超臨界流體和超臨界流體色譜資料

超臨界流體和超臨界流體色譜主要內(nèi)容超臨界流體超臨界流體色譜超臨界流體色譜與液相色譜的比較Thar超臨界流體色譜儀其他品牌SFC超臨界流體Supercritical

Fluid

（SCF）純物質(zhì)相圖物質(zhì)超狀臨界流體密與度氣體和液粘體度的一些擴(kuò)物散理系性數(shù)質(zhì)比較態(tài)

(g/cm3)

(g/cm/s)

(cm2/s)氣態(tài)(0.6-2)x10-3(1-3)x10-4

0.1-0.4液態(tài)0.6-1.6(0.2-3)x10-2(0.2-2)x10-5SCF0.2-0.9(1-9)x10-4(2-7)x10-4SCF物理性質(zhì)SF物質(zhì)流體名稱臨界壓力(bar)臨界溫度(℃)臨界密度(g/cm3)二氧化碳73.831.10.433水217.6374.20.332氨112.5132.40.235乙烷48.132.20.203乙烯49.79.20.218二氧化氮71.736.50.450丙烷41.996.60.217戊烷37.5196.60.232丁烷37.5135.00.228無(wú)色、無(wú)毒、無(wú)味，不易燃，化學(xué)惰

性，價(jià)格便宜，易

制成高純度氣體超臨界流體色譜(supercritical

fluichromatography，簡(jiǎn)稱SFC)流動(dòng)相:超臨界流體或亞臨界流體固定相:固體吸附劑(如硅膠)或鍵合到載體(或毛細(xì)管壁)上的高聚物分離機(jī)理:與氣相色譜(GC)及液相色譜

(LC)一樣，即基于各化合物在兩相間的分配系數(shù)不同而得到分離SFC始于20世紀(jì)60年代。

直到20世紀(jì)80年代早期開發(fā)成功了空心毛細(xì)管柱式SFC，應(yīng)用于分析領(lǐng)域。

隨著微柱高效液相色譜(HPLC)的發(fā)展，出現(xiàn)了填充柱式SFC。這類色譜采用HPLC普遍使用的柱子和填料，根據(jù)流動(dòng)相的特點(diǎn)，由HPLC改裝而成，成功地用于分析某些熱敏性、低揮發(fā)性、極性化合物。

由于超臨界流體的高擴(kuò)散性和低粘性，使分離速度加快，同時(shí)由于密度的變化可直接影響流動(dòng)相的溶劑化能力，

因此可通過(guò)改變影響密度的因素(如壓力、溫度等)較容

易地使欲分離物質(zhì)從流動(dòng)相中分離出來(lái)，收集起來(lái)。因

此，填充柱式SFC不僅可用于物質(zhì)的分析，而且在此基礎(chǔ)上發(fā)展了制備型SFC。SFC發(fā)展

SFC可用于分離和分析一些GC和LC難以分離分析的物

質(zhì)，尤其在分析分離一些熱敏性、低揮發(fā)性等化合物方面表現(xiàn)出優(yōu)越性。

對(duì)于填充柱式SFC，其樣品的分離和收集被認(rèn)為優(yōu)于毛細(xì)管GC和HPLC。SFC流動(dòng)相CO2超臨界CO2用作SFC的流動(dòng)相，其最大的缺點(diǎn)是不能洗脫極性化合物。在多數(shù)情況下，CO2對(duì)結(jié)構(gòu)或分子量相似的物質(zhì)的分離能力是不足的。為增加其溶劑化能力，往往需要在其中加入少量的極性改性劑。在C02中加入夾帶劑后的超臨界流體的臨界溫度和壓力升高,一般在亞臨界狀態(tài)下操作.亞臨界流體亞臨界流體或近臨界流體（Sub-Supercritical

