高速逆流色譜法分離鑭系和錒系元素的研究進展

李宇浩，丁有錢，王秀鳳，剛發源，岳遠振，符之海，白 龍

中國原子能科學研究院 放射化學研究所，北京 102413

核燃料的燃耗測量一直是放化領域研究的熱點之一。隨著國內先進堆型的研制，各種元件在深燃耗下得到的結果也使得對核燃料的燃耗分析有了越來越高的要求。為使用破壞法分析燃耗，需要對元件溶解液中的鑭系、錒系元素進行系統分離，該過程的主要特點是基體量大且復雜，酸度高，并需要一次分離多種元素以供測量，這也是目前鑭系和錒系元素分離的難點。

高速逆流色譜（high-speed countercurrent chromatography，HSCCC）作為一種新型色譜技術，由美國國立衛生院Ito博士于20世紀70年代研發出的逆流色譜法（CCC）改進而來[1]。它以液液萃取法為基本原理，并結合了分配色譜的優點，摒除了常用色譜方法中的固相載體，從而不再有常用色譜方法中的樣品吸附、拖尾等現象，并可以在保持幾千個理論塔板數的前提下，在短時間內進行大量樣品的制備與分離。國內有關逆流色譜法的研究由張天佑教授于20世紀80年代引入，并獨立開發了制備型與分析型逆流色譜[2]：分析型色譜具有更高的分離效率，但進樣量和處理量均相對較小，管路更細更長，而制備型色譜的色譜柱更粗，著重于高的進樣量與處理量，國內在這些方面的研究水平處于國際領先地位。隨著逆流色譜法的設備經過多次優化與改進，高速逆流色譜以其獨特的優勢廣泛應用于生物活性物質的分離，并可以實現手性分子分離[3]。盡管在無機領域的應用較少，但HSCCC的特點在金屬離子的分離中也將具有獨特的優勢。

1 高速逆流色譜法簡介

1.1 高速逆流色譜法原理

高速逆流色譜的特別之處在于其擺脫了傳統色譜技術使用固體作為固定相的桎梏，從而沒有因為使用固相載體而導致的缺點。為了讓固定相液體能始終保留在儀器管道之中，HSCCC使用了一種特殊的結構——一個能繞公轉軸做行星式旋轉的螺旋管，管內保留著所需的固定相溶液，而流動相不斷穿過管內與固定相交換，如圖1[1]所示。其中，自轉軸和公轉軸的轉速與方向都相同。高速逆流色譜產生的分離效果主要由兩個因素構成[4]。螺旋管的自轉會產生阿基米德螺旋力，將轉速轉變為軸向的作用力，將所含液體推向管的一端，即高壓一端。當兩種不相溶的液體存在于旋轉的螺旋管或柱中時，較重的液體會向螺旋管的尾部移動，而較輕的液體則會被留在首端。阿基米德螺旋力的方向和強度取決于螺旋管的轉速、方向和螺距。在高的轉速下，首端相從尾端進入，將穿過尾端相移動到首端，反之亦然。這使得在使用螺旋管時可以自由的讓一相保留在管中，作為固定相。另一方面，行星式螺旋管的自轉、公轉的速率和方向均相同，使螺旋管中產生了不平衡的離心力：在公轉軸內側，自轉與公轉方向相反，作用力抵消，此處的液體幾乎不受離心力的作用，即呈現出兩相混合的狀態；而在公轉軸外側，自轉與公轉方向相同，作用力疊加，兩相液體受到疊加的離心力影響，呈現出分相的狀態。這種結構提高了分配次數與理論塔板數，增加了高速逆流色譜的分離效果。

圖1 HSCCC行星式螺旋管結構示意圖[1]Fig.1 Schematic diagram of planetary column of HSCCC[1]

