超臨界流體/逆向流層析理論及應用之探討

Abstract

過去幾年中，本實驗室將超臨界流體的技術引入逆向流層析(CountercurrentChromatography) ，擴展了這種傳統液相液相層析的領域；在過去的研究中，我們已經在儀器發展方面克服了許多困難，使得這項新技術逐漸成熟，這項努力還在繼續進行之中，然而在儀器發展的同時，我們也開始探討此層析法的理論，以及其應用的範疇。逆向流層析的特質，是不需要固體的填充劑來將靜相固定於分離管柱中，因而減低了因為不可逆吸附而造成樣品的損失，同時管柱中靜相之比例很高，使其成為一種製備型的層析法。此種層析分離現象的發生，是由分析物在兩流體相中的分配所造成，由於管柱中無固體填充物，其理論板高與動相流速之相關函數，和一般管柱層析絕然不同；此外其他影響分離之參數，亦和填充式管柱之層析不盡相同，值得進一步探討。至於這項技術的應用，可分兩方面來探討。首先是層析方面，其特性是使用的超臨界流體，如二氧化碳在常溫、常壓下都是氣體，所以分離結束之後，不需要再將分析物和動相分離或再濃縮；目前我們已經開始對天然物的分離做測試。此技術的另一項功能，是將其視為一液相萃取的裝置。一般使用超臨界流體做分析物（例如環境污染物）的萃取前處理，都是針對固體的樣品，不過近年來，使用超臨界流體做為液體樣品之萃取前處理，也逐漸受到重視，目前一般的液相萃取裝置效率不高，有待改進。根據我們初步的實驗顯示，由於逆向流層析旋轉的機構，使得流體之間的混合十分充分，而達到理想的萃取率；對於水中（例如地下水，河水）低濃度污染物的濃縮很有效，因而降低其偵測極限，十分可行。以上所提出的應用，亦可使用次臨界流體（subcriticalfluid），以二氧化碳為例，在次臨界態其密度要達到 0.8 g/ml以上，並不需要外加高壓，然而在這樣的高密度之下，可以提高對分析物的溶解度，因此可適用的樣品更多。初步的研究發現在次臨界態下可以得到滿意的靜相滯留，有助於分離的容量以及解析度。相信我們未來三年的研究，可以對這項我們所提出並發展的技術，在理論方面可以進一步了解，以改進分離效果，並進而拓展其應用的範疇。