11.5 : Хроматографическое разрешение

В хроматографии растворенное вещество движется через хроматографическую колонку и имеет тенденцию к расширению, образуя полосу гауссовой формы. Чем дольше растворенное вещество находится в колонке, тем шире становится полоса. Расширение может привести к перекрытиям внутри колонки, что влияет на эффективность разделения.

Эффективность разделения можно оценить, определив уровень разделения между двумя соседними пиками на хроматограмме, которая представляет отдельные компоненты образца.

В хроматографии разрешение выражается как отношение времени удерживания или разницы объемов между двумя соседними пиками к их средней базовой ширине. Более высокое разрешение указывает на лучшее разделение между пиками.

Значение разрешения является количественной мерой способности колонки разделять два аналита. Оно указывает расстояние между двумя пиками относительно их ширины. Разрешение 1,0 приводит к 2,3% перекрытию двух пиков одинаковой ширины, что является минимальным разделением, необходимым для точного количественного определения. Разрешение 1,5 соответствует 0,1% перекрытия пиков одинаковой ширины, что считается достаточным для разрешения базовой линии пиков одинаковой высоты.

При более низких разрешениях перекрытие времени элюирования и объема между двумя соседними пиками велико, что означает значительное совместное элюирование двух растворенных веществ. По мере увеличения разрешения площадь перекрытия уменьшается.

Поскольку кривые Гаусса имеют предсказуемую форму, уравнение можно скорректировать для ширины на уровне половины максимальной высоты пика, если измерение базовой ширины является сложным. Кроме того, разрешение можно рассчитать с использованием коэффициента разделения, также известного как селективность. Это термодинамическая мера относительного удерживания двух растворенных веществ, выраженная как отношение их коэффициентов удерживания.

Основное уравнение разрешения или уравнение Пернелла связывает разрешение с эффективностью. Разрешение можно улучшить, увеличив время удерживания или уменьшив ширину базовой линии растворенных веществ. Увеличить время удерживания можно, усилив взаимодействие растворенных веществ с колонкой или повысив селективность колонки для одного из растворенных веществ. Добавление большего количества теоретических тарелок для увеличения количества стадий разделения также может улучшить разрешение за счет увеличения длины колонки. Однако это также увеличивает время, необходимое для разделения.

В насадочных колонках полосы пропускания увеличиваются с квадратным корнем пройденного расстояния. Между тем, расстояние между центрами пиков увеличивается линейно с пройденным расстоянием. Это означает, что разделение улучшается, поскольку полосы или пики движутся быстрее, чем происходит расширение.