色谱超临界流体色谱法..

超临界流体色谱超临界流体色谱基础导论Terry A. Berger本文中的信息、说明和指标如有变更，恕不另行通知。

© 安捷伦科技公司，20152015 年 7 月 1 日，中国印刷5991-5509CHCN目录目录 III前言 VI作者简介 XI引言 XIII符号 XIV缩写 XIV1 超临界流体色谱简介 11.1 什么是 SFC 11.2 为什么采用 SFC 21.3 SFC 能够分离哪些化合物 121.4 这一名称的含义 162 流动相 192.1 为什么使用 CO2 192.2 使用 100% CO2 212.3 改性剂或共溶剂 232.4 添加剂 312.5 添加水以扩展溶质极性 343 固定相 353.1 材料 353.2 非手性键合相 353.3 固定相比较 403.4 填料粒径与色谱柱尺寸之间的关系 413.5 推荐的色谱柱尺寸 453.6 用于手性分离的色谱柱 48III4 流动相变量对保留值和选择性的影响 494.1 改性剂浓度 494.2 温度 504.3 压力 534.4 流速 554.5 可控变量对保留时间和选择性的影响概述 575 方法开发 585.1 溶质与固定相极性的匹配 585.2 极性窗口 605.3 入门指南 605.4 极性溶质 615.5 低极性溶质 645.6 多变量方法 656 非手性分离 666.1 案例研究 1 —典型的低极性样品 666.2 案例研究 2 —中等极性样品 716.3 案例研究 3 —磺胺类药物 836.4 其他结果 897 手性分离 907.1 背景 907.2 对映体过量率测定 917.3 用于手性分离的正相技术 917.4 可控变量对手性分离的影响 937.5 开发手性方法 98 IV8 SFC 定量分析 103 8.1 验证阶段 103 8.2 开发方法用于定量分析饮料和食品中的山梨酸盐、苯甲酸盐和咖啡因 105 8.3 校正 108 8.4 苯甲酸盐、山梨酸盐和咖啡因的定量分析结果总结 1168.5 手性分离 1169 仪器注意事项 121 9.1 泵 121 9.2 UV 检测器优化 124 9.3 双梯度 137 9.4 自动进样器注意事项 138 9.5 其他 146 9.6 SFC 的超高性能 148 9.7 在 SFC 与 HPLC 之间切换的混合型系统 150 9.8 质谱接口 154 9.9 其他检测器 156参考文献159V前言作者 Terry Berger 在我们如今称之为超临界流体色谱 (SFC) 的领域中拥有独特的丰富经历，是撰写本基础导论的不二人选。

色谱的分类
色谱法有多种类型，从不同角度出发，有各种分类法。

(1)按流动相的物态,色谱法可分为气相色谱法(流动相为气体)、液相色谱法(流动相为液体)和超临界流体色谱法(流动相为超临界流体);再按固定相的物态，又可分为气一固色谱法(固定相为固体吸附剂)、气液色谱法(固定相为涂在固体担体上或毛细管壁上的液体)、液固色谱法和液液色谱法等。

(2)按固定相使用的形式，可分为柱色谱法(固定相装在色谱柱中)、纸色谱法(滤纸为固定相)和薄层色谱法(将吸附剂粉末制成薄层作固定相)等。

(3)按分离过程的机制,可分为吸附色谱法(利用吸附剂表面对
不同组分的物理吸附性能的差异进行分离)、分配色谱法(利用不同组分在两相中有不同的分配系数来进行分离)、离子交换色谱法(利用离子交换原理)和排阻色谱法(利用多孔性物质对不同大小分子的排阻作用)等。

作者：非成败作品编号：92032155GZ5702241547853215475102时间：2020.12.131超临界流体色谱法色谱是用于样品组分分离的一种方法，组分在两相间进行分配，一相为固定相，另一相为流动相。

固定相可以是固体或涂于固体上的液体，而流动相可以是气体、液体或超临界流体。

超临界流体色谱(Supercritical fluid chromatography) 就是以超临界流体做流动相依靠流动相的溶剂化能力来进行分离、分析的色谱过程。

它是集气相色谱法和液相色谱法的优势而在20世纪70年代发展起来的一种色谱分离技术。

超临界流体色谱不仅能够分析气相色谱不宜分析的高沸点、低挥发性的试样组分，而且具有比高效液相色谱法更快的分析速率和更高的柱效，因此得到迅速发展。

1.1概述1.1.1超临界流体及其特性自从1869年Andrews首先发现临界现象以来，各种研究工作陆续展开，其包括1879年Hannay和Hogarth测量了固体在超临界流体中的溶解度，1937年Michels等人准确测量了二氧化碳临界点的状态等等。

对于某些纯净物质而言，根据温度和压力的不同，呈现出液体、气体、固体等状态变化，即具有三相点和临界点，纯物质的相图如图 1-1所示。

在温度高于某一数值时，任何大的压力均不能使该纯物质由气相转化为液相，此时的温度即被称之为临界温度T c；而在临界温度下，气体能被液化的最低压力称为临界压力P c。

