超临界流体色谱法 (1)
色谱分离技术的原理与应用
色谱分离技术的原理与应用色谱分离技术是一种广泛应用于化学、生物、药学等领域的重要分析方法。
它通过将混合物中的化合物在固定相上的不同亲和力进行逐渐分离，以达到提取、检测和定量目的。
本文将主要介绍色谱分离技术的原理和常见应用。
一、色谱分离技术的原理色谱分离技术的原理基于样品中的化合物在固定相上的亲和力不同，通过固定相和流动相的相互作用力达到分离目的。
常见的色谱分离技术包括液相色谱、气相色谱和超临界流体色谱。
1. 液相色谱（Liquid Chromatography, LC）液相色谱是利用固定在填料上的液体或溶胶吸附或交换作用对溶液中的化合物进行分离的技术。
在液相色谱中，流动相为液体，样品通过固定相对化合物进行分离。
常用的固定相材料包括疏水性材料、离子交换树脂、正相材料等。
2. 气相色谱（Gas Chromatography, GC）气相色谱是利用固定在填料上的固体吸附剂或液体涂层对气相中的化合物进行分离的技术。
在气相色谱中，流动相为惰性气体，样品通过固定相对化合物进行分离。
常用的固定相材料包括硅胶、分子筛等。
3. 超临界流体色谱（Supercritical Fluid Chromatography, SFC）超临界流体色谱是利用介于气态和液态之间的超临界流体对样品中的化合物进行分离的技术。
超临界流体具有较高的溶解度、较低的粘度和较高的扩散系数，使其具有较好的分离能力和较快的分离速度。
二、色谱分离技术的应用色谱分离技术具有广泛的应用领域，包括药物分析、环境监测、食品安全、天然产物提取等。
1. 药物分析色谱分离技术被广泛应用于药物的分析和质量控制。
通过色谱分离技术，可以对药物中的各种成分进行分离、定量和纯化，以保证药物的质量和安全性。
2. 环境监测色谱分离技术在环境监测中起到了至关重要的作用。
它可以对环境中的有机物、重金属、农药等进行定性和定量分析，为环境保护和生态安全提供科学依据。
3. 食品安全色谱分离技术在食品安全领域的应用越来越重要。
仪器分析实验员必会的100个概念及问题!(含气相、液相、质谱等)
仪器分析实验员必会的100个概念及问题！（含气相、液相、质谱等）1 色谱分析法：色谱法是一种分别分析方法。
它利用样品中各组分与流淌相和固定相的作用力不同(吸附、安排、交换等性能上的差异)，先将它们分别，后按肯定挨次检测各组分及其含量的方法。
2 色谱法的分别原理：当混合物随流淌相流经色谱柱时，就会与柱中固定相发生作用(溶解、吸附等)，由于混合物中各组分物理化学性质和结构上的差异，与固定相发生作用的大小、强弱不同，在同一推动力作用下，各组分在固定相中的滞留时间不同，从而使混合物中各组分按肯定挨次从柱中流出。
这种利用各组分在两相中性能上的差异，使混合物中各组分分别的技术，称为色谱法。
3 流淌相：色谱分别过程中携带组分向前移动的物质。
4 固定相：色谱分别过程中不移动的具有吸附活性的固体或是涂渍在载体表面的液体。
5 色谱法的特点：(1)分别效率高，简单混合物，有机同系物、异构体。
(2)灵敏度高，可以检测出g.g-1(10-6)级甚至ng.g-1(10-9)级的物质量。
(3)分析速度快，一般在几分钟或几非常钟内可以完成一个试样的分析。
(4)应用范围广，气相色谱：沸点低于400℃的各种有机或无机试样的分析。
液相色谱：高沸点、热不稳定、生物试样的分别分析。
(5)高选择性:对性质极为相像的组分有很强的分别力量。
不足之处：被分别组分的定性较为困难。
6 色谱分析法的分类：按两相状态分类，按操作形式分类，按分别原理分类。
7 按两相状态分类：气相色谱(Gas Chromatography, GC)，液相色谱(Liquid Chromatography, LC)，超临界流体色谱 (Supercritical Fluid Chromatography, SFC)。
气相色谱：流淌相为气体(称为载气)。
常用的气相色谱流淌相有N2、H2、He等气体，按分别柱不同可分为：填充柱色谱和毛细管柱色谱;按固定相的不同又分为：气固色谱和气液色谱。
超临界流体色谱法的原理
超临界流体色谱法的原理
超临界流体色谱法（SFC）是一种高效分离技术，它将超临界流体作为载气相。
超临界流体是指在临界点以上，同时具有气态和液态特性的物质。
超临界流体具有高扩散系数、低黏度、可调节的溶解性和高气相密度等优点，因此能够提供高效的质谱离子化和分离结果，是一种高效分离分析技术。
SFC原理主要是利用超临界流体作为移动相，样品被分装入较短的管柱或固相萃取柱中，通过超临界流体的压缩和调节，将样品获得良好的溶解度，然后通过柱相互作用分离样品成分，实现不同化合物的分离。
