超高效液相色谱仪
产品概述
ACQUITY UPLC 是美国沃特世（Waters）公司推出的一项革命性液相色谱技术，标志着液相色谱分离科学进入了全新的时代。作为超高效液相色谱（Ultra Performance Liquid Chromatography） 的开创者，UPLC技术基于亚2微米颗粒技术，在色谱性能上实现了对传统HPLC的全面超越。
ACQUITY UPLC系统通过同时重新设计色谱柱、泵、进样器和检测器，实现了分离科学的整体性创新。该技术显著提高了分析的分辨率、灵敏度和速度，同时减少了溶剂消耗，降低了运营成本。凭借全球数千篇同行评审论文和众多应用文献的验证，UPLC技术已成为全球领先制药公司、研究机构和检测实验室的标准化平台。
核心技术：亚2微米颗粒技术
技术原理
传统HPLC使用5μm或3μm粒径的色谱柱填料，而UPLC技术采用亚2微米（<2μm）杂化颗粒作为色谱柱填料。这一变革带来的性能提升包括：
| 性能指标 | 相比传统 HPLC 的改进 |
|---|---|
| 柱效 | 提高 3 倍以上 |
| 分辨率 | 提高 70% 以上 |
| 分离效率 | 提高 9 倍以上（同分辨率下） |
| 灵敏度 | 提高 70% 以上 |
| 分析时间 | 缩短至 1/3 - 1/10 |
为什么UPLC技术能够实现如此巨大的性能提升？
根据色谱理论，分离效率与颗粒大小成反比。当填料粒径从5μm减小到1.7μm时，理论塔板数（柱效）可提高3倍，而分辨率可提高70%以上。与此同时，UPLC系统能够在3倍以上的线速度下运行，使分离效率提高9倍以上，同时保持分辨率不降低。
关键性能优势详解
分辨率革命：
在标准测试中，美国药典的醋氨酚与咖啡因色谱峰分离，传统HPLC只能勉强分离，而UPLC系统可以实现基线分离。ACQUITY UPLC系统提供的分辨率更高，同时还能保持生产效率。
速度与灵敏度兼得：
UPLC系统能够在保持分辨率不变的情况下，将分析时间缩短到原来的1/10。更重要的是，由于峰形更窄、更集中，信号高度显著增加，灵敏度比传统方法提高70%。
三维性能同时提升：
在有选择性提高柱温时，UPLC系统可以同时获得更好的分辨率、更高的灵敏度和更高的生产效率——这是HPLC无法企及的。
ACQUITY UPLC系列产品对比
Waters提供了多款ACQUITY UPLC系统，以满足不同的实验室需求：
| 型号 | 泵类型 | 最高压力 | 流速范围 | 适用场景 |
|---|---|---|---|---|
| ACQUITY UPLC（基础型） | 二元高压 | 15,000 psi | 最高 2.2 mL/min | 日常 UPLC 分析，性能与成本平衡 |
| ACQUITY UPLC I-Class | 二元高压 | 15,000 psi | 最高 2.2 mL/min | 最高分辨率，适合与质谱联用 |
| ACQUITY UPLC H-Class | 四元低压 | 15,000 psi | 最高 2.2 mL/min | 常规分析，方法开发，HPLC到UPLC过渡 |
| ACQUITY UPLC M-Class | 二元高压 | 15,000 psi | 200 nL-100 μL/min | 纳升/微升级分离，蛋白组学，珍贵样品 |
| ACQUITY UPLC H-Class Bio | 四元低压（生物兼容） | 15,000 psi | 最高 2.2 mL/min | 生物大分子分析，保持样品完整性 |
各型号详细说明
ACQUITY UPLC（基础型） ：
基础二元系统，是UPLC技术的完美体现。该系统既保留UPLC技术的高分离度、高灵敏度和高通量优势，又具备适当的灵活性和经济性，是实验室日常UPLC分析的最佳选择。