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，SF)。

图 1-1 纯物质的相图超临界流体由于液体与气体分界消失，它的流体性质兼具液体性质与气体性质，见表1-1所示。

从表 1-1中的数据可知，超临界流体的扩散性能和粘度接近于气体，因此溶质的传质阻力较小，能更迅速地达到分配平衡，获得更快速、高效的分离。

超临界流体色谱法原理超临界流体色谱（Supercritical Fluid Chromatography，简称SFC）是一种基于超临界流体作为流动相的色谱分析技术。

相比传统的液相色谱和气相色谱，SFC具有高效分离、较快速度、较低操作温度、减少有机溶剂使用量等优点。

其原理是利用超临界流体的高扩散性和调节性溶解性来实现样品组分的分离和分析。

超临界流体是指温度和压力均高于其临界点的流体，常见的超临界流体有二氧化碳（CO2）和氨（NH3）。

超临界流体具有类似液相和气相的物理和化学性质。

与液相色谱相比，超临界流体的扩散系数更高，熵效应高，因此在SFC中具有更好的分离能力。

同时，超临界流体的溶解力可以通过改变温度、压力和流体组分来进行调节，从而实现对分析物的选择性溶解和分离。

超临界流体色谱的工作原理可以分为两个步骤：样品溶解和分离。

首先，将待分析的样品溶解在超临界流体中，形成一个混合物。

然后，将混合物从系统进样口注入分离柱，分离柱中填充有吸附剂。

样品在混合物中与吸附剂相互作用，根据样品与吸附剂之间的亲疏性选择性吸附在吸附剂上。

最后，在流动相的驱动下，样品分离后被逐个洗脱出来，并通过检测器进行检测和定量。

分离程度和选择性可以通过调节超临界流体的温度、压力、流速和选择性吸附剂等因素来控制。

超临界流体色谱法在药物分析、天然产物分离纯化、环境监测等领域具有广泛的应用前景。

通过优化超临界流体的选择和操作参数，可以实现对不同极性和疏水性分子的高效分离和纯化。

此外，超临界流体色谱还可以与其他色谱分离技术（如高效液相色谱、气相色谱等）进行联用，提高分析灵敏度和分析效果。

总结起来，超临界流体色谱法利用超临界流体的高扩散性和调节性溶解性实现分析样品的分离和分析。

其原理是将待分析样品溶解在超临界流体中，样品与填充在分离柱中的吸附剂相互作用，根据样品与吸附剂之间的亲疏性选择性吸附和分离。

超临界流体色谱在药物分析、天然产物分离纯化、环境监测等领域具有广泛的应用前景。

超临界流体色谱法在水质分析中的应用及趋势目前，超临界流体色谱法对胺类、芳香油、药物、糖类等的分离都有研究报道，超临界流体色谱也用于环境分析，如多环芳烃、有机染料、表面活性剂、农药、酚类、卤代烃及多氯联苯等化合物。

同时也适用于分析热稳定性差的物质、难挥发性的物质、有必要衍生物化的物质、不吸收紫外光的物质、必须以高灵敏度来检出的物质等。

1 有机染料和颜料的分析测试染料属于在环境中降解很慢的一类物质，而且一些染料有致癌、致突变性，随着各种有色物质与染料废水进入水体，使其颜色变得复杂，成份也难测。

因此，只是测定环境样品的色度是不够的，还应对其成分进行分析。

目前，使用超临界流体色谱法，以CO2为流动相，交联石英弹性毛细管柱对几种染料进行分析，效果很好。

2 表面活性剂的分析测试表面活性剂的大量应用，带来了水质的严重污染，难以生物降解的表面活性剂给污水处理也带了难题。

目前，环境样品中的表面活性剂常采用染料试剂显色后进行分光光度法测定，操作简便但灵敏度不高，得到的是一类表面活性剂的总量。

而因其结构上差异，降解程度是不同的，因而我们需要知道各个组分的结构和含量。

同时对于一些难挥发或不挥发的表面活性剂则不能直接进行气相色谱分析。

对于离子型表面活性剂可以用液相色谱特别是离子色谱对其进行测试，但对于缺乏紫外吸收的非离子型表面活性剂液相色谱就显得束手无策了。

近年来，毛细管超临界流体色谱法对于聚氧乙烯型非离子型表面活性剂和多元醇型非离子表面活性剂显示出很大优越性。

用毛细管超临界流体色谱法分析多元醇型非离子表面活性剂时，超临界流体的密度是影响选择性，保留时间和柱效的主要参数。

流体密度主要随压力而变化，通过变动压力可以调节各组分的保留时间，从而达到有效分离，对于多元醇型非离子表面活性剂中各组分，随着酯化作用程度和相对分子量的增加，组分挥发性下降，因而可以用程序升压方式进行分析。

3 酚类化合物的分析测试含酚废水进入水体后，严重影响地面水的质量，危害人体和生物健康。