超高效液相色谱

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。
ACQUITY UPLC™ C18 色谱柱 2.1×30mm 1.7µm
黑色：第一次进样 红色：第1000次进样
3.3 超高效液相色谱的高速检测器
UPLC光导检测器流通池示意图
采样速度快 能减少谱带扩展 以保持柱效 灵敏度比HPLC提 高2-3倍
流通池体积小、池壁全折射而不损失光能量
3.4超高效液相色谱的自动进样器
针内针装置
减少死体 积，降低谱 带扩展 快速自动 取样 低扩散、 低交叉污染 外针刺破密封，内针插入样品容器底部吸取样品可 达到微量取样（µL取样）
4.1 超高效液相色谱的应用


药物分析 如天然产物中复杂组分的分析
生化分析 如蛋白质、多肽、代谢组学等生化样品 食品分析 如食品中农药残留的检测 环境分析 如水中微囊藻毒素的检测 其他
UPLC
2. toluene - 1.034
™
3. propylbenzene - 1.742 4. butylbenzene - 2.413
HPLC
样品的组份数：5 5µm颗粒度 完全分离时间：6.00分钟
5. hexylbenzene - 5.058
0.20
0.16
0.12
0.08
0.04
0.00
如化妆品中违禁品的检测
高分辨串联质谱QTOF micro

