11.5 : Resolución cromatográfica

En cromatografía, un soluto se mueve a través de una columna cromatográfica y tiende a extenderse, formando una banda con forma gaussiana. Cuanto más tiempo pasa el soluto en la columna, más ancha se vuelve la banda. El ensanchamiento puede provocar superposiciones dentro de la columna, lo que afecta la eficacia de la separación.

La eficacia de la separación se puede evaluar determinando el nivel de separación entre dos picos vecinos en un cromatograma, que representa los componentes individuales de una muestra.

En cromatografía, la resolución se expresa como el tiempo de retención o la relación de diferencia de volumen entre dos picos adyacentes y su ancho de base promedio. Una resolución más alta indica una mejor separación entre picos.

El valor de resolución es una medida cuantitativa de la capacidad de una columna para separar dos analitos. Indica la distancia entre dos picos en relación con sus anchos. Una resolución de 1,0 da como resultado una superposición del 2,3 % de dos picos de igual ancho, que es la separación mínima requerida para una cuantificación precisa. Una resolución de 1,5 corresponde a una superposición del 0,1 % de picos de igual ancho, lo que se considera adecuado para la resolución de referencia de picos de igual altura.

En resoluciones más bajas, la superposición en el tiempo de elución y el volumen entre dos picos adyacentes es alta, lo que significa una coelución significativa de los dos solutos. A medida que aumenta la resolución, el área de superposición disminuye.

Como las curvas gaussianas tienen una forma predecible, la ecuación se puede ajustar para el ancho a la mitad de la altura máxima del pico si medir el ancho de la base es un desafío. Además, la resolución se puede calcular utilizando el factor de separación, también conocido como selectividad. Esta es una medida termodinámica de la retención relativa de dos solutos, expresada como la relación de sus factores de retención.

La ecuación de resolución maestra o ecuación de Purnell conecta la resolución con la eficiencia. La resolución se puede mejorar ampliando el tiempo de retención o reduciendo los anchos de referencia de los solutos. Se puede aumentar el tiempo de retención mejorando la interacción de los solutos con la columna o aumentando la selectividad de la columna para uno de los solutos. Añadir más platos teóricos para aumentar el número de etapas de separación también puede mejorar la resolución al aumentar la longitud de la columna. Sin embargo, esto también aumenta el tiempo necesario para la separación.

En las columnas empaquetadas, los anchos de banda aumentan con la raíz cuadrada de la distancia recorrida. Mientras tanto, la distancia entre los centros de los picos aumenta linealmente con la distancia recorrida. Esto significa que la separación mejora a medida que las bandas o los picos se mueven más rápido que el ensanchamiento.