分离科学与技术11

第四章制备色谱技术第五节超临界流体色谱法Copyright©

2012DalianPolytechnicUniversitySongJianguo一、概述二、SFC原理和仪器三、SFC色谱柱四、SFC条件选择五、SFC应用§4.5超临界流体色谱法（SFC）1.概述超临界流体色谱是用超临界流体作为流动相的色谱法。1981年Novotny和Lee首先报道了毛细管SFC，进而对SFC的理论、技术作了系统的研究，并有了商品化SFC仪器。1962年Klesper等人首次提出SFC的概念SFC与HPLC的比较

比HPLC分离时间短；（SCF粘度低）比HPLC更容易除去分离产物中的溶剂；比HPLC柱效高；（SCF扩散系数大）具有取代正相HPLC的潜力。（当与超临界流体提取方法配合使用时，提取、浓缩及色谱分离可一次性完成）§4.5超临界流体色谱法（SFC）可适用于热不稳定化合物的分离。（SCF操作温度低）SFC与GC的比较

谱带展宽小；（SCF扩散系数与粘度介于气体和液体之间）

流动相的作用类似LC；（SCF密度大，不仅载带溶质移动，且与溶质产生作用力）可对大分子、高聚物等难挥发性物质进行分离；（SCF操作温度低）§4.5超临界流体色谱法（SFC）2.原理和仪器（1）高压泵一般采用注射泵，以输送无脉冲、小流量的流动相。（2）进样系统有外样品管的六通阀为标准进样方式§4.5超临界流体色谱法（SFC）（3）阻尼器（限流器）作用：在柱出口保持一定压力，使SCF在色谱内始终保持流体状态。（4）检测器几乎所有GC和LC的检测器都可用于SFC。3.色谱柱（1）填充柱流动相密度对保留值影响很大，故靠压力调节保留值。填充柱压降大，超过临界压力20%时柱压降对SFC影响小。§4.5超临界流体色谱法（SFC）4.SFC条件的选择为了能经得住流动相的冲洗，所用固定相大多数都需交联固化，具有良好的化学稳定性和较高的选择性。（2）毛细管柱细内径：50μm，100μmSCF溶解力强，涂渍的固定相必须交联。（1）固定相§4.5超临界流体色谱法（SFC）SFC常用固定相名称商品型号极性使用温度范围甲基聚硅氧烷SE-30,SE-33,SE-54,OV-101,DB-1,SB-Methyl-100,SB-OCTYL-50,SB-PHENYL-5非极性30－300苯基甲基聚硅氧烷SB-PHENYL-50,OV1701弱极性30－260液晶甲基聚硅氧烷SB-SMECTIC-50中极性100－280联苯基甲基聚硅氧烷SB-BIPHENYL-30中极性30－260交联聚乙二醇－20MPEG-20M极性30－260氰丙基苯基聚硅氧烷SB-CYANOPROPYL-25强极性30－250§4.5超临界流体色谱法（SFC）（2）流动相

CO2是SFC最常用的一种流动相，它的优点包括临界温度较低、纯度高、价格低廉和安全性好。超临界CO2的溶剂力与异丙醇和吡啶相当，可以分析大部分非极性和中等极性的样品。分析较强极性的物质时，可以在CO2流体中加入有机改性剂，以增大超临界CO2的溶解度。苯、乙醇、乙烷、甲苯和甲醇是常用的改性剂。注：改性剂的加入常导致保留时间和选择性上的不重复。§4.5超临界流体色谱法（SFC）（3）压力和温度

在较低温度下与LC的保留行为相似，lgk值随压力的增加而增加。流动相的压力和密度在每一温度下都会影响保留值；选择合适的密度程序可使多组分混合物得到最佳分离。

高于临界温度区（似GC区）增加压力，lgk值降低；5.SFC的应用SFC可用较GC低的分离温度，更强的溶剂力和通过改变操作条件而得到更高的选择性。同LC相比，SFC又具有高得多的总柱效和使用的更广泛的检测器种类。因此，作为GC和LC的补充，SFC可以用于那些热不稳定物质、非挥发性高分子、生物大分子、极性物质和手性化合物的分离检测。第四章制备色谱技术第六节制备气相色谱法Copyright©

2012DalianPolytechnicUniversitySongJianguo一、仪器装置二、色谱柱三、操作§4.6制备气相色谱法（GC）上个世纪50年代首次用气体作流动相，成功地创建了GC法；GC同时具有两种功能：

GC法的创立是色谱发展史上的一次飞跃。从经典LC简单柱层析分离，发展成精密的仪器分析，不仅能高效分离，还能高灵敏度定量。第一台GC仪的问世是在1956年，GC仪至它诞生以来不负众望，成为了一种应用非常广泛，非常重要的分析仪器高效分离高灵敏度定量§4.6制备气相色谱法（SFC）GC法优点成分复杂，难分离样品，能在短时间内一次分离、测定，出峰时间一般在十几分钟内。分离效能高、速度快如：测定邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯混合物；测定白酒中甲醇，甲醇和乙醇可彼此分开。如：进一针汽油样（低链烷烃混合物），可出20多个峰，可分别定量。选择性好

结构相似、极性相近的组分，能彼此分开。§4.6制备气相色谱法（SFC）气路系统进样系统分离系统检测系统记录及数据处理系统1.气相色谱法的仪器GC仪载气瓶流量计汽化室色谱柱检测器放大器

记录仪

温控

温控微机§4.6制备气相色谱法（SFC）§4.6制备气相色谱法（SFC）2.气相色谱柱填充柱：不锈钢、玻璃内径：6～10cm，长1～3m内径：0.5～1cm，长10～30m填充柱分离通常在等温条件下进行。3.气相色谱操作（1）进样及气化通常采用廉价气体作载气，如氮气。进样时间：小于1/3峰宽时对峰宽影响小；进样体积：制备色谱通常过载，一般0.1~10mL；§4.6制备气相色谱法（SFC）（2）检测与收集

氢焰离子化检测器原理：含碳有机物在H2-Air火焰中燃烧产生碎片离子，在电场作用下形成离子流，根据离子流产生的电信号强度，检测被色谱柱分离的组分。用于可在H2-Air火焰中燃烧的有机化合物（烃）的检测。转换阀切割不同组分，冷却捕集器捕集。热导检测器根据组分导热系数的不同，引起温度变化、电阻变化§4.6制备气相色谱法（SFC）①N2作载气灵敏度较高，柱分离效果好；②气流量较佳流速：H2

N2

空气=1

1

5

10（此时火焰温度高，有机物离子化程度高，噪声小，基线平稳）③控制温度。比柱温高50

C左右，防止组分、水蒸汽在检测器冷凝，污染检测器。操作条件选择及注意事项：§4.4逆流色谱法作业6制备薄层色谱法的优点是什么？简述制备薄层分离的过程，指出每一步的关键操作。2.常规柱色谱技术是如何界定的？通常可采用哪些种类的固定相用于样品分离？3.简述常规柱色谱法的操作步骤。常用的装柱方法有哪几种？各种方法操作模式有什么不同？各有什么优缺点？4.制备色谱中常见的色谱柱过载现象有哪几种？试说明在色谱制备分离中如何合理运用过载现象解决实际分离问题？§4.4逆流色谱法5.浓度为20μg/mL的某样品，采用直径为4.6mm、长度为250mm的色谱柱，在流速为1mL/min、进样量为10μL的条件下得到优化的分析分离效果。将这一分析条件线性放大到半制备柱（直径9.4mm、柱长250mm）和制备柱（直径25mm