色谱超临界流体色谱法..

一、超临界流体色谱的特点与原理 principle and character of supercritical fluid chromatography
1．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。
二、超临界流体色谱仪的结构与流程 instrument structure and the general process of SFC
1.结构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；

主要部件
（3）流动相
SFC的流动相：超临界流体；CO2、N2O、NH3
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；
程 序 升 压
HPLC与SFC 比较
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α 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、 高聚物等的有效分离。
超临界流体色谱法
超临界流体色谱(supercrical fluid chromatography,SFC) 是以超临界流体作为流动相的色谱方法，是20世纪80年代 以来发展迅速的一个色谱分支，所谓超临界流体，是指在 高于临界压力和临界温度时的一种物质状态。它既不是气 体，也不是液体，但它兼有气体的低粘度、液体的高密度 以及介于气、液之间较高的扩散系数等特性。从理论上说 SFC既可以分析GC法难以处理的高沸点、不挥发性样品， 又有比HPLC法更高的柱效和更短的分离时间，且可使用 二者常用的检测器，也可与MS、FT-IR光谱仪等在线联接 ，因而可以方便地进行定性、定量分析。在中药药物分析 领域已有愈来愈多的应用。
超临界流体对于分离具有极其有用的物理性质，这些性 质恰好介于气体和液体之间。下表对气体、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 气体 超临界流 体 液体 密度（g/ml） 约10-3 0.2-0.9 0.8-1.0 扩散系数 （cm2/s） 1-10-2 10-3-10-4 ＜10-5 粘度 （g/cm.s） 10-4 10-4-10-3 10-2
超临界流体色谱法
Supercrical Fluid Chromatography （SFC）
超临界流体的定义：
纯净物质根据温度和压力的不同，呈现出液体、气体、 固体等状态变化，如果提高温度和压力，来观察状态的变化 发现，如果达到特定的温度、压力，会出现液体与气体界面 消失的现象,该点被称为临界点。在临界点附近，会出现流体 的密度、粘度、溶解度、热容量、介电常数等所有流体的物 性发生急剧变化的现象。当物质所处的温度高于临界温度， 压力大于临界压力时，该物质处于超临界状态。 温度及压力均处于临界点以上的液体叫超临界流体 (supercritical fluid，简称SCF)。 例如:当水的温度和压强升高到临界点(t=374.3 ℃， p=22.05 MPa)以上时，就处于一种既不同于气态，也不同于 液态和固态的新的流体态──超临界态，该状态的水即称之 为超临界水。
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；


色谱柱
①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0.5-4.6mm。使用粒径为3-10µm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。
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的影响在临界压力处最大，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，密度的增加，能提高溶剂 效率，淋洗时间缩短。 CO2流动相，当压力改变：7.0→9.0×106 Pa，则： C16H34的保留时间 25min → 5min。


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3-10μm的填料填充到内径几个毫米 或更小的毛细管柱中。 ②毛细管柱

较长用的填充毛细管柱内径≤0.5mm，柱长为10-30m；开管 毛细管柱主要是内径为50-100μm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450°C，同时配低温控制系统，可在-50℃以下工 作。