11.5 : Chromatografische resolutie

Bij chromatografie beweegt een opgeloste stof door een chromatografische kolom en heeft de neiging zich te verspreiden, waardoor een Gaussiaanse band ontstaat. Hoe langer de opgeloste stof in de kolom blijft, hoe breder de band wordt. De verbreding kan leiden tot overlappingen binnen de kolom, wat de effectiviteit van het scheiden beïnvloedt.

De effectiviteit van de scheiding kan worden geëvalueerd door het scheidingsniveau tussen twee aangrenzende pieken in een chromatogram te bepalen, dat de afzonderlijke componenten van een monster vertegenwoordigt.

Bij chromatografie wordt de resolutie uitgedrukt als de retentietijd of volumeverschilverhouding tussen twee aangrenzende pieken ten opzichte van hun gemiddelde basisbreedte. Een hogere resolutie geeft een betere scheiding tussen pieken aan.

De resolutiewaarde is een kwantitatieve maatstaf voor het vermogen van een kolom om twee analyten te scheiden. Het geeft de afstand tussen twee pieken aan ten opzichte van hun breedtes. Een resolutie van 1,0 resulteert in een overlapping van 2,3% van twee pieken met gelijke breedte, wat de minimale scheiding is die vereist is voor nauwkeurige kwantificering. Een resolutie van 1,5 komt overeen met een overlapping van 0,1% van pieken met gelijke breedte, wat als adequaat wordt beschouwd voor de basislijnresolutie van pieken met gelijke hoogte.

Bij lagere resoluties is de overlapping in elutietijd en volume tussen twee aangrenzende pieken hoog, wat betekent dat de twee opgeloste stoffen significant co-elueren. Naarmate de resolutie toeneemt, neemt het overlappingsgebied af.

Omdat Gaussische curven een voorspelbare vorm hebben, kan de vergelijking worden aangepast voor de breedte op de helft van de maximale piekhoogte als het meten van de basisbreedte lastig is. Bovendien kan de resolutie worden berekend met behulp van de scheidingsfactor, ook wel de selectiviteit genoemd. Dit is een thermodynamische maat voor de relatieve retentie van twee opgeloste stoffen, uitgedrukt als de verhouding van hun retentiefactoren.

De hoofdresolutievergelijking of de Purnell-vergelijking verbindt resolutie met efficiëntie. Resolutie kan worden verbeterd door de retentietijd te verlengen of de basislijnbreedtes van de opgeloste stoffen te verkleinen. Het vergroten van de retentietijd kan worden bereikt door de interactie van de opgeloste stoffen met de kolom te verbeteren of door de selectiviteit van de kolom voor een van de opgeloste stoffen te verhogen. Het toevoegen van meer theoretische platen om het aantal scheidingsfasen te vergroten kan ook de resolutie verbeteren door de kolomlengte te vergroten. Dit vergroot echter ook de tijd die nodig is voor scheiding.

In gepakte kolommen nemen de bandbreedtes toe met de vierkantswortel van de gemigreerde afstand. Ondertussen neemt de afstand tussen de centra van de pieken lineair toe met de afgelegde afstand. Dit betekent dat de separatie verbetert naarmate de banden of pieken sneller bewegen dan de verbreding.