рассчитать площадь пика на хроматограмме

Видео:[Запись 2022 г] Введение в хроматографию, основы газовой хроматографииСкачать

Параметры хроматографических пиков

Процесс обработки хроматографического сигнала состоит из нескольких этапов: фильтрация шумов, разметка пиков, идентификация пиков, градуировка, количественный расчет. В этой статье мы рассмотрим один из наиболее важных вопросов — разметку пиков и их основные параметры. Мы расскажем как происходит разметка пиков на примере программы NetChrom, разработанной компанией «Мета-хром».

• Главные параметры пиков
• Типы хроматографических пиков
• Автоматическая разметка пиков
• Ручная разметка пиков
• Идентификация пиков:
  • по абсолютному времени удерживания
  • по относительному времени удерживания
  • по относительному объему удерживания
  • по времени удерживания и соотношению интенсивностей пиков на параллельно (последовательно) работающих детекторах
  • по индексам удерживания (Ковача)
  • по температурам кипения

Видео:Формула Пика / Как находить площадь многоугольника?Скачать

Главные параметры пиков

Разметка пиков (интегрирование) — операция вычисления параметров пиков, полученных на хроматограмме путем определения характерных точек (начало, вершина и конец пика). При этом пики ограничиваются базовой линией (прямой, соединяющей точки начала и конца пика на нулевой линии), которая проводится по методу «резиновой ленты», натягивающейся снизу от точки начала до точки конца базовой линии на протяжении всей хроматограммы.

На основании вычислений оцениваются основные параметры пика:

• время удерживания — время от начала анализа до максимума пика;
• площадь — область, заключенная между пиком и ограничивающей его базовой линией;
• ысота — расстояние между базовой линией и максимумом пика;
• ширина пика на половине его высоты.

Важно! Особенностью программы NetChrom является полностью автоматизированный процесс ее настройки под конкретный хроматографический сигнал, непрерывное отслеживание изменения характеристик хроматографического сигнала в ходе обработки хроматограммы: уровня шумов и дрейфа, а также уровня самого сигнала.

Для определения характерных точек пиков: начала, конца и вершины — в программе NetChrom используется алгоритм на основе вычисления первой сглаженной производной хроматографического сигнала, скорректированной на дрейф базовой линии.

При превышении или достижении определенного уровня этой производной, называемой порогом, определяются характерные точки пиков. Уровень порога определяется на основе шума производной на участках хроматографического сигнала, свободного от пиков.

Кроме уровня шума, дрейфа и уровня сигнала, большое значение имеет также зависимость изменения ширины хроматографических пиков от времени их удерживания в процессе анализа (ширина пика в начале и в конце анализа).

Как известно, ширина хроматографических пиков непрерывно увеличивается в процессе анализа, причем в изотермическом режиме эта зависимость имеет линейный характер, в режиме программирования температуры колонок эта зависимость имеет более сложный характер. Программа использует эту зависимость для автоматической настройки программных фильтров под хроматографический сигнал во время анализа.

Кроме этого, пользователю предоставлена возможность сформировать или отредактировать зависимость изменения ширины хроматографических пиков от времени удерживания самостоятельно (ширина пиков в начале и в конце хроматограммы).

При неправильном задании этой зависимости возможно некорректное определение характерных точек пика и даже пропуск небольших пиков. Зависимость изменения ширины хроматографических пиков от времени индивидуальна для каждого метода, и после изменения условий анализа: температуры колонок, расхода газоносителя и др., необходимо откорректировать зависимость.

Видео:Хитрая школьная задача ➜ Найдите площадь ➜ Формула ПИКА не РАБОТАЕТСкачать

Типы хроматографических пиков

Пики могут быть нескольких типов:

• простые пики — начало и конец пика принадлежат базовой линии;
• хвостатые пики — асимметрия заднего фронта пика;
• пики наездники — пики на хвосте большего по величине пика;
• неразделенные пики — конец первого пика совпадает с началом второго и эта точка не принадлежит базовой линии;
• зашкаленные пики — пики с плоской вершиной.

Разделение слившихся пиков производится по перпендикуляру или тангенте в зависимости от соотношения ширины и высоты этих пиков.

