超高效液相色谱的应用现状和发展前景

超高效液相色谱的应用现状和发展前景生物分离工程课堂报告之——Speaker:黄妙珍09生物技术三班2011.11.3色谱分离精度高，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。常见的分离方式蒸馏离心电泳过滤超滤色谱色谱分类4231色谱柱状色谱薄层色谱纸色谱色相色谱高效液相色谱超高效液相色谱色谱典型的仪器配置色谱泵及控制器数据处理及控制进样器色谱柱检测器Waters486分离度色谱条件的优化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。–灵敏度–载样量–分析速度–溶剂损耗Clicktoaddtitleinhere自20世纪70年代以来，随着高效液相色谱(HighPerformanceLiquidChromatography，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(UltraPerformanceLiquidChromatography，UPLC)，其采用1．7Ixm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。超高效液相色谱Clicktoaddtitleinhere超高效液相色谱（UPLC）的原理UPLC的理论基础为：范德米特(VanDeemeter)方程HETP=AdP+B／v+CdP2HETP：理论塔板高度A：涡流扩散系数由该方程可得出结论：颗粒度越小柱效越高；每个颗粒度尺寸有自己的最佳柱效的流速；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。dlP：填料粒径B：分子径向扩散系数C：传质因子为流动相线速度vanDeemter曲线的提示ClicktoaddtitleinhereClicktoaddtitleinhere如果填料的颗粒继续演变……未来的色谱:更小的颗粒度液相色谱30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，从而对分离结果产品直接影响。由上图可知：随着颗粒度的不断降低，色谱分离度不断提高。小颗粒分离的理论与科学基础更小颗粒度所面临的挑战Clicktoaddtitleinhere小颗粒带来生产力基于1．7m小颗粒技术的UPLC与人们熟知的高效液相色谱(HPLC)技术，具有相同的分离原理。不同的是，UPLC不仅比HPLC具有更高的分离能力，而且结束了人们多年不得不在速度和分离度之间取舍的历史。使用UPLC可以在很宽的线速度、流速和反压下进行高效的分离工作，并获得优异的结果--------UPLC的优点超高分离度图3:UPLCTM与HPLC：分离度比较由右图可见：UPLCTM可以大大提高分离度，同时色谱峰强度也得到了提高。小颗粒带来生产力--------UPLC的优点超高速度图4:UPLC与HPLC：速度比较图5：UPLC美国药典有关物质分析实例原有HPLC分析需要4个不同的方法、三根不同的色谱柱，至少需要65分钟才能完成；UPLC使用了一根色谱柱、一种简单方法，在1分钟内即可完成。小颗粒带来生产力--------UPLC的优点超高灵敏度速度图6:HPLC到UPLCTM：灵敏度的改善无需折衷UPLCTM使用小颗粒技术可以得到更高的柱效（因而改善了分离度）、更窄的色谱峰宽，即更高的灵敏度。UPLC仪器构造UPLC仪器构造ClicktoaddtitleinhereUPLC仪器模式图UPLC数据采集软件Empower软件MassLynx为高性能质谱应用程序，用于采集、分析、管理和分布UV及质谱数据。它提供了智能仪器控制，可以采集额定质谱、完全质谱、MS/MS和完全质谱MS/MS数据。MassLynx软件Empower具有基于图标和图形的用户界面，可用于采集、处理、管理、报告和存储色谱数据。UPLC的样品瓶和样品板与UPLC匹配的色谱柱比较少峰面积的重复性欠佳对高频检测仪器的需要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，其普及应用可能仍然需要一些时间。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。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。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。O’Connor等发现，使用UPLC测定低浓度样品时，准确度、精密度都比较差。Clicktoaddtitleinhere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1.2食品添加剂分析检测中的应用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。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，迫切需要建立多种添加剂同时快速检测的方法。目前，HPLC技术是食品添加剂检测的最常用方法；而较这一传统方法而言，在技术性能上拥有优势的UPLC得到了更突出的应用。超高效液相色谱的应用现状2.药物开发领域2.1化学药品分析2.2中药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。Waters公司合成了1．7p．m颗粒度的AcquityUPLC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。超高效液相色谱的应用现状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......超高效液相色谱与其他技术的交叉应用merit超高效液相色谱和高效液相色谱联合固相萃取一超高效液相色谱一串联质谱法气相萃取一超高效液相色谱一串联质谱法王文昭、李鹏等[8]基于超高效液相色谱和高效液相色谱的偏最小二乘判别分析法建立了一种新型的区别诊断乳腺增生和乳腺癌患者的快速临床方法。超高效液相色谱一串联质谱法(UPLC／MS-MS)[9]具有更加简便、快速、灵敏的特点，特异性好、能够排除基质干扰，定量限更低、定性更准确，是分析组织中氯羟吡啶残留的理想方法。陈跃应用超高效液相色谱串联质谱联用(UPLC／MS．MS)技术，建立了高灵敏、快速的同时检测农产品中8种种衣剂农药残留量的方法。超高效液相色谱仪的制造在世界领域的UPLC研发生产中，Waters作为专业液相色谱的厂商，是业界唯一同时拥有液相色谱所有组件技术－包括液相色谱仪器硬件、填料技术和软件技术的供应商，拥有液相色谱技术最强大的科研和生产机构。从六十年代首推世界上第一台液相色谱(LC)系统，到七十年代高效液相色谱(HPLC)技术的商品化，直至2004年超高效液相色谱(UPLC)系统的推出，Waters是色谱技术公认的领导者[11]。Waters世界专业液相色谱的厂商超高效液相色谱的发展前景UPLC是一种较为新颖的技术手段，与传统分析方法相比具有多方面的优势。UPLC可以更快的速度和更高的质量完成以往HPLC的工作，沃特世将致力于丰富已有的UPLC产品，现已推出了六种新的色谱柱，包括:BEHC18、C8、苯基和ShieldRP18、HILIC及HSST3。同时还有适应UPLC使用的蒸发光散射检测器（ELSD），进一步扩展了UPLC的应用领域。我们确信：UPLC将对全球的实验室产生持久而深刻的影响。UPLC是HPLC的未来。可以相信。随着技术的不断发展，UPLC必然会在食品安全、天然药物、物质代谢、环境保护以及更多领域得弱广泛应用，日后也会有更多先进、快捷的分析方法不断涌现及更新。ThankYou!超高效液相色谱的应用现状和发展前景生物分离工程课堂报告之——