纸色谱，薄层色谱及反相分配色谱的固定相和分离机制有哪些不同

超临界流体色谱及使用方法

超临界流体色谱（Supercritical Fluid Chromatography, SFC）是一种结合了液相色谱与气相色谱优点的分析技术。在现代分析化学领域，SFC被广泛应用于分离和分析复杂化合物，特别是在药物、食品、环境和材料科学等领域中。该技术利用超临界流体（通常为二氧化碳）作为流动相，具有较低的粘度和较高的扩散性，使得分离效率和分析速度都得到了显著提高。本文将深入探讨超临界流体色谱的基本原理、使用方法以及其在实际应用中的优势。

超临界流体的基本概念

超临界流体指的是当某种物质的温度和压力超过其临界点时，所形成的一种具有液体和气体特性相结合的物质状态。二氧化碳是常用的超临界流体，它在临界温度为31.1℃、临界压力为7.38MPa下能转变为超临界状态。与传统溶剂相比，超临界二氧化碳不仅具有较低的粘度、较高的扩散性，还能根据温度和压力的变化调节其溶解能力，这使得SFC在分离不同性质的化合物时具有独特的优势。

超临界流体色谱的工作原理

超临界流体色谱的基本原理与传统的液相色谱相似，但其流动相为超临界流体。在SFC中，样品通过样品注射器注入色谱柱，流动相（如超临界二氧化碳）通过色谱柱带动样品分子流动。样品分子在色谱柱中与固定相（通常为硅胶或聚合物基材）发生相互作用，根据不同的亲和力被分离。由于超临界流体的溶解能力较强，SFC能够在较低的温度和压力下完成分离过程，这对一些热敏感性物质的分析具有重要意义。

超临界流体色谱的使用方法

在实际操作中，超临界流体色谱的使用方法通常包括以下几个步骤：

1. 样品准备：首先需要将待分析的样品溶解于适当的溶剂中，通常选择非极性溶剂，以确保样品能在超临界流体中溶解。

2. 仪器设置：超临界流体色谱仪的核心部件包括高压泵、超临界流体发生器、色谱柱、检测器等。用户需要根据样品的性质设置合适的温度、压力和流速。对于二氧化碳而言，通常需要将其加压至临界压力以上，并调整温度至30℃到60℃之间，以确保其处于超临界状态。

3. 色谱分离：将准备好的样品注入色谱柱，超临界流体作为流动相与样品在色谱柱内发生相互作用。根据样品与固定相的相互作用力不同，样品会被分为不同的组分，通过色谱柱出口被检测器检测。

4. 结果分析：SFC的检测器常用的是紫外检测器（UV）、示差折光检测器（RID）或者质谱检测器（MS）。通过检测不同组分的保留时间和响应信号，可以准确分析样品的成分及含量。

超临界流体色谱的优势与应用

与传统的液相色谱和气相色谱相比，超临界流体色谱具有许多独特的优势。SFC能够在较低温度下进行分离，这使得它特别适用于热敏性化合物的分析。由于超临界流体具有较低的粘度和较高的扩散性，SFC能够提高分离效率和分析速度。超临界流体色谱可以通过调整温度和压力来优化分离过程，为各种化合物的分离提供了更大的灵活性。

在实际应用中，超临界流体色谱已被广泛应用于制药、食品、环境分析等领域。例如，在药物分析中，SFC能够高效地分离复杂的药物成分，确保药物的纯度和质量。在食品分析中，SFC能够快速分离脂肪酸、香料成分等，提高了检测效率和准确性。

结语

超临界流体色谱作为一种高效、灵活的分析技术，凭借其在分离效率、分析速度和样品适应性方面的优势，已成为许多领域不可或缺的分析工具。随着技术的不断进步，超临界流体色谱的应用前景将更加广阔，为更多领域的科学研究和产业应用提供了强有力的支持。

HILIC分离机制

HILIC是一种复杂的分离技术，通过多种相互作用模式来实现保留。

这些相互作用的权重（中哪种是主要作用）是基于固定相、流动相和分析物的理化特性。

为了得到可靠和稳健的HILIC方法，了解潜在的不同相互作用（了解可能存在的不同相互作用）是很有帮助的。

这样可以为待进行的方法开发合理选择色谱柱和条件。（这样可以为方法开发的色谱柱和条件做出合理的选择）
HILIC中的流动相通常包含大量的乙腈（>70%）以及至少3%的水。