Пики наездники отделяются по тангенте и площадь под ними включается в площадь хвостатого пика.

Следует иметь в виду, что никакой алгоритм не может в ряде случаев гарантировать корректную разметку на пики, поскольку само понятие «пик» во многом субъективно и зависит от конкретной аналитической задачи. Например, нельзя гарантировать корректную разметку на пики при сложной форме базовой линии, плохом разделении хроматографических пиков, малых пиках-наездниках, высоком уровне шумов и так далее.

При этом правильность получаемых результатов зачастую зависит от опыта пользователя. В программе NetChrom реализованы два подхода для проведения разметки пиков:

1. автоматическая разметка пиков;
2. ручная (графическая) разметка пиков.

Ниже мы рассмотрим каждый из подходов более детально.

Видео:Хроматография. Основные параметрыСкачать

Автоматическая разметка пиков

Автоматическая разметка пиков (интегрирование) имеет смысл тогда, когда ожидается обработка серии хроматограмм со сходными, повторяющимися особенностями базовой линии, значениями величины и последовательностью хроматографических пиков.

Параметры интегрирования, с помощью которых пользователь может влиять на процесс обнаружения пиков на хроматограмме, представлены ниже:

Ширина

Пороги

Порог обнаружения пиков может быть задан по двум параметрам: минимальной площади и минимальной высоте пика.

Минимально допустимая площадь детектируемого пика. При детектировании пиков имеется возможность не размечать или подавлять пики, площадь которых меньше заданной. При этом значение параметра, равное 0, означает, что подавление пиков выключено.

• Минимальная высота

Минимально допустимая высота детектируемого пика. Подавление пиков с высотой значение которой, меньше заданного. При этом значение параметра, равное 0, означает, что подавление пиков выключено.

Не всегда получается подобрать одинаковые параметры для разметки всех пиков. Например, с увеличением времени выхода пика, изменяется его ширина, поэтому значения параметров, подходящие для пиков в начале хроматограммы, могут не подходить для пиков в ее конце. В таких случаях рекомендуется использовать события интегрирования.

Настройка алгоритма разметки с использованием событий интегрирования имеет смысл, если ожидается серия однотипных хроматограмм со сходными, повторяющимися особенностями базовой линии. События интегрирования позволяют настроить процесс разметки в соответствии с особенностями данной серии хроматограмм, задавая для некоторых участков хроматограмм индивидуальные параметры и правила разметки.

Событие можно задать для отдельного детектора, и оно начинает действовать с указанного момента времени до тех пор, пока не будет переопределено другим событием такого же типа, или пока не завершится хроматограмма. Если не удается добиться желаемой разметки при использовании параметров и событий интегрирования, используют ручное графическое интегрирование (непосредственно на графике хроматограммы).

Видео:Хроматэк Аналитик 3.1. Создание метода с градуировкойСкачать

Ручная разметка пиков

Ручная разметка пиков используется, если не удается добиться желаемой разметки при использовании параметров автоматической разметки. Ручная графическая разметка пиков производится непосредственно на графике хроматограммы. При этом все действия, выполняемые пользователем, относятся к выделенному фрагменту хроматограммы или к выделенному пику. В программе существуют следующие типовые операции по ручному редактированию пиков на хроматограмме:

• создание пика;
• разделение пика;
• слияние пиков;
• корректировка положения характерных точек пика;
• задание пика наездником;
• задание пика хвостатым;
• задание пика базовым;
• задание пика слившимся;
• удаление пика;
• удаление пиков справа;
• удаление пиков слева;
• удаление всех пиков.

Видео:Хроматография. Часть 1.Скачать

Идентификация пиков

Идентификация — отнесение пиков на хроматограмме к тому или иному компоненту из списка компонентов рабочего метода. При этом производится сравнение рассчитанных параметров удерживания всех обнаруженных на хроматограмме пиков с информацией, хранящейся в таблице компонентов. Идентификация компонентов по одному или по нескольким детекторам осуществляется следующими способами:

1. по абсолютному времени удерживания;
2. по относительному времени удерживания;
3. по относительному объему удерживания;
4. по времени удерживания и соотношению интенсивностей пиков на параллельно (последовательно) работающих детекторах;
5. по индексам удерживания (Ковача);
6. по температурам кипения.

