Integración HPLC: soluciones desarrolladas

Notas docentes, valores de referencia y un modelo reproducible de las tres señales sintéticas.

40–50 minutos · Química analítica universitaria

Modelo didáctico sintético. No es una medición de laboratorio ni describe una muestra real.

Uso en el aula

Entrega primero la hoja y los tres CSV originales. Reserva unos 10 minutos para representar y calcular resolución, 15–20 para integrar, 10 para corregir la respuesta y 5–10 para discutir la nota. Para una sesión breve, facilita los gráficos y pide comparar los dos límites de B.

1. Resolución y señal combinada

Con σ = 0,35 min, la anchura en la base definida por tangentes es 1,40 min. Las colas gaussianas se extienden más allá de esa anchura. Con anchuras iguales, Rₛ es la separación entre centros dividida por 1,40 min.

Resolución del modelo y máximos observables

En B, las dos señales se suman con suficiente solapamiento para producir un solo máximo. Los tiempos usados para Rₛ son conocidos por la simulación. Contar máximos en una señal desconocida no determina cuántos componentes contiene.

2. Trapecios y límites de integración

En A, las lecturas originales a 3,00 y 3,01 min son 1,40780212 y 1,40724395 UA. Tras restar 0,040 UA a ambas, el área de ese intervalo es 0,01367523035 UA·min. Suma todos los intervalos del CSV sin redondear valores intermedios.

Resultados de integración

Mover el límite de B transfiere unos 0,23824 UA·min de la ventana derecha a la izquierda. La fracción izquierda aumenta 11,91 puntos porcentuales. Ambos cálculos abarcan los mismos intervalos de todo el recorrido. Con un solapamiento importante, son áreas asignadas a ventanas de la señal combinada. Cada ventana puede contener contribuciones de ambos componentes.

Si obtienes totales de 2,32 y 3,12 UA·min, revisa la sustracción de la línea base: 0,040 UA aportan 0,32 UA·min a lo largo de 8,00 min.

3. Corrección de respuesta y cantidad

La ventana izquierda de C contiene el 42,88 % del área, aunque la mezcla del modelo es idéntica a A. El modelo duplica el área por nanomol del componente 2. Dividir las áreas asignadas por sus factores da aproximadamente 1,20054 y 0,79973 nmol: un 60,02 % molar estimado del componente 1.

Las cantidades que generan el modelo son 1,20 y 0,80 nmol en los tres casos; la fracción molar exacta es 60,00 %. Pequeñas contribuciones de las colas cruzan el límite de C y explican la diferencia con la estimación por ventanas. La cuantificación real requiere un modelo de respuesta validado en el intervalo pertinente, separación suficiente o una deconvolución justificada y un método adecuado para la muestra y los analitos.

4. Evalúa la nota de resultados

Resté una línea base de 0,040 UA y dividí B a 3,30 y 3,50 min. El porcentaje de la ventana izquierda subió de 51,32 a 63,23 %, mientras el total permaneció en 2,000 UA·min. En C, las áreas aproximadas de los componentes con un límite a 4,05 min y los factores lineales facilitados dieron un 60,02 % molar estimado del componente 1.

Comprueba etiquetas de ejes, uso de tiempos del modelo para Rₛ, recuento de cada intervalo una sola vez y distinción entre áreas de ventana, porcentaje de área y porcentaje molar estimado. En esta cuadrícula, 0,01 UA·min y 0,1 puntos porcentuales son tolerancias razonables de evaluación.

Reproducir los datos

El área de cada componente es kᵢ × nᵢ. Su señal es esa área multiplicada por una gaussiana de área unidad. El CSV contiene ambas señales más 0,040 UA, redondeadas a ocho decimales, con pasos de 0,01 min. El generador solo utiliza la biblioteca estándar de Python.

Signal(t) = 0,040 + Σ [kᵢ nᵢ / (σ√(2π))] × exp[−(t − tR,i)² / (2σ²)]

Desde el directorio que contiene simulate.py, ejecuta:

python3 simulate.py --output regenerated-data

Fuentes y reutilización

IUPAC: resolución y anchuras de pico · NIST: Principles of Quantitation

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