Para decirlo simple, la cromatografía es un método para separar mezclas complejas y permitir una eventual caracterización de los componentes. Tiene una amplia gama de aplicaciones en todas las ramas de las ciencias.
El principio fundamental de las técnicas se basa en la afinidad que tiene cierta sustancia hacia un material poroso sobre el cual se encuentra absorbida (fase estacionaria) y hacia un solvente (fase móvil) no miscible con la fase estacionaria y que la hace fluir.
Si la mezcla original se encuentra concentrada en una zona de la fase estacionaria y se hace correr la fase móvil por ella. Las sustancias que componen esa sustancia se repartirán entre las dos fases de acuerdo a su afinidad. A medida que la fase móvil avance se produce una velocidad de migración distinta y muy característica para cada uno de los componentes de la sustancia.
En 1906, el botánico ruso Mijaíl Tsvet logró separar una mezcla de pigmentos de plantas utilizando una columna de carbonato de calcio. Unos años más tarde, 1910, realizó lo mismo con una yema de huevo pero esta oportunidad utilizó inulina. Las pruebas y experimentos que realizó no volvieron a ser utilizadas hasta el año 1931. Muchos achacan esto al hecho de que la obra de Tsvet estaba escrita en ruso y había sido publicada en una revista no muy conocida.
En 1931, Kuhn, Lederer y Winterstein utilizaron la técnica descrita por Tsvet para analizar los pigmentos de plantas. Así estos tres científicos lograron confirmar lo que Tsvet había dicho, que el caroteno no estaba compuesto por una sola sustancia sino que era una mezcla de componentes muy relacionados.
En la década de 1940, el tamaño de las columnas que se usaban fue incrementado por lo que a partir de entonces comenzó a ser posible recuperar los componentes de forma separada. A partir de aquí, la técnica cromatográfica ya no será solo analítica sino también preparatoria. Sin embargo, en sus inicios los únicos componentes que podían separarse eran los lípidos. Debieron pasar diez años para que Martin y Synge desarrollen la técnica que permite separar compuestos hodrofílicos (acuosos). Ya en 1944, Consden, Gordon y Martin separan mezclas de aminoácidos razón por la cual recibieron el Premio Nobel.
En 1947, se utilizó la técnica cromatográfica para separar productos de fisión nuclear.
En 1945, Stahl desarrolló la técnica de cromatografía de capa fina que dio como resultado análisis más rápidos y sensibles. Esto fue ideal para mezclas complejas.
En 1958, se introduce la técnica de cromatografía de filtración de gel. Esta fue desarrollada por Porath y Flodin. Esta fue especialmente útil para separar sustancias de muy alto peso molecular, especialmente proteínas.
La gran mayoría de las técnicas de filtración en gel usan columnas que combinadas con materiales de intercambio iónico permiten separaciones de mezclas complejas de manera muy rápida y eficiente.
Ya a mediados del siglo XX aparecen los primeros equipos de cromatografía de gases y a partir de 1960, se desarrolla la cromatografía líquida de alta resolución. Esta última es la técnica cromatográfica más empleada.
Cromatografía de líquidos: dentro de este tipo de cromatografía se destaca la HPLC (high performance liquid chromatography – cromatografía líquida de alta resolución) y es la técnica cromatográfica más utilizada en la actualidad.
La variante de fase reversa es la más aplicada. En esta la fase estacionaria es no polar y la fase móvil polar (en la mayoría de los casos agua o mezcla con una buena proporción de agua o de otros disolventes polares).
Cromatografía de gases: esta se usa en una gran cantidad de compuestos orgánicos. Si son compuestos no volátiles, se realiza un proceso de derivatización con el fin de convertirlo en un compuesto que se volatice durante el análisis. Cromatografía de fluidos supercríticos
El principio fundamental de las técnicas se basa en la afinidad que tiene cierta sustancia hacia un material poroso sobre el cual se encuentra absorbida (fase estacionaria) y hacia un solvente (fase móvil) no miscible con la fase estacionaria y que la hace fluir.
Si la mezcla original se encuentra concentrada en una zona de la fase estacionaria y se hace correr la fase móvil por ella. Las sustancias que componen esa sustancia se repartirán entre las dos fases de acuerdo a su afinidad. A medida que la fase móvil avance se produce una velocidad de migración distinta y muy característica para cada uno de los componentes de la sustancia.
Contenido
Clasificación de tipos de cromotografía
- Según la naturaleza de la sustancia a separar
- Polar
- No polar
- Según el estado de la fase móvil
- Gaseosa
- Líquida
- Sólida
Funciones básicas de la cromatografía
- La cromatografía tiene dos funciones básicas
- Separar los componentes de un mezcla para hacerlos más puros y luego usarlos
- Medir la proporción de componentes en una mezcla.
Historia de la cromatografía
La palabra cromatografía proviene del griego croma (color) y grafo (escribir). Se podría leer como escritura de color. La primera mención de la bases de esta técnica tuvo lugar en 1850 y su descubiertos fue Runge. Este describió cómo se formaban zonas de color cuando se colocaban gotas de color sobre papel secante.En 1906, el botánico ruso Mijaíl Tsvet logró separar una mezcla de pigmentos de plantas utilizando una columna de carbonato de calcio. Unos años más tarde, 1910, realizó lo mismo con una yema de huevo pero esta oportunidad utilizó inulina. Las pruebas y experimentos que realizó no volvieron a ser utilizadas hasta el año 1931. Muchos achacan esto al hecho de que la obra de Tsvet estaba escrita en ruso y había sido publicada en una revista no muy conocida.