在分离过程中，超临界流体的压力和温度控制很重要，它们影响着超临界流体的性质和分离效率。
此外，选择合适的柱、填料和移动相等因素也会影响分离效果。
总之，SFC利用超临界流体和柱相互作用的分离机理，实现了高效分离和分析，具有分离效率高、选择性好、操作简单等优点。
在生物、化学、环保等领域有广泛的应用。
第十七章 色谱分析法概论
在流动相和固定中具有不同的分配系数，分配系数的大小
反映了组分在固定相上的溶解-挥发 或 吸附-解吸的能力。
分配系数大的组分在固定相上溶解或吸附能
力强，因此在柱内的移动速度慢；分配系数小的
组分在固定相上溶解或吸附能力弱，因此在柱内 的移动速度快。
经过一定时间后，由于分配系数的差别，使
各组分在柱内形成差速移行，达到分离的目的。
空间总和）
当色谱柱载气流速为F0(ml／min)时，它与死时间的 关系为：
V0(M) = tM· 0 F
(VM 大，色谱峰展宽，柱效低)
4. 保留值：定性参数，是在色谱分离过程中，试样中各组分
在色谱柱内滞留行为的一个指标。 （它可用保留时间、保留体积和相对保留值等表示） （1）保留时间 tR （retention time）： 从进样到柱后出现待测组分浓度最大值时（色谱峰顶点） 所需要的时间，称为该组分的保留时间。如图中tR(1)、 tR(2) 所示，
把这些色 带称为 “ 色谱图 ” （chromatography）, 相
应的方法叫作“色谱法”
色谱法是一种分离技术：
其中的一相固定不动，称为固定相 另一相是携带试样混合物流过此固 定相的流体（气体或液体），称为 流动相
各组分被分离后，可进一步进行定性和定量
分析： 经典：分离过程和其含量测定过程是离线的，即 不能连续进行 现代：分离过程和其含量测定过程是在线的，即 能连续进行
p tR tM t 'R k q tM tM
任一组分的 k 值可由实验测得，即为调整保留时间 tR’与 不被固定相吸附或溶解的组分的保留时间tM 的比值。可将k 看
作色谱柱对组分保留能力的参数，k 值越大，保留时间越长。
仪器复习题答案）
仪器复习题答案）复习题答案1．分子光谱:由分子的吸收或发光所形成的光谱称为分子光谱（molecular spectrum），分子光谱是带状光谱。
2．分子荧光分析:某些物质被紫外光照射激发到单重激发态后，在回到基态的过程中发射出比原激发波长更长的荧光，通过测量荧光强度进行定量分析的方法。
3．气相干扰：是指干扰发生在气相过程中（如电离干扰、激发干扰）以气相化学反应引起的干扰。
4．标记PCR(LP-PCR)：利用同位素、荧光素等对ＰＣＲ引物进行标记，用以直观地检测目的基因。
5．毛细管电泳:是指离子或带电粒子以毛细管为分离室,以高压直流电场为驱动力,依据样品中各组分之间淌度和分配行为上的差异而实现分离的液相分离分析技术。
6．红外吸收光谱：又称为分子振动—转动光谱。
当样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收了某些频率的辐射，并由其振动或转动运动引起偶极矩的净变化，产生分子振动和转动能级从基态到激发态的跃迁，使相应于这些吸收区域的透射光强度减弱。
7．Fermi共振：当一振动的倍频与另一振动的基频接近时，由于发生相互作用而产生很强的吸收峰或发生裂分。
8．荧光发射：电子由第一激发单重态的最低振动能级→基态（多为S1→S0跃迁），发射波长为‘2的荧光；10-7～10 -9 s 。
9．原子光谱:原子的电子运动状态发生变化时发射或吸收的有特定频率的电磁频谱.原子光谱是一些线状光谱,发射谱是一些明亮的细线,吸收谱是一些暗线.10．分子吸收光谱:分子对辐射选择性吸收使基态分子跃迁至更高能级的激发态而发出的特征光谱为分子吸收光谱.11．内转化：处于相同的重态的两个离子间的非辐射跃迁.12．宽带吸收：是用紫外可见分光光度法测量溶液中分子或离子的吸收，吸收宽带宽从几纳米到几十纳米，是用的是连续光源，这种测量方法叫13．塔板理论：在每一块踏板上，被分离柱分在气液两相间瞬时达到一次分配平衡，然后随载气从一块踏板以脉动式迁移，经过多次分配平衡后，分配系数小的组分先离开精馏塔，分配系数大的后离开，从而使分配系数不同的组分分离。
四大名谱(光谱、质谱、色谱、波谱)
I大名谱（光谱、质谱、色谱、波谱）在检测领域，有四大名谱，分别为色谱、光谱、质谱、波谱，四大名谱都有各自的优缺点，为了能够最大限度的发挥每种分析仪器的最大优势，可将两种或三种仪器进行联用来分析样品，联用技术能够克服仪器单独使用时的缺陷。
是未来分析仪器发展的趋势所在。
四大名谱简介：质谱：分析分子或原子的质量，可以推测物质的组成，一般用于定性分析较多，也可定量。
色谱：是一种分离、定性分析与定量分析的手段，可分辨样品中的不同物质。
光谱：定性分析，确定样品中主要基团，确定物质类别。
从红外到X射线，都是光谱，其应用范围差别很大，是对分子或原子的光谱性质进行分析解析的。
波谱：通常指四大波谱，核磁共振（NMR），物质粒子的质量谱-质谱（MS）,振动光谱-红外/拉曼（IR/Raman）,电子跃迁-紫外⑴丫）。
1、质谱分析法> 质谱分析法是将不同质量的离子按质荷比（m/z）的大小顺序收集和记录下来，得到质谱图，用质谱图进行定性、定量分析及结构分析的方法。
> 质谱分析法是物理分析法，早期主要用于相对原子质量的测定和某些复杂化合物的鉴定和结构分析。
> 随着GC和HPLC等仪器和质谱仪联机成功以及计算机的飞速发展，使得质谱法成为分析、鉴定复杂混合物的最有效工具。
recorderJ质谱仪种类非常多，工作原理和应用范围也有很大的不同。
从应用角度，质谱仪可以分为下面几类：有机质谱仪：由于应用特点不同又分为：①气象色谱-质谱联用仪（GC-MS）在这类仪器中，由于质谱仪工作原理不同，又有气相色谱-四极质谱仪，气相色谱-飞行时间质谱仪，气相色谱-离子阱质谱仪等。
②液相色谱-质谱联用仪（LC-MS）同样，有液相色谱-四极质谱仪，液相色谱-离子阱质谱仪，液相色谱-飞行时间质谱仪，以及各种各样的液相色谱-质谱-质谱联用仪。
③其它有机质谱仪，主要有：基质辅助激光解吸飞行时间质谱仪（MALDI-TOFMS）,傅里叶变换质谱仪（FT-MS）。
超临界流体色谱法
二、超临界流体色谱仪的结构与流程
instrument structure and the general process of SFC
1.结构流程
2.主要部件
（1）SFC的高压泵 SFC的高压泵
无脉冲的注射泵；通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 SFC的色谱柱和固定相
（二）改性剂。 改性剂。 在SFC中，弱极性或非极性超临界流体流动相如CO2，对于一些极性化 合物的溶解能力较差。为了加强其对极性溶质的溶解和洗脱能力，常常向其 中加入一定比例的极性溶剂称为改性剂，加入的量一般为1%-5%，以甲醇 最常用，其次是其他脂肪醇，表中列出了部分适于二氧化碳的改性剂及应用 特性。 表 常用CO2改性剂 CO2改性剂 甲醇 检测方法 UVD MS FIDC（用量应少 于1%） 脂肪醇 四氢呋喃 2- 基乙醇 UV MS UV MS UV CO2改性剂 脂肪 二甲基亚砜 乙 二氧甲烷 甲醇 二氧化碳 水 检测方法 UV UV UV MS UV MS UV MS FID UV MS FID UV MS FID
可以采用液相色谱柱和交联毛细管柱； 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3-10m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。
超临界流体
1 超临界流体华东理工大学化学系 胡 英1.1 引 言气体和液体统称为流体，它们之间并无严格分界，一些约定俗成的术语，可参阅图1-1。
通常将低于临界温度T c 的分别称为蒸气和液体，前者可通过压缩变为液体。
当温度高于T c ，则将压力比临界压力p c 低的称为气体，它不能仅通过增压变为液体。
对于温度高于T c 、压力大于p c 的那部分，难以区分为气体或液体，只能称为流体；其中接近临界点c 的称为超临界流体(supercritical fluid, SCF)；也可以将所有T >T c 、p >p c 的都称为超临界流体。
第一次报道SCF 有特殊性质是在1879年，Hanny J B 和Hogarth J 发现SCF 乙醇有溶解固体无机盐类的能力，当T >T c (516.3 K)时，增压能使氯化钴、碘化钾、溴化钾等溶解，减压后又能像雪花一样析出。
那时，虽然安德鲁斯(1869)已进行了CO 2液化和临界点的研究，但由于临界现象并未被完全理解和接受，这一重要发现还在学术界引起很大争议，例如Ramsay W 认为，它只是普通的固体在热的液体中溶解而已。
此后，由于Villard P(1896)，G E chner uB &&(1906)和Prins A(1915)等的工作，特别是发现萘能够在SCF CO 2和SCF 乙烷中溶解，SCF 的特性逐渐得到公认。
