式中，E是分子的摩尔内聚能；v 是分子的摩尔体积。 而δ和化合物临界参数的关系为
??1.25Pc?ρc ρ1式中Pc是临界压力；ρc是和Pc对应的密度；ρ1是化合物在液态形式下的密度。 式中的1.25Pc项称化学效应项，它和分子里内部作用力有关，而
ρc项称为状态效应项，ρ1它和分子的摩尔体积有关。从方程中可以看出溶解度常数随超临界流体密度的增加而增加。研究经验表明，当两组分的δ之差的绝对值小于2.04MP1/2时，二者的互溶性就好，或者或二组分的δ约接近，其互溶性就好。对二氧化碳的超临界流体的δ可用式计算
??8.54ρ
计算误差约为10%。
2. 流动相的选择原则
SFC的流动相为压缩状态下的流体，有较多的气体或液相可供选择，其选择原则为：临
界常数越低越好；对样品有合适的溶解度；化学惰性，不与样品等作用；能与检测器匹配，还需安全不易爆炸；价格便宜，方便易得等。
3. 常用流动相
SFC可以使用的超临界流体列于表 1-2中。由表可见，二氧化碳的临界温度（Tc）和临界压力（Pc）均较低，且是无毒、化学惰性、热稳定性好且便宜，并能用于大多数的检测器，但样品中含有氨或者氨基时，能发生反应因而不能使用。但是二氧化他并不是SFC理想的超临界流体，主要是它的极性太弱，对一些极性化合物溶解能力差。在表 1-2中的下半部分是极性的超临界流体。氨也可用作流动相，主要用于碱性化合物，氨能与六氟化硫一起使用，但不能与二氧化碳在一起使用。但是氨的溶解能力太强，不适合于硅胶类固定相，甚至连一些仪器的部件也能溶解。在高压下，正戊烷、二乙醚、甲醇和异丙醇等加热至200℃时，仍保持稳定，也可作流动相。在实际使用中仍然以二氧化碳为最多。有研究者进行过系统的研究认为：下列常用超临界流体的溶解能力，在相同的压力下其次序为
乙烷<二氧化碳<氧化亚氮<三氟甲烷
在同样情况下，分离能力按下列次序增加
二氧化碳<氧化亚氮<三氟甲烷≈乙烷
早起的萃取研究表明，选择SFC流动相的另一个着眼点是和检测器相匹配，如果使用UV检测器，上述超临界流体均可使用。如果考虑到使用FID，流动相要不可燃，只有二氧化碳、六氟化硫和氙可以使用。氙适合于使用红外检测器，因为它是惰性气体，在检测波段处无红外吸收。另外，SFC/MS联用可用氙作流动相。二氧化碳是一种非极性溶剂，
低分子量和非极性化合物可以在超临界二氧化碳流体中溶解，当极性和分子量增加时溶解度就下降。表 1-3是各种物质在超临界二氧化碳流体中的溶解度。
表 1-2 SFC中使用的超临界流体
表 1-3 一些物质在超临界二氧化碳流体中的溶解度表
4. 改性剂
二氧化碳是最常见的流动相，由于它是非极性溶剂，欲增加其在SFC中队极性化合物的溶解和洗脱能力，常常在二氧化碳中加入少量的极性溶剂。这些改性剂包括甲醇、异丙醇、
乙腈、二氯甲烷、四氢呋喃、二氧六环、二甲基酰胺、丙烯、碳酸盐、甲酸和水等。最常用的改性剂是甲醇，其次是其他脂肪醇。在戊烷中加入甲醇或者异丙醇作为阻滞剂以减少吸附效应，使之较纯戊烷在相同时间内可洗脱出更多的组分。在非极性流体中加入适量的极性流体，可以得到降低保留值，改进分离的选择性因子，达到改善分离的效果，提高柱效。这种在流动相中加入改性剂的流动相可称为混合流动相。混合流动相目前研究仍较为活跃。
混合流动相的近似临界常数可用Kay法计算
Tc,M?YATc,A?YBTc,B Pc,M?YAPc,A?YBPc,B
式中，Tc,M，Pc,M分别为混合流动相的近似临界温度和临界压力；Tc,A，Tc,B，Pc,A，Pc,B分别为纯组分的临界温度和临界压力；YA和YB分别为各组分相应的摩尔分数。
对于改性剂的作用机理，进行了大量的研究工作。除了溶质的增加溶解度以外，改性剂还可以起到如下的色谱作用：掩盖了固定相上残留的硅醇基活性基团；改善了流动相与固定相的表面张力。对于中等极性的物质，在超临界二氧化碳中加入一定量的极性有机溶剂便可达到理想的分离目的；而对于强极性的化合物仅加入极性改性剂是不够的。为实现对强极性物质的SFC 分离，在改性剂中加入了微量的强极性有机物(称之为添加剂)成功地分离了有机酸和有机碱。流动相中微量强极性添加剂的加入拓宽了SFC的适用范围。
5. 流动相的流速
流动相的流速是影响分离柱效和分析速度的操作参数。流动相流速选择的原则是快速、高效。由前所讨论，尽管SFC的最低塔板高度很低，但最佳线速度却很小，很难达到快速分析的目的。超临界流体的流速可远大于LC的流速，多采用3-5倍LC流速作为流动相的流速。
1.3.3 超临界流体色谱的温度
1. 色谱柱温度
色谱柱温度对保留值的影响是复杂的，一般要大于或等于超临界流体的临界温度。Chester研究了柱温和保留的关系，导出了以下的公式
lgk?0.43?Hm?Hs?0.43?lg? RTRT式中，k为容量因子；?Hm为溶质在流动相中的溶解热；?Hs为溶质在固定相中的熔解热；?为柱子的相比；R为气体常数；T为热力学温度。
