超临界流体色谱法-2015.ppt
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第五章 超临界流体色谱法 Supercritical Fluid Chromatography(SFC) 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 在临界点附近,温度和压力的微小变化可导致超临界流体物理化学性质的显著改变。 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 (0.2-3)×10-2 (0.2-2)×10-5 SCF 0.2-0.9 (1-9) ×10-4 (2-7)×10-4 2 特点 流动相具有与液体相近的密度,因此它有强溶解性,对分离具有选择性。 流动相的黏度近于气体,可减少柱的过程阻力,适合采用细长色谱柱,提高柱效。或使用更高的流速,提高分析速度。 溶质在流动相的扩散系数介于气体和液体之间,具有较快的传质速率,使分析速度快于液相色谱,峰形变窄,灵敏度提高。 改变流动相压力参数即可改变超临界流体的性质,改善色谱分离。(程序升压法) 流动相便宜、绿色、易除去,可用于制备。 SFC既可用GC中的检测器,又可用HPLC检测器。 适合于分离分析难挥发和热稳定性差的物质。 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) 4 检测器 原则上可利用LC和GC的检测方法。实际过程主要考虑不同的流体和检测方法的匹配问题。 HPLC检测器,如UV、ELSD,但在高压下要进行相应改进。 GC检测器,如FID,经毛细管减压并加热成气体。 限压阀 5.3 色谱操作条件及其影响因素 流动相,改性剂,添加剂 固定相 温度 压力 流速 1. 流动相 流体名称 临界压力(MPa) 临界温度(℃) 临界密度(g/cm3) 二氧化碳 7.38 31.1 0.433 水 217.6 374.2 0.332 氨 112.5 132.4 0.235 乙烷 48.1 32.2 0.203 乙烯 49.7 9.2 0.218 二氧化氮 71.7 36.5 0.450 丙烷 41.9 96.6 0.217 戊烷 37.5 196.6 0.232 丁烷 37.5 135.0 0.228 最常用的流动相为二氧化碳,加入改性剂甲醇、乙醇、乙腈、异丙醇等可改变分配系数K(容量因子k),从而改善分离。 2. 固定相 化学交联的毛细管气相色谱固定相 硅胶或硅胶键合色谱固定相(c18,苯基,氰基,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。 固定相对分离的影响 流动相:CO2+MeOH + 10 mM NH4OAc Ibuprofen, 布洛芬 3. 其他参数的影响 柱压力是重要参数,必须与温度配合将流动相控制在超临界态的单相区。 温度的影响较为复杂,一般大于或等于临界温度。 流速可远大于液相色谱流速 5.4 应用 1.齐聚物的分析 2. 甘油三酯 3. 手性对映体 4. 制备 …… 色谱柱:DB-225 SFC毛细管柱; 流动相:CO2 ;从15MPa程序升压到27MPa 从理论上讲,SFC既可分析GC中不适用的高沸点、低挥发性样品,又比HPLC有更高的柱效和更快的分析速度。 SFC可选用GC和HPLC的检测器,与MS、FTIR等联用也较方便,从而使其在定性定量方面有较大的选择范围。 然而,SFC没有象预想的一样飞速发展,why? 新进展 合相色谱UPC(waters) SFC+超高效色谱柱,取代正相色谱 用于疏水化合物、手性化合物、脂类、热不稳定样品以及聚合物分析
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