Теперь рассмотрим каждый из вышеперечисленных способов подробнее.

Идентификация по абсолютному времени удерживания

Наиболее простой способ идентификации — по времени удерживания, то есть сравнение времени удерживания анализируемого компонента со временем удерживания известного соединения при строго заданных условиях анализа. Для проведения идентификации пика по времени удерживания в библиотеке компонентов должна содержаться информация:

• наименование компонента;
• время удерживания;
• окно поиска по времени (в единицах времени).

Окно поиска — границы области, в которой будет осуществляться поиск пика как в положительную, так и в отрицательную сторону от заданного в таблице параметра удерживания.

При задании окна необходимо стремиться, чтобы его ширина была достаточной для попадания пика в окно при неизбежных изменениях времени удерживания, но и не слишком большой, чтобы в него не попадали соседние пики.

В случае если в окно поиска попадают несколько пиков, то среди них выбирается пик, имеющий максимальную вероятность идентификации (наиболее интенсивный или ближайший к библиотечному времени).

Идентификация по относительному времени удерживания

При изменении условий в процессе анализа (расход газа-носителя, температура колонки), а также в процессе «старения» колонок, пики могут не попасть в окно поиска. Это происходит чаще всего:

• когда нельзя задать достаточно широкое окно поиска, чтобы в него не попали соседние пики;
• при длительных анализах с программированием температуры колонок, когда время удерживания может измениться в большей степени.

Выход из положения состоит в том, что один из пиков (или несколько) назначается «стандартом времени», для него задается увеличенное окно поиска (2-5%), а для остальных пиков рассчитывается относительное время удерживания.

Стандартом времени, как правило, выбираются стоящие отдельно или большие пики обязательно присутствующие на хроматограмме. Таким образом, при одновременном сдвиге по той или иной причине времен удерживания всех компонентов, наличие пиков-стандартов времени поможет правильно идентифицировать вещества, несмотря на то, что их время удерживания не будет попадать в окно поиска по времени.

В этом случае идентификация производится следующим образом:

• производится поиск пика стандарта времени по времени удерживания;
• для стандарта времени удерживания рассчитывается коэффициент отклонения реального времени удерживания по сравнению с библиотечным временем по формуле:

для остальных пиков рассчитывается ожидаемое время удерживания, исходя из времени, заданного в библиотеке для данного компонента, и рассчитанного коэффициента отклонения времени стандарта по формуле:

Идентификация по относительному объему удерживания

Является более точным расчетным параметром по сравнению с относительным временем удерживания, так как в нем учитывается время на прохождение подвижной фазой расстояния от устройства для ввода пробы до детектора (иногда это время называют «мертвым» временем или временем удерживания несорбирующегося вещества).

При этом относительный объем удерживания стандарта времени принимают за единицу, а относительный объем удерживания компонентов (Ri) рассчитывают по формуле:

T уд i — время удерживания анализируемого компонента;

T уд.ст. — время удерживания стандарта времени;

T м — мертвое время.

Идентификация по времени удерживания и соотношению интенсивностей пиков на параллельно (последовательно) работающих детекторах

Если в процессе анализа используются несколько (чаще всего два) параллельно или последовательно работающих детектора, то для более достоверной идентификации можно применить способ идентификации, заключающийся в том, что наряду со временем удерживания (абсолютным или относительным), можно использовать отношение интенсивностей пиков соответствующих детекторов.

Вначале пик идентифицируется по времени удерживания на ведущем детекторе (детекторе, по интенсивности пика которого рассчитывается концентрация компонента). Затем сравниваются отношения интенсивностей пика на различных детекторах с библиотечным отношением.

Для идентификации может использоваться не только отношение интенсивностей, но также наличие или отсутствие пика на другом (не ведущем) детекторе.

Идентификация по индексам удерживания (Ковача)

Для идентификации могут использоваться и другие относительные параметры удерживания, которые в меньшей степени зависят (в отличие от времени удерживания) от условий анализа. Одним из таких параметров является индекс удерживания — безразмерная величина, характеризующая положение пика вещества на хроматограмме относительно пиков выбранных стандартов.

