Параметры хроматограммы
В хроматограмме на оси абсцисс регистрируется время выхода из колонки каждого компонента пробы, а на оси ординат — сигналы детектора, пропорциональные содержанию компонента в пробе (рис. 4). В методе хроматографии основным количественным соотношением, характеризующим скорость миграции молекул исследуемого вещества через колонку, служит время удерживания — 
.
Рисунок 4 – Параметры дифференциальной хроматограммы:
и 
– время удерживания компонентов 1 и 2; 
и 
– высоты пиков;
– ширина пика на середине высоты; 
– ширина пика у основания;
– интервал между максимумами двух соседних пиков
Время удерживания – это характеристика сорбционной способности неподвижной фазы по отношению к разделяемым веществам при данных условиях хроматографирования. Практически время удерживания определяется расстоянием на хроматограмме от момента ввода пробы до момента появления на хроматограмме компонента в максимальной концентрации. По мере перемещения анализируемых веществ по колонке происходит их постепенное разбавление газом-носителем и формирование непрерывно расширяющихся зон. Расширение зон препятствует разделению анализируемых веществ, а разбавление компонентов часто затрудняет обнаружение пиков.
В хроматографическом анализе принято связывать эффективность хроматографической колонки с расширением зоны анализируемого вещества, а основным количественным выражением, характеризующим эффективность хроматографического разделения, является высота (Н) эквивалентной теоретической тарелки (ВЭТТ). ЗначениеВЭТТ рассчитывают по формуле:
, (1)
где 
длина хроматографической колонки, 
; 
число теоретических тарелок.
Согласно теории ВЭТТ хроматографическая колонка предполагалась состоящей из воображаемых тарелок, на которых происходило достижение полного равновесия анализируемого вещества между двумя фазами. Тогда высокая эффективность колонки проявляется в большом числе 
таких теоретических тарелок.
Для определения обычно используется следующее уравнение:
. (2)
Следует отметить, что чем меньше высота 
, тем эффективнее работает колонка, т. е. тем более узкими становятся пики на хроматограмме.
Количественный анализ
Для количественной оценки качества хроматографического разделения используют критерий разделения 
, который учитывает воздействие на полноту разделения компонентов таких факторов, как эффективность колонки и селективность насадки. Параметр рассчитывают по формуле (18.3). Он может принимать значения от 0 до 
. При значении 
происходит полное разделение компонентов.
. (3)
Количественный газохроматографический анализ основан на допущении, что площади пиков (или высоты), соответствующие индивидуальным соединениям на хроматограмме, пропорциональны их количеству или концентрации. Площади пиков 
на хроматограмме обычно измеряют методом триангуляции (приближения к площади треугольника) по формуле: 
, где 
– высота пика, 
; а – ширина пика на середине его высоты, .
В практике газо-жидкостной хроматографии применяются следующие методы количественного анализа:
— метод абсолютной калибровки;
— метод внутренней нормализации;
— метод внутреннего стандарта.
Методабсолютной калибровки заключается в построении графической зависимости одного из количественных параметров хроматографического пика (высоты или площади) от содержания вещества в пробе. Важнейшими требованиями к эксперименту при выполнении количественного анализа по методу абсолютной калибровки являются:
1) точность и воспроизводимость дозирования пробы;
2) строгое соблюдение постоянства условий хромато-графирования при калибровке прибора и при определении содержания интересующего вещества в пробе неизвестного состава.
Следует отметить, что воспроизводимость и, соответственно, точность результатов при дозировании жидких проб микрошприцем определяется во многом субъективными факторами, присущими оператору.
Метод внутренней нормализации предусматривает отнесение измеренной величины количественного параметра хроматографического пика (площади 
,или высоты 
) к величине суммарного сигнала детектора на все компоненты, присутствующие в анализируемом образце. При этом концентрацию компонентов в анализируемой смеси 
находят по формуле:
, (4)
где 
площадь хроматографического пика; 
калибровочный множитель, учитывающий неодинаковую чувствительность детектора к анализируемым веществам.
Наиболее распространенный способ экспериментального определения 
, для какого-либо вещества относительно стандартного соединения заключается в хроматографировании искусственно составленных смесей необходимых компонентов с выбранным стандартным веществом и последующем расчете по формуле:
, (5)
где 
концентрация ( 
) 
-го компонента; площадь хроматографического пика -го компонента; 
концентрация ( ) стандартного соединения; 
площадь хроматографического пика стандартного соединения.
Преимущества метода внутренней нормализации по сравнению с методом абсолютной калибровки заключаются в устранении необходимости точной дозировки образца и соблюдения тождественности условий анализа при повторных определениях. Существенным недостатком этого метода является то, что определение -го компонента в сложной смеси правомерно лишь при условии, что природа всех интересующих соединений в смеси известна и все они проявляются на хроматограмме.
Метод внутреннего стандарта предусматривает прибавление к известному количеству анализируемого вещества также известного количества не содержащегося в нем эталонного соединения («внутреннего стандарта») с последующим хроматографированием смеси. Процентную (масс. или об.) концентрацию компонентов в анализируемом образце находят по формуле:
, (6)
где и площади хроматографических пиков определяемого и стандартного веществ; калибровочный множитель для определяемого соединения относительно стандартного вещества; 
и 
массы внутреннего стандарта и анализируемой смеси.
Достоинство метода состоит в том, что отпадает необходимость дозирования строго заданных количеств пробы и соблюдения постоянства всех параметров хроматографирования. Ограничения метода заключаются в трудности выбора внутреннего стандарта и в необходимости специальной подготовки пробы для анализа.
Приборы и реактивы
Хроматограф: Цвет-100 с детектором ионизационно-пламенным;
хроматографическая колонка: стеклянная длиной 
, диаметром 
;
твердый носитель: хроматон N-AW-DMCS зернения 
;
неподвижная жидкая фаза: полиэтиленгликоль 
( 
от массы твердого носителя);
микрошприц вместимостью 
;
анализируемый раствор – смесь жидких спиртов.
4 Указания по технике безопасности (см.стр. 4)
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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
7 (343) 300 90 95 обратный звонок
info@gcpro.ru написать письмо
Екатеринбург, Сибирский
тракт, 57 оф. 308/311