ACQUITY UPLC I-Class：
拥有最低的系统扩散，是ACQUITY UPLC系列中分辨率最高的二元系统，特别适合与质谱（MS）联用，能够从有限的或复杂基质样品中获得最深度的信息。
ACQUITY UPLC H-Class：
四元系统，结合了HPLC的灵活性和UPLC的高性能，支持多溶剂筛选和复杂梯度开发，是从传统HPLC向UPLC过渡的首选平台。
ACQUITY UPLC M-Class：
纳升级至微升级分离系统，专为样品量极为有限的应用设计，如蛋白组学、生物标志物发现。该系统可提高LC/MS分析灵敏度达10倍以上。
ACQUITY UPLC H-Class Bio：
生物兼容型四元系统，采用不含铁的流路，特别适合生物大分子（蛋白质、抗体）的分析，保持样品完整性，最大限度减少残留。
技术规格摘要
ACQUITY UPLC（基础型） 核心规格
| 项目 | 规格参数 |
|---|---|
| 型号 | ACQUITY UPLC |
| 最高操作压力 | 15,000 psi |
| 泵类型 | 二元高压梯度系统 |
| 流速范围 | 最高 2.2 mL/min |
| 色谱柱技术 | 亚 2 微米杂化颗粒（BEH、HSS、CSH 等） |
| 检测器选项 | TUV（紫外）、PDA（二极管阵列）、FLR（荧光）、ELSD（蒸发光散射）、MS（质谱） |
| 软件平台 | Empower、MassLynx |
| 方法转换 | 内置 UPLC 计算方法，支持 HPLC 到 UPLC 的简单转换 |
| 兼容性 | 可与第三方质谱仪兼容 |
主要优势
1. 卓越的分离度
UPLC技术是分辨率最高的液相色谱技术之一。在需要鉴定复杂混合物（如天然产物提取物、环境样品、生物流体）中的化合物时，这一点至关重要。美国药典标准测试中，UPLC将醋氨酚与咖啡因色谱峰的分离度提高了一倍以上，实现了基线分离。
2. 惊人的分析速度
相比传统HPLC，分析时间平均缩短3-10倍。以药品质量控制为例，原本需要30分钟的分析可在3分钟内完成，每天可分析的样品数量增加近10倍。
3. 显著提高灵敏度
由于峰形更窄、更集中，信号高度更高，灵敏度提升70%以上。在质谱（MS）检测中，优势更为明显。对于药物代谢、杂质分析等要求较低检测限的应用，UPLC技术提供了无与伦比的灵敏度和专属性。
4. 降低成本，绿色环保
溶剂消耗：减少高达90%以上的溶剂使用量
废液处理成本：显著降低
运营成本：每份样品的分析成本大幅下降
5. 方法兼容性与转换便利性
ACQUITY UPLC系统内置UPLC计算方法，支持从HPLC方法到UPLC方法的简便几何转换。同时，ACQUITY H-Class系统可直接运行现有HPLC方法，让实验室能够在面向未来的平台上进行平滑过渡。
6. 全球化的广泛验证
UPLC技术受到全球领先的制药、食品、环境实验室的全面标准化采用，发表论文上千篇，具有坚实的技术积累和实践验证。
主要应用领域
| 应用领域 | 典型应用 |
|---|---|
| 药物分析 | 药物活性成分定量、杂质分析、溶出度测试、稳定性研究 |
| 生物分析 | 药代动力学（PK）、生物等效性（BE）、临床前 ADME 筛查、生物标志物分析 |
| 蛋白组学与生物制药 | 完整蛋白分析、肽图分析、单克隆抗体（mAb）表征、翻译后修饰鉴定 |
| 代谢组学 | 生物标志物发现、代谢物鉴定、代谢指纹图谱分析 |
| 食品安全 | 农药残留、兽药残留、添加剂检测、天然毒素筛查 |
| 环境监测 | 水质分析、土壤污染物检测、持久性有机污染物（POPs）分析 |
