超臨界流體色譜分析高效毛細管電泳分析4.5其他色譜儀器分析法4.5.1超臨界流體色譜

Supercriticalfluidchromatograph,SFC

超臨界流體色譜是以超臨界流體作為流動相的色譜方法。

早在1879年J.B.Hannay等就發(fā)現(xiàn)了乙醇超臨界流體能提高對金屬鹵化物的溶解能力。1958年人們首次實現(xiàn)了超臨界流體色譜分析。物質通常以三種狀態(tài)存在，即固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。常識告訴我們，物質在較低溫度下，當不斷增加氣體的壓力時，氣體會轉化成液體，當溫度升高時，液體的體積會膨脹。但是，一些物質在特定的壓力或溫度下，還有一種狀態(tài)叫超臨界狀態(tài)。某些物質存在著一個臨界溫度（Tc）和臨界壓力（Pc），在高于Tc和Pc后，物質不會成為液體或氣體，這一點通常叫臨界點。在臨界點以上的范圍內，物質狀態(tài)介于氣體和液體之間，這一范圍內的流體被稱為超臨界流體。超臨界流體即不是氣體，也不是液體，但兼有氣體的低粘度，液體的高密度以及介于氣液之間的擴散系數(shù)特征。圖4.5-1純物質的相圖表4.5-1氣體、液體和超臨界體物理性質的比較表4.5-2一些超臨界流體的性質圖4.5-2CO2密度與壓力及溫度的關系

超臨界流體對溶質的溶解能力隨密度增大呈比例增加。

常用的超臨界流體為二氧化碳，其臨界溫度為31.1℃，即達到這個溫度以上，怎樣加大壓力它也不會轉變成液體，系統(tǒng)中存在的是“高密度的氣體”。二氧化碳的臨界壓力為7.39MPa，如果小于這個壓力，無論溫度如何降低，它也不會液化。在分離檢測原理上，SFC與氣相色譜法和高效液相色譜法沒有多大的區(qū)別。但是同氣相色譜相比，超臨界流體色譜儀的工作壓力較高，一般為(7.0~45.0)MPa；和高效液相色譜儀也不一樣，SFC的色譜柱溫度較高，一般從常溫到約250℃。操作過程可通過壓力（或密度）的程序變化（相當于梯度洗脫）、溫度程序變化（程序升溫或降溫）實現(xiàn)最佳的分離。

1-流動相貯罐；2-調解閥；3-干燥凈化管；4-截止閥；5-高壓泵；6-泵頭冷卻裝置；7-微處理機；8-顯示打印裝置；9-熱交換柱；10-進樣閥；11-分流阻力管；12-分流加熱出口；13-色譜柱；14-限流器；15-檢測器；16-恒溫箱；17-尾吹氣圖4.5-3超臨界流體色譜儀流程超臨界流體色譜儀兼有氣相色譜和高效液相色譜儀兩方面的特點，它即有氣相色譜的恒溫箱，又有高效液相色譜的高壓泵，整個系統(tǒng)處于高壓狀態(tài)，要使系統(tǒng)穩(wěn)定工作，必須有很好的氣密性。二氧化碳是超臨界流體色譜最常用的流動相，它的優(yōu)點是成本低、無毒、不燃燒、容易純化，易揮發(fā)，柱溫(40~50)℃就已超過臨界溫度，另外同檢測器匹配的性能也較好。它的不足是極性低，對極性大的化合物往往要加入改性劑（如甲醇等）才能滿足分離和萃取的要求。限流器是SFC關鍵部件，它的作用一方面是使其兩端保持在不同的相，另一方面又能通過它迅速實現(xiàn)相變，即迅速實現(xiàn)流動相的相變和樣品轉移。超臨界流體色譜儀可用于食品中油脂、農藥殘留分析等方面。超臨界水（Supercriticalwater）SFC看起來似乎缺少一種合適的流動相。超臨界水合適嗎？超臨界水用途。地球上最高的水溫是464℃，你相信嗎？4.5.2高效毛細管電泳法HighPerformanceCapillaryElectrophoresis,HPCE

毛細管電泳CE是近十幾年來高速發(fā)展起來的一種分離技術，是電色譜法的重要分支。從運行模式上可分為自由區(qū)帶電泳CZE、等電聚集電泳CIEF、等速電泳CITP等。毛細管電泳又稱高效毛細管電泳HPCE或毛細管電分離法CESM，是一類以毛細管為分離通道，以高壓直流電場為驅動力的新型液相分離分析技術，是繼高效液相色譜之后的又一重大技術進展，它使分析科學得以從微升水平進入納升水平，被人們稱之為20世紀90年代分析化學界最重要的事件之一。這種技術現(xiàn)已廣泛應用于生物大分子如DNA測序、蛋白質分離上。在食品分析上，已有食品添加劑、藥物殘留分析等方面的大量報道。HPCE的特點：優(yōu)點☆靈敏度高（可檢出1pmol/L或更低），耗資少，不產生污染；☆

一般不需填充或復雜處理過程，價格相對較低，約為色譜柱的(10~20)%；☆運行環(huán)境是在水介質緩沖溶液中，而HPLC常常采用水和有機溶劑，易造成二次污染；☆樣品消耗量很小，每次進樣量僅是納升級，可以活體進樣；☆在直流電場驅動下運行，緩沖液的消耗量約為色譜溶劑消耗量的百萬分之一；☆分離柱效高，尤其在分離生物大分子時，有不可取代的優(yōu)點，理論塔板可達40萬/m以上。☆應用范圍廣，而且對樣品的預處理要求較低。無機、有機離子或電中性離子都可以用同一根毛細管柱進行分離，僅僅需要改變運行的緩沖液，而不需要象色譜分析那樣經常更換不同固定相的色譜柱。缺點與不足☆定量的再現(xiàn)性差，納升級進樣在技術上尚需改進；☆靈敏度難以滿足要求（需要在線富集或超高靈敏度的檢測器）；☆電滲變化對分離重現(xiàn)性有較大影響。毛細管電泳分離的原理，主要是組分沿管軸方向運動的速度差異造成的。與賽跑一樣，混合物在遷移過程中，各種樣品分子因本身的速度不同，將逐漸分成不同的方陣（區(qū)帶），快者在前，慢者落后，分離的時間或距離越長，方陣越小，數(shù)目越多，距離越大，“分離”就越好。電泳和色譜的分離都是速差過程，所不同的是作用力不同，電泳是電場力，色譜是分子間力和靜電力。帶電粒子在直流電場作用下于一定介質（溶劑）中所發(fā)生的定向運動就是電泳，單位電場下的電泳速度（v/E）稱為電遷移率或淌度。研究結果表明，離子所帶電荷越多，解離度越大、體積越小、溶液的粘度越小，電泳速度就越快。電滲概念是毛細管電泳經常涉及的，它是指毛細管中的溶劑因軸向直流電場作用而發(fā)生的定向流動，電滲的方向與管壁上固體表面電荷所具有的電泳方向相反；電滲的強度與管壁上不能遷移的離子或帶電基團的數(shù)量或固液界面成正比。1-高