Если в качестве стандартов используются насыщенные углеводороды (алканы, парафины), то индекс удерживания называется индексом Ковача. Выбор типа индекса (линейный или логарифмический) зависит от условий анализа.

Для постоянной температуры колонки во время анализа характерна логарифмическая зависимость, при программировании — линейная. Однако между этими двумя зависимостями нет четкого разделения, поэтому при применении режима программирования температуры колонок с начальным изотермическим участком, используется смешанный тип индекса. При этом на изотермическом участке выбирается логарифмический тип индекса, до первого реперного пика, который попадает на участок программирования температур, и в дальнейшем — линейный тип индекса.

Начало программирования температуры колонок выбирается согласно заданным параметрам управления соответствующего метода. При идентификации по индексам удерживания в таблицу компонентов должны быть занесены табличные значения индекса компонентов и ширина окна поиска по индексу. Пикам – стандартам индексов удерживания необходимо присвоить тип: реперный в таблице компонентов и задать увеличенное окно поиска (2-5%) от времени удерживания.

Идентификация по индексам удерживания производится следующим образом:

• Производится идентификация реперных пиков по времени удерживания.
• Реперным пикам присваиваются соответствующие индексы из таблицы компонентов.
• Используя индексы удерживания реперных пиков, рассчитываются индексы удерживания обычных пиков и сравниваются с табличными данными.

Индексы удерживания Ковача рассчитываются по формулам:

линейный индекс удерживания:

логарифмический индекс удерживания:

Ii — время удерживания интересующего пика;

In, In+1 — индексы предыдущего и последующего компонентов с известной величиной индекса;

ti — время удерживания интересующего пика;

tn, tn+1 — времена удерживания пиков, соответствующие предыдущему и последующему компонентам с известными индексами;

t’. — приведенное время удерживания.

Важно! Для увеличения точности расчета индексов удерживания в качестве времени удерживания необходимо брать приведенное время удерживания. Приведенное время удержания равно разности абсолютного времени удержания и мертвого времени (времени нахождения неудерживаемого компонента в хроматографической системе).

Мертвое время определяется либо экспериментально, либо расчетом, выполненным с помощью газового калькулятора. В качестве неудерживаемого компонента чаще всего используют метан.

В окно ожидаемого времени или индекса удерживания одного компонента может попасть несколько пиков. В этом случае выбор пика, в зависимости от настройки, может осуществляться по следующим критериям:

• ближайший к ожидаемому (библиотечному) времени или индексу удерживания;
• максимальный по высоте;
• максимальный по площади.

Один и тот же пик может попасть в окна поиска разных компонентов, в этом случае необходимо уменьшить ширину окон поиска.

Указанная схема распознавания (идентификации) компонентов оказывается достаточно универсальной и гибкой для того, чтобы проблема корректного распознавания пиков в подавляющем большинстве случаев было решена. Все, что требуется от оператора — на этапе настройки грамотно выбрать пик стандарта времени или реперные пики и в дальнейшем периодически корректировать их ожидаемые времена удерживания по текущей хроматограмме.

Идентификация по температурам кипения

Частным случаем расчета индексов удерживания является расчет температур кипения. При расчете температур кипения используются те же формулы, что и при расчете индексов. Для расчета температур кипения необходимо в библиотеке методов выбрать тип индекса (линейный или логарифмический) и задать известные температуры кипения реперных компонентов.

Видео:Настройка хроматографа "Хромопласт". Серия 1Скачать

Основные Параметры Хроматографических Пиков

21.01.2021

Ключевую для хроматографии информацию получают при анализе пиков на полученной диаграмме. Хроматограммы бывают двух видов: полученные при планарной хроматографии или при жидкостной. Во втором случае, как правило, анализ проводится специальным детектором, анализирующем проходящую через колонку смесь.