1940年代后期开始，Delf 大学的Scheffer F EC 和他的同事们对萘在SCF 中溶解的相行为进行了系统的测定。
从那时起，这方面的学术研究一直非常活跃，大量的二元、三元高压相图和溶解度数据出现在文献上，SCF 的传递性质也有相当数量的报道。
在工业应用方面，虽然常常提到1930年代的丙烷脱沥青，和1970年代的丁烷或戊烷脱沥青，后者称为ROSE 过程(residuum oil图1-1 超临界流体(SCF)1-2 1 超临界流体supercritical extraction)，以及1950年代的SOLEXOL 过程，它利用丙烷进行食物油精制和鱼油中提取Vit A 。
液相色谱法术语-最新国标
液相色谱法术语1 范围本文件界定了液相色谱法术语及有关符号。
本文件适用于涉及液相色谱法术语的各级标准、技术文件、书刊的编写。
本文件不适用于电泳及其有关的术语。
2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 4946 气相色谱法术语JJG 705 液相色谱仪3 一般术语 general terms3.1液相色谱法（LC） liquid chromatography用液体作为流动相的色谱法。
注：中文术语后圆括号内的英文大写正楷字母表示该术语的英文縮写词，下同。
3.2液-液色谱法（LLC） liquid-liquid chromatography将固定液涂渍在载体上作为固定相的液相色谱法。
3.3液-固色谱法（LSC） liquid-solid chromatography用固体（一般指吸附剂）作为固定相的液相色谱法。
3.4正相液相色谱法 normal phase liquid chromatography固定相的极性较流动相的极性强的液相色谱法。
3.5反相液相色谱法（RPLC） reversed phase liquid chromatography固定相的极性较流动相的极性弱的液相色谱法。
3.6柱液相色谱法 liquid column chromatography在柱管内进行组分分离的液相色谱法。
注：本文件中柱色谱法仅含柱液相色渚法，其他相同。
3.6.1高效液相色谱法（HPLC） high performance liquid chromatography具有高分离效能的柱液相色谱法。
3.6.1.1超高效液相色谱法（UHPLC） ultrahigh performance liquid chromatography与传统高效液相色谱法（HPLC）相比，在更高操作压力下进行分离分析、具有更高分离效能的液相色谱法。
GC、HPLC、MS检测方法知识汇总
GC、HPLC、MS检测方法知识汇总1 色谱分析法：色谱法是一种分离分析方法。
它利用样品中各组分与流动相和固定相的作用力不同(吸附、分配、交换等性能上的差异)，先将它们分离，后按一定顺序检测各组分及其含量的方法。
2 色谱法的分离原理：当混合物随流动相流经色谱柱时，就会与柱中固定相发生作用(溶解、吸附等)，由于混合物中各组分物理化学性质和结构上的差异，与固定相发生作用的大小、强弱不同，在同一推动力作用下，各组分在固定相中的滞留时间不同，从而使混合物中各组分按一定顺序从柱中流出。
这种利用各组分在两相中性能上的差异，使混合物中各组分分离的技术，称为色谱法。
3 流动相——色谱分离过程中携带组分向前移动的物质。
4 固定相——色谱分离过程中不移动的具有吸附活性的固体或是涂渍在载体表面的液体。
5 色谱法的特点：(1)分离效率高，复杂混合物，有机同系物、异构体。
(2)灵敏度高，可以检测出μg.g-1(10-6)级甚至ng.g-1(10-9)级的物质量。
(3)分析速度快，一般在几分钟或几十分钟内可以完成一个试样的分析。
(4)应用范围广，气相色谱：沸点低于400℃的各种有机或无机试样的分析。
液相色谱：高沸点、热不稳定、生物试样的分离分析。
(5)高选择性:对性质极为相似的组分有很强的分离能力.。
不足之处：被分离组分的定性较为困难。
6 色谱分析法的分类：按两相状态分类，按操作形式分类，按分离原理分类。
7 按两相状态分类：气相色谱(Gas Chromatography, GC)，液相色谱(Liquid Chromatography, LC)，超临界流体色谱(Supercritical Fluid Chromatography, SFC)。
气相色谱：流动相为气体(称为载气)。
常用的气相色谱流动相有N2、H2、He等气体，按分离柱不同可分为：填充柱色谱和毛细管柱色谱;按固定相的不同又分为：气固色谱和气液色谱。
液相色谱：流动相为液体(也称为淋洗液)。
