Principles and Applications of Supercritical Fluid Chromatography pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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作者:Lefler, J.

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isbn號碼:9780470258842

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圖書標籤:

• Supercritical Fluid Chromatography
• SFC
• Chromatography
• Analytical Chemistry
• Separation Science
• Chemical Analysis
• Instrumentation
• Principles
• Applications
• High Performance Liquid Chromatography
• HPLC

流動相中的革命：超臨界流體色譜法的理論基石與前沿應用 本書深入探討瞭超臨界流體色譜法（SFC）這一強大分離技術的原理與應用。SFC將傳統液相色譜（LC）和氣相色譜（GC）的優點巧妙融閤，以超臨界流體作為流動相，憑藉其獨特的物理化學性質，為復雜樣品的高效分離和分析提供瞭全新的視角。本書緻力於為讀者構建一個堅實的理論框架，並在此基礎上，勾勒齣SFC在各個學科領域蓬勃發展的應用圖景。 第一部分：超臨界流體色譜法的理論基礎 本部分將係統性地闡述SFC的核心理論，為理解其工作原理奠定堅實基礎。 第一章：超臨界流體的性質與製備 1.1 超臨界態的定義與錶徵： 詳細介紹物質在臨界溫度（Tc）和臨界壓力（Pc）之上所呈現的超臨界態。闡釋其介於氣體和液體之間的獨特性質，包括密度可調、粘度低、擴散係數高等。 1.2 常用超臨界流體的性質： 1.2.1 超臨界二氧化碳（scCO2）： 作為SFC中最常用、最經濟的流動相，深入分析scCO2的臨界參數（Tc ≈ 31.1°C, Pc ≈ 7.38 MPa）、溶解性、極性、毒性、可獲得性以及其在環境友好性方麵的優勢。 1.2.2 其他超臨界流體： 簡要介紹超臨界水（scH2O）、超臨界有機溶劑（如甲醇、乙醇）的性質，以及它們在特定應用中的潛力，並分析其優缺點。 1.3 流動相的製備與控製： 詳細闡述如何通過精確控製溫度和壓力來製備和維持穩定的超臨界流體流動相。介紹常用的壓力調節器、溫控係統以及它們在確保分析重現性中的關鍵作用。 第二章：超臨界流體色譜法的基本原理 2.1 SFC的儀器組成： 詳細解析SFC係統的主要組成部分，包括溶劑輸送係統（高壓泵）、流動相預熱器、樣品引入係統（進樣閥）、色譜柱（填充柱或毛細管柱）、檢測器以及壓力調節器/反壓閥。 2.2 分離機製： 2.2.1 溶解度與保留機製： 深入探討溶質在超臨界流體中的溶解度如何影響其保留行為。解釋溶質的極性、分子量、氫鍵供體/受體能力等因素與流動相極性（密度）之間的相互作用。 2.2.2 傳質動力學： 分析超臨界流體高擴散係數和低粘度如何顯著降低傳質阻力，從而提高峰形和分離效率。 2.2.3 密度對保留的影響： 詳細闡述流動相密度的變化如何直接影響溶質的溶解度，進而改變保留時間，這是SFC實現梯度洗脫的核心原理。 2.3 梯度洗脫技術在SFC中的應用： 2.3.1 密度梯度： 解釋通過改變壓力或溫度實現流動相密度梯度的技術，以及其在提高分辨率和縮短分析時間方麵的優勢。 2.3.2 極性梯度（添加劑）： 介紹在超臨界CO2中添加有機溶劑（如甲醇、乙醇、異丙醇）作為助溶劑或極性修飾劑，以調節流動相整體極性，實現更精細的分離。詳細分析不同添加劑的特性及其對保留和選擇性的影響。 第三章：色譜柱與固定相的選擇 3.1 SFC色譜柱的類型： 3.1.1 填充柱： 介紹用於分析型SFC的填充柱，包括其內徑、長度、粒徑等參數。 3.1.2 毛細管柱： 介紹主要用於製備型SFC的毛細管柱，以及其在處理大量樣品時的優勢。 3.2 固定相的分類與特性： 3.2.1 非極性固定相： 如充填有聚二甲基矽氧烷（PDMS）或苯基取代的矽氧烷的固定相，適用於分離非極性或弱極性化閤物。 3.2.2 弱極性固定相： 如含有氰基、氨基或羥基官能團的固定相，能提供額外的極性相互作用，適用於分離中等極性化閤物。 3.2.3 極性固定相： 如含有聚乙二醇（PEG）、二醇或相轉移催化劑的固定相，能提供強烈的極性相互作用，適用於分離極性化閤物，如糖類、氨基酸等。 3.2.4 手性固定相： 重點介紹SFC在手性化閤物分離中的獨特優勢，以及各種手性固定相（如多糖衍生物、蛋白質、大環化閤物）的結構特點和作用機製，為對映異構體分離提供多種選擇。 3.3 固定相與流動相的匹配原則： 強調選擇閤適的固定相與流動相（包括有機助溶劑的種類和比例）對於實現目標化閤物的高效分離至關重要，並提供指導性建議。 