11.5 : Résolution chromatographique

En chromatographie, un soluté se déplace dans une colonne chromatographique et a tendance à s'étaler, formant une bande de forme gaussienne. Plus le soluté reste longtemps dans la colonne, plus la bande s'élargit. L'élargissement peut entraîner des chevauchements au sein de la colonne, affectant l'efficacité de la séparation.

L'efficacité de la séparation peut être évaluée en déterminant le niveau de séparation entre deux pics voisins dans un chromatogramme, qui représente les composants individuels d'un échantillon.

En chromatographie, la résolution est exprimée comme le temps de rétention ou le rapport de différence de volume entre deux pics adjacents et leur largeur de base moyenne. Une résolution plus élevée indique une meilleure séparation entre les pics.

La valeur de résolution est une mesure quantitative de la capacité d'une colonne à séparer deux analytes. Elle indique la distance entre deux pics par rapport à leur largeur. Une résolution de 1,0 entraîne un chevauchement de 2,3 % de deux pics de largeur égale, ce qui est la séparation minimale requise pour une quantification précise. Une résolution de 1,5 correspond à un chevauchement de 0,1 % des pics de largeur égale, ce qui est considéré comme adéquat pour la résolution de base des pics de hauteur égale.

À des résolutions inférieures, le chevauchement du temps d'élution et du volume entre deux pics adjacents est élevé, ce qui signifie une co-élution significative des deux solutés. À mesure que la résolution augmente, la zone de chevauchement diminue.

Étant donné que les courbes gaussiennes ont une forme prévisible, l'équation peut être ajustée pour la largeur à la moitié de la hauteur maximale du pic si la mesure de la largeur de base est difficile. De plus, la résolution peut être calculée à l'aide du facteur de séparation, également appelé sélectivité. Il s'agit d'une mesure thermodynamique de la rétention relative de deux solutés, exprimée comme le rapport de leurs facteurs de rétention.

L'équation de résolution principale ou l'équation de Purnell relie la résolution à l'efficacité. La résolution peut être améliorée en prolongeant le temps de rétention ou en réduisant les largeurs de base des solutés. L'augmentation du temps de rétention peut être obtenue en améliorant l'interaction des solutés avec la colonne ou en augmentant la sélectivité de la colonne pour l'un des solutés. L'ajout de plateaux théoriques supplémentaires pour augmenter le nombre d'étapes de séparation peut également améliorer la résolution en augmentant la longueur de la colonne. Cependant, cela augmente également le temps nécessaire à la séparation.

Dans les colonnes remplies, les bandes passantes augmentent avec la racine carrée de la distance migrée. Parallèlement, la distance entre les centres des pics augmente linéairement avec la distance parcourue. Cela signifie que la séparation s'améliore lorsque les bandes ou les pics se déplacent plus rapidement que l'élargissement.