超临界流体色谱
主要内容
超临界流体色谱概述 流动相 固定相 检测器及联用技术 应用 展望
概述
超临界流体（supercritical liquid） ——高于临界压力与临界温度时物质的一种状态
常用的超临界流体
CO2、H2O、NH3、N2O、丁烷等
超临界流体的性质
性质介于气体和液体之间
名称 常压气体（15~60℃） 超临界流体（Tc, Pc） 超临界流体（Tc,4Pc） 液体（有机溶剂、水， 15~60℃） 密度（ 密度（g/mL） ） (0.6~2)×10-3 0.2~0.5 0.4~0.9 0.6~1.6 粘度系数 （gcm-1s-1） (1~3)×10-4 (1~3)×10-4 (3~9)×10-4 (0.2~3)×10-2 扩散系数 （cm2s-1） 0.1~0.4 0.7×10-3 0.2×10-3 (0.2~2)×10-2
在测量红外光谱前消除流动相的干扰 直接测量流动相存在下的投射光谱
SFC-NMR
采用CO2 为流动相，无质子，大大方便了溶质NMR 的测定
SFC的应用
食品和天然产物 药物分析 手性分离 其它应用
食品和天然产物
测定牛奶中乳清素
在CO2流动相中添加20%的甲醇及0.25%三氟乙酸 作改性剂，于填充柱上分离，检测波长为280nm。 在测定范围内，对照品浓度与峰面积呈良好的线性 关系（r=0.9991）。分析过程迅速，3min即可完成 ，且样品前处理简单
作用机理
使一些物质溶解度增大，改变了分离选择性
SFC的固定相
固定相的要求：
抗溶剂冲刷、化学稳定性好、热稳定性好等
常用的固定相
填充柱 小颗粒键合硅胶或硅胶填料 毛细管柱 键合到毛细管壁上的高聚物
SFC制备色谱分离工艺
2007年第26卷第10期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·1479·化工进展茄尼醇的SFC制备色谱分离工艺耿中峰，吕惠生，张敏华（天津大学石油化工技术开发中心绿色合成与转化教育部重点实验室，天津 300072）摘要：采用ZORBAX SB-C18（250 mm×9.4 mm I.D.，5 μm）色谱柱为固定相，SC-CO2/甲醇为流动相，考察了超临界流体色谱分离提纯烟草萃取物中茄尼醇的工艺条件、流动相流速和改性剂含量对分离度的影响，以及温度和压力对茄尼醇容量因子、茄尼醇与相邻色谱峰组分分离度和选择性因子的影响。
通过采用选定SFC分离工艺条件，茄尼醇产品纯度达到94.9%。
关键词：超临界流体色谱；茄尼醇；甲醇；分离工艺中图分类号：TQ 464.2 文献标识码：A 文章编号：1000–6613（2007）10–1479–05Separation of solanesol by preparative-scale supercritical fluidchromatographyGENG Zhongfeng，LÜ Huisheng，ZHANG Minhua（Petrochemical Technology Development Center，Key Laboratory of Green Synthesis and Conversion，Ministry ofEducation，Tianjin University，Tianjin 300072，China）Abstract：Preparative-scale supercritical fluid chromatography was used to isolate solanesol from supercritical fluid extract. The chromatography conditions were as follows：ZORBAX SB-C18（250 mm×9.4 mm I.D.，5 μm）column was used as the steady phase; SC-CO2 with methanol as co-solvent was used as the mobile phase. The percent of modifier，temperature and pressure were investigated to get good resolution. In this paper，capacity factor and selectivity factor were also investigated. By chromatography separation，the concentration of solanesol reached 94.9%.Key words：supercritical fluid chromatography；solanesol；methanol；Prepare-scale茄尼醇具有抗菌、消炎、止血等药理作用，可作为某些抗过敏药、抗溃疡药、降血脂药和抗癌药物的合成原料[1]，也是合成维生素K2和辅酶Q10的重要原料。
