超临界流体色谱(supercritical fluid chromatography，SFC)是为了扩宽高效液相色谱(HPLC)的应用范围而发展起来的一种绿色环保高效的柱色谱技术。CO2是最常用流动相，可以与不同极性的有机溶剂混匀。流动相兼容的特点决定了固定相种类的丰富性，几乎液相色谱上所有的固定相都可以应用在SFC上，有效拓宽了分析物的极性范围，使得SFC在制药、食品、环境以及天然产物等多个领域发挥重要作用。

超临界流体色谱

超临界流体色谱是使用超过临界温度和临界压力的流体作为流动相进行分析的一种色谱技术。SFC采用超临界流体作为流动相，相对动力学性质介于气体和液体之间。扩散系数和黏度系数与气体近似，密度与液体近似，因此SFC综合了高溶解性和高扩散性的优势。如图1所示，从分离模式的角度分析，SFC与HPLC非常类似，流动相都发挥着重要作用，不仅体现在分析物会直接溶解于流动相中，还体现在流动相会与分析物竞争固定相表面，从而影响分析物与固定相之间的相互作用。但同HPLC所用的液体流动相相比，超临界流体的黏度低，扩散快，表面张力小，样品在SFC上的分离速度更快。超临界流体是高度可压缩的，流动相密度对分析物保留的影响很大。因此在SFC中，柱温和背压是调整分析物保留的重要参数。增加背压，流动相的密度会变大，溶解能力增强，保留时间缩短。柱温会带来双重的影响，一方面升高温度会降低流动相的密度，削弱溶解能力，保留时间延长;另一方面升高温度可增加分析物分子的能量，保留时间缩短。尽管可以通过调节溶剂密度来改变化合物的保留，但是并不能充分改变溶剂的极性。目前使用最多的超临界流体是CO2，从图2的相图可以看出，它的临界条件较温和(临界温度Tc=31℃，临界压力Pc=7.4 MPa)，更重要的是CO2具有很好的互溶性，能够与强极性有机溶剂(甚至是微量水)混溶。这样的性质使得SFC流动相的极性范围得到了真正的改善，能够扩展至比正相色谱(NPLC)和反相色谱(RPLC)更宽的范围。除了上述独特的性质外，基于CO2的流动相还可以兼容多种固定相。在HPLC中，根据色谱模式的不同，固定相的划分比较明确，如硅胶柱只适用于NPLC，而C18色谱柱只能应用于RPLC。但是在SFC中，色谱柱的极性范围可以从C18色谱柱逐渐过渡到硅胶柱。另外得益于商品化SFC仪器的发展，其稳定性、重复性和精密性显著提升，SFC逐渐变成主流的柱色谱技术之一，在多种分离场景下表现出超越HPLC的分离能力。

应用SFC分离样品时，首先要了解分析物的性质，一般认为可以溶于常见有机溶剂的化合物就可以通过SFC分析。为了科学严谨地表明能应用于SFC分析物的适用范围，不同类型的化合物在SFC上的保留，发现弱极性到中等极性的化合物更适合SFC的分析。根据分析物的极性以及分离要求，挑选出最有潜力的固定相进行后续实验。为了得到合适的保留时间和理想的选择性，一般需要加入助溶剂以及添加剂。常用的助溶剂包括甲醇、乙醇、异丙醇以及乙腈等，为了提高选择性，也会选择两种或多种常见的助溶剂混合使用。分析物的酸碱性会影响色谱峰的形状。一般来说，当分析物为酸性时，会选择甲酸、三氟乙酸等作为添加剂;当分析物为碱性时，会选择添加三乙胺、氨水等来改善峰形。有时为了增加流动相的极性以及改善分析物的峰形，会选择少量水作为添加剂。在实验操作中，也会通过调节背压、柱温等参数来获得更好的分离效果。

超临界流体的四个特性：

①密度和溶剂化能力接近液体

②超临界流体的扩散系数介于气态和液态之间，其粘度接近气体；

③当流体状态接近临界区时，蒸发热会急剧下降，至临界点处则气—液相界面消失，蒸发焓为零，比热容也变为无限大。

④流体在临界点附近的压力或温度的微小变化会导致超临界流体密度相当大的变化，从而使溶质在流体中的溶解度也产生相当大的变化。这是超临界萃取工艺的设计基础。

文章来源： 色谱等网络整编