分離科學與技術(shù)11

第四章制備色譜技術(shù)第五節(jié)超臨界流體色譜法Copyright?

2012DalianPolytechnicUniversitySongJianguo一、概述二、SFC原理和儀器三、SFC色譜柱四、SFC條件選擇五、SFC應用§4.5超臨界流體色譜法（SFC）1.概述超臨界流體色譜是用超臨界流體作為流動相的色譜法。1981年Novotny和Lee首先報道了毛細管SFC，進而對SFC的理論、技術(shù)作了系統(tǒng)的研究，并有了商品化SFC儀器。1962年Klesper等人首次提出SFC的概念SFC與HPLC的比較

比HPLC分離時間短；（SCF粘度低）比HPLC更容易除去分離產(chǎn)物中的溶劑；比HPLC柱效高；（SCF擴散系數(shù)大）具有取代正相HPLC的潛力。（當與超臨界流體提取方法配合使用時，提取、濃縮及色譜分離可一次性完成）§4.5超臨界流體色譜法（SFC）可適用于熱不穩(wěn)定化合物的分離。（SCF操作溫度低）SFC與GC的比較

譜帶展寬小；（SCF擴散系數(shù)與粘度介于氣體和液體之間）

流動相的作用類似LC；（SCF密度大，不僅載帶溶質(zhì)移動，且與溶質(zhì)產(chǎn)生作用力）可對大分子、高聚物等難揮發(fā)性物質(zhì)進行分離；（SCF操作溫度低）§4.5超臨界流體色譜法（SFC）2.原理和儀器（1）高壓泵一般采用注射泵，以輸送無脈沖、小流量的流動相。（2）進樣系統(tǒng)有外樣品管的六通閥為標準進樣方式§4.5超臨界流體色譜法（SFC）（3）阻尼器（限流器）作用：在柱出口保持一定壓力，使SCF在色譜內(nèi)始終保持流體狀態(tài)。（4）檢測器幾乎所有GC和LC的檢測器都可用于SFC。3.色譜柱（1）填充柱流動相密度對保留值影響很大，故靠壓力調(diào)節(jié)保留值。填充柱壓降大，超過臨界壓力20%時柱壓降對SFC影響小。§4.5超臨界流體色譜法（SFC）4.SFC條件的選擇為了能經(jīng)得住流動相的沖洗，所用固定相大多數(shù)都需交聯(lián)固化，具有良好的化學穩(wěn)定性和較高的選擇性。（2）毛細管柱細內(nèi)徑：50μm，100μmSCF溶解力強，涂漬的固定相必須交聯(lián)。（1）固定相§4.5超臨界流體色譜法（SFC）SFC常用固定相名稱商品型號極性使用溫度范圍甲基聚硅氧烷SE-30,SE-33,SE-54,OV-101,DB-1,SB-Methyl-100,SB-OCTYL-50,SB-PHENYL-5非極性30－300苯基甲基聚硅氧烷SB-PHENYL-50,OV1701弱極性30－260液晶甲基聚硅氧烷SB-SMECTIC-50中極性100－280聯(lián)苯基甲基聚硅氧烷SB-BIPHENYL-30中極性30－260交聯(lián)聚乙二醇－20MPEG-20M極性30－260氰丙基苯基聚硅氧烷SB-CYANOPROPYL-25強極性30－250§4.5超臨界流體色譜法（SFC）（2）流動相

CO2是SFC最常用的一種流動相，它的優(yōu)點包括臨界溫度較低、純度高、價格低廉和安全性好。超臨界CO2的溶劑力與異丙醇和吡啶相當，可以分析大部分非極性和中等極性的樣品。分析較強極性的物質(zhì)時，可以在CO2流體中加入有機改性劑，以增大超臨界CO2的溶解度。苯、乙醇、乙烷、甲苯和甲醇是常用的改性劑。注：改性劑的加入常導致保留時間和選擇性上的不重復。§4.5超臨界流體色譜法（SFC）（3）壓力和溫度

在較低溫度下與LC的保留行為相似，lgk值隨壓力的增加而增加。流動相的壓力和密度在每一溫度下都會影響保留值；選擇合適的密度程序可使多組分混合物得到最佳分離。

高于臨界溫度區(qū)（似GC區(qū)）增加壓力，lgk值降低；5.SFC的應用SFC可用較GC低的分離溫度，更強的溶劑力和通過改變操作條件而得到更高的選擇性。同LC相比，SFC又具有高得多的總柱效和使用的更廣泛的檢測器種類。因此，作為GC和LC的補充，SFC可以用于那些熱不穩(wěn)定物質(zhì)、非揮發(fā)性高分子、生物大分子、極性物質(zhì)和手性化合物的分離檢測。第四章制備色譜技術(shù)第六節(jié)制備氣相色譜法Copyright?

