□ 本报记者 白京丽
随着科学技术的发展,色谱分离技术的应用越来越广泛。在近日召开的沃特世超高效合相色谱技术发布五周年纪念会上,来自分析领域的专家认为,色谱技术已覆盖食品/药品/化妆品/化工等领域,在实验室分析检验中,液相色谱、气相色谱和超高效合相色谱将统领实验室分离技术。
据介绍,液相色谱法是早期成熟的分离技术,其实质是用液体溶剂作为流动相的色谱法。而后出现了分离速度快、操作简便、样品用量少、检测灵敏度高、选择性好的气相色谱法。但气相色谱不适用于不挥发物质和对热不稳定物质,因此它只限于分析气体和沸点低的化合物或挥发性的衍生物。而高效液相色谱由于不受样品挥发性和热稳定性的限制,特别适合于沸点高、极性强、热稳定性差的化合物。与气相色谱相比,液相色谱对样品的回收比较容易,而且是定量的,样品的各个组分很容易被分离出来。目前只有20%样品可不经化学处理而能用气相色谱分离,80%的有机化合物要用高效液相色谱分析。大型制药企业和药品研发用到高效液相色谱分析技术较多。
沃特世科技产品应用专家桑磊坦言,液相色谱和气相色谱已经是分析实验室非常成熟和常用的分离手段,但对于小极性、脂溶性、结构类似物、热不稳定挥发物分离、复杂基质样品的完整表征等应用有很大的挑战。超临界流体色谱理论在上世纪60年代已发展成熟,它以二氧化碳替代有机溶剂作为主要流动相,对于液相色谱和气相色谱的以上瓶颈有很好的解决方案,但其瓶颈是商品化的仪器稳定性、精确度、灵敏度等性能达不到分析实验室以及各个领域法规的要求。2012年,在超临界流体色谱理论的基础上诞生了超高效合相色谱技术(UltraPerformance Convergence Chromatography,简称UPC2),它以22项专利技术的硬件全新设计,突破了传统超临界流体色谱仪对于二氧化碳的温度、压力控制不稳定,辅助溶剂泵的精度不够,不能采用部分环进样模式精确定量,基线噪音高等瓶颈,使商品化的超临界流体色谱仪的稳定性、精确度、灵敏度等性能达到了一个全新的高度,并远超过了行业标准的要求,使超临界流体色谱技术得到了全新的发展应用。
中国检验科学院许秀丽博士表示,超高效合相色谱具有以下几个特点:一是环保,高效合相色谱用二氧化碳代替传统有机溶剂,并且用量少,既节省成本,又为环保做了贡献;二是节省时间,正相色谱是分析手性药物的传统方法,但通常需要30分钟分析时间,分离度差,单次分析成本约40元,而采用高效合相色谱只需5分钟完成,单次分析成本只要0.1元;三是分离度高,举例说明,把15种磺胺及其代谢物进行分离,只用了6.5分钟,有效分离度全部达到1.5以上。以这项实验结果写成的论文已在色谱国际杂志发表。
北京化工大学杜振霞教授表示,从目前开展的实验看,超高效合相色谱分离技术在食用油、油脂类样品、脂溶性维生素等保健食品营养成分异构体上具有优势,处理更简单、效率更高、分离度更优异。特别是对目前大家关心的“地沟油”、水污染等食品安全问题,应用超高效合相色谱技术效率提高了50%。
杜振霞强调,在化工领域,液晶中间体化合物是制备液晶的基础材料。为了获得所需材料性质,典型液晶混合物包含10~20种中间体化合物。使用超高效合相色谱系统可以分析液晶中间体化合物,相比液相色谱方法,样品通量可增加13倍,有毒溶剂用量减少110倍以上。
桑磊表示,超高效合相色谱的推出搭建了液相色谱和气相色谱分离技术之间的桥梁,为解决实验室不同类型的分离难题提供了强有力的工具。
据悉,得益于超高效合相色谱技术推动的应用革新,超临界流体色谱理论沉寂多年后,再次得到关注和重视,并被收录到2015版《中国药典》二部附录中。
业内人士认为,超高效合相色谱打破气相和液相独霸分析实验室色谱类仪器的格局,形成液相、气相、合相“三足鼎立”的新格局已为时不远。