UPLC カラムを HPLC システムで使用できますか?

液体クロマトグラフィー (LC) 技術に関しては、高性能液体クロマトグラフィー (HPLC) と超高性能液体クロマトグラフィー (UPLC) の両方が分析化学の基本的なツールになっています。HPLC は長年多くの研究室で標準となっていますが、UPLC はより高速な分析、より高い解像度、および強化された感度を提供する最近の技術です。これらの利点を考えると、多くのユーザーが次のように尋ねます。「UPLC カラムを HPLC システムで使用できますか?」このブログ投稿では、この質問を詳しく検討し、UPLC カラムを HPLC システムで使用する場合の互換性、潜在的な利点、および課題について説明します。

HPLC と UPLC の違い

UPLC カラムを HPLC システムで使用できるかどうかを検討する前に、高性能液体クロマトグラフィー (HPLC) と超高性能液体クロマトグラフィー (UPLC) の主な違いを理解することが重要です。

HPLC は、高性能 LC とも呼ばれ、通常、最大 6,000 psi の圧力で動作し、3 ～ 5 ミクロンの粒子のカラムを使用します。対照的に、UPLC は、最大 15,000 psi のはるかに高い圧力で動作し、通常約 1.7 ミクロンのはるかに小さな粒子を使用します。これにより、UPLC (超高性能 LC) は、HPLC と比較して、より高い解像度とより速い実行時間を実現できます。

UPLC カラムが HPLC システムに推奨されない理由

HPLC と UPLC の基本的な違いを理解したところで、次に、高速液体クロマトグラフィー システムで UPLC カラムを使用することが一般的に推奨されない理由について説明しましょう。

その主な理由は圧力です。超高性能液体クロマトグラフィーは、一般的な HPLC システムが処理できる圧力をはるかに超える圧力で動作するよう設計されています。UPLC カラムは高圧に最適化されており、より速い流量とより優れた分離を可能にします。一方、HPLC システムは圧力処理能力が限られているため、移動相を UPLC カラムのより小さな粒子に効果的に押し込むことができません。その結果、UPLC カラムを HPLC システムで使用すると、パフォーマンスの低下、非効率的な分離、さらには機器の損傷につながることがよくあります。

HPLC システムで UPLC カラムを使用する際の技術的な課題

高性能 LC システムで超高性能 LC カラムを使用すると、複数の技術的課題が生じますが、その一部はシステムのパフォーマンスと耐久性にとって重要です。

• 高バックプレッシャー: UPLC カラムは粒子サイズが小さいため、非常に高い背圧が発生します。この過剰な圧力は多くの HPLC システムの容量を超える可能性があり、機器の故障やシールやポンプなどの敏感な部品の長期摩耗を引き起こす可能性があります。

• 効率の低下: UPLC 技術を使用する主な理由の 1 つは、実行時間の短縮と分解能の向上を実現することです。ただし、UPLC カラムを HPLC システムで使用すると、動作圧力が低くなるため、これらの利点が損なわれます。ほとんどの場合、実行時間が大幅に長くなり、分解能が低下します。

• 分析時間が長くなる: 高性能 LC システムは UPLC カラムに必要な圧力で動作できないため、分析時間が長くなることがよくあります。これにより、超高性能液体クロマトグラフィーを使用する主な利点の 1 つである速度が損なわれます。

UPLC カラムが HPLC システムで使用できる場合

理想的ではありませんが、ユーザーが超高性能 LC カラムを高性能 LC システムで使用しようとする場合もあります。ただし、これには必要な調整と妥協が伴います。

• 流量の調整: HPLC システムの流量を減らすと UPLC カラムを使用できる場合もありますが、これには実行時間が長くなるという代償が伴います。流量を下げるとシステムによって生成される圧力が下がり、UPLC カラムからの背圧を処理できるようになります。ただし、これは効率を重視する研究室にとって持続可能なソリューションになることはほとんどありません。

• 長い列: 場合によっては、より長い UPLC カラムを使用すると、HPLC システムで操作するときに圧力をより均等に分散できることがあります。ただし、これにより分析時間も長くなり、超高速液体クロマトグラフィーを使用する主な利点と矛盾します。

• 列計算機: Waters Columns Calculator などのツールを使用すると、流量、カラムの長さ、粒子サイズを調整することで、特定の UPLC カラムが HPLC システムで理論的に機能するかどうかをユーザーが判断できます。ただし、これらの調整を行っても、パフォーマンスが低下する可能性があります。

一部の研究室が HPLC システムで UPLC カラムの使用を検討する理由

制限があるのに、なぜ UPLC カラムを HPLC システムで使用しようとするのでしょうか? 場合によっては、研究室では超高性能 LC 機器を利用できないものの、分離を改善するために UPLC カラムのより小さな粒子サイズを利用したいと考えることがあります。 HPLC システムで UPLC カラムの潜在能力を完全に活用できない場合でも、ユーザーは難しい化合物の分離効率とピーク分解能をわずかに向上させることができる可能性があります。

しかし、これらの利点は、不適合なシステムを使用することによる欠点に比べると、あまり価値がありません。

機器へのリスク

UPLC カラムを HPLC システムで使用しようとすると、固有のリスクが伴います。高速液体クロマトグラフィー システムは、超高速液体クロマトグラフィー カラムに関連する高圧に耐えられるようには設計されていないため、無理に使用しようとすると、次のような問題が発生する可能性があります。

• システム障害: システムに過剰な圧力がかかると、特にポンプやシールなどのコンポーネントが故障する可能性があります。

• 寿命の短縮: 低圧システムで高圧カラムを継続的に使用すると、機器の寿命が短くなり、高額な修理や交換が必要になる可能性があります。

HPLC での UPLC カラム: リスクのある提案

ほとんどの場合、超高性能 LC カラムを高速液体クロマトグラフィー システムで使用することは、大きなリスクとパフォーマンスの低下を招くため、お勧めできません。UPLC カラムは、関連する高圧と高速流速に対応できるシステムで最適に機能するように設計されています。これを HPLC セットアップに無理やり使用すると、その利点が損なわれ、システムが損傷する可能性があります。

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使用中 UPLC カラム を HPLC システムで使用することも可能ですが、パフォーマンスの低下や機器へのリスクを考慮すると、ほとんどの場合、賢明な方法とは言えません。分離効率の向上を目指す研究室では、 にアップグレードすることをお勧めします。超高速液体クロマトグラフィー は、UPLC カラムを HPLC システムで使用しようとするよりも実用的なソリューションです。

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