Métodos cromatográficos (Libro)

Título original Métodos cromatográficos Autor(a)(es)(as) Gonzalo Dierksmeier Editorial: Editorial Científico-Técnica País Cuba

La importancia actual y las perspectivas de los Métodos cromatográficos en la industria, en el diagnóstico-bioquímico y en las investigaciones científicas, son extraordinarias. En este libro se resumen conceptos, leyes y relaciones fundamentales de cuatro métodos cromatográficos desarrollados y aplicados con mucho éxito en la actualidad, a los cuales se les prevé un gran futuro. Redactado de forma clara y sencilla, constituye un instrumento valioso para el analista, pues le explica aspectos del trabajo en una época en que los avances de la automatización y software especializados no los hacen imprescindibles, pero que aumentarán el rigor y la profundidad en la interpretación de los resultados de su actividad.

Introducción

Ha sido y continúa siendo un problema de la química analítica lograr separaciones adecuadas de mezclas de compuestos naturales o sintéticos, con fines de identificación y cuantificación. El desarrollo en ese sentido ha sido desde el uso de los métodos puramente químicos hasta las técnicas químicas y físicas, las cuales aventajan a los primeros en rapidez, sensibilidad, exactitud y resolución. El origen de los métodos cromatográficos se remonta a la segunda mitad del siglo XIX y como en otras ramas del saber hubo un momento a partir del cual este tuvo puntos de apoyo claros y objetivos. Se señala casi siempre como el momento del surgimiento de la cromatografía, aquel en el que Tswett dio a conocer uno de sus trabajos, en el cual describe la separación exitosa de varios pigmentos vegetales extraídos de las hojas con éter de petróleo, mediante el filtrado de la solución a través de una columna de carbonato de calcio contenida en un tubo de vidrio. Este trabajo y las conclusiones acertadas expuestas por su autor, no dejaron dudas acerca del potencial de este procedimiento novedoso de separación. No obstante, mucho antes fueron registradas en la literatura científica separaciones físicas notables realizadas sobre papel, tales como las llevadas a cabo en 1860 por Schonbein y Runge. Estos investigadores aplicaron una mezcla compleja de colorantes en un punto de una hoja de papel de filtro e hicieron llevar a este un solvente. La mancha se expandió radialmente, separándose de sus componentes. Aunque los resultados fueron muy buenos, transcurrieron 80 años para que resurgiera la cromatografía sobre papel como se conoce hoy. Alrededor de 1892, Reed logró separaciones de compuestos químicos basados también en principios físicos. Para ello usó tubos llenos de kaolin con los que separó dicromato de potasio de eosina, así como iones férricos de iones cúpricos. Hoy se conoce el procedimiento usado por Reed como ¨análisis frontal en cromatografía de columna¨. Sin restar el mérito a sus predecesores, Tswett no solo logró la separación de los pigmentos vegetales, sino que por el color de estos, llamó a la técnica que él usó ¨cromatografía¨. Además con gran visión científica no excluyó la posibilidad de que el método fuera aplicado, lo cual requeriría solamente una técnica de visualización de las zonas correspondientes a cada compuesto. A pesar de que los resultados obtenidos por Tswett y algunos de sus predecesores no dejaban lugar a dudas respecto a la importancia de la separación cromatográfica, no fue hasta el período 1930-1940 en que la cromatografía surgió como ciencia y a partir de ese momento comenzó su desarrollo y aplicación práctica hasta nuestros días. Este resurgir en la época señalada se debió, entre otros, a la publicación de Kuhn y colaboradores relacionada con la separación cromatográfica de los componentes de la yema del huevo, gracias a lo cual se le otorgó, posteriormente, el Premio Nobel de Química. Otros laureados en la época con el mismo premio, fueron Zechmeister y Ruzicka, quienes como Kuhn basaron sus trabajos en la cromatografía y desarollaron este método de separación. Se debe a Zechmeister el primer libro sobre cromatografía. La década mencionada fue fructífera en trabajos de química, donde la cromatografía tuvo una aplicación importante, como lo demuestran los trabajos de Brockmann, Tiselius y Hesse, entre otros. A esa época pertenecen también los trabajos de Izmailov y Schreiber, los cuales usaron láminas planas de vidrio recubiertas con una capa fina de óxido de aluminio, utilizadas con el objetivo de obtener ¨cromatogramas¨ circulares destinados a seleccionar sistemas solventes usables posteriormente en separaciones por cromatografía de columna. Hacia finales de los años treinta del siglo pasado, Taylor y Urey lograron separaciones de isótopos de litio y de potasio usando columnas de 30 m de longitud rellenas con zeolita. Estos trabajos continuaron hasta el final de la Segunda Guerra Mundial, esta vez en la separación de los elementos transuránicos usando columnas con intercambiador iónico sintético. Ya en 1941 ocurrió un cambio muy importante en el desarrollo de la cromatografía. Hasta ese momento todas las separaciones cromatográficas se realizaban con compuestos químicos disueltos, esto es, en fase líquida. Hesse y colaboradores, sin embargo, lograron separaciones de compuestos orgánicos volatilizados, haciendo pasar la mezcla a través de una columna empaquetada con gel de sílice. Surgía así la cromatografía gaseosa (gas-sólido), que fuera desarrollada más tarde por Cremer y que tuvo su impulso decisivo cuando Martín y James lograron separaciones en fase gaseosa utilizando el principio de partición. Se ampliaba extraordinariamente el campo de aplicación de la cromatografía gaseosa ahora en su modalidad gas-líquido, y esto tenía lugar en 1952. En la década de 1950 a 1960 se hacía realidad la separación de macromoléculas por filtración a través de un gel obtenido por Flodin y Porath por reacción de la dextrana soluble con la epiclorhidrina. También a comienzos de la década mencionada, Kirchner y colaboradores establecieron los principios de la cromatografía de capa delgada que fue desarrollada teórica y prácticamente años después por Stahl. Los distintos métodos cromatográficos continuaron desarrollándose, perfeccionándose y ampliando sus respectivos campos de aplicación. Tampoco se descuidó el campo teórico. En especial, el desarrollo teórico y práctico de la cromatografía gaseosa hacia finales de los años cincuenta del siglo pasado, condujo a la moderna cromatografía líquida instrumental. En efecto, la teoría cromatográfica predijo que para elaborar las eficiencias alcanzadas por la cromatografía gaseosa mediante la cromatografía líquida, era preciso utilizar rellenos con tamaño de partículas menores a los usados hasta ese momento, mientras que se requería trabajar con flujos de ese móvil más altos, cosa que no se podía logar con el método tradicional de filtración por gravedad. Ya en la segunda mitad de los años sesentas del siglo pasado, se introdujo de manera comercial la cromatografía líquida de eficiencia elevada o HPLC, como se conoce universalmente por sus siglas inglesas. La cromatografía ha continuado su desarrollo en las distintas modalidades: columnas nuevas en cromatografía gaseosa y HPLC, detectores más sensibles, columnas desechables con fines preparativos o analíticos con una selectividad y eficiencia elevadas, y soportes nuevos en cromatografía de capa delgada. Algunos métodos cromatográficos, como la cromatografía sobre papel, han perdido vigencia. Pero se puede afirmar que los métodos cromatográficos abarcan hoy la mayoría de los campos analíticos en la investigación y los servicios a nivel mundial.

