CROMATOGRAFÍA Y COMPONENTES DE UN SISTEMA

CROMATOGRÁFICO

Catedrática: Dra. Silvia Echeverría, Ph.D., Depto. Fisicoquímica Facultad de Ciencias Químicas y Farmacia, USAC. GUATEMALA, C.A.

FUNDAMENTOS DE SEPARACIÓN

• PRINCIPIOS GENERALES

• TÉCNICAS DE SEPARACIÓN

• TEORÍA MECANISMOS DE SEPARACIÓN

Mezclas y la necesidad de métodos de separación

Complejidad de las muestras: Sangre, agua de río, alimentos licuados, entre otros.

Las muestras pueden contener mezclas de solutos, micelas, coloides y otras partículas en suspensión.

Técnicas de separación clásicas

• Separación de componentes de interés

Precipitación Destilación

Extracción Soxhlet

(Líquido-líquido)Extracción con disolventes Extracción con

ultrasonido (USE)

Extracción en fase sólida (SPE)

Extracción con Líquidos

presurizados (PLE)

Extracción asistida con microondas

(MAE)

CROMATOGRAFÍA• Nombre genérico asignado a muchas y distintas técnicas de separación. El nombre

se debe al botánico ruso Mikhail Tsweet, quién acuñó el término a principios de la

década de 1900, cuando logró separar varios pigmentos de plantas tales como xantofilas

y clorofilas, al hacer pasar soluciones de esta mezcla por columnas de vidrio empacadas con carbonato de calcio

finamente dividido. Cada pigmento recorrió la columna con diferente velocidad y

terminó apareciendo cada componente como bandas de color. Chroma, palabra griega

para color y Graphein que significa escribir.

CLASIFICACIÓN DE LOS MÉTODOS CROMATOGRÁFICOS

• Basada en la forma en que se ponen en contacto la FASE MÓVIL y la FASE ESTACIONARIA:

En COLUMNA y en PLANO.

• Basada en el tipo de FASE MÓVIL:

CG, CL, CFS.

Todas las formas de cromatografía se basan en la separación de muestras de mezclas al entrar en contacto con dos

fases: fase móvil y fase estacionaria. Una de las fases se mueve en relación con la otra. Los componentes de la muestra se

distribuyen entre las dos fases de acuerdo con sus solubilidades (o afinidades) relativas hacia ellas.

Los componentes que no interaccionan con la fase estacionaria pasan

rápidamente con la fase móvil. Al revés, los componentes que si interaccionan con

la fase estacionaria, se mueven con mayor lentitud.

Los componentes de la muestra se mueven con velocidades

determinadas por los tiempos relativos que pasan en las fases móvil y estacionaria. A su vez,

dichos tiempos quedan determinados por los coeficientes

de partición para cada componente entre las dos fases. De esta forma,

se pueden separar distintos componentes debido a la velocidad relativa con que atraviesan la fase

estacionaria.

Se puede realizar la cromatografía de elusión (con dos fases líquidas) en varias formas distintas. En muchos casos la fase

estacionaria es un disolvente (por ejemplo agua) adsorbido y por

consiguiente, inmovilizado en un soporte sólido, como papel de celulosa, o sílice en una columna empacada. La muestra que se va a resolver o separar en sus partes componentes se disuelve en un

pequeño volumen de un segundo disolvente que tendrá el papel de fase

móvil. A continuación se agrega la solución de la muestra al soporte sólido

(que contiene la fase estacionaria inmovilizada).

A medida que la fase móvil atraviesa la fase estacionaria, los solutos se

distribuyen entre las fases de acuerdo con sus coeficientes de partición

respectivos.

Se pueden agregar más fases móviles para ELUIR los componentes de la fase estacionaria a distintas velocidades.

(Puede imaginarse este tipo de cromatografía como una serie continua de extracciones líquido-líquido). Al final todos los componentes serán eluidos del sistema del que se trate y así la mezcla

quedará separada.

TEORÍA DE LAS SEPARACIONES CROMATOGRÁFICAS

Coeficientes de partición

Todas las separaciones cromatográficas están gobernadas por coeficientes de

partición KD de solutos, entre las fases estacionaria y móvil.

Para un soluto S se establece un equilibrio dinámico, esto es:

S móvil S estacionario

El coeficiente de partición o de distribución, KD, es igual a la relación de la concentración

del soluto en las dos fases, tal como en la ecuación:

KD = [S]est/[S]móv (croma 01)

Donde KD es el coeficiente de partición y [S]est y [S]móv son las concentraciones molares del

soluto S en las fases estacionaria y móvil respectivamente.

En el caso ideal, el valor de KD debe permanecer constante dentro de un amplio margen de concentraciones de soluto, para

asegurar que la relación misma de [S] est y [S] móv quede constante. Se puede suponer que la

cromatografía efectuada bajo estas condiciones tiene comportamiento lineal, lo

cuál permite hacer determinaciones cuantitativas a partir del cromatograma.

En la práctica, bajo la mayor parte de condiciones normales de trabajo, se puede

suponer que KD es constante, aunque a concentraciones muy altas la fase estacionaria puede volverse parcial o totalmente saturada.

TIEMPO DE RETENCIÓN

En esta figura se observa un cromatograma característico para una muestra que contiene

un solo analito. El tiempo que transcurre luego de la inyección de la muestra hasta

que se alcanza la concentración máxima del analito en el detector, se denomina Tiempo

de Retención (tR)

TIEMPO DE RETENCIÓN

El tiempo que tarda un analito en eluirse de una columna, también se suele llamar tiempo

de retención o tiempo de residencia.

Si un soluto en la fase móvil no interacciona en absoluto con la fase estacionaria, se moverá

con la misma velocidad que la fase móvil, dicho tiempo se puede representar como tmóv

y también se le denomina, en algunas ocasiones, tiempo muerto (tM).

Si el analito pasa una parte del tiempo en la fM y otra parte en la fE, su velocidad de

avance estará determinada por el coeficiente de partición KD y en consecuencia, distintos

analitos serán eluidos de la columna en tiempos distintos que dependen de sus

coeficientes de partición dentro de la columna.

La velocidad lineal promedio del movimiento, u, de la fase móvil, se puede expresar de acuerdo a la ecuación:

u = L/tmóv (croma 02)

En donde L es la longitud de la columna.

En forma similar, para cualquier pico cromatográfico, se puede expresar la velocidad lineal promedio de migración del soluto por medio de la ecuación:

ṽ = L/tR (croma 03)

El tiempo de retención tR de un soluto se puede relacionar con su coeficiente de partición KD expresando la velocidad de migración del soluto ṽ en función de una fracción de la velocidad de la fase móvil, tal como en la ecuación:

ṽ = u * (fracción del tiempo en la fase móvil)

(croma 04)

Sin embargo, se deben tomar en cuenta los volúmenes de las fases estacionaria y móvil,

a los cuáles se les llama Vest y Vmóv respectivamente.

Basados en lo anterior, la velocidad de migración del soluto para determinado pico

cromatográfico, se puede expresar así:

ṽ = u * (1)/(1+KD Vest/Vmóv)

(croma 05)

EL FACTOR DE CAPACIDAD

Es un parámetro para comparar las velocidades relativas de migración de soluto en las columnas. Dicho factor k’ se puede calcular con la ecuación:

k’ = (tR – tmóv)/tmóv (croma 06)

En el caso ideal, k’ debe estar dentro del intervalo de 1 a 5. Si k’ es mucho menor que 1, la elución será tan rápida que será difícil determinar con exactitud los tiempos de retención. Por lo contrario, si el factor capacidad es mucho mayor que 20, los tiempos de retención serán excesivos.

Ejemplo para calcular k’:

Si el tiempo de retención tR de un pico cromatográfico es 65 y tmóv es 30s, calcular k’, el factor de capacidad.

Método: Calcular k’ de acuerdo con la ecuación:

k’= (tR – tmóv)/tmóv

k’ = 65 – 30/30 = 1.17 s-¹

EL FACTOR DE SELECTIVIDAD , para dos solutos A y B, se define como

= K’B/K’A (croma 07)

donde KB es el coeficiente de distribución para la especie más fuertemente retenida y KA es el factor de distribución para la menos retenida.