Видео:Пирогов А.В. Газовая хроматографияСкачать

Что такое хроматографический пик

Хроматографический пик представляет собой резкое возрастание концентрации вещества с последующим уменьшением до базовой линии. Происходит это в момент прохождения вещества через детектор. Пики тем четче, чем больше разделительная способность системы и чем сильнее различаются свойства компонентов смеси, и в теории представляют собой гауссовские кривые.

Различные вещества имеют различные пики ввиду индивидуальных свойств. Вследствие неоднородной реакции с подвижной фазой время прохождения через колонку компонентов разнится. Каждый пик на диаграмме отражает отдельное вещество или группу веществ, прошедших колонку за определенное время.

Время прохождения вещества зависит от его сродства к подвижной и неподвижной фазе. Само же сродство определяется протекающими между веществом и фазами реакциями, размером компонента смеси, температурой и скоростью элюента. Поэтому, для каждой системы абсолютное время прохождения веществ разное, и зависит от каждого параметра анализа.

После установки основных характеристик пиков — время удерживания, высота и площадь пика – переходят к их соотношению. Отношение площадей пиков равно отношению количеств веществ компонентов смеси.

Высота пика в случае с гауссовскими кривыми также может отражать относительное содержание вещества в пробе. Это применимо для неперекрывающихся симметричных пиками. В противном случае расчеты, основанные на высоте пика, ведут к ошибкам.

Ширина пика показывает эффективность хроматографической системы, ведь чем больше ширина пика, тем хуже полученные данные о его площади. Чем меньше в смеси примесей и чем больше степень разложения на компоненты, тем эффективнее анализ. Ширина также увеличивается в процессе анализа. При постоянной температуре это происходит линейно.

На практике полученные диаграммы содержат отклонения от теоретических расчетов. Причина этому реакция среды, наличие примесей, изменение температуры во время анализа, схожие свойства самих веществ. Пики могут накладываться друг на друга, быть ассиметричной формы. Чем дольше идёт анализ, тем шире они становятся. Расчеты, основывающиеся на высоте асимметричных пиков, ведут к ошибкам, ведь они больше не отражают реальной концентрации.

Пики отделяются от шумов, которые возникают при детальном рассмотрении базовой линии. Как и любое другое электрическое устройство, хроматограф имеет отклонения показаний в одну и другую сторону. Чем меньше выбранный промежуток времени, тем менее заметны сами шумы.

Видео:Газожидкостная хроматографияСкачать

Автоматическая и ручная разметка пиков

Ввиду того, что теоретически число пиков неограниченно, необходимо отделять пики от шумов. Делать это можно как вручную, так и при помощи специальных программ. Автоматизация уместна в случае с большим количеством сходных хроматограмм. При этом для каждой серии анализов требуется индивидуальная настройка.

В первую очередь подавляются шумы. Происходит это при помощи введения порогового значения для высоты и площади пиков. Так, зная степень разделения смеси средой, вводят минимальную высоту. А на основании данных об ориентировочном содержании веществ вводится минимальная площадь.

После назначения порогов назначается эталонная ширина пика. От этого параметра зависит, какая часть пика будет интегрироваться. Пики с меньшей шириной также автоматически отсеиваются. Этот процесс облегчает дальнейший анализ и упрощает полученные данные.

Подбор этих значений должен производиться с расчетом на то, что со временем анализа пики расширяются. Имеет смысл деление хроматограммы на участки с индивидуальными параметрами разметки. Подбор специальных значений для порогов и ширины пиков повышает качество полученных данных.

К ручной разметке прибегают в случаях, когда автоматизация не предоставляет искомой точности. Исследователь собственноручно выделяет необходимые пики, однако последующий подсчет площади под ними производится автоматически. Идентифицировать вещества по их пикам же все равно приходится вручную.

Видео:Часть 2. Газовый хроматографСкачать

Как идентифицировать пики

После выделения пиков производится идентификация, соотношение сигналов с веществами, которые их дали. Достичь качественного результата позволяет сравнение со стандартным образцом. Однако доказать наличие конкретного вещества сложнее, чем доказать его отсутствие. Ведь если пик на характерной для определенного вещества отметке отсутствует, то это однозначно говорит об отсутствии самого вещества, а его наличие может свидетельствовать о смеси других веществ с аналогичными свойствами.