第四章：SFC的檢測技術 4.1 SFC兼容的通用檢測器： 4.1.1 紫外-可見吸收檢測器（UV-Vis）： 分析其在SFC中的應用，包括對scCO2作為流動相的優勢（低背景吸收）以及對含色基團化閤物的靈敏度。 4.1.2 二極管陣列檢測器（DAD/PDA）： 介紹其提供全波長掃描信息的能力，有助於化閤物的定性鑒定和純度評估。 4.1.3 摺射率檢測器（RI）： 討論其普適性，但對流動相密度變化敏感，需注意優化。 4.2 SFC兼容的專用檢測器： 4.2.1 蒸發光散射檢測器（ELSD）： 強調其對非揮發性、低揮發性化閤物的檢測能力，以及在SFC中的應用範圍。 4.2.2 質譜聯用（LC-MS/SFC-MS）： 深入探討SFC與質譜聯用的巨大潛力。分析scCO2作為MS接口的優勢（易於蒸發、對真空影響小），以及各種接口技術（如加熱氣霧化、電噴霧 ionization - ESI）在SFC-MS中的應用。重點闡述SFC-MS在復雜樣品分析、代謝組學、環境監測等領域的突齣貢獻。 4.2.3 其他檢測器： 簡要介紹熒光檢測器（FLD）、電化學檢測器（ECD）等在SFC中的潛在應用。 第二部分：超臨界流體色譜法的前沿應用 本部分將聚焦SFC在不同領域的實際應用，展示其解決復雜分析挑戰的能力。 第五章：製藥與藥物研發中的SFC應用 5.1 手性藥物的對映異構體分離： 5.1.1 藥物的活性與安全性： 強調不同對映異構體可能具有截然不同的藥理活性、毒副作用甚至療效，因此對手性藥物進行有效分離至關重要。 5.1.2 SFC在手性分離中的優勢： 詳述SFC相比於LC和GC在手性分離中的速度、效率和環境友好性優勢。 5.1.3 案例分析： 選取具有代錶性的手性藥物（如非甾體抗炎藥、抗抑鬱藥、抗癌藥）的對映異構體分離案例，展示SFC在藥物研發、質量控製和仿製藥開發中的關鍵作用。 5.2 藥物的純化與製備： 介紹SFC作為一種高效、綠色的製備手段，在藥物中間體、天然産物和候選藥物的製備性分離中的應用。 5.3 藥物雜質分析： 探討SFC在檢測和定量藥物閤成過程中産生的痕量雜質、降解産物等方麵的應用。 5.4 藥物代謝産物分析： 簡述SFC-MS在研究藥物在體內的代謝途徑、識彆活性代謝産物方麵的貢獻。 第六章：天然産物與中草藥研究中的SFC應用 6.1 天然産物的復雜性與多樣性： 強調天然産物分子結構的復雜性和組分的龐大性，給分離和鑒定帶來挑戰。 6.2 SFC在天然産物分離中的優勢： 闡述SFC能夠有效分離極性、中等極性甚至非極性化閤物，且對熱不穩定的化閤物友好。 6.3 中草藥有效成分的提取與分離： 6.3.1 綠色提取技術： 介紹超臨界流體提取（SFE）與SFC的結閤，實現天然産物的高效、低溶劑消耗的提取與分離。 6.3.2 關鍵活性成分的鑒定與定量： 展示SFC在分離和分析中草藥中的黃酮類、生物堿類、萜類、多糖等各類活性成分的應用，為中藥現代化和質量標準化提供技術支撐。 6.4 糖類、多肽等生物大分子的SFC分離： 探討SFC在分離水溶性高、極性大的糖類、多肽等生物大分子方麵的應用進展。 第七章：環境監測與食品安全中的SFC應用 7.1 環境汙染物分析： 7.1.1 農藥殘留分析： 介紹SFC在檢測食品、土壤、水體中痕量農藥殘留方麵的靈敏度和高效性。 7.1.2 揮發性有機物（VOCs）和半揮發性有機物（SVOCs）分析： 探討SFC在環境樣品中各類有機汙染物分析中的應用。 7.1.3 基因毒性雜質與持久性有機汙染物（POPs）分析： 闡述SFC-MS在這些高風險物質檢測中的能力。 7.2 食品安全與質量控製： 7.2.1 食品添加劑與非法添加物的檢測： 展示SFC在檢測食品中的色素、甜味劑、防腐劑以及非法添加物方麵的應用。 7.2.2 食品中天然活性成分的分析： 如茶多酚、維生素、抗氧化劑等的測定。 7.2.3 食品風味物質分析： 探討SFC在分析食品中的香氣成分，理解和控製食品風味方麵的潛力。 第八章：聚閤物科學與材料分析中的SFC應用 8.1 聚閤物的分子量分布分析： 介紹SFC在聚閤物分子量分布（MWD）分析中的應用，尤其是在尺寸排阻色譜（SEC）基礎上，利用scCO2的溶解性調控能力，實現對聚閤物的精確分離。 8.2 聚閤物添加劑分析： 探討SFC在分析聚閤物中增塑劑、穩定劑、抗氧化劑等添加劑方麵的優勢。 8.3 功能性材料的錶徵： 介紹SFC在分析特殊材料（如液晶、納米材料）的組分和性能方麵的應用。 第九章：SFC的未來發展趨勢與挑戰 9.1 SFC與其他分析技術的聯用： 展望SFC與二維色譜、樣品前處理技術等更深度的聯用，以應對更復雜的分析需求。 9.2 SFC儀器技術的革新： 預測新型SFC儀器、高效固定相和更靈敏檢測器的發展方嚮。 9.3 綠色化學與可持續發展： 強調SFC在推動綠色化學發展中的重要性，以及其在減少有機溶劑使用、降低環境汙染方麵的潛力。 9.4 麵臨的挑戰與機遇： 探討SFC在標準化、方法開發、以及在更多學科領域的推廣應用所麵臨的挑戰，並展望其未來的發展前景。 本書力求以清晰的邏輯、嚴謹的論證，為讀者提供一個關於超臨界流體色譜法的全麵而深入的理解。無論是初學者還是資深研究者，都能從中汲取有價值的知識，掌握這一強大的分析工具，並在各自的研究領域開創新的局麵。

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