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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。超临界流体容易控制和调节,在进入检测器前可以转化为气体、液体或保持其超临界流体状态,因此可与现有任何液相或气相的检测器相连接,能与多种类型检测器相匹配,扩大了它的应用范围和分类能力,在定性、定量方面有较大的选择范围。
超临界流体色谱作为气相色谱和液相色谱的有力补充可用于热不稳定和低挥发性物质的分析分离和制备,也可用于超临界流体中分子间相互作用的研究。本文从色谱的流动相、固定相...[查看全部]
超临界流体色谱作为气相色谱和液相色谱的有力补充可用于热不稳定和低挥发性物质的分析分离和制备,也可用于超临界流体中分子间相互作用的研究。本文从色谱的流动相、固定相、检测系统及应用几方面综述了超临界流体色谱近年来的研究进展。
超临界流体色谱(supercnticalfluidchromatography,简称SFC)是指以超临界流体为流动相,以固体吸附剂(如硅胶)或键合到载体(或毛细管壁)上的高聚物为固定相的色谱。混合物在SFC上的分离机理与气相色谱(GC)及液相色谱(LC)-样,即基于各化合物在两相间的分配系数不同而得到分离。
超临界流体色谱SFC始于20世纪60年代,直到20世纪80年代早期开发成功了空心毛细管柱式SFC,应用于分析领域。由于流动相的使用量很小,因此使得流动相的使用范围得以扩大,甚至一些有毒的、贵重的流体被用作流动相。
随着微柱gao效液相色谱(HPLC)的发展,出现了填充柱式SFC。这类色谱采用HPLC普遍使用的柱子和填料,根据流动相的特点,由HPLC改装而成,成功地用于分析某些热敏性、低挥发性、极性化合物。对于填充柱式SFC,其样品的分离和收集被认为优于毛细管GC和HPLC。由于超临界流体的高扩散性和低粘性,使分离速度加快,同时由于密度的变化可直接影响流动相的溶剂化能力,因此可通过改变影响密度的因素(如压力、温度等)较容易地使欲分离物质从流动相中分离出来,收集起来。因此,填充柱式超临界流体色谱SFC不仅可用于物质的分析,而且在此基础上发展了制备型超临界流体色谱SFC。
一、超临界流体色谱(SFC)的流动相超临界流体是指温度和压力高于其临界值时的一种物质状态,兼具气体和液体的特点,具有以下性质:
(1)其扩散系数高于液体1—2个数量级,这种高扩散性在传质过程中使得SFC流动相的Z佳流速总是高于LC。因此,达到相同的分离效率,SFC往往比LC快;
(2)超临界流体的粘度
... 查看全文超临界流体色谱为20世纪80年代发展和完善起来的一种新技术,其为通过流动相(超临界流体作为流动相)的溶剂化能力来进行分离、分析的色谱过程。
超临界流体作为流动相的一种色谱方法,即是超临界流体色谱法。超临界流体的物理性质介于气体和液体之间。
介绍
20世纪80年代,超临界流体色谱这一崭新的色谱技术被发展了起来,因为其具备气相和液相均没有的优点,并且可以对气相和液相色谱不能解决的一些对象进行分离和分析,得到了十分广泛的应用和非常快的发展。
特性
超临界流体的特性
超临界流体所具有的物理性质对于分离非常的有利,这些物理性质正好处于气体和液体之间,超临界流体与气相色谱有着十分接近的扩散系数和粘度。所以溶质有着非常小的传质阻力,GX快速的分离更加容易获得。另外一方面,它的密度类似于液相色谱,如此为较低温度下对热不稳定,相对分子质量大的物质的分析提供了便利。除此以外,如扩散,粘度和溶剂力超临界流体的物理性质和化学性质均是密度的函数。所以,仅需对流体的密度进行改变,就能够使流体的性质得到改变。由类似气体至类似液体,不需要通过气液平衡曲线,超临界流体色谱中的程序升密度就和液相色谱中的梯度淋洗与气相色谱中程序升温度相当。
物质的临界点
一些物质具有三相点和临界点,在三相点下,物质的气,液,固三态处于平衡状态,在物质的超临界温度下,其气相和液相具有的密度一致,当超过临界温度,那么无论有多大压力被施加,气体也不会液化,当物质的温度和压力超过临界温度和临界压力,物质存在的状态为超临界流体。也就是说,在超临界状态下,流体的密度会随着温度,压力的升降而改变。临界温度一般会比物质的沸点和三相点要高。
