The Retention Index System in Gas Chromatography: McReynolds Constants

Význam tématu

Ve vysoce konkurenční oblasti chromatografické analýzy je zásadní přesně charakterizovat polaritu a selektivitu stacionárních fází. Retenční indexy a McReynoldsovy konstanty představují standardizovaný nástroj pro systematické porovnávání vlastností různých kapilárních fází a usnadňují předpověď eluce příbuzných sloučenin. Tento přístup šetří čas a zvyšuje spolehlivost metodického vývoje v průmyslové i výzkumné praxi.

Cíle a přehled článku

Článek popisuje retenční indexový systém používaný v plynové chromatografii, definuje McReynoldsovy konstanty pro stanovení polarity fází a uvádí rozsáhlou tabulku hodnot pro desítky běžných polymerních a organických fází. Cílem je nabídnout analytikům rychlý nástroj pro výběr vhodné kolony bez nutnosti vlastních rozsáhlých experimentů.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda spočívá v:

• vstřiku směsi n-parafinů (C6–C8) a benzenu na kapilární kolonu s referenční nenpolární fází (squalan),
• změření retenčních časů a korekci o mrtvý objem,
• vyčtení bodů (log t’R) pro n-parafiny (ret. index 600, 700, 800),
• vytvoření lineárního grafu závislosti logaritmu korektovaného retenčního času na retenčním indexu,
• určení retenčního indexu neparafinů interpolací či výpočtem podle vzorce I = 100Z + 100·[log t’R(i) – log t’R(z)]/[log t’R(z+1) – log t’R(z)].

Instrumentace: plynový chromatograf vybavený kapilární kolonnou se změnitelnou fází (např. 20 % squalan při 120 °C).

Hlavní výsledky a diskuse

Bylo analyzováno 68 fází a vybráno 10 referenčních sond (x’ až s’), z nichž pět nejvýznamnějších (benzene, n-butanol, 2-pentanon, nitropropane, pyridin) reprezentuje hlavní chemické třídy. Výsledkem je:

• rozřazení fází podle McReynoldsových konstant: 0–100 (nepolární), 100–400 (středně polární), >400 (vysoce polární),
• rozsáhlé tabulky hodnot pro desítky polymerních i esterových fází,
• možnost kvantifikovat posun eluce aromátů a alkoholů mezi různými kolonnami (např. rozdíl Ibenzene mezi squalanem a dinonylftalátem: 84 jednotek vs. SP-2340: 520 jednotek),
• prokázaná shoda fází se shodnými konstantami ±4 jednotky a podobné separační vlastnosti i při rozdílu do ±10 jednotek.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje:

• rychlý výběr a vzájemnou náhradu kapilárních stacionárních fází podle polarity,
• předpověď pořadí eluce příbuzných látek na základě srovnání s hodnotami n-parafinů,
• zjednodušení vývoje a optimalizace metod v GC bez nutnosti rozsáhlých experimentů,
• porovnání fází napříč komerčními názvy a výrobci.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření retenčních databází o nové typy polymerů a hybridní fáze, integrace McReynoldsových konstant do softwaru pro návrh GC metod, využití strojového učení k predikci retenčních indexů pro neznámé analyty a aplikace v multidimenzionální chromatografii pro komplexní směsi.

Závěr

McReynoldsovy konstanty představují osvědčený a univerzální nástroj k hodnocení polarity a selektivity GC stacionárních fází. Díky dostupným tabulkám hodnot lze rychle identifikovat ekvivalentní fáze a optimalizovat separace bez časově náročných měření.

Reference

1. Budahegyi MV, et al. J Chromatogr. 1983;271:213–307.
2. Ettre L. Anal Chem. 1964;36(8):31A.
3. Káplár L, et al. J Chromatogr. 1972;65:115.
4. McReynolds WO. J Chromatogr Sci. 1970;8:685.
5. Rohrschneider L. J Chromatogr. 1966;22:6.
6. Rohrschneider L. J Chromatogr. 1969;39:383.
7. Supina WR, Rose LP. J Chromatogr Sci. 1970;8:214.
8. Takács J, et al. J Chromatogr. 1972;65:121.