Principios de análisis instrumental

lares abiertas. Debido a la baja viscosidad de los medios supercríti– cos, las columnas deben ser mucho más largas que las empleadas en cromatografía de líquidos, por lo que las longitudes de columna de lO a 20 m y diámetros interiores de 50 a lOO ¡.un son comunes en las columnas tubulares abiertas. En el caso de separaciones difíciles, se usan columnas de 60 m o más. Las columnas tubulares abiertas son similares a las de sílice fundida con paredes revestidas que se tratan en la sección 27C.l. Las columnas empaquetadas están hechas de acero inoxidable de 10 a 25 cm de largo. En las columnas empaque– tadas se han logrado más de 100 000 platos. Cuando se comenzaron a popularizar las columnas empaque– tadas para la cromatografía de fluidos supercríticos, las separaciones fueron comparadas a las que se llevaban a cabo utilizando HPLC de fase normal debido a que el COz es relativamente no polar. Como resultado, únicamente se consideraban fases estacionarias polares. Sin embargo, con el incremento en el uso de modificadores para variar la polaridad de la fase móvil, una variedad de fases estacio– narias que van desde polares (sílica gel) hasta no polares (sílica con C 18 enlazado) han demostrado ser útiles. Los mecanismos de reten– ción pueden alterarse por lo tanto al variar la composición de la fase estacionaria y la fase móvil. 4 Muchas de las fases estacionarias que se utilizan en HPLC han sido utilizadas también en CFS. Fases móviles La fase móvil que se utiliza más ampliamente en cromatografía . de fluidos supercríticos es el dióxido de carbono. Es un disolvente excelente para un conjunto de moléculas orgánicas no polares. Ade– más, transmite en la región ultravioleta y es inodoro, no tóxico, se consigue con facilidad y es muy barato en comparación con otros disolventes cromatográficos. Su temperatura crítica de 31 oc y su presión crítica de 72.9 atmósferas permiten seleccionar una amplia gama de temperaturas y presiones sin superar los límites de operación de un equipo para cromatografía de líquidos de alta resolución moderno. En la mayoría de las aplicaciones modernas de columnas empaquetadas de CFS, los modificadores orgánicos se añaden con el fin de mejorar la solubilidad del analito, evitar la pre– cipitación y variar la retención del analito. Típicamente, para una elución isocrática, se utiliza una concentración de modificador de 5% o menos. Los modificadores polares, como el metano!, etanol y acetonitrilo han sido utilizados al igual que compuestos polares como el hexano. Para muestras con un amplio rango de polarida– des, la técnica de separación más común es la elución en gradiente con un modificador a una concentración de entre Sy 50 por ciento. 5 El etano, pentano, diclorodifluorometano, éter dietílico, amoniaco y tetrahidrofurano también han sido utilizados como fases móviles para CFS. Detectores Con las columnas tubulares abiertas, se puede utilizar el detector de ionización por flama usado en cromatografía de gases. Esto puede ser una ventaja como se discutió en la sección 27B.4, dado que el detector de ionización por flama es un detector universal y presenta pocas fallas. Con las columnas empaquetadas, muchos 5 E. Lesellier y C. West, f. Chromatogr. A, 2015, 1382, p. 2, DO!: 10.1016/j. chroma.20 14.12.083. })) 29B Cromatografía de fluidos supercríticos 767 detectores utilizados en HPLC pueden ser utilizados para CFS entre los que se incluyen: detectores de absorción UV-visible, de fluorescencia y de espectrometría de masas. La espectrometría de masas se ha vuelto particularmente popular debido a la facili– dad de formar interfaces entre las fuentes de ionización química a presión atmosférica y de ionización por electronebulización. 6 298.2 Comparación con otros tipos de cromatografia Los datos de las tablas 29.1 y 29.2 ponen de manifiesto que varias propiedades de los fluidos supercríticos son intermedias entre las de los gases y las de los líquidos. Por tanto, este nuevo tipo de cro– matografía combina algunas características tanto de la cromato– grafía de gases como de la de líquidos. De inicio, particularmente cuando las columnas tubulares abiertas eran populares, se pensaba que la cromatografía de fluidos supercríticos era complementaria a la cromatografía de gases. Una fase móvil relativamente no polar se utilizaba con analitos no polares y una fase estacionaria también relativamente no polar. Dado que el COz tiene un poder de solvata– ción mayor que los gases acarreadores que se emplean en cromato– grafía de gases, la cromatografía de fluidos supercríticos comenzó a utilizarse como una manera de incrementar el rango de mues– tras que podían ser analizadas por cromatografía de gases. En el presente, la cromatografía de fluidos supercríticos es considerada más cercana al HPLC debido a que utiliza el mismo hardware y software. Las fases móviles pueden ser mezclas binarias o ternarias 6 A. Grand-Guillaume Perrenoud, j.-L. Veuthey y D. Guillarme, f. Chromatogr. A, 2014, 1339, p. 174, DO!: 10.1016/j.chroma.2014.03.006; ). D. Pinkston, W. Wen, K. L. Morand, D. A. Tirey, D. T. Stanton, Anal. Chem., 2006, 78, p. 7467, DO!: 10.1021/ ac0610331. 0.080 0.070 0.060 0.050 E E ~ 0.040 0.030 0.020 0.010 0.000 o HPLC 1 1 1 1.-4x-.l 1 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Velocidad linear promedio U, cm/s CFS 1.2 1.4 FIGURA 29.3 Características de rendimiento de una columna de sílice enlazada químicamente con octadecilo (C 18 ) de 5 J.lm cuando se lleva a cabo la elución con una fase móvil ordinaria (HPLC) y CFS con dióxido de carbono supercrítico. (Adaptada de D. R. Gere, Science, 1983, 222, p. 253, DOI: 10.1126/science.6414083.)