Principios de análisis instrumental

(!) 'E " " 1 E ¡ a 1 N ·¡: 1 '"' 1 .~ 1 .o;! ¡ -~ 1 ~ 1 ~ 1 E , [ i ~ 1 e 1 .g l «J I .~n i ~ L __ _ E "' e: 'O ·¡:; "' o V> 6 (1) " ;:: " E "' .S! " '"' " "id' ü ·¡:; 1: e "' 3 e o ""' "' "' o1l '€ o E "' " 'O ·¡:; "' ""§ 6 "' ,::; ;:: " e- " (/) ¡ Muestra (ll) Válvula A Válvula B a) ! Muestra (II) / ! Muestra / Válvula A "' ·o ' e: ¡ e 1 ,E ¡ 1: 1 " i ""' ¡ "«i ¡ 'E 1 Cll ¡ ¡ Muestra FIGURA 33.11 Las configuraciones para invertir el flujo a) y reciclar el flujo b). En ambos casos se utilizan válvulas de seis puertos. Las posi– ciones iniciales de la válvula se muestran en el diagrama I; en el dia– grama II se indica la configuración de las válvu las durante la inversión o el reciclaje. En la configuración de reciclaje, b), ambas válvulas giran, pero en la configuración para la inversión, la válvula Bes estaciona– ria . Todas las flechas que salen de las válvulas van hacia el desecho. (Tomada de E. B. Townsend y S. R. Crouch, Trends Anal. Chem., 1992, 11, p. 90, DOI: 10.1016/0165-9936(92)85006-Q. Con autorización.) con el cual se evita el desperdicio de reactivos del análisis por inyección en flujo. En lugar del flujo continuo y unidireccional característico del análisis por inyección en flujo, en el análisis por inyección sucesiva hay un flujo discontinuo y bidireccional. En la figura 33.11 se ilustra una configuración representativa. El sistema del análisis por inyección sucesiva proporciona una entrega precisa y de poco volumen de reactivos, y una inversión del flujo reprodu– cible debido a la bomba de jeringa. Los volúmenes introducidos (por lo regular de algunos microlitros o menores) están controla– dos por el tiempo que el puerto está conectado al canal de comu– nicación y por la tasa de flujo de la bomba. La dispersión inicia cuando la muestra y los reactivos son arrastrados al serpentín de ))) 33C Microfluidos 841 retención. La inversión del flujo favorece la mezcla a medida que las zonas viajan hacia el serpentín de reacción y el detector. La inyección sucesiva tiene varias ventajas cuando se le com– para con la inyección en flujo tradicional. No sólo es menor el uso de reactivo, sino que las válvulas que se utilizan son más sencillas. Asimismo, es más fácil cambiar de un procedimiento analítico a otro mediante la modificación del programa de flujo . Con el aná– lisis por inyección en flujo (AIF), el juego de válvulas completo se tiene que cambiar cuando se inicia un nuevo procedimiento. Con la inyección sucesiva, la válvula de inyección del AIF se reemplaza con la válvula de selección, lo cual permite introducir varios reac– tivos o patrones de calibración. Por tanto, la automatización de los procedimientos completos, sin olvidar la calibración, se pueden adaptar con facilidad en el análisis con inyecciones sucesivas. Al igual que con AIF, los instrumentos completos para el análisis por inyección sucesiva entre ellos la válvula selectora, bomba, reactor y detector ya están disponibles comercialmente. La inyección sucesiva ha demostrado ser muy útil en una diversidad de esquemas de separación y de preconcentración. Se aplica en procedimientos analíticos que involucran métodos tales como separaciones de membrana, ajustes de pH, extracción de fase sólida, precipitación y titulación. Además, con este método se emplean sistemas de detección como la colorimetría, los electro– dos selectivos de iones, amperometría, fluorescencia, absorción IR, quimioluminiscencia y conductimetría. Técnica de laboratorio en una válvula La variante más reciente del AIF es la llamada técnica del labora– torio en una válvula (LEV), que introdujo Ruzicka? En la idea del LEV se incorpora un microconducto integrado en la parte supe– rior de la válvula selectora que se usa en el análisis por inyección sucesiva. El microconducto está diseñado para manejar todas las operaciones unitarias que se requieren en un procedimiento ana– lítico. En un sistema LEV se pueden acomodar los puntos donde se mezcla el analito y el reactivo, los reactores de columna, los reactores de cuentas, las columnas de separación y las membra– nas. En algunos casos, los sistemas de microfluidos se usan de maneras similares a los que se describen en la sección siguiente. 33C MICROFLUIDOS El perfeccionamiento de los sistemas de microfluidos, en los cua– les las operaciones están miniaturizadas a escalas similares a las de los circuitos integrados, ha facilitado la fabricación de un labo– ratorio en un microcircuito o de un microsistema de análisis total (f1SAT). 8 La miniaturización de las operaciones de laboratorio a la escala de un microcircuito rebaja los costos del análisis al reducir el consumo de reactivo y la producción de desechos mediante la 7 J. Ruzicka, Analyst, 2000, 125, p. 1053. 8 Revisiones de estos sistemas se encuentran en C. T. Culbertson, T. G. Mickleburgh, S. A. Stewart-James K. A. Sellens, y M. Pressnall, Anal. Chem., 2014,86, p. 95, DO!: 10.1021/ac403688g; A. Arora, G. Simone, G. B. Salieb-Beugelaar, J. T. Kim y A. Manz, Anal. Chem., 2010, 82, p. 4830, DO!: 10.1021/ac 100969k; J. West, M. Becker, S. Tombrink, y A. Manz, Anal. Chem., 2008,80, p. 4403, DO!: 10.1021/ac800680j; P. S. Dittrich, K. Tachikawa y A. Manz, Anal. Chem., 2006,78, p. 3887, DO!: 10.1021/ ac0605602; T. Vilkner, D. Janasek y A. Manz, A11al. Chem., 2004, 76, p. 3373.