在擺脫了使用固體載體的缺陷后，高速逆流色譜得到了其它色譜方法不具備的優勢：

1）靈活性

由于兩相均是液體，HSCCC在溶劑的選擇上十分多樣化，在應用中經常使用3～4組分混合的溶劑體系進行分離，通過相圖可以輔助確定最優的溶劑體系。同時任意一相都可以作為流動相進行分離。事實上，甚至在分離過程之中也可以進行固定相與流動相的轉換。由于固定相也為液相，可以在分離之后直接排干儀器，省去了很多清洗方面的麻煩。

2）適用性

在逆流色譜中，分離組分的固定相的有效性取決于液體中的擴散過程和相混合與分離的效率，是由柱的設計參數、操作水動力條件和兩相液體系統的物理化學性質所決定的，因此其擁有更廣泛的適用性。在高效液相色譜法（HPLC）中使用硅膠作為固定相的骨架材料，將流動相的p H限制在2～8。雖然現代昂貴的高效液相色譜固定相可以采用p H為1～10的流動相，但堿性的體系仍可以溶解二氧化硅。相反，雙液相體系的溶劑對p H值不敏感，HSCCC使用聚四氟乙烯為柱材料，不存在額外的p H值問題。在HPLC中，生物活性分子會與固定相產生嚴重的相互作用，這嚴重影響了分離后的生物分子活性，但是由于高速逆流色譜只存在液液分配，不會在分離時影響到生物活性，這使得高速逆流色譜在生物、藥物等領域的分離中大放異彩。同時，沒有了吸附、拖尾的現象，高速逆流色譜得到的峰形基本不變形，回收率高，更適用于痕量物質分析。

3）高處理量

HSCCC的一個重要優點是液體相比于固體有著更高的載入能力，被分離的溶質可以溶解在整個相體積中。液相-液相吸附等溫線比液相-固相吸附等溫線具有更大的線性范圍。另外，其它使用固相載體的色譜方法發生的交換主要體現在兩相接觸表面的二維平面上，而HSCCC的交換發生在整個相體積中。因此其擁有著更高的處理量，一般逆流色譜進樣量可達幾十毫克，一次可以分離克級的樣品。

HSCCC由于其特殊的構造，使得它特別適合分離極性不同的物質，這為天然產物分離、手性對映體分離、藥物與生物活性物質的純化、食品分析等提供了有利的條件[5-8]。

1.2 高速逆流色譜的溶劑選擇

前面提到，高速逆流色譜在溶劑選擇上十分多樣化，通常來說，合適的溶劑體系是控制分離過程中效率和速度的最重要和最關鍵的步驟之一，同時也是制約逆流色譜發展的關鍵因素。一般來說，選擇溶劑體系都是根據實驗經驗，而沒有很充分的理論依據。通常在選擇兩相溶劑體系時應滿足以下要求[9]：（1）溶劑體系不能影響分析物的穩定性，必須能夠溶解它；（2）溶劑體系中形成非混相的體積比必須在適當的范圍內，盡量相等，以避免浪費；（3）溶質在兩相中的分配系數（K）必須介于0.5～2.0；（4）溶劑體系必須使其能充分保留固定相，這要求溶劑體系的分層時間要小于30 s。

逆流色譜的獨特之處在于，在許多情況下，流動相和固定相的成分相關，改變一個就會改變另一個的組成[9-10]。這使得高速逆流色譜的溶劑選擇變得更加復雜，并且較難通過已有的靜態體系預測分離結果。在體系選擇上，主要有直接選用經典分離體系和使用其他分離體系預測方法兩種。

1.2.1 經典分離體系 目前常用的經典分離體系有Ito體系[11]、HBAW體系[12]等。Ito體系由己烷-乙酸乙酯-甲醇-正丁醇-水在不同的體積比下組成，也是上述兩種分離體系中最常被使用的。Ito兩相溶劑體系按有機相疏水性順序排列，在分離時從極性最中間的體系（己烷-乙酸乙酯-甲醇-正丁醇-水體積比例為3∶5∶3∶0∶5）開始嘗試，如果K值在合適的區間上，就再根據疏水性順序逐漸調整到合適的分離體系；相類似的，HBAW體系給出了由正庚烷-正丁醇-乙腈-水構成的兩相體系篩選方法，可有效分離可溶于乙腈或正丁醇的分析物。這些方法被廣泛用于有機物分離方面。