Fluid）溫度和壓強(qiáng)稍低于臨界值時(shí)的高壓流體物理狀態(tài)接近液體物理性質(zhì)接近SF,粘度低,擴(kuò)散性好,溶解能力強(qiáng)SFC極性?shī)A帶劑（co-solvent）甲醇methanol使用最多。這是由于甲醇與CO2形成的二元混合物的臨界溫度和臨界壓力不太高，并且甲醇的極性在低碳醇中比較大異丙醇(much

stronger

than

methanol)乙腈Acetonitrile四氫呋喃THF正己烷Hexane,二氧乙烷dioxane根據(jù)被分析物的溶劑情況選擇參考混合物臨界曲線，保證在單相區(qū)以內(nèi)SFC添加劑Additive對(duì)于強(qiáng)極性的化合物僅加入極性改性劑是不夠的

為實(shí)現(xiàn)對(duì)強(qiáng)極性物質(zhì)的SFC分離，在改性劑中加入了微量的強(qiáng)極性有機(jī)物(稱之為添加劑)成功地分離了有機(jī)酸和有機(jī)堿

流動(dòng)相中微量強(qiáng)極性添加劑的加入拓寬了SFC的適用范圍舉例:例如，加入0.05%到0.5%三乙胺（triethylamine）或者二乙基甲胺（diethylmethylamine）到改性劑中一輔助胺的洗脫

加入0.05%到0.5%乙酸（acetic

acid）或者三氟醋酸酐（trifluoroaceticacid）等來(lái)輔助洗脫酸性的物質(zhì).

少量(1-10mM)volatile

salts揮發(fā)性鹽(醋酸胺ammonium

acetate)的加入可以輔助洗脫極性和離子分析物.SFC固定相非手性柱：硅膠柱以及硅膠作為基質(zhì)的色譜柱:PhenylCyanoEthylpyridineDiethylaminopropylAminoDiolC-18,

C-8,

etc.手性柱：環(huán)糊精類多糖類氨基酸及酰胺類其他可配備GC、HPLC的各種檢測(cè)器質(zhì)譜、傅立葉變換紅外光譜UV

DAD

ELSD

MS

FID(ASTM)SFC檢測(cè)器固定相流動(dòng)相以及組成夾帶劑Co-solvents添加劑Additives溫度Temperature壓力PressureSFC可調(diào)參數(shù)SFC適用范圍SFC適用范圍很廣理論上，能夠用HPLC分離和測(cè)定的化合物，都可以用SFC來(lái)分離和測(cè)定某些用HPLC不能分離的物質(zhì)，用SFC也能得到較好的分離效果。能溶于甲醇或弱極性溶劑中的物質(zhì)分子量2000以下優(yōu)勢(shì)范圍

超臨界流體色譜由于具有溶解能力強(qiáng)、流動(dòng)性好、傳質(zhì)速率快等特點(diǎn)因而它比氣相色譜(GC)和高效

液相色譜(HPLC)具有更多的優(yōu)點(diǎn)

氣相色譜主要適用于熱穩(wěn)定性好、沸點(diǎn)不高、分子量小于400的化合物分析

液相色譜則可在室溫下分析高沸點(diǎn)、熱不穩(wěn)定、分子量大的化合物，但由于其檢測(cè)器的缺陷，也使其應(yīng)用范圍受到了一定的限制

而超臨界流體色譜恰好既具備了氣相色譜的高速、高效分析性能和液相色譜的高選擇性，且克服了上述缺陷，它可與多種檢測(cè)器兼容，是GC和HPLC

的有效補(bǔ)充SFC與HPLC比較

超臨界流體=使用了一種特殊的流動(dòng)相的液相色譜把SFC看作是正相HPLC

特殊的流動(dòng)相使得SFC相比于HPLC具有很多的優(yōu)勢(shì)相比較于液相色譜，SFC具有以下優(yōu)點(diǎn)：顯著減少了有機(jī)溶劑的使用量使用的主體流動(dòng)相為液體CO2，綠色且便宜易得大幅度降低了溶劑后處理的費(fèi)用及能耗減少了安全和健康隱患高處理量，低粘度和高傳質(zhì)系數(shù)可以達(dá)到更高的流速較短的平衡時(shí)間（可用梯度）具有更多的理論塔板數(shù)，分離度更好柱子兩端壓力差很小手性柱在超臨界流體中十分穩(wěn)定