Зафиксировав четыре абсолютных значения, производят анализ как на непосредственно полученных данных, так и на относительных величинах. Минусом абсолютных значений является высокая чувствительность к колебаниям таких параметров как температура и скорость подвижной фазы, что приводит к неточностям и необходимости многократных анализов.

Простейшим методом идентификации является соотношение времени удерживания вещества в пробе и в стандарте. Сопоставив полученные и библиотечные времена удерживания, делают вывод о наличии или отсутствии искомых веществ. Для подтверждения точности полученных данных результаты должны быть повторяемы.

Для получения более точных результатов прибегают к измерению относительного объема удерживания. Здесь учитывается время прохождения колонки подвижной фазы. Объем удерживания, в отличие от времени удерживания, не зависит от скорости потока, что и делает этот параметр универсальной характеристикой. Иногда прибегают к комбинированию детекторов. Сравнив пики на нескольких хроматограммах, делают вывод о свойствах вещества. Наличие пиков на одних и отсутствие на других детекторах помогает идентифицировать вещество.

Видео:4 класс, 12 урок, Оценка площадиСкачать

Заключение

Несмотря на то, что зачастую пики не соответствуют гауссовским кривым, идентификация возможна и в сложнейших случаях. Современные библиотеки располагают количеством информации, которое позволяет точно определять искомые вещества даже в смеси со схожими свойствами компонентов.

Автоматизированная разметка пиков и их интегрирование снимает с работающего за хроматографом нагрузку, облегчая аналитическую задачу и повышая эффективность процесса. Заглушая шумы и считая площади пиков, программное обеспечение снижает общее время анализа.

Проведенный анализ позволяет дать количественную характеристику изучаемой смеси, обнаружить в ней искомые вещества, что делает хроматографию востребованной во многих сферах.

Хроматография в медицине

Хроматография активно используется в медицине.…

05.02.2022

Генераторы азота и сфера их применения

В газовой хроматографии азот –…

31.01.2022

Газовые хроматографы: устройство и принцип работы.

Любой газовый хроматограф состоит минимум…

30.01.2022

ГХ или ВЭЖХ? Что выбрать?

При появлении новой аналитической задачи…

16.11.2021

Хроматография. Простыми словами.

О хроматографии написано много. Мы…

10.11.2021

Как проводится хроматография

Хроматографический анализ представляет собой один…

18.03.2021

Абсорбционная спектрометрия уже больше века…

18.03.2021

Основные Параметры Хроматографических Пиков

Ключевую для хроматографии информацию получают…

21.01.2021

Результатом хроматографии является хроматограмма, дающая…

21.01.2021

Распространённые причины поломки хроматографов

Использование любых сложных видов оборудования…

02.10.2020

Как Хроматография Применяется в Парфюмерии?

Методику хроматографии активно используют в…

02.10.2020

Хроматография: история открытия и развития

Хроматография сегодня активно используется в…

06.09.2020

Как правильно выбрать хроматограф?

Хроматография – метод анализа жидкостных…

05.09.2020

Работа любого сложного устройства сопровождается…

28.07.2020

Сегодня хроматография остается самым используемым…

28.07.2020

Предшественником всех современных спектрометров считается…

06.07.2020

Разделение сложных смесей на единичные…

06.07.2020

Хроматографические методы в криминалистике

Криминалистические экспертизы играют важную роль…

06.07.2020

Хроматография в фармацевтической промышленности

В настоящее время можно выделить…

27.05.2020

Принципы работы спектрометра

Спектрометр – прибор, работающий на…

08.05.2020

Хромато-масс-спектрометры: принцип действия

Командой Хроматограф.ру в Печорской центральной…

08.05.2020

Порядок технического обслуживания оборудования производства «НПО СПЕКТРОН»

