制備型液相色譜和分析型液相色譜有什么區別？

制備型液相色譜（PLC）與分析型液相色譜（HPLC）雖同屬液相色譜技術，核心分離原理一致（基于溶質在固定相和流動相的分配系數差異），但二者的設計目標、技術參數、硬件配置及應用場景存在本質區別 —— 前者以 “獲取足量高純度目標物” 為核心，后者以 “精準分析樣品組成與含量” 為核心。以下從 8 個關鍵維度展開詳細對比：

一、核心目標：制備 vs 分析

這是兩類技術最根本的差異，直接決定了后續所有設計與參數的不同：

分析型 HPLC：核心目標是定性與定量。即通過色譜峰的保留時間（定性，識別組分種類）、峰面積 / 峰高（定量，計算組分含量），快速、準確地分析樣品的組成的復雜程度與各組分占比，不關注 “獲取實際物質”。

示例：檢測藥品中活性成分的含量是否符合標準、分析食品中農藥殘留的種類與濃度。

制備型液相色譜（PLC）：核心目標是分離與純化。即從復雜混合物中分離出目標組分，并收集得到足量（毫克級至噸級）、高純度（通常≥95%）的實物樣品，不關注 “精確計算含量”。

示例：從植物提取物中純化毫克級的活性黃酮（用于藥理研究）、工業化生產千克級的高純度抗生素原料藥。

二、關鍵技術參數對比

兩類技術的核心參數差異，均圍繞 “負載量” 與 “分離效率” 的優先級權衡展開（分析型優先效率，制備型優先負載）：

1. 樣品負載量

分析型 HPLC

微量級：進樣體積通常為1-50 μL，樣品中目標組分含量為μg 級甚至 ng 級（僅需滿足檢測需求）。

制備型液相色譜（PLC）

大量級：進樣體積為1 mL - 數 L，目標組分產量為mg 級 - 噸級（需滿足后續實驗或生產需求）。

2. 色譜柱規格

分析型 HPLC

- 內徑（ID）：小（2-4.6 mm）

- 柱長：短（10-25 cm）

- 柱體積：小（通常 < 10 mL）

制備型液相色譜（PLC）

- 內徑（ID）：大（半制備柱 10-20 mm，制備柱 20-50 mm，工業柱 > 50 mm）

- 柱長：較長（25-50 cm，部分工業柱可調節柱床高度）

- 柱體積：大（半制備柱 > 20 mL，工業柱可達數升至數百升）

3. 固定相粒徑

分析型 HPLC

細粒徑（3-5 μm）：細粒徑可增加固定相表面積，提高塔板數（分離效率），實現復雜組分的快速分離。

制備型液相色譜（PLC）

粗粒徑（5-20 μm）：粗粒徑可降低柱壓（適配高流速與大負載），同時提高樣品承載能力；若需更高效率，可通過延長柱長彌補。

4. 流動相流速

分析型 HPLC

低流速（0.1-2 mL/min）：匹配小柱體積，避免流速過快導致峰形擴散，保證檢測靈敏度。

制備型液相色譜（PLC）

高流速（10-1000 mL/min）：匹配大柱體積，縮短單次分離時間（提升制備效率），工業級設備需多泵并聯實現高流速。

5. 分離效率（塔板數）

分析型 HPLC

高（通常 > 10,000 塊 /m）：追求 “快速、高效分離”，需清晰分辨相鄰峰（如藥物與微量雜質），塔板數越高，峰形越窄、分離度越好。

制備型液相色譜（PLC）

中等（通常 3,000-8,000 塊 /m）：優先保證 “高負載與高回收率”，無需很高的分離效率；若目標物與雜質難分離，可通過優化梯度或延長柱長提升分離度。

三、核心硬件組件差異

兩類技術的硬件設計均服務于核心目標，關鍵組件（泵、進樣器、檢測器、收集系統）存在顯著區別：

1. 輸液系統（泵）

分析型 HPLC：強調 “高靈敏度與梯度精度”。多為二元 / 四元高壓梯度泵，可精準控制流動相比例，適配細粒徑柱的高壓需求（最高壓力可達 600 bar），保證微量組分的峰形對稱。

