Sprawność,selektywność
i rozdzielczość
w technikach CE

Małgorzata Grabowska

Sprawność rozdzielania podobnie jak w chromatografii opisywana
jest liczbą półek teoretycznych i w idealnych warunkach zależy od
współczynnika dyfuzji D i przyłożonego napięcia. Dodatkowe
rozmycie strefy próbki, pogarszające sprawność rozdzielania,
może by spowodowane:

1. Gradientem temperatury w kapilarze, spowodowanym
nieefektywnym odprowadzaniem ciepła Joule'a;
2. Zbyt dużą objętości wprowadzonej próbki;
3. Adsorpcją składników próbki na ścianach kapilary
4. Elektrodyspersją, spowodowaną różnicami w przewodnictwie
strefy próbki i buforu;
5. Przepływem laminarnym, kiedy poziom roztworów w obu
pojemnikach z buforem nie jest jednakowy.
6. Zbyt małe natężenie pola elektrycznego E (zbyt duże E wpływa
zaś na wzrost niekorzystnego efektu generowania ciepła Joule'a.)

Sprawność

Wpływ napięcia

Sprawność określoną liczbą półek teoretycznych opisuje wzór:

N= =

D

- współczynnik dyfuzji

- ruchliwość elektroforetyczna /Vs]

E

– pole elektryczne [V/cm]

l

– efektywna dł. kapilary (do detektora) [cm]

L

– całkowita dł. Kapilary [cm]

V

– przyłożone napięcie



 

Wyznaczanie
sprawności

Półki

teoretyczne

–

określenie

stosowane

dla

scharakteryzowania zdolności rozdzielczej kolumny. Im
wyższa liczba półek teoretycznych przypadających na
jednostkową długość kolumny tym lepsza kolumna. Liczbę
półek teoretycznych szacuje się na podstawie uzyskanego
chromatogramu i jest to wielkość obliczona z równania:

N = (5,54) ( /w 1/2

gdzie: jest objętością elucji, a

w 1/2

połówkową szerokością

piku chromatograficznego służącego za podstawę obliczeń.

Jak łatwo zauważyć, liczba półek teoretycznych nie jest
wielkością jednoznaczną. Silnie zależy od rodzaju i rozmiarów
molekuły

eluowanej

z

kolumny

oraz

od

rodzaju

chromatografii i składu eluentu.



 

Półki teoretyczne

Optymalizację

szybkości

przepływu

elektroosmotycznego przeprowadza się w celu
osiągnięcia odpowiedniej rozdzielczości w jak
najkrótszym czasie, natomiast jego stabilność w
czasie jest koniecznym warunkiem uzyskania
powtarzalnych wyników.
Cechą

charakterystyczną

przepływu

elektroosmotycznego jest jego płaski profil, dzięki
czemu metoda CE osiąga sprawności mierzone
ilością półek teoretycznych rzędu - . Dla
porównania sprawności uzyskiwane dla HPLC
wynoszą 30 - 100 tysięcy, dla GC 100 - 200
tysięcy półek teoretycznych.



 

Selektywność (selectivity) - zdolność
kolumny (techniki) do rozdzielenia dwóch
makrocząsteczek.
Selektywność kolumny chromatograficznej
często mierzona jest odległością dwóch
odrębnych pików

na

chromatogramie.

Selektywność kolumny wynika zarówno z jej
porowatości jak i z techniki i warunków
adsorpcji i desorpcji.

Selektywność



a=1 – rozdział substancji nie jest możliwy, są one

jednocześnie wymywane



im większe a tym lepszy rozdział i dłuższy czas rozdziału



a=1,5 – wartość optymalna



przy bardzo małych, jak i bardzo dużych wartościach

współczynników

retencji

rozdzielczość

kolumny

chromatograficznej jest bardzo zła ( piki o małej
wartości a są słabo rozdzielone, a o dużej – bardzo
rozmyte)

Współczynnik retencji

Rozdzielczość (resolution) - parametr opisujący
jakość

separacji

wybranych

cząsteczek.

Decydujacy wpływ na wartość rozdzielczości mają
pojemność kolumny oraz jej selektywność. Ze
wzrostem pojemności i selektywności kolumny
wzrasta jej rozdzielczość.

Rozdzielenie to tylko odległość lub czas pomiędzy
maksymalnymi

wartościami

dwóch

pików.

Rozdzielczość dotyczy zarówno odległości, jak i
szerokości pików.

Rozdzielczość

Wysoka rozdzielczość wymaga niższej szybkości, a
więc dłuższego czasu analizy.

Im wyższa rozdzielczość, tym dwa piki nakładają się na
siebie mniej.

Czasami wartości rozdzielczości wyraża się w
procentach. Są one obliczone ze stosunku wgłębień
między pikami do całkowitej wysokości piku. Wartość
tę łatwiej można sobie wyobrazić niż liczbę
rozdzielczości.

Rozdzielczość jest tym lepsza im piki są węższe (mała
wartość W) i im lepiej rozseparowane (duże V2 − V1).

Rozdzielczość możemy poprawić poprzez:



dodatek rozpuszczalnika organicznego
(zapobiega adsorpcji analitów na ściankach
kapilary);



wydłużenie kapilary (wydłużenie czasu
migracji);



zmianę parametrów buforu.

Czynnikiem wpływającym korzystnie na

rozdzielczość oraz zmniejszenie wysokości
półki teoretycznej jest brak fazy stacjonarnej.