Cromatografía

De Wikipedia, la enciclopedia libre
Saltar a: navegación, búsqueda
Cromatógrafo de gases
Colector automático de fracciones y de muestras para la cromatografía

La cromatografía es un método físico de separación para la caracterización de mezclas complejas, la cual tiene aplicación en todas las ramas de la ciencia. Es un conjunto de técnicas basadas en el principio de retención selectiva, cuyo objetivo es separar los distintos componentes de una mezcla, permitiendo identificar y determinar las cantidades de dichos componentes. Diferencias sutiles en el coeficiente de partición de los compuestos da como resultado una retención diferencial sobre la fase estacionaria y por tanto una separación efectiva en función de los tiempos de retención de cada componente de la mezcla.

La cromatografía puede cumplir dos funciones básicas que no se excluyen mutuamente:

  • Separar los componentes de la mezcla, para obtenerlos más puros y que puedan ser usados posteriormente (etapa final de muchas síntesis).
  • Medir la proporción de los componentes de la mezcla (finalidad analítica). En este caso, las cantidades de material empleadas son pequeñas.

Historia[editar]

La cromatografía, como su nombre lo indica, fue empleada originalmente con sustancias coloreadas (proviene del griego χρομα y γραφω que significan respectivamente chroma "color" y graphos "escribir", literalmente 'escritura de color').

Tan temprano como 1850, Runge describió la formación de zonas coloreadas cuando se goteaban substancias colorantes sobre papel secante, pero el desarrollo más importante vino con los experimentos de Mijaíl Tsweet[1] (Mikhail Semenovich Tsweet, 1872-1919) que empleó por primera vez en 1906 el término "cromatografía". A comienzos del año 1903, Mijail Tsweet, botánico ruso, logró separar un mezcla de pigmentos de plantas (clorofilas) en una columna de carbonato de calcio. Más tarde, en 1910, cromatografió un extracto de yema de huevo en una columna de inulina. Sus investigaciones, sin embargo, no fueron utilizadas por otros investigadores hasta 1931. Esta demora quizá se debió al hecho de que los trabajos de Tswett fueron publicados en ruso y en una revista que no tenía amplia circulación.

El rápido desarrollo de la cromatografía como herramienta analítica sensitiva no ocurrió hasta 1931 cuando Kuhn, con Lederer y con Winterstein emplearon la técnica para el análisis de pigmentos de plantas, confirmando los primeros trabajos de Tswett y su predicción de que el caroteno no era una sola sustancia, sino una mezcla de varios homólogos estrechamente relacionados. Al mismo tiempo el tamaño de las columnas empleadas fue aumentando para poder recuperar los componentes separados. La técnica, por lo tanto, no era solo analítica sino preparatoria.

La cromatografía en columna por estos tiempo tenía aplicaciones limitadas dado que los componentes que se podían separar eran invariablemente lípidos. Pasaron 10 años antes de que Martin y Synge desarrollaran una técnica mediante la cual se pudieran separar compuestos acuosos o hidrofílicos. Esto marcó un nuevo interés en la técnica y en 1944, Consden, Gordon y Martin lograron separar mezclas complejas de aminoácidos en papel y fueron premiados con el Premio Nobel por sus trabajos. Al poco tiempo, en 1947, en Estados Unidos de Norte América, la Comisión de Energía Atómica dio a conocer información sobre el uso de la cromatografía de intercambio iónico para la separación de productos de fisión nuclear.

El desarrollo más reciente en el campo de la cromatografía se deriva de los trabajos de Stahl, quien en 1956, presentó una técnica práctica mediante la cual, una capa delgada extendida de sílice gel, celulosa o alúmina era diseminada sobre una placa de vidrio. Esta técnica, llamada cromatografía de capa delgada, ha resultado en un análisis más rápido y más sensible para el examen de mezclas complejas y en muchos casos a substituido a otros métodos similares más antiguos de cromatografía en papel.

