Czas retencji to czas, jaki związek spędza na kolumnie po wstrzyknięciu. Jeśli próbka zawiera kilka związków, każdy związek w próbce spędzi na kolumnie inną ilość czasu, zgodnie ze swoim składem chemicznym, tzn. każdy będzie miał inny czas retencji. Czasy retencji są zwykle podawane w jednostkach sekund lub minut.
Stała równowagi
Czas retencji składników jest określany przez stałą równowagi (K), jeżeli wszystkie inne czynniki są utrzymywane na stałym poziomie. W GC, a konkretnie w chromatografii gazowo-cieczowej, występują dwie fazy, a mianowicie:
- Faza ruchoma – zwykle gaz, taki jak hel
- Faza stacjonarna – ciecz o wysokiej temperaturze wrzenia zaadsorbowana na ciele stałym
Parowana próbka jest wstrzykiwana do głowicy kolumny GC, która zawiera ciekłą fazę stacjonarną, zaadsorbowaną na powierzchni obojętnego ciała stałego. Obojętne ciało stałe (zazwyczaj ziemia okrzemkowa lub glina) jest niezbędne do utrzymania fazy ciekłej w kolumnie w stanie stacjonarnym. Szybkość, z jaką dany związek przemieszcza się przez kolumnę, zależy od tego, ile czasu spędza w ruchu z gazem, a nie jest związany z cieczą. Materiały, które wolą fazę stacjonarną, mają dłuższe czasy retencji niż te, które wolą fazę ruchomą.
Stała równowagi, K, jest zdefiniowana jako stężenie molowe analitu w fazie stacjonarnej podzielone przez stężenie molowe analitu w fazie ruchomej. Wysoka wartość K oznacza, że związek jest bardziej rozpuszczalny w fazie ciekłej niż w fazie gazowej. K zależy od temperatury.
Biegunowa lub niepolarna faza stacjonarna
Jednym z kluczowych czynników przy tworzeniu metody GC jest wybór polarności fazy stacjonarnej. Polarność jest wybierana na podstawie wiedzy o matrycy próbki i wymaganej separacji. Jeśli polarność związku docelowego i fazy stacjonarnej jest podobna, to prawdopodobnie wystąpi większa interakcja pomiędzy nimi. W konsekwencji, czas retencji będzie dłuższy dla związków polarnych na polarnych fazach stacjonarnych i krótszy na niepolarnych fazach stacjonarnych.
Jakie inne czynniki wpływają na RT?
Punkt wrzenia
- Jeśli składnik ma niską temperaturę wrzenia, to prawdopodobnie spędzi więcej czasu w fazie gazowej. Dlatego jego czas retencji będzie niższy niż związku o wyższej temperaturze wrzenia. Punkt wrzenia związku może być związany z jego polarnością.
Temperatura kolumny
- Wysoka temperatura kolumny daje krótsze czasy retencji, ponieważ więcej składników pozostaje w fazie gazowej, ale może to skutkować słabą separacją. Dla lepszej separacji, składniki muszą oddziaływać z fazą stacjonarną.
Strumień przepływu gazu nośnego
- Wysoki strumień przepływu obniża czasy retencji, ale również daje słabą separację.
Długość kolumny
- Dłuższa kolumna da dłuższe czasy retencji, ale lepszą separację. Niestety, jeśli składnik ma zbyt długi czas tranzytu w kolumnie, może wystąpić efekt dyfuzyjny, który powoduje poszerzenie szerokości piku.
Wszystkie te czynniki muszą być wzięte pod uwagę, aby określić parametry GC, które dadzą najlepszą separację w rozsądnym czasie. W celu dogłębnego omówienia czynników wpływających na czas retencji i separację odnieś się do artykułu: Optimisation of Column Parameters in GC.