Teorie UPLC

 

Obsah

1. Chromatografické parametry

2. Tlak na UPLC koloně

1. Chromatografické parametry

Účinnost separace N

Účinnost separace N je možné vyjádřit pomocí výškového ekvivalentu teoretického patra H a délky kolony L:

a protože pro výškový ekvivalent teoretického patra popisuje van Deemterova rovnice (zjednodušeně):

kde d_p je velikost sorbentu, můžeme napsat pro účinnost separace N (zjednodušeně):

Účinnost separace N je nepřímo úměrná velikosti sorbentu d_p a jestliže se velikost částeček sorbentu sníží 3krát, pak také asi 3krát vzroste účinnost separace N.

Vliv lineární rychlosti mobilní fáze u na výškový ekvivalent teoretického patra H v závislosti na velikosti sorbentu dobře ukazuje následující obrázek. Z něho je patrné, že se pracuje při vyšších lineárních rychlostech u než při klasické HPLC. To je dáno zejména tím, že HETP křivky jsou plošší. Protože však optimální objemový průtok F_m je nepřímo úměrný velikosti částeček sorbentu d_p: F ~ 1/d_p, snížením velikosti sorbentu se proporcionálně zvyšuje optimální objemový (lineární) průtok mobilní fáze.

Rozlišení

Pro rozlišení dvou solutů můžeme odvodit rovnici:

ze které je zřejmé, že rozlišení je závislé mimo jiné i na účinnosti systému N. Pokud se tedy účinnost systému N zvýší 3krát, rozlišení R_1,2 vzroste i rozlišení ÖN ~ Ö3 ~ 1,7 krát.

Praktický příklad zvýšení rozlišení snížením velikosti částeček sorbentu je demonstrován na reálném chromatogramu separace:

 

Citlivost

Změnou geometrie chromatografické kolony (délky L a vnitřního průměru d_c) a zmenšením částeček sorbentu d_p dochází k výraznému zvýšení citlivosti. Pro koncentraci solutu c_max v maximu eluční zóny lze dovodit rovnici:

ze které je zřejmé, že koncentrace solutu c_max se zvyšuje s objemem nástřiku vzorku V_i, zkracující se délkou kolony (L) a snížením jejího vnitřního průměru d_c a zvyšující se eluční silou mobilní fáze (k). Za předpokladu, že se velikost vnitřního průměru kolony d_c sníží z 3,9 mm na 2,1 mm a velikost sorbentu d_p se sníží asi 3krát, pak by citlivost měla vzrůst asi 10krát. Protože však dojde současně ke snížení objemu nástřiku V_i a zkrácení délky kolony (snížení účinnosti), nárůst citlivosti je asi 2 - 3krát.

Příklad zvýšení citlivosti je demonstrován na chromatogramu separace:

Doba analýzy

Pro dobu analýzy platí rovnice:

ze které vyplývá, že doba analýzy je přímo úměrná délce kolony L, vnitřnímu průměru kolony d_c a nepřímo úměrná objemovému průtoku F_m. Jinak řečeno doba analýzy se zkrátí zkrácením kolony, zmenšením jejího vnitřního průměru a zvýšením objemového průtoku mobilní fáze. To technika UPLC splňuje ve všech parametrech a proto jsou analýzy podstatně kratší.

2. Tlak na UPLC koloně

Zpětný tlak vyvolaný naplněnou UPLC kolonou je přímo úměrný délce této kolony L a nepřímo úměrný velikosti sorbentu d_p a vnitřnímu průměru kolony d_c:

V případě, že se velikost sorbentu zmenší 3krát, pak zpětný tlak na koloně vzroste 9krát.

 

Last modified: