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5分钟了解高效液相色谱前世今生和近期新品(下)

2022.2.25

进口第二阵营:技术突破或特色方案

进口第二阵营的厂商,主要是可以研制生产出高水平的液相,或提供特色的方案,比如:UHPLC,纳升液相等。分别有:日立、PerkinElmer、Knauer、SCIEX、Bruker等。

HITACHI/日立

1967年日立推出 034-0004型液相色谱仪;1973年推出单柱塞泵、单波长检测器的首台HPLC——634型HPLC,1975年推出当时全球耐压最高(49 MPa)的635型二元高压梯度HPLC;1979年推出首套微机控制、并联双柱塞泵、配置第一代自动进样器的638型HPLC;1995年推出遵从法规、PC操控的L-7000;2004年推出前置式设计的LaChrom Elite L-2000。2006年推出LaChrom Ultra UHPLC,最高耐压60MPa,可实现与普通HPLC的转换。2011年推出面向分析“大师”的高性能Chromaster,2012年推出中国大连制造的Primaide HPLC,2013年推出Chromaster Ultra Rs UHPLC。

Chromaster HPLC

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Chromaster利用电磁阀切换频率加倍的功能,引入新型低压梯度系统——高频模式(High Frequent Mode)。HFM与日立独有的 “高速反馈实时控制”系统相配合,大大抑制液体脉冲,提高了梯度精度和保留时间的重现性。Chromaster标配带温控装置的自动进样器;耐压最高达60 MPa;可配置宽波长范围(190~900nm)和高光谱分辨率(配1024 bit二极管)的DAD检测器,和紫外检测器。

Primaide HPLC

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Primaide(谱锐美)定位于“Prime Aide”(首席助手),其特点为:简便的操作性能,具有简洁设计和组件前置的方便维护性;基本性能卓越,耐压40 MPa,标配带冷却的自动进样器,并可配置高性能DAD和紫外检测器;具有可靠的耐用性能。

ChromasterUltra Rs UHPLC

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提高了送液稳定性,耐压达140 MPa的二元泵采用LBT液体压缩技术,修正溶剂体积弹性系数,送液稳定性不受送液压力和溶剂种类影响,实现从UHPLC到HPLC的广泛分析。全反射型毛细管流通池,可同时实现高灵敏度与高分辨分析,可配置DAD和紫外检测器。

PerkinElmer/珀金埃尔默

LC300 HPLC/UHPLC

2009年珀金埃尔默曾推出Flexar;2020年11月,珀金埃尔默推出LC 300;2021年4月,珀金埃尔默收购了色谱耗材公司ES Industries。LC 300系列超高效液相色谱仪获得2021年ANTOP大奖,奖项名称为:“绿色节能液相色谱仪”。

LC 300 HPLC耐压10,000 psi,LC 300 UHPLC系统耐压18,000 psi,多种高灵敏度检测器(光电二极管阵列、多通道紫外/可见、紫外/可见、荧光、示差等)可供选择,ZL的阀切技术实现多种样品处理功能,自动进样器集成彩色显示屏,具有超准梯度、超低扩散体积和全新的Simplicity™Chrom CDS 软件等。

Knauer

1974年,德国家族企业KNAUER开发了HPLC和色谱柱;1976年,Knauer以模块化形式展示了HPLC仪器,具有出色的灵活性,最畅销的产品是Pump-64 液相泵。随后Knauer提出全线的制备色谱产品以及模拟移动床SMB。1998年,推出极为紧凑、带扫描型紫外检测器的WellChrom HPLC,自此之后成为全球非常极受欢迎的OEM厂商;2003年,推出带DAD检测器的Smartline HPLC 系列;2008年,推出PLATINblue,是用于UHPLC的新型模块化系统,耐压1,000 bar,数据采集速率高达200 Hz。2009年,推出OEM的生物色谱系统Bioline。2012年,推出AZURA产品线,其中包括旗舰产品AZURA Prep LC制备液相,其中包括许多模块和新的轴向可压缩色谱柱,建立于AZURA上的净化系统 Contichrom 荣获 2013 年柏林勃兰登堡创新奖。2015年,推出用于FPLC的新型AZURA生物LC系统,用于蛋白质和核酸的纯化。2020年,Knauer推出超低扩散色谱(ULDC )系统,特点是:超低扩散体积获得尖锐峰型和更快的分析速度;HPLC 的成本享受 UHPLC的 性能;传统 HPLC 方法直接转移至 ULDC,无需任何调整。

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AZURA采用模块化设计,提供一机多用的解决方案。AZURA提供等度、二元、四元配置,HPLC耐压862 bar(ULDC),UHPLC耐压1,000 bar。高压泵具有可拆卸泵头设计,维护非常方便;每种类型的泵都可支持5ml、10ml、50ml泵头相互更换,无需购置额外的泵,即可在一套系统上实现UHPLC、HPLC、制备液相的转换。微流体混合器具有高混合效率和低死体积的特点;K-Connect手拧耐高压毛细管连接;自动进样器在1,200 bar压力下进样0.1 μL无损失;可配置高性能DAD、紫外和示差折光检测器。

SCIEX

SCIEX于2010年收购Eksigent。Eksigent专有的微流体流量控制(MFC)技术可产生从纳升/分钟到数百微升/分钟的准确且可重复的流速。2012年推出Eksigent ekspert ultraLC 100 和100-XL两款新的UHPLC。目前,SCIEX的液相色谱产品包括:常规流速的ExionLC,微升流速的M5 MicroLC,纳升流速的NanoLC 400。

ExionLC系列

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2015年SCIEX推出ExionLC系列,均可配置紫外和PDA检测器。ExionLC 100 是简单易用的集成式四元HPLC系统,耐压440 bar(6,300 psi),可提供简单、可靠、经济的高效液相色谱法。ExionLC AC 系统耐压660 bar(9,500 psi),采用灵活的模块化设计,具有大容量溶剂托盘、托盘冷却、强制风冷的高容量色谱柱箱(高达6根色谱柱)、带冷却和低残留的自动进样器。ExionLC AD UHPLC系统耐压1,300 bar(18,500 psi),具有样品托盘冷却,高速低残留自动进样器,加热到150℃的柱温箱。

M5 MicroLC微流液相

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2018年,SCIEX推出M5 MicroLC微流液相:流速范围为 1-200 μL/min,自动密封的进样系统、全新升级的自动取样器及其清洗泵,装备有瓶底感应技术,并采用手紧式标准尺寸接头,安装和使用非常简便,无需使用工具。可堆叠在 SCIEX 6500+上最大限度节省空间,利用捕集-洗脱工作流程增强稳健性,与Turbo V 离子源或 OptiFlow™ Turbo V 离子源兼容。高灵敏度定量微流质谱平台(SCIEX M5 Microflow LC、OptiFlow™Turbo V™源和质谱系统)获得2018年ANTOP大奖,奖项名称为:“最佳高灵敏度定量微流质谱奖”。 

NanoLC 400纳升液相

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NanoLC 400 系统具有极广泛的流速范围,在相同的紧凑体积下提供单梯度和双梯度配置,可在纳流和微流液相间切换。流量控制(MFC Plus)采用快速流量测量结合调压源的自动反馈,可产生准确、重现的流速,优于1 nL/分钟的分辨率,低至 100 nL/分钟的可重现梯度(通常优于0.35% RSD),无需使用分流装置。系统还提供可至60℃的温控柱温箱;针对样品预浓缩或双柱设置等高级应用(cHiPLC微流控芯片),提供两个耐压10,000 psi 的 10通纳升阀(端口对端口体积< 25 nL),已集成到自动进样器中。可切换的MFC Plus模块,使用户可以在纳流和微流应用间轻松切换;使用一种系统从蛋白质鉴定和发现工作转移到更高通量的靶向实验。

布鲁克

2011年,布鲁克收购微纳升流液相色谱供应商Michrom Bioresources,此后推出的液相色谱包括Elute HPLC/UHPLC系列和NanoElute。

Elute 系列

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2017年3月布鲁克推出Elute 系列HPLC和UHPLC,其UHPLC采用二元线性驱动泵(耐压 1300 bar),具有独特精度,提供无脉冲的精确体积流速控制,不再依赖于溶剂压缩比和溶剂的组成。采用两对独立控制串联的线性驱动泵头,便于方法转移。泵具有自动冲洗和排气功能,只需几分钟,全程避免手动更换流动相时有可能产生的任何泄漏。系统可使用两组不同的流动相和最多六个可切换的色谱柱。可与全新 PAL3 高通量自动采样器结合,是前端样品处理的理想选择。系统与Compass 软件无缝集成。

NanoElute

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2017年6月ASMS上布鲁克推出NanoElute。它可进行可靠的高性能纳升 ESI-MS 分析。无需分流的单冲程活塞泵的流量可达 1300 µL,单柱法和双柱法无缝切换;0 - 1000 bar 压力范围;内置的质量控制和预防性维护模块;梯度流量范围:50-2000 nL/min。系统预配置了标准布局和新颖的阀门设计,以确保易用性及系统稳定性。独特的阀门设计确保用户可以执行三种不同类型的实验,并仅用软件控制流动路径,用于使用分析柱、绕过分析柱或直接进样以快速分析简单样品。

Evosep

Evosep的创始人Ole Vorm及团队,在用于蛋白质组学的纳流设备方面多次创业成功,比如大家熟知的Protana(第一个商用纳喷雾离子源和喷针,第一个2D凝胶点选机器人);Proxeon(推出EASY-nLC和EASY-Spray,被赛默飞收购);布鲁克(推出nanoElute)。而Evosep是提升通量和稳健性的纳流产品。