При поставке приборы снабжаются всем…

17.04.2020

Хроматография в контроле качества продовольственного сырья и пищевых продуктов

Безопасность и качество продуктов питания…

17.04.2020

Телемедицина для хроматографов

Что такое телемедицина? Это консультация…

15.04.2020

Основные производители хроматографов в мире, в России

Хроматографы используются в аналитических исследованиях,…

02.12.2019

Области применения газовых и жидкостных хроматографов

Хроматография – способ разделения многокомпонентных…

02.12.2019

Хроматографические Методы Анализа

Хроматографические методы анализа базируются на…

02.12.2019

Хроматограф — принцип действия, виды хроматографов

Одним из самых популярных методов…

23.02.2019

Обучение с выдачей удостоверения

С июня 2017 года наши…

28.11.2018

Скидка на Хромато-масс-спектрометр с МСД Хроматэк 12% до 31 октября 2017 года

Руководством предприятия принято решение предоставить…

28.11.2018

7 (343) 300 90 95 обратный звонок

info@gcpro.ru написать письмо

Екатеринбург, Сибирский
тракт, 57 оф. 308

Видео:Хроматэк Аналитик 3.1. Создание метода с нормализациейСкачать

Хроматографические параметры

t M — время удерживания несорбируемого соединения; t R1 и t R2 — абсолютные времена удерживания компонентов 1 и 2.

Нулевая (базовая) линия хроматограммы — линия, соответствующая нулевой концентрации анализируемых веществ в элюате.

Шум — помехи, статистические флуктуации нулевой линии хроматограммы. Уровень шума складывается из статистических флуктуации всех параметров, принимающих участие в образовании сигнала детектора.

Дрейф нулевой линии — постепенное смещение регистрируемое на хроматограмме.

Хроматографический пик — участок хроматотраммы, соответствующий площади ограниченной функцией хроматограммы в момент выхода определяемого вещества из колонки и базовой линией.

Основание пика — продолжение нулевой линии, соединяющее начало и конец хроматографического пика.

Площадь пика, S — площадь хроматограммы, заключенная между пиком и его основанием. В первом приближении

Высота пика, h — расстояние от максимума пика до его основания, измеренное вдоль оси отклика детектора.

Ширина пика у основания, W b — отрезок основания пика, отсекаемый двумя касательными, проведенными в точках перегибов восходящей и нисходящей ветвей хроматографического пика.

Ширина пика на полувысоте, W h — отсекаемый пиком отрезок линии, проведенной параллельно основанию пика на середине его высоты.

Геометрический объем колонки, V c — внутреннее пространство пустой колонки.

Свободный объем, V o — часть объема колонки, не занятая сорбентом.

Объем удерживания вещества, V R — объем подвижной фазы, затрачиваемой на элюирование пробы вещества. Объем удерживания определяют между точкой ввода пробы и точкой, при которой регистрируется максимум сигнала детектора.

Мертвый объем, V M — объем подвижной фазы между точкой ввода пробы и точкой ее обнаружения (кюветой детектора). Мертвый объем включает в себя свободный объем колонки, объемы устройства ввода пробы (дозатора), детектора, а также объемы коммуникаций между ними.

Приведенный объем удерживания, V R ’ — объем удерживания вещества за вычетом мертвого объема:

Абсолютное время удерживания вещества, t R — время пребывания исследуемого вещества в хроматографе. Практически время удерживания определяют от момента ввода пробы вещества в хроматограф до момента регистрации максимума соответствующего хроматографического пика.

Мертвое время, t M — время пребывания несорбируемого вещества в хроматографе. На практике мертвое время определяют от момента ввода пробы несорбируемого вещества в хроматограф до момента регистрации максимума сигнала детектора.

Приведенное время удерживания, t R ’ — абсолютное время удерживания за вычетом мертвого времени:

Эффективность хроматографической системы — количество ступеней установления равновесия между подвижной и неподвижной фазой в выбранных условиях для данного сорбата, способность к образованию узкой концентрационной зоны индивидуального компонента разделяемой смеси. Эффективность в численном выражении определяется значениями числа теоретических тарелок и высотой, эквивалентной теоретической тарелке.

Число теоретических тарелок, N — величина, характеризующая качество колонки и рассчитываемая по параметрам удерживания выбранного вещества по формуле

N = 16(t R /W b ) 2 = 5.545(t R /W h ) 2 ,

где t R — время удерживания пика, W b — ширина пика на его полувысоте, W h — ширина пика у основания.