De acuerdo con esta definición, siempre será mayor que la unidad.

Sustituyendo una de las ecuaciones anteriores y la análoga para la especie B en la última ecuación, se obtiene, después de reordenar, una relación entre el factor de selectividad para dos analitos y sus factores de retención:

= k’B/´k’A (croma 08)

Donde k’B y k’A son los factores de retención de A y de B respectivamente. La sustitución en la ecuación croma 06, para las dos especies en la ecuación croma 07 da otra ecuación que permite la determinación de a partir de un cromatograma experimental:

= [(tR)B – tmóv]/[(tR)A – tmóv] (croma 09)

EFICIENCIA de las COLUMNAS CROMATOGRÁFICAS

Se puede describir la eficiencia de una columna ya sea en función de

El número de platos teóricos N, o

de la Altura de plato H (HETP).

Ambas acepciones se relacionan con la ecuación de Van Deemeter, en honor del primer científico que describió teóricamente una ecuación para cuantificar la eficiencia de las columnas cromatográficas.

Ecuación de Van Deemeter: H = L/N

H es HETP L es longitud de la columna

La terminología de platos teóricos y altura de La terminología de platos teóricos y altura de plato para describir la eficiencia de las plato para describir la eficiencia de las columnas usadas en cromatografía es un columnas usadas en cromatografía es un legado histórico de un modelo teórico de legado histórico de un modelo teórico de cromatografía que ya se ha superado en gran cromatografía que ya se ha superado en gran parteparte.. El uso del término “Plato teórico” no debe concebirse como una representación física de la columna ni de su operación, más bien es un parámetro arbitrario para describir su eficiencia.

La eficiencia de la columna mejora a medida que: a) Aumenta el número de platos y b) Se reduce la altura de plato.

El número de platos teóricos puede variar desde algunos cientos hasta varios cientos de miles, mientras que la altura de plato puede variar desde algunos milímetros hasta algunas decenas de micras.

Se ha observado que un pico cromatográfico se ensancha a medida que aumenta su tiempo de retención

Asimismo el tiempo de retención de un pico aumentará si se incrementa la longitud de la columna. Entonces, a medida que la longitud de la columna aumenta, los picos cromatográficos se ensanchan. Ya que el pico tiene la forma de una curva de distribución de Gauss, se puede expresar esa forma en función del ancho que abarca más o menos una desviación estándar σ. Entonces se puede expresar la desviación estándar en función de la varianza, σ²

H = σ² /L (croma 10)

Notar que las unidades de L son cm, las de σ² son cm², debido a lo cuál H también tiene cm como unidades y se puede concebir como relacionada con la longitud de

la columna que contiene a (L – σ) proporción del analito.

También se puede obtener el número de platos teóricos en forma directa, a partir de un cromatograma, ya que se puede demostrar que:

N= 16(tR/w)² (croma 11)

Donde tR es el tiempo de retención y w es el ancho de la base del pico cromatográfico.

Tal como se ha observado, el tiempo de retención de un soluto, se relaciona con la longitud de la columna. En la práctica es más fácil medir tiempos de retención en forma directa en cromatogramas y usarlos para expresar la eficiencia de la columna.

EJEMPLO PARA CALCULAR LA ALTURA DE PLATO TEÓRICO HETP:

Un pico cromatográfico tiene un tiempo de retención de 52 s. El ancho de la base del pico equivale a 3.2 s, en la intersección de los lados de pico con la línea base. Si la columna tiene 500 cm de longitud, calcular la HETP en centímetros por plato.

Procedimiento: Calcular N con la ecuación N =16(tR/w)² y luego calcular HETP con la ecuación HETP = L/N

N = 16 (52/3.2)² = 16 (16.25)² = 4225

Por lo que: HETP = 50/4225 = 0.012 cm por plato

FORMAS DE LOS PICOS CROMATOGRÁFICOS

En esta figura se observan los perfiles de concentración de los analitos A y B en dos

tiempos distintos en su migración a lo largo de la columna.

