Chromatografia jest obecnie bardzo znaną techniką wykorzystywaną do rozdzielania mieszanin substancji (związków, albo grup związków chemicznych) w tzw. układzie dwufazowym. Na układ ten składa się: faza stacjonarna i faza ruchoma. W przypadku, gdy fazą ruchomą (tzw. eluentem) jest gaz obojętny, którego zadanie polega na przenoszeniu cząsteczek „oparów” składników rozdzielanej mieszaniny, wówczas mówimy o chromatografii gazowej (np. GC, GLC, CGC). Gdy stosowanym eluentem jest ciecz- mamy do czynienia z chromatografią cieczową (np. LC, HPLC, TLC, PLC), a gdy płyn w stanie nadkrytycznym – wówczas mówimy o chromatografii nadkrytycznej, albo chromatografii z eluentem w stanie nadkrytycznym (ang. SFC) [3]. 

W analityce próbek środowiskowych coraz częściej poszukuje się metod opartych na wykorzystywaniu dodatkowych czynników wspomagających proces ekstrakcji za pomocą rozpuszczalnika. Jedną z chętnie stosowanych metod jest ekstrakcja z zastosowaniem płynów (lub ich mieszanin) w stanie nadkrytycznym.

Chromatografia w stanie nadkrytycznym (ang. Supercritical Fluid Chromatography, SFC) jest połączeniem właściwości technik chromatografii gazowej i cieczowej. Dotychczas znalazła głównie zastosowanie w rozdzielaniu tych substancji, których nie można analizować (lub analiza wykonywana jest z trudem) przy zastosowaniu standardowej chromatografii gazowej (GC) [6].

Technika ta wykorzystywana jest do analizowania niskich stężeń związków i molekuł, które charakteryzują się dużą masą cząsteczkową. Chromatografia SFC często stosowana jest np. do analizowania leków w branży farmaceutycznej. Wykorzystywana jest także w przemyśle spożywczym do analizy żywności. Metoda szeroko stosowana jest do wyodrębniania wybranych substancji w ilościach preparatywnych z innych substancji. Służy także do wydzielania związków biologicznie czynnych z materiału roślinnego. Ma to szczególne zastosowanie w przypadku substancji, których nie można wyodrębnić za pomocą standardowej ekstrakcji rozpuszczalnikami. Otrzymane w trakcie tego procesu związki znajdują zastosowanie jako leki, dodatki do żywności czy składniki kosmetyczne [4].

Technika SFC zbliżona jest do chromatografii gazowej i chromatografii cieczowej, ale w trakcie procesu analizy wykorzystywany jest ciekły dwutlenek węgla w fazie ruchomej, co powoduje wytwarzanie wysokiego ciśnienia w przebiegu strumienia. Z racji wykorzystywania SFC do analizowania niskich stężeń związków chemicznych, bardzo istotna jest czystość zastosowanego CO₂ [1].

Dwutlenek węgla w stanie nadkrytycznym

Dany związek lub mieszanina osiąga stan nadkrytyczny po przekroczeniu tzw. temperatury i ciśnienia krytycznych. Stan ten charakteryzuje się specyficznymi właściwości - pośrednimi do tych, jakie mają gaz i ciecz. Zależność ta wykorzystywana jest w procesach chemicznych, ekstrakcji, a także w analizie związków. Dla stosowanego czystego dwutlenku węgla temperatura i ciśnienie nadkrytyczne przyjmują niskie wartości równe 31^oC i 73.8 bar. W praktyce oznacza to, że CO₂ może zostać sprężony do gęstej cieczy w stosunkowo niskiej temperaturze i ciśnieniu. Dwutlenek węgla jest produktem ludzkiego oddychania i jako taki nie jest on toksyczny w niskich stężeniach. Niemniej jednak, przy wysokich stężeniach może być śmiertelny.

Zdj. http://www.bio.eng.osaka-u.ac.jp/biobr/biobrsfc/SCF_e.html