Высота, эквивалентная теоретической тарелке, H — величина, характеризующая качество колонки и рассчитываемая как отношение длины колонки L к числу теоретических тарелок

Приведенное число теоретических тарелок N’ — отношение числа реально полученных теоретических тарелок на колонке данной длины к условной колонке длиной 1 м.

где L — длина колонки в см.

Приведенная высота, эквивалентная теоретической тарелке

где d — средний (эффективный) диаметр частиц сорбента (мкм), она также является характеристикой эффективности колонки. Вполне удовлетворительным принято считать колонки со значением H равным 3-3,5d. Очень хорошими считаются колонки с Н равным 2d.

Фактор удерживания (коэффициент емкости), k’ — один из основополагающих параметров удерживания в жидкостной хроматографии, безразмерная величина, характеризующая удерживание вещества и равная отношению абсолютного объема удерживания к свободному объему колонки

a также отношению приведенного времени удерживания к мертвому времени k’=t R /t M .

Селективность (относительное удерживание, α R/cm , фактор разделения, α) хроматографической системы — избирательность, способность к специфическим взаимодействиям подвижной и неподвижной фазы с молекулами сорбата, обладающими определенными структурными признаками, приводящая к разной скорости перемещения концентрационных зон индивидуальных компонентов. Количественно селективность выражается как:

• безразмерная величина, равная отношению приведенного объема (времени) удерживания определенного вещества, взятого для сравнения (стандарта) и хроматографируемого в идентичных условиях
  α R/cm = k R /k cm = t R ‘/t cm ‘ = V R ‘/V cm ‘
• величина, которая пропорциональна отношению приведенных времен удерживания двух пиков
  α

(t R2 — t M ) / (t R1 — t M )

Селективность колонки зависит от многих факторов, варьируя которые можно подобрать оптимальные условия хроматографии интересующей экспериментатора смеси компонентов. Исходя из химической природы разделяемых компонентов, хроматографист должен выбрать подходящий состав растворителя (подвижную фазу) и соответствующий по химической природе сорбент. Определенное влияние на селективность имеют и такие термодинамические факторы, как температура и давление в колонке, изменяющие коэффициенты распределения веществ между подвижной и неподвижной фазами.

Коэффициент асимметрии А S — отношение двух отрезков, образуемых на горизонтальной линии, проведенной на высоте 10 % от основания пика, при ее пересечении с вертикалью, опущенной из вершины пика. При этом берется отношение «тыльного» отрезка к «фронтальному»

Разрешение пиков, R S — расстояние между максимумами выбранных соседних пиков, деленное на полусумму их ширин у основания (выраженных в одних и тех же единицах измерения)

R S = 2(t R2 — t R1 ) / (W b1 +W b2 )

Разрешение как параметр, характеризующий разделение пиков, увеличивается по мере возрастания селективности, отражаемой ростом числителя, и роста эффективности, отражаемой снижением значения знаменателя из-за уменьшения ширины пиков.

Экстраколоночное расширение пика (ЭКР) — размывание хроматографической зоны, происходящее в инжекторе, соединительных капиллярах, в ячейке детектора.

Эффективность колонки — характеристика качества колонки, определяемая числом теоретических тарелок и высотой теоретической тарелки. Эффективность колонки тем выше, чем уже ширина пика при том же времени удерживания. Эффективность колонки измеряется числом теоретических тарелок N. Чем выше эффективность, тем больше величина N, тем меньше расширение первоначально узкой концентрационной зоны по мере прохождения ее через колонку, а значит, уже пик на выходе из колонки.

📹 Видео

Газовая хроматография, расчеты по ГОСТСкачать

Жидкостной хроматограф, определение содержания ароматических соединений.Скачать

Расчет RRF и анализ образцаСкачать

Хроматография ч.1Скачать

Газовая хроматомасс-спектрометрия. Часть 1Скачать

Лекция 2.2. Идентификация аминокислотного состава.Скачать

Как найти площадь фигуры#математика #площадьфигуры #геометрия #формулапика #репетиторСкачать

Идентификация по временам удерживания в хроматографии: не все так простоСкачать