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我们来聊聊液相

发表时间:2019-03-13 17:35:02

液相色谱是实验室最为常见的分析仪器,但是大家对它的认知却是各相径庭。究其根本,使用液相色谱是用来分离复杂样品加以鉴定。所以,分离能力才是评判一套液相色谱优劣的标准。影响分离能力的因素有很多,本期内容我们先从液相色谱的发展史来审视我们到底需要什么样的液相色谱。

色谱的理论基础源自1903年俄国植物化学家茨维特(Tswett)在分离植物中的色素中首次提出的“色谱法”(Chromotography)和“色谱图”(Chromatogram)的概念。然而受制造技术和理论发展缓慢的影响,之后液相色谱一度沉寂,没有大步发展。1938年,库恩获得了诺贝尔化学奖,其采用色谱法对胡萝卜素进行分离,使得色谱法名声大振,迅速为各国科学家关注并采用。

上世纪60年代,随着气相色谱理论和实践发展,以及机械、光学、电子等技术上的进步,液相色谱又开始活跃。科克兰(Kirkland)、哈伯、荷瓦斯(Horvath)、莆黑斯、里普斯克等人把高压泵和化学键合固定相用于液相色谱,开发了世界上第一台高效液相色谱仪。1963年,沃特世公司推出了世界上第一台商品化的高压液相色谱仪GPC-100,开创了液相色谱的时代。


GPC-100原型机

上世纪70年代中期以后,微处理机技术用于液相色谱,进一步提高了仪器的自动化水平和分析精度。1972年,沃特世公司推出用于HPLC系统的M6000高压泵。这款可精准控制流体的6000 psi高压泵的推出是HPLC技术史上的里程碑,使得HPLC仪器在全球范围内的实验室中推广开来。

此前,HPLC 是High Pressure Liquid Chromatography的缩写,即高压液相色谱。随着M6000高压泵、U6K高压进样系统和µBondapak单官能团键合硅胶颗粒色谱柱的问世,沃特世改写了原有HPLC中“P”的意义,从此,HPLC重新定义为High Performance Liquid Chromatography,即高效液相色谱。

随着液相技术的不断发展,与液相色谱仪息息相关的色谱柱,也从最初的无定形颗粒,发展到全多孔颗粒,大大增强了分离效能。

80年代中期,高效液相分析技术已经渐趋成熟,计算机技术也开始在高效液相中使用。与此同时色谱填料技术也在迅速发展,色谱柱的颗粒度逐步从10 μm向5 μm过渡。90年代后期, 5 μm填料颗粒色谱柱将传统HPLC的效能发挥到最佳,色谱柱填料也从单一的硅胶键合相变得更加多样,增强了色谱系统的选择性。

2000年初,沃特世研发出更小粒径亚2 μm颗粒度的色谱柱,与5 μm色谱柱相比,它可以帮助色谱工作者带来更好的分离效果。然而常规的液相产品较大的扩散体积无法将亚2 μm色谱柱的性能优势体现出来,因此沃特世公司推出了超高效液相系统(UPLC,Ultra Performance Liquid Chromatography),重新定义了分离科学。UPLC具有超低扩散体积(小于15μL)可将亚2 μm色谱柱性能发挥到极致。色谱工作者使用UPLC结合小颗粒色谱柱可以获得更好的分离度,灵敏度,更快的分析速度。

ACQUITY UPLC的主要研究及开发人员与所获得的2005 R&D 100奖牌合影。

2004年沃特世推出的UPLC推动了整个分析仪器行业的发展。在之前的四十余年中,沃特世致力于以技术的发展提高仪器性能,而随着UPLC系列问世,我们则更关注仪器的实际应用,如何在各行各业的实验室中发挥最高性能,帮助用户克服试验中遇到的挑战。因此,陆续推出了ACQUITY UPLC H-Class、ACQUITY UPLC I-Class、PATROL UPLC过程分析仪、ACQUITY UPC²、ACQUITY APC、ACQUITY UPLC M-Class以及ACQUITY QDa。


ACQUITY UPLC I-Class系统可实现最准确、重现性最好的分离效果,可为用户成功分析有限的或存在与复杂基质中的化合物,并且拥有更快的分析速度。

ACQUITY UPLC H-Class系统具有四元溶剂混合灵活性和简易性,拥有UPLC 高分离、灵敏度和高通量等先进性能。该系统可帮助用户在面向未来的LC平台上继续运行现有的HPLC方法,并实现向UPLC分离的无缝转换。

ACQUITY APC超高效聚合物色谱系统可帮助用户解决GPC/SEC分辨率低,分离时间长及溶剂消耗量大的问题。该系统基于体积排阻色谱分离基本原理,以前所未有的分析速度为您提供更详尽的聚合物材料信息。

ACQUITY UPLC M-Class系统用于纳升级至微升级UPLC分离,具有极佳的稳定性和可靠性。该系统的使用范围非常广,能够帮助用户应对样品量极为有限或者非常珍贵的样品分析。

PATROL UPLC过程分析仪是一套实时过程分析技术系统,能够在生产车间直接检测和定量分析复杂的多组分样品和成品。该系统可以帮助用户估量关键质量属性(CQA),将UPLC技术和质量源于设计(QbD)原则应用于过程开发实验室中。

ACQUITY UPC²超高效合相色谱系统是沃特世公司基于用户需求不断创新的有力体现,作为分离科学的一个新类别,拓宽了LC和GC分离技术的领域。该系统可用以分离,检测并定量结构类似物、同分异构体、对映异构体和非对映异构体混合物,帮助科研人员解决这些分离难题。值得一提的是CO2作为UPC²主要的流动相,极大的降低了有机溶剂的使用,使得您的实验室更加绿色环保。

二维ACQUITY UPLC系统具有捕集、平行柱再生、中心切割、柱头稀释、时间耦合色谱、全二维色谱功能,可以减少多余干扰,增加峰容量和分离度用于复杂样品表征。

ACQUITY QDa质谱检测器是一款专为分析人员的需求而特别开发的质谱检测器。它耐用、可靠,无需预先对样品进行任何调谐,能与您现有的LC、ACQUITY UPLC、ACQUITY UPC²和纯化系统完美结合。其简单直观的操作可以最大程度降低意外共流出无或成分所带来的风险,提升日常分析的质量和效率。

从第一台液相色谱仪器问世到现在52年的时间里,液相色谱技术经历了高压液相色谱时代,高效液相色谱时代以及我们正在经历的超高效液相色谱时代。沃特世公司以开创了三个伟大时代,引领色谱技术发展而骄傲。我们也在不断反思,用户到底需要什么样的色谱分离系统?

本次我们和大家简单聊了聊液相色谱的发展史,之后我们将陆续从技术和应用角度分享液相色谱的知识,帮助大家用好液相分离这项强大技术。


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