1.2.2 其他分離體系預測方法 對于并不在經典分離體系中的分離方法，Berthod等[13]提出通過使用三元相圖的方法選擇溶劑體系。進一步的，Hopmann等[14]使用真實溶劑似導體屏蔽模型法成功預測了烴-水體系溶解度的精確計算，用來預測高速逆流色譜在天然化合物分離中的洗脫結果，通過計算溶質的分配系數，從而評估可能的兩相液體體系的適用性，大幅降低了溶劑的選擇時間花費。譚龍泉等[15]提出了可以通過薄層色譜法（TLC）預測兩相溶劑的分離效果。利用薄層色譜方便、快速的特點，確定復雜產物分離時的溶劑體系選擇。由于在選擇溶劑體系時常常需要不斷更換介質進行多次檢測，TLC快速的特點更加凸顯。通過觀察TLC上色斑的相對流動情況，能估計分配系數的差異，并確定各組分的流出順序。

1.3 高速逆流色譜的洗脫模式

與常用的色譜方法相同，通過調整洗脫模式，可以提高高速逆流色譜的分離效果。而由于HSCCC具有的雙液相體系，其洗脫方法的選擇相比其他色譜更多。

梯度洗脫是常用的色譜洗脫方法，在待分離物質由于極性差異很難通過一次等容洗脫進行分離時，改變流動相組成通常是最優的方法[16]，因此通過不斷改變洗脫組分或者操作條件能實現對洗脫效果的優化，常用于高效液相色譜中。通過改變洗脫液的流動相組成、p H、流速或者鹽析濃度來實現梯度洗脫。這些參數的改變可以是連續的，也可以是非連續的，通過逐漸達到各個溶質的合適的洗脫條件來實現多組分的分離。

相似的，擠出洗脫（EECCC）也非常適用于柱體中高保留組分的洗脫，與DCCC不同的是，在通入一定量流動相洗出低分配比的樣品后，直接加入固定相擠出體系中余下的溶液，保留在固定相中高分配比組分將依次被洗脫。這可以大幅增加HSCCC所能分離的樣品的K值[18]。

此外，還有使用堿性固定相，并流過酸性流動相以產生不斷變化的p H梯度，利用蛋白質等電點不同實現分離的p H峰聚焦洗脫[19-20]；通過將經過分離的流動相繼續加入色譜柱中進行的循環洗脫[21]等多種洗脫方法。

1.4 影響高速逆流色譜分離效果的因素

高速逆流色譜在分離無機元素時，主要通過固定相中溶解的萃取劑對樣品中的溶質分子進行萃取。不同溶質的不同分配比會帶來不同的移動速度，從而實現分離。Fedotov等[22]匯總了高速逆流色譜萃取時的影響因素，證實行星式離心機的操作參數會對分配產生影響，包括自轉、公轉轉速、流動相流速、柱內徑與樣品體積等。另外，所有會改變萃取行為的參數，包括萃取劑濃度、酸度、溫度等同樣會影響高速逆流色譜的分離效果。由于萃取行為通常包括離子在水相被配位并轉移到有機相等過程，在高速進行分相-混合的離心系統中，分離接近為非平衡過程，因此，配位反應速率與傳質速率同樣是決定分離效率的主要因素。

1.5 小結

綜上所述，高速逆流色譜是一種具有獨特特點的新型分離方法，是一種結合了液液萃取法優點的分配色譜，在分離上與高效液相色譜有著互補的效果。一般來說，高效液相色譜更適用于實驗室級性質接近的微量組分的分離，需要體系較為純凈且不拖尾不變質；而高速逆流色譜分離效率較低，但是更能實現那些無法進入高效液相色譜的樣品的分離，比如存在雜質、酸堿度過高、生物樣品等吸附拖尾嚴重或容易變質等樣品的分離。高速逆流色譜與高效液相色譜的特點對比列入表1。

