Principios de análisis instrumental

Tiempo, min b) miH8 j : 1-k"---~I'-.'------./--./1"--¡__LjJ"'--'U~.Á-~lJ 10 15 20 25 Tiempo, min e) m/z = l68 m/z FIGURA 27.16 Salidas características del sistema CG-EM . En a) se muestra el cromatograrna total de un extracto de una muestra de termitas. En b) el ion en mjz = 168 se monitoreó durante el cro– matograma. En e) se presenta el espectro de masas completo del compuesto que eluye en t = 10.46 minutos, permitiendo que se le identifique como ¡3-carbolina norharmano, un alcaloide de importan– cia. (Adaptada de S. Itakura, S. Kawabata, H. Tanaka y A. Enoki, J. lnsect Sci., 2008, 8, p. 13). (CG-FTIR), con espectroscopia magnética nuclear y métodos electroanalíticos se llaman a veces métodos acoplados. 6 En los primeros sistemas, los gases efluentes de una columna cromatográfica se recogían como fracciones separadas en una trampa fría y se usaba un detector no destructivo y no selectivo para indicar su aparición. La composición de cada fracción se investigaba mediante espectrometría de resonancia magnética nuclear, de infrarrojo o a través de mediciones electroanalíticas. Una limitación importante en esta metodología era que las canti– dades de soluto que contenían las fracciones eran muy pequeñas (normalmente micromoles). La mayor parte de los métodos acoplados modernos supervisa en forma continua el efluente proveniente de la columna croma– tográfica mediante métodos espectroscópicos. La combinación de dos técnicas que se basan en principios distintos puede alcanzar una enorme selectividad. Los actuales instrumentos computarizados para cromatografía de gases ya tienen incorporadas bases de datos muy grandes para comparar espectros e identificar compuestos. 6 Para revisiones sobre los métodos acoplados, véanse C. L. Wilkins, Science, 1983, 222, p. 291, DOI: 10.1126/science.6353577; C. L. Wilkins, Anal. Chem ., 1989,59, p. 571A, DOI: 10.1021/ac00135a001. ))) 27( Columnas para cromatografía de gases y fases estacionarias 713 Otros tipos de detectores Otros tipos de detectores para cromatografía de gases son útiles para aplicaciones específicas. El detector de quimioluminiscencia de azufre se basa en la reacción entre ciertos compuestos azufrados y el ozono. La intensidad de la luminiscencia resultante es proporcio– nal a la concentración de azufre. Está demostrado que este detector es especialmente útil en la detección de contaminantes como los mercaptanos. En el detector de quimioluminiscencia del azufre el eluyente se mezcla con hidrógeno y aire, y se produce la combus– tión igual que en el detector de ionización por flama. Los gases así obtenidos se mezclan luego con ozono y se mide la intensidad de la emisión resultante. El intervalo lineal es de alrededor de cinco órde– nes de magnitud y el límite de detección para el azufre es de casi 0.5 pg/s. El detector de quimioluminiscencia del azufre también ha sido adaptado a la cromatografía de fluidos supercríticos. El detector de quimioluminiscencia específico para nitrógeno es muy similar al detector del azufre. El producto de combustión del óxido nitroso reacciona con el ozono para producir quimio– luminiscencia. La respuesta del detector es lineal con respecto al nitrógeno en casi cuatro órdenes de magnitud. El límite de detec– ción para el nitrógeno es de casi 5 pg/s. El detector se puede usar para compuestos orgánicos nitrogenados y compuestos inorgáni– cos, como el amoniaco, hidracina, HCN y óxidos de nitrógeno. 27C COLUMNAS PARA CROMATOGRAFÍA DE GASES Y FASES ESTACIONARIAS Los estudios pioneros en cromatografía gas -líquido a principios de los años cincuenta se llevaron a cabo en columnas empacadas, en las que la fase estacionaria era una película delgada de líquido adsorbida en la superficie de un soporte sólido inerte y finamente dividido. A partir de los estudios teóricos que se realizaron en este periodo inicial, se puso de manifiesto que las coh.imnas no empa– cadas con diámetros internos de unas pocas décimas de milíme– tro deberían proporcionar separaciones mucho mejores que las columnas empacadas tanto en lo referente a rapidez como a efi– ciencia de la columna. 7 En estas columnas capilares, la fase estacio– naria era una película uniforme de líquido de unas pocas décimas de micrómetro de espesor que cubría el interior del tubo capilar. Este tipo de columnas tubulares abiertas se construyó a finales de los años cincuenta y las características de funcionamiento predi– chas se confirmaron de manera experimental en distintos labo– ratorios, y se describió el uso de columnas tubulares abiertas con 300 000 platos o más. 8 En la actualidad predominan las columnas tubulares abiertas en cromatografía de gases porque, sin relleno, las columnas se pueden hacer más angostas y más largas, lo que ocasiona eficiencias más altas que con las columnas empacadas. A pesar de tales características de funcionamiento tan espectaculares, las columnas capilares no se generalizaron sino hasta 7 Para una discusión profunda sobre la tecnología de columnas empacadas y capi· lares, véase E. F. Barry y R. L. Grob, Columnsfor Gas Chromatography, Hoboken, NJ: Wiley-lnterscience, 2007. 8 En 1987, la compañía holandesa Chrompack International Corporation estableció un récord de longitud de una columna tubular abierta y cantidad de platos teóricos según el Libro de récords Guilmess. La columna era de sílice fundida de una sola pieza cuyo diámetro interior era de 0.32 mm y longitud de 2.1 km. Estaba cubierta por una película de 0.1 m de polidimetil siloxano. Una sección de 1.3 km de esta columna contenía más de dos millones de platos.