第14节 超临界流体色谱
超临界流体色谱法
高效液相色谱法的特点
柱效:是指色谱柱保留某一化合物而不使其扩散 的能力。
柱效能:是一支色谱柱得到窄谱带和改善分离的 相对能力。 色谱柱的有效塔板数越大或有效的塔板高度越低， 色谱柱的柱效越好，类似于每个塔板的分离效率相 同，有效塔板数越多，最终得到的物质越纯。
高效液相色谱法的特点
超临界流体色谱法的分类 根据所用的色谱柱分类 ① 填充柱超临界流体色谱（填充柱） ② 毛细管超临界流体色谱（毛细管柱） 根据色谱过程的用途分类 ① 分析型SFC：主要用于常规的分析 ② 制备型SFC：常用超临界二氧化碳作为流动相。
超临界流体色谱法的工作原理
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。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。 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。
超临界流体色谱法的应用
从色谱图中可以看出EPA与SFC有较好的分离效果
超临界流体色谱法的应用 化妆品中维生素D2和维生素D3的SFC分析 分离模式：填充柱SFC 柱系统：ACQUITY UPC2 2-EP（2.1×100 mm，1.7 μm） 分析条件：A.二氧化碳，B.异丙醇 洗脱梯度：0 min，1% B，0.5 min，1% B，4 min，5% B 备压：2000 psi 柱温：50 ℃ 检测器：紫外，263 nm 说明：维生素D2和维生素D3由于结构上极为相似，因此是HPLC 分离的难点，目前主要采用正相HPLC分析方法进行分析。采用 SFC的检测方法能获得比正相HPLC方法一致或更高的分离度， 而且分析时间仅为3.9 min左右，效率很高。
超临界色谱
样品前处理
水分和盐等物质对提取率有明显影响，建议
应该对样品进行必要的均质化过程 (homogenization)和适当的干燥处理，干燥剂 通常有硅藻土
(HMX)、干冰、无水硫酸钠、无水硫酸镁、
无水硫酸铜等。
pH值 水分含量
改变pH值会影响对农药的提取
样品中水分含量对农药提取有明显影响
(4)被溶解的物质迁移到固体外部表面；(5)被溶解物
通过外部界面并有可能发生相变；(6)被溶解物进入
超临界流体主相并随流体一起离开固体物料主
体而被萃取出。
超临界CO2特点
(1)提取温度低，能最大限度地避免对有效成分的破 坏； (2)对难挥发性物质溶解度大，传质速率高，萃取速 度快； (3)可通过改变操作温度和压力来调节可选择性； (4)流程简单，操作方便； (5)C02惰性无毒，产品中无溶剂残留，对人和环境 无
SCF的应用研究Biblioteka 德国建立从咖啡豆中提取咖啡因的工厂.
