HPLC 的最新進展
高效液相色譜 (HPLC) 經歷了突破性技術進步的模式,然後是緩慢的漸進式改進。
沃特世 2004 年首次推出的 UPLC ®利用亞兩微米 (s2m) 固定相顆粒、低儀器分散和高達 15,000 psi 的壓力。最終,其他主要供應商開發了類似的產品,通常稱為 UHPLC(超高效液相色譜)。
2006 年,Advanced Materials Technology (AMT) 推出了 Fused-Core ®技術,粒徑介於 2 至 3 微米之間。Fused-Core 及其後續產品(稱為核-殼、表面多孔、多孔-殼等)承諾性能接近 UHPLC,但背壓低得多。
採用質譜儀 (MS) 作為檢測器進一步擴展了 HPLC 的功能,可以區分小質量變體,尤其是生物分子中的變體。
最好的技術取決於特定組織的需求和工作流程。
“在過去的幾年裡,我們已經認識到,製藥、生物製藥、食品和材料行業對色譜性能的各個層次都存在需求,”沃特世色譜系統產品營銷總監 Eric Grumbach 指出。“一些客戶需要最高分辨率,而只有使用高端 UPLC 系統和亞 2 µm 顆粒才能實現。其他客戶對 9,000 至 10,000 psi 範圍內的中端儀器和表面多孔顆粒非常滿意。即使有了這些更高性能的選擇,許多組織仍在繼續運行使用傳統 HPLC 系統和 5 微米顆粒的傳統方法。最好的技術取決於特定組織的需求和工作流程。”
隨著高壓系統越來越受歡迎,沃特世及其 UHPLC 競爭對手低估了常規分析方法對常見產品的影響,尤其是在高度管制的行業中。
“當我們在 2004 年推出 UPLC 時,我們渴望隨著時間的推移取代 HPLC 技術。然而,傳統的 HPLC 系統仍然是分析實驗室的重要組成部分,尤其是在常規分析和 QA/QC 中,”Grumbach 告訴 Biocompare。
HPLC 平台之間很少發生串擾。在特定儀器類型上為特定分析物開發的方法往往會保持不變,儘管分析有時會在更高通量的 UPLC 上開發方法並將其轉移到 HPLC 以供日常使用。“組織不太可能投資於改變他們已經運行了 15 年或更長時間的方法。他們通常為新產品採用更現代的技術。”
儘管如此,自從 U(H)PLC 出現以來,客戶一直關注方法從舊平台到新平台的分析轉移。2015 年,沃特世推出了 ACQUITY Arc UHPLC 系統,該系統採用可選擇的駐留功能,使用戶能夠輕鬆複製既定的 HPLC 方法,不受原始系統影響,同時保留其方法的特徵。
存在於技術平台上並不等同於停滯不前。HPLC 的可靠性和穩健性在各個層面都得到了全面改進,而性能則保持穩定或有所提高。為了減少舊儀器平台上的峰擴散,製造商通過提高接頭和連接器的精度以及減小色譜柱直徑來消除不必要的體積。
選擇,選擇,無處不在
與公司增長但僅以犧牲整體市場為代價的產品行業不同,HPLC 是並且仍然是一個不斷增長的行業,潮漲船高:最近的一項研究估計。
“每個主要的 HPLC 系統製造商都提供 HPLC、UHPLC 和中壓系統,包括全多孔和核殼平台,”HPLC 色譜柱供應商 Phenomenex 的高級技術營銷經理 Jeff Layne 說。“所有這些技術都可以發揮作用。而不是告訴客戶“買這個!” 我們為他們提供替代方案。有很多選擇,在他們購買任何東西之前,他們應該看看什麼最適合他們的應用。”
Layne 堅持 HPLC 進步的“高原”理論。“沃特世的 UHPLC 和隨後的核殼技術將我們提升到了新的複雜水平。但很難說下一個 HPLC 的大發展將來自哪裡,或何時。我們逾期了。”
Layne 說,當前的客戶很滿意,他們採用並調整了當前的技術來滿足他們的需求。“與此同時,漸進式改進會使產品變得更好一點,直到我們實現下一次飛躍。”