En 1959, Porath y Flodin introdujeron una nueva técnica llamada cromatografía de filtración de gel. Esta se ha vuelto una poderosa y nueva herramienta para la separación de substancias de alto peso molecular, particularmente las proteínas, y ha encontrado muchas aplicaciones en los campos de la bioquímica, la medicina, la fisiología y la biología. La mayoría de las técnicas de filtración en gel han sido usadas con columnas y recientemente se han hecho trabajos con una combinación de filtración en gel y materiales de intercambio iónico, logrando que las separaciones complejas sean extremadamente rápidas y eficientes

Los primeros equipos de cromatografía de gases aparecieron en el mercado a mediados del siglo XX. A su vez, la cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) comenzó a desarrollarse en los años 1960, aumentando su importancia en las décadas siguientes, hasta convertirse en la técnica cromatográfica más empleada. Sin embargo esto se irá modificando con el paso de los años.

Clasificación de los métodos de separación en cromatografía[editar]

Las distintas técnicas cromatográficas[2] se pueden dividir según cómo esté dispuesta la fase estacionaria:

La cromatografía de gases incluye a numerosos compuestos orgánicos. En el caso de compuestos no volátiles se recurre a procesos denominados de "derivación", a fin de convertirlos en otros compuestos que se volatilicen en las condiciones de análisis.

Dentro de la cromatografía líquida destaca la cromatografía líquida de alta resolución (HPLC, del inglés High Performance Liquid Chromatography), que es la técnica cromatográfica más empleada en la actualidad, normalmente en su modalidad de fase reversa, en la que la fase estacionaria tiene carácter no polar, y la fase móvil posee carácter polar (generalmente agua o mezclas con elevada proporción de la misma, o de otros disolvente polares, como por ejemplo metanol). El nombre de "reversa" viene dado porque tradicionalmente la fase estacionaria estaba compuesta de sílice o alúmina, de carácter polar, y por tanto la fase móvil era un disolvente orgánico poco polar. Una serie eluotrópica es un rango de sustancias de diferentes polaridades que actúan como fase móvil y que permiten observar un mejor desplazamiento sobre una fase estacionaria.

Separación de clorofilas mediante cromatografía en papel
Tipos Fase móvil Fase estacionaria
Cromatografía en papel Líquido Papel de celulosa.
Cromatografía en capa fina Líquido Gel de sílice o alúmina.
Cromatografía de gases Gas Columnas capilares de sílice fundida, columnas empacadas con tierras diatomeas hechas de tubos de vidrio o metal.
Cromatografía líquida
en fase reversa
Líquido (polar) Empaques de siloxano de octilo o siloxano de octadecilo.
Cromatografía líquida
en fase normal
Líquido
(menos polar)
Empaques de sílice, alúmina o un soporte al que se unen químicamente grupos polares (ciano, amino, etc).
Cromatografía líquida
de intercambio iónico
Líquido (polar) Resinas de intercambio iónico.
Cromatografía líquida
de exclusión
Líquido Empaques de pequeñas partículas de sílice o polímeros con red de poros uniforme.
Cromatografía líquida
de adsorción
Líquido Partículas finamente divididas de sílice o de alúmina.
Cromatografía de
fluidos supercríticos
Líquido Columnas abiertas de sílice fundida con recubrimientos internos de varios tipos de siloxanos enlazados y de enlaces cruzados.


Términos empleados en cromatografía[3] [editar]