灵敏度高(pg-fg级)
和选择性强得到的
质谱谱图数据完整、 品质高。因而，在
天然产物，新药开
发，药代研究和蛋 白质组学领域的定
性、定量分析研究
方面占有重要地位。
从HPLC-MS到UPLC-MS 灵敏度明显提高
4.2 超高效液相色谱的展望
Development and validation of UPLC for the determination of phenolic compounds and furanic derivatives in Brandy de Jerez
HPLC analysis
HPLC: Waters (Milford, MA, USA) system consisting of a model 616 pump, a 510 pump, a model 717 autosampler, and a model 996 photo-diode array detector. Column: a LiChrospher RP-C18 column (Merck) 25064 mm/ID with particle size of 5μm. Chromatographic conditions: 1 mL/min flow rate; 50μL injection volume; and eluents: A (5% methanol, 2% acetic acid, 93% water) and B (90% methanol, 2% acetic acid, 8% water). The gradient was as follows: 0 min 100% A, 20 min 90% A (curve 7), 60 min 25% A. The column was re-equilibrated before the next injection. Prior to their injection in the HPLC, the samples were filtered through a membrane of 22μm pore size (Millipore).
60% 更快 30% 更灵敏 70% 更高分离度
5.0 µm
15.00
1.7 µm
7.00
在改进获得信息质量的前提下提高分析速度
Ultra Performance LC™
速度、灵敏度与分离度的结合
生产力：每次实验得到更多信息
0.012 0.010 0.008 0.006
0.004 0.002 0.000 -0.002 0.00
HPLБайду номын сангаас 3.5µm
0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 M inutes 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00
AU
0.012 0.010 0.008 0.006
AU
0.004 0.002 0.000 -0.002 0.00
UPLC™ 1.7µm
0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 M inutes 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00
0.00
0.50
1. Thiourea - 0.430
AU
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
4.00
4.50
5.00
5.50
6.00
UPLC
0.20
™ 样品的组份数：5 1.7µm颗粒度 完全分离的时间：0.60分钟
AU
0.10
增加了样品 的通量
0.55 0.60
0.00 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50
更小的颗粒度……
如果填料的颗粒继续演变……
填料颗粒尺寸的演变
前景： 2.1×100mm色谱柱 1.7µm杂化填料颗粒 可达到15,000psi 通常有每米200,000理论 塔板数的柱效
0.040
0.020 AU 0.000
0.00
0.20
0.40 Minutes
0.60
0.80
1.00
速度、灵敏度及 分离度的完美结合
3.1.2 色谱柱硬件
筛板、柱管和连
接件，可在超过 140MPa压力下 装填，保证色谱 柱高柱效和长寿 命。
可记录进样次数、最大反 压及温度
智能芯片自动下载关键参
数到色谱柱历史文件 信息不可删除
含有该色谱柱独特的分析
证书 eCord 装置
3.2 超高效液相色谱的输液系统
3.2.1 二元溶剂管理系统
Minutes
恒定柱长时；UPLC™的灵敏度提高1.7倍（170%）！ 恒定L/dp时；UPLC™的灵敏度提高三倍（300%）！
0.050 0.040 0.030 AU
0.020 0.010
0.000 0.050 0.040 0.030
5.0 µm
0.020 0.010 0.000 0.00 0.024 0.020
可看到更多 的样品信息
1.7 µm
1.00 2.00 3.00
AU
4.00 Minutes
5.00
6.00
7.00
8.00
0.016
AU 0.012 0.008 0.004 0.000 1.70 1.80 1.90 2.00 2.10 2.20 Minutes 2.30 2.40 2.50 2.60
一分钟以内！
3.UPLC仪器介绍
检测器：
• 光学及/或质谱检测器 • 可调紫外或光电二极管矩阵 • 为UPLC™专门优化的流动池 • 高速检测
色谱柱管理：
• 创新的枢轴转动设计 • 置色谱柱出口直接到检测器
样品管理器：
• 低扩散XYZZ’形式 • 快速进样周期 • 低交叉污染 • 样品盘及/或样品瓶 • 可选样品组织器
两元溶剂管理：
• 高压混合 • 两元梯度 • 四溶剂选择 • 在线脱气 • 低扩散设计 • UPLC的耐压能力
3.1 超高效液相色谱的C18色谱柱
dp
固定相粒度直径可达1.7µm
色谱柱长可达3-5cm
3.1.1 色谱柱颗粒化学
改善了高pH稳定性
改善了硅胶的柱效和反压
改善了低pH稳定性
在杂化的碳-硅基质内具有桥式乙烷的1.7µm颗粒 三官能团键合C18配体
使用1.7µm颗粒度的填 料增加灵敏度
Ultra Performance LC™
速度、灵敏度与分离度的结合
0.050 0.040 0.030 AU 0.020 0.010 0.000 0.00 0.050 0.040 0.030 AU 0.020 0.010 0.000 0.00 1.00 2.00 3.00 Minutes 4.00 5.00 6.00 2.00 4.00 6.00 8.00 Minutes 10.00 12.00
重现性不
相上下
UPLC 34次进样分析烷基芳酮混合物保留时间的重现性
UPLC的耐受性
稳定性试验的条件：
从10到90%甲醇的1分钟梯度1000次进样 C 温度：55º 最大压力：8500psi 流速：1.3ml/min.
0.35 0.30 0.25 AU 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 0.00 0.25 0.50 0.75 Minutes 1.00 1.25 1.50 1.75
角度的改进已经不行，或者说必须从理论高度对液相色谱重
新认识。由此，UPLC（超高效液相色谱）概念得以提出， 将HPLC的极限作为自己的起点。
超高效液相色谱技术的实现，主要是依靠以
下几个方面的进步：
（1）小颗粒、高性能微粒固定相的出现； （2）超高压输液泵的使用； （3）高速采样速度的灵敏检测器； （4）使用低扩散、低交叉污染自动进样器，
超高效液相色谱
目录
1 绪论
2
理论基础
3
仪器介绍 应用和展望
实例
4
3
1.绪论
站在当今世界科技前沿的液相色谱的需求:首先是改进生
产力的需求，因为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。 因此，对液相色谱技术的要求也不断提高，单从技术
配备了针内进样探头和压力辅助进样技术；
（5）仪器整体系统优化设计：色谱工作站配 备了多种软件平台，实现超高效液相分析方法与 高效液相分析方法的自动转换。
分析速度快
超高 效液 相色 谱的 优点
灵敏度高
分离度好
UPLC的速度提高了！
0.24 1. Thiourea2. 0.046 - 0.088 - toluene 3. propylbenzene - 0.137 4. butylbenzene - 0.182 5. hexylbenzene - 0.360
高压混合 二元梯度 四溶剂选择 在线脱气 低扩散设计 耐高压
3.2.2 UPLC超高压输液泵的特性
与普通HPLC
的高压梯度
系统相比， UPLC的梯度
性能稳定
当梯度陡度为1%，梯度范围为90%-100%时，超高压输液 泵的梯度运行曲线
UPLC的重现性
其精确度、
可靠的梯
度性能与 HPLC的
UPLC analysis
HPLC: Waters Acquity UPLC system coupled with a photodiode array detection method. Column: An Acquity UPLC BEH C18 column (1006 2.1 mm/ID, with 1.7μm particle size), also from Waters, was used. The column temperature was maintained at 47℃. Chromatographic conditions: A (3%ACN, 2% acetic acid, 95% water) and B (85% ACN, 2% acetic acid, 13% water), with a flow rate of 0.7 mL/min, giving a maximum back pressure of 10 400 psi, which is within the capabilities of the UPLC. The injection volume was 2.5μL. The 6.5 min gradient was as follows: 0 min, 100% A, 3 min, 90% A (curve 6), 4 min, 90% A, 6.5 min, 25% A (curve 6). Finally, the column was washed with 100% B for 3 min and equilibrated with 100% A for 3 min. All the samples were filtered through 0.22μm nylon filters fromScharlab.
AU AU
对流出时间接近的色谱峰有更好的分离度及更高的灵敏度
2.理论基础

在高效液相色谱速率理论中， Van Deemter方程式的简
化表达式：

如果仅考虑固定相的粒度 对 的影响，其简化方程式可表 达为：
H:理论踏板高度；A:涡流扩散系数；B:纵向扩散系数；C:传质阻抗系数；u:流 动相流速；dp:填料颗粒粒度。