色谱分析(中国药科大学)超高效液相色谱(UPLC) .pdfVIP

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超高效液相色谱(UPLC)

超高效液相色谱技术（ultraperformanceliquidchcromatography，简称UPLC）是

一种综合了小颗粒填料、非常低系统体积(死体积)及快速检测手段等全新的检测技

术。在全面提升HPLC的速度、灵敏度及分离度的同时，保留其原有的实用性及原

理。基于小颗粒技术的UPLC，并非普通HPLC系统改进而成。它不但需要耐压、

稳定的小颗粒填料（可达1.7µm），而且需要耐压的色谱系统(15,000psi)、最低交叉

污染的快速进样器、快速检测器及优化的系统体积等诸多方面的保障，以充分发挥

小颗粒技术优势。这就需要对系统所有硬件和软件的进行全面创新。世界第一个商

品化UPLC产品是WatersACQUITYUPLCTM超高效液相色谱系统，它于2004年3

月投入市场。

图1：填料技术的沿革

1．小颗粒填料改善分离的理论与科学基础

液相色谱30年的发展史是颗粒技术的发展史。颗粒大小的改变直接影响到柱

效，从而对分离结果产生直接影响。由上图可知：随着颗粒度的不断降低，色谱分

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离度不断提高。事实上，上述规律的理论基础是著名的VanDeemeter方程。Van

Deemeter方程是色谱科学家预测颗粒度变化而引起的色谱变化的根本依据。Van

Deemeter曲线（见图2）预测最佳柱效与相应的流动相流速。由VanDeemeter方程

得知：随着颗粒度减小，相应的理论塔板高度（HETP）也下降，得到的柱效会更

高。还应该注意到1.7µm颗粒的HETP最小值区域扩大了（见图2），这表明可以

在比大颗粒更宽的流量范围内得到最高的柱效，结果可以不损失高分离度的同时来

适当提高流动相的流速（分析速度）。小颗粒填料为色谱分离带来如此的高柱效和

速度优势，使得利用小颗粒技术成为色谱科学家梦寐以求的目标。然而HPLC系统

的设计，一直难于发挥出最小颗粒的优点。小颗粒技术的运用，不但要求仪器在超

出目前限度（6000psi/400bar）的压力下工作，同时要求仪器系统的死体积要更小，

以便不影响梯度性能，而且还要检测器能高速检测出峰宽只有几秒的色谱峰。

在利用杂化颗粒技术合成出耐压的新一代小颗粒色谱填料之后，UPLC超高效

液相色谱系统的设计，充分利用了小颗粒填料的所有优点，弥补传统HPLC系统的

不足。

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图2:范德米特(vanDeemeter)曲线

1.1超高分离度

根据等度液相色谱分离的分离度(Rs)方程，分离度(Rs)与柱效(N)的平方根成正

比。

Nα－1k

Rs=()()(2)

4αk+1

2……………(1)

按VanDeemter色谱理论，柱效(N)与颗粒度(dp)成反比：

L

N∝

dp

…………(2)

故：随着dp的降低，N值会增加；而N值增加，则Rs值增加。HPLC与UPLC

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