Capítulos del libro

1. Origen y desarrollo de los métodos cromatográficos.
2. Cromatografía de columna.
3. Cromatografía gaseosa.
4. Cromatografía de capa delgada.
5. Cromatografía líquida de alta eficiencia (HPLC).

Referencias

• Dierksmeier, G.: ¨Método gas cromatogrráfico para la determinación de ortofenilfenol¨. Ciencia y Técnica en la Agricultura, 7 (4), 1984.
• Kirchner, J. G., J. M. Miller and G. J. Keller: Anal. Chem., 23, 420, 1951.
• Moye, H. A.:¨Reaction gas chromatographic análisis of pesticides 1 Oncolumn transesterification of N-methyl-carbamatos by methanol¨. J. Agr. Food Chem., 19 (3): 452, 1971.
• Runge, F.: Der Bildungstrieb der Stoffe Orangenburg (1855). Citado por Cramer en Cromatografía sobre Papel. Ed. Beta, Buenos Aires. 1958.
• Stock, R. y C. B. F. Rice: Chromatographic Methods, Ed. Chapmam and Hall L. T. D. and Science Paperbacks Second Edition Liverpool, 1966.
• Williams, I. H R. Kore and D. G. Finlayson: ¨Determination of residues of Dasanit and three metabolites by gas chromatography with flame photometric detection¨. J. Agr. Food Chem., 19 (3): 456, 1971.