  • Analito es la substancia que se va a separar durante la mensografía.
  • Fase móvil es la fase que se mueve en una dirección definida. Puede ser un líquido (cromatografía de líquidos o CEC). un gas (cromatografía de gases) o un fluido supercrítico (cromatografía de fluidos supercríticos). La fase móvil consiste en la muestra que está siendo separada/analizada y el disolvente, que se mueven por el interior de la columna. En el caso de la cromatografía líquida de alta resolución, HPLC, la fase móvil es un disolvente no-polar como el hexano (fase normal) o bien algún disolvente polar (cromatografía de fase reversa) y la muestra que va a ser separada.. La fase móvil se mueve a través de la columna de cromatografía (fase estacionaria) de forma que la muestra interacciona con la fase estacionaria y se separa.
  • Fase estacionaria es la sustancia que está fija en una posición en el procedimiento de la cromatografía. Un ejemplo es la capa de silica en la cromatografía en capa fina.
  • Cromatografía analítica se emplea para determinar la existencia y posiblemente también la concentración de un analito en una muestra.
  • Fase enlazada es una fase estacionaria que se une de forma covalente a las partículas de soporte o a las paredes internas de la columa.
  • Cromatograma es el resultado gráfico de la cromatografía. En el caso de separación óptima, los diferentes picos o manchas del cromatograma se corresponden a los componentes de la mezcla separada.
Cromatograma con picos no resueltos (separados) Cromatograma con dos picos resueltos
En el eje X se representa el tiempo de retención, y en el eje Y una señal (obtenida, por ejemplo, a partir de un espectrofotómetro, un espectrómetro de masas o cualquier otro de los diversos detectores) correspondiente a la respuesta creada por los diferentes analitos existentes en la muestra. En el caso de un sistema óptimo, la señal es proporcional a la concentración del analito específico separado.
  • Cromatógrafo es el equipo que permite una separación sofisticada. Por ejemplo, un cromatógrafo de gases o un cromatógrafo de líquidos.
  • Cromatografía es el método físico de separación en el cual los componentes que se van a separar se distribuyen entre dos fases, una de las cuales es estacionaria (fase estacionaria) mientras la otra (la fase móvil) se mueve en una dirección definida.
  • Eluyente es la fase móvil que atraviesa la columna.
  • Serie eluotrópica es una lista de disolventes clasificados según su poder de dilución.
  • Fase inmovilizada es una fase estacionaria que está inmovilizada sobre partículas de soporte, o en la pared interior del tubo contenedor o columna.
Cromatograma correspondiente a una cromatografía líquida en fase reversa para compuestos fenólicos
  • Cromatografía preparativa se usa para purificar suficiente cantidad de sustancia para un uso posterior, más que para análisis.
  • Tiempo de retención es el tiempo característico que tarda un analito particular en pasar a través del sistema (desde la columna de entrada hasta el detector) bajo las condiciones fijadas. Véase también: Índice de retención de Kovats
  • Muestra es la materia que va a ser analizada en la cromatografía. Puede consistir en un simple componente o una mezcla de varios. Cuando la mezcla es tratada en el curso del análisis, la fase o fases que contienen los analitos de interés es llamada igualmente muestra mientras el resto de sustancias cuya separación no resulta de interés es llamada residuo.
  • Soluto es cada uno de los componentes de la muestra que va a ser separado.
  • Disolvente es toda sustancia capaz de solubilizar a otra,y especialmente la fase líquidamóvil en cromatografía de líquidos.
  • Adaptabilidad Es la capacidad de ser usada con cierto tipo de muestras.
  • Capacidad de carga Es la cantidad máxima de muestra que puede ser separada en una sola carga.
  • Capacidad de fraccionamiento Es el número máximo de componentes que pueden ser separados en una sola operación.
  • Selectividad Es la capacidad de poder discriminar y distinguir entre dos componentes.

Véase también[editar]

Referencias[editar]

  1. La cromatografía. Fundamentos de tecnología de productos fitoterapéuticos. Nikolai Sharapin. Editorrial Convenio Andrés Bello, 2000. ISBN: 9586980014. Pág. 159-190.l
  2. Técnicas de bioquímica y biología molecular. Jorge David Roriguez Miranda. Editorial Reverté, 1991. ISBN: 8429118195. Cap. 8: Cromatografía. Pág. 179
  3. Glosario de los términos más usados en cromatografía. Introducción a la Cromatagrafía. Stella Torres de Young. Ediciones de la Univ. Nacional de Colombia. ISBN: 9581701192. Pág. 15

Enlaces externos[editar]