Principios de análisis instrumental

778 Capítulo 30 Electroforesis capilar, electrocromatografía capilar y fraccionamiento por flujo y campo <« flujo electroosmótico es por lo regular suficiente para arrastrar a todas las especies, las que tienen carga positiva, las neutras y hasta aquellas con carga negativa hacia el mismo extremo del capilar, de tal forma que todas pueden ser detectadas al pasar por un punto común (véase la figura 30.3). El electroferograma resultante es similar a un cromatograma, pero con picos más angostos. La velocidad del flujo electroosmótico v se expresa mediante una ecuación similar a la ecuación 30.1. Es decir, (30.4) En presencia de la electroósmosis, la velocidad de un ion es la suma de su velocidad de migración y la velocidad del flujo elec– troosmótico. Entonces, (30.5) Como consecuencia de la electroósmosis, el orden de elu– ción en una separación electroforética característica es: primero, los cationes más rápidos, seguidos por los cationes sucesivamente más lentos, luego todas las especies neutras en una zona única y, para finalizar, los aniones más lentos seguidos por los aniones más rápidos (véase la figura 30.3). En algunos casos, la veloci- r7.r."1 Simulación: Aprenda más acerca de la electroforesis capilar _LL..J __ en www.tinyurl.com/skoogpia7* *Este material se encuentra disponible en inglés. vclcctroo:-mótico V clcctroforético ++ ______.. + - -- VIOla) = \lclcctroosrnótico + Vclcctroforético ++ ----------~ + --- FIGURA 30.3 Velocidades en presencia del flujo electroosmótico. La longitud de la flecha junto al ion indica la magnitud de su velocidad y el sentido de la flecha indica la dirección del movimiento. EL elec– trodo negativo está situado a la derecha y el positivo a la izquierda para esta disolución. dad de flujo electroosmótico no es lo bastante grande como para superar la velocidad a la cual se mueven algunos aniones hacia el ánodo, en cuyo caso estas especies se desplazarán es esa dirección en lugar de ir hacia el cátodo. El tiempo de migración t 111 en la electroforesis capilar es el tiempo que tarda un soluto para migrar desde el punto en que es introducido hasta el detector. Si se utiliza un capilar de longitud total L y la longitud al detector es l, el tiempo de migración es l IL tm = (Me + f.Leo)E = (f.Le + f.Leo) V (30.6) La cantidad de platos teóricos en presencia de flujo electroosmó– tico se puede determinar a partir de una expresión simi lar a la ecuación 26.21: (30. 7) donde W, como en la cromatografía, es el ancho del pico medido en su base. Es posible invertir el sentido del flujo electroosmótico nor– mal al añadir un tensoactivo catiónico a la disolución amortigua– dora. El tensoactivo se adsorbe sobre la pared del capilar y hace que ésta quede con carga positiva. En esta nueva situación, los aniones de la disolución amortiguadora se agrupan en las proxi– midades de la pared y son arrastrados hacia el cátodo o electrodo positivo. Esta estratagema a menudo se utiliza para acelerar las separaciones de los aniones. A menudo la electroósmosis es deseable en ciertos tipos de electroforesis capilar, pero no en otros. El flujo electroosmótico se puede reducir al mínimo al modificar la pared interna del capilar con la ayuda de un reactivo como el trimetilclorosilano, que se une químicamente a la superficie y reduce la cantidad de grupos silanol en ella (véase la sección 28D.1). 308.4 Instrumentos para La electroforesis capilar Como se muestra en la figura 30.1, la instrumentación para la electrofloresis capilar es sencilla. Un capilar de sílice fundida, que casi siempre tiene de 10 a 100 f.!m de diámetro interno y de 30 a 100 cm de longitud y está lleno con una disolución amorti – guadora, conecta entre sí dos recipientes que contienen la misma disolución amortiguadora y también los electrodos de platino. Al igual que los tubos capilares que se utilizan en la cromatografía de gases, las paredes exteriores del capilar de sílice fundida están casi siempre cubiertas con poliimida por razones de durabilidad, flexibilidad y estabilidad. La muestra se introduce por uno de los extremos y la detección se efectúa en el otro extremo. Se aplica un voltaje de 5 a 30 kV de corriente directa en los dos electro– dos. La polaridad de esta alta tensión puede ser la que se indica en la figura 30.1 o se puede invertir para que haya una separación rápida de los aniones. Los compartimientos de la electroforesis con alta tensión están asegurados para proteger al usuario. Aunque la instrumentación es conceptualmente sencilla, hay dificultades experimentales importantes en la introducción de la muestra y en la detección, debido a que los volúmenes que se usan son muy pequeños. Puesto que el volumen de un capilar normal es de 4 a 5 f.!L, los volúmenes de inyección y detección deben ser del orden de unos pocos nanolitros o menos.