Se puede apreciar que en el caso típico, los picos tienen la forma de una curva de Gauss de distribución normal. Las formas de dichos

picos se pueden atribuir al movimiento aleatorio de las partículas de soluto, a

medida que la solución atraviesa la columna. Habrá un tiempo de retención que

corresponda a la cantidad máxima de moléculas de soluto que eluyen de la

columna. Las moléculas de soluto sufren muchos miles de transferencias entre las

fases móvil y estacionaria por las que atraviesan dentro de la columna; sin embargo

el tiempo que tarda una molécula en cada fase es aleatorio e impredecible. El soluto

sólo se puede mover mientras está en la fase móvil y así se concluye que si la molécula de

soluto pasa más tiempo en la fase estacionaria, recorre la columna con más

lentitud y por lo tanto,

Si la molécula pasa mayor proporción de tiempo en la fase móvil, recorrerá la columna más rápidamente. El intercambio de un soluto

entre una y otra fase requiere gasto de energía y como en cualquier sistema en el que

sucede una transferencia de energía, el proceso es de naturaleza aleatoria. El

resultado de estos intercambios aleatorios entre las dos fases produce el ensanchamiento

de los picos cromatográficos. El ancho de un pico se relaciona con el tiempo promedio que

tarda un soluto en eluirse de la columna, o sea, con su tiempo de retención. Los picos

cromatográficos con mayor tiempo de retención también son los más anchos.

ENSANCHAMIENTO DE BANDA O DE PICO

Comúnmente al fenómeno de ensanchamiento de los picos cromatográficos se le llama ensanchamiento de banda. Dicho ensanchamiento se debe a varias causas,

a.Efectos de la distribución de la fM dentro de la columna: El flujo es más rápido en el centro debido a efectos de resistencia (o de fricción) en las paredes, y dicho efecto se acentúa mientras más larga sea la columna.

b.Difusión de las moléculas dentro de la fM al pasar a lo largo de la fE: Dado que la concentración de una especie será mayor en el centro que en las paredes de la columna debido a los efectos de distribución del flujo, entonces las moléculas tienden también a

Difundirse hacia las orillas, debido a un gradiente de concentración. Este proceso continuará mientras haya separación cromatográfica, a lo largo de la columna.

c. Difusión secundaria o parásita de los solutos: ya que muchas columnas contienen partículas de materiales en la fE, algunas moléculas de soluto se moverán en línea más recta que otras por la columna, pues pueden tener más desviaciones en su camino. Esto a su vez causará que algunas moléculas eluyan con más rapidez que otras y de esa forma se ensanchará la banda cromatográfica.

d. La presencia de pequeñas zonas dentro de la columna que contengan fM “estancada”, debido al uso de empaque con materiales porosos donde la fM no pueda pasar con facilidad, puede causar también ensanchamiento de bandas.

CROMATOGRAFÍA EN PAPEL

Las fibras de celulosa del papel pueden actuar como fase estacionaria directamente, o ser un soporte para la adsorción de una fase estacionaria líquida, como el agua, por ejemplo.

En el caso común, un extremo del papel se sumerge una pequeña distancia en la cámara cromatográfica que contiene a la fM. La mezcla en solución se depositó previamente en forma de una mancha en la línea de inicio. La mancha se aplicó lo más concentrada y pequeña posible, para evitar la dispersión prematura de la muestra por lo que normalmente se siembran manchas muy pequeñas, una sobre la otra, una vez que la anterior se haya secado por completo. La fM subirá por el papel por capilaridad. Se debe colocar la tapa de la cámara para asegurar que la atmósfera que rodee al papel esté saturada con el vapor de la fM.

