11.5 : 크로마토그래피 분해능

크로마토그래피에서 용질은 크로마토그래피 컬럼을 통과하며 퍼지는 경향이 있어 가우시안 모양의 띠를 형성합니다. 용질이 컬럼에 머무는 시간이 길어질수록 띠가 넓어집니다. 넓어짐으로 인해 컬럼 내에서 중첩이 발생하여 분리 효과에 영향을 미칠 수 있습니다.

분리 효과는 크로마토그램에서 두 개의 인접한 피크 사이의 분리 수준을 결정하여 평가할 수 있으며, 이는 샘플의 개별 구성 요소를 나타냅니다.

크로마토그래피에서 분해능은 두 개의 인접한 피크 사이의 보유 시간 또는 부피 차이 비율과 평균 베이스 너비로 표현됩니다. 분해능이 높을수록 피크 사이의 분리가 더 잘 됩니다.

분해능 값은 컬럼이 두 분석물을 분리하는 능력을 정량적으로 측정한 것입니다. 이는 두 피크 사이의 거리를 너비에 대해 나타냅니다. 분해능이 1.0이면 두 개의 동일한 너비 피크가 2.3% 중첩되며, 이는 정확한 정량화에 필요한 최소 분리입니다. 1.5의 분해능은 동일 폭 피크의 0.1% 중첩에 해당하며, 이는 동일 높이 피크의 기준선 분해능에 적합한 것으로 간주됩니다.

낮은 분해능에서는 두 인접 피크 사이의 용출 시간과 부피 중첩이 높아 두 용질이 상당히 공동 용출됩니다. 분해능이 증가함에 따라 중첩 영역이 감소합니다.

가우시안 곡선은 예측 가능한 형태를 갖기 때문에 기본 폭을 측정하는 것이 어려운 경우 최대 피크 높이의 절반에서 폭에 맞게 방정식을 조정할 수 있습니다. 또한 분리 계수(선택성이라고도 함)를 사용하여 분해능을 계산할 수 있습니다. 이는 두 용질의 상대적 보유를 열역학적으로 측정한 것으로, 보유 계수의 비율로 표현됩니다.

마스터 분해능 방정식 또는 푸르넬 방정식은 분해능을 효율성에 연결합니다. 보유 시간을 늘리거나 용질의 기준선 폭을 줄이면 분해능을 개선할 수 있습니다. 보유 시간을 늘리려면 용질과 컬럼의 상호 작용을 강화하거나 용질 중 하나에 대한 컬럼의 선택성을 높여야 합니다. 분리 단계 수를 늘리기 위해 이론 판을 더 추가하면 컬럼 길이를 늘려 분해능을 개선할 수도 있습니다. 그러나 이렇게 하면 분리에 필요한 시간도 늘어납니다.

패킹된 컬럼에서 대역폭은 이동 거리의 제곱근에 따라 증가합니다. 한편, 피크 중심 간 거리는 이동 거리에 따라 선형적으로 증가합니다. 즉, 밴드 또는 피크가 넓어지는 것보다 더 빨리 이동함에 따라 분리가 개선됩니다.