Cromatografía

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Cromatografía en la Ciencia Forense

La cromatografía es una familia de técnicas de laboratorio para separar mezclas de sustancias químicas en sus compuestos individuales. El principio básico de la cromatografía es que los diferentes compuestos se adsorben a una superficie sólida o se disuelven en una película de líquido en diferentes grados. La cromatografía se utiliza ampliamente en la medicina forense, desde el análisis de los fluidos corporales para detectar la presencia de drogas de abuso, hasta el análisis de fibras, el análisis de sangre de la escena de un crimen, y en los aeropuertos para detectar residuos de explosivos.

EL PROCESO CROMATOGRÁFICO
Cuando se hace fluir un gas o un líquido que contiene una mezcla de diferentes compuestos sobre una superficie de este tipo, las moléculas de los diversos compuestos interactuarán con la superficie en diferentes grados, según las propiedades químicas y físicas de los compuestos. A medida que una molécula se mueve a través de la fase estacionaria, se absorberá y desorberá cientos o miles de veces a medida que es arrastrada por la superficie. Esta repetición utiliza incluso pequeñas diferencias en la atracción de las diversas moléculas hacia la superficie, permitiendo así su separación unas de otras.

Después de un tiempo determinado, los diferentes compuestos habrán alcanzado diferentes lugares a lo largo de la superficie y estarán físicamente separados unos de otros. O bien, se puede permitir que todos lleguen al extremo más alejado de la superficie de separación y ser detectados o medidos de uno en uno a medida que emergen.

CARACTERÍSTICAS DE LA CROMATOGRAFÍA
Todos los métodos cromatográficos comparten ciertas características, aunque difieren en tamaño, forma y configuración. (Tal vez sea de interés más investigación sobre el concepto). Típicamente, una corriente de líquido o gas (la fase móvil) fluye constantemente a través de un tubo (la columna) empaquetado o revestido con un material sólido poroso (la fase estacionaria). Una muestra de la mezcla química se inyecta en la fase móvil en un extremo de la columna, y los compuestos se separan a medida que avanzan. Los compuestos individuales separados pueden detectarse a medida que salen (o eluyen) de la columna.

Dado que por lo general no altera la estructura molecular de los compuestos, la cromatografía puede proporcionar una forma no destructiva de obtener productos químicos puros de diversas fuentes (se puede analizar algunas de estas cuestiones en la presente plataforma online de ciencias sociales y humanidades). Funciona bien en escalas muy grandes y muy pequeñas. Los procesos cromatográficos son utilizados tanto por científicos que estudian microgramos de una sustancia en el laboratorio, como por químicos industriales que separan toneladas de material.

Algunos Aspectos sobre Cromatografía

LA CAMBIANTE TECNOLOGÍA DE LA CROMATOGRAFÍA
La tecnología de la cromatografía ha avanzado rápidamente en las últimas décadas. Ahora es posible obtener la separación de mezclas en las que los componentes son tan similares que sólo difieren en la forma en que sus átomos están orientados en el espacio, en otras palabras, son isómeros de los mismos compuestos. También es posible obtener la separación de unas pocas partes por millón de un contaminante de una mezcla de materiales mucho más concentrados.

En la cromatografía de gas-líquido (ahora llamada cromatografía de gas), el material que separa los componentes está químicamente unido al soporte sólido, lo que mejora la estabilidad de la temperatura del relleno de la columna. Los cromatógrafos de gases pueden funcionar a altas temperaturas, por lo que incluso las moléculas grandes pueden ser vaporizadas y progresar a través de la columna sin que la fase estacionaria se vaporice y se desangre.

Otros Elementos

Además, como la fase móvil es un gas, los compuestos separados son muy puros, ya que no hay ningún disolvente líquido que eliminar.

Las formas de las columnas cromatográficas, que originalmente eran tubos verticales de una pulgada de diámetro más o menos, se hicieron más largas y delgadas cuando se descubrió que esto aumentaba la eficiencia de la separación. (Tal vez sea de interés más investigación sobre el concepto). La moderna cromatografía de gases utiliza tubos capilares de sílice fundida de menos de un milímetro de diámetro y muchos metros de largo. Estos capilares están recubiertos con una fina capa de fase estacionaria en su superficie interior. Un enfoque algo diferente es el conjunto de técnicas conocidas como cromatografía “plana” o de “capa fina” (TLC), en la que no se utiliza ninguna columna. La fase estacionaria está finamente recubierta en una placa de vidrio o plástico. Se coloca un punto de muestra en la placa, y la fase móvil migra a través de la fase estacionaria por acción capilar.

Desarrollo

Usos tempranos
A mediados del decenio de 1970, surgió el interés por las fases móviles de los líquidos para la cromatografía en columna cuando se descubrió que la eficiencia de la separación podía mejorarse enormemente bombeando el líquido a través de una corta columna empaquetada a presión, en lugar de permitir que fluyera lentamente por una columna vertical sólo por la gravedad. La cromatografía líquida de alta presión, también llamada cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC), se utiliza ahora ampliamente en la industria y en la ciencia forense.

