超高效液相色譜的理論基礎為范德米特(VanDeemeter)方程。HETP=AdP+B/v+CdP2v式中:HETP為理論塔板高度;A為渦流擴散系數;dP為填料粒徑;B為分子徑向擴散系數;C為傳質因子;v為流動相線速度。由該方程可得出結論:顆粒度越小柱效越高;每個顆粒度尺寸有自己的最佳柱效的流速;更小的顆粒度使最高柱效點向更高流速(線速度)方向移動,而且有更寬的線速度范圍。所以降低顆粒度不但提高柱效,同時也提高速度。
超高效液相色譜的優點：
基于1.7Lm小顆粒技術的超高效液相色譜與人們熟知的高效液相色譜(HPLC)技術,具有相同的分離原理。不同的是,超高效液相色譜不僅比HPLC具有更高的分離能力,而且結束了人們多年不得不在速度和分離度之間取舍的歷史。使用超高效液相色譜可以在很寬的線速度、流速和反壓下進行高效的分離工作,并獲得優異的結果。
提高分離度超高效液相色譜發揮了1.7Lm顆粒提供柱效增高的全部優越性。尤其是1.7Lm顆粒提供的柱效比5Lm顆粒提高了3倍。因為分離度與粒度的平方根成反比,1.7Lm顆粒的分離度比5Lm顆粒提高了70%。在梯度分離中也具有同樣的優越性,此時分離能力用峰容量衡量。
提高分析速度由于超高效液相色譜系統采用1.7Lm顆粒,柱長則可以比使用5Lm顆粒時縮短3倍而保持柱效不變,而且使分離在高3倍的流速下進行,結果使分離時間縮短而分離度保持不變。
提高檢測靈敏度濃縮樣品和采用各種高靈敏度的檢測器都能提高靈敏度,而在超高效液相色譜中通過減小顆粒度,使色譜峰變得更窄,信噪比(S/N)增大,靈敏度得到額外的提高。
提高質譜離子化效率減小基質效應LC-MS已經是液相色譜發展的主流,能夠充分發揮LC高分離度和MS高靈敏度的優勢,超高效液相色譜與MS的聯用使這種優勢更加明顯:一方面,超高效液相色譜系統達到最佳線速度時,其流動相流速一般在0.25~0.50ml/min之間,這與質譜能承受的流速更加匹配(API接口一般能承受0.20ml/min),使離子化效率增加,而新的nano超高效液相色譜的流量更可低至200nl/min,可以不需分流而直接進入質譜;另一方面,超高效液相色譜的分離度比HPLC有很大提高,其色譜峰擴展很小,峰濃度很高,這樣不但有利于化合物的離子化,同時有助于與基質雜質分離,在一定程度上能降低基質效應,從而使靈敏度和重現性得到提高。