表1 高速逆流色譜與高效液相色譜特點對比Table 1 Comparison of characteristics between high-speed countercurrent chromatography and high performance liquid chromatography

2 高速逆流色譜分離鑭系、錒系元素研究進展

在利用核燃料在反應堆中受輻照釋放核能發電后，從反應堆中卸出的核燃料即為乏燃料，其中包含著大量的三價錒系元素An（Ⅲ）和鑭系元素Ln（Ⅲ），而它們的分離也成為了核工業中研究重點之一。An（Ⅲ）和Ln（Ⅲ）的電子組態分別用[Rn]5fn和[Xe]4fn（n=0～14）表示，它們的外層電子組態相似，5f和4f軌道均有較好的屏蔽作用。一般來說，不同周期離子半徑相差很明顯，使得不同周期元素性質差異較大，但是由于錒系/鑭系收縮現象，An（Ⅲ）和Ln（Ⅲ）的離子半徑卻相差不大。另外，在水溶液中，An（Ⅲ）/Ln（Ⅲ）一般都以[M（H2O）i]3+的水合離子形式存在。它們的水合分子數（即i=12.7～14.1）、配位數（即n=8～9）、M—O鍵長幾乎一樣[23]，又因為同處于+3價氧化態，鑭系、錒系元素的化學性質十分相近。這使得不論是鑭-錒元素分離還是鑭系元素間相互分離難度都很大，必須要充分利用它們之間的細微差別。

通常經過乏燃料后處理得到的An（Ⅲ）和Ln（Ⅲ）混合液具有以下特點：酸度高，組成復雜，含量差別大。這使得通常的色譜分離法無法實現一次分離，并且需要較復雜的預處理流程。具有高適用性與高處理量的高速逆流色譜在分離這類溶液上具有特定的優勢。

目前，HSCCC進行無機分離分析的研究較少，主要集中在重金屬元素、稀土元素等的分離上[24-25]。自1988年Araki等[26]第一次將高速逆流色譜應用于無機領域后，研究者們發表了很多相關研究報道[27-44]，證明這種方法可以用于無機化學與放射化學的分離、純化、分析中。通過與電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS）或電感耦合等離子體原子發射光譜法（ICP-AES）的聯用，HSCCC可以用于痕量金屬元素的分析。

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2.1 鑭系元素分離

Zolotov等[27]使用二（2-乙基己基）磷酸酯（HDEHP）的正己烷溶液，率先研究了從常量的堿土、堿金屬之中預濃縮稀土的可能性。通過放射性示蹤，經過50 min的分離，只損失0.1%的總稀土金屬。并作為可以進行稀土元素之間分離的例子，用不同濃度的硝酸溶液實現了Ce和Eu的分步洗脫。同時，研究了HSCCC的管壁材料與溶劑接觸的影響，通過選擇，確定聚四氟乙烯擁有著最低的接觸角，是最好的選擇。這使得之后高速逆流色譜基本確定為使用聚四氟乙烯作為柱材料，也使得HSCCC對于酸堿的耐受性進一步提升，可以滿足更多的樣品分離條件。

之后，他們進一步研究了從礦物樣本中萃取Nd、Sm的同位素來判斷礦物的地質年齡的方法[28]。為了提高質譜分析的準確性，他們先用正癸烷中的HDEHP富集稀土元素，之后進一步分離Nd和Sm，從而隔離可能影響測量的地質元素如Ba、Ca、Fe等。