法国和英国也相继建立起超临界流体二氧化
碳萃取啤酒花工厂。 美国采用超临界二氧化碳萃取法(SCFE)提取 豆油获得成功．产品质量大幅度提高，井解 决了污染问题
SCF的应用研究
咖啡中含有的咖啡因对人体有害。西德
Max—Plank煤炭研究所的 Zesst博士开发了 用该技术从咖啡豆提取咖啡因的专利技术 美国ADL公司用此技术开发出提取酒精的方 法．还开发了从油腻的快餐食品中除去过多 的油脂．而不失其原有色香味及保有其外观 和内部组织结构的专利技术。
如 水的临界点为374℃和220个大气压；CO2的临界点为31℃ 和73个大气压；甲醇的临界点239℃和79个大气压
。
二氧化碳的相图
超临界流体色谱
紫外和荧光检测器
其它检测器
联用技术
SFC-MS
类似于GC-MS 电离方式主要有ESI、CI、APCI等
SFC-FTIR
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 采用CO2 为流动相，无质子，大大方便了溶质NMR 的测定
SFC-NMR
SFC的应用原理
王学军等，银杏叶提取物中槲皮素和芦丁的超临界流体色谱法测定，中国医药工业杂志，2005，36(7)，415
药物分析
Later等用SFC分析激素、抗菌素和依赖性药物 时，只用CO2作流动相就将结构相近的物质分 开，并用于尿中咖啡因和激素的测定
抗菌素时不需衍生化，直接进样分析
在分析一个含多个极性基团，分子量达440的
CO2、NH3、SO2、N2O、n-C4H10及氯氟烃类
SFC的流动相
ห้องสมุดไป่ตู้
极性改性剂
超临界CO2仅适于非极性化合物的分离，为增加其 选择性，往往需要在其中加入少量的极性改性剂， 如甲醇、异丙醇等。 使一些物质溶解度增大，改变了分离选择性
作用机理
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 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
郭亚东等，超临界流体色谱测定牛奶中乳清酸的含量，食品科学，2004，3，145
食品和天然产物
同时测定银杏叶提取物中两种黄酮类化合物槲 皮素和芦丁的含量
C18柱，以超临界CO2-0.05%三氟乙酸的乙醇溶液 (10:1)为流动相，采用可见波长紫外检测器，得到 槲皮素和芦丁的线性范围分别为0.03-0.3mg/mL和 20-50μg/mL
14.2 超临界流体色谱法
（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。 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。 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， 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， 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 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。 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、 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， 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， 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。 体到类似液体 ， 无需通过气液平衡曲线 。 超临界流 程序升密度相当于气相色谱中程序升温 体色谱中的程序升密度 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。 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， 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 20其物理性质列在表20-1中
接电泳法
1.Berger p7500超临界流体色谱仪 p7500超临界流体色谱仪
2.流程图 流程图
3．压力效应
在SCF中，压力的变化对容量因子k产生显 SCF中 压力的变化对容量因子k 著影响，由于以超流体作为流动相， 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， 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， 洗时间。例如， 溶剂效率的提高，同时可缩短淋 洗时间。例如， 采用CO 流体作流动相，当压力由7.O× 采用CO2流体作流动相，当压力由7.O×106Pa 增加到9 Pa时 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 缩短到5min。 SFC中 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， 程序升压实现了流体的程序升密，达到改善分 离的目的。 离的目的。
《超临界流体色谱法》ppt课件
❖ 在实践操作中，往往会因压力变化而产生较大的柱压降，使 柱入、出口处的保管时间有很大差别，所以普通采用高于超 临界压力20%左右的压力以减小影响。在填料的选择上也要 留意与所分析的样品相顺应，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。假设运用“封端〞填料那 么会得到改善。
❖ 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。
❖ 色谱柱
❖ ①填充柱
❖ 填充柱与HPLC柱类似，基于分配平衡实现分别，柱长可达 25cm，分别柱内径0.5-4.6mm。运用粒径为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别效果更好。SFC在手性化 合物的分别上效果优于HPLC。
❖ 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色谱柱必需借助柱箱以实现准确的温度控制， 范围可以从室温至450°C，同时配低温控制系统， 可在-50℃以下任务。
超临界流体与色谱法
粘度 （g/cm.s）
10-4 10-4-10-3 10-2
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 同而被分离；
27MPa；2.5hr完 全分离。
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。
CO2流动相，当压力改变: 7.0→9.0×106 Pa，则: C16H34的保留时间 25min → 5min。
