Что такое мертвый объем колонны?
Введение
В хроматографии мертвый объем играет решающую роль в определении хроматографических характеристик. Больший мертвый объем может привести к увеличению дисперсии пробы, вызывая уширение пиков и ухудшение их формы. В этой статье рассматриваются определение, расчет и стратегии уменьшения мертвого объема в хроматографических системах.
Определение мертвого объема
Термин "мертвый объем" можно понимать в двух контекстах:
- Узкое определение: Мертвый объем относится к пустому объему внутри колонки, не занятому стационарной фазой. По сути, это объем подвижной фазы внутри колонки.
- Широкое определение: Мертвый объем охватывает весь объем от точки инжекции (инжектора) до точки детектирования (проточная кювета детектора), исключая стационарную фазу внутри колонки. После подключения колонки этот объем, представленный оранжевым путем на схеме ниже, остается фиксированным или "мертвым".
Расчет мертвого объема в ВЭЖХ
В ВЭЖХ мертвый объем (обозначаемый как V0) представляет собой пространство от инжектора до проточной кюветы детектора, которое не занято стационарной фазой. Оно включает следующие компоненты:
- Объем трубок от инжектора до входа в колонку.
- Межчастичный пустотный объем внутри колонки (Vm), занятый подвижной фазой.
- Объем трубок от выхода из колонки до входа в детектор.
- Объем проточной кюветы детектора.
Среди них только Vm участвует в процессе хроматографического равновесия, в то время как остальные три компонента способствуют уширению пиков. Для минимизации дисперсии пиков объемы этих трех не равновесных зон должны быть как можно меньше.
Другое связанное понятие — мертвое время (t0), которое относится к времени удерживания неудерживаемого соединения, представляющего собой время, необходимое подвижной фазе для прохождения через колонку.
Экспериментальное измерение мертвого объема
Мертвый объем системы обычно измеряется экспериментально. Распространенный подход включает инжекцию раствора, который не взаимодействует со стационарной фазой. Этот раствор может варьироваться в зависимости от метода, но часто включает такие соединения, как урацил, небольшие количества нитрата натрия или метанол, растворенный в подвижной фазе. В некоторых случаях чистый метанол хроматографической чистоты инжектируется напрямую.
Полученная хроматограмма покажет пик, соответствующий мертвому времени (t0), которое может быть использовано для расчета мертвого объема по формуле:
V0 = t0 × F
Где F — скорость потока подвижной фазы.
Советы по уменьшению мертвого объема
Для поддержания оптимальной хроматографической эффективности важно минимизировать мертвый объем. Вот несколько рекомендаций:
Поддерживайте однородность фитингов
При замене трубок или соединителей убедитесь, что они соответствуют исходным спецификациям. Это помогает сохранить исходный мертвый объем системы и предотвратить уширение пиков из-за увеличения мертвого объема.Обеспечьте правильные соединения
При подключении хроматографической колонки убедитесь, что фитинги и трубки идеально совпадают. Особое внимание следует уделить PEEK-фитингам и соединениям между трубками и колонкой, чтобы избежать образования пустот на стыках (см. иллюстрацию ниже).
