Разрешение пиков (степень разделения)

В практике хроматографии нередки случаи, когда пики отдельных компонентов разделяются неполностью (рис. 4б). В этом случае качество разделения можно охарактеризовать отношением расстояния между максимумами пиков к их средней ширине, измеренной на уровне базовой (нулевой линии):

 

 

Это называется степенью разделения (в отечественной литературе степень разделения часто называют критерием разделения) - расстояние между максимумами выбранных соседних пиков, деленное на полусумму их ширин у основания (выраженных в одних и тех же единицах измерения).

Для анализа в большинстве случаев оказывается достаточной степень разделения, равная 0,5 – 0,7. Степень разделения, равная 1, соответствует полному разделению пиков. При дальнейшем увеличении R между пиками появляется участок нулевой линии. Разделение веществ с препаративными целями требует более высокой степени разделения. При прочих равных условиях степень разделения будет тем больше, чем больше различие в параметрах удерживания компонентов. Отношение их объемов удерживания называется коэффициентом разделения:

при V >V .

Рис. 4. К расчету степени разделения:

а – параметры хроматограммы; б – неполностью разделенные пики.

 

Степень разделения связана, с одной стороны, с характером взаимодействия разделяемых веществ с неподвижной фазой, которая определяет величину объемов удерживания. С другой стороны, степень разделения зависит от качества применяемой колонки и может меняться в зависимости от конкретных условий эксперимента.

Охарактеризовать независящее от качества колонки возможности разделения пары веществ при данном сочетании неподвижной и подвижной фаз можно с помощью так называемой степени внутреннего разделения, равной отношению разницы объемов удерживания двух веществ к их средней величине:

 

.

 

Из этой формулы видно, что R изменяется от 0 до 2. Если разделить числитель и знаменатель на V , то можно выразить R через :

 

.

 

Полезным для практической оценки разделяющей способности той или иной хроматографической колонки является предложенное Харрелом и Пери эффективное число пиков (ЭЧП), или число разделения, которое равно уменьшенной на единицу степени разделения двух последовательных гомологов, для каждого из которых V ≥ 5V . Таким образом, ЭПЧ = R - 1. Так как степень разделения, равная 1, соответствует полному разделению двух пиков, ЭПЧ показывает, сколько хроматографических пиков может уложиться между пиками двух последовательных гомологов. ЭЧП зависит, помимо качества колонки и условий опыта, от того, какие именно гомологи и члены какого гомологического ряда были использованы при ее определении. Поэтому эти гомологи должны быть специально указаны. ЭПЧ связано с эффективностью работы колонки и со степенью внутреннего разделения двух последовательных гомологов. Наибольшие значения ЭПЧ, полученные в газовой хроматографии при работе с очень эффективными капиллярными колонками, достигают 71.