20-5超临界流体色谱法简介 超临界流体色谱法∫ Supercritical Fluid Chromatography,SFC)是以超临界流体作为 流动相的一种色谱方法。所谓超临界流体 是指既不是气体也不是液体的一些物质,它 们的物理性质介于气体和液体之间。超临界 流体色谱技术是20世纪80年代发起来的 种崭新的色谱技术。由于它具有气相和液相 所没有的优点,并能分离和分析气相和液相 色谱不能解决的一些对系,应用广泛,发畏 十分迅速。,据 Chester估计,至今约有全部分 离的25%涉及难以对付的物质,通过超临界 流体色谱能取得较为满意的结果
20-5 超临界流体色谱法简介 超临界流体色谱法(Supercritical Fluid Chromatography ,SFC)是以超临界流体作为 流动相的一种色谱方法。所谓超临界流体, 是指既不是气体也不是液体的一些物质,它 们的物理性质介于气体和液体之间。超临界 流体色谱技术是2O世纪80年代发展起来的一 种崭新的色谱技术。由于它具有气相和液相 所没有的优点,并能分离和分析气相和液相 色谱不能解决的一些对象,应用广泛,发展 十分迅速。据Chester估计,至今约有全部分 离的25%涉及难以对付的物质,通过超临界 流体色谱能取得较为满意的结果
1.超临界流体的特性 1)物质的临界点 我们知道,某些纯物质具有三相点和临界点。 纯物质的相图见图20-s1由三相图看出:物质在三相 点下,气、液、固三态处于平衡状态。而在物质的 超临界温度下,其气相和液相具有相同的密度。 处于临界温度以上,则不管施加多大压力,气体也 不会液化。在临界温度和临界压力以上,物质是以 超临界流体状态存在。即在超临界状态下,随温度 压力的升降,流体的密度会变化。此时的物质既不 是气体也不是液体,却始终保持为流体。临界温度 通常高于物质的沸点和三相点
1.超临界流体的特性 (1) 物质的临界点 我们知道,某些纯物质具有三相点和临界点。 纯物质的相图见图20-s1由三相图看出:物质在三相 点下,气、液、固三态处于平衡状态。而在物质的 超临界温度下,其气相和液相具有相同的密度。当 处于临界温度以上,则不管施加多大压力,气体也 不会液化。在临界温度和临界压力以上,物质是以 超临界流体状态存在。即在超临界状态下,随温度、 压力的升降,流体的密度会变化。此时的物质既不 是气体也不是液体,却始终保持为流体。临界温度 通常高于物质的沸点和三相点
(2)超临界流体的特性 超临界流体具有对于分离极其有利的物理性质 它们的这些性质恰好介于气体和液体之间。超临界流 体的扩散系数和粘度接近于气相色谱,因此溶质的传 质阻力小,可以获得快速高效分离。另一方面,其密 度与液相色谱类似,这样就便于在较低温度下分离和 分析热不稳定性、相对分子质量大的物质。另外,超 临界流体的物理性质和化学性质,如扩散、粘度和溶 剂力等,都是密度的函数。因此,只要改变流体的密 度,就可以改变流体的性质,从类似气体到类似液体 无需通过气液平衡曲线。超临界流体色谱中的 密度相当于气相色谱中程序升温度和液相色谱中的梯 度淋洗。 通常作为超临界流体色谱流动相的一些物质,其 物理性质列在表20-1中
(2)超临界流体的特性 超临界流体具有对于分离极其有利的物理性质。 它们的这些性质恰好介于气体和液体之间。超临界流 体的扩散系数和粘度接近于气相色谱,因此溶质的传 质阻力小,可以获得快速高效分离。另一方面,其密 度与液相色谱类似,这样就便于在较低温度下分离和 分析热不稳定性、相对分子质量大的物质。另外,超 临界流体的物理性质和化学性质,如扩散、粘度和溶 剂力等,都是密度的函数。因此,只要改变流体的密 度,就可以改变流体的性质,从类似气体到类似液体, 无需通过气液平衡曲线。超临界流体色谱中的程序升 密度相当于气相色谱中程序升温度和液相色谱中的梯 度淋洗。 通常作为超临界流体色谱流动相的一些物质,其 物理性质列在表20-1中