2012DalianPolytechnicUniversitySongJianguo一、儀器裝置二、色譜柱三、操作§4.6制備氣相色譜法（GC）上個世紀50年代首次用氣體作流動相，成功地創(chuàng)建了GC法；GC同時具有兩種功能：

GC法的創(chuàng)立是色譜發(fā)展史上的一次飛躍。從經(jīng)典LC簡單柱層析分離，發(fā)展成精密的儀器分析，不僅能高效分離，還能高靈敏度定量。第一臺GC儀的問世是在1956年，GC儀至它誕生以來不負眾望，成為了一種應用非常廣泛，非常重要的分析儀器高效分離高靈敏度定量§4.6制備氣相色譜法（SFC）GC法優(yōu)點成分復雜，難分離樣品，能在短時間內(nèi)一次分離、測定，出峰時間一般在十幾分鐘內(nèi)。分離效能高、速度快如：測定鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲苯混合物；測定白酒中甲醇，甲醇和乙醇可彼此分開。如：進一針汽油樣（低鏈烷烴混合物），可出20多個峰，可分別定量。選擇性好

結(jié)構(gòu)相似、極性相近的組分，能彼此分開?！?.6制備氣相色譜法（SFC）氣路系統(tǒng)進樣系統(tǒng)分離系統(tǒng)檢測系統(tǒng)記錄及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1.氣相色譜法的儀器GC儀載氣瓶流量計汽化室色譜柱檢測器放大器

記錄儀

溫控

溫控微機§4.6制備氣相色譜法（SFC）§4.6制備氣相色譜法（SFC）2.氣相色譜柱填充柱：不銹鋼、玻璃內(nèi)徑：6～10cm，長1～3m內(nèi)徑：0.5～1cm，長10～30m填充柱分離通常在等溫條件下進行。3.氣相色譜操作（1）進樣及氣化通常采用廉價氣體作載氣，如氮氣。進樣時間：小于1/3峰寬時對峰寬影響?。贿M樣體積：制備色譜通常過載，一般0.1~10mL；§4.6制備氣相色譜法（SFC）（2）檢測與收集

氫焰離子化檢測器原理：含碳有機物在H2-Air火焰中燃燒產(chǎn)生碎片離子，在電場作用下形成離子流，根據(jù)離子流產(chǎn)生的電信號強度，檢測被色譜柱分離的組分。用于可在H2-Air火焰中燃燒的有機化合物（烴）的檢測。轉(zhuǎn)換閥切割不同組分，冷卻捕集器捕集。熱導檢測器根據(jù)組分導熱系數(shù)的不同，引起溫度變化、電阻變化§4.6制備氣相色譜法（SFC）①N2作載氣靈敏度較高，柱分離效果好；②氣流量較佳流速：H2

N2

空氣=1

1

5

10（此時火焰溫度高，有機物離子化程度高，噪聲小，基線平穩(wěn)）③控制溫度。比柱溫高50

C左右，防止組分、水蒸汽在檢測器冷凝，污染檢測器。操作條件選擇及注意事項：§4.4逆流色譜法作業(yè)6制備薄層色譜法的優(yōu)點是什么？簡述制備薄層分離的過程，指出每一步的關(guān)鍵操作。2.常規(guī)柱色譜技術(shù)是如何界定的？通常可采用哪些種類的固定相用于樣品分離？3.簡述常規(guī)柱色譜法的操作步驟。常用的裝柱方法有哪幾種？各種方法操作模式有什么不同？各有什么優(yōu)缺點？4.制備色譜中常見的色譜柱過載現(xiàn)象有哪幾種？試說明在色譜制備分離中如何合理運用過載現(xiàn)象解決實際分離問題？§4.4逆流色譜法5.濃度為20μg/mL的某樣品，采用直徑為4.6mm、長度為250mm的色譜柱，在流速為1mL/min、進樣量為10μL的條件下得到優(yōu)化的分析分離效果。將這一分析條件線性放大到半制備柱（直徑9.4mm、柱長250mm）和制備柱（直徑25mm