En 1931, Kuhn, Lederer y Winterstein utilizaron la técnica descrita por Tsvet para analizar los pigmentos de plantas. Así estos tres científicos lograron confirmar lo que Tsvet había dicho, que el caroteno no estaba compuesto por una sola sustancia sino que era una mezcla de componentes muy relacionados.
En la década de 1940, el tamaño de las columnas que se usaban fue incrementado por lo que a partir de entonces comenzó a ser posible recuperar los componentes de forma separada. A partir de aquí, la técnica cromatográfica ya no será solo analítica sino también preparatoria. Sin embargo, en sus inicios los únicos componentes que podían separarse eran los lípidos. Debieron pasar diez años para que Martin y Synge desarrollen la técnica que permite separar compuestos hodrofílicos (acuosos). Ya en 1944, Consden, Gordon y Martin separan mezclas de aminoácidos razón por la cual recibieron el Premio Nobel.
En 1947, se utilizó la técnica cromatográfica para separar productos de fisión nuclear.
En 1945, Stahl desarrolló la técnica de cromatografía de capa fina que dio como resultado análisis más rápidos y sensibles. Esto fue ideal para mezclas complejas.
En 1958, se introduce la técnica de cromatografía de filtración de gel. Esta fue desarrollada por Porath y Flodin. Esta fue especialmente útil para separar sustancias de muy alto peso molecular, especialmente proteínas.
La gran mayoría de las técnicas de filtración en gel usan columnas que combinadas con materiales de intercambio iónico permiten separaciones de mezclas complejas de manera muy rápida y eficiente.
Ya a mediados del siglo XX aparecen los primeros equipos de cromatografía de gases y a partir de 1960, se desarrolla la cromatografía líquida de alta resolución. Esta última es la técnica cromatográfica más empleada.
Clasificación de los métodos de separación
Clasificación según cómo se dispone la fase estacionaria: Cromatografía plana: en esta la fase estacionaria se ubica en una placa plana o en un papel.- Cromatografía en papel
- Cromatografía en capa fina
Cromatografía de líquidos: dentro de este tipo de cromatografía se destaca la HPLC (high performance liquid chromatography – cromatografía líquida de alta resolución) y es la técnica cromatográfica más utilizada en la actualidad.
La variante de fase reversa es la más aplicada. En esta la fase estacionaria es no polar y la fase móvil polar (en la mayoría de los casos agua o mezcla con una buena proporción de agua o de otros disolventes polares).
Cromatografía de gases: esta se usa en una gran cantidad de compuestos orgánicos. Si son compuestos no volátiles, se realiza un proceso de derivatización con el fin de convertirlo en un compuesto que se volatice durante el análisis. Cromatografía de fluidos supercríticos
| 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 de sílice con recubrimiento interno de diferentes clases de siloxanos. |
| Cromatografía líquida en fase reversa | Líquido polar | Relleno de siloxano de octadecilo o siloxano de octilo. |
| Cromatografía líquida en fase normal | Líquido menos polar | Relleno de sílice o un componente al que se unen grupos polares (ciano, amino, etc). |
| Cromatografía líquida de intercambio iónico | Líquido polar | Resinas de intercambio iónico. |
| Cromatografía líquida de exclusión | Líquido | Relleno de partículas pequeñas de sílice o polímeros con red. |
| Cromatografía líquida de absorción | Líquido | Partículas dividas de alúmina o sílice |
| Cromatografía de fluidos supercríticos | Líquido | Columnas de sílice con recubrimientos internos de diferentes tipos de siloxanos enlazados |
Glosario Cromatografía
- Analito: es la sustancia que se separará durante el proceso cromatográfico.
- Fase móvil: es la fase que se mueve en cierta dirección. El compuesto de la misma depende del tipo de cromatografía que se realice. Por ejemplo, puede ser líquido, gas o un fluido supercrítico.
- Fase estacionaria: es la sustancia que se ubica fija en la cromatografía. Esta varía de acuerdo al tipo de cromatografía. En el caso de la cromatografía en capa fina puede ser una capa de gel.
- Cromatografía analítica: esta sirve para determinar la existencia y concentración de un analito en una muestra determinada
- Fase enlazada: es una fase estacionaria que de forma covalente se une a las paredes internas de la columna o a las partículas de soporte.
- Cromatograma: es el gráfico que representa el resultado de la cromatografía. Cuando se da una separación óptima, los diferentes picos corresponden a componentes separados de la mezcla.
- Cromatógrafo es el equipo de laboratorio que se utiliza para separar mezclas. Los tipos de cromatógrafos más comunes son el cromatógrafo de líquidos y el cromatógrafo de gases.
- Cromatografía: es un método por el cual se separan componentes de una muestra. Esos componentes se separarán en dos fases, una estacionaria y otro móvil.
- Eluyente: se llama así a la fase móvil que atraviesa la columna.
- Serie eluotrópica: son disolventes clasificados de acuerdo a su poder de dilución.
- Fase inmovilizada: es un tipo de fase estacionaria que se encuentra inmovilizada en la pared interior de una columna o sobre partículas de soporte.
- Cromatografía preparativa: es una cromatografía que se utiliza para separar los componentes de una mezcla para purificarla. No se usa para análisis.
- Tiempo de retención: es el tiempo que demora un analito en particular en pasar a través del sistema bajo determinadas condiciones.
- Muestra: es el compuesto que será analizado a través de la cromatografía. Este puede ser una mezcla de varios componentes o ser uno simple.
- Soluto: es cada componente de la muestra que será separado.
- Disolvente:es cualquier sustancia que puede solubilizar a otra.
- Capacidad de carga: es la cantidad máxima de muestra que es posible separar en una sola carga
- Capacidad de fraccionamiento: es la cantidad máxima de componentes que pueden separar en una sola operación.
- Selectividad: es la posibilidad de distinguir entre dos componentes.