水性组分使得极性固定相周围存在亲水环境，并且形成吸附水层以便分析物分散（分配）。

主要的HILIC保留机制包括：
分析物分散（分配）到吸附水层，各种极性相互作用和静电（即离子交换式）相互作用（参见图3）。

如果将极性分析物通入（极性分析物进入）HILIC环境中，则可使用这些保留机制中的任意一种（则物质的保留可能是任何一种机制作用，也可能是所有机制同时作用）。

图3
潜在HILIC保留机制图示

极性分析物通常包含能够与其它极性基团相互作用的各种基团，如：固定相上的基团。极性相互作用包括氢键和偶极-偶极与其它基团的相互作用。带

电分析物也可以进行静电或离子交换式相互作用，其中分析物可以被固定相吸引或排斥。

例如，一个带负电的或酸性的分析物会被带负电的（即酸性的）固定相排斥。

但是，带正电的或碱性的分析物可被带负电的（酸性的）固定相保留，反之亦然。

ACE HILIC色谱柱固定相：

过去，许多HILIC固定相都采用非键合硅胶。

这些酸性相提供了必要的相（固定相必要的）极性，以在（使其能）HILIC模式中与高有机物含量洗脱剂很好地相互作用。

非键合硅胶相很有（好）用，所以仍在广泛使用。

Z近，在市场上已经可以买到专门用于HILIC环境的各种键合相（固定相）。

这些新的极性键合相根据相（固定相的）特性可分为很多种，包括酸性的、碱性的、中性的和新型的化学相。

ACE HILIC组合目前包括酸性的、中性的和碱性的固定相。

这些相已被证实可相互提供不同的选择性。
这些（三款）ACE相（固定相）彼此提供了替代选择性，可参见图4.九种组分混合物中的中性和带电分析物，在相同条件下，对三种不同的ACE HILIC相（在三款不同固定相的ACE HILIC色谱柱上）显现出不同的保留和洗脱顺序。

这清楚地表明：HILIC模式下各ACE HILIC固定相之间存在选择性差异，使得这三种色谱柱成为HILIC方法开发的理想选择。

图4
ACE HILIC固定相范围内洗脱顺序的对比
色谱柱：150 x 4.6 mm, 5 μm
流动相：10 mM甲酸铵，pH4.7（溶于MeCN/H2O中）（90:10 v/v）
流速：1.5 mL/min
温度：25 °C
检测：UV, 254 nm
样品：
1) 对氨基苯甲酸
2) 4-羟基苯甲酸
3) 烟酰胺
4) 醋丁洛尔
5) 腺嘌呤
6) 扁桃酸
7) 酪胺
8) 阿替洛尔
9) 2’-脱氧鸟苷

ACE HILIC-A相

ACE HILIC-A相能形成负电荷，并显示出高（强）阳离子交换能力。

带电的碱基（碱性物质）对ACE HILIC-A相进行（产生）静电吸引，而带电的酸性物质则被排斥。
ACE HILIC-A相的带电程度取决于流动相的pH值。

ACE HILIC范围的推荐pH限值为pH2.0到pH7.0。

通过增大pH值，固定相上的负电荷将变得更明显，从而保留更多的阳离子分析物。

ACE HILIC-N相

中性ACE HILIC-N相对阴阳离子都显示出较低的离子交换能力。

ACE HILIC-N相的保留机制包括极性相互作用、吸附和一定程度的分散（分配能力）。

ACE HILIC-B相

ACE HILIC-B相具有合理的阴离子交换能力，从而可保留酸性分析物，同时碱性分析物将被排斥。

与ACE HILIC-A相似，pH值可影响固定相的电荷，因此可减弱或增强该相的正特性（该相的正电荷特性）。

超临界流体色谱仪（Supercritical Fluid Chromatography, SFC）作为一种新型的分离技术，在化学分析领域中应用广泛，特别是在药物、食品以及环境监测等行业。本文将深入探讨超临界流体色谱仪的基本原理、应用领域以及操作技巧，帮助读者理解这一技术在实际操作中的优势与应用场景。

超临界流体色谱仪的基本原理

超临界流体色谱仪基于超临界流体（SCF）的独特性质进行分离。超临界流体是指在温度和压力超过其临界点的条件下，流体具有既不像气体也不像液体的性质，具备较高的溶解能力和低的粘度。这使得超临界流体可以在不需要高温的情况下，提供较好的分离效果。在SFC中，通常使用二氧化碳（CO₂）作为超临界流体，它不仅环保、低成本，而且具有较好的溶解能力，能够有效地分离复杂的化合物。

超临界流体色谱仪的优势

与传统的液相色谱（HPLC）和气相色谱（GC）相比，SFC具有几个显著的优势。SFC采用的超临界流体具有较低的粘度和较高的扩散性，能够在较低的压力下进行分离操作，减少了对分离柱的压力要求，延长了设备的使用寿命。SFC能够有效分离高分子量的化合物和非挥发性化合物，这使得它在复杂样品的分离中表现出色。SFC相比传统液相色谱能提供更高的分离效率和更快的分析速度，适合用于高通量分析。

超临界流体色谱仪的应用领域

超临界流体色谱仪在多个行业中得到了广泛的应用。在药物研发中，SFC常用于手性化合物的分离，它能有效分离具有相同化学结构的对映体，是药物分析中不可或缺的工具。SFC在食品分析中也发挥着重要作用，能够检测食品中的添加剂、农药残留等有害物质，确保食品安全。在环境监测中，SFC可以有效分离空气中的挥发性有机化合物（VOC），帮助环境检测和污染控制。

超临界流体色谱仪的操作技巧

在实际操作中，超临界流体色谱仪的使用需要注意几个关键点。操作人员需确保超临界流体的流速和压力维持在理想范围，以保证分离效果的稳定性。选择合适的色谱柱和流动相对于分离效率至关重要。对于不同样品，可能需要调整流动相的组成和浓度，以优化分离性能。温度和压力的精确控制也是保证实验成功的关键因素，任何偏差都可能导致分离效果的降低。