La Fiebre por la Copa del Mundo: Cómo obtener compuestos más puros mejorando la resolución en cromatografía

Todos los químicos, independientemente de si son aficionados al fútbol o no, quieren “sacarle una tarjeta roja” a las impurezas. La mejora en la separación debe ser un elemento clave en cada “juego cromatográfico” para optimizar el proceso y obtener sustancias con un alto grado de pureza.

Estoy completamente contagiado de la fiebre del fútbol en estos días. Tal vez por eso mis amigos y yo tuvimos acaloradas discusiones sobre en qué casa nos reuniríamos para ver los partidos. Todos somos ardientes aficionados al fútbol, así que cada uno de nosotros quería organizar la vista e invitar a los otros a su casa, especialmente si se trataba del juego final.

Finalmente, decidimos dónde veríamos el partido, eligiendo la casa del amigo que tiene la mejor televisión. La elección se hizo a favor del televisor no por el tamaño más grande, pero si con la mejor resolución. Acordamos que lo importante no es el tamaño del balón en el monitor, sino la claridad de la imagen.

Mas allá del partido de futbol en la televisión, la resolución es extremadamente importante para otra de mis actividades favoritas y esa es la cromatografía.

A diferencia de la resolución de la imagen, que mide la cantidad de detalles de una imagen, la resolución en cromatografía mide la capacidad de separar dos o más componentes.

Quizá se pregunte porque es tan importante la resolución optima durante la separación cromatográfica.

Voy a responder: la resolución óptima garantiza una mayor pureza de los compuestos objetivos y cuanto más limpias y puras son las sustancias, más felices son los químicos.

Ah, ahora que he captado su interés, ciertamente está ansioso por saber cómo se puede mejorar la resolución durante el proceso cromatográfico.

Para lograr una resolución óptima se deben cumplir tres condiciones:
  1. Los compuestos deben retenerse en la fase estacionaria. Este proceso se cuantifica mediante el parámetro llamado “tiempo de retención”.
  2. Los compuestos deben retenerse de manera diferente. Eso se cuantifica mediante un parámetro “selectividad”.
  3. Los picos resultantes deben ser lo suficientemente estrechos como para evitar o reducir la superposición mutua. Este requisito se cuantifica mediante un parámetro llamado “eficiencia”.

La eficiencia de la columna, la selectividad de separación y la relación de retención son los tres parámetros principales que se pueden expresar matemáticamente en una ecuación conocida que describe la resolución:

fórmula sobre cómo lograr una resolución óptima en una ejecución cromatográfica
¿Cómo puedes influir en cada uno de estos factores para alcanzar tus metas?

La eficiencia de la columna – Este parámetro está directamente relacionado con los parámetros de la columna, como el tamaño y la forma de las partículas de empaque, así como el tamaño o la longitud de los poros. El uso columnas con partículas más pequeñas da como resultado picos más nítidos y permite separar los picos que eluyen estrechamente. Otros factores, como la velocidad de flujo y la manera de la carga de la muestra, también pueden afectar a la eficiencia de la columna. Estos factores se detallarán en futuras publicaciones.

La selectividad – Es un parámetro directamente relacionado con la química del sistema, y depende de la naturaleza tanto de la fase estacionaria como de la fase móvil. Al variar las fases móviles y la fase estacionaria, puede cambiar la distancia entre dos picos próximos. El factor de selectividad es el que más afecta a la resolución.

Tiempo de retención – Este parámetro se determina, en primer lugar, por la composición de la fase móvil o, más precisamente, por la fuerza de la fase móvil. Al cambiar la fuerza de la fase móvil se altera el equilibrio entre la fase estacionaria y móvil lo que conduce a un cambio en las propiedades de elución del componente objetivo.

Quiero mencionar un último punto.

Si bien la alta resolución es necesaria para mejorar la pureza de los compuestos objetivos, hay que tomar en cuenta otro factor también importante en los experimentos cromatográficos:

tiempo de corrida

Al igual que los diseñadores web se ven obligados a equilibrar las imágenes de alta resolución con las velocidades de carga del sitio web, los químicos deben encontrar un equilibrio entre calidad de la separación y el deseo de reducir el tiempo de ciclo y la cantidad de disolvente necesario para hacerlo. Cuando una separación ligeramente superpuesta es aceptable, ciertamente pueden ahorrar tiempo y materiales, pero no necesariamente se obtiene una resolución optimizada.

Me gusta los goles, especialmente cuando Bélgica los marca. Pero el propósito principal de la cromatografía es algo diferente. Los científicos nos esforzamos por lograr la máxima resolución en el tiempo mínimo.

Mi sugerencia sobre cómo lograr este equilibrio ideal en el laboratorio:

La relación óptima de “tiempo de ciclo/calidad de separación” se logra con una resolución de 1- 1.5

¿Qué más necesitas saber además de las noticias de fútbol? En el tema de este blog, por supuesto. Pronto publicaré artículos sobre selectividad, eficacia de columna y tiempo de retención detallando de cómo se pueden cambiar estos factores y qué valores deben esforzarse estas métricas para lograr la mejor resolución posible.

¡Nos vemos luego!

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