式中第1项为类似LC溶解作用对保留的贡献，第2、3项为类似GC挥发作用对保留的。
理想的情况，lgk对1/T作图应为直线，但这种情况并不总是存在。一些研究表明，当温度区间范围较小的时候线性关系才成立，因为小的温度范围，超临界流体的密度变化较小，溶解度变化不大。Takeuchi等验证了柱温对芳烃、邻苯二甲酸二烷基酯的影响，并说明了
可用正或负温度程序进行分离，柱温也常选择为：对于一般样品分析，柱温应先在高压GC区，在100-125℃；当没有压力或密度程序时，在恒压下SFC区（<70℃）可利用负温度程序分析多组分混合物；当有压力或密度程序时，在高压GC区（>100℃）可利用程序升温提高高沸物的扩散系数、粘度而改进分离。
2. 检测器温度
关于检测器的温度大致分为破坏型和非破坏型两类，其检测器温度应有所不同。
a) 破坏型检测器
火焰基破坏型检测器，如FID、FPD、TID、RPD等，为补偿流动相减压气化所吸收的热量及高分子量物质气化所需要热量，必须给予足够的热量，一般应保持在250-450℃，通常为350-400℃，检测器温度基本上与FID灵敏度无关，但有报道，FID温度每增加100℃灵敏度提高约1%，但检测器温度的提高还要受某些限制，如石英弹性阻力器的聚酰亚胺保护漆在400℃以上会有很快老化变质，并且FPD温度增高灵敏度下降等。
b) 非破坏型检测器
光谱型非破坏型检测器、UV、荧光检测器，其阻力器置于检测器之后，其温度一般为室温或柱温，而FTIR的阻力器出口则应加以冷冻等。 1.3.4 压力和密度
流动相压力和密度在每一温度以下同样方式影响保留，在类似GC区，增加压力，lg k值降低，在较低温度下，类似LC区，lg k随压力增加而增加。选择适当的密度程序可使多组分混合物得到最佳分离，提高分离速度（图 1-9所示）。
图 1-9 程序升压对SFC分离改善的效果图
实验条件：柱：DB-1；流动相：二氧化碳；温度：90℃；检测器：FID
样品：1-胆甾辛酸酯 2-胆甾辛葵酸酯 3-胆甾辛月桂酸酯 4-胆甾十四酸酯 5-胆甾十六酸酯 6-胆甾十八酸酯
Chester等研究了流动相的密度对保留值的影响，对于一个特定的溶质lg k正比于流动相的密度ρ
lgk?lgk0?S?
式中，k0是ρ=0时的k，k0是温度的函数；S为比例常数。
密度程序是SFC最重要的操作参数，一个非挥发性多组分混合物能否分离好，关键是程序设计及选择。Fjeldsted等研究了毛细管SFC的压力和密度程序，由于流动相的密度是两相间分配的重要因素，由压力密度数据，经n级多项式回归分析得到一个六元多项式逼近的压力、密度关系式。采用适当的软件控制，可建立任何希望的密度程序，包括线性压力、线性密度和非线性（渐近线）密度程序。实现程序升密度有两种方法，，一种是改变温度，另一种是改变压力。但改变压力的方法较为灵敏，并且容易控制。因此，通常采用改变压力的方法。通过程序升压，可控制流动相的溶解能力，有利于提高选择性和分离效率，有利于对具有宽范围分子量的混合物进行快速分离。
SFC中的程序设计有：线性压力程序；线性密度程序；非线性密度程序；同步非线性密度、温度程序，一般根据样品要求具体对待。 1.3.5 柱径、柱长和阻力器
柱径、柱长和阻力器是影响柱效、分析速度的操作变数。对填充柱来说，改变的余地较小，而对毛细管柱则有较大的选择性。
在毛细管SFC中柱径与柱效和最佳线速度成反比。降低柱径将导致最佳线速度增加和柱效的提高，有利于分离，但是柱径减低对同样液膜厚度的毛细管柱，将导致柱容量急剧下降，和柱压差的大幅度增加。这就限制了特细内径、高效柱的应用。一般直径大于50μm，柱压差小于3%，柱效和柱容量都较好，故毛细管SFC通常选用大于50μm的柱径。对于一般分析应用，可选用50 μm的毛细管柱，在已有的毛细管SFC应用中约占60%。对于常规分析，也可选用100 μm的毛细管柱，在已有的毛细管是FC应用中约占20%。 在毛细管SFC中，柱长与总柱效和柱容量成正比，增加柱长将增加总柱效和柱容量，对分离多组分混合物很有利，但需要延长分析时间，因此在SFC中：对于常规分析，可选用3-5 m的毛细管柱；对于一般分析应用，可选用10 m的毛细管柱；对复杂的多组分分析，可选用15-20 m的毛细管柱。
阻力器或备压调节器是SFC中影响分离的一个特殊部件。通常接到色谱柱后，以保证超临界流体在整个色谱柱分离过程中和整个系统中始终保持为流体状态，而阻力器后流动相就降为大气压。常用的阻力器有直管型、小孔型和多孔玻璃型。对于火焰基检测器，阻力器接到色谱柱后和检测器喷嘴之间，对于光谱型检测器接到检测器出口。对于复杂样品及一般应用，可选用多孔玻璃型阻力器，由烧结玻璃段的长短决定线速度，使用方便，效果好。对于一般样品分析，可选用小孔及锥型阻力器。对于紫外、荧光检测器，可在出口接直管型阻力器，调整阻力器长短，能确定流动相线速度。