Хроматограмма. Основные характеристики хроматографического пика.

Графическим результатом хроматографического процесса является хроматограмма. Хроматограмма - кривая, описывающая зависимость концентрации анализируемых веществ в элюате от времени. Хроматограммой (с точки зрения аппаратурного оформления) можно назвать зависимость отклика детектора хроматографа от времени при прохождении элюата через ячейку детектора. Хроматограмма состоит из ряда пиков, каждый из которых при полном разделении соответствует одному компоненту анализируемой пробы. Площадь пика при небольшой нагрузке колонки прямо пропорциональна концентрации компонента в элюате.

При газохроматографическом исследовании непосредственно измеряемой величиной является время удерживания данного компонента t, т.е. время, протекающее от момента ввода пробы в колонку до момента ее выхода из колонки, фиксируемого детектором. Если пик размывается, то обычно время удерживания отсчитывается до выхода максимума пика.

Рис. 2.1. Характеристики хроматографических пиков (1 и 2):

А - линия старта; n - нулевая линия хроматограммы; m -— линия электрического нуля; М — пик несорбирующегося компонента.

^ Высота пика может оказаться решающим показателем при необходимости измерения пиков, близких к уровню шумов прибора.

Ширина пика может иметь значение при использовании интегратора, когда ошибка, связанная с командой на начало и конец интегрирования определяет погрешность измерения широкого и низкого пика.

Рассматривая связь показателей и влияющих на них факторов, будем считать, что хроматографический пик представляет собой график зависимости концентрации компонента в газе-носителе от времени, записанный без всяких искажений. Кроме того, будем считать, что условия хроматографирования не оказывают влияния на детектор и систему регистрации.

Рассмотрим основные элементы и параметры хроматограммы веществ (рис.1). На рис. 1 представлены эти элементы:

- точка А – время ввода вещества в колонку; вещество, не поглощаемое твердым телом или неподвижной фазой (и газ-носитель, вошедший в колонку вместе с пробой), выходит из колонки и детектора в момент М;

- отрезки времени АN1 и AN2 на хроматограмме, соответствующие появлению максимумов пиков компонентов смеси N1 и N2, и называются временами удерживания компонентов N1 (tR1) и N2 (tR2); tR - время удерживания;

- разность времен удерживания данного компонента и времени удерживания несорбирующегося компонента (tM) называется исправленным временем удерживания (tR1) и (tR2); tM — время удерживания несорбирующегося компонента;

t׳R1 = tR1 - tM и tR2 = tR2 - tM (1)

h - высота пика в максимуме; y - уровень, на котором измеряется ширина пика; by — ширина пика, измеренная на уровне y.

Ширину пика на уровне 0,5h (b0,5) обозначим символом «b» без индекса.

Время удерживания зависит и от объемной скорости газа-носителя (w), поэтому обычно в качестве хроматографической характеристики компонента смеси вводят понятие удерживаемы объем (VR). Удерживаемый объем данного компонента (VR) представляет объем газа-носителя, прошедший через колонку и детектор за время, необходимое для выхода этого компонента.

^ Коэффициент асимметрии

Если известна функция, описывающая кривую хроматографического пика, полное разделение, в принципе, не обязательно: площади, соответствующие пикам отдельных компонентов, могут быть найдены аналитическим путем или с определенной точностью построены графически.

Поскольку в сложных смесях редко удается добиться достаточно полного разделения компонентов, весьма желательно, чтобы форма пиков была возможно ближе к гуассовской. Для кривых этого типа хорошо изучены способы определения точного значения площади по небольшому числу линейных размеров пика. Практически эти способы с достаточной точностью применимы для любых симметричных хроматографических пиков. Поэтому обеспечение симметрии пиков столь же важно, как и обеспечение достаточной полноты разделения.

С этой точки зрения важным показателем методики должен быть показатель, характеризующий симметрию пиков на хроматограмме.

На реальных хроматограммах почти никогда не бывает абсолютно симметричных пиков. Учет асимметрии пиков имеет смысл прежде всего тогда, когда необходимо установить, насколько хорошо отработана методика анализа или насколько хорошо воспроизведена рекомендуемая методика. Для указанных целей необходимо измерять значение асимметрии.