Una variación de la HPLC es la cromatografía de fluidos supercríticos que puede acoplarse a la extracción de fluidos supercríticos. Ciertos gases (por ejemplo, el dióxido de carbono), cuando son altamente presurizados por encima de una cierta temperatura, se convierten en un estado de materia intermedia entre el gas y el líquido. Estos fluidos supercríticos tienen propiedades de solubilidad inusuales, algunas de las ventajas tanto de los gases como de los líquidos, y parecen muy prometedores para el uso cromatográfico.

Una parte fundamental de cualquier sistema cromatográfico es el detector. Pueden utilizarse varios detectores, dependiendo de las características de las sustancias analizadas.Entre las Líneas En la cromatografía de gases, se han desarrollado varios tipos de detectores. Los más comunes son el detector de conductividad térmica, el detector de ionización de llama, el detector de captura de electrones y el espectrómetro de masa.

La detección en el HPLC tiene algunos desafíos especiales. Los compuestos que se eluden de la columna deben ser separados de la fase móvil, o la fase móvil debe ser casi invisible para el detector. Gracias a los sistemas cromatográficos muy eficientes y a los detectores muy sensibles, se pueden detectar y cuantificar cantidades muy pequeñas de materiales.

Más Detalles

Tendencias recientes
En los últimos decenios, los instrumentos cromatográficos se han unido a otros tipos de instrumentos analíticos para poder identificar y separar los componentes de la mezcla (lo que lleva el concepto de “detector” a su extremo lógico). Lo más habitual es que este segundo instrumento sea un espectrómetro de masas, que permite la identificación de compuestos a partir de las masas de los fragmentos moleculares que aparecen cuando se rompen las moléculas de un compuesto.

La cromatografía es una tecnología en continuo avance.Entre las Líneas En el pasado, la tecnología ha permitido que surjan diferentes formas de cromatografía, incluyendo

cromatografía de fase inversa
separación cromatográfica de adsorción de cama expandida
cromatografía de intercambio iónico
cromatografía de exclusión de tamaño
cromatografía de afinidad
cromatografía de fluidos supercríticos
cromatografía bidimensional
cromatografía simulada de lecho móvil
cromatografía de gases por pirólisis
cromatografía de contracorriente
cromatografía quiral

Otras Cuestiones referentes a Cromatografía

CROMATOGRAFÍA DE ABSORCIÓN
La cromatografía de absorción (véase su concepto jurídico) (el tipo original de cromatografía) depende de fuerzas físicas como la atracción de dipolos para mantener las moléculas en la superficie del empaque sólido.

Basado en la experiencia de varios autores, mis opiniones, perspectivas y recomendaciones se expresarán a continuación (o en otros lugares de esta plataforma, respecto a las características en 2026 o antes, y el futuro de esta cuestión):

Puntualización

Sin embargo, en la cromatografía de gases y en la HPLC, las diferencias de solubilidad de las moléculas de la mezcla en la fase estacionaria es el principal mecanismo que permite que se produzca la separación.
En la cromatografía de filtración en gel (también llamada exclusión de tamaño o permeación en gel), los tamaños relativos de las moléculas de la mezcla determinan cuáles salen primero de la columna. Las moléculas grandes fluyen a través de ella. Las más pequeñas se ralentizan porque pasan el tiempo atrapadas en los poros del gel. La cromatografía de intercambio de iones depende de la fuerza relativa con la que los iones se sujetan a una resina iónica. Los iones que están menos fuertemente adheridos a la resina son desplazados por los iones más fuertemente adheridos. De ahí el nombre de intercambio de iones, un tipo de ión es intercambiado por otro. Es el mismo principio con el que funcionan los ablandadores de agua caseros.

CROMATOGRAFÍA DE AFINIDAD
La cromatografía de afinidad utiliza una fase estacionaria compuesta de materiales que han sido químicamente alterados.Entre las Líneas En este tipo de cromatografía, la fase estacionaria está unida a un compuesto con una afinidad específica por las moléculas deseadas en la fase móvil. Este proceso es similar al de la cromatografía de intercambio iónico, y se utiliza principalmente para la recuperación de compuestos biológicos. La cromatografía de interacción hidrofóbica se utiliza para los aminoácidos que no llevan una carga positiva o negativa.Entre las Líneas En este tipo de cromatografía, los aminoácidos hidrofóbicos son atraídos a la fase sólida, que está compuesta de materiales que contienen grupos hidrofóbicos.

Los químicos eligen cuidadosamente las fases móviles y estacionarias porque es la interacción relativa de los compuestos de la mezcla con esas dos fases lo que determina cuán eficiente puede ser la separación. (Tal vez sea de interés más investigación sobre el concepto). Si los compuestos no tienen ninguna atracción por la fase estacionaria, fluirán a través de la columna sin separarse. Si los compuestos son atraídos con demasiada fuerza por la fase estacionaria, pueden adherirse permanentemente dentro de la columna.
Revisión de hechos: Robert [rtbs name=”ciencia-forense”]

Recursos

Cromatografía en Inglés

Una traducción de cromatografía al idioma inglés es la siguiente: Chromatography .

Véase También

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