Equipo Lucía Díaz Eduardo Puc Yajayra Grijalva María José Bacab Historia y evolución de las columnas capilares y su impacto en la cromatografía de gases Equipo Lucía Díaz Eduardo Puc Yajayra Grijalva María José Bacab

Introducción Fase Estacionaria Normalmente un líquido no volátil, pero también puede ser un sólido o líquido Se lleva a cabo de separación

Introducción Columna empacadas Fabricadas mayormente con acero inoxidable Consigue separaciones muy complejas Soportan mayor cantidad de muestra Columnas capilares Se fabrican con tubo de vidrio (acero inoxidable, cobre, aluminio de teflón) Empaquetan con un material de relleno sólido. recubierta con una pequeña capa de la fase estacionaria líquida |

Tipos de columnas capilares Borosilicato (pyrex) Frágiles Columnas de vidrio Flexible Más utilizado Columnas de sílice fundida

Capilares de pared recubierta Son tubos capilares con la pared interna recubierta de una capa fina de fase estacionaria. Tiene una mayor eficacia a SCOT Recubrimiento de poliimida WCOT Capilares de pared recubierta Mayor Capacidad de Carga. Tienen varias fina capa de fase estacionaria. Mayor capacidad de carga SCOT Capilares con soporte recubierto La pared interior está recubierta de una fase estacionaria sólida PLOT Capilares de capa porosa

Columnas capilares Sílice fundida Buena resolución Sensibilidad alta Las nuevas columnas son creadas con fases estacionarias reticuladas y unidas a la pared de sílica (fase estacionaria enlazada o entrelazada) Sílice fundida Buena resolución Sensibilidad alta Tiempo de análisis menor Bastante resistentes, flexibles Baja reactividad con las muestras

Características Tipo de fase estacionaria Largo de columna Diámetro de la columna Grosor de la película

Tipos de fases estacionarias La película o fase estacionaria más utilizados son los materiales no polares, tal como la metil silicona. A mayor número de carbonos, mayor retención en la columna Otras columnas como las de polietilenglicol, fenilcianopropil y trifluoropropil son más polares Afinidad por compuestos capaces de formar enlaces de hidrógeno, con otros grupos funcionales o compuestos con alto momento dipolar. Compuestos no separadas por temperatura

Tipos de fases estacionarias Hidrocarburos Se utilizan como fase estacionarias apolares hidrocarburos de elevado peso molecular Ejemplo: Escualano Polisiloxano (Siliconas) Son los de más amplia utilización. Estabilidad térmica y tiene posibilidad de modificar la estructura de la base para obtener fases con diferentes polaridades y selectividades. Polifeniléteres Fases estacionarias moderadamente polares bien caracterizadas y de utilización para realizar muchas separaciones

Poliésteres Grupo de polímeros resinosos. Son los adipatos y succinatos de etilenglicol. Son fases estacionarias moderadamente polares. Escaza Estabilidad, ya que los poliésteres son hidrolizables Polietilenglicoles Muy útiles para la separación de compuestos con posibilidades de formación de enlaces de hidrogeno. Se oxidan fácilmente

Fase estacionaria Temperatu-ra máxima, °C Aplicaciones comunes Polidimetilsiloxano 350 Fase no polar de uso general; hidrocarburos; aromáticos plurinucleares; drogas; esteroides; PCBs Polietilenglicol 250 Ácidos libres, alcoholes, éteres aceites esenciales, glicoles Poli(fenilmetil) siloxano (50% fenil) 200 Drogas, esteroides, pesticidas, glicoles Poli(fenenilmetildifenil) siloxano (10% fenil) Esteres metílicos de ácidos grasos, alcaloides, drogas, compuestos halogenados Poli(trifluoropro-pildimetil) siloxano Aromáticos clorados, nitroaromáticos, bencenos alquilsustituidos Poli(dicianoalildimetil) siloxano 240 Ácido grasos poliinsaturados, ácidos de la colofonia, ácidos libres, alcoholes

Interacciones de la fase estacionaria Grupo funcional Dispersión Dipolo Enlaces de H Metil Fuerte Ninguno Fenil Ninguno a débil Débil Cianopropil Muy fuerte Moderado Trifluoropropil PEG

Polaridad Grupo R: Polietilenglicol

Columna de metal Ventajas Se puede realizar una amplia variedad de muestras No requiere complicadas configuraciones Desventajas Relativa irregularidad de la superficie interior del tubo. posible reactividad del metal El espesor de la película de recubrimiento depende de las condiciones del revestimiento y no puede ser establecida fácilmente

Columnas capilares Vida larga Mayor capacidad de carga Ventajas Vida larga Mayor capacidad de carga Permite que los compuestos residan mayor tiempo en la columna obteniéndose picos de buena forma y bien definidos Para muestras muy complejas Desventajas Requiere de instrumentación adecuada manejo mas complicado Absorción del analito sobre la superficie para muestras muy pequeñas

Columnas empacadas Puede tolerar inyecciones grandes de disolventes Ventajas Puede tolerar inyecciones grandes de disolventes Fase estable , superficie grande se puede utilizar en temperaturas muy altas Para muestra poco complejas Desventajas Riesgo a producir sangrado Tamaño de las partículas de empaque

Conclusiones Las investigaciones para mejorar las columnas capilares no han terminado, con el paso del tiempo se sigue buscando la manera de aumentar la velocidad de la separación. Las columnas capilares y las columnas empaquetadas , varían principalmente en que las columnas empaquetadas pueden contener una mayor cantidad de muestra pero las columnas capilares son más rápidas y eficientes.

Las columnas capilares de sílice ofrecen importantes ventajas tales como resistencia física, una reactividad mucho menor frente a los componentes de la muestra y, por lo que en la actualidad son las más utilizadas. Tenemos la opción de realizar la separación como queramos, ya que podemos escoger la fase estacionaria y el analito según lo que mejor convenga. Recordar el principio: “lo semejante disuelve a lo semejante”

Referencias Ettre, S. L. Evolution of Capillary Columns for Gas Chromatography. LCGC, 2001, 19, 1, 48-57. Agilent J&W GC Column Selection Guide http://www.chem.agilent.com/Library/catalogs/Public/ 5990-9867EN_GC_CSG.pdf (consultado marzo 2014). McMaster, M. GM/MS: A practical user’s guide, 2ª ed.; Wiley: New Jersey, 2008; pp. 30-31. Major, E. R. Fused-Silica Capillary the Story behind the Technology. LCGC NORTH AMERICA. 2002, 20, 10, 928-934. Harris, D. Química Analítica Cuantitativa, 3a ed.; Reverté: España, 2007; pp.579-581