更小的顆粒，更大的峰容量
研制并填充2
μm以下的顆粒至可重現而耐用的色譜柱中本身就是一個挑戰。圖4顯示出了目前實驗室常用的5 μm顆粒與建議用于UPLC柱的更小的1.7
μm顆粒的明顯差異。目前，非多孔型1.5
μm顆粒已經上市。雖然這類顆粒效率較高，但它們的缺點是表面積較小。表面積小會導致載樣量小和保留時間短。為了與HPLC保持相近的保留時間和載樣量，UPLC必須使用多孔型顆粒。UPLC需要一種新穎的耐高壓多孔型顆粒。填充床的均勻性也是至關重要的；特別是當較短的色譜柱用以保持分辨率的穩定，而同時又要達到加快分離速度的目標時。另一項要求是色譜柱的內表面必須足夠光滑，以便于填充較小顆粒。應重新設計色譜柱兩端的篩板，使之既能留住小顆粒又能避免堵塞。
圖4：為了說明5 μm顆粒和1.7 μm顆粒的顯著差異，該掃描電子顯微圖將兩種顆粒與60 μm的人體頭發相比較。在測量距離相同時，該頭發的直徑約等于12個5 μm的顆粒，33個1.7 μm的顆粒。
UPLC系統的設計要求
為了達到顆粒小、峰容量大的分離效果，需要比目前使用的HPLC儀具有更廣的壓力范圍。在能達到最大效率的最佳流速下，對于10
cm長裝有1.7 μm顆粒的色譜柱，計算得出的壓力降是~15,000
psi。因此，需要一個能在該壓力下傳送溶劑的泵。另一方面的考慮是在這些條件下，溶劑的可壓縮性將會變得顯著，特別是在多溶劑和梯度分離條件下。UPLC的溶劑傳送系統應不僅僅具有高壓泵抽吸功能，同時在等度和梯度分離模式下使用各種溶劑，溶劑傳送系統必須能抵消溶劑可壓縮性引起的大范圍潛在壓力波動，以實現平穩而可重現的流體輸送。
進樣也是很關鍵。普通進樣閥，不論是手動的還是自動的，都不具有極端壓力下的耐用功能。進樣的可重現性和線性的典型性能標準是分析應用所需要的，但其它特征也是必要的。為保護色譜柱免受極端壓力波動的影響，進樣過程應盡可能排除脈沖干擾。儀器的系統體積要小，以減小所檢測樣品可能的區帶展寬。在快速進樣循環中，UPLC能以最大速度、較大的樣品通量進行工作，并可長時間不需人工照看。同時低體積進樣量和最小的交叉污染很好匹配了靈敏度的提高。
理論情況下，配備1.7
μm顆粒的UPLC系統能產生半峰寬小于1秒的檢測峰。這給UPLC檢測帶來了挑戰。首先，檢測器必須具有較高的采樣速率，以在檢測峰通過時捕捉足夠的數據點，從而對分析物的檢測峰進行準確而可重現的識別（和積分）。其次，檢測器必須有最小的擴散體積，以確保分離效率不降低。檢測器的光學部件也必須具有能體現UPLC靈敏度優勢的性能指標。從概念上講，對于不同的檢測技術，UPLC檢測的靈敏度應是HPLC分離靈敏度的2-3倍（圖5）。例如，質譜檢測會極大得益于UPLC的性能特征。檢測峰濃度的提高以及較低流速（不需分流）下減少的色譜擴散將會促進離子源效率的提高，從而使與UPLC相連的質譜儀的靈敏度至少提高3倍。
圖5：在進行高峰容量的色譜分析時，降低分析物的色譜展寬可能有助于提高靈敏度。
全面的系統方法
通過思考色譜過程以及如何將這些原理應用于UPLC后明顯發現：除了化學、泵、進樣器和檢測器之外，還需要對系統進行考慮。系統的體積至關重要。如果要在色譜分析過程中保持UPLC分離的高性能，則UPLC的系統總體積必須大大低于目前的HPLC系統。還有一點也關鍵：那就是不僅要仔細考慮上文提到的系統部件的性能規范，而且需要仔細考慮連接管和接頭配件。為了使UPLC的良好性能得以廣泛應用，有必要制定全面的系統方法，其中既包括所需的性能規范，也包括對附件變量的控制。
在色譜實驗室可充分發揮UPLC系統的優勢，給實驗室帶來更多益處。用于特征分析的高通量庫篩選能以較快的速度或較好的分辨率完成，而這兩點都能轉變為效率的提高。代謝物的識別和生物分析將得益于速度、分辨率和靈敏度的提高。肽圖時間可顯著縮短以加快表征過程。對于肽研究而言，UPLC系統得出圖譜的峰容量更大，比目前使用的HPLC得出的圖譜更精確。穩定性指示方法以及方法的總體開發將會使每次進樣得出更多的信息，同時還會縮短分離時間。色譜分離技術的最普遍用途——定量分析可以得到更快的的速度，更好的基線分離，從而將會更容易、更可重現進行定量積分，增加了實驗室的生產力和可信度。
UPLCTM：重新定義色譜實驗室
許多科學家曾一度遇到分離障礙，而目前正致力于突破普通HPLC的極限；超高效液相色譜法為擴大和延展這種廣泛應用的分離技術提供了可能（圖6）。由于UPLC技術能實現提高液相色譜速度、分辨率和靈敏度的承諾，為每次分析提供更多的信息；因此，該技術將會得到實驗室的廣泛認可。
圖6：UPLC呈現出全新的速度、分辨率和靈敏度，將會重新定義色譜實驗室。
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