制備級(jí)的SFC具有溶劑去除容易，沒有或者少量溶劑殘留，高處理量，高產(chǎn)量等優(yōu)點(diǎn)。分析上的優(yōu)勢(shì)速度快,相同條件的分析時(shí)間縮短2/3

柱效高,相同分析柱具有更好的分離效果分析柱的使用壽命更久綠色安全制備上的優(yōu)勢(shì)有機(jī)溶劑使用量大幅度減少快速,效率高分離容易10u,

250x.46mm,

Chiralpak

OD,

200bar,

40C,

10uL

injection,235nm,

4ml/min,

20%MeOH

+

0.2%IPNH10u,

250x.46mm,

Chiralpak

AD,

200bar,

40C,

10uL

injection,235nm,

5ml/min,

17%MeOH

+

0.2%IPNH10u,

250x.46mm,

Chiralcel

OF,

200bar,

40C,

10uL

injection,235nm,

4ml/min,

20%MeOH

+

0.2%IPNHEpinephrine

3mg/ml5u,

250x.46mm,

Chiralpak

AS-H,

300bar,

50C,

2uL

injection,235nm,

4ml/min,

16%MeOH

+

0.2%TEA/TFADistribution

of

Log

P

of

>5000

Commercial

Drugs.-20LogP246

8

10Practically

insolublein

Water<0.1mg/mL12DemonstratedSFC

Region-10

-8

-6

-4Data

from

Actelion

Corp.

Web

SiteSudan

Dye

Standards

–

1ppm*Detector

re0s.p0o0n6se0.0040.0080.010para

redmethyl

yellowsudan

Isudan

IIsudan

IIIsudan

IV0.008Detector

re0s.p0o0n6se0.0040.0020.0000.010sudan

orange

Gsudan

red

B0.0020.0000.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0

16.0

18.0

20.0

22.0

24.0Minutesimpurity377nm450nm505nm530nm505nm*thanks

to

Dave

Bolliet,

Kalsec,

Kalamazoo,MII

IIIIIIVSudan

I-IVW.

J.

Long,

et

al

reported

a

separation

ofcpds

I-IV

in

10

min

using

100

C/1.8micron

silica:

Pittcon,

16

March

200615

grams

of

mixture

purified

in

parallel

by

HPLC

and

SFCSFCSolvent

=

CO2/Methanol

80/20

vFlow-rate

=

70

ml/min15

g

purified

in

9

hoursUsed

1.9

gal

MeOH

+

7.6

of

CO2Cost

=

$

19.00

+

$

5.7

=

$

25.001.75

liters

of

MeOH

collectHPLCSolvent

=

Hexane/EtOH

97/3

v/vFlow-rate

=

16

ml/min15

g

purified

in

7.5

daysUsed

43

gallons

of

SolventsCost

=

$

430.0043.2

liters

of

solvent

collectedto

be

evaporated

:

energy,

time32.5

gallons

to

discard

:

$650.001.45

gallons

to

discard

:

$2Estimated

cost

of

a

purificationby

HPLC

=

$

1080.00

(plus

labor!!)

by

SFC

=

$

54.00If

200

SFC

purifications

per

year,

could

save

ca.

$

200K

of

solvent/yearThar超臨界流體色譜儀

美國(guó)Thar科技（Thar

Technologies）是超臨界流體技術(shù)和設(shè)備的領(lǐng)軍供應(yīng)商?；诙嗄甑某R界流體技術(shù)研

究經(jīng)驗(yàn)，Thar

Technologies研發(fā)并且制造了性能可靠，技術(shù)先進(jìn)的超臨界流體色譜儀。

Thar設(shè)計(jì)并生產(chǎn)分析，實(shí)驗(yàn)室以及工廠規(guī)模級(jí)的超臨界系統(tǒng)，提供科研和應(yīng)用服務(wù)，致力于新方法和應(yīng)用的研究。Thar已經(jīng)獲得了11項(xiàng)產(chǎn)品以及方法專利，有20項(xiàng)專利正在申請(qǐng)中。因?yàn)樵诔R界流體技術(shù)領(lǐng)域?qū)I(yè)的產(chǎn)品和服務(wù)以及和企業(yè)，政府和科研機(jī)構(gòu)建立的良好合作關(guān)系，Thar已經(jīng)達(dá)到了超臨界流體技術(shù)領(lǐng)域的國(guó)際水平。近20年來(lái)SFC領(lǐng)域唯一的新產(chǎn)品超臨界流體色譜系統(tǒng)SFC

