Definitionen und Gleichungen in der HPLC

HPLC: Definitionen und Gleichungen

Hier finden Sie eine Übersicht über die wichtigsten Definitionen und Gleichungen in der HPLC.

Gegendruck

Der Druck, der benötigt wird, um die mobile Phase durch die Säule zu pumpen. Nach folgender Gleichung wird er beeinflusst durch die Viskosität der mobilen Phasen (ɳ), die Fließgeschwindigkeit (F), die Säulenlänge (L) und den Durchmesser (dc), sowie die Teilchengröße (dp):

Druckabfall (psi) = (250LɳF) / (dp²dc²)

L = Säulenlänge (cm)
ɳ = Viskosität
F = Fließgeschwindigkeit
dp = Teilchengröße (µm)
dc = Säuleninnendurchmesser (cm)

Kapazitätsfaktor (k)

Ein Ausdruck, der den Retentionsgrad eines Analyten relativ zu einem nicht erhaltenen Peak misst, wobei tR die Retentionszeit für den Probenpeak und t0 die Retentionszeit für einen nicht erhaltenen Peak ist. Eine Messung der Kapazität hilft dabei festzustellen, ob Verlagerungen der Retention auf die Säule zurückzuführen sind (der Kapazitätsfaktor ändert sich mit Retentionszeitänderung) oder auf das System (der Kapazitätsfaktor bleibt konstant mit Retentionszeitänderung).

k = (t_R - t₀) / t₀

Effizienz (N)

Auch theoretische Bodenzahl. Ein Maß für die Peak-Bandausbreitung, bestimmt durch verschiedene Verfahren von denen einige empfindlich bezüglich der Peak-Asymmetrie sind. Die gebräuchlichsten sind hier aufgeführt, wobei die empfindlichsten bezüglich der Peak-Form zuerst aufgeführt sind:

5-Sigma               N = 25(t_R/W)²

                               W = Peak-Breite bei 4,4% Peak-Höhe

4-Sigma               N = 16(t_R/W)²

oder                      W = Tangentiale Peak-Breite oder 13,4% Peak-Höhe

Tangential

Halbe Höhe        N = 5,54(t_R/W)²

                               W = Peak-Breite bei 50% Peak-Höhe

Elutionsvolumen (VR)

Bezieht sich auf das Volumen der mobilen Phase, welches erforderlich ist, um einen gelösten Stoff aus der Säule bei maximaler Konzentration (Scheitelpunkt) zu eluieren.

VR = F*t_r

HETP

Höhenäquivalent zur theoretischen Bodenzahl. Hergeleitet aus der Destillationstheorie: Ein Maß für die Effizienz einer Säule. Für eine typischerweise gut bepackte HPLC-Säule mit 5µm Teilchen liegen die HETP- (oder H-) Werte üblicherweise zwischen 0,01 und 0,03 mm.

HETP = L/N

wobei L die Säulenlänge in Millimetern und N den Wert der theoretischen Bodenzahl beschreibt.

Lineare Geschwindigkeit

Die Durchflussrate normalisiert durch den Säulenquerschnitt. Diese beeinflusst die Säulenleistung und steht in direktem Zusammenhang mit dem Säulendruck. Die lineare Geschwindigkeit wird durch folgende Gleichung bestimmt, wobei L die Spaltenlänge und t0 die Durchbruchszeit eines nicht erhaltenen Peaks ist:

µ = L / t₀

Resolution (Rs)

Die Fähigkeit einer Säule, chromatographische Peaks zu trennen. Das Auflösungsvermögen kann durch Erhöhen der Säulenlänge, Verringern der Teilchengröße, Ändern der Temperatur, Veränderung des Elutionsmittels oder der stationären Phase verbessert werden.

Rs = ¼√N(k((1+k))(α-1)/α)

Die Gleichung kann auch mit Bezug auf die Trennung der Spitze von zwei Peaks geteilt durch die tangentiale Durchschnittsbreite der Peaks ausgedrückt werden:

Rs = (t₂-t₁)/(0,5(W₁+W₂))

Selektivität (α)

Ein thermodynamischer Faktor, welcher ein Maß für die relative Retention zweier Substanzen ist und durch eine bestimmte stationäre Phase und die Zusammensetzung der mobilen Phase festgelegt wird. Dabei sind k1 und k2 die jeweiligen Kapazitätsfaktoren.

α = k1/k2

Tailing-Faktor (T)

Ein Maß für die Symmetrie eines Peaks, welches durch die folgende Gleichung bestimmt wird, wobei W0,05 die Peak-Breite bei 5% Höhe und f der Abstand von der Peak-Front zum Scheitelpunkt bei 5% Höhe ist. Idealerweise sollten die Peaks gaußscher Form oder völlig symmetrisch sein.

T = W_0,05/2f

Van Deemter-Gleichung

Eine Gleichung, welche verwendet wird, um die Bandverbreitung in der Chromatographie zu erklären. Die Gleichung stellt das Höhenäquivalent der theoretischen Bodenhöhe (H) dar und hat drei Terme. Der Term A wird verwendet um eine Wirbel-Diffusion zu beschreiben, mit welcher ein gelöster Stoff verschiedene Pfade folgen kann wenn es Partikel unterschiedlicher Größe passiert. Der Term B stellt den Beitrag dar, welcher durch molekulare Diffusion oder Längsdiffusion des gelösten Stoffes verursacht wird, während dieser durch die Säule läuft. Der Term C ist der Beitrag des Stofftransfers und steht für die endliche Transferrate des gelösten Stoffes zwischen der stationären Phase und der mobilen Phase. u ist die lineare Geschwindigkeit der mobilen Phase, währen diese durch die Säule läuft.

H = A + B/u + C_u