标价机厂家
免费服务热线

Free service

hotline

010-00000000
标价机厂家
热门搜索:
技术资讯
当前位置:首页 > 技术资讯

做和UPLC超高效液相色谱技术

发布时间:2021-09-23 11:12:43 阅读: 来源:标价机厂家

UPLC(超高效液相色谱)技术

在1996年,Waters公司推出Alliance HPLC时的主要目标是提高液相色谱的“精度”。当时多数公司都认为HPLC技术已经发展到极致了、而同时用户对性能没有更高的需求,因此HPLC的目标应该是降低成本、走向更低的价格以获得更广泛的应用。针对这样的观念,Waters公司提出:HPLC的技术没有到达极限,用户对HPLC有更高的要求,HPLC精度的提高对更好、更可靠的结果有极大的益处,对法规的遵从也是一个极大的促进。

站在当今世界科技前沿的液相色谱用户现在又有了新的需求。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,例如代谢组学分析;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MS及MS/MS等检测技术联用时,对连接的质量提出了更高的要求。简而言之,我们需要“更快地得到更好的结果”。

今天我们发现,随着科学技术的进步,对液相色谱技术的要求也不断提高,单从技术角度的改进已经不行。这就脆性材料的强度测试可能成为派生的应力源而致使测试结果的误差需要同时从科学与技术的角度出发,或者说从理论高度对液相色谱重新认识。因此UPLC(超高效液相色谱)概念的提出也就十分自然。简而言之,UPLC是用HPLC的极限作为自己的起点。

理论基础

早在1956年,J.J van Deemter就发表了他著名的理论:van Deemter曲线及其方程式。最早这个理论是用在气相色谱上的,但是后来出现的液相色谱上也能应用这个理论。Waters公司引入UPLC的概念就是由研究这个著名的方程式开始。

首先探讨一下这个著名的方程式。如果只关心理论塔板高度(H)与流速(线速度;u)及填料颗粒度(dp)之间的关系,就可以把该方程式作如下的简化:

其中,A项代表了颗粒度和柱床填装的优良程度;B项代表了轴向扩散;而C项则代表了传质。从不同颗粒度的曲线中我们可以看到图1所示的现象:

首先颗粒度越小柱效越高;其次每个颗粒度尺寸有自己的最佳柱效的流速;最后,更小的颗粒度使最高柱效点向更高流速(线速度)方向移动,而且有更宽的线速度范围。所以降低颗粒度不但提高柱效,同时也提高速度。使用更高的流速会受到色谱柱填料耐压及仪器耐压的限制。反之,如果不用到最佳流速,小颗粒度填料的高柱效就无法体现。另外,更高的柱效需要更小的系统体积(死体积)、更快的检测速度等一系列条件的支持,否则小颗粒度填料的高柱效同样无法充分体现。

因此,要真正创建一个全新的分离科学领域 -UPLC,必须解决以下问题:

■ 大幅提高色谱柱的性能;第一要解决小颗粒填料的耐压问题,第二要解决小颗粒填料的装填问题,包括颗粒度的分布以及色谱柱的结构。

■高压溶剂输送单元(超过15000psi)。

■ 完善的系统整体性设计,降低整个系统的体积,特别是死体弹簧高度:100⑶00mm;积。并解决超高压下的耐压及渗漏问题。

■ 快速自动进样器,降低进样的交叉污染。

■ 高速检测器;优化流动池以解决高速检测及扩散问题。

■ 系统控制及数据管理,解决高速数据的采集、仪器的控制问题。

新型色谱填料及装填技术

UPLC分离只有在新型的、耐压而且颗粒度分布范围很窄的1.7祄颗粒填料合成出来之后才有可能。色谱柱技术应该涵盖几个方面的内容:首先是填料的合成,以得到高质量的填料颗粒,包括耐高压、耐酸碱等等。其次是颗粒的筛选,选出颗粒度分布尽可能窄的填料。最后是装填技术,以保证即堵住颗粒不使其外流,又不至于引起反压的大幅升高。