| 临床诊断 | 治疗药物监测（TDM）、新生儿筛查、维生素检测 |
| 法医毒理 | 毒物筛查、毒品鉴定 |
| 天然产物 | 中药活性成分分析、植物提取物指纹图谱 |
检测器选项
ACQUITY UPLC系统配备多种优化的检测器，以获得最佳的检测结果：
| 检测器类型 | 检测原理 | 适用化合物 |
|---|---|---|
| TUV（可调紫外）检测器 | 紫外吸收 | 具有紫外吸收的化合物，高灵敏度要求 |
| PDA（光电二极管阵列）检测器 | 全波长紫外-可见吸收 | 峰纯度鉴定、方法开发、未知物分析 |
| FLR（荧光）检测器 | 荧光发射 | 天然荧光化合物、荧光标记物、痕量分析 |
| ELSD（蒸发光散射）检测器 | 光散射 | 无紫外吸收化合物（如糖类、脂类、聚合物） |
| QDa 质谱检测器 | 质荷比 | 结构确认、痕量定量 |
| 单四极杆质谱（MS） | 质荷比 | 常规定性定量、峰鉴定 |
| 串联四极杆质谱（MS/MS） | 质荷比 | 痕量分析、结构鉴定、代谢物鉴定 |
| 飞行时间质谱（Q-Tof） | 高分辨质谱 | 未知物鉴定、完整蛋白分析、代谢组学 |
从HPLC到UPLC的方法转换
ACQUITY UPLC系统支持从传统HPLC方法的便捷转换：
| 转换维度 | 传统 HPLC（5µm 颗粒） | UPLC（1.7µm 颗粒） |
|---|---|---|
| 色谱柱长度 | 150 mm | 50 mm（缩短 1/3） |
| 流速 | 1.0 mL/min | 0.6 mL/min |
| 进样量 | 10 µL | 2 µL |
| 运行时间 | 10 min | <1 min |
| 溶剂消耗 | 10 mL/样品 | 0.6 mL/样品 |
| 柱效 | ~10,000 塔板 | ~12,000 塔板 |
通过这种转换，实验室能够在不损失柱效的前提下，将分析速度和效率提升5-10倍。
使用注意事项
色谱柱选择：选择适合的ACQUITY UPLC色谱柱（BEH、HSS、CSH等固定相），根据分析目标进行选择
样品过滤：所有样品和流动相必须通过0.2 µm滤膜过滤，防止颗粒堵塞色谱柱
压力监控：系统最高压力为15,000 psi，使用时应关注压力变化
方法转换：使用UPLC计算器进行HPLC到UPLC的几何放大，保证方法转换的成功率
检测器设置：数据采集速率需设置足够高（通常>20 Hz），以保证亚2微米颗粒形成的尖峰具有足够的数据点
维护保养：定期更换密封圈、过滤器等易耗品，保持系统性能
预约使用：多数共享平台需提前预约，具体以各机构管理规定为准
总结
Waters ACQUITY UPLC 超高效液相色谱系统凭借其亚2微米颗粒色谱技术、15,000 psi的最高操作压力、高达70%的分辨率和灵敏度提升以及5-10倍的分析效率提升，已成为全球液相色谱领域的一项革命性技术。
该系统的核心价值在于：
性能标杆：亚2微米颗粒技术带来的3倍柱效、70%分辨率提升、70%灵敏度提升
效率突破：分析时间缩短3-10倍，溶剂消耗减少90%以上
全面解决方案：从基础型ACQUITY UPLC到最高分辨率的I-Class，从四元系统H-Class到纳升系统M-Class，满足多样化需求
合规性就绪：支持Empower软件，符合21 CFR Part 11等法规要求
全球化验证：数千篇论文和应用文献支持，全球领先机构标准化采用
无论是药品质量控制中的杂质分析、生物分析中的药代动力学研究、食品安全中的残留检测，还是蛋白组学中的肽图鉴定，ACQUITY UPLC系列都能提供高分辨率、高灵敏度、高通量的可靠液相色谱解决方案，助力科研人员和企业实验室提高分析效率与数据质量。