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。
（二）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
超临界流体色谱法原理
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。
现代分离技术-超临界流体、色谱
带阴离子基团的， 如DEAE—（二 乙基胺乙基）和 QAE—（四级胺 乙基）等为阴离 子交换剂。
是指用交联剂使2个或者 更多的分子分别偶联从而
使这些分子结合在一起
离子交换层析只适用于能在水中解离的化合物，包括有机物和无机物。
4.3分配层析 （ distributi on chromatogra phy）
01
分配层析：是指在一个有两相存 在的系统中，利用不同物质的分 配系数不同而使其分离的方法。
02
在层析分离过程中，这两种互不 混溶的溶剂之一为流动相；
03
另一种是吸收在载体中的溶剂， 这种溶剂是键合在载体中，再层 析过程不流动，为固定相。
添加标题
与固定相相互作用力越弱的 组份，随流动相移动时受到 的阻滞作用小，向前移动的 速度快。
反之，与固定相相互作用越 强的组份，向前移动速度越 慢。
分布收集流出液，可得到样 品中所含的各单一组份，从 而达到将各组份分离的目的。
4.1.3原理、构成层析法的条件
色层法应具备的因素或条件是：
1. 具有两相 2. 混合物中各组分的物理化学性质有差
异 3. 多次冲洗或展开
4.1.4分类 按两相所处状态分类
二．按固定相的使用形式（即实验技术）分： 柱层析、纸上层析、薄层层析 二．按分离机制分（即物理化学性质）： 吸附层析、分配层析、离子交换层析、凝胶 过
滤、其它层析（如亲和层析）等。 二．按展开方式分： 洗脱法、迎头法、置换法
4.2◆吸附色层法（adsorption chromatography）
对于蛋白质、核酸、氨基酸及核苷酸的分离分析有极好的分辨力。
超临界流体色谱法
1超临界流体色谱法色谱是用于样品组分别离的一种方法，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别离、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别离技术。
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。
对于某些纯洁物质而言，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，能更迅速地到达分配平衡，获得更快速、高效的别离。
另一方面，密度与液体相似，这样可以保证超临界流体具有与液体比拟的溶解度，因此在较低的温度下，仍然可以分析热不稳定性和分子量大的物质，同时还能增加柱子的选择性。
色谱分析 超临界流体色谱法
（二）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。
色谱分析 超临界流体色 谱法
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。
程序升压；
2.甘油三酸酯的分析
四种组分仅双键 数目和位置不同，难 分离；
色谱柱：DB-225 SFC毛细管柱；
流动相： CO2 ；从 15MPa程序升压到 27MPa；2.5hr完全分 离。
结束语
谢谢大家聆听！！！
23
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。
超临界流体色谱
超临界流体色谱
超临界流体色谱（SFC）是一种新兴的分离技术，它利用超临界流体（SCF）作为溶剂，以改变物质的溶解度，从而实现分离。
超临界流体色谱技术具有良好的分离性能，可以有效地分离复杂的混合物，并且具有较高的灵敏度和精确度。
超临界流体色谱技术的优势在于它可以使用温和的条件，从而避免了传统溶剂萃取技术中的温度和压力的控制问题。
此外，超临界流体色谱技术还可以有效地减少溶剂的使用量，从而降低成本。
超临界流体色谱技术的应用非常广泛，可以用于分离和分析复杂的混合物，如药物、植物提取物、食品添加剂、环境样品等。
此外，超临界流体色谱技术还可以用于分离和分析有机物、无机物和生物分子。
超临界流体色谱技术的发展为分离和分析复杂混合物提供了新的选择，它具有良好的分离性能，可以有效地减少溶剂的使用量，并且可以在温和的条件下进行分离和分析。
超临界流体色谱技术的发展将为分离和分析复杂混合物提供更多的可能性，为科学研究提供更多的便利。
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。
【实用】超临界流体色谱法PPT资料
❖ 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。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。
压专力用效 的应毛：细在管柱SFSCF中C，；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
。专其用中的 以质毛极细性在管填柱料超的SF分C临离；效界果更流好。体中的溶解性非常接近其挥发性，而发生温 CCOO22应 流度用动最相却广，泛当较；压力低改变，：7因. 此，在一定压力下，超临界流体溶解的分子 无脉冲的的注分射泵压； 比在气体中高几个数量级，这就可以实现对大分子、
❖ 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≤，柱长为10-30mm； 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。
S离F速C在 度手快性于化HP合LC物而的与分G离C上相效当果；优于HPLC。
超临界流体色谱法
1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。
另一方面，密度与液体相似，这样可以保证超临界流体具有与液体比拟的溶解度，因此在较低的温度下，仍然可以分析热不稳定性和分子量大的物质，同时还能增加柱子的选择性。
超临界流体色谱法(共10张PPT)
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
SFC在手性化合物的分离上效果优于HPLC。
。其中以极性填
可以采用液料相色的谱分柱和离交联效毛细果管更柱；好。SFC在手性化合物的分离上效果优于HPLC。
CO2、N2O、NH3
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 压SF力C效 在❖应手：性在化合SF物C的中分，离压上力效变果化优对于容量HP因LC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。 使用粒径为入3-1、0µm出的填口料填处充。的保留时间有很大差异，所以一般采用高于超临界
