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液相色谱知多少?走近“超高效”的UPLC

仪器网 2020-05-21 16:58:13

近日,不少高校院所、企事业单位都在采购各类仪器设备,几百万甚至上千万大单频出。除了常规实验室仪器之外,山东大学、中国药科大学、西南大学等众多高校相继发布公告,计划对超高效液相色谱仪器进行采购。有目共睹,超高效液相色谱——这项分析速度快、分离效率高的新型液相色谱技术正在不断扩大应用领域,获得更多仪器使用者的青睐。


 
  超高效液相色谱的诞生
 
  上个世纪60年代,科学家为了分离蛋白质、核酸等不易汽化的大分子物质,将气相色谱的理论和方法引入到经典液相色谱中,液相色谱理论的雏形由此诞生。到了60年代末,科克兰等出版的《液相色谱的现代实践》一书,标志着高效液相色谱法(HPLC)的正式建立。超高效液相色谱(UPLC)则是在高效液相色谱的基础上发展、成熟起来的一种新技术。借助于高效液相色谱的理论及原理,超高效液相色谱涵盖了小颗粒填料、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。
 
  2004年,沃特世公司在色谱柱填料技术上的创新,使其率先在超高效液相色谱方面取得突破性进展,研发推出了全球第一台超高效液相色谱仪——ACQUITY UPLC。这套系统有效提高了实验室液相色谱分离的速度、分辨率和灵敏度,在很短时间内就风靡各大实验室。可以说,它的问世在分离科学史上留下了划时代的意义。随后,安捷伦、岛津等公司也相继推出了各自型号的超高效液相色谱仪。为了在这一新兴技术领域占领优势,各大厂商也是使出浑身解数,十几年间把超高效液相色谱系统扩展成为满足各种需求的一系列产品。
 
  孰优孰劣?HPLC和UPLC之争
 
  经过多年的发展,超高效液相色谱在化学、医学、食品等各个领域都得到了应用,不过目前大多数实验室或机构最常用的分离技术还是高效液相色谱。有人说,从技术发展和应用前景来看,超高效液相色谱在很多方面都比高效液相色谱表现得更为优秀,但是仍然存在一些阻碍其发展的因素。HPLC和UPLC到底孰优孰劣?一句话概括,就是各有千秋。
 
  首先来谈谈UPLC相对于HPLC而言的优势。前文提到,UPLC在HPLC的基础上,提升了液相色谱分离的速度、分辨率和灵敏度,这无疑是广大用户选择UPLC最根本的原因。UPLC采用的固定相和高柱效的色谱柱,使其大大缩短了样品分析所需的时间。当HPLC需要30分钟才能得出分析结果时,UPLC仅需要5分钟。就灵敏度而言,UPLC也比HPLC高了2到3倍,交叉污染也有效降低。研究显示,UPLC的速度、灵敏度和分离度分别是传统HPLC的9倍、3倍及1.7倍。对于需要在短时间内分析大量样品的实验者来说,UPLC的“超高效”极具吸引力。
 
  但是从经济性和耐用性角度来看,UPLC要“贵气”也“娇气”得多。从成本和价格来看,应用更为普遍的HPLC占据了更大的优势。无论是仪器本身还是耗材配件,使用HPLC所需的费用是目前一些经费不足的中小型企业和高校院所都能承担得起的。相比之下,UPLC更高的性能意味着更高的价格以及更多使用和维护的要求。它不仅需要专人进行定期维护,还要使用专用的配件和色谱柱。一旦出现故障,维修费用也会更高。而且,目前HPLC的精度和效率已经能够满足大多数用户的需求,使用UPLC未免有些“杀鸡用牛刀”,这也成为一些用户仍然选择HPLC的理由。
 
  当然,随着超高效液相色谱技术的提升,UPLC的生产成本也会相应地降低。届时,更多用户将有机会使用到这一最新的液相色谱分离技术。毕竟,比起费用来说,UPLC出色性能所带来的精准结果才是广大分析者的根本需要。在这个技术革新越来越快的时代,时间成本比起金钱成本更为各行各业所重视。有理由相信,未来超高效液相色谱将会越来越普及。
 

  小结:目前中国的超高效液相色谱市场上,主流厂商主要是沃特世、安捷伦、岛津、赛默飞、日立高新等国外品牌。国内虽然也有上海伍丰、北京普源精电、鲁创仪器、大连依利特等国产品牌,但其市场占有率还比较低。超高效液相色谱终将成为分离技术领域的主流,“中国制造”能否后起直追,夺回国内市场的份额?还需要各大国内厂商“且行且奋斗”。
 
  (本文参考资料:百度百科、沃特世、《高效液相色谱和超高效液相色谱仪器的一些最新发展》、《超高效液相色谱法在药物分析中的应用》)