2017年9月HUPO会议上,丹麦Evosep公司推出Evosep One,它是以Evotip为中心,搭配高分辨率质谱应用于高通量蛋白组学的仪器。Evotip是移液器吸头形式的一次性捕获柱,在Evotip中可实现样本脱盐和除污染。EVOSEP One共有5个系统泵,其中4个低压泵,1个高压泵。低压泵用于洗脱Evotip中的样本和梯度的预设。高压泵用于将存储环中的液体推入与质谱相连的分析柱中,实现高通量蛋白组学样品的分离。

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Evosep One的优点是:Evotip样品洗脱和梯度预存储技术,使得无需设置样品与样品之间的色谱柱平衡时间,可大幅度减少分析时间和系统消耗;Evosep开发的方法经过验证,色谱峰性能良好,交叉残留低,系统稳健性强,尤其适用于同类样本的大队列研究。凭借五种标准方法,Evosep One涵盖了从使用分馏策略进行的全面蛋白质组分析到超高通量单次分析的一系列用例。

在ASMS 2020 上推出了EVOSEP+,这是非标准或非蛋白质组学应用的方法领域,扩展了Evosep One平台在临床研究中的潜力。最新成员是Whisper。Whisper Flow技术是一个通用平台,提供低至100、50甚至25 nL/min的流速。Whisper梯度是在高流量、低压条件下形成的,并且仅使用单个泵将预形成的梯度移动到色谱柱中,从而优化灵敏度,并解决过去给纳升流LC带来负担的许多问题。Whisper方法使用窄孔柱和喷针,但不需要对Evosep One进行任何硬件更改。

Axcend

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Axcend Focus LC 便携式高效液相色谱

Axcend Focus LC 仅有鞋盒大小,是完全便携的高效液相色谱系统,充电后可使用超过10小时。重8kg,32X23X500px机身;支持最大压力684 bar(10,000 psi);采用高梯度二元混合系统;使用150 μm毛细管柱,通常填充1.7-3.0μm的固定相颗粒,流速0.5~10 μL/min; 通过双或单小型化 柱上LED 紫外检测器(255 或275 nm)提高 HPLC 灵敏度。使用溶剂量仅为常规HPLC的1/500,废液也仅为1/500。可通过Windows、iOS或Ubuntu操控。

Axcend Focus LC由美国杨百翰大学(Brighham Young University)Milton L. Lee博士团队开发研制。他是多个分离科学奖的获得者。在他主导和参与下,多个实验室完成了技术到成果的转化工作。他发明的全球最小的便携式气质联用仪Torion,并成功将其出售给珀金埃尔默。

Spark Holland

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提供OEM的UHPLC

已在液相自动进样器领域为全球提供OEM的Spark Holland公司,近年来设计了提供OEM的高流速和超高压液相色谱,其最大流量可达4ml/min,耐压达18,850 psi,流量精度≤ 0.075% RSD,流速准确度达±1%,可接质谱。

液相色谱品牌众多,本文摘选的是近期企业持续投入,正在发力的一些产品。如有遗漏,请与小编联系。

笔者寄语

高效液相色谱是分离科学中占有率最高的产品,在掌握了核心硬/软件技术,占据了实验台后,还可以源源不断地提供消耗品。而色谱柱、SPE小柱等市场也分布广泛,随着新化合物的出现,配合色谱新系统的出现,会有源源不断的新型消耗品出现,并且不会一家独大。按照头部四家的发展路径,液相色谱生产企业今后要更多考虑配套的消耗品。当用户呼唤解决方案时,无疑是同时拥有色谱仪、色谱柱、SPE小柱的企业,能够反应更快。

我国科学仪器重大专项的支持后,已逐步突破了超高压泵、检测器、色谱填料等关键技术,一些关键技术人才也分别到各家参股或获得投资。制药业、食品、化工、环保、科研等各个领域都常用到液相色谱。临床诊断中,血红蛋白的测试以及未来LC-MS/MS的辽阔市场,将进一步促进液相色谱的发展。

除了各公司的推动,Evosep的创始人Ole Vorm及团队,杨百翰大学的Milton L. Lee博士,他们创新性的工作推动了液相色谱的进步。这些团队创新后,将技术卖给大公司,然后可以再次创新,持续推动商品化技术的进步。我国目前尚缺乏这种模式,一些国内较大公司只在寻找能够进行仪器技术实现的团队,处于me too阶段。事实上,有些技术型创业者,不擅长或不愿意把公司做大,可以考虑发展技术后卖给大公司;然后在不影响自己此前ZL的情况下,再次创新,再次出售技术。建议,中国仪器界多有一些真正创新的小公司,有一些愿意花钱购买技术的大公司。我们的最终目标,是让科学仪器为全人类做贡献,需要可靠,更需要创新。


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