超临界流体色谱法简介
（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。
超临界流体色谱法被广泛应用于天然物、 药物、表面活性剂、高聚物、多聚物、 农药、炸药和火箭推进剂等物质的分离 和分析。
四.超临界流体色谱的应用
application of SFC
1.聚苯醚低聚物的分析
色谱柱：10m× 63μm i.d. 毛细管柱，
固定相：键合二甲基聚硅氧烷； 流动相：CO2 ；柱温：120 C；
(3)HPLC 与SFC 范氏曲线 比较
（4）应用范围的比较
（ 图20-s7描绘了SFC与其他色谱 方法测定相对分子质量范围的比较。由 图20-s7看出SFC比起GC法测定相对分 子质量的范围要大出好几个数量级，基 本与LC法相当。当然，尺寸排阻色谱 法（SEC）所测分子质量范围是所有色 谱法中最大的。
色谱分析法第十章 超临界流体色谱法
级），柱过程阻力小，可采用细长色谱柱以增加柱效。ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
③超临界流体的扩散系数在气体和液体之间，具有较快的传质速
2
度，使分析速度加快（低于GC），峰形变窄，增加检测灵敏度。 ④通过变更流动相压力等参数可改变超临界流体的密度，即可改变 它的溶解能力、粘度和扩散系数，因此可以程度不同地改善色谱分 离效能。在SFC系统中，设定变更流动相压力程序是SFC分离分析工 作特点之一。 ⑤可作流动相的超临界流体的物质较多，易得，便宜，优于HPLC流 动相的选择。 ⑥SFC系统中既可使用GC的检测器也可以使用HPLC的检测器。 10.1.3超临界流体色谱法的发展 10.1.4SFC系统流程图 SFC系统流程图见图10.1，流动相有两种情况输送：（1）常压
聚乙二醇齐聚物等，由于SFC的流动相能较好地溶解它们，因此可
以用SFC进行分析。实例如图10.23。
24
图10.23 CSFC 分析Triton-100
图10.24 CSFC对农药的分离
25
10.7.4甾族化合物
甾族化合物是一类含有羟基的极性异构体混合物，性质很相 近，极难分离，利用CSFC，采用选择性强的固定液可直接进行分
选用CO2比用NH3好，但常采用的是CO2和正戊烷作流动相，操作起
来更加方便。表10.1列出了一些化合物的临界物理性质。
4
10.2.2固定相 10.2.3柱压力
图10.2 恒温改变柱压力时正构烷烃的分离
5
图10.3 SFC法程序升压分离聚苯乙烯（M=2 100）
图10.4 裂解石脑油族分离SFC图
时为气体的流动相，可将高压气瓶中流动相减压至所需压力或用泵
增加压力输送到色谱柱；（2）在室温常压下时为液体的流动相， 采用无脉动注射泵来输送。
超临界流体和超临界流体色谱
SFC可调参数
固定相 流动相以及组成 夹带剂Co-solvents 添加剂Additives 温度Temperature 压力Pressure
SFC适用范围
SFC适用范围很广 理论上，能够用HPLC分离和测定的化合物， 都可以用SFC来分离和测定 某些用HPLC不能分离的物质，用SFC也能得 到较好的分离效果。
SFC极性夹带剂（co-solvent）
甲醇methanol 使用最多。这是由于甲醇与CO2形成的二元混合物的临 界温度和临界压力不太高，并且甲醇的极性在低碳醇中 比较大 异丙醇 (much stronger than methanol) 乙腈Acetonitrile 四氢呋喃THF 正己烷Hexane, 二氧乙烷dioxane 根据被分析物的溶剂情况选择 参考混合物临界曲线，保证在单相区以内
0.9
Sulpiride 2mg/ml
4.99
0.8
5.75
O H2N
O S
O NH O N
0.7
0.6
Response
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
54.86 0 1 2 3 4 5
53.94 8 9 10 11 12
6 7 Retention T ime (min)
10u, 250x.46mm, Chiralpak AD, 200bar, 40C, 10uL injection, 235nm, 5ml/min, 17%MeOH + 0.2%IPNH
