11.8 : Optimización de la separación cromatográfica

La optimización de las separaciones cromatográficas es crucial para obtener separaciones limpias en un tiempo mínimo. Se requiere la optimización de varios factores, incluidos los efectos cinéticos relacionados con el ensanchamiento de banda, la altura de placa, el factor de capacidad y el factor de separación.

El ensanchamiento de banda se refiere a la expansión de las bandas de soluto a medida que viajan a través de la columna. Este ensanchamiento puede afectar la resolución. La altura de placa (H) representa la longitud necesaria para una placa teórica. Una altura de placa menor corresponde a una mayor eficiencia y mejor resolución. El factor de capacidad (k) mide la fuerza de retención de un soluto por la fase estacionaria. La optimización de los valores k (normalmente entre 1 y 10) puede mejorar la resolución sin aumentar significativamente el tiempo de elución. El factor de separación (α), también conocido como selectividad, depende de las propiedades de los solutos y las fases móvil y estacionaria.

El enfoque más sencillo para mejorar la separación implica alargar el número de placas teóricas (N) en la columna. Sin embargo, si bien aumentar el número de placas en la columna puede mejorar la resolución, generalmente requiere más tiempo. Por el contrario, reducir la altura de la placa puede mejorar significativamente la resolución sin aumentar el tiempo. Otro método para optimizar la separación implica aumentar el factor de capacidad para los dos solutos más lentos ajustando la temperatura de las fases móviles gaseosas o la composición del disolvente de las fases móviles líquidas. Esto es particularmente útil cuando el valor k inicial es bajo, ya que existe un límite más allá del cual un aumento en k solo mejora marginalmente la resolución.

Optimizar N o el k del soluto más lento tiene un impacto mínimo cuando α se acerca a su valor mínimo de la unidad. Cuando α se acerca a la unidad, se pueden aplicar diferentes métodos para optimizarlo, incluido el cambio de la temperatura de la columna, la alteración de la composición química de la fase estacionaria y móvil o el uso de efectos químicos especiales.