超临界流体色谱法
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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。
4.8 超临界流体色谱
09:17:18
主要部件
（3）流动相
SFC的流动相：超临界流体，如CO2，N2O，NH3等。 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。 可加少量甲醇等改性。
（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。
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4.8.3 超临界流体色谱的应用
1.聚苯醚低聚物的分析
分析条件：
色谱柱：10 m× 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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2.低聚乙烯的SFC分析
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3.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。 分析条件： 色谱柱：DB-225 SFC 毛细管柱； 流动相： CO2 。 从15 MPa程序升压到27 MPa，2.5 h完全分离。
4.8.2 超临界流体色 谱仪的结构流程
4.8.3 超临界流体色 谱的应用
09:17:18
4.8.1 超临界流体色谱的特点与原理
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)在20世纪80年代快速发展，具有 液相、气相色谱不具有的优点：
超临界流体的密度在临界压力处最大，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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程 序 升 压
程序升压对SFC分离改善的效应图
实验条件：柱： DB-1； 流动相：CO2； 温度：90 ºC； 检测器：FID 试样：1.胆甾辛酸酯； 2.胆甾辛癸酸酯；3.胆甾辛月桂酸酯； 4.胆甾十四酸酯； 5.胆甾十六酸酯； 6.胆甾十八酸酯
主要部件
（3）流动相
SFC的流动相：超临界流体，如CO2，N2O，NH3等。 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。 可加少量甲醇等改性。
（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。
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4.8.3 超临界流体色谱的应用
1.聚苯醚低聚物的分析
分析条件：
色谱柱：10 m× 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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2.低聚乙烯的SFC分析
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3.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。 分析条件： 色谱柱：DB-225 SFC 毛细管柱； 流动相： CO2 。 从15 MPa程序升压到27 MPa，2.5 h完全分离。
4.8.2 超临界流体色 谱仪的结构流程
4.8.3 超临界流体色 谱的应用
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4.8.1 超临界流体色谱的特点与原理
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)在20世纪80年代快速发展，具有 液相、气相色谱不具有的优点：
超临界流体的密度在临界压力处最大，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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程 序 升 压
程序升压对SFC分离改善的效应图
实验条件：柱： DB-1； 流动相：CO2； 温度：90 ºC； 检测器：FID 试样：1.胆甾辛酸酯； 2.胆甾辛癸酸酯；3.胆甾辛月桂酸酯； 4.胆甾十四酸酯； 5.胆甾十六酸酯； 6.胆甾十八酸酯
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。
《超临界流体色谱法》ppt课件
❖ 样品测定 精细称取天麻丸〔胶囊内药粉〕约1g，每加 2mol/L，HCL20ml,超声振荡15分钟，加热回流水解2小时， 冷却后滤过，弃去滤液，滤液用蒸馏水洗至中性，烘干，加 氯仿20ml振摇后水浴回流1小时，趁热滤过，用少量氯仿 〔2~3ml〕冲洗滤纸，回收并挥干氯仿，备用。测定前精细 参与1ml二氯甲烷及1ml甲羟孕酮内规范溶液，溶解后进样测 定，计算齐墩果酸与内标的峰面积比，代入规范曲线的回归 方程，计算齐墩果酸含量，得含量为0.126%，回收率为 94.82%，RSD为2.51%.
