Cromatografía de fluidos supercríticos

La cromatografía de fluidos supercríticos (en inglés: Supercritical Fluid Chromatography, o SFC) es una técnica híbrida entre la cromatografía de gases (GC) y la HPLC, que combina lo mejor de ambas técnicas. Esta técnica es importante porque permite la separación de mezclas en las que no es adecuada la aplicación de la GC ni de la HPLC. En concreto, se aplica a compuestos no volátiles o térmicamente inestables que no pueden separarse mediante GC, o aquellos que contienen grupos funcionales que imposibilitan su detección en la HPLC.

La SFC se utilizó por vez primera en 1962.[1]

Instrumentación

Debido a las características de la fase móvil (alta presión y temperatura), se emplean equipos parecidos a los de HPLC, con varias diferencias:

  • El empleo de un horno termostático para poder controlar con precisión la temperatura de la fase móvil.
  • El uso de un restrictor, empleado para poder mantener por una parte la presión en el interior de la columna, y -por otra parte- permitir la bajada de la presión a la salida para que el fluido supercrítico (SF en adelante) pase al estado gaseoso y pueda detectarse adecuadamente el analito.

Básicamente, un restrictor es un tubo capilar de unos 2 a 10 cm de longitud y un diámetro interno menor al de la columna (típicamente 1/10 del diámetro), donde a la salida el SF expande y pasa al estado gaseoso y se puede mantener simultáneamente la presión en el interior de la columna.

A diferencia de la cromatografía de gases, en la SFC no se aumenta la velocidad de elución modificando la temperatura, sino la presión del SF. El aumento de presión, al aumentar la densidad, permite una mayor interacción analito-fase móvil y disminuye los tiempos de elución. Se suele emplear en las eluciones una primera etapa isobárica para luego aumentar la presión lineal o asintóticamente hasta el final de la elución.

Fases estacionarias

Se pueden emplear, al igual que en la GC, las columnas capilares o de relleno, prefiriéndose las primeras. Las dimensiones son parecidas en longitud, de 10 a 20 m, y el diámetro interno es bastante menor, de 0,05 a 0,10 mm. La película interna es de siloxano entrelazado y polimerizado. Si se emplean columnas de relleno, su diámetro interno varía entre 0,5 y 4,6 mm, y el grosor de la partícula de relleno es de 3 a 10 μm. En este caso, el recubrimiento es parecido al empleado en HPLC de reparto.

Fases móviles

La fase móvil estrella en la SFC es el dióxido de carbono, por sus excelentes propiedades:

  • Apolar, disuelve una gran variedad de moléculas orgánicas.
  • Transparente a la radiación ultravioleta
  • Inodoro
  • No tóxico
  • Fácil de obtener
  • Barato
  • No inflamable

El CO2 tiene la ventaja de que se puede obtener fácilmente como fluido supercrítico. Su temperatura crítica es de 31 °C y la presión crítica de 72,9 atm, condiciones realmente asequibles y por debajo del rango de condiciones usuales en la HPLC.

Otras fases móviles también probadas y empleadas son el etano, pentano, dietiléter, amoníaco, tetrahidrofurano, diclorofluorometano y óxido nitroso.

Detectores

Se puede emplear el detector de ionización de llama (también usado en GC), por sus características de universalidad (permite detectar casi cualquier compuesto orgánico), alta sensibilidad y bajo mantenimiento. El espectrómetro de masas también tiene utilidad, al tener una salida en fase gas, y detectores espectrofotométricos como el de infrarrojos, ultravioleta, el de emisión por fluorescencia, el termoiónico y el fotométrico de llama.

Aplicaciones

La SFC se aplica a una gran variedad de compuestos, entre los que podemos citar drogas, alimentos, herbicidas, tensioactivos, polímeros y aditivos para éstos, impelentes, explosivos o combustibles fósiles.

Notas
  1. Muneo Saito (2008), [1.pdf Supercritical Fluid Chromatography: A New Technology?].
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