仪器分析 课件 8.1 超临界流体色谱;8.2 激光色谱

*第八章

超临界流体色谱及其它8.1.1

超临界流体色谱的特点与原理8.1.2超临界流体色谱仪的结构流程8.1.3超临界流体色谱的应用第一节

超临界色谱SupercriticalfluidchromatographandothersSupercriticalfluidchromatograph,SFC*8.1.1

超临界流体色谱的特点与原理1.概述

超临界流体：在高于临界压力与临界温度时，物质的一种状态。性质介于液体和气体之间。超临界流体色谱(SFC)，20世纪80年代快速发展，具有液相、气相色谱不具有的优点。（1）可处理高沸点、不挥发试样；（2）比LC有更高的柱效和分离效率。*2.超临界流体性质（1）性质介于液体和气体之间，具有气体的低黏度、液体的高密度，扩散系数位于两者之间。*HPLC与SFC

的H-u关系曲线比较*2.超临界流体性质（2）可通过改变超临界流体的密度（程序改变）调节组分分离（类似于气相色谱的程序升温，液相色谱中的梯度淋洗）。

超临界流体的密度与压力有关。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：7.0×106→9.0×106Pa，C16H34的保留时间由25min→5min。*程

序

升

压

程序升压对SFC分离改善的效应图实验条件：柱：DB-1；流动相：CO2；温度：90ºC；检测器：FID样品：1-胆甾辛酸酯2-胆甾辛癸酸酯3-胆甾辛月桂酸酯4-胆甾十四酸酯5-胆甾十六酸酯6-胆甾十八酸酯*3.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。*8.1.2

超临界流体色谱仪的结构与流程1.结构流程

*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。*主要部件（3）流动相

SFC的流动相：超临界流体，如CO2、N2O、NH3

CO2应用最广泛；无色、无味、无毒、易得、对各类有机物溶解性好，在紫外光区无吸收。缺点：极性太弱。加少量甲醇等改性。（4）检测器

可采用液相色谱检测器，也可采用气相色谱的FID检测器。*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：7.0×106→9.0×106Pa，C16H34的保留时间由25min→5min。

SFC柱压降大(比毛细管色谱大30倍)，柱前端与柱尾端分配系数相差很大；超临界流体的密度在临界压力处最大，超过该点，影响小，超过临界压力20%，柱压降对分离的影响小。*8.1.3

超临界流体色谱的应用1.聚苯醚低聚物的分析分析条件：色谱柱：10m×63μmi.d.

毛细管柱；固定相：键合二甲基聚硅氧烷；流动相：CO2；柱温：120

C；程序升压。*2.低聚乙烯的SFC分析*3.甘油三酸酯的分析四种组分仅双键数目和位置不同，难分离。分析条件：色谱柱：DB-225SFC毛细管柱；流动相：CO2

。

从15MPa程序升压到27MPa，2.5h完全分离。*内容选择结束8.1超临界流体色谱

8.2激光色谱

8.3

场流分离*第八章

超临界流体色谱及其它8.2.1

激光色谱的基本原理8.2.2激光色谱的特点8.2.3激光色谱的应用前景与发展第二节

激光色谱SupercriticalfluidchromatographandothersLaserchromatograph*概述

激光色谱（opticalchromatography）是板今太郎于1995年首次提出的利用激光作为推动力的一类新型的色谱分离技术。分析化学领域的又一个前沿课题。为人们提供了一个用于研究微米区域内（甚至更小）粒子的物理、化学及生物特性的全新方法。对化学、分子生物学和生物医学工程等领域产生影响。*8.2.1

激光色谱的基本原理1.光捕集

OpticalTrapTechnique；Ashkin

1970年

通过光学系统将一束特定波长的激光聚焦于溶液中，由于溶液中粒子的折光指数大于溶剂的折光指数，所以粒子在激光的辐射压力作用下被聚焦，相当于粒子被捕集一样(在物理上将这种现象称为激光致冷)。为光色谱的诞生奠定了基础将待分离组分（或粒子）按几何尺寸的大小分离的技术。*2.激光分离原理

粒子受流动相的推动力f推和激光束的辐射压力f辐共同作用。粒子受辐射压力的作用聚焦在激光束的中心线上。

f辐>f推时，粒子运动方向发生反转并获得一定的加速度，并受流动相的阻力而逐渐减速，当f辐=f推时，离子在该处停留。大粒子受到的辐射压力大，离激光光源位置远，从而实现分离。

*8.2.2

激光色谱的特点1．进样简单2．优化分离条件容易

改变激光束的聚焦条件可以控制粒子的分离效果。光色谱可以控制测定时间。3．不需要用标准物质对照定性

知道分析物粒子的尺寸大小和折光指数，就可以通过计算来确定粒子的位置而定性。4．可以随时检测

检测效率100%。

*5．可同时实现分离和富集

改变激光器的输出功率就可以将粒子按几何尺寸大小收集。6．可以更有效地分离单个“粒子”或“大分子”

如生物细胞和生物大分子。7．只要中断激光束就可以恢复样品的初始浓度8．可以进行“原位”反应或性质研究

粒子位置确定，并可根据需要确定停留时间，可方便地对离子进行化学反应或其他研究。9．色谱柱的尺寸可以减小至微米级

为微米区域内的化学或分子生物研究提供了场所。

*8.2.3

激光色谱的应用前景与发展对聚合物微球、生物细胞、生物大分子(如蛋白质、肽、DNA、RNA的细粒体)进行分离研究。从理论上讲，可以检测到一个蛋白质分子，这是其他分析方法所不具备的突出特点。