20.93
8.82
OH HO
10.26
3.0
2.5
仪器分析名词解释及简答题
仪器分析名词解释及简答题名词解释与简答题名词解释1.保留值：表示试样中各组分在色谱柱中的滞留时间的数值。
通常用时间或用将各组分带出色谱柱所需载气的体积来表示。
2.死时间：指不被固定相吸附或溶解的气体（如空气、甲烷）从进样开始到柱后出现浓度最大值时所需的时间。
3.保留时间：指被测组分从进样开始到柱后出现浓度最大值时所需的时间。
4.相对保留值：指某组分2的调整保留值与另一组分1的调整保留值之比。
5.半峰宽度：峰高为一半处的宽度。
6.峰底宽度：指自色谱峰两侧的转折点所作切线在基线上的截距。
7.固定液：8.分配系数：在一定温度下组分在两相之间分配达到平衡时的浓度比。
9.分配比：又称容量因子或容量比，是指在一定温度、压力下，在两相间达到平衡时，组分在两相中的质量比。
10.相比:VM与V的比值。
11.分离度：相邻两组分色谱峰保留值之差与两个组分色谱峰峰底宽度总和之半的比值。
12.梯度洗提：就是流动相中含有多种（或更多）不同极性的溶剂，在分离过程中按一定的程序连续改变流动相中溶剂的配比和极性，通过流动相中极性的变化来改变被分离组分的容量因子和选择性因子，以提高分离效果。
梯度洗提可以在常压下预先按一定的程序将溶剂混合后再用泵输入色谱柱，这种方式叫做低压梯度，又叫外梯度，也可以将溶剂用高压泵增压以后输入色谱系统的梯度混合室，加以混合后送入色谱柱，即所谓高压梯度或称内梯度。
13.化学键合固定相：将各种不同有机基团通过化学反应共价键合到硅胶（担体）表面的游离羟基上，代替机械涂渍的液体固定相，从而产生了化学键合固定相。
14.正相液相色谱法：流动相的极性小于固定相的极性。
15.反相液相色谱法：流动相的极性大于固定相的极性。
16.半波电位：扩散电流为极限扩散电流一半时的电位。
17.支持电解质（消除迁移电位）：如果在电解池中加入大量电解质，它们在溶液中解离为阳离子和阴离子，负极对所有阳离子都有静电吸引力，因此作用于被分析离子的静电吸引力就大大的减弱了，以致由静电力引起的迁移电流趋近于零，从而达到消除迁移电流的目的。
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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1030mm；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
（3）流动相
SFC的流动相：超临界流体；CO2、N2O、NH3
CO2应用最广泛；无色、无味、无毒、易得、对各类有机 物溶解性好，在紫外光区无吸收；缺点：极性太弱；加少量甲 醇等改性；
（4）检测器
可采用液相色谱检测器，也可采用气相色谱的FID检测器
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 当考虑溶质分压时，也可利用SFC的两重性，即被测物 质在超临界流体中的溶解性非常接近其挥发性，而发生温 度却较低，因此，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。
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；
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。
2.主要部件
（1）SFC的高压泵
无脉冲的注射泵；通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；
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。
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SGC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。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
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，密度增加提高溶剂效率， 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。