CROMATOGRAFÍA CROMATOGRAFÍA DE FLUIDOS SUPERCRÍTICOS CONCEPTO: La cromatografía de fluidos supercríticos (SFC) es una modalidad híbrida entre la cromatografía de gases y de líquidos que combina algunas caracte rísticas de cada una de ellas. Esta téc nica es uno de los tres tipos importantes de cromatografía en columna, ésta permite la separación y determinación de compuestos que no son manipulados ni por la cromatografía de gases ni por la de líquidos: compuestos no volátiles o térmicamente lábiles para los que la cromatografía de gases es inaplicable y los compuestos que tienen grupos funcionales que no son detectables por las técnicas espectroscópicas o electroquímicas empleadas en cromatografía de líquidos.
FUNDAMENTO: La temperatura crítica de una sustancia es la temperatura por e ncima de la cual no puede existir en la fase líquida independientemente de la presión. La pre sión crítica es la presión de vapor de una sustancia a su temperatura crítica. Una sustancia a temperaturas y presiones por encima de su temperatura y de su presión crítica (punto crítico) se denomina fluido supercrítico. Los fluidos supercríticos tienen densidades, viscosidades y otras propiedades que son intermedias entre las características de esa sustancia en estado gaseoso y en estado líquido. Comparación de las propiedades de los fluidos supercríticos con las de g ases y líquidos. (Los datos sólo indican el grado de magnitud).
Las propiedades seleccionadas son aquellas que son significativas para la cromatografía de gases, líquidos y fluidos supercríticos, así como la extracción de fluidos supercríticos. Una propiedad importante de los fluidos supercríticos, que está relacionada con sus densidades e levadas (de 0,2 a 0,5 g/cm3), es su notable capacidad para disolver moléculas grandes no volátiles. Por ejemplo, el dióxido de carbono supercrítico disuelve fácilmente n- alcanos que poseen entre 5 y 30 átomos de carbono. Una segunda propiedad notable de los fluidos supercríticos es que los analitos disueltos en ellos pueden ser fácilmente recuperados por el procedimiento simple de permitir que las disoluciones se equilibren con la atmósfera a temperaturas relativamente bajas.
VENTAJAS de los fluidos supercríticos es que son baratos, inocuos y no son sustancias tóxicas, por lo que se pueden dejar evaporar libremente en la atmósfera sin efectos ambientales dañinos.
LOS EQUIPOS INSTRUMENTALES para la cromatografía de fluidos supercríticos son bastante parecidos en lo referente a los componentes instrumentales a los equipos de HPLC. Existen, sin embargo, dos diferencias importantes: Es necesario un horno, similar para mantener la columna termostatizada y además proporcionar un control preciso de la temperatura de la fase móvil; un restrictor o un dispositivo de contrapresión, que se utiliza para mantener la presión en la columna en el nivel deseado y
para convertir el eluyente, de fluido supercrítico en un gas, y arrastrarlo al detector.
Las variaciones de presión en cromatografía de fluidos supercríticos tienen un efecto muy marcado sobre el factor retención o de capacidad, k’. Este efecto es una consecuencia del incremento de
la densidad de la fase móvil a medida que aumenta la presión. Tal incremento de la densidad origina un aumento de la capacidad disolvente de la fase móvil, lo cual acorta los tiempos de elución. La mayoría de los perfiles de presión utilizados en cromatografía de fluidos supercríticos son: presión constante (isobárica) para un período de tiempo dado seguida de un aumento lineal o asintótico de la presión hasta alcanzar el valor de la presión final.
FASES ESTACIONARIAS. En SFC se emplean tanto las columnas abiertas como las columnas rellenas, aunque las primeras son las más empleadas. Las columnas abiertas son similares a las columnas de sílice fundida con recubrimientos internos de varios tipos de siloxanos enlazados y de e nlaces cruzados. Las columnas tienen una longitud de 10 a 2 0 m y un diámetro interno de 0,05 a 0.10 mm. El espesor de la película varía entre 0.05 1 micrómetro.
FASES MÓVILES. La fase móvil más utilizada en SFC es el CO2. Es un disolvente excelente par a un conjunto de moléculas orgánicas no polares. Además, es una sustancia transparente en el ultravioleta, es colora, no tóxica, fácilmente disponible y muy barata cuando se compara con otras fases móviles cromatográficas. La temperatura crítica del CO2 es 31° C y su presión crítica 72,9 atmósferas, lo cual permite jugar con una banda amplia de temperaturas y presiones sin superar las condiciones de operación de un equipo de HPLC moderno. Sustancias como etano, butano, óxido nitroso, diclorodifluorometano, éter dietílico, amoníaco y tetrahidrofurano han sido utilizadas como fases móviles de cromatografía de fluidos supercríticos.
DETECTORES. La principal ventaja de la SFC frente al HPLC es que se pueden utilizar como en la cromatografía de gases, detectores de ionización de llama. Este detector es de respuesta universal a compuestos orgánicos, de elevada sensibilidad. Los espectrómetros de masas también se pueden adaptar como detectores más fácilmente para SFC que para HPLC. Otros detec tores utilizados son de absorción en el ultravioleta y en el infrarrojo, de emisión de fluorescencia, termoiónico y fotométrico de llama.
APLICACION La cromatografía de fluidos supercríticos se ha aplicado a la separación de un amplio conjunto de sustancias, entre los que se cuentan productos naturales, fármacos, alimentos, pesticidas y herbicidas, tensoactivos, polímeros, aditivos de polímeros, combustibles fósiles y explosivos. Hay posibilidades de aplicaciones más amplias del scCO2 ( súper critico) e n la producción de alimentos con niveles reducidos de colesterol. La extrac ción de pesticidas del arroz también se realiza comercialmente utilizando scCO2. Se han llevado a cabo muchos estudios para investigar la capacidad del scCO2 para e xtraer aromas y fragancias de las plantas, por ejemplo, de raiz de jengibre, hojas de manzanilla, vainas de vainilla, hojas de menta, flores de lavanda y piel de limón. Las aplicaciones comerciales en la industria alimentaria incluyen la extracción de aromas y especias y la extracción de colorantes, por ejemplo del pimiento rojo. El CO2 supercrítico puede utilizarse para extraer compuestos de productos naturales. Un ejemplo el anticancerígeno taxol que puede extraerse de la corteza del tejo del Pacífico (aunque puede también sintetizarse mediante un proceso en
muchas etapas). Una aplicación potencial del scCO2 supone la cianobacteria Spirulina platenses que es ric a en proteínas y se utiliza como aditivo alimentario y medicina. Pero hay un inconveniente: la espirulina en polvo tiene un olor repugnante. Las investigaciones han demostrado que c uando se utiliza scCO2 para extraer los componenetes activos de Spirulina platenses, el olor también es eliminado.
