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第22章其他分离分析方法

随分离分析技术发展,众多适用于混合物试样预分离或样品预处理、分离分析、制备分离的其他与色谱相关分离分析技术相继出现,如超临界流体色谱和萃取、逆流色谱、场流分离、多维色谱、膜色谱、固相萃取、固相微萃取等。
分析试样预处理是仪器分析的首要步骤,约占分析工作量的70%。这是试样初步分离、净化、痕量成分富集技术,是样品分离分析的重要组成部分。
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. 超临界流体和超临界流体色谱
超临界流体色谱(Supercritical Fluid Chromatography;SFC)是以超临界流体(Supercritical Fluid,SFS)为流动相的色谱技术。
在三相点下,气、固、液处在平衡状态,存在一个临界温度Tc和临界压力Pc。在高于Tc时,无论施加多大压力,物质也不会液化,即 Pc、Tc以上或临界点以上条件下,物质不会成为液体或气体,物质聚集状态为介于气体和液体之间的流体,这种流体称为超临界流体。
. 超临界流体和超临界流体色谱
从热力学上看,超临界流体的密度是气体的100~1000倍,和液体相近,具有和液体相似的溶解能力及与溶质的作用力。而从动力学上看,SFS的粘度比液体低,可以使用比液相色谱更大的线速度;扩散系数是液体的10-100倍,传质速率高,因而可以获得比HPLC有更高的柱效和更快的分析速度。
从理论上讲,SFC可分析不适用于GC高沸点、低挥发性样品和HPLC中缺少检测功能团的样品,约占色谱分离中25%的化合物。但1990s年代后期,SFC发展趋向低落。
超临界流体自身物理性质带来SFC方法局限性,这是人们在SFC发展初期认识不足的。SFs兼具液体的溶剂化能力和气体的低粘度、高扩散系数很难在同一条件下实现。

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SFC可使用HPLC和GC中各种固定相。填充柱微粒填料主要是硅胶化学键合固定相,用填充柱分析极性样品时,大多需在流动相中添加极性改性剂。开管柱固定相主要是聚甲基硅氧烷苯基甲基聚硅氧烷、交联聚乙二醇等。在手性分离中使用较多的是环糊精类固定相。
. 超临界流体色谱分离操作条件
SFC与GC分离操作条件不同,其操作压力较高,一般为70~450x105Pa;
和HPLC也不一样,其色谱柱工作温度较高,从常温到2500C。
流动相的压力和密度在每一温度下以同样方式影响保留值,甚至在类似GC区也一样,增加压力,k值降低。
而在较低温度下与HPLC的保留行为相似,k值随压力增加而降低。
. SFC与气相和高效液相色谱的比较
基于超临界流体密度、扩散系数、粘度等物理性质介于气体和液体之间,可以预计,在最小板高色谱条件下,分析速度和柱效SFC亦介于GC与HPLC之间。
根据速率理论方程,柱内径dC的毛细管柱最佳