Хроматографические параметры

Рассмотрим основные хроматографические параметры, характеризующие поведение вещества в колонке.

Хроматограмма, являющаяся зависимостью сигнала прибора (ось ординат) от времени или объема подвижной фазы (ось абсцисс), представляет собой совокупность пиков разделяемых компонентов. Хроматограмма обычно состоит из базовой линии и пиков Обычно отдельный пик представляет собой гауссову кривую.

На рисунке 4 представлена идеализированная хроматограмма смеси двух веществ. По оси абсцисс отложено время хроматографирования (t), по оси ординат – величина сигнала детектора (I), зависящая от концентрации веществ в растворе (элюате), вытекающем из колонки.

Рисунок 4. Хроматограмма смеси двух веществ, полученная элюентным методом.

Время от момента ввода анализируемой пробы до регистрации максимума пика называют временем удерживания (элюирования) t_R. Время удерживания складывается из двух составляющих – времени пребывания вещества в подвижной (t_п.ф.) – и неподвижной (t_н.ф.) фазах: t_R = t_п.ф. + t_н.ф.. Величина t_п.ф равна времени прохождения через колонку несорбируемого компонента (t_п.ф.= t₀). Время удерживания t_R зависит от природы вещества и сорбента, а также упаковки сорбента и может меняться от колонки к колонке. Поэтому для характеристики "истинной" удерживающей способности следует ввести приведенное время удерживания t_R^/:

t_R^/ = t_R – t₀. (1)

Для характеристики удерживания часто используют понятие удерживаемого объема V_R. Он равен объему подвижной фазы, который необходимо пропустить, чтобы элюировать вещество:

V_R = t_R·F, (2)

где F – объемная скорость потока элюента.

V_п.ф. (или V₀) – "мертвый объем", объем для вымывания несорбируемого компонента. Он включает в себя объем колонки, незанятый сорбентом, объем коммуникаций от устройства ввода пробы до колонки и от колонки до детектора. Исправленный (приведенный) удерживаемый объем равен:

V_R^/ = V_R – V₀. (3)

При постоянных условиях хроматографирования (скорость потока элюента, состав фаз, давление, температура) значения t_R и V_R достаточно хорошо воспроизводимы и могут быть использованы для идентификации веществ.

Безразмерный числовой параметр k – фактор удерживания (коэффициента емкости) позволяет провести сравнение различных хроматографических систем. Этот параметр дает информацию о том, насколько дольше вещество находится в сорбенте, чем в подвижной фазе:

k = t_R^/ / t₀. (4)

Вспомогательными параметрами, используемыми при количественной обработке хроматограмм, являются ширина пика на половине высоты (полуширина пика) ω_0,5 или ширина пика в любой другой точке высоты, например, ширина в точке перегиба -2σ (рис. 5).

Рис. 5. К определению количественных параметров хроматографического пика. Выходная хроматографическая кривая (хроматограмма).

В количественном хроматографическом анализе измеряемыми величинами является площадь пика А – участок выходной хроматографической кривой, ограниченной контуром BCDEF (ветвями пика) и продолжением нулевой (базовой) линии BF. Кроме этого, высота пика h – отрезок GD, отвечающий максимальной амплитуде сигнала детектора (перпендикуляр, восстанавливаемый от продолжения базовой линии BF к вершине пика).

В хроматографическом анализе следует стремиться к получению хроматограмм с гауссовыми пиками. Сам факт асимметричности хроматографической полосы свидетельствует о нелинейной изотерме сорбции, что может служить причиной недостаточно полного разделения соседних зон и, как следствие, меньшей точности результатов количественного анализа.