色譜分析 超臨界流體色譜法.ppt

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1、超臨界流體色譜法SupercricalFluidChromatography（SFC）超臨界流體的定義：純凈物質(zhì)根據(jù)溫度和壓力的不同，呈現(xiàn)出液體、氣體、固體等狀態(tài)變化，如果提高溫度和壓力，來觀察狀態(tài)的變化發(fā)現(xiàn)，如果達(dá)到特定的溫度、壓力，會(huì)出現(xiàn)液體與氣體界面消失的現(xiàn)象,該點(diǎn)被稱為臨界點(diǎn)。在臨界點(diǎn)附近，會(huì)出現(xiàn)流體的密度、粘度、溶解度、熱容量、介電常數(shù)等所有流體的物性發(fā)生急劇變化的現(xiàn)象。當(dāng)物質(zhì)所處的溫度高于臨界溫度，壓力大于臨界壓力時(shí)，該物質(zhì)處于超臨界狀態(tài)。溫度及壓力均處于臨界點(diǎn)以上的液體叫超臨界流體(supercriticalfluid，簡稱SCF)

2、。例如:當(dāng)水的溫度和壓強(qiáng)升高到臨界點(diǎn)(t=374.3℃，p=22.05MPa)以上時(shí)，就處于一種既不同于氣態(tài)，也不同于液態(tài)和固態(tài)的新的流體態(tài)──超臨界態(tài)，該狀態(tài)的水即稱之為超臨界水。超臨界流體色譜法超臨界流體色譜(supercricalfluidchromatography,SFC)是以超臨界流體作為流動(dòng)相的色譜方法，是20世紀(jì)80年代以來發(fā)展迅速的一個(gè)色譜分支，所謂超臨界流體，是指在高于臨界壓力和臨界溫度時(shí)的一種物質(zhì)狀態(tài)。它既不是氣體，也不是液體，但它兼有氣體的低粘度、液體的高密度以及介于氣、液之間較高的擴(kuò)散系數(shù)等特性。從理論上說SFC既可以分

3、析GC法難以處理的高沸點(diǎn)、不揮發(fā)性樣品，又有比HPLC法更高的柱效和更短的分離時(shí)間，且可使用二者常用的檢測器，也可與MS、FT-IR光譜儀等在線聯(lián)接，因而可以方便地進(jìn)行定性、定量分析。在中藥藥物分析領(lǐng)域已有愈來愈多的應(yīng)用。一、超臨界流體色譜的特點(diǎn)與原理principleandcharacterofsupercriticalfluidchromatography1．超臨界流體的特性。對(duì)于某些純物質(zhì)來說，具有三相點(diǎn)和臨界點(diǎn)，如圖所示，從圖中可以看出，物質(zhì)在三相點(diǎn)，氣、液、固三態(tài)處于平衡狀態(tài)，當(dāng)處于臨界溫度和臨界壓力以上時(shí)，則不論施加多大壓力，氣體也不

4、會(huì)液化，此時(shí)即非氣體，也非液體，而是以超臨界流體形式存在。超臨界流體對(duì)于分離具有極其有用的物理性質(zhì)，這些性質(zhì)恰好介于氣體和液體之間。下表對(duì)氣體、液體、和超臨界流體的有關(guān)物理性質(zhì)進(jìn)行了比較。表氣體、液體、超臨界流體物理性質(zhì)的比較流動(dòng)相密度（g/ml）擴(kuò)散系數(shù)（cm2/s）粘度（g/cm.s）氣體超臨界流體液體約10-30.2-0.90.8-1.01-10-210-3-10-4＜10-510-410-4-10-310-22.原理SFC的流動(dòng)相：超臨界流體；CO2、N2O、NH3SFC的固定相：固體吸附劑（硅膠）或鍵合到載體（或毛細(xì)管壁）上的高聚物；可

5、使用液相色譜的柱填料。填充柱SFC和毛細(xì)管柱SFC；分離機(jī)理：吸附與脫附。組分在兩相間的分配系數(shù)不同而被分離；通過調(diào)節(jié)流動(dòng)相的壓力（調(diào)節(jié)流動(dòng)相的密度），調(diào)整組分保留值；壓力效應(yīng)：SFC的柱壓降大（比毛細(xì)管色譜大30倍），對(duì)分離有影響（柱前端與柱尾端分配系數(shù)相差很大，產(chǎn)生壓力效應(yīng)）；超臨界流體的密度受壓力的影響在臨界壓力處最大，超過該點(diǎn)，影響小，超過臨界壓力20%，柱壓降對(duì)分離的影響小；壓力效應(yīng)：在SFC中，壓力變化對(duì)容量因子產(chǎn)生顯著影響，超流體的密度隨壓力增加而增加，密度的增加，能提高溶劑效率，淋洗時(shí)間縮短。CO2流動(dòng)相，當(dāng)壓力改變：7.0→9.

6、0×106Pa，則：C16H34的保留時(shí)間25min→5min。程序升壓HPLC與SFC比較與GC法和HPLC法比較,因超臨界流體的粘度接近于氣相色譜的流動(dòng)相,對(duì)溶質(zhì)的傳質(zhì)阻力小，可以使用更高的流速洗脫，因此SFC的分離速度快于HPLC而與GC相當(dāng)；超臨界流體的擴(kuò)散率介于GC和LC之間，因而峰展寬小于在氣體中。SFC中的流動(dòng)相不是惰性的傳輸介質(zhì)，這不同于GC而與LC一樣，溶質(zhì)與流動(dòng)相間有相互作用，利用此點(diǎn)可調(diào)控選擇因子α在一定壓力下，超臨界流體溶解的分子的分壓比在氣體中高幾個(gè)數(shù)量級(jí)，這就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)大分子、熱不穩(wěn)定性化合物、高聚物等的有效分離

7、。二、超臨界流體色譜儀的結(jié)構(gòu)與流程instrumentstructureandthegeneralprocessofSFC1.結(jié)構(gòu)流程2.主要部件（1）SFC的高壓泵無脈沖的注射泵；通過電子壓力傳感器和流量檢測器，計(jì)算機(jī)控制流動(dòng)相的密度和流量；（2）SFC的色譜柱和固定相可以采用液相色譜柱和交聯(lián)毛細(xì)管柱；SFC的固定相：固體吸附劑（硅膠）或鍵合到載體（或毛細(xì)管壁）上的高聚物；專用的毛細(xì)管柱SFC；色譜柱①填充柱填充柱與HPLC柱相似，基于分配平衡實(shí)現(xiàn)分離，柱長可達(dá)25cm，分離柱內(nèi)徑0.5-4.6mm。使用粒徑為3-10μm的填料填充。如硅膠、-

8、NH2、-CN及C18、C8等化學(xué)鍵合相均可用于SFC。其中以極性填料的分離效果更好。SFC在手性化合物的分離上效果優(yōu)于HPLC。在實(shí)際