Layne 建議,下一個重大改進可能會導致對服務於治療和工業生物技術的強大分析方法日益增長的需求。如果人們相信圍繞新的基於蛋白質的治療實體(例如生物特異性和抗體藥物偶聯物)的炒作,那么生物製藥 HPLC 的前沿將繼續擴大。Biopharma 當前的質量狂潮也將發揮作用,特別是在分析單克隆(例如蛋白質結合的碳水化合物)的翻譯後修飾時。
選擇
如果您仍然對採用哪個 LC 平台感到困惑,歡迎加入俱樂部。
“實驗室應該投資於任何能提高其實驗室效率和生產力的東西,”安捷倫科技公司 SM、GPC 和製備型 HPLC 色譜柱營銷經理 Jason Link 說。跨細分市場的競爭對消費者來說是個好消息,他們現在擁有比以往更多的選擇。
但是,選擇雖然是可取的,但涉及決策,這有時是困難的。
“實驗室需要在當前需求和未來潛在需求之間取得平衡。由於系統壽命仍然在五到十年之間,買家應該檢查供應商產品組合在重新配置和升級的便利性方面的靈活性,”Link 補充道。“例如,系統會將實驗室鎖定在應用空間中嗎?由於沒有非黑即白的答案,實驗室在做出購買決定時需要考慮這些變量。”
Link 認為,核殼實現了 UHPLC 級結果的承諾,而沒有高背壓。“在 2006 年從 AMT 和其他供應商(包括安捷倫)引入現代表面多孔填料後不久,實驗室迅速採用了這些色譜柱。” 色譜工作者認識到從傳統 5 微米方法遷移到現代 2.7 微米表面多孔色譜柱的好處。
“話雖如此,雖然 2.6-2.7 微米色譜柱的初始提取具有較低背壓的高性能,但許多表面多孔色譜柱選項,例如安捷倫的 InfinityLab Poroshell 120,現在包括亞 2 微米版本,實現比他們的上一代同行。而且,雖然在 UHPLC 系統上運行現代表面多孔色譜柱本身並不是必需的,但更先進的系統可能會提供其他好處,例如更低的擴散,這有利於使用效率更高的表面多孔色譜柱進行分離。隨著色譜柱和儀器彼此更加同步地工作,色譜工作者現在能夠在使用為彼此設計的色譜柱、備件和系統時實現更高的壓力。
那麼,在 HPLC 技術連續體上,塵埃落定在哪裡呢?根據Link,它沒有。
“我們目前看到對 600 bar [8500 psi] 系統的偏好,但主要增長主要來自 >1000 bar 系統,以及其他系統,如二維液相色譜、生物惰性系統、超臨界流體色譜(SFC),以及提高生產力的高通量系統。另一個需要考慮的變量是,隨著世界各地法規的變化,對更高靈敏度、更快分析和更多自動化的需求變得越來越普遍。因此,越來越多的分析方法正在 LC/MS 儀器上開發,特別是在生物製藥發展的強勁增長領域。”
改善 HPLC 超純水的獲取
高純度洗脫液對於 HPLC 分析至關重要。所使用的洗脫液必須具有較高的物理和化學純度,不得含有懸浮的機械顆粒或任何可被色譜柱釋放並產生信號的溶解物質。用作洗脫液的水也必須不含微生物。
不幸的是,去離子水或蒸餾水通常含有有機物質。因此,執行 HPLC 的科學家通常必須購買 HPLC 所需的超純水。水淨化系統是一種新的更實惠的選擇,允許實驗室在需要的時間和地點生產超純水。
一種這樣的系統是來自 Sartorius 的 arium® pro VF。arium pro VF 系統旨在通過去除污染物從預處理的飲用水中生產超純水。超純水的生產需要連續的再循環和恆定的水流量,這是通過內置的壓力控制泵系統實現的。水的電導率在進水口和下游端口處測量。
該系統具有兩種不同的墨盒。這些填充有活性炭吸附劑和混合床離子交換樹脂,以生產具有低 TOC 含量的超純水。此外,該系統還包括一個具有氧化和殺菌作用的紫外線燈。
arium pro VF 系統還具有用作錯流過濾器的內置超濾器模塊。該過濾器中的超濾膜可截留膠體、微生物、內毒素、RNA 和 DNA。
Sartorius 表示,arium pro VF 系統可以根據醫學、化學和生化研究中的 HPLC 分析以及製藥和生物技術設施的過程中質量控制測試的需要生產超純水。