超临界流体色谱-傅里叶变换红外光谱联用技术

王宝春，孙 萍，殷海霞，丁桃红

（1.江西中医药大学，江西 南昌 330000；2.江中药业股份有限公司，江西 南昌 330000）

超临界流体色谱-傅里叶变换红外光谱联用技术

王宝春1，孙 萍2，殷海霞1，丁桃红1

（1.江西中医药大学，江西 南昌 330000；2.江中药业股份有限公司，江西 南昌 330000）

介绍了超临界流体色谱和傅里叶变换红外光谱各自的操作原理、优势，以及联用的优势和必要。简单阐述了流通池和溶剂去除接口的性能和特点。以便日后此技术更好的发展。

超临界流体色谱，傅立叶变换红外光谱，联用

目前，联用分析技术飞速发展并且已经占领重要地位，应用十分广泛，成为现代分析化学的新宠。本文介绍的SFC/FTIR，就是新兴发展起来的一种很有前途的联用分析技术。超临界流体色谱具有自己独有的特点，例如溶解能力强、流动相密度大、粘度低、溶质扩散率大等，因此能够辅助气相色谱和其他色谱[1]。

1 超临界流体色谱

超临界流体色谱是一种以超临界流体作为流动相的分离色谱。分离与其他色谱一样，是不同化合物在两相间的分配系数不同因而分离。超临界流体它既不是气体也不是液体，但是均有两者的性质。它的粘度比流体低，密度又和流体差不多，扩散速度快，分离效率就比LC快[2]。所以超临界流体色谱在很多领域都有应用，它可以分离易挥发，热敏性的物质，对比于GC和LC在此方面很有优势。超临界的流动相一般采用液态的二氧化碳，它无毒无害无污染，是首选流动相[3]。与GC比，SFC的分离温度要更低，通过改变操作条件就会有更高的选择性且溶剂化能力要更强。相对于LC，SFC的总柱效要高得多，还有比其更宽泛使用的其匹配的检测器种类。所以，SFC具有分离效率高、短时间内分离、高质量产品及易于与检测器匹配等优点。但其弱点是操作和清理比较繁琐，噪音大，缺少相应的理论指导，发展十分缓慢。虽然SFC可以弥补GC和LC的不足，但是也不能完全取代，是色谱分析中的一种补充方法。

2 傅里叶变换红外光谱

傅里叶变换红外光谱仪，主要结构是由红外光源、干涉仪、样品室、检测器以及计算机数据处理系统和电源构成。是干涉后的红外光进行傅里叶变换的原理作为基础而开发的红外光谱仪，它不同于一般的色散型红外分光的原理，结构内部无单色器和狭缝，利用迈克尔逊干涉仪获得入射光的干涉图，然后通过傅里叶数学变换，把时间域函数干涉图变换为频率域函数图，是一种干涉型红外光谱仪。可以对被测组分进行定性和定量分析，在很多领域得到广泛的应用[4]。此色谱的主要特点有：分辨能力强。主要取决于反射镜的最大移动行程和移动质量，移动行程越大，分辨能力就越高，因此可以做到很高的分辨率[5]。扫描速度快。不到一秒钟就会扫描出一张红外光谱图，其质量极高，再进行多次的扫描，其光谱的重复性也非常好。信噪比高。信噪比是衡量系统测量灵敏度的一个重要性能指标。因内部采用迈克尔逊干涉仪，无分光器，不仅可减少光的损耗，还会增大光的信号，灵敏度提高，信噪比高，重现性也会非常好。极高的波数位精度。采用氦一氖激光器准确测定仪器内部动镜的位置，动镜是在结构内一直运转的零件，只有此部件才会不断运动。而仪器的性能好坏取决于它运转的精度。所以光程差可以测得非常精确，从而使计算灼光波谱数精确度0.01 cm-1。傅里叶光谱仪，只需改变分束器和光源，便可研究整个红外的光谱，所以具有宽的色谱范围。能量输出大。在色散型光谱仪中，其单色器包含有入射和出射狭缝，所以辐射能最有相当大的部分被狭缝挡住不能到达探测器。而迈克尔逊干涉仪没有狭缝装置，就有极大的输出能量，所以傅里叶光谱仪特别适合于测量微弱信号光谱[6]。

