Cromatografía

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 dan 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:

Historia

La cromatografía, como indica su nombre (proviene del griego χρῶμα chrōma y γράφω gráphō, que significan respectivamente "color" y "escribir, registrar", literalmente "escritura de color", o mejor "registro de color") , fue empleada originalmente con sustancias coloreadas.

Ya en 1850, Runge describió la formación de zonas coloreadas cuando se depositaban gotas de sustancias colorantes sobre papel secante, pero el desarrollo más importante vino con los experimentos de Mijaíl Tswet[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 sensible no ocurrió hasta 1931, cuando Kuhn, con Lederer y con Winterstein, empleó 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 Norteamérica, 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 sílice gel, celulosa o alúmina era diseminada sobre una placa de vidrio. Esta técnica, llamada cromatografía de capa fina, resultó en un análisis más rápido y más sensible para el examen de mezclas complejas y, en muchos casos, ha sustituido a otros métodos similares más antiguos de cromatografía en papel toche.


En 1959, Porath y Flodin introdujeron una nueva técnica llamada cromatografía de filtración de gel. Esta se ha convertido en una poderosa y nueva herramienta para la separación de sustancias 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 utilizan 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 High Performance Liquid Chromatography, en inglés) 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

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

La cromatografía de gases se aplica a numerosos compuestos orgánicos. En el caso de compuestos no volátiles, se recurre a procesos denominados de "derivatización", 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, con recubrimientos internos de varios tipos de siloxanos enlazados, columnas empaquetadas con tierras diatomeas hechas de tubos de vidrio o metal.
Cromatografía líquida
en fase reversa
Líquido (polar) Relleno de siloxano de octilo o siloxano de octadecilo.
Cromatografía líquida
en fase normal
Líquido
(menos polar)
Relleno 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 Relleno 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]

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.
Cromatograma correspondiente a una cromatografía líquida en fase reversa para compuestos fenólicos

Véase también

Referencias

  1. La cromatografía. Fundamentos de tecnología de productos fitoterapéuticos. Nikolai Sharapin. Editorial 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

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