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概述
就动力学而言,超临界流体的黏度要低于液体,大于液相色谱的线速度也能够被使用,扩散系数为液体的10-100倍,具有比较高传质速率,所以和GX液相色谱相比较,它的柱效更加的高以及分析速度更加的快。
就热力学而言,超临界流体的密度为气体的100-1000倍,相近于液体的密度,无论是溶解能力还是溶质的作用力均与液体比较相似。
对比
SFC由于其超临界流体自身的一些特性,使该方法和气相和液相色谱法相比较,优势更加的高。
1.SFC与LC的比较
SFC的检测器应用广。SFC能够和各种类型的GC、LC检测器进行连接,例如傅里叶变换红外光谱(FTIR)、紫外(UV)、荧光(FLD)、质谱(MS)、氮磷检测器(NPD)以及氢离子火焰(FID)等检测器。
和LC相比较,SFC所消耗的流动相的量更加的少,能够更加安全地操作。
SFC的分析时间更短,因为超临界流体有着较低的粘度,所以和GX液相色谱相比较,超临界流体色谱的有着快得多的流动速率,,在Z小理论塔板高度下,SFC的流动相速率大约为HPLC的3-5倍,所以缩短了分离的时间。
SFC的总柱效要高于LC,毛细管SFC总柱效能够达到百万,能够对非常复杂的混合物进行分析,而LC的柱效要低很多。
2.SFC与GC的比较
SFC溶剂具有更强的溶解能力,在SFC中,许多非挥发性组分有着较大的溶解度,能够对非挥发性的高分子、生物大分子等样品进行分析。
SFC有比较强的可选性压力程序、温度程序能够被SFC所选用,不同的流动相或者改性剂也能够被SFC所选用,所以有着更为广泛的操作条件的选择范围。
与GC相比较,SFC能够用更低的温度,使对热不稳定化合物的有效分离实现,因为降低了柱温,改进了分离选择性,从而使手性化合物能够被分离。
因为超临界流体的
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结构
1、限流器(阻尼器)
限流器必须装于超临界流体色谱仪之上,使系统维持一个合适的压力为它的作用。目的是为了在整个分离过程中,流体的状态一直为超临界流体。另外一个方面,利用它将流体转换为气体,使相的转变得以实现。在对氢火焰离子化检测器进行使用时,为了使谱柱的出口压力缓慢地降至常压得到保证,应当在检测器之前放阻力器。对可以承受高压的其他检测器进行使用,能够在检测器之后放阻力器,阻力器通常应当保持在300-400摄氏度,从而避免高沸点组分的冷凝。
2.检测器
SFC能够使用各种GC和HPLC检测器。
氢离子火焰(FID)使用的Z多,5-7毫米为限流器到FID喷嘴的Z佳距离。
当有有机改性剂存在于流动相时,对于FID不适用,所以通用检测器选用蒸发光散射检测器(ELSD)。
测定多氯联苯、有机磷、硫、氨基甲酸酯农药等能够使用如电子捕获(ECD)、火焰光度检测器(PFD)、氮磷检测器(NPD)等元素选择性检测器。
含有机改性剂流动相常用的检测器为紫外吸收(UV)检测器,耐高压为对于检测池的硬性要求。
包括质谱(MS)、傅里叶红外光谱(FTIR)、核磁共振(NMR)各种结构分析检测器。
除此以外等离子体发射光谱检测器、电导检测器、荧光检测器等也可以用于SFC的检测器。
3、高压泵
螺旋注射泵和往复柱塞泵为SFC主要常用的高压泵,通常需要冷却泵的缸体至0-10摄氏度,不比400×105为基本的工作压力要求。流量的可调节范围在每分钟0-500毫升之间,程序升压或程序升密度均可以较快地进行,并且具有较好的重现性,尽可能的使压力脉动比较小,除此以外,泵体耐腐蚀性强也是基本的要求。从前大部分SFC只有一个泵,当对二元或多元流动相进行使用时,通过预混合钢瓶,使流动相组成随着压力的下降
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