Что такое мертвый объем колонны?
В хроматографии мёртвый объём играет решающую роль в определении хроматографических характеристик. Больший мёртвый объём может привести к увеличению дисперсии образца, что приводит к уширению пиков и ухудшению их формы. В данной статье рассматриваются определение, расчёт и методы уменьшения мёртвого объёма в хроматографических системах.
Определение мертвого объема
Термин «мертвый объем» можно понимать в двух контекстах:
- Узкое определение : «мёртвый объём» — это объём пустот внутри колонки, не занятый неподвижной фазой. По сути, это объём подвижной фазы внутри колонки.
- Широкое определение : мёртвый объём охватывает весь объём от точки ввода пробы (инжектора) до точки детектирования (проточной ячейки детектора), исключая неподвижную фазу внутри колонки. После подключения колонки этот объём, обозначенный оранжевым контуром на диаграмме ниже, остаётся фиксированным или «мёртвым».
Расчет мертвого объема в ВЭЖХ
В ВЭЖХ мёртвый объём (обозначаемый V0 ) представляет собой пространство от инжектора до проточной ячейки детектора , не занятое неподвижной фазой. Он включает в себя следующие компоненты:
- Объем трубки от инжектора до входа в колонку.
- Межчастичный объем пустот внутри колонки ( Vm ), занимаемый подвижной фазой.
- Объем трубки от выхода колонки до входа детектора.
- Объем проточной ячейки детектора.
Из них только V m участвует в процессе хроматографического равновесия, в то время как остальные три компонента способствуют уширению пика. Для минимизации дисперсии пика объёмы этих трёх неравновесных зон должны быть как можно меньше.
Другим связанным понятием является мертвое время ( t0 ) , которое относится к времени удерживания не удерживаемого соединения, представляющему собой время, необходимое для прохождения подвижной фазы через колонку.
Экспериментальное измерение мертвого объема
Мёртвый объём системы обычно измеряется экспериментально. Распространенный подход заключается в введении раствора, не взаимодействующего с неподвижной фазой. Состав раствора может различаться в зависимости от метода, но часто включает в себя такие соединения, как урацил, небольшое количество нитрата натрия или метанола, растворённые в подвижной фазе. В некоторых случаях напрямую вводится чистый хроматографический метанол.
Полученная хроматограмма будет отображать пик, соответствующий мертвому времени ( t0 ) , который можно использовать для расчета мертвого объема по формуле:
V 0 = t 0 × F
Где F — скорость потока подвижной фазы.
Советы по уменьшению мертвого объема
Для поддержания оптимальной хроматографической эффективности крайне важно минимизировать мёртвый объём. Вот несколько рекомендаций:
Поддерживайте единообразие в фитингах
При замене трубок или соединителей убедитесь, что они соответствуют оригинальным спецификациям. Это помогает сохранить исходный мёртвый объём системы и предотвратить расширение пиков из-за увеличения мёртвого объёма.Обеспечьте правильность соединений
При подключении хроматографической колонки убедитесь, что фитинги и трубки идеально подходят друг к другу. Особое внимание следует уделить фитингам из ПЭЭК и соединениям между трубками и колонкой, чтобы избежать образования пустот в местах соединения (см. рисунок ниже).
