18 柱（ 2.1 mm × 100 mm， 1.7 μm）。柱温 45 ℃，流速 0.4 mL ·min-1，进样体积 3 μL。流动相 A 液为 0.1%的甲酸溶液（ V 甲酸︰V 水 = 0.1︰99.9）； B 液为含 0.1%甲酸的乙 腈（ V 甲酸︰V 乙腈 = 0.1︰99.9）。 梯度洗脱程序：0 min， 95% A， 5% B； 0.5 min， 95% A， 5% B； 2.5 min， 82% A， 18% B； 7.5 min， 65% A， 35% B；11 min， 35% A， 65% B； 12 min， 0% A， 100% B； 13 min， 0% A， 100% B； 13.5 min， 95% A， 5%B； 15 min， 95% A， 5% B。 在特征吸收波长 520 nm 处检测总花色 苷（ totalanthocyanins,TA）含量。 以标准品氯化矢车菊( cyanidin chloride，Sigma）作为外标，通过 标准曲线法对对花瓣 TA 进行定量。 TA 为每 g 新鲜花瓣中含有的相对于 cyanidin 的含量
四、应用与展望
UPLC 测定草莓果实中类胡萝卜素含量
以丙酮∶石油醚=1∶2 作为提取剂，皂化提取草莓果实中类胡萝卜素，同时采 用 ACQUITY UPLC BEH C18 色谱柱，以乙腈∶甲醇=9∶1 为流动相，在 450 nm 下测定是进行草莓果实类胡萝卜素定性定量分析的最佳方法。 成熟草莓中 能检测到叶黄素、β-隐黄质、β-胡萝卜素，含量依次为：118.5、12.6、99.8 μg·kg-1；检测不到番茄红素；检测可以在 5 min 内完成，比常规方法节约时间 70%左右；方法平均回收率达到 93.2%，变异系数为 1.32%～1.86%。
一、液相色谱历史回顾
液相色谱40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 果产生直接影响。由下图可知：随着颗粒度的 不断降低，色谱分离度不断提高。
一、液相色谱历史回顾
高效液相色谱法 – HPLC(High Performance Liquid Chromatography ) – 是一种区别于经典液相色谱,基于仪器方法的高 效能分离手段: 高性能色谱柱,高精度输液泵,高灵敏度检测器… – 广泛应用于各个领域: 医药,环保,石化,生命科学,食品工业,农业… – 无论在技术上,理论上,还是在应用上仍有较大 的发展空间
UPLC应用技术简介
生命科学研究中心 现代分析检测平台
目录
1
液相色谱历史回顾
2
仪器介绍与理论基础
3
HPLC与UPLC比较
4
应用和展望
一、液相色谱历史回顾
蒸馏 过滤
离离精度高，设备简 单，操作方便，根据各种 原理进行分离的色谱法不 仅普遍应用于物质成分的 定量分析和检测，而且广 泛应用于生物物质的制备 分离和纯化。是目前最好 的生物纯化技术。
血浆样品处理方法 精密吸取血浆 200 μl，置5 ml 离 心 管 中， 精 密 加 入 内 标 溶 液 20μl 及 甲 醇1. 80 ml， 漩 涡 振 荡 3 min， 5 000 r ·min -1离 心 5min。精密吸取上清液 1.6 ml，45℃ 水浴 N2 吹干，残渣加流动相 200 μl 涡旋 30 s 使溶解， 10 000 r·min -1离心 5 min，取上清液进样。
– 灵敏度 – 载样量 – 分析速度 – 溶剂损耗
三、HPLC与UPLC比较
色谱条件的开发思路
根据分析物的化学性质选配色谱条件 – 基于既往经验及思考进行合理猜测 – 通常辅以资料参考 – 询问同事 “步进式”测试开发 – 基于前一测试结果设计下一步的测试条件，逐步进行
系统性筛选策略 – 先按流动相pH、有机相和固定相的直接组合进行系统 性筛选测试 o 评估结果，选择最有效的条件组合 – 再进行方法优化 o 梯度/温度
三、HPLC与UPLC比较
使用UPLC的一般建议
三、HPLC与UPLC比较
新鲜流动相的要求
三、HPLC与UPLC比较
器具使用通则
三、HPLC与UPLC比较 方法转换考虑因素
三、HPLC与UPLC比较 UPLC和HPLC区别
四、应用与展望
超高效液相色谱的应用现状
1.食品安全领域
1.1农药残留物检测领域
赤霉素、α-萘乙酸、6-苄氨基嘌呤、脱落酸
四、应用与展望
超高效液相色谱的展望
UPLC可以更快的速度和更高的质量完成以往HPLC的工作，为 用户节省宝贵的时间和日常溶剂消耗，从而获得最大的投资回 报。
UPLC的高分离度可从容面对复杂组份（如蛋白质与代谢组学等 生化领域、天然产物）分离的挑战。
UPLC的高灵敏度可检测更加痕量的目标化合物。 UPLC的快速分析大量样品，实现高通量。
1.2食品添加剂分析检测中的应用
随着食品品种和添加剂种类的增加、多种添加剂的复配使用，迫
切是需食要品建添立加多剂种检C添 测li加的ck剂最t同常o时用a快方d速法d检；ti测而tle的较方这in法一h。传e目统re前方，法而HP言LC，技在术技
术性能上拥有优势的UPLC 得到了更突出的应用。
四、应用与展望
一、液相色谱历史回顾
自20世纪70年代以来，随着高效液相色谱(HPLC)技 术的不断发展，美国Waters公司于2004年的匹兹堡 会议上推出了最新研制的ACQUITY超高效液相色谱 (UPLC)，其采用1．7 μm细粒径的新型固定相，可 获得高达2万块／m理论塔板数的超高柱效，并以 系统整体设计的创新技术，全面提升了液相色谱 的速度、灵敏度和分离度，造就了液相色谱性能 上的飞跃和进步并形成分离科学的一个新兴领域。
2.药物开发领域
2.1化学药品分析
在针对药物合成的分析方面，UPLC可实现随时快速准确检测合成过 程中的中间体、副产物或降解产物等。
2.2中药药品分析 Waters公司合成了1．7 p．m颗粒度的Acquity UPLC填料，减少了固 定相表面残余硅羟基，因而在分析生物碱类样品时，流动相中只加入酸 抑制剂，不需添加有机胺即可使其获得良好的分离。由于在流动相中避 免了有机胺及盐的加入，可以在一定程度上降低质谱噪音、减少对质谱 的污染，且使用的流速适合与质谱直接联用，无需分流，可以进一步提 高检测灵敏度，为中药分析提供良好的平台。
三、HPLC与UPLC比较
UPLCTM与HPLC：速度比较
由于ACQUITY UPLCTM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。
三、HPLC与UPLC比较
三、HPLC与UPLC比较
UPLC技术实现更快更有效的方法开 发
能够在一个工作日内完成方法开发! 一、对pH、有机相和色谱柱的组合条件进行系统 性筛查 二、高分辨亚二微米色谱柱技术确保高分辨分离 在更快的同时分离能力不打折扣 三、可自动选择色谱柱和流动相 四、 四元溶剂混合使方法开发更方便
三、HPLC与UPLC比较
使用UPLC的一般建议
四、应用与展望
谷子茎尖组织中4种植物激素
色谱柱：Hypersil C18（5μm，200 mm×4.6 mm）；柱温30℃；流速0.6 mL·min-1；进样量 20μL；检测波长254 nm；流动相：甲醇（A）0.75%冰醋酸溶液（B）；
色谱柱：ACQUITYUPLC@BEH 的 C18 柱 （ 2.1 mm × 100 mm， 1.7 μm）。柱温 30 ℃， 流速 0.4 mL ·min-1，进样体积 6 μL。）检测波 长254 nm；流动相：甲醇（A）-0.05%冰醋酸 溶液（B）；
谢谢大家！
一、液相色谱历史回顾
超高效液相色谱的发展背景 首先是大量的样品需要在很短的时间内完成； 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； 第三是在与质谱等检测技术联用时，也提出了更高 的要求。
将HPLC的极限作为自己的起点。
二、仪器介绍与理论基础
ACQUITY H-Class 系统总揽
二、仪器介绍与理论基础
检测器：
•光电二极管矩阵 • 为UPLC专门优化的流动池 • 高速检测
样品管理器：
• 低扩散 • 快速进样周期 • 低交叉污染 • 两个样品盘
色谱柱管理：
• 1.7μｍ细粒径新型固定相 • 液体加热器
四元溶剂管理：
•四元梯度 •在线脱气 •UPLC的耐压能力
二、仪器介绍与理论基础
uplc色谱柱技术acquityuplchclass主动预热二仪器介绍与理论基础三hplc与uplc比较色谱条件的开发思路根据分析物的化学性质选配色谱条件基于既往经验及思考进行合理猜测通常辅以资料参考询问同事步进式测试开发基于前一测试结果设计下一步的测试条件逐步进行系统性筛选策略先按流动相ph有机相和固定相的直接组合进行系统性筛选测试o评估结果选择最有效的条件组合再进行方法优化o梯度温度三hplc与uplc比较三hplc与uplc比较能够在一个工作日内完成方法开发
技术上的突破:UPLC色谱柱技术
二、仪器介绍与理论基础 ACQUITY UPLC H-Class主动预热
二、仪器介绍与理论基础
三、HPLC与UPLC比较
分离度
速度
容量
开发液相色谱方法
• 分辨率是色谱分离中主要考虑的因素 • 在开发色谱方法时，有很多因素是很重要的。除分辨率之外，以下几个因素
都要考虑。
四、应用与展望
3.其他领域
农药残留物检测 水质和环境监测 化妆品质量控制
......