為了進一步探討高速逆流色譜設備的分離效果，Kitazume等[29]進行了稀土元素的分離實驗，HDEHP分離稀土元素洗脫曲線示于圖2。通過使用HDEHP的正庚烷溶液為固定相、鹽酸為流動相的體系進行了十四種稀土元素的一步分離。但是，分離時間長達4.5 h，且對于性質相近的Pr-Nd、Eu-Gd分離效果較 差。進一 步 的，Berthod等[30]研究了該分離過程中的機理，即HDEHP在溶液中以至少二聚體的形式形成反向膠束，實現對金屬元素的萃取，并發現保留時間會隨著p H提高而變大。還研究了逆流色譜的載荷問題，表明可以通過增加固定相配位劑的含量來增加逆流色譜的載荷，但必須在高酸性流動相下工作，以補償配位劑濃度增加所造成的保留體積的增加。同時，由于逆流色譜較高的載荷，可以利用這個特點實現水的去離子化或者對溶質的濃縮，提純流動相中的金屬陽離子。

圖2 使用HDEHP分離稀土元素洗脫曲線[29]Fig.2 Elution curve of rare earth separated using HDEHP[29]

Abe等[31]以30%（體積比，下同）HDEHP/氯仿（CCl4）/石蠟和HNO3為萃取體系，采用逆流色譜分離輕稀土元素。因為分離過程中不同稀土元素的萃取率相差較大，實驗中采用改變氯仿/石蠟體積比來調節流動相、固定相之間的密度以保證分離過程的正常運作。并考察了固定相體積和轉速對HSCCC分離特性的影響，確定了最佳操作條件。同時考察了正構烷烴（碳原子數為6～15）鏈長對稀釋劑性能的影響，結果表明正十五烷的分離效率最高。在上述結果的基礎上，在體積比為30%HDEHP/15%CCl4/55%正十五烷的固定相和0.5 mol/L HNO3的流動相萃取體系下，在4.5 kgf/cm2（1 kgf/cm2=0.098 MPa）的低泵壓下，成功實現了Ce、Nd、Pr、Sm、Eu、Gd的相互分離。

Akiba等[32]向HDEHP的二甲苯溶液中通入10-7mol/L量級的Ho與Er溶液，并使用碳酸鹽緩沖液洗脫，實現了從大量水溶液中有效富集并分離Ho和Er的效果。并證明樣品體積不會明顯影響在分離Ho與Er時的效果，大量水的進入會自動地改變固定相，形成一個合適的溶液。提高2 000倍樣品體積只會導致Ho與Er回收率下降15%。證明大量溶液中的痕量金屬同樣可以通過HSCCC進行分析。

Spivakov等[33]研究了從礦物樣本中萃取Nd、Sm的同位素來判斷礦物地質年齡的方法。為了提高質譜分析的準確性，先使用正癸烷中的HDEHP富集稀土元素，之后進一步分離Nd、Sm，從而隔離可能影響測量的地質元素如Ba、Ca、Fe等。由于礦石溶解樣品的高酸度、有固體微粒雜質等缺點對于一般的色譜方法是致命的，而逆流色譜對于樣品要求并不高，因此，高速逆流色譜被認為很適合用于地質學分析。

2012年Soin等[34]發現了一種能從大量原油中提取稀土的方法，通過將硝酸作為固定相，含有稀土的原油溶液被連續地泵入逆流色譜中，并富集到約10 m L的固定相中，之后通入ICP-MS進行測量。表明通過將逆流色譜與ICP-MS結合可以開發一種快速、可靠、準確的測定原油和石油產品中痕量稀土的方法。這種方法可以作為昂貴的中子活化分析（NAA）的替代方法。

Fedotov[35]使用二苯基（二丁基氨甲酰甲基）氧化膦（CMPO）的氯仿溶液成功從高純氯化鈣中分離了所含的痕量稀土，并利用四辛二胺的氯仿溶液從礦石樣本中預分離出Zr、Nb、Hf、Ta，并利用鹽酸、草酸體系相互分離洗脫。結果表明HSCCC可以在ng/g的量級上從自然樣本中回收痕量的稀土元素，并通過與液相色譜分離方法對比，提出HSCCC分離簡單，用途多，分離時間短，可以很好地與其它方法進行聯用。

