Le temps de rétention est le temps qu’un composé passe sur la colonne après avoir été injecté. Si un échantillon contient plusieurs composés, chaque composé de l’échantillon passera un temps différent sur la colonne en fonction de sa composition chimique c’est-à-dire que chacun aura un temps de rétention différent. Les temps de rétention sont généralement indiqués en unités de secondes ou de minutes.
Constante d’équilibre
Un temps de rétention des composants est déterminé par la constante d’équilibre (K) si tous les autres facteurs sont maintenus constants. En GC, plus précisément en chromatographie gaz-liquide, il existe deux phases à savoir :
- Phase mobile – généralement un gaz tel que l’hélium
- Phase stationnaire – un liquide à haut point d’ébullition adsorbé sur un solide
Un échantillon vaporisé est injecté dans la tête de la colonne GC, qui contient une phase stationnaire liquide, adsorbée sur la surface d’un solide inerte. Le support solide inerte (généralement de la terre de diatomées ou de l’argile) est nécessaire pour maintenir la phase liquide stationnaire dans la colonne. La vitesse à laquelle un composé particulier se déplace dans la colonne dépend du temps qu’il passe à se déplacer avec le gaz plutôt que d’être fixé au liquide. Les substances qui préfèrent la phase stationnaire ont des temps de rétention plus longs que celles qui préfèrent la phase mobile.
La constante d’équilibre, K, est définie comme la concentration molaire de l’analyte dans la phase stationnaire divisée par la concentration molaire de l’analyte dans la phase mobile. Une valeur élevée de K signifie que le composé est plus soluble dans la phase liquide que dans la phase gazeuse. Le K dépend de la température.
Phase stationnaire polaire ou non polaire
L’un des facteurs clés lors de la mise en place d’une méthode GC est le choix de la polarité de la phase stationnaire. La polarité est choisie en fonction de la connaissance de la matrice de l’échantillon et de la séparation requise. Si la polarité du composé cible et celle de la phase stationnaire sont similaires, il y aura probablement une plus grande interaction entre les deux. Par conséquent, le temps de rétention sera plus long pour les composés polaires sur les phases stationnaires polaires et plus court sur les phases stationnaires non polaires.
Quels autres facteurs affectent le TR?
Point d’ébullition
- Si un composant a un point d’ébullition bas, alors il est susceptible de passer plus de temps dans la phase gazeuse. Par conséquent, son temps de rétention sera plus faible qu’un composé ayant un point d’ébullition plus élevé. Le point d’ébullition d’un composé peut être lié à sa polarité.
Température de la colonne
- Une température de colonne élevée donnera des temps de rétention plus courts, car plus de composants restent dans la phase gazeuse, mais cela peut entraîner une mauvaise séparation. Pour une meilleure séparation, les composants doivent interagir avec la phase stationnaire.
Débit du gaz porteur
- Un débit élevé diminue les temps de rétention mais donne également une mauvaise séparation.
Longueur de la colonne
- Une colonne plus longue produira des temps de rétention plus longs mais une meilleure séparation. Malheureusement, si un composant a un temps de transit trop long dans la colonne, il peut y avoir un effet diffusif qui entraîne l’élargissement de la largeur du pic.
Tous ces facteurs doivent être pris en compte pour déterminer les paramètres de GC qui produiront la meilleure séparation dans un temps raisonnable. Pour une discussion approfondie des facteurs affectant le temps de rétention et la séparation, reportez-vous à l’article : Optimisation des paramètres de la colonne en GC.
L’optimisation des paramètres de la colonne en GC.