Что такое УВЭЖХ? Различия между УВЭЖХ и ВЭЖХ
Введение
Высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ) долгое время была одним из наиболее широко используемых аналитических методов в фармацевтическом анализе, безопасности пищевых продуктов, мониторинге окружающей среды и исследованиях в области наук о жизни. По мере роста аналитических потребностей лаборатории все чаще нуждаются в более быстрых методах, более высокой чувствительности и большей разрешающей способности без ущерба для качества данных.
Эти потребности привели к разработке ультраэффективной жидкостной хроматографии (УВЭЖХ), усовершенствованной эволюции традиционной ВЭЖХ, которая значительно повышает хроматографические характеристики. УВЭЖХ основана на тех же хроматографических принципах, что и ВЭЖХ, однако ее оптимизированная конструкция системы и технологические инновации позволяют значительно улучшить эффективность.
В этой статье мы обсудим различия между ВЭЖХ и УВЭЖХ в операционных определениях, технических отличиях и производительности, стремясь помочь оптимизировать разработку методов и максимально повысить производительность лаборатории.
Что такое ВЭЖХ?
ВЭЖХ — это метод разделения, который использует жидкую подвижную фазу для транспортировки компонентов образца через колонку, заполненную неподвижной фазой. Насос высокого давления подает либо одну подвижную фазу, либо смешанные подвижные фазы, либо забуференные подвижные фазы через колонку. Поскольку аналиты по-разному взаимодействуют с неподвижной фазой в соответствии с их химическими свойствами, они разделяются перед поступлением в детектор для качественного и количественного анализа.
Благодаря своей универсальности, воспроизводимости и способности анализировать широкий спектр соединений с высокой точностью, ВЭЖХ стала краеугольным камнем современных аналитических лабораторий.
Что такое УВЭЖХ?
УВЭЖХ основана на той же теоретической базе, что и ВЭЖХ, при этом включает в себя несколько технологических достижений, таких как усовершенствованная химия колонок, минимизированные объемы системы и высокоскоростные системы детектирования. Эта коллективная интеграция значительно повышает аналитическую пропускную способность, чувствительность и общую пиковую емкость хроматографии, при этом значительно сокращая время анализа.
Чем УВЭЖХ отличается от ВЭЖХ?
Механизм разделения УВЭЖХ остается по существу таким же, как и у ВЭЖХ. Основные различия заключаются в аппаратном обеспечении и оптимизации системы, которые поддерживают более высокую хроматографическую производительность.
1. Колонки с меньшими частицами
Возможно, наиболее значительным достижением является использование частиц неподвижной фазы размером менее 2 мкм. Обычные ВЭЖХ-колонки обычно содержат наполнители с размером частиц 3 мкм или 5 мкм, тогда как УВЭЖХ-колонки обычно используют частицы размером 1,8 мкм или даже 1,7 мкм.
Меньшие частицы обеспечивают большую площадь поверхности и более короткие диффузионные пути, что приводит к более высокой эффективности разделения, более острым пикам и улучшенному разрешению. Близкоэлюирующие соединения, которые могут перекрываться в традиционной ВЭЖХ, часто могут быть более эффективно разделены с помощью УВЭЖХ.
2. Насосные системы сверхвысокого давления
Уменьшенный размер частиц значительно увеличивает противодавление колонки. Следовательно, приборы УВЭЖХ требуют насосов сверхвысокого давления, способных работать при давлениях в несколько раз выше, чем те, которые встречаются в обычных ВЭЖХ-системах.
Эти насосы поддерживают стабильную и точную подачу растворителя даже при экстремальных рабочих давлениях, обеспечивая воспроизводимые хроматографические характеристики на протяжении всего анализа.
3. Автосамплеры с низкой дисперсией
В системах УВЭЖХ используются автосамплеры с низкой дисперсией и низким уносом, разработанные для минимизации уширения полосы во время инжекции образца. Многие системы включают технологию инжекции под давлением и оптимизированные иглы для отбора проб, что помогает сохранять узкие пиковые ширины и поддерживать аналитическую точность, особенно для анализов на следовом уровне.
4. Высокоскоростное и высокочувствительное детектирование
Поскольку хроматографические пики, производимые УВЭЖХ, значительно уже, чем те, которые генерируются ВЭЖХ, детекторы должны получать данные с гораздо более высокой частотой дискретизации. Современные детекторы УВЭЖХ сочетают быстрое получение данных с отличной чувствительностью, что позволяет точно характеризовать быстро элюируемые пики без ущерба для количественных характеристик.
5. Оптимизированная конструкция системы
Помимо отдельных компонентов, приборы УВЭЖХ спроектированы как полностью оптимизированные системы с чрезвычайно малым внеколоночным объемом. Современное хроматографическое программное обеспечение часто позволяет пользователям преобразовывать проверенные методы ВЭЖХ в методы УВЭЖХ с минимальными ручными настройками, упрощая перенос метода при использовании улучшенных характеристик прибора.
На практике УВЭЖХ позволяет достичь 9-кратного увеличения скорости анализа, 3-кратного повышения чувствительности и 1,7-кратного улучшения хроматографического разрешения. Благодаря более быстрому разделению УВЭЖХ значительно снижает потребление подвижной фазы, что уменьшает общие затраты на растворитель и соответствует принципам зеленой химии в лабораторных процессах. Кроме того, улучшенная чувствительность также позволяет надежно анализировать малочисленные аналиты в очень сложных матрицах образцов.
Ограничения УВЭЖХ
Несмотря на множество преимуществ, УВЭЖХ также сопряжена с определенными проблемами.
Высокое давление в рабочей среде изнашивает компоненты жидкостной системы, сокращая срок службы уплотнений насоса, обратных клапанов и роторов клапанов инжекции. Это также увеличивает вероятность утечек в капиллярных линиях. Кроме того, фритты колонки с размером менее 2 микрон очень подвержены физическим засорениям, а фрикционный нагрев внутри слоя колонки может создавать температурные градиенты, нарушающие симметрию пиков. Все эти ограничения требуют более строгого графика профилактического обслуживания.
Области применения УВЭЖХ
Повышенная чувствительность и разрешающая способность УВЭЖХ делают ее уникально подходящей для анализа сложных матриц, где целевые аналиты присутствуют в следовых количествах. Это особенно ценно при характеристике многокомпонентных пищевых добавок и высокопроизводительном анализе сложных биологических образцов в метаболомике, протеомике и клинической токсикологии.