Cromatografa

La cromatografa por elucin es un mtodo para separar en sus componentes una mezcla de solutos y es empleada con el propsito de purificar productos de inters. Esta se efectua en columnas empacadas con adsorbentes que pueden ser solidos, solidos porosos o geles. El adsorbente constituye la fase estacionaria de la columna. E la operacin de una columna cromatografica se aplica una pequea cantidad de muestra en la parte superior de la columna. En la operacin de una columna cromatografica se aplica una pequea cantidad de muestra en la parte superior de la columna. Una vez colocada la mezcla se hace pasar un liquido que forevezca la desorcin llamado eluyente (faso mvil). Conforme avanza los solutos sobre la columna estos se separan permitiendo su purificaion.En la cromatografa por elucin isocratica la composicin del eluyente se mantiene constante durante el proceso. En la elucin por gradiente la composicin del eluyente se varia gradualmente. La operacin de una columna de cromatografa es similar a la de una columna de adsoracion. Sin embargo, en la cromatografa por elucin la coumna no se satura completamente con soluto, sino que solo se carga en orma controlada una porcin de esta.La decisin entre emplear adsorcin ffrontal o cromatografa por elucin en una separaion, radica principalmente en la dilucin del soluto. Por ejemplo, si se desea remover dos compuestos organicos A y B muy similares que se encuentran diluidos en agua, la operacin apropiada es una adsorcin frontal. Por otro lado, si estos mismos compuestos se desean separar entre si con una alta pureza a partir de una muestra concentrada, la seleccin apropiada ees la cromatografa por elucin. En la cromatografa por elucin el soluto se purifica a expensas de cierto grado de dilucin, mientras que en la adsorcin el soluto se tiene en la columna y posteriormente se eluye el concentrado.

FundamentosExisten varias tcnicas cromatograficas basadas en la interaccion de una fase mvil liquida y una fase estacionaria. Cinco aspectos fundamentales permiten distinguir las semajanzas y diferencias entre ellas: El tipo de pricipio de separacin que emplea cada una de ellas La caractersticas de las matrices que utilizan. La presin a la que se desarrollan La relacin de equilibrio. La cintica de la adsorcin.

Tipos de cromatografa liquida segn el principio de separacinDe acuerdo al principio utilizado para la separacin se pueden distinguir en tres tipos bsicos de cromatografa por elucin: Cromatografa liquido-liquido Cromatografa de filtracin en gel o cromatografa por exclusin Cromatografa por adsorcin.

Cromatografa liquido-liquidoEn la cromatografa liquido-liquido se utiliza en adsorbente solido impregnado con un lquido que funciona como fase estacionaria. La separacin de los solutos es resultado de las diferencias en los coeficientes de particin de cada uno de los solutos de la mezcla entre las fases liquidas (estacionaria y mvil).Cromatografa por filtracin en gel.La cromatografa por filtracin en gel se utiliza partculas fabricadas de geles porosas que actan como mallas moleculares que permiten separar molculas en funcin de su tamao. Este tipo de cromatografa es comnmente empleada en las ltimas etapas de los procesos de obtencin de protenas.

Cromatografa por adsorcin.La cromatografa por adsorcin empleada adsorbentes en los que los solutos a separar presentan diferentes grados de retencin. Existen varias modalidades caracterizadas bsicamente por el tipo de adsorbente que emplea, llamadas cromatografa de adsorcin: Fsica Por intercambio ionico De interaccion hiddrofobica De fase inversas De afinidad.

Cromatografa de adsorcin simple.Se caracteriza por la unin de soluto al adsorbente por fuerzas dbiles del tipo de van Der Waals. Este tipo de cromatografa es poco selectiva entonces se utiliza poco a nivel analtico.Cromatografa por intercambio inico.La cromatografa por intercambio ionico se basa en la interaccin electrosttica entre los grupos cargados del soluto y los grupos cargados de los adsorbentes utilizados en esta.Cromatografa de interaccin hidrofbica y cromatografa de fase inversa.Tanto la cromatografa de interaccin hidrofbica como la de fase inversa, se basan en la interaccin entre las regiones hidrofbicas de molculas como las protenas y los grupos hidrofbicos de los adsorbentes empleados.Cromatografa por afinidad.La cromatografa por afinidad esta basada en interacciones altamente especificas entre el soluto de inters y el adsorbente. Este tipo de cromatografa es muy empleada en la purificacin de protenas. Los adsorbentes utilizados en esta cromatografa presentan grupos qumicos llamados ligando que son altamente especficos para la unin con los solutos.

MatricesAlrededor del 89% de las matrices que se emplean actualmente estn hechas de materiales que forman geles de alto poder hidratante, los cuales se comercializan en forma de pequeas esferas de dimetro entre 10 y 100 m.Inorgnicos Silica porosa HidroxiapatitaPolimeros organicos sintticos Poliacrilamida Polimetacrilato PoliestirenoPolisacridos Celulosa Dextrano Poliestireno

Tipos de cromatografa y tipo de matrizCromatografa liquido-liquidoSe emplean partculas de tierra diatomicas impregnadas con popilen-glicol. Esta tcnica es poco selectiva por lo que no es muy utilizada en el laboratorio.Cromatografa de filtracin en gelSe emplean bsicamente geles de microporos de dextrano o poliacrilamida.Cromatografa por adsorcinUtilizan adsorbentes como alumina y silica-gel. Poco selectivos, ero debido a su bajo costo este tipo de cromatografa tambin se aplica solo en separaciones industriales.

Relacin de equilibrioLas relaciones de equilibrio se expresan por medio de isotermas de adsorcin o curvas que relacionan la concentracin en el equilibrio del soluto en la fase estacionaria y del soluto en la fase mvil. Dichas isotermas son generalmente no lineales mostrando comportamiento tipo Lagmuir o Freundlich. Equipo cromatograficoLos principales equipos cromatograficos son columnas fabricadas n plstico, vidrio o acero inoxidable. Diseo de columnas de cromatografaTres conceptos se combinan para lograr un diseo apropiado de estas columnas cromatograficas:1. El modelo de la columna2. Los criterios para la evaluacin tcnica del comportamiento de la columna: resolucin, pureza y rendimiento.3. Los procedimientos de escalamiento y optimizacin de la columna.Modelo de platos tericos o etapasEste modelo tiene sus limitaciones en lo que se refiere al diseo y escalamiento de columnas, por lo que su uso es cada vez mas limitado.En el desarrollo del modelo se supone que la columna se comporta como una serie de etapas en equilibrio. Cada etapa puede visualizarse como un adsorbente tipo tanque de volumen constante. El solvente fluye de un estanque a otro, mientras que el adsorbente permanece fijo en su tanque rrespectivo. El balance de masa del soluto para la etapa n puede ser descrito como:

El modelo supone que cada etapa esta en equilibrio y que la relacin de equilibrio esta dada por una isoterma lineal, de tal manera que en cada etapa la relacin de concentraciones puede ser expresada como:

Bibliografa

Tejeda, A., Montesinos, R. y Guzmn, R. (1995). Bioseparaciones. Mxico: Unisn.