Քրոմատագրական բաժանման տեսական հիմքերը և Rs-ի հաշվարկը
Քրոմատագրության մեջ երկու պիկերի բաժանման աստիճանը (Resolution, Rₛ) հանդիսանում է հիմնարար քանակական ցուցանիշ, որը բնութագրում է խառնուրդի բաղադրիչների առանձնացման որակը: Այս մեծությունը ցույց է տալիս երկու հարևան պիկերի գագաթների միջև եղած հեռավորության հարաբերությունը դրանց միջին լայնությանը:
Բաժանման աստիճանի ճշգրիտ որոշումն անհրաժեշտ է վերլուծական քիմիայում, դեղագործական արտադրության որակի հսկողության (QC) և մեթոդների մշակման փուլերում՝ երաշխավորելու համար, որ ակտիվ նյութերն ու խառնուրդները պատշաճ կերպով առանձնացված են և ենթակա են ճշգրիտ քանակական որոշման:
«Chromatography Resolution Calculator» առցանց գործիքը նախատեսված է երկու տարբեր եղանակներով բաժանման աստիճանը հաշվարկելու համար՝ հիմնվելով կա՛մ անմիջապես քրոմատագրից ստացված պիկերի երկրաչափական չափումների (պահման ժամանակներ և լայնություններ), կա՛մ սյունակի կինետիկ ու թերմոդինամիկական պարամետրերի վրա (մեռյալ ժամանակ, տեսական ափսեներ և սելեկտիվություն):
Մուտքային տվյալներ և չափման ռեժիմներ
Հաշվիչն աշխատում է երկու հիմնական ռեժիմով, որոնք օգտատերը կարող է ընտրել «Սկզբնական տվյալներ» դաշտում.
- Պիկերի լայնություններ. Այս ռեժիմն օգտագործվում է, երբ հայտնի են քրոմատագրի վրա ստացված պիկերի երկրաչափական չափերը: Օգտատերը լրացնում է հետևյալ դաշտերը.
- Լայնությունը չափված է. Ընտրվում է «Հիմք (USP 2×)» կամ «Կիսաբարձրություն (USP 1.18×)» տարբերակը:
- Առաջին պիկի պահման ժամանակ tR1. Առաջին պիկի էլյուացման ժամանակը (դրական թիվ):
- Երկրորդ պիկի պահման ժամանակ tR2. Երկրորդ պիկի էլյուացման ժամանակը (դրական թիվ):
- Առաջին պիկի լայնություն w₁. Առաջին պիկի լայնությունը (դրական թիվ):
- Երկրորդ պիկի լայնություն w₂. Երկրորդ պիկի լայնությունը (դրական թիվ):
- Սյունակի պարամետրեր. Այս ռեժիմը հնարավորություն է տալիս գնահատել համակարգի բաժանողունակությունը՝ հիմնվելով սյունակի արդյունավետության և նյութերի քիմիական փոխազդեցության վրա: Պահանջվող մուտքային տվյալներն են.
- Առաջին պիկի պահման ժամանակ tR1:
- Երկրորդ պիկի պահման ժամանակ tR2:
- Մեռյալ ժամանակ tM. Չպահվող նյութի էլյուացման ժամանակը (դրական թիվ):
- Տեսական ափսեներ N. Սյունակի արդյունավետությունը բնութագրող դրական թիվ:
Լրացուցիչ կարգավորումներում հասանելի են «Մուտքագրված արժեքների միավորը»՝ րոպեների կամ վայրկյանների ընտրությամբ, և «Ցուցադրվող տասնորդականներ» դաշտը՝ արդյունքի ճշտությունը սահմանելու համար: Ինտերֆեյսում առկա է նաև «Բեռնել օրինակը» կոճակը՝ դաշտերը նմուշային տվյալներով ավտոմատ լրացնելու համար, և «Մաքրել» կոճակը՝ բոլոր մուտքագրված արժեքները զրոյացնելու համար: Rs-ը հարաբերակցություն է, ուստի փոխարկում չի պահանջվում — յուրաքանչյուր արժեք պարզապես պետք է ունենա նույն չափման միավորը՝ րոպեներ, վայրկյաններ կամ նույնիսկ միլիմետրեր TLC թիթեղի վրա:
Մաթեմատիկական բանաձևեր և հաշվարկի քայլեր
Կախված ընտրված ռեժիմից և չափման մեթոդից՝ հաշվիչն իրականացնում է հաշվարկները հետևյալ բանաձևերով և ցուցադրում է միջանկյալ քայլերը «Բանաձև և տեղադրում» բաժնում.
1. Բազային գծի լայնության մեթոդ (USP <621>)
Երբ լայնությունը չափվում է պիկի հիմքի վրա (տանգենսների մեթոդով), կիրառվում է հետևյալ բանաձևը.
Rₛ = (2(t_R2 - t_R1)) / (w₁ + w₂)
Գործիքի ինտերֆեյսում այն ներկայացվում է որպես .
Rs = 2(tR2 − tR1) ÷ (w₁ + w₂) — USP <621>, տանգենսային լայնություններ հիմքի վրա
Միջանկյալ քայլերի ցուցադրումը.
- Պիկերի միջև հեռավորություն ΔtR: (
ΔtR = tR2 − tR1 = ‹tr2› − ‹tr1› = ‹delta› ‹unit›) - Երկու լայնությունների գումարը: (
w₁ + w₂ = ‹w1› + ‹w2› = ‹sum› ‹unit›) - Վերջնական արդյունքը: (
Rs = 2 × ‹delta› ÷ ‹sum› = ‹rs›)
2. Կիսաբարձրության լայնության մեթոդ (USP <621> / Ph.Eur. 2.2.46)
Երբ պիկերի լայնությունը չափվում է դրանց բարձրության 50%-ի վրա, բանաձևն ընդունում է հետևյալ տեսքը.
Rₛ = (1.18(t_R2 - t_R1)) / (w_(1 / 2,1) + w_(1 / 2,2))
Գործիքի ինտերֆեյսում այն ներկայացվում է որպես .
Rs = 1.18(tR2 − tR1) ÷ (w½,₁ + w½,₂) — USP <621> / Ph.Eur. 2.2.46, լայնություններ կիսաբարձրության վրա
Միջանկյալ քայլերի ցուցադրումը.
- Պիկերի միջև հեռավորություն ΔtR:
- Կիսաբարձրության լայնությունների գումարը: (
w½,₁ + w½,₂ = ‹w1› + ‹w2› = ‹sum› ‹unit›) - Վերջնական արդյունքը: (
Rs = 1.18 × ‹delta› ÷ ‹sum› = ‹rs›)
3. Փյուրնելի (Purnell) բանաձև սյունակի պարամետրերի համար
Երբ հաշվարկն իրականացվում է սյունակի բնութագրերի հիման վրա, օգտագործվում է Փյուրնելի հավասարումը, որը կապում է բաժանման աստիճանը արդյունավետության (N), սելեկտիվության (α) և պահման գործակցի (k′) հետ.
Rₛ = (√(N)) / 4 · (α - 1) / (α) · k′₂ / (1 + k′₂)
Գործիքի ինտերֆեյսում այն ներկայացվում է որպես .
Rs = (√N ÷ 4) · ((α − 1) ÷ α) · (k′₂ ÷ (1 + k′₂)) — բաժանման հավասարում
Միջանկյալ քայլերի ցուցադրումը.
- Պահման գործակից k′₁: (
k′₁ = (tR1 − tM) ÷ tM = (‹tr1› − ‹tm›) ÷ ‹tm› = ‹k1›) - Պահման գործակից k′₂: (
k′₂ = (tR2 − tM) ÷ tM = (‹tr2› − ‹tm›) ÷ ‹tm› = ‹k2›) - Սելեկտիվություն α: (
α = k′₂ ÷ k′₁ = ‹k2› ÷ ‹k1› = ‹alpha›) - Վերջնական արդյունքը: (
Rs = ‹eff› × ‹sel› × ‹ret› = ‹rs›) - Անհրաժեշտ ափսեներ Rs = 1.5-ի համար: (
N-ը Rs = 1.5-ի համար. 16 × 1.5² × (α ÷ (α − 1))² × ((1 + k′₂) ÷ k′₂)² = ‹plates›)
Արդյունքների գնահատում և վիզուալ սանդղակ
Հաշվարկված «Բաժանման աստիճան Rs» արժեքի հետ միասին համակարգը տալիս է որակական գնահատական («բաժանման եզրակացություն»).
- «վատ բաժանված — պիկերը դեռ համընկնում են» — երբ Rₛ < 1.0:
- «մասնակի բաժանված» — երբ 1.0 ≤ Rₛ < 1.5:
- «բաժանված է մինչև հիմքը» — երբ Rₛ ≥ 1.5:
Արդյունքների բաժնում ցուցադրվում է նաև տեսողական սանդղակ՝ 0-ից 2 սանդղակ, որը ցույց է տալիս, թե որտեղ է ընկնում հաշվարկված բաժանման աստիճանը. 1.0-ը նշում է մասնակի բաժանումը, իսկ 1.5-ը՝ հիմքային բաժանումը: Օգտատերը կարող է պատճենել ստացված արդյունքները սեղմելով «Պատճենել արդյունքը» կոճակը:
Ենթադրություններ և կիրառման սահմաններ
Լայնության երկու բանաձևերն էլ ենթադրում են նմանատիպ չափերի երկու սիմետրիկ, զանգակաձև պիկեր: Պոչավորումը կամ ճակատավորումը ստիպում են, որ նույն Rs-ը իրական բաժանումից ավելի լավ տեսք ունենա, իսկ շատ ցածր բաժանման դեպքում լայնություններն իրենք դժվար է չափել — հաստատեք սահմանային դեպքերը ձեր ինտեգրման ծրագրում: Rs = 1.5-ը «հիմքային» բաժանում է երկու հավասարաչափ պիկերի համար. շատ տարբեր չափերի պիկերին անհրաժեշտ է ավելին:
Սահմանափակումներ և սխալների հաղորդագրություններ
Հաշվարկների ճշգրտությունն ապահովելու համար գործիքն իրականացնում է մուտքագրված տվյալների խիստ ստուգում.
- Ոչ թվային արժեքներ. Եթե դաշտում ներմուծվել է տեքստ, ցուցադրվում է սխալ՝
"‹field›. «‹token›»-ը թիվ չէ:": - Զրոյական կամ բացասական արժեքներ. Պահման ժամանակների, լայնությունների, մեռյալ ժամանակի և ափսեների քանակի համար գործում են համապատասխան սահմանափակումներ՝
"‹field›-ը պետք է մեծ լինի զրոյից:","‹field›-ը պետք է մեծ լինի զրոյից:","Մեռյալ ժամանակը պետք է մեծ լինի զրոյից:"և"Տեսական ափսեների քանակը պետք է մեծ լինի զրոյից:": - Պահման ժամանակների հաջորդականություն. Եթե առաջին պիկի պահման ժամանակը մեծ է կամ հավասար երկրորդին, հայտնվում է հաղորդագրություն՝
"Երկրորդ պիկը պետք է էլյուացվի առաջինից հետո. տեղերով փոխեք պահման ժամանակները, եթե դրանք հակառակ են դասավորված:": - Մեռյալ ժամանակի սահմանափակում. Եթե առաջին պիկի պահման ժամանակը փոքր է կամ հավասար մեռյալ ժամանակին՝
"Առաջին պիկը պետք է էլյուացվի մեռյալ ժամանակից հետո, այլապես դրա պահման գործակիցը դրական չէ:": - Սելեկտիվության սահմանափակում. Եթե հաշվարկված սելեկտիվությունը 1 կամ ավելի ցածր է՝
"Պահման ժամանակների պատճառով ընտրողականությունը ստացվում է 1 կամ ավելի ցածր, ուստի ոչ մի ափսեների քանակ չի կարող բաժանել այս զույգը. նախ պետք է փոխել շարժուն կամ անշարժ փուլը:": - Թույլատրելի տիրույթի գերազանցում. Եթե որևէ արժեք կամ միջանկյալ հաշվարկ գերազանցում է սահմանները՝
"Արժեքը կամ միջանկյալ արդյունքը գերազանցում է թույլատրելի թվային տիրույթը:":
Տվյալների մշակում և գաղտնիություն
Բոլոր հաշվարկները կատարվում են տեղում՝ օգտատիրոջ վեբ բրաուզերում: Ձեր մուտքագրած յուրաքանչյուր թիվ մնում է այս բրաուզերում. ոչինչ չի վերբեռնվում, և ոչ մի տվյալ չի ուղարկվում արտաքին սերվեր: