LC 系統選擇指南 HPLC vs UPLC

HPLC 與 UPLC：生命科學研究不可或缺的分析工具

研發流程的每一階段都需要「分析」；在生物醫學領域，這往往意味着高效液相層析（HPLC）或液相層析（LC）。雖然每個實驗室選擇 HPLC 系統的標準多有不同，但仍存在一些共同考量。

商用 HPLC 最早於 1967 年由 Waters Associates（現 Waters Corp.）推出，並於 1980 年代廣泛進入生物及製藥實驗室。2004 年，Waters 推出超高效液相層析（UPLC），技術正式大幅升級。雖然早期因 <2 µm 顆粒填料需要極高壓力而遭質疑，但最終所有主要廠商皆推出 UHPLC 系統作為標準配置。

選擇 HPLC 還是 UPLC？效能與成本的權衡

UPLC／UHPLC 在分辨率、速度與靈敏度上明顯優於傳統 HPLC，並促使研究者開始重新評估儀器選擇。

常見考量包含：

• 購置成本：HPLC 約 30,000–65,000 美元；UPLC 約 55,000–120,000 美元。
• 使用成本：UPLC 減少樣品量與溶劑用量，長期運行成本往往反而更低。
• 生產力：UPLC 可將分析時間縮短至 HPLC 的 1/10，溶劑消耗僅為 1/15。
• 靈敏度及分辨率：UPLC 顯著優於 HPLC。

最終選擇須依照法規方法（如 AOAC、各國藥典）或內部 SOP 指定之儀器與條件而定，以確保分析合規、高效且結果可靠。

檢測器選擇：UV、螢光、ELSD、折光率與質譜

不同檢測器適用於不同化合物特性，選擇正確模式可大幅提升分析品質。

常用檢測器包括：

• PDA（光電二極管陣列）／TUV（可變波長 UV）：適合小分子藥物、天然物、生物藥分析。
• FLR（螢光檢測器）：適用含螢光團之化合物，例如蛋白質、胺基酸、環境樣品。
• ELSD（蒸發光散射檢測器）：適合無發色團、無螢光團之分子。
• 折光檢測器（RI）：常用於醣類、聚合物、界面活性劑等分析。
• 質譜 MS：提供化合物確認與高靈敏度分析，是現代 LC 最重要的搭配檢測器之一。

在必要時，分析流程會同時串接兩種甚至三種檢測器以完整表徵樣品。

流路材料：不銹鋼、鈦、PEEK 到新型混合表面技術

流路材料是選擇 HPLC／UPLC 系統的重要技術因素，會直接影響峰形、回收率與金屬吸附問題。

不銹鋼（傳統材料）：

• 堅固、便宜、易加工，但會吸附含磷酸根或羧酸根的分析物。
• 高酸性或含氯化物流動相會加劇峰形異常。

改良材料：

• 鈦、鎳鈷合金，可改善耐腐蝕性。
• PEEK 聚合物，用於低壓或腐蝕性強環境。

混合表面技術（最新技術）：

• 以乙烯橋接矽氧烷聚合物形成保護層，隔絕金屬表面。
• 完全避免分析物吸附、峰尾、回收率下降等金屬相互作用問題。
• 已成為新一代 UHPLC／UPLC 系統標準配置。

總結：選擇 HPLC 或 UPLC 的核心思維

HPLC 與 UPLC 各有優勢與成本考量。UPLC 提供更快、更準、更省成本的分析能力；HPLC 則擁有較低入門成本與高度成熟的應用基礎。最終選擇取決於樣品特性、法規要求、實驗量能與長期運行效率。

文章作者：Angelo DePalma，資料來源：Biocompare Editorial Articles