Justo antes de que el frente del solvente llegue a la orilla superior del papel, se traza otra línea

con lápiz, para marcar la distancia recorrida por la fM. A continuación se saca el papel y se

deja secar. Luego ya se pueden calcular los valores de Rf (Factor de retención) para cada componente, como la relación de la distancia

recorrida por la mancha entre la distancia recorrida por el frente del solvente desde la

marca de inicio. Rf = dist recorrida por el analito/dist recorrida por el frente del

solvente

Debido a que los valores de Rf no son reproducibles con más de 2 cifras

significativas, pues dicho valor presenta sensibilidad a variables tales como el grosor de

la fE, la humedad que contiene la fM entre otros,

se recurre a otro valor que resulta más representativo, conocido como Factor de Retención Relativo Rx, el cuál se define así: Rx = Dist recorrida por el analito/dist recorrida por una sustancia de referencia

La sustancia de referencia es generalmente un patrón interno, el cuál se define como una sustancia de identidad conocida y con alta pureza que se emplea para fines de comparación. El Rx ideal es igual a 1, pues así se confirmaría la identidad de un analito con respecto de la sustancia de referencia.

CROMATOGRAFÍA EN CAPA FINA: (Thin Layer Chromatography, TLC)

Conceptualmente es muy similar a la cromatografía en papel, pero permite hacer mejores separaciones y tiende a mostrar un

comportamiento más reproducible.

Para la TLC, se usa como fase estacionaria un sólido finamente dividido (inmovilizado sobre

un vidrio, o sobre una hoja de material polimérico o de aluminio), que puede ser alúmina (Al2O3), gel de sílice, entre otros.

La fase móvil puede ser agua, solución acuosa de amoníaco o alguna otra mezcla, por ejemplo,

una solución de alcohol/agua/ácido acético.

Las placas de TLC se marcan y se revelan en forma muy similar a la que se usa para la cromatografía en papel, pero teniendo el

cuidado de trazar las líneas con el lápiz (con mina de grafito) en forma delicada para evitar que la fase estacionaria de la placa se fracture, y esto afecte la separación. Con frecuencia se recubre la fase estacionaria con un material

fluorescente para ayudar a visualizar los componentes a medida que se separan,

siempre que los compuestos en estudio posean electrones que al ser excitados emitan

fluorescencia que se evidenciará al observarlos con luz ultra violeta. También se pueden usar reactivos reveladores nebulizados sobre las placas para hacer visibles a los analitos ya

separados.

La forma de aplicar las muestras también es similar a la utilizada en cromatografía en papel,

aplicando manchas pequeñas y secándolas antes de volver a aplicarlas para concentrarlas.

CROMATOGRAFÍA EN COLUMNA

(Estudiar la presentación del grupo de Edy Jiménez)

CROMATOGRAFÍA DE GASES

En la cromatografía de gases, los componentes de una muestra vaporizada se separan como

consecuencia de su distribución o reparto entre una fase móvil gaseosa y una fase estacionaria sólida o líquida

mantenida dentro de una columna. Para efectuar la separación en fase gaseosa,

la muestra líquida se introduce en el inyector, en donde se convierte en vapor, antes de pasar a la columna

cromatográfica. La elución se consigue mediante el flujo constante de una fase móvil de gas inerte, conocido como gas

portador,

O por su nombre en el idioma inglés: Carrier Gas. A diferencia de otros tipos de cromatografía, la fM no interacciona con las moléculas del analito, por lo cuál su única función consiste en transportar o acarrear al analito a lo largo de la columna. Se utilizan dos tipos de cromatografía gaseosa:

a) Cromatografía de Gas-sólido (CGS) b) Cromatografía de Gas-líquido (CGL)

En CGS la fM es un gas y la fE es un sólido que retiene a los analitos por adsorción física. Este tipo de cromatografía permite separar y determinar gases de bajo peso molecular, como los componentes del aire, sulfuro de hidrógeno (H2S), monóxido de carbono (CO) y óxidos de nitrógeno.

Sin embargo, esta variante de cromatografía ha tenido aplicación limitada debido a la retención semipermanente de moléculas

activas o polares y a que a los picos de elución suelen presentar grandes “colas” como

consecuencia de la naturaleza no lineal del proceso de elución. De manera que esta

técnica no ha tenido una aplicación generalizada, salvo la separación de ciertas

especies gaseosas de bajo peso molecular, que ya han sido mencionadas.