体 （2）SFC的色谱柱和固定相
0.8-1.0
＜10-5
10-2
液体 可以采用液相色谱柱和交联毛细管柱；
一、超临界流体色谱的特点与原理
principle and character of supercritical fluid chromatography
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。
通过调节流动相的压力（调节流动相的密度），调整组分保留值 ；
压力效应：
SFC的柱压降大（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；
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（2）比LC有更高的柱效和分离效率。
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2. 超临界流体性质
性质介于液体和气体之间 ; 具有气体的低黏度、液体的 高密度，扩散系数位于两者之间。 可通过改变超临界流体的密度（程序改变）调节组分分 离（类似于气相色谱的程序升温，液相色谱中的梯度淋洗 ）。 超临界流体的密度与压力有关。
（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
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三、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； 程序升压；
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第十五章
色谱分析法
超临界色谱
一、超临界流体色谱的特点 与原理 feature and principle of SFC 二、超临界流体色谱仪的结 构流程 structure and general process of SFC 三、超临界流体色谱的应用 application of SFC
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第五节 离子色谱法
ion chromatograph
第六节 超临界流体色谱
supercritical fluid chromatograph
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结束
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basic principle and main separating types
第三节 固定相与流动相
stationary phase and mobile phase
第四节 影响分离的因素与操作条件选择
factors influenced separation and choice of operation condition
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程 序 升 压
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HPLC与SFC 比较
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二、超临界流体色谱的结构与流程
instrument structure and the general process of SFC
1.结构流程
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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；
温度及压力均处于临界点以上的液体叫超临界流体 (supercritical fluid，简称SCF)。例如:当水的温度和 压强升高到临界点(t=374.3 ℃，p=22.05 MPa)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。
超临界流体色谱兼有气相色谱和液相色谱的特点。
它既可分析气相色谱不适应的高沸点、低挥发性样品，又 比高效液相色谱有更快的分析速度和条件。
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一、超临界流体色谱的特点与原理
principle and character of supercritical fluid chromatography
1.概述
超临界流体：在高于临界压力与临界温度时，物质的一 种状态。性质介于液体和气体之间。 超临界流体色谱 (SFC)，80 年代快速发展，具有液相、 气相色谱不具有的优点: （1）可处理高沸点、不挥发试样；
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3.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 而被分离；
通过调节流动相的压力（调节流动相的密度），调整组
2.甘油三酸酯的分析
四种组分仅双键
数目和位置不同，难
分离； 色谱柱：DB-225
SFC毛细管柱；
流动相： CO2 ；从 15MPa程序升压到 27MPa；2.5hr完全分 离。
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内容选择
第一节 高效液相色谱的特点与仪器
feature and instrument of HPLC第二节 基本原理 Nhomakorabea主要分离类型
（2）SFC的色谱柱和固定相
可以采用液相色谱柱和气相交联毛细管柱；
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；
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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；
超临界流体
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 ，那么会发现，如果液体与气体达到特定的温度、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。
分保留值；
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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；
在SFC中，压力变化对容量因子产生显著影响，超临界
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。