❖ 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。
❖ 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。
超临界流体色谱法简介
（2）与气相色谱法比较 出于流体的扩散系数与 粘度介于气体和液体之间，因此SFC的谱带展宽比GC 要小；另外，SFC中流动相的作用类似LC中流动相， 流体作流动相不仅载带溶质移动，而且与溶质会产生 相互作用力，参与选择竞争。还有，如果我们把溶质 分子溶解在超临界流体看作类似于挥发，这样，大分 子物质的分压很大，因此可应用比GC低得多的温度， 实现对大分子物质、热不稳定性化合物、高聚物等的 有效分离。
（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。
（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-超临界流体色谱法
2021/3/10
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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的影响在临界压力处最大，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，密度的增加，能提高溶剂
1-10-2 10-3-10-4 ＜10-5
粘度 （g/cm.s）
10-4 10-4-10-3 10-2
2021/3/10
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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； 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；
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
202为1/3超/10 临界水。
2
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 SFC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。
超临界流体色谱法.docx
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-2015
5.2 SFC仪器结构
典型的分析及半制备型超临界流体色谱仪流程（Thar）
1 流动相输送装置
室温常压为气体的流动相：可将高压钢瓶中 的流动相减压至所需压力或用升压泵增压。
室温常压为液体的流动相：采用无脉动注射 泵输送。
2 进样系统
一般采用HPLC进样部件——六通进样阀
3 色谱柱
填充柱：HPLC柱 毛细管柱：气相色谱中的开管柱（交联柱）
1. 流动相
流体名称 二氧化碳
水 氨 乙烷 乙烯 二氧化氮 丙烷 戊烷 丁烷
临界压力(MPa) 7.38 217.6 112.5 48.1 49.7 71.7 41.9 37.5 37.5
临界温度(℃) 31.1 374.2 132.4 32.2 9.2 36.5 96.6 196.6 135.0
5.1 超临界流体色谱法概述
1 定义
使用超临界流体（超过临界温度和临界压力的 流体）作流动相的色谱方法。
相图
超临界流体与气体和液体的物理性质比较
物质状态
密度(g/cm3) 粘度(g/cm/s)
扩散系数 (cm2/s)
气态
(0.6-2)×10-3 (1-3) ×10-4 0.1-0.4
液态
0.6-1.6
基，二醇基等）。 对选择性因子有很大影响。同时固定相的选择
也要考虑流动相的性质。
11 Apr 2005 5
5.5
6 5.0
4.5 4
O OH
4.03.5ຫໍສະໝຸດ Ibuprofen, 布洛芬
2
R esponse
3.0
OJ
1
3
2.5
C h iro V
2.0
TBB
1.5
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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。
超临界流体色谱法的应用 二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA）在SFC上的分析 分离模式：填充柱SFC 柱系统：Dikma ODS色谱柱（4.6×250 mm，5 μm） 分析条件：纯的二氧化碳 备压：20 MPa 柱温：90 ℃ 从EPA和DHA的分子结构可以看出，EPA和DHA的主要差 别在于碳链长度和双键数目的不同，可利用ODS柱对EPA和 DHA作用力的差异将两者分开。在试验中考察了操作温度 和压力对容量因子和分离度的影响，提高温度和降低备压 对分离是有利的。
选择性较强，SFC可选用压力程序、温度程序，并可选用不同的 流动相或者改性剂，因此操作条件的选择范围较GC更广。
高效液相色谱法的特点
2.SFC与LC的比较
分析时间短，由于超临界流体粘度低，可使其流动速率比高效液 相色谱（HPLC）快得多，在最小理论塔板高度下，SFC的流动相速 率是HPLC的3-5倍左右，因此分离时间缩短。 总柱效比LC高，毛细管SFC总柱效可高达百万，可分析极其复杂 的混合物，而LC的柱效要低得多。当平均线速率为0.6 cm/s时,SFC 法的柱效可为HPLC法的4倍左右。 SFC的检测器应用广。SFC可连结各种类型的GC、LC检测器，如氢 离子火焰(FID)、氮磷检测器（NPD）、质谱（MS）、傅里叶变换红 外光谱（FTIR）以及紫外（UV）、荧光（FLD）等检测器。 流动相消耗量比LC更低，操作更安全。
超临界流体色谱仪
5.检测器 各种GC和HPLC检测器均可用于SFC。 使用最多的是氢离子火焰（FID），限流器到FID喷 嘴的最佳距离是5-7mm。 流动相含有机改性剂时，不适用于FID，因而采用 蒸发光散射检测器（ELSD）作为通用检测器。 元素选择性检测器，如电子捕获（ECD)、火焰光度 检测器（PFD)、氮磷检测器（NPD）等均用于多氯 联苯、有机磷、硫、氨基甲酸酯农药等测定。
超临界流体色谱法的概述 纯物质的相图如图所示，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(Tc)；而在临 界温度下，气体能被液化的最 低压力称为临界压力(Pc)。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。
SFC可弥补GC和HPLC在分析性能上的某些不足，分离效能 和分析速度介于两种色谱方法之间。 SFC可分析不宜用GC分析的一些物质，如强极性、强吸附 性、热稳定性差、难挥发的化合物； 它可分析相对分子质量比GC大几个数量级的物质。 SFC可分析HPLC难以检测的各种化合物，如无紫外吸收的 各种天然产物、高分子聚合物。 现在SFC已用于分离分析脂肪酸甘油酯、类脂物、胆固醇、 胆汁酸、脂溶性维生素、氨基酸、多肽、石油中高级脂肪 烃（>C100)、高级脂肪醇、烃基聚硅氧烷、聚乙二醇、聚 醚、金属有机化合物、聚烯烃等。
高效液相色谱法的特点
理论塔板数：理论塔板数是色谱分析中的一个重 要参数，它来源于塔板理论，是表示色谱柱对样 品的分离能力或者是分离效率（柱效）。理论塔 板数越高，分离效果越好。 塔板理论：塔板理论是色谱学的基础理论，它是 将色谱柱看成是一个分馏塔，将分离组分在分馏 塔的塔板间移动，在每一个塔板内组分分子在固 定相和流动相之间形成某种平衡随着流动相的流 动，组分分子不断从一个塔板移动到下一个塔板， 同时形成新的平衡，直至完全被洗脱出去。
超临界流体色谱仪
4. 限流器（阻尼器） 超临界流体色谱仪必须装有限流器。它的作用是 对系统维持一个合适的压力，为使流体在整个分 离过程中始终保持在超临界流体状态；另一方面 通过它使流体转换为气体，实现相的转变。当使 用氢火焰离子化检测器时，阻力器应放在检测器 之前（以保证色谱柱的出口压力缓慢地降至常 压）。使用其他（能承受高压的）检测器时，阻 力器可放在检测器之后，如紫外检测器。为防止 高沸点组分的冷凝，阻力器一般应维持在300400℃
脂肪醇 四氢呋喃 2- 基乙醇
超临界流体色谱仪
超临界流体色谱仪主要部分有注射泵（高压泵）， 进样系统，色谱柱，限流器，检测器
超临界流体色谱仪
1. 高压泵 SFC常用高压泵主要是螺旋注射泵和往复柱塞泵。 一般泵的缸体要冷却至0-10℃，要求工作压力不小 于400×105Pa，流量0.01-5.00mL/min范围内可调， 并能快速程序升压或程序升密度，且重现性好，压 力脉动尽可能小。此外，要求泵体耐腐蚀。过去多 数SFC仅有一个泵，当使用二元或多元流动相时， 使用预混合钢瓶，使流动相组成随压力降低而变化。 现已有两泵SFC系统，一个泵引入CO2或其他主流 体，另一个泵引入单一或混合改性剂。通过控制泵 速而改变混合流体体积比。
超临界流体色谱法
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超临界流体色谱法的概述 超临界流体色谱法的特点 超临界流体色谱法的工作原理 超临界流体色谱仪 超临界流体色谱法的应用
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超临界流体色谱法的概述
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。 超临界流体：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，它的物理特性介于 气体和液体之间。 三相点：在热力学里，可使一种物质三相（气相，液相， 固相）共存的一个温度和压强的数值。如：水的三相点 在0.0076℃及610.75Pa ；汞的三相点在−38.8344℃及 0.2MPa
超临界流体色谱法的工作原理
SFC的流动相：超临界流体(CO2、N2O、NH3等） 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。 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。
超临界流体色谱法的工作原理
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)；超临界流体的密度在临界压力处受 压力最大，超过该点则影响小，超过临界压力20%， 柱压降对分离的影响小；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。 例：CO2作为流动相时，当压力改变：7.0→9.0×106 Pa，C16H34的保留时间 25min → 5min。
超临界流体色谱法的概述
从热力学上看，超临界流体的密度是气体的1001000倍，和液体相近，具有和液体相似的溶解能 力及与溶质的作用力。 从动力学上看，超临界流体的黏度比液体低，可 以使用比液相色谱更大的线速度；扩散系数是液 体的10-100倍，传质速率高，因而可以获得比高 效液相色谱更高的柱效和更快的分析速度。
超临界流体色谱法的工作原理
（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。 在分离酸性或碱性化合物时，也可以向CO2流动 相中加入酸或碱，使其峰形变锐。
超临界流体色谱， 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。 ②毛细管柱 较常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。
超临界流体色谱仪
2. 进样系统 SFC一般采用HPLC手动或自动进样阀。对于填充 柱，采用带试样管的Rheodyne型六通进样阀。对 毛细管柱，采用类似气相色谱的动态分流及微机 控制开启进样阀时间的定时分流进样；亦可与超 临界流体萃取（SFE）在线连用柱头进样等。进样 重复性不仅与进样方式有关，而且与进样温度、 压力有关，需严格控制。