La Cromatografía de GAS-LÍQUIDO, se basa en la distribución o reparto del analito entre una

fM gaseosa y una fase líquida inmovilizada sobre la superficie de un sólido inerte o en las paredes de un tubo capilar. En 1941 Martin y

Synge propusieron por primera vez el concepto de la CGL. En 1955 apareció en el

mercado el primer equipo comercial para CGL.

A partir de entonces, el crecimiento de la aplicación de esta técnica ha sido espectacular,

pues desde su introducción comercial han ocurrido muchos cambios y mejoras en los

instrumentos. En la década de 1970 se hicieron comunes los integradores electrónicos y los

equipos de procesamiento de datos por computadora. En las décadas de 1980 y 1990 se introdujo el uso de computadoras para el control

automático de los parámetros instrumentales, tales como la temperatura de la columna, las

velocidades de flujo y la inyección de la muestra, también se desarrollaron instrumentos de alto rendimiento a costo moderado y lo más importante: el desarrollo de columnas tubulares

abiertas que permiten la separación de los componentes de mezclas complejas en períodos

de tiempo breves.

COMPONENTES BÁSICOS DE UN CROMATÓGRAFO DE GASES

Gas portador, Sistema de inyección de muestras,

Configuraciones de Columnas y Hornos,

Sistemas de detección

Gases Portadores

Deben ser químicamente inertes y presentar alta pureza. los de uso más común son Nitrógeno, Helio e Hidrógeno. La elección de dicho gas está relacionada con el tipo de detector que se utiliza. Con el suministro del gas se relacionan los reguladores de presión, los manómetros y los medidores de caudal. Además antes de la entrada del gas al instrumento, se le hace pasar por un tamiz molecular para eliminar la humedad y otras impurezas. El intervalo de presiones de entrada oscila comúnmente entre 10 y 50 psi. (sobre la presión circundante), lo que conduce a caudales de 25 a 150 mL/min en columnas empacadas y de 1 a 25 mL/min en columnas tubulares abiertas. El caudal se puede medir con instrumentos electrónicos, o con el caudalímetro de pompas de jabón.

El cuál se coloca al final de la columna roscada sólo por la parte superior al inyector cuando se efectúa la medición del caudal.

Sistema de inyección de muestra: La eficacia de la columna requiere que la muestra sea de un tamaño adecuado y que sea introducida como un tapón de vapor. La inyección lenta de muestras demasiado grandes provoca un ensanchamiento de bandas y una resolución muy pobre. El método más sencillo de inyectar la muestra es hacerlo manualmente, con una microjeringa calibrada a través de un diafragma o septum de goma de silicona en el puerto de inyección

Generalmente el puerto de inyección se mantiene a una temperatura de unos 50C por encima del punto de ebullición del componente menos volátil de la muestra. Los instrumentos más modernos están equipados con inyectores automáticos que para fines cuantitativos reducen notablemente el error experimental y permiten programar cantidades grandes de inyecciones y de muestras. El tamaño de la muestra varía desde menos de 1 L hasta 20 L para columnas empacadas, pero las columnas capilares exigen muestras mucho menores (~10 ³L). Suele ser necesario emplear un inyector divisor de muestras (Split-split less) para las columnas capilares con el fin de introducir una fracción pequeña conocida (1:100 a 1:500) de la muestra inyectada, mientras el resto se desecha por el canal de purga.

Configuraciones de columnas y hornos

Los tipos generales de columnas en CGL son las columnas empacadas o rellenas y las columnas tubulares abiertas (capilares y megaboro). En el

pasado la mayor parte de análisis por CGL se efectuaban con columnas empacadas, pero en la

mayoría de las aplicaciones actuales han sido sustituidas por las columnas tubulares abiertas.

La longitud de las columnas cromatográficas varía desde menos de 2 hasta más de 50 metros.

Se han fabricado de acero inoxidable, vidrio, sílice fundida y teflón.

Corte transversal de columnas tubulares abiertas

Para lograr que las columnas encajen dentro del horno para su calentamiento, es habitual

enrollarlas en serpentines con diámetros entre 10 y 30 cm. La temperatura de las columnas es

una variable importante y para trabajar con precisión debe controlarse con una exactitud

de décimas de grado. Generalmente una temperatura igual o un poco mayor que el

punto de ebullición promedio de las muestras permite una duración razonable de análisis (2-

30 min). En el caso de muestras con un intervalo de ebullición amplio, es necesario utilizar una programación de temperaturas,

con la que se incremente la temperatura de la columna de forma continua o escalonada, a

medida que avanza la separación.