Maryutina等[36]分析了石油和巖石中的痕量稀土元素。在樣品制備階段使用HSCCC可以將高純度材料中雜質元素的檢測限降低到pg/g水平，即與直接使用電感耦合等離子體質譜法的測定結果相比，其準確度提高了2～3個數量級。在對油樣的分析中，對于在固定水相中含有的微量元素，包括La、Ce、Pr、Nd、Sm、Er等，高速逆流色譜可以測定其完整的微量元素組成。

國內在稀土元素的分離上進展較慢，金玉仁等[37]使用硝酸從二己基-N，N-二乙基甲酰胺基亞甲基膦酸脂（DHDECMP）的環己烷溶液中，以3 mol/L硝酸作為流動相嘗試分離了9個鑭系元素，結果示于圖3。然而由于并沒有優化洗脫條件，分離效果一般，對輕稀土元素的分離效果要優于重稀土元素。并發現在無機物分離時無法通過靜態實驗模擬出動態實驗分配系數。他們認為這是因為金屬離子在兩相中形態不同：在水中以一種或多種離子存在，而在有機相中則以配合物形式存在，這使得溶質在兩相轉移過程中的動力學影響很大，從而導致不能只通過分配系數、固定相與流動相的組成與體積預測保留體積。

圖3 DHDECMP分離稀土元素的洗脫曲線[37]Fig.3 Elution curve of rare earth separated using DHDECMP[37]

2.2 鑭系-錒系元素分離

三價鑭系和錒系元素的分離同樣是研究的熱點之一。在放射性廢液的處理中，如何除去長壽命的錒系元素是一個難題。由于鑭系收縮的結果，三價鑭系和錒系元素的價電子結構、離子半徑和化學性質十分接近，因此，有科學家們選擇HSCCC作為分離的方法。Myasoedov等[38]選用了多種雙齒有機磷類萃取劑從三價稀土元素中分離超钚元素。由于超钚元素的分離系數均比稀土元素的更高，所以分離過程較為簡單。在500 r/min旋轉的20 m L柱中，分離僅需17～20 min。

Hoshi等[39]建立了一套分離三價鑭系與錒系元素的體系。使用對Am有親和作用的lix63-正己烷作為固定相，并使用高氯酸鈉洗脫，結果表明241Am和152Eu的峰值明顯分離。

吳劍峰等[40]以二氯苯基二硫代膦酸（DCPDTPI）的二甲苯溶液為固定相、0.1 mol/L NaCl O4為流動相，并通過優化分離條件，可以實現Am（Ⅲ）和Eu（Ⅲ）的相互分離，分離因子達到2.87。同時發現通過適當的降低體系酸度，可以使分離效果變好，峰形變好，而通過改變萃取劑濃度的方法優化分離效果的同時會使得理論塔板數降低，色譜峰展寬。通過降低流速，分離效果會提高，但色譜峰展寬且時間延長。

2005年，Myasoedov等[41]使用逆流色譜研究了三種丙二酰胺萃取劑N，N′-二甲基-N，N′-二丁基-十四烷基丙二酰胺（DMDBTDMA）、N，N′-二甲基-N，N′-二辛基-二（2'-己基氧乙基）丙二酰胺（DMDOHEMA）和N，N′-二甲基-N，N′-二丁基-十二烷基乙氧基丙二酰胺（DMDBDDEMA），結果表明，這些二胺類化合物可用于CCC分離Am（Ⅲ）和Cm（Ⅲ）。通過增加柱長、降低流速，并使用兩層螺旋柱和等速洗脫體系得到了最佳的Am/Cm分離。應用CCC可以在100 min內分離出元素。分離因子為1.71，Cm和Am組分中所含的雜質不超過0.6%。

2007年Litvina等[42]將高速逆流色譜法用于MOX燃料中U、Pu、Am的分離，以DMDBDDEMA的十二烷溶液為固定相，并采用分步洗脫法進行，第一步可以完全分離Am，第二步洗脫出100%的U和0.7%的Pu，第三步洗脫余下99.3%的Pu。能得到較高純度的放射性核素。