Waters公司利用1999年发明的杂化颗粒技术(Hybrid Particle Technology - HPT),合成了第二代有机硅填料。它使用双(三乙氧基硅)乙烷在硅胶中形成桥式乙基基团(图2)。这样合成出来的填料在其内部有了更多的“交联”结构,其机械强度有了极为显著的提高,耐压超过了20000psi。使用这项技术,Waters公司合成了低于2祄颗粒度的填料—— 1.7祄颗粒度的“ACQUITY UPLCTM”填料。为了得到更好的耐压能力及传质作用,还优化了该填料的孔体积及孔径。

传统色谱柱填料的装填技术受两个方由于材料拉力实验机系统为1闭环系统,判断系统中哪1部份出现了故障,先要断开系统中的回路,使系统成为1开环系统.如判断传感器信号时候正常,须断开位移传感器的反馈信号,使系统成为开环.这时候,从工作站发出1个控制作动器移动信号,然后丈量传感器反馈值,重复几次后,当丈量到感器的反馈数据为1个线性变化的直线,判定传感器正常面的影响,导致现有小颗粒填料色谱柱的性能及质量均不能令人满意。首先是其颗粒度分布一般较宽,例如,5祄颗粒度填料中会有大量的4祄以下及6祄以上的颗粒,因此,通常使用2祄筛板在色谱柱的出口拦截填料,阻止其外漏。其次,如果使用低于2祄的筛板,筛板的反压升高很快,甚至超过了填料所产生的反压。因此,目前大多数3.5祄、2.5祄或更低颗粒度的填料还是使用2祄的筛板,只是在柱头装填一小段5祄的填料。因此现有小颗粒度填料的色谱柱与理论或理想状态相距甚远。

Waters公司的ACQUITY UPLCTM使用了更严格的筛分技术使1.7祄填料的分布很窄,并且使用了全新筛板(专利申请中)及其他色谱柱硬件(柱管及其连接件),在超过20000psi的压力下装填。Waters公司为此安装了一条新的色谱柱装填生产线及新的测试设备。因此,ACQUITY UPLCTM色谱柱的性能及质量有了质的飞跃。

填料的合成技术、颗粒的筛分技术、筛板及色谱柱硬件技术的提高,在更高的压力下装填色谱柱是UPLC色谱柱性能、质量保证的关键。

超高压液相色谱泵

Waters公司具备制造超高压泵的能力,UNC的Groove教授所用的超高压液相色谱泵是Waters公司为其特别制造的。除了密封、高压动力之外,超高压色谱泵主要解决的问题是超高压下溶剂的压缩性及绝热升温(Adiabatic Heating)。

ACQUITY UPLCTM装备一台独立柱塞驱动、四个溶剂切换的两元高压梯度泵,其1ml/min流速时的耐压可达15000psi,具有精确、可靠的梯度性能。新型的超高压输液泵使独特的小颗粒填料技术可以在最优化的流速下工作,以充分发挥其特点。集成改进的真空脱气技术,使四个流动相溶剂及两个进样器洗针溶剂同时得到良好的脱气。其梯度的重现性也非常好,尽管保留时间在1min以内,其重现性却与HPLC的重现性不相上下。

自动进样器

为了降低死体积、减少交叉污染,自动进样器的设计使用了许多新技术,例如针内针样品探头(XYZZ’)、压力辅助进样等等。所谓“针内针”的XYZZ’设计,实际上就是使用液相色谱管路(PEEK材料)充当进样针以减少死体积,而“外针”是一小段硬管,用来扎破样品瓶盖。

压力辅助进样在如此小的仪器的系统体积下保证可靠、重现的进样是非常重要的措施。为了降低交叉污染,采用了一强、一弱的双溶剂的进样针清洗步骤,这两个洗针溶剂也采取了脱气措施。

高速检测器

然而,在新的色谱柱技术支持下的高压、高速UPLC对ACQUITY UPLCTM结果的检测提出了挑战。首先是速度问题,在短时间内出现如此多的色谱峰需要更快的数据采集速率相适应,至少要在10Hz以上,还需要降低样品在检测池内的驻留时间。当然同普通的HPLC检测器一样,信噪比也是新型检测器的追求目标。

尽影响剪切强度的操作因素:管因需要降低扩散而不得不使用很小体积的检测池(

更年期出虚汗吃什么药
月经紊乱如何调理
更年期出虚汗吃什么药
更年期肝郁脾虚吃什么中成药