11.5 : Risoluzione cromatografica

Nella cromatografia, un soluto si muove attraverso una colonna cromatografica e tende a diffondersi, formando una banda di forma gaussiana. Più a lungo il soluto rimane nella colonna, più ampia diventa la banda. L’espansione può portare a delle sovrapposizioni all'interno della colonna, influenzando l'efficacia della separazione.

L'efficacia della separazione può essere valutata determinando il livello di separazione tra due picchi adiacenti in un cromatogramma, che rappresenta i singoli componenti di un campione.

Nella cromatografia, la risoluzione è espressa come il tempo di ritenzione o il rapporto di differenza di volume tra due picchi adiacenti e la loro larghezza di base media. Una risoluzione più alta indica una migliore separazione tra i picchi.

Il valore di risoluzione è una misura quantitativa della capacità di una colonna di separare due analiti. Indica la distanza tra i due picchi rispetto alle loro larghezze. Una risoluzione di 1,0 determina una sovrapposizione del 2,3% di due picchi di larghezza uguale, che è la separazione minima richiesta per una quantificazione accurata. Una risoluzione di 1,5 corrisponde a una sovrapposizione dello 0,1% di picchi di uguale larghezza, che è considerata adeguata per la risoluzione di base di picchi di uguale altezza.

A risoluzioni inferiori, la sovrapposizione nel tempo di eluizione e nel volume tra i due picchi adiacenti è elevata, il che indica una significativa co-eluizione dei due soluti. All'aumentare della risoluzione, l'area di sovrapposizione diminuisce.

Siccome le curve gaussiane hanno una forma prevedibile, l'equazione può essere regolata per la larghezza a metà dell'altezza massima del picco, questo se la misurazione della larghezza di base è difficile. Inoltre, la risoluzione può essere calcolata usando il fattore di separazione, noto anche come selettività. Questa è una misura termodinamica della ritenzione relativa di due soluti, espressa come il rapporto dei loro fattori di ritenzione.

L'equazione di risoluzione principale, o equazione di Purnell, collega la risoluzione all'efficienza. La risoluzione può essere migliorata estendendo il tempo di ritenzione o riducendo le larghezze di base dei soluti. L'aumento del tempo di ritenzione può essere ottenuto migliorando l'interazione dei soluti con la colonna o aumentando la selettività della colonna per uno dei soluti. Aggiungere più piastre teoriche per aumentare il numero di stadi di separazione può anche migliorare la risoluzione aumentando la lunghezza della colonna. Tuttavia, questo aumenta anche il tempo necessario per la separazione.

Nelle colonne impaccate, le larghezze di banda aumentano con la radice quadrata della distanza migrata. Nel frattempo, la distanza tra i centri dei picchi aumenta linearmente con la distanza percorsa. Questo significa che la separazione migliora perché le bande o i picchi si muovono più velocemente dell'espansione.