色谱分析-超临界流体色谱法ppt课件.ppt

超临界流体色谱法SupercricalFluidChromatography（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(supercriticalfluid，简称SCF)。
例如:当水的温度和压强升高到临界点(t=374.3℃，p=22.05MPa)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。超临界流体色谱法一、超临界流体色谱的特点与原理principleandcharacterofsupercriticalfluidchromatography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。压力效应：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。二、超临界流体色谱仪的结构与流程instrumentstructureandthegeneralprocessofSFC2.主要部件色谱柱
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。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。主要部件①使用气相色谱检测器，以FID为多用，应用时可将色谱柱的流出物分流，部分流出物通过限流器变为气态进入检测器，若用FID检测时，流动相中不能加入改进剂，否则改进剂本身将给出信号干扰测定，FID对小分子量化合物可得到很好的结果，对分子量大的化合物常得不到单峰，而是一簇峰。如把检测器加热可使分子量大于2000的化合物获得满意的分离。
在SFC中也可以使用氮磷检测器（NPD）、火焰光度检测器（FPD）等。②使用液相色谱检测器。在进入检测器之前应将超临界状态转为液态，可增加检测的灵敏度，使谱带变窄，而且可以在室温下操作，UVD是用改性剂流动相的填充柱SFC的最常用的检测方法。要求检测器必须耐高压。如使用毛细管柱，UVD的流通池可由一段熔融石英毛细管构成，内容积在200nl左右，这样不会影响柱效；荧光检测器（FD）也可以如此应用。对于填充柱，蒸发光散射检测器也是一种常用的通用检测器。三、超临界流体色谱的流动相和改性剂
（一）流动相
SFC的流动相为超临界流体。超临界流体的主要特点是在不同压力下对各种样品有不同的溶解能力。其溶解度随超临界流体密度的增加而增加。当两组分的溶解度常数越接近时，，其互溶性就越好。有人研究认为，几种常用的超临界流体的溶解能力在相同的压力条件下顺序是乙烷<二氧化碳<氧化亚氮<三氟甲烷，在相同条件下其分离能力是：＜二氧化碳＜氧化亚氮＜三氟甲烷≈乙烷。
对于SFC流动相的选择应综合考虑。除溶解性能外，还要与检测器相适应，CO2是最常用的流动相。其临界温度低、压力适中，容易操作，相对便宜，无毒无嗅，安全性好，且在190nm以上无紫外吸收。（二）改