Ejemplo del efecto de la temperatura sobre los cromatogramas

Sistemas de detección Se han investigado y utilizado docenas de detectores durante el desarrollo de la CGL, por lo que se estudiarán aquellos de uso más frecuente y los más poderosos. Dado que el detector ideal debe poseer

a.Sensibilidad adecuada

b.Buena estabilidad y reproducibilidad

c.Respuesta lineal para los solutos extendida a varias órdenes de magnitud

d.Intervalo de temperaturas de ambiente hasta 400C

e.Tiempo de respuesta corto independiente del caudal

f. Alta confiabilidad y manejo sencillo

g.Respuesta semejante para todos los solutos

h.No destructivo de la muestra

Hasta la fecha, aún no se ha diseñado un detector que reúna todas las cualidades mencionadas, por lo que se mencionarán las características de los de uso más común:

Detector de ionización de llama (FID) que es el que ha sido más ampliamente utilizado

Detector de Captura de Electrones (ECD), específico para detectar y cuantificar compuestos halogenados

Detector de Conductividad Térmica ó Catarómetro, que fue el primer detector utilizado, y

Detector de Masas (MS) que por el momento es el más avanzado.

DETECTOR DE IONIZACIÓN POR LLAMA

Este tipo de detector mide la corriente que puede pasar entre un par de electrodos con

polarización opuesta colocados a ambos lados de una llama de hidrógeno/aire. La llama

produce un plasma gaseoso que tiene una alta resistividad eléctrica en ausencia de iones. La alta temperatura de la llama piroliza la mayor parte de los compuestos orgánicos y produce

cationes y electrones, que funcionan como portadores de carga entre los dos electrodos. Los iones se recolectan en el ánodo llamado

colector. La corriente que pasa se puede amplificar y los componentes eluidos de la

columna se registran como picos cromatográficos. La respuesta depende de la

cantidad de átomos de carbono de la molécula del analito y también, de su concentración.

También el estado de oxidación/reducción del carbono puede afectar hasta cierto grado la sensibilidad de este detector y el carbono totalmente oxidado no se ioniza dentro de la llama.

El gas de arrastre normal puede ser HELIO, ARGÓN o NITRÓGENO, debido a sus estabilidades térmicas, no combustibilidad e inercia química. El detector de ionización es el de uso más generalizado debido a su simplicidad, robustez y alta sensibilidad, que puede permitir determinaciones hasta de 10 ¹³ g/cm³, así como a su capacidad para responder dentro de un margen amplio de concentraciones.

DETECTOR DE CAPTURA DE ELECTRONES

En este tipo de detector, para irradiar el eluido que sale de la columna, se usa un emisor de

partículas como 63Ni o Tritio. Las partículas (electrones) causan ionización del gas de

arrastre (por ejemplo N2) y se produce más liberación de electrones. El detector posee un

par de electrodos de polarización opuesta colocados en ambos lados de la corriente del gas eluido y al medir la corriente que pasa

entre los electrodos, se produce la respuesta del detector. Los compuestos orgánicos con

tendencia a capturar electrones, al capturar a los mismos, producen una disminución de la

corriente entre los electrodos, por lo que una disminución de corriente corresponderá a un pico cromatográfico al eluirse un analito de la

columna.

CROMATOGRAFÍA DE GASES ACOPLADA A OTROS INSTRUMENTOS DETECTORES

Con frecuencia, la CG y CGL se acopla con otras técnicas analíticas para ampliar la

sensibilidad. Con dichos métodos se aprovecha la capacidad de separación de la cromatografía para fraccionar a la muestra en sus partes componentes y luego permitir

la cuantificación mediante por ejemplo, Espectroscopía de Masas (GC-MS), Espectroscopía Infrarroja (GC-IR), ó

Espectroscopía de Resonancia Magnética Nuclear (GC-NMR).