3 SFC/FITR联用技术

由此可知，红外光谱法与SFC特性恰巧相反，傅里叶光谱特点是具有十分强的鉴定能力，尤其是对异构体的鉴别，可以把被测组分的整体结构信息完整呈现，但红外光谱难以攻克的困难是分离能力会比SFC要弱的多。SFC/ FITR联用技术将两种分析方法的特点有效结合，联用后，不仅同时拥有两种方法的优势、还能克服各自自身的缺点，而且出现了两种色谱单独使用时所没有的检测功能。它具有的特点有：识别能力强、可输出大量信息、效率和可信度高。操作一次就可获得样品的色谱和红外光谱两种图谱，能对未知复杂试样进行准确鉴定；短时间内可检测完，对SFC馏分进行实时测量；操作并不复杂，它不用配制以上色谱和光谱的样品，故可简化分析程序、减少分析时间、缩短分析费用；自动化程度高，可对光谱数据可以自动收集数据、保存、处理和谱图分析显示，并能对所测光谱进行谱库检索。超临界流体色谱与红外光谱联用的接口方法与其他液相色谱的类似，有两种方法，流通池法和流动相去除法。

3.1 流通池法

超临界流体色谱流动相的性质应该具有选择性好，红外透明性好，溶解力强，溶质扩散系数大。一般采用液态CO2为流动相，它具有临界温度低的优点，而且仅在3800～3500 cm-1和2500～2200 cm-1间有较强的红外吸收，是SFC/FTIR很好的溶剂。

流通池是SFC/FTIR最重要的部分，采用差谱方法扣除流动相光谱的干扰，结构一般为圆柱形金属管，两端分别用红外窗密封。反射效率要高，灵敏度高，分辨能力强[7]。流动池接口方法也有不足：CO2耐压力差，压力上升时会导致色谱图基线跃升，低含量的组分无法检测[8]；CO2吸收谱带再3650 cm-1和2350 cm-1附近，醇、腈和炔类等化合物无法检出；流动池法限制使用极性改性剂，以免干扰被分析物的检定；超临界红外光谱谱库还不完善。

3.2 流动相去除法

流动相去除技术是收集SFC的馏分，进行光谱测量，一般不在超临界状态下直接测量，此法适用于HPLC/FTIR的流动相去除式接口亦适用于SFC/FTIR中，而且一般可省去加热去除流动相等步骤。色谱流出物经一被加热的限流管降压后，逐一沉积在一步进或连续平移或转动的KCI粉末的传送带上，挥发掉流动相，最后把有样品斑点的收集带放入红外光路，测量收集馏分的红外光谱。

流动相去除法具有以下优点：采用信号平均技术对色谱斑点进行检测，可提高光谱的信噪比，可用于各种流动相包括极性改性剂的，对流动相分析无任何干扰；便于解析和检索。当然这种接口装置比较复杂，操作繁琐，不利于低沸点化合物的检测。

4 小 结

SFC/FTIR是刚刚起步的新型分析技术，很多地方还需要不断地更新和完善。与SFC/MC相比SFC/FTIR的灵敏度要低，SFC/FTIR采用的接口有流通池法和去除溶剂两种类型。前者快速简便，但流动相干扰大、灵敏度较低；后者干扰少、灵敏度较高，但耗时长且技术复杂。目前，此联用技术在理论、方法、仪器和应用等方面均取得了不小的进展，随着接口装置、SFC以及红外光谱技术的不断更新和完善，SFC/FTIR势必会有更迅速的发展，但是由于超临界体型大，操作繁琐，噪音大，清洗费时又费力，一直没有应用于那么频繁，最近这些年对于此联用技术没有什么很大的进展，但是在化学分析上还是会以超临界作为辅助红外光谱来分离分析化合物。

[1] 许亚非.SFC/FTIR联用技术[J].大学化学,1993,8(6):26-29.

[2] 郑福良.超临界流体色谱在生物工程领域中的应用[J].新余高专学报,2003,8(2):8-10.

[3] 陈 青.超临界流体色谱的研究进展[J].分析化学,2004,32(8): 1105-1106.

[4] 汪正范,杨树民,吴侔天,岳 卫.色谱联用技术[M].北京:化学工业出版社,2007:197-225.

[5] 刘国庆.傅里叶变换红外光谱仪[J].电子器件,1987,(3):17-20.

[6] 葛俊苗,宋益善,李 燕,马晨晨.傅里叶变换红外光谱仪及其在食品中的应用[J].广东化工，2017,2(44):54.

本文编辑：吴 卫

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ISSN.2095-8242.2017.23.4537.02

王宝春（1991-），女，山东滨州人，硕士，研究方向：药物分析