沃特世：更高效、更智能是液相色谱发展大趋势

    从1903年，俄国植物学家Tsweet提出色谱法开始，色谱技术这一重要的分离分析技术已走过百年历史。上世纪60年代，由于气相色谱对高沸点有机物分析的局限性，为了分离蛋白质、核酸等不易气化的大分子物质，气相色谱的理论和方法被重新引入经典液相色谱，20世纪60年代末，世界上第一台高效液相色谱仪问世，开启了高效液相色谱的时代。如今，液相色谱仪因其样品适用范围广、分离效率高、检测灵敏度高、分析速度快、样品回收方便等特点，在制药、食品、环保、石化、农林、医疗卫生等领域有广泛的应用，已成为最重要的分析仪器之一。

　　为了解液相色谱技术及应用的最新进展内容，仪器信息网特别策划了“包罗万象——液相色谱技术及应用大赏”专题，并邀请液相色谱主流生产商来分享对液相色谱技术发展及最新应用进展的看法。此次，我们特别邀请到沃特世公司分离产品相关负责人以及制药和食品领域的市场经理，为我们分享一下沃特世液相色谱技术的发展和优势，以及对未来液相色谱技术和应用发展的看法。

　　专注分离分析领域 沃特世液相色谱发展史

    1963年，沃特世开发出世界首台商品化的高压凝胶渗透色谱GPC-100，自此走上液相色谱技术不断创新的历程。 

    1967年，沃特世采用UV检测和液固填料，开发了第一台自动化液相色谱仪ALC-100。

    1973年，用于HPLC系统的M6000高压泵诞生，这款可以精准控制0.1-9.9 mL/min流体的6000 psi高压、高精度泵送系统，是沃特世高效液相色谱技术史上的里程碑，使得高效液相色谱仪器在全球范围内的实验室中推广开来。

    1996年，沃特世Alliance HPLC问世，该系统达到了当时HPLC 仪器所能达到的最高性能，至今Alliance仍然是最受欢迎的HPLC仪器。

    2004年，沃特世推出世界首款超高效液相色谱——ACQUITY，具有超低扩散体积可将亚2μm色谱柱性能发挥到极致。使用UPLC结合小颗粒色谱柱可以获得更好的分离度、灵敏度，更快的分析速度。

    2015年，沃特世发布了ACQUITY Arc HPLC/UHPLC系统，对传统的方法转换工作流程产生了革命性的影响。ACQUITY Arc、Alliance HPLC及ACQUITY UPLC，形成了目前沃特世液相三大产品线。

    近年来，沃特世一直在液相色谱领域不断推陈出新。2018年，沃特世发布了第一台生物惰性HPLC/UHPLC系统—— ACQUITY Arc Bio，同时针对UPLC系列发布了全新超高效液相ACQUITY UPLC PLUS系列；2019年，发布了ACQUITY H-Class PLUS binary二元系统。

独具优势的液相色谱技术和特点

    目前沃特世主流的液相色谱产品而言，其特色技术及技术特点主要有：

    泵（独立柱塞直线驱动色谱泵）: 沃特世输液泵内的双柱塞杆，具有独立的线性柱塞驱动马达、双压力传感器，能够进行柱塞内压力调整，保证平稳的送液，无需脉冲阻尼器，减少系统体积，有效保证极佳的保留时间重现性和极低的基线噪音水平。

    Auto-blend plus自动盐/pH混合功能：可避免流动相配置的手动操作，减少人为误差，节省大量时间。Auto-blend plus技术结合四元溶剂混合系统，可通过软件直接设置流动相的pH值，仪器将自动根据该pH值或pH值的变化梯度配置流动相

    Multi-flow path技术（Arc及Arc Bio系统）：独特的Multi-flow path技术，只需一个切换开关即可实现HPLC和UHPLC方法的转换。通过在软件界面选择Path1（HPLC）Path2（UHPLC），即可实现已有LC方法的简单重现或改进为UHPLC方法。

    内置集成式真空脱气机：溶剂高性能脱气机组件用于去除流动相和进样针清洗液中溶解的空气。每个脱气管路有单独的脱气马达，脱气效率高，任意单个脱气管路故障不影响其他管路的使用。脱气机能够提高溶剂输送系统的性能，同时提高整个系统的可靠性。

    6路溶剂选择阀选件：D流路可替换为带6路溶剂选择阀的流路。可用于多方法序列切换或者是自动方法开发。

    FTN专利进样清洗流路： FTN专利进样系统可以耐受15000psi的系统压力，进样后进样针连在色谱系统流路中，针内壁由流动相不断清洗，针的外壁由专门流路清洗，清洗液从废液排出，不循环使用，有效避免交叉感染。

    梯度模式：预编11种梯度曲线，分为1个线性、2个步进、4个凹线、4个凸线四种类型梯度，可适用于各种复杂化合物的分离

    液相色谱技术在制药和食品领域不可或缺

    液相色谱的应用行业十分广泛，尤其在制药、食品等领域较为深入。

    在制药领域，从早期化合物库建立、药物筛选、药物研发、CMC、质量控制，都能看到液相色谱技术的大量使用。液相色谱在制药实验室已经变成了一个基本的工具，包括分析型液相色谱、半制备到制备色谱都有非常好的应用前景。沃特世液相色谱在制药领域的应用包括以产品为导向的整体解决方案，如用于蛋白质和肽分析的专用系列色谱柱；以及UPLC超高效液相色谱产品线的进一步拓展，为药物分析实验室提供多维度的选择。同时，沃特世超高效合相色谱UPC²也推出了包括众多包括中药、药用辅料质量研究和控制的方案。

    制药市场的应用热点主要是由药典、ICH指导原则以及工业界对于药物安全和质量控制标准的提升来影响的。对于未来液相色谱在制药领域的热点需求，沃特世认为主要有以下几个方面：方法现代化，即药物分析实验室为提高分析效率和分析方法的灵敏度和耐用性将传统HPLC方法转移到UHPLC和UPLC平台；互补的分离技术，特别是超临界流体色谱，以其与液相色谱互补的分离选择性以及方法开发的灵活性将拓展到更多的应用领域；抗体和重组蛋白等生物技术药物以及肽类药物也会是未来的应用热点；同时，二维液相色谱的应用也会越来越热。随着USP<621>的发布，制药实验室在选择亚2微米色谱柱以及超高效液相色谱方面具有了更多的法规依据。未来，分离度和灵敏度更高的超高效液相色谱以其绿色环保、分离度高、节省样品和溶剂、且普适性好的优势会得到越来越广泛的应用。

    合规性对于制药行业来说是一个至关重要的问题，也是保障药品质量和安全的根本。沃特世Empower软件及服务是制药QC实验室的金标准，在市场上久经考验的产品以及专业的服务，为制药用户的数据完整性保驾护航。结合Nugenesis信息学方案，沃特世为制药企业提供包括色谱类以及非色谱类的科学数据管理方案，帮助满足日益严格的合规性要求。

此外，食品领域也是液相色谱的重要应用领域之一。从目前食品检测方法的标准来看，液相色谱与液相色谱质谱方法的应用基本为1：1，可见色谱在食品领域应用非常普遍。在很多从事食品安全检测的基层实验室，包括新成立的食品第三方检测实验室，液相色谱仪是检测农兽药残留、生物毒素、人工合成色素、非法添加等的主要手段。在食品企业QC实验室，液相色谱也是食品配方成分和营养物质检测的主要手段之一。

    近来，特殊食品领域的检测，包括保健食品、特殊医学用途配方食品和婴幼儿配方食品等；以及普通食品中的营养成分，例如维生素，糖等物质的检测是食品领域的检测热点。

    液相色谱技术展望

    液相色谱发展至今，虽然技术日趋成熟，但仍有一些问题需要解决。液相色谱仪器对环境要求相对较高，售后维护的花费不菲；同时，色谱分析，尤其是定量分析，需要标准品进行对照，而制备对照品的技术有待提高；现有的前处理手段多费时费力，更有效、更简便的前处理技术亟待发展；液相色谱尤其是超高效液相色谱对用户操作要求较高，而目前很多用户操作水平仍需提升；除了目前常规的液相色谱的应用之外，液相色谱在生产及原材料监控等领域也有广泛的应用价值，但检测手段技术繁琐，尚难以普及。

    对于目前液相色谱领域比较有前景的技术，沃特世表示主要有如下几点：首先，快速、高通量、超高效的液相色谱技术；其次，可以减轻实验员的负担，实时在线监测，远程操控的技术手段；第三，在线前处理技术；第四，针对微量物质的检测相关技术以及灵敏度的提升；第五，检测器技术，包括光学检测器灵敏度、非光学检测器的补充性能等方便的提升等。

    未来，液相色谱性能将会不断提升检测的灵敏度，提高对复杂基质的分离能力并提供更多正交选择性；仪器也将向超小型化、自动化和智能化迈进。