技術情報

ガスクロマトグラフィー(GC)の基礎

Ⅰ章-4 クロマトグラフィーの基礎・理論

Ⅰ章-4-1 保持時間・空間補正保持時間・保持係数

試料を注入してから各物質が検出されるまでの時間を保持時間といいます。この保持時間は、物質が液相に溶解していた時間(空間補正保持時間)とキャリヤーガスによりカラム内を移動していた時間(ホールドアップタイム)の合計になります。ホールドアップタイムはカラムに保持されない化合物(メタン,Airなど)を注入し、その溶出時間を測定することで求められます。 空間補正保持時間とホールドアップタイムの比を保持係数といいます。保持時間や空間補正保持時間は、キャリヤーガス流速によって変化しますが、保持係数は、キャリヤーガス流速の影響を受けません。同一カラムで一定温度下の分析では、保持係数は溶質ごとの定数となりますので、ピークの同定において有力な情報となります。

ホールドアップタイム(t0)、空間補正保持時間(tR')、保持係数(k')

Ⅰ章-4-2 理論段数 N (number of theoretical plates)

上の図に示した2つのクロマトグラムはどちらも2成分がまったく同じ間隔で溶出しています。しかし、一方は完全に分離していますが他方は不分離です。これは、分析に使われたカラムの性能の違いによるものです。カラムの性能を表す方法として良く使用されるのが理論段数です。理論段数は、次式によって実際に計算することができます。

N :理論段数
tR :保持時間
t0 :ホールドアップタイム
tR ' :空間補正保持時間
W :ピーク幅(ベースラインでのピークの幅)
W1/2 :半値幅(ピーク高さ1/2でのピークの幅)
h :ピーク高さ
h1/2 :ピーク高さの1/2

理論段数は、カラムの性能の指標です。理論段数が大きいほど性能のよいカラムといえます。 性能のよいカラムとは、カラム内でのピークの広がりが小さいものをさします。

Ⅰ章-4-3 理論段相当高さHETP(height equivalent of one theoretical plate)

理論段相当高さHETPとは、理論段1段に相当する長さをmm単位で表したものです。HETPが小さいほど性能のよいカラムであるといえます。

HETP = L / N

N:理論段数
L:カラムの長さ(mm)

Ⅰ章-4-4 分離度R(resolution)

隣接する二つのピークの分離を表したものです。ピークは完全分離すると分離度は1.5以上になります。

Rs :分離度
tR1,tR2 :2成分の保持時間(tR1 < tR2
W1/2 1 , W1/2 2 :それぞれのピークの半値幅

実際のクロマトグラムとその分離度を示します。

 

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