EquipmentCO2

PumpMixing

SystemModifier

PumpInjection

Pump

orloopFractionCollectors

forPrepBack

pressureRegulatorPacked

SFCColumnDetector(s)Temperature

Control分類Analytical

SFCASFCAMDSSFCMSSFC-FIDSemi-Prep

SFCAMDS+Fraction

collectors4,6.10,12

collectorsPrep

SFCPrep

70Prep

200Prep

350分析型超臨界流體色譜分析型超臨界流體色譜流程圖分析型超臨界流體色譜的參數(shù)工作壓力范圍…可達(dá)400bar系統(tǒng)總流速…10ml/minCO2流速…0.1ml-10ml/min改性劑流速…0.01ml-10ml/min工作溫度…室溫+5℃-90℃溶劑選擇…多達(dá)六種選擇（集成在流體輸送模塊中）流體/溶劑兼容性…二氧化碳和大多數(shù)色譜溶劑色譜柱體積…最大10

mm

I.D;分析色譜柱檢測(cè)器…可變波長(zhǎng)UV/VIS、ELSD及其它檢測(cè)器eFluiddeliverymodul流體輸送模塊CO2

PUMP(食品級(jí)CO2)CO-SOLVENT

PUMP靜態(tài)混合器循環(huán)冷浴熱交換器壓力,溫度傳感器…流體輸送技術(shù)特點(diǎn):采用三頭柱塞泵輸送CO2,基線噪音小,平穩(wěn)使用食品級(jí)二氧化碳就可以達(dá)到很好的分離效果.(相比較于一般用HPLC改裝泵)溫度壓力傳感器可以實(shí)時(shí)監(jiān)控,可以使流量得到準(zhǔn)確控制泵頭冷卻,穩(wěn)定控溫可選冷卻加熱模塊（4℃-40℃）

孔板大?。?6位、96位深孔板，384位，48位自動(dòng)進(jìn)樣瓶

1.5ml

進(jìn)樣體積：0.1μl-1ml,增量0.1μl.可升級(jí)為CTC進(jìn)樣器,最大進(jìn)樣量達(dá)到5ml進(jìn)樣方法：全環(huán)或部分環(huán)進(jìn)樣分注單元：標(biāo)準(zhǔn)250μl（可選100μl，500μl，1000μl）

進(jìn)樣至整個(gè)流動(dòng)相中,而不是夾帶劑當(dāng)中,可以達(dá)到更大的進(jìn)樣量(0.1μl-1ml)Autosamplermodule自動(dòng)進(jìn)樣器模塊準(zhǔn)確，穩(wěn)定，精確：<0.1℃范圍：室溫+5℃-90℃可選熱電致冷范圍：5℃-90℃可柱連接

柱切換閥：6個(gè)色譜柱（特定模塊中）已經(jīng)開發(fā)出可同時(shí)容納12根色譜柱的柱溫箱,可同時(shí)放入6根分析柱和6根制備柱.Column

oven

with

injection

valve

and

columnselector

valve帶進(jìn)樣閥和柱切換閥的柱溫箱四個(gè)接口UV/VIS紫外/可見光

Detector

–

Photo

Diode

ArrayDetector二極管陣列檢測(cè)器ELSD蒸發(fā)光散射檢測(cè)器MS質(zhì)譜檢測(cè)器FID火焰離子檢測(cè)器Detector–檢測(cè)器Automated

Back

Pressure

Regulator自動(dòng)背壓控制器泵--控制流速BPR--控制壓力Thar公司的精確背壓控制器是超臨界流體領(lǐng)域壓力控制技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者(專利產(chǎn)品)。該單元中閥部件是電子控制，溫控部件可補(bǔ)償減壓過(guò)程的冷