四、应用与展望
超高效液相色谱的局限性
尽管UPLC能显著减少复杂样品的分析分离时间，提高检测的灵敏度和分离度，但 目前UPLC的使用仍然存在局限性。
与UPLC匹配 的色谱柱比较少
色谱柱要能够耐受由于粒径减小而带来的高 反压，而且粒径的减小也给色谱柱充填技术 带来了挑战。
峰面积的重复性欠佳
UPLC分析样品时峰面积的重复性略逊于 HPLC，特别是低浓度样品时更加明显，其 峰面积重复性的RSD约为HPLC的2倍。
对高频检测仪器的需要
UPLC分离样品色谱峰扩展很小，通常峰底宽 度只有几秒钟，低浓度的样品峰则更窄。使 用UPLC测定低浓度样品时，准确度、精密度 都比较差。
四、应用与展望
UPLC
种
成
分 测 定 及
其 指 纹
图 谱 研
用 于 热 毒 宁 注 射 液 中
11
究
四、应用与展望
UPLC 法测定大鼠血浆中 Liguzinediol 浓度以及动力学研究
色谱条件 色谱柱: Acquity UPLC HSS T3 柱( 2.1 mm×100 mm， 1. 8 μm) ; 流动相 ∶ 甲醇 : 水( 28 : 72) ; 流速: 0. 4 ml·min -1; 柱温: 30℃ ; 检测波长: 278 nm; 进样量: 5 μl。
四、应用与展望
风信子花瓣花色苷组成分析
UPLC 分析条件：色谱柱为 ACQUITYUPLC@BEH 的 C18 柱（ 2.1 mm × 100 mm， 1.7 μm）。柱温 45 ℃，流速 0.4 mL ·min-1，进样体积 3 μL。流动相 A 液为 0.1%的甲酸溶液（ V 甲酸︰V 水 = 0.1︰99.9）； B 液为含 0.1%甲酸的乙 腈（ V 甲酸︰V 乙腈 = 0.1︰99.9）。 梯度洗脱程序：0 min， 95% A， 5% B； 0.5 min， 95% A， 5% B； 2.5 min， 82% A， 18% B； 7.5 min， 65% A， 35% B；11 min， 35% A， 65% B； 12 min， 0% A， 100% B； 13 min， 0% A， 100% B； 13.5 min， 95% A， 5%B； 15 min， 95% A， 5% B。 在特征吸收波长 520 nm 处检测总花色 苷（ totalanthocyanins,TA）含量。 以标准品氯化矢车菊( cyanidin chloride，Sigma）作为外标，通过 标准曲线法对对花瓣 TA 进行定量。 TA 为每 g 新鲜花瓣中含有的相对于 cyanidin 的含量
四、应用与展望
UPLC 测定草莓果实中类胡萝卜素含量
以丙酮∶石油醚=1∶2 作为提取剂，皂化提取草莓果实中类胡萝卜素，同时采 用 ACQUITY UPLC BEH C18 色谱柱，以乙腈∶甲醇=9∶1 为流动相，在 450 nm 下测定是进行草莓果实类胡萝卜素定性定量分析的最佳方法。 成熟草莓中 能检测到叶黄素、β-隐黄质、β-胡萝卜素，含量依次为：118.5、12.6、99.8 μg·kg-1；检测不到番茄红素；检测可以在 5 min 内完成，比常规方法节约时间 70%左右；方法平均回收率达到 93.2%，变异系数为 1.32%～1.86%。
一、液相色谱历史回顾
液相色谱40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 果产生直接影响。由下图可知：随着颗粒度的 不断降低，色谱分离度不断提高。
一、液相色谱历史回顾
高效液相色谱法 – HPLC(High Performance Liquid Chromatography ) – 是一种区别于经典液相色谱,基于仪器方法的高 效能分离手段: 高性能色谱柱,高精度输液泵,高灵敏度检测器… – 广泛应用于各个领域: 医药,环保,石化,生命科学,食品工业,农业… – 无论在技术上,理论上,还是在应用上仍有较大 的发展空间