超临界流体色谱的分离机理及应用探究

超临界流体色谱的流动相是超临界流体，其性质介于气体和液体之间。超临界流体的特点见表8-7。

表8-7　色谱流动相气体、超临界流体和液体的性质

（1）分离柱常使用毛细管柱，对高沸点、大分子试样的分离效率大大提高，这在液相色谱中是难以实现的。

（2）与气相色谱相比，可处理高沸点、不挥发试样。

（3）与高效液相相比，流速快，具有更高的柱效和分离效率，可采用多种检测方式。

超临界流体的流动相有CO2、N2O、NH3、C4H10、SF6、Xe、CCl2F2、甲醇、乙醇、乙醚等。其中，CO2无色、无味、无毒、易得，对各类有机物溶解性好，在紫外光区无吸收，应用最为广泛，缺点是极性太弱，可加入少量甲醇等改性。

超临界流体色谱可以是填充柱色谱，也可以是毛细管柱色谱。填充柱色谱的固定相为固体吸附剂硅胶、键合到载体（硅胶或毛细管壁）上的高聚物、液相色谱的柱填料。毛细管柱超临界流体色谱必须使用特制柱，内径为50μm和100μm，长度为10～25m，以耐超临界流体萃取，固定液须键合交联在毛细管壁上。(www.xing528.com)

超临界流体色谱的分离机理与气相色谱和液相色谱相同，不同之处是压力变化对超临界流体色谱中两相分配产生显著影响。

超临界流体色谱的一般结构流程如图8-15所示。超临界流体CO2在进入高压泵之前需要预冷却，高压泵将液态流体经脉冲抑制器注入恒温箱中的预平衡柱进行压力和温度的平衡，形成超临界状态的流体后，再进入分离柱，为保持柱系统的压力，还需要在流体出口处安装限流器。限流器采用长度为2～10cm、内径为5～10μm的毛细管。限流器的安装位置取决于检测器的类型。

图8-15　超临界流体色谱仪结构流程示意图

超临界流体在进入检测器之前，如果限流器将其转变为液态，则可使用液相色谱的检测器，以紫外检测器应用较多。如果在检测器之前，限流器将超临界流体的流动相转变为气态，可使用气相色谱检测器，以FID检测器应用较多。

超临界流体色谱的分离特性及其在检测器方面的灵活性，使不能转化为气相、热不稳定化合物等气相色谱无法分析的试样及不具有任何活性官能团、无法检验也不便用液相色谱分析的试样，均可以方便地采用超临界流体色谱分析，如天然物质、药物活性物质、食品、农药、表面活性剂、高聚物、炸药及原油等。图8-16为采用填充柱超临界流体色谱分析低聚乙烯的色谱图。分离柱：10cm×0.01cm，5μm氧化铝正相填充柱；流动相：CO2；压力：10MPa保持7min，然后在25min内升至36MPa；保持36MPa至结束；柱温：100℃；检测器：FID。

图8-16　平均相对分子质量为740的低聚乙烯的超临界流体色谱图