cromatografÍa de fluidos supercrÍticos

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CROMATOGRAFA DE FLUIDOS SUPERCRTICOSCONCEPTO:La cromatografa de fluidos supercrticos (SFC) es una modalidad hbrida entre la cromatografa de gases y de lquidos que combina algunas caractersticas de cada una de ellas. Esta tcnica es uno de los tres tipos importantes de cromatografa en columna, sta permite la separacin y determinacin de compuestos que no son manipulados ni por la cromatografa de gases ni por la de lquidos: compuestos no voltiles o trmicamente lbiles para los que la cromatografa de gases es inaplicable y loscompuestos que tienen grupos funcionales que no son detectables por las tcnicas espectroscpicas o electroqumicas empleadas en cromatografa de lquidos.

FUNDAMENTO:La temperatura crtica de una sustancia es la temperatura por encima de la cual no puede existir en la fase lquida independientemente de la presin. La presin crtica es la presin de vapor de una sustancia a su temperatura crtica. Una sustancia a temperaturas y presiones por encima de su temperatura y de su presin crtica (punto crtico) se denomina fluido supercrtico.Los fluidos supercrticos tienen densidades, viscosidades y otras propiedades que son intermedias entre las caractersticas de esa sustancia en estado gaseoso y en estado lquido. Comparacin de las propiedades de los fluidos supercrticos con las de gases y lquidos. (Los datos slo indican el grado de magnitud).

Las propiedades seleccionadas son aquellas que son significativas para la cromatografa de gases, lquidos y fluidos supercrticos, as como la extraccin de fluidos supercrticos. Una propiedad importante de los fluidos supercrticos, que est relacionada con sus densidades elevadas (de 0,2 a 0,5 g/cm3), es su notable capacidad para disolver molculas grandes no voltiles. Por ejemplo, el dixido de carbono supercrtico disuelve fcilmente n- alcanos que poseen entre 5 y 30 tomos de carbono. Una segunda propiedad notable de los fluidos supercrticos es que los analitos disueltos en ellos pueden ser fcilmente recuperados por el procedimiento simple de permitir que las disoluciones se equilibren con la atmsfera a temperaturas relativamente bajas.

VENTAJAS de los fluidos supercrticos es que son baratos, inocuos y no son sustancias txicas, por lo que se pueden dejar evaporar libremente en la atmsfera sin efectos ambientales dainos.LOS EQUIPOS INSTRUMENTALES para la cromatografa de fluidos supercrticos son bastante parecidos en lo referente a los componentes instrumentales a los equipos de HPLC. Existen, sin embargo, dos diferencias importantes: Es necesario un horno, similar para mantener la columna termostatizada y adems proporcionar un control preciso de la temperatura de la fase mvil; un restrictor o un dispositivo de contrapresin, que se utiliza para mantener la presin en la columna en el nivel deseado y para convertir el eluyente, de fluido supercrtico en un gas, y arrastrarlo al detector.

Las variaciones de presin en cromatografa de fluidos supercrticos tienen un efecto muy marcado sobre el factor retencin o de capacidad, k. Este efecto es una consecuencia del incremento de la densidad de la fase mvil a medida que aumenta la presin. Tal incremento de la densidad origina un aumento de la capacidad disolvente de la fase mvil, lo cual acorta los tiempos de elucin. La mayora de los perfiles de presin utilizados en cromatografa de fluidos supercrticos son: presin constante (isobrica) para un perodo de tiempo dado seguida de un aumento lineal o asinttico de la presin hasta alcanzar el valor de la presin final.FASES ESTACIONARIAS. En SFC se emplean tanto las columnas abiertas como las columnas rellenas, aunque las primeras son las ms empleadas. Las columnas abiertas son similares a las columnas de slice fundidacon recubrimientos internos de varios tipos de siloxanos enlazados y de enlaces cruzados. Las columnas tienen una longitud de 10 a 20 m y un dimetro interno de 0,05 a 0.10 mm. El espesor de la pelcula vara entre 0.05 1 micrmetro.

FASES MVILES. La fase mvil ms utilizada en SFC es el CO2. Es un disolvente excelente para un conjunto de molculas orgnicas no polares. Adems, es una sustancia transparente en el ultravioleta, es colora, no txica, fcilmente disponible y muy barata cuando se compara con otras fases mviles cromatogrficas. La temperatura crtica del CO2 es 31 C y su presin crtica 72,9 atmsferas, lo cual permite jugar con una banda amplia de temperaturas y presiones sin superar las condiciones de operacin de un equipo de HPLC moderno. Sustancias como etano, butano, xido nitroso, diclorodifluorometano, ter dietlico, amonaco y tetrahidrofurano han sido utilizadas como fases mviles de cromatografa de fluidos supercrticos.DETECTORES. La principal ventaja de la SFC frente al HPLC es que se pueden utilizar como en la cromatografa de gases, detectores de ionizacin de llama. Este detector es de respuesta universal a compuestos orgnicos, de elevada sensibilidad. Los espectrmetros de masas tambin se puedenadaptar como detectores ms fcilmente para SFC que para HPLC. Otros detectores utilizados son de absorcin en el ultravioleta y en el infrarrojo, de emisin de fluorescencia, termoinico y fotomtrico de llama.APLICACIONLa cromatografa de fluidos supercrticos se ha aplicado a la separacin de un amplio conjunto de sustancias, entre los que se cuentan productos naturales, frmacos, alimentos, pesticidas y herbicidas, tensoactivos, polmeros, aditivos de polmeros, combustibles fsiles y explosivos.Hay posibilidades de aplicaciones ms amplias del scCO2 ( sper critico) en laproduccin de alimentos con niveles reducidos de colesterol. La extraccin de pesticidasdel arroz tambin se realiza comercialmente utilizando scCO2. Se han llevado a cabomuchos estudios para investigar la capacidad del scCO2 para extraer aromas yfragancias de las plantas, por ejemplo, de raiz de jengibre, hojas de manzanilla, vainas de vainilla, hojas de menta, flores de lavanda y piel de limn. Las aplicaciones comerciales en la industria alimentaria incluyen la extraccin de aromas y especias y la extraccin de colorantes, por ejemplo del pimiento rojo. El CO2 supercrtico puede utilizarse para extraer compuestos de productos naturales. Un ejemplo el anticancergeno taxol que puede extraerse de la corteza del tejo del Pacfico (aunque puede tambin sintetizarse mediante un proceso en muchas etapas). Una aplicacin potencial del scCO2 supone la cianobacteria Spirulina platenses que es rica en protenas y se utiliza como aditivo alimentario y medicina. Pero hay un inconveniente: la espirulina en polvo tiene un olor repugnante. Las investigaciones han demostrado que cuando se utiliza scCO2 para extraer los componenetes activos de Spirulina platenses, el olor tambin es eliminado.