超临界流体色谱法

1、超临界流体色谱法 第1页，共10页，2022年，5月20日，9点58分，星期三一、超临界流体色谱的特点与原理principle and character of supercritical fluid chromatography1超临界流体的特性。对于某些纯物质来说，具有三相点和临界点，如图所示，从图中可以看出，物质在三相点，气、液、固三态处于平衡状态，当处于临界温度和临界压力以上时，则不论施加多大压力，气体也不会液化，此时即非气体，也非液体，而是以超临界流体形式存在。第2页，共10页，2022年，5月20日，9点58分，星期三 超临界流体对于分离具有极其有用的物理性质，这些性质恰好介于气体

2、和液体之间。表对气体、液体、和超临界流体的有关物理性质进行了比较。 表 气体、液体、超临界流体物理性质的比较流动相密度（g/ml）扩散系数（cm2/s）粘度（g/cm.s）气体超临界流体液体约10-30.2-0.90.8-1.01-10-210-3-10-410-510-410-4-10-310-2第3页，共10页，2022年，5月20日，9点58分，星期三2.原理 SFC的流动相：超临界流体；CO2、N2O、NH3 SFC的固定相：固体吸附剂（硅胶）或键合到载体（或毛细管壁）上的高聚物；可使用液相色谱的柱填料。填充柱SFC和毛细管柱SFC； 分离机理：吸附与脱附。组分在两相间的分配系数不同而

3、被分离； 通过调节流动相的压力（调节流动相的密度），调整组分保留值；第4页，共10页，2022年，5月20日，9点58分，星期三压力效应： SFC的柱压降大（比毛细管色谱大30倍），对分离有影响（柱前端与柱尾端分配系数相差很大，产生压力效应）； 超临界流体的密度受压力在临界压力处最大，超过该点，影响小，超过临界压力20%，柱压降对分离的影响小； 压力效应：在SFC中，压力变化对容量因子产生显著影响，超流体的密度随压力增加而增加，密度增加提高溶剂效率，淋洗时间缩短。 CO2流动相，当压力改变：7.09.0106 Pa，则： C16H34的保留时间 25min 5min。第5页，共10页，2022

4、年，5月20日，9点58分，星期三与GC法和HPLC法比较,因超临界流体的粘度接近于气相色谱的流动相,对溶质的传质阻力小，可以使用更高的流速洗脱，因此SFC的分离速度快于HPLC而与GC相当；超临界流体的扩散率介于GC和LC之间，因而峰展宽小于在气体中。 SFC中的流动相不是惰性的传输介质，这不同于GC而与LC一样，溶质与流动相间有相互作用，利用此点可调控选择因子当考虑溶质分压时，也可利用SFC的两重性，即被测物质在超临界流体中的溶解性非常接近其挥发性，而发生温度却较低，因此，在一定压力下，超临界流体溶解的分子的分压比在气体中高几个数量级，这就可以实现对大分子、热不稳定性化合物、 高聚物等的有

5、效分离。第6页，共10页，2022年，5月20日，9点58分，星期三2.主要部件（1）SFC的高压泵 无脉冲的注射泵；通过电子压力传感器和流量检测器，计算机控制流动相的密度和流量； （2）SFC的色谱柱和固定相 可以采用液相色谱柱和交联毛细管柱； SFC的固定相：固体吸附剂（硅胶）或键合到载体（或毛细管壁）上的高聚物；专用的毛细管柱SFC；第7页，共10页，2022年，5月20日，9点58分，星期三色谱柱填充柱填充柱与HPLC柱相似，基于分配平衡实现分离，柱长可达25cm，分离柱内径。使用粒径为3-10m的填料填充。如硅胶、-NH2、-CN及C18、C8等化学键合相均可用于SFC。其中以极性填

6、料的分离效果更好。SFC在手性化合物的分离上效果优于HPLC。在实际操作中，往往会因压力变化而产生较大的柱压降，使柱入、出口处的保留时间有很大差异，所以一般采用高于超临界压力20%左右的压力以减小影响。在填料的选择上也要注意与所分析的样品相适应，如分析极性或碱性化合物时，填料覆盖度小，会产生不对称峰。若使用“封端”填料则会得到改善。第8页，共10页，2022年，5月20日，9点58分，星期三填充柱在重现性、载样量等方面要优于毛细管柱，操作简便，也有用微填充柱的，将3-10m的填料填充到内径几个毫米或更小的毛细管柱中。毛细管柱较长用的填充毛细管柱内径0.5mm，柱长为10-30mm；开管毛细管柱主要是内径为50-100m化学交连的各种硅氧烷柱或其它类型的交连柱。SFC色谱柱必须借助柱箱以实现精确的温度控制，范围可以从室温至450C，同时配低温控制系统，可在-50以下工作。第9页，共10页，2022年，5月20日，9点58分，星期三主要部件（3）流动相 SFC的流动相：超临界流体；CO2、N2O、NH3 CO2应用最广泛；无色、无味、无毒、易