如何檢測釋放到環境中钚的量與同位素組成一直是環境化學和放射化學關注的問題之一，吳劍峰等[43]利用HSCCC和ICP-MS聯用測定土壤中超痕量钚。采用φ=1%三辛胺-正庚烷溶液作為固定相進行預分離，為使基體中多原子干擾最小化，采用不同組成的酸溶液進行淋洗，對U和Th的去污因子達到104和103，并大大消除了基體效應，從而在使用草酸-硝酸體系洗脫Pu后可直接進樣進行ICP-MS測試，對Pu進行在線分離檢測。之后，他們進一步研究了在無機體系中痕量鈾的分離方法[44]。通過使用三正辛基氧化膦（TOPO）-正庚烷體系，將市售酸樣品中的鈾含量降低到pg/m L級，并且可用約30 m L的柱體積純化超過104L的溶液。

2.3 小結

表2給出了高速逆流色譜法的主要發展歷程。可以看出，盡管高速逆流色譜法有著分離效率較低的缺點，但是在高酸度，復雜組成，巖石、土壤溶解液分析或者痕量物質分析上具有的獨特優勢使得這種方法開始逐漸得到研究者們的關注。這使得高速逆流色譜正在緩慢而穩定地在無機或放化領域得到發展。

表2 高速逆流色譜法的主要發展歷程Table 2 Main development of high-speed countercurrent chromatography

總的來說，高速逆流色譜法在以下分離領域具有優勢：對含有固體或膠體顆粒的樣品有著更高的耐受性；在分離生物材料時，由于生物材料會與固體載體發生強烈或不可逆的相互作用，可能導致其變性和丟失，此時使用逆流色譜更為合適；適用于任何不可逆吸附在液相色譜柱材料上的物質；對含有高濃度酸、堿、鹽和其他可溶樣品成分的溶液的分析時，不需要進行預處理；使用封閉的逆流色譜體系使放射性核素的放化分析更加安全；樣品僅與聚四氟乙烯柱材接觸，可將樣品污染的風險降到最低。

3 總結與展望

HSCCC作為一種不需固相載體的色譜分離法，正逐漸得到國內外研究者的關注。經過不到40年的發展，其理論逐漸成熟，技術也逐漸完善。已有的研究表明：（1）HSCCC是一種有著獨特優勢的分離方法，它易于開發、靈活性強、適用性廣；影響HSCCC分離效果的因素主要來源于兩方面，一是如主機轉速、流動相流速、管徑、柱長等參數，通過影響固定相保留率，間接改變分離效果；另一方面是從分配原理上，通過改變流動相與固定相體系與組成、萃取劑濃度、酸度等影響分離效果；（2）研究內容主要集中在稀土元素萃取分離、過渡元素分離、鑭系-錒系元素分離以及痕量重金屬元素測量等方面，高速逆流色譜在這些方面表現出比高效液相色譜較低的分離效率，但是由于處理量大且無需固相載體，在從復雜體系、環境樣品、痕量元素分析中進行元素的分離與提純方面，HSCCC展現出較大的優勢。

高速逆流色譜作為一種新型分離方法，在放化領域的應用仍處在發展階段，有著極大優勢與廣闊的發展前景。比如由于放化法燃耗分析需要對溶解液中的燃耗監測體以及可裂變核素進行測量，在分離時存在以下難點：（1）可裂變核素含量通常是燃耗監測體核素含量的千倍以上；（2）通常選用的燃耗監測體為148Nd，在分離時需要進行稀土元素分離。因此，目前常用的測量流程為先對U等元素進行萃取，再通過萃取色層進行稀土組分離，再使用高效液相色譜進行148Nd分離。該流程復雜，耗時較長。高速逆流色譜由于處理量大、分離效率高，特別有望實現燃耗測量的一次分離，能大幅度降低分離時間，提高效率。