超高效液相色谱仪

要实现超高效液相色谱分析，除了必须具有装填粒度小于2μm的固定相色谱柱以外，还必须提供高压溶剂输送单元、低死体积的色谱系统、快速的检测器、快速自动进样器及高效数据采集、控制系统等。

4.4.3.1　超高压输液泵

超高压输液泵要求密封、提供高压动力，并能解决高压下溶剂的压缩性及绝热升温。以Waters公司的ACQUITY UPLCTM为例，该超高压输液泵配备了独立的柱塞驱动及4个溶剂切换的2元高压梯度泵。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。1 mL·min－1流速时的耐压可达15000 psi，从而保证了精确、可靠的梯度性能。

4.4.3.2　自动进样器

为降低死体积、减少交叉污染，超高效液相色谱的自动进样器设计使用了许多新技术，例如针内针样品探头、压力辅助进样等等。所谓“针内针”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，因此使用该类进样器时应注意同时使用具有预开口隔垫的进样瓶。超高效液相色谱的进样量通常为1～5μL，一般不超过10μL，有时进样量可精确到0.1μL。为了降低进样时的交叉污染，超高效液相色谱采用了一强、一弱的双溶剂的进样针清洗步骤，这2种洗针溶剂也采取了脱气措施。选择合适的弱洗针液和弱洗针液的用量，还可以得到更窄的色谱峰形。

4.4.3.3　色谱柱技术

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，以保证既能堵住颗粒不使其外流，又不至于引起反压的大幅升高。目前，超高效液相色谱柱一般采用杂化颗粒技术(Hybrid Particle Technology，HPT)的第二代有机硅胶填料。这种填料使用双(三乙氧基硅)乙烷在硅胶中形成桥式乙基基团，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20000 psi。

4.4.3.4　高速检测器

超高效液相色谱中所使用的检测器作为整体分析策略的一部分也需进行优化。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10 Hz以上，还需要降低样品在检测池内的驻留时间。此外，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。

对于可变紫外和光电二极管阵列检测器，通过使用更高强度的检测灯以及使用反身性更强的材料制成的检测流通池可以满足超高效液相色谱的分析需求。如果UV作为整个超高效液相色谱分析的最有一个检测器，出口处再需一个250 psi的背压调节器，以降低因溶剂压力由超高效液相色谱的高压降到大气压的过程中溶液出现的气泡残留而导致的背景噪声。

由于超高效液相色谱的谱峰相对于HPLC而言更高更窄，因此信噪比得到了提高。这便要求超高效液相色谱的检测器必须达到更高的数据采集速率。通常HPLC的谱峰宽度在20 s左右，每秒采集1～2个数据点是合适的，而超高效液相色谱的谱峰宽度只有1～2 s，因此一般UPLC每秒可采集10～20点，最高可达到每秒80个点(80 Hz)。