HISTORIA Y EVOLUCIÓN DE LAS COLUMNAS CAPILARES Y SU IMPACTO EN LA CROMATOGRAFÍA DE GASES Equipo

Lucía Díaz

Eduardo Puc

Yajayra Grijalva

María José Bacab

INTRODUCCIÓN

Fase Estacionaria

Normalmente un líquido no volátil, pero también puede ser un sólido o líquido

Se lleva a cabo de separación

INTRODUCCIÓN

Columna empacadasFabricadas mayormente

con acero inoxidableConsigue separaciones

muy complejasSoportan mayor cantidad

de muestra

Columnas capilaresSe fabrican con tubo de vidrio (acero inoxidable,

cobre, aluminio de teflón)Empaquetan con un material

de relleno sólido.recubierta con una pequeña capa de la fase estacionaria

líquida

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TIPOS DE COLUMNAS CAPILARES

• Borosilicato (pyrex)

• Frágiles

Columnas de vidrio

• Flexible• Más utilizado

Columnas de sílice fundida

• Son tubos capilares con la pared interna recubierta de una capa fina de fase estacionaria.

• Tiene una mayor eficacia a SCOT• Recubrimiento de poliimida

WCOTCapilares de

pared recubierta

• Mayor Capacidad de Carga.• Tienen varias fina capa de fase estacionaria.

• Mayor capacidad de carga

SCOT Capilares con

soporte recubierto

• La pared interior está recubierta de una fase estacionaria sólida PLOT

Capilares de capa porosa

COLUMNAS CAPILARES

Sílice fundida

• Buena resolución• Sensibilidad alta • Tiempo de análisis menor • Bastante resistentes, flexibles• Baja reactividad con las

muestras

Las nuevas columnas son creadas con fases estacionarias reticuladas y unidas a la pared de sílica (fase estacionaria enlazada o entrelazada)

CARACTERÍSTICAS

Tipo de fase estacionaria

Largo de columna

Diámetro de la columna

Grosor de la película

TIPOS DE FASES ESTACIONARIAS

La película o fase estacionaria más utilizados son los materiales no polares, tal como la metil silicona.

• A mayor número de carbonos, mayor retención en la columna

Otras columnas como las de polietilenglicol, fenilcianopropil y trifluoropropil son más polares

• Afinidad por compuestos capaces de formar enlaces de hidrógeno, con otros grupos funcionales o compuestos con alto momento dipolar.

• Compuestos no separadas por temperatura

TIPOS DE FASES ESTACIONARIAS

•Se utilizan como fase estacionarias apolares hidrocarburos de elevado peso molecular•Ejemplo: Escualano

Hidrocarburos

•(Siliconas) Son los de más amplia utilización.•Estabilidad térmica y tiene posibilidad de modificar la estructura de la base para obtener fases con diferentes polaridades y selectividades.

Polisiloxano

•Fases estacionarias moderadamente polares bien caracterizadas y de utilización para realizar muchas separaciones

Polifeniléteres

•Grupo de polímeros resinosos. •Son los adipatos y succinatos de etilenglicol. •Son fases estacionarias moderadamente polares.•Escaza Estabilidad, ya que los poliésteres son hidrolizables

Poliésteres

•Muy útiles para la separación de compuestos con posibilidades de formación de enlaces de hidrogeno.•Se oxidan fácilmente

Polietilenglicoles

Fase estacionaria

Temperatu-ra máxima, °C

Aplicaciones comunes

Polidimetilsiloxano

350 Fase no polar de uso general; hidrocarburos; aromáticos plurinucleares; drogas; esteroides; PCBs

Polietilenglicol 250 Ácidos libres, alcoholes, éteres aceites esenciales, glicoles

Poli(fenilmetil) siloxano (50% fenil)

200 Drogas, esteroides, pesticidas, glicoles

Poli(fenenilmetildifenil) siloxano (10% fenil)

350 Esteres metílicos de ácidos grasos, alcaloides, drogas, compuestos halogenados

Poli(trifluoropro-pildimetil) siloxano

200 Aromáticos clorados, nitroaromáticos, bencenos alquilsustituidos

Poli(dicianoalildimetil) siloxano

240 Ácido grasos poliinsaturados, ácidos de la colofonia, ácidos libres, alcoholes

Grupo funcional

Dispersión

Dipolo Enlaces de H

Metil Fuerte Ninguno Ninguno

Fenil Fuerte Ninguno a débil

Débil

Cianopropil Fuerte Muy fuerte Moderado

Trifluoropropil

Fuerte Moderado Débil

PEG Fuerte Fuerte Moderado

INTERACCIONES DE LA FASE ESTACIONARIA

Pola

ridad

Grupo R:

Polietilenglicol

COLUMNA DE METAL

Ventajas •Se puede realizar una amplia variedad de muestras•No requiere complicadas configuraciones

Desventajas•Relativa irregularidad de la superficie interior del tubo.• posible reactividad del metal•El espesor de la película de recubrimiento depende de las condiciones del revestimiento y no puede ser establecida fácilmente

COLUMNAS CAPILARES

Ventajas

• Vida larga • Mayor capacidad de carga • Permite que los compuestos

residan mayor tiempo en la columna obteniéndose picos de buena forma y bien definidos

• Para muestras muy complejas

Desventajas

• Requiere de instrumentación adecuada

• manejo mas complicado • Absorción del analito sobre la

superficie para muestras muy pequeñas

COLUMNAS EMPACADAS

Ventajas

• Puede tolerar inyecciones grandes de disolventes

• Fase estable , superficie grande

• se puede utilizar en temperaturas muy altas

• Para muestra poco complejas

Desventajas• Riesgo a producir sangrado• Tamaño de las partículas de

empaque

CONCLUSIONES

• Las investigaciones para mejorar las columnas capilares no

han terminado, con el paso del tiempo se sigue buscando la

manera de aumentar la velocidad de la separación.

• Las columnas capilares y las columnas empaquetadas ,

varían principalmente en que las columnas empaquetadas

pueden contener una mayor cantidad de muestra pero las

columnas capilares son más rápidas y eficientes.

• Las columnas capilares de sílice ofrecen importantes

ventajas tales como resistencia física, una reactividad

mucho menor frente a los componentes de la muestra

y, por lo que en la actualidad son las más utilizadas.

• Tenemos la opción de realizar la separación como

queramos, ya que podemos escoger la fase

estacionaria y el analito según lo que mejor

convenga. Recordar el principio: “lo semejante

disuelve a lo semejante”

REFERENCIAS

Ettre, S. L. Evolution of Capillary Columns for Gas Chromatography. LCGC, 2001, 19, 1, 48-57.

Agilent J&W GC Column Selection Guide http://www.chem.agilent.com/Library/catalogs/Public/5990-9867EN_GC_CSG.pdf (consultado marzo 2014).

McMaster, M. GM/MS: A practical user’s guide, 2ª ed.; Wiley: New Jersey, 2008; pp. 30-31.

Major, E. R. Fused-Silica Capillary the Story behind the Technology. LCGC NORTH AMERICA. 2002, 20, 10, 928-934.

Harris, D. Química Analítica Cuantitativa, 3a ed.; Reverté: España, 2007; pp.579-581