¿Por qué el factor de retención debe mantenerse bajo control?
En cromatografía, siempre existe la necesidad de lograr un buen equilibrio entre resolución, tiempo y costos. El factor de retención también es parte de este acto de equilibrio.
La pintura y la cromatografía tienen más en común que solo los colores. La necesidad de lograr este delicado equilibrio entre alta resolución, tiempo y costos es frecuente en la cromatografía. Del mismo modo que se necesitan más recursos y tiempo para pintar una imagen más grande con una mejor resolución, también se necesita más tiempo y solvente para lograr una mayor resolución durante una separación.
Tome el factor de retención (k) como un gran ejemplo de dónde el equilibrio es clave para un proceso de cromatografía optimizado.
En pocas palabras, el factor de retención es la relación entre la cantidad de tiempo que un analito pasa en la fase estacionaria y el tiempo que el analito pasa en la fase móvil. Cuanto más fuertes sean las interacciones del analito con la superficie, mayor será la retención y mayor será el factor de retención.
Hay varias formas de manipular la tasa de retención:
- Alterar la composición de la fase móvil.
- Alterar la naturaleza de la fase estacionaria.
- Cambiar la longitud de la columna
De estos, el primer punto, manipular la composición de la fase móvil, es la forma más fácil de aumentar el factor de retención. Esto se hace frecuentemente mediante el uso de una fase móvil que es un solvente más débil. Cuando la fase móvil tiene una menor resistencia al solvente, los solutos pasan más tiempo interactuando con la fase estacionaria y necesitan más tiempo para eluirse.
Hay varias formas de manipular la tasa de retención:
- Alterar la composición de la fase móvil.
- Alterar la naturaleza de la fase estacionaria.
- Cambiar la longitud de la columna
De estos, el primer punto, manipular la composición de la fase móvil, es la forma más fácil de aumentar el factor de retención. Esto se hace frecuentemente mediante el uso de una fase móvil que es un solvente más débil. Cuando la fase móvil tiene una menor resistencia al solvente, los solutos pasan más tiempo interactuando con la fase estacionaria y necesitan más tiempo para eluirse.
Parece bastante fácil, pero ¿cómo puede determinar el valor ideal del factor de retención para su purificación?
Bueno, la mayor ganancia en resolución se logra cuando el valor del factor de retención está entre 1 y 5. Si el valor k es menor que 1, los analitos pueden eluirse con otros componentes de la muestra o con el solvente. Los valores K superiores a 5 solo proporcionan incrementos mínimos en la resolución.
Esto se puede ver por la relación no lineal entre la resolución y el factor de retención:
Donde podemos ver que la resolución (Rs) en función de k / (1 + k) aumentará con k, pero no linealmente.
La relación no lineal entre la resolución y el factor de retención también se puede mostrar gráficamente:
Esto se puede ver por la relación no lineal entre la resolución y el factor de retención:
Donde podemos ver que la resolución (Rs) en función de k / (1 + k) aumentará con k, pero no linealmente.
La relación no lineal entre la resolución y el factor de retención también se puede mostrar gráficamente:
Para mezclas más complejas, el rango útil del factor de retención es típicamente 2 <k <10.
¿Por qué otra vez? Como se muestra arriba, una vez que el factor de retención excede un valor de aproximadamente 10, un aumento adicional solo trae mejoras marginales en la resolución. Por ejemplo, si el valor k original es 1, al aumentar su valor a 10 se obtiene un aumento del 82% en la resolución. Un aumento del factor de retención a 15 proporciona una mejora neta en la resolución de solo 87.5%.
Teóricamente, puede seguir aumentando el factor de retención como lo desee. Pero los valores k más altos tienen un costo, al igual que necesito más suministros y más tiempo para trabajar con un tamaño de lienzo más alto al pintar.
Mientras que la automatización puede hacer que el costo del tiempo de análisis sea irrelevante, los valores k más altos hacen que la separación sea más lenta. Aún más, los tiempos de retención más largos dan como resultado picos más amplios, lo que podría ser un problema para algunas aplicaciones.
Tiempos de ejecución más cortos, o valores de k más pequeños, reducirán la cantidad de solvente utilizado. Cantidades más bajas de solventes reducen el precio de compra, los costos de preparación y los costos de eliminación asociados con el uso de solventes.
A fin de cuentas, se logra un buen equilibrio de tiempo, costos de solventes y resolución cuando el factor de retención está en el rango:
Si no ha logrado la resolución deseada en k valores superiores a 10, puede considerar aumentar la selectividad o eficiencia de su separación.
Fuente: Blog de Bart
Tiempos de ejecución más cortos, o valores de k más pequeños, reducirán la cantidad de solvente utilizado. Cantidades más bajas de solventes reducen el precio de compra, los costos de preparación y los costos de eliminación asociados con el uso de solventes.
A fin de cuentas, se logra un buen equilibrio de tiempo, costos de solventes y resolución cuando el factor de retención está en el rango:
Si no ha logrado la resolución deseada en k valores superiores a 10, puede considerar aumentar la selectividad o eficiencia de su separación.
Fuente: Blog de Bart