制備型液相色譜（PLC）：強調 “高流量穩定性與寬范圍適配”。多為大流量高壓泵（或多泵并聯），流速穩定性誤差需 < 1%（避免峰形擴散影響收集），最高壓力通常 < 400 bar（適配粗粒徑柱），可覆蓋 10-1000 mL/min 的寬流速范圍。

2. 進樣系統

分析型 HPLC：核心是 “微量、精準進樣”。常用手動進樣閥（進樣體積 5-20 μL）或自動進樣器（進樣體積 1-100 μL），進樣重復性誤差小于0.5%，確保定量分析的準確性。

制備型液相色譜（PLC）：核心是 “大量、無歧視進樣”。常用大體積手動進樣閥（1-50 mL）或制備級自動進樣器（進樣體積 1 mL - 數 L），需避免樣品在進樣過程中 “分布不均”（導致峰形拖尾），進樣重復性誤差 < 2% 即可（無需分析級精度）。

3. 檢測系統

分析型 HPLC：追求 “高靈敏度與多維度定性”。常用檢測器包括：

紫外 - 可見檢測器（UV-VIS）：靈敏度達 ng 級，可檢測微量雜質；

質譜檢測器（MS）：可通過分子離子峰精準定性（識別未知組分）；

熒光檢測器（FLD）：靈敏度達 pg 級，適用于痕量組分檢測。

制備型液相色譜（PLC）：追求 “高穩定性與可靠觸發”。不需要很高的靈敏度，但需避免信號漂移導致目標峰誤判，常用檢測器：

紫外 - 可見檢測器（UV-VIS）：最主流，僅需監測目標峰的 “起點 - 頂點 - 終點”，無需微量檢測；

示差折光檢測器（RID）：適用于無紫外吸收的組分（如糖類），需嚴格控溫（避免溫度波動影響信號）；

蒸發光散射檢測器（ELSD）：適用于無紫外吸收的熱穩定組分（如脂質）。

4. 餾分收集系統（核心差異組件）

分析型 HPLC：無餾分收集系統。僅需記錄檢測器信號（形成色譜圖），無需收集實際組分，樣品最終進入廢液瓶。

制備型液相色譜（PLC）：餾分收集系統是核心組件。需根據檢測器信號（如 UV 峰的閾值）自動 / 手動截取目標峰，排除雜質峰，收集容器從實驗室級的離心管（mL 級）到工業級的儲罐（m3 級），部分系統可實現 “峰切割”（僅收集峰形中純度最高的部分）。

四、應用場景與后續處理差異

1. 應用場景

分析型 HPLC：聚焦 “質量控制與成分分析”，常見場景：

醫藥領域：藥品含量測定、溶出度測試；

食品領域：食品添加劑（如防腐劑）、農藥殘留、重金屬檢測；

環境領域：水體中污染物（如抗生素、VOCs）的定性定量。

制備型液相色譜（PLC）：聚焦 “樣品純化與制備”，常見場景：

醫藥領域：藥物活性成分（API）制備、雜質對照品制備、多肽 / 抗體純化；

天然產物領域：從植物 / 微生物提取物中分離活性成分（如生物堿、黃酮）；

生物領域：蛋白質、核酸等生物大分子的純化（需溫和分離條件）。

2. 后續處理

分析型 HPLC：后續僅需 “數據處理”。通過色譜工作站（如 Empower、ChemStation）計算峰面積、保留時間，生成分析報告，無需處理實物樣品。

制備型液相色譜（PLC）：后續需 “樣品后處理”。收集的餾分中含有大量流動相，需通過旋轉蒸發、凍干、過濾等步驟去除溶劑，得到高純度固體或液體樣品，部分工業場景還需與灌裝、包裝單元聯動。