Principios de análisis instrumental

mayores de 10 6 . Al parecer, sistemas como polímeros, macromo– léculas biológicas, coloides naturales e industriales, emulsiones y partículas subcelulares son más dóciles a la separación por FFC de sedimentación. Fraccionamiento por flujo y campo eléctrico En esta técnica se aplica un campo eléctrico en forma perpen– dicular a la dirección de flujo. La retención y la separación se logran con base en la carga eléctrica. Las especies con la carga más alta son guiadas con mayor efectividad hacia la pared de acumu– lación. Las especies con carga más baja no están tan compactas y sobresalen en la región con un flujo más alto. Por tanto, las espe– cies con la carga más baja son eluidas primero y las especies con carga alta son retenidas más tiempo. Como los campos eléctricos son muy poderosos, incluso los iones pequeños se pueden separar mediante FFC eléctrico. No obstante, los efectos de la electrólisis limitan las aplicaciones de este método a la separación de mezclas de proteínas y otras moléculas grandes. Fraccionamiento por flujo y campo térmico En este caso, el flujo térmico se aplica en forma perpendicular a la dirección del flujo para formar un gradiente de temperatura en el canal de fraccionamiento por fluj o y campo. La diferencia de temperatura induce la difusión térmica en la cual la velocidad de movimiento se relaciona con el coeficiente de difusión térmica de la especie. En particular, el fraccionamiento por flujo y campo térmico se adapta muy bien a la separación de polímeros sintéticos cuyas masas moleculares están entre 10 3 y 10 7 . Esta técnica tiene venta– jas importantes sobre la cromatografía de exclusión por tamaño en el caso de polímeros de elevada masa mol ecul ar. Por otro lado, parece que los polímeros de masa molecular baja se separan mejor mediante métodos de exclusión por tamaño. Además de los polímeros se han separado mediante fraccionamiento por flujo y campo térmico partículas y coloides 2 5 FFC de flujo Tal vez la más multifacética de las subtécnicas del fraccionamiento por flujo y campo es la de flujo, en la cual el campo externo es reemplazado por un lento flujo cruzado del líquido de transporte. El flujo perpendicular transporta material a la pared de acumu– lación de manera no selectiva. No obstante, el espesor de la capa de estado estable es diferente en los diversos componentes porque depende no solo de la velocidad de transporte, sino también de la difusión molecular. Las distribuciones exponenciales de los espe– sores diferentes se forman como en el fraccionamiento por flujo y campo normal. Hasta la fecha se han descrito dos tipos de FFC de flujo: el FFC de flujo simétrico y el FFC de flujo as imétrico. En el FFC de flujo simétrico, el flujo cruzado se introduce a través de una apertura porosa en la parte superior del muro. Este fluj o sale del canal a través de una membrana de ultrafiltración y una apertura 25 P. M. Shiundu, G. Liu y J. C. Giddings, Anal. Chem., 1995, 67, p. 2705, DO!: l0.l021/ac00lll a032. }}) 30E Fraccionamiento por flujo y campo 793 porosa en la pared de acumulación. En el FFC de flujo asimétrico, solo la parte baj a de la pared es permeable. La pared sup erior es una pared sólida impermeable al fluido acarreador. Una sola entrada de flujo se divide en dos, el fluj o del canal y el flujo cru– zado. Se han desarrollado FFC de flujo asimétrico tanto de tem– peratura media como alta. El FFC de flujo asimétrico ofrece una estructura más sencilla, y por lo tanto es más fácil de construir en comparación con el FFC de flujo simétrico 26 El FFC de fluj o se aplica en separaciones de proteínas, polí– meros sintéticos y diversas partículas coloidales. 30E.3 Ventajas del fraccionamiento por flujo y campo respecto a Los métodos cromatográficos Al parecer, esta técnica tiene varias ventajas sobre los métodos cro– matográficos comunes en el caso de algunas aplicaciones. En pri– mer lugar, no se requiere material de relleno o fase estacionaria para que ocurra la separación. En algunos sistemas cromatográficos podrían ocurrir interacciones indeseables entre el material de relleno o la fase estacionaria y los constituyentes de la muestra. Algunos disolventes o materiales de la muestra adsorben o reaccionan con la fase estacionaria o su soporte. Las macromoléculas y las partículas son especialmente susceptibles a dichas interacciones adversas. Se conocen muy bien la forma y los perfiles de flujo que se dan en el fraccionamiento por flujo y campo. De igual manera, se puede hacer con rapidez un modelo del efecto de los campos más externos. Como resultado, se pueden realizar predicciones teóricas casi exactas de la retención y la altura de plato. En com– paración, los pronósticos cromatográficos son todavía inexactos. Para finalizar, el campo externo rige la retención en el FFC. Con el FFC eléctrico, de sedimentación y de fluj o, las fuerzas per– pendiculares se pueden variar con rapidez y también con una pro– gramación del tiempo. Esto da al FFC una cierta versatilidad para adaptarse a diferentes tipos de muestras. Asimismo, los métodos se pueden mejorar prontame nte en lo referente a resolución y velocidad de separación. Si bi en el fraccionamiento por fluj o y campo es un método que apenas se añadió al repertorio de los métodos de separac ión analíticos, ya demostró ser un muy buen complemento para la cromatografía. Los métodos en esta técn ica son mejores para macromoléculas y partículas cuyas masas moleculares están más allá de los que se utili zan en los métodos cromatográficos. Por otro lado, los métodos cromatográficos son, sin lugar a dudas, superiores para las sustancias de masa molecul ar baja. Aunque el FFC es bastante reciente dentro de las variedades de métodos de separación, se ha demostrado que es altamente complementaria con la cromatografía. Los métodos de FFC son más aplicables a macromoléculas y partículas en su mayoría más allá del rango de masa molecular utilizado para los métodos cro– matográficos. Por otro lado, los métodos cromatográficos son superiores para sustancias de baja masa molecular. 26 Ver referencia 24.