2.超临界流体色谱仪 1985年出现第一台商品型的超临界流体色谱 仪。图20-s6表示了超临界流体色谱仪的一般流程 图中很多部分类似于高效液相色谱仪,但有两 点重要差别: (1)具有一根恒温的色谱柱。这点类似气相色 谱中的色谱柱,目的是为了提供对流动相的精确 温度控制 (2)带有一个限流器(或称反压装置)。目的 用以对柱维持一个合适的压力,并且通过它使流 体转换为气体后,进入检测器进行测量。实际上 可把限流器看作柱末端延伸部分
2.超临界流体色谱仪 1985年出现第一台商品型的超临界流体色谱 仪。图20-s6表示了超临界流体色谱仪的一般流程。 图中很多部分类似于高效液相色谱仪,但有两 点重要差别: (l)具有一根恒温的色谱柱。这点类似气相色 谱中的色谱柱,目的是为了提供对流动相的精确 温度控制。 (2)带有一个限流器(或称反压装置)。目的 用以对柱维持一个合适的压力,并且通过它使流 体转换为气体后,进入检测器进行测量。实际上, 可把限流器看作柱末端延伸部分
3.压力效应 在SCF中,压力的变化对容量因子k产生显著影响, 由于以超流体作为流动相,它的密度随压力增加而增 加,而密度的增加引起流动相溶剂效率的提高,同时 可缩短淋洗时间。例如,采用CO2流体作流动相,当 压力由70×10Pa增加到9.0×10Pa时,对于十六碳 烷烃的淋洗时间可由25mi缩短到5min。在SFC中,通 过程序升压实现了流体的程序升密,达到改善分离的 目的
3.压力效应 在SCF中,压力的变化对容量因子k产生显著影响, 由于以超流体作为流动相,它的密度随压力增加而增 加,而密度的增加引起流动相溶剂效率的提高,同时 可缩短淋 洗时间。例如,采用CO2流体作流动相,当 压力由7.O×106Pa增加到9.0×106Pa时,对于十六碳 烷烃的淋洗时间可由25min缩短到5min。在SFC中,通 过程序升压实现了流体的程序升密,达到改善分离的 目的
4固定相和流动相 用于SFC中的色谱柱可以是填充柱也可以是毛 细管柱,目前,毛细管超临界流体色谱(CSFC) 由于具有特别高的分离效率,倍受人们的青睐。 在SFC中,最广泛使用的流动相要算是CO2流 体,它无色、无味、无毒、易获取并且价廉,对 各类有机分子都是一种极好的溶剂。它在紫外区 是透明的;临界温度31℃,临界压力729×10Pa; 在色谱分离中,CO2流体允许对温度、压力有宽的 选择范围。有时可在流体中引入1%~10%甲醇, 以改进分离的选择因子α值。除CO2流体外,可作 流动相的还有乙烷、戊烷、氨、氧化亚氮、二氯 二氟甲烷、二乙基醚和四氢呋喃等
4.固定相和流动相 用于SFC中的色谱柱可以是填充柱也可以是毛 细管柱,目前,毛细管超临界流体色谱(CSFC) 由于具有特别高的分离效率,倍受人们的青睐。 在SFC中,最广泛使用的流动相要算是CO2流 体,它无色、无味、无毒、易获取并且价廉,对 各类有机分子都是一种极好的溶剂。它在紫外区 是透明的;临界温度31℃,临界压力7.29×106Pa; 在色谱分离中,CO2流体允许对温度、压力有宽的 选择范围。有时可在流体中引入1%~10%甲醇, 以改进分离的选择因子α值。除CO2流体外,可作 流动相的还有乙烷、戊烷、氨、氧化亚氮、二氯 二氟甲烷、二乙基醚和四氢呋喃等