蛋白质组学/蛋白质分离 - 色谱/超高效液相色谱
高效液相色谱已被证明在许多科学领域非常有用，但它迫使科学家始终在速度和分辨率之间进行选择。超高效液相色谱 (UPLC*) 消除了这种选择，并创建了一种高效的方法，该方法主要基于小颗粒分离。
超高压液相色谱，也称为超高效液相色谱 (UPLC)，是一种用于分离、鉴定和定量化合物的柱色谱形式。它允许快速有效地分离和分析小颗粒。液相色谱是将待分离的颗粒混合物通过色谱柱的过程。这使得能够从混合物中分离的分析物可以与其他分子区分开来。色谱柱填充有称为固定相的填充材料。在 UPLC 中，泵推动称为流动相的混合物通过色谱柱。当流动相通过固定相时，检测器会显示不同分子的保留时间。保留时间根据固定相、被分析的分子和所用溶剂之间的相互作用而变化。
UPLC 开发背后的理论是范德姆特方程。范德姆特方程是一个经验公式，它显示了线速度（也称为流速）和板高（也称为柱效率）之间的关系。由于粒径是范德姆特方程的变量之一，因此生成的曲线可用于研究色谱性能。随着粒径减小到小于 2.5 μm，即使在流速增加或线速度增加的情况下，效率也会显着提高。
除了效率外，使用小颗粒的另一个优点是，小颗粒可以在更高的线速度下工作。这使得分辨率和速度得以提高。分辨率与 N 的平方根成正比，N 与粒径和峰宽成反比。峰宽与峰高成反比。这意味着使用更小的颗粒将导致更窄、更高的峰，从而提高分辨率。还应注意，随着粒径减小，最佳流速也会增加。但是，压力与流速成正比，因此较小的颗粒将需要更高的能量或压力。
当前的 HPLC 技术无法满足与 UPLC 相关的全新压力；沃特斯设计了一种名为 ACQUITY UPLC 的新系统。沃特斯 ACQUITY 超高效液相色谱系统经过专门设计，充分考虑了小颗粒分离目前相对于 HPLC 的所有优势。这项任务并不容易。为色谱柱发明了一种新型混合材料，称为桥接乙基杂化 (BEH)。此外，色谱柱需要更光滑的内表面。ACQUITY UPLC BEH 色谱柱还包括微芯片技术，可捕获每个色谱柱的制造信息，包括质量控制测试和称为 eCord™ 的分析证书。eCord 数据库还会更新实时方法信息，例如进样次数、压力和温度信息，以维护完整的连续色谱柱历史记录。
这些优势中的许多主要基于液相色谱背后的理论。一般来说，提高分离效率也会提高其分辨率。由于效率和最佳流速都与粒径成反比，因此减小粒径将提高效率并加快流速。
在 ACQUITY 系统中，粒径减小到 1.7 μm，而 HPLC 的粒径为 3.5 μm 或 5 μm。这些颗粒经过专门设计，能够承受宽范围的压力和 pH 值，具有高负载能力，并提高效率。色谱方法的其他创新包括高压溶剂输送系统（以适应更小的粒径）、快速进样循环样品管理以及具有光纤流通池设计的专门检测器。
- UPLC 是沃特斯公司注册的商标。在其他地方，这种技术通常被称为超高效液相色谱 (uHPLC)。
下表显示了超高效液相色谱和高效液相色谱的比较
| 属性 | HPLC | uHPLC |
| 压力 | 6000 磅/平方英寸 | 100,000 磅/平方英寸 |
| 粒径 | 5μm | 1.7μm |
| 流速 | 毫升/分钟 | 微升/分钟 |
| 最大分辨率 | 相对较低 | 相对较高 |
较低的珠粒尺寸是 uHPLC 流速和分辨率提高的真正原因。这可以用范德姆特方程数学地表示：H = A + B/µ + Cµ。H 是板高，µ 是粒径。A 常数与流速无关（它被称为“涡流扩散项”）。B 常数是扩散系数，C 是“分析物传质”系数。随着 µ 的减小，实现类似 H 值所需的 A 和 C 值也会减小，从而提高分辨率。这也减少了 C 值对 H 值的影响，从而在类似分辨率下获得更快的分离。请注意，uHPLC 在所有方面都优于 HPLC，预计在不久的将来会取代 HPLC。
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- Leandro CC, Hancock P, Fussell RJ, Keely BJ. 超高效液相色谱与高效液相色谱在用串联四极杆质谱法测定婴儿食品中优先级农药方面的比较。 J Chromatogr A. 2006 年 1 月 20 日；1103(1):94-101。*
- Michael E. Swartz, 超高效液相色谱 (UPLC)：简介 www.chromatographyonline.com*
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