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Columnas capilares y precolumnas

Columnas capilares y precolumnas

Para escoger una columna puede revisar la siguiente información y despues acceder al catálogo de Sigma-Aldrich haciendo click AQUI.  También puede encontrar diferentes cromatogramas organizados por industria, método, polaridad de la fase y tipo de columna en este link.

COMO ESCOGER UNA COLUMNA

 Una separación cromatográfica optimizada comienza con la columna. La selección de la columna capilar adecuada para cualquier aplicación debe basarse en cuatro factores importantes : la fase estacionaria , el diámetro interno de la columna, espesor de la película , y longitud de la columna . Los efectos prácticos de estos factores en el rendimiento de la columna se discuten brevemente en esta sección por orden de importancia . Es de notar que esta información es general, por lo que situaciones específicas pueden justificar excepciones a estas directrices.

 Paso 1. Fase Estacionaria

 La elección de una fase estacionaria es el paso más importante en la selección de una columna. Una fase estacionaria es la película de recubrimiento sobre la pared interior de una columna capilar, y se debe seleccionar basado en la aplicación a realizar. Las diferencias en las propiedades químicas y físicas de los compuestos orgánicos inyectados y sus interacciones con la fase estacionaria son la base del proceso de separación. Cuando la fuerza de las interacciones entre la fase y el analito difiere significativamente para dos compuestos, uno se retiene más tiempo que el otro. Cuánto tiempo se retienen en la columna (tiempo de retención) es una medida de estas interacciones entre la fase y el analito. Al cambiar las características químicas de la fase estacionaria, se altera sus características físicas. Dos compuestos que co-eluyen (no se separan) en una determinada fase estacionaria pueden separarse en otra fase de una química diferente, si la diferencia en las interacciones entre la fase y el analito es significativa. Este es la razón para proporcionar una amplia variedad de fases de columna capilar. Cada fase proporciona una combinación específica de interacciones para cada clase química de analitos.

Aplicaciones preestablecidas: La cromatografía de gases, que nació en los 50's, es una técnica analítica madura con muchas aplicaciones establecidas. Por lo tanto, es probable que exista literatura, tales como metodología escrito o revistas, donde se citen fases estacionarias que se han utilizado exitosamente para una aplicación dada. Además, los fabricantes de columnas publican rutinariamente tablas de selección de fase que están convenientemente clasificadas por tipos de industria para simplificar el proceso de selección de la fase adecuada.  Puede encontrar una guía de selección en el siguiente LINK

Nuevas Aplicaciones: Para las aplicaciones nuevas, con frecuencia no hay referencias para proporcionar orientación. En estos casos de "método de desarrollo" se debe tener algún conocimiento de la química de los compuestos a ser analizados.  La selección de fase se basa en el principio quimico que dice "semejante disuelve a lo semejante".  Una columna no polar es el punto de partida recomendado para el análisis de compuestos no polares. Del mismo modo, las columnas polares son por lo general recomendadas como el punto de partida para la separación de compuestos polares.

columnas gc tabla polaridad

 Paso 2. Diámetro interno de la columna

columnas gc diametro interno

La gama actual de diametros internos de columnas capilares disponibles en el mercado permite el equilibrio de dos factores: la eficiencia (número de platos teóricos) y la capacidad de muestreo (cantidad de cualquier componente de la muestra que se puede aplicar a la columna sin causar sobrecarga del pico deseado). La optimización de uno de estos factores requiere un sacrificio del otro. El diámetro interno (D.I.) ideal para una aplicación dada depende de la necesidades analíticas. Las columnas con un D.I. de 0,25 mm son las más populares, proporcionando una relación adecuada de platos/metro para la mayoría de las aplicaciones al tiempo que permite una capacidad de muestra aceptable.

Alta eficiencia: Observada cromatográficamente como picos estrechos y bien resueltos. La eficiencia de una columna capilar, medida en platos (N) o platos por metro (N / m), aumenta a medida que el D.I. de la columna disminuye. Este es uno de los principios básicos de la GC rápida. Si la muestra a analizar contiene muchos analitos, o tiene analitos que eluyen muy cerca, se debe escoger la columna capilar con el D.I. mas estrecho que sea mas práctico. Hay que tener en cuenta que columnas de diámetro muy estrecho, tales como 0,10 o 0,18 mm de diámetro interno, puede requerir equipos especializado, tales como un GC con un regulador de presión que permita una mayor presión en la columna.

Capacidad de la muestra: Aumenta en la medida que el diámetro interno de la columna aumenta. Columnas de diámetro ancho puede acomodar una masa más grande de cada analito en una muestra, que las columnas capilares de diámetro estrecho. Exceder la capacidad de muestra de una columna dará lugar a picos asimétricos y una disminución de resolución. Por lo tanto, si las muestras a ser analizados contienen compuestos a altas concentraciones, o representan una amplio rango de concentraciones, entonces una columna de gran diámetro debe ser considerada. Si el de diámetro interno que se elije es el adecuado, la columna debería permitir que el sistema proporcione suficiente sensibilidad para los componentes menores sin ser sobrecargada con los componentes principales. El analista debe decidir si la pérdida de eficacia resultante del uso de una columna de gran diámetro es problemático para su aplicación. Hay que tener en cuenta que la naturaleza de los componentes de la muestra y la polaridad de la fase afectará a la capacidad de la muestra. fases no polares tienen una capacidad mayor para analitos no polares, y las fases polares tienen una capacidad mayor para analitos polares.

 Efectos DI columna capilar

 Paso 3. Grosor de película

La mayoría de columnas de 0,25 mm D.I. tienen un espesor de película 0.25 o 0.50 m. Dependiendo de la aplicación, el espesor de película óptimo puede ser diferente.

Disminución de espesor de película : Los beneficios son picos más agudos (lo que puede aumentar la resolución) y la reducción de sangrado de la columna; ambos resultando en una mayor relación señal a ruido. Además, la temperatura máxima de operación de la columna se incrementará . Los inconvenientes son un inremento en la interacción del analito con la pared de la columna, y la disminución para la capacidad del analito. La disminución de espesor de la película también permite a los analitos que eluyen con tiempos de retención más cortos y a una menor temperatura, lo que pueden ser deseable o no deseable, dependiendo de la aplicación.  Las columnas con película más fina se deben utilizar para analitos con altos ( > 300 ° C ) puntos de ebullición (tales como pesticidas, PCBs, FAME, ésteres de ftalato, y otros compuestos semivolátiles), o para el análisis de trazas.

Aumento de espesor de película : Los beneficios son;  reducida interacción entre el analito y el tubo y aumento de la capacidad de la muestra. Los inconvenientes; se incrementa la anchura de los picos (que pueden reducir la resolución) , el aumento de sangrado de la columna , y una reducción de la temperatura máxima de operación para la columna. El aumento de la película espesor también conduce a un aumento de la retención de analito (también puede aumentar resolución , específicamente para los compuestos de bajo k') y una temperatura de elución incrementada. Dependiendo de la aplicación, estos últimos efectos pueden ser tanto deseables como indeseables. Las columnas de película más gruesa son las más adecuadas para los analitos con bajos puntos de ebullición (tales como compuestos orgánicos volátiles y gases). Estos tipos de analitos son retenidos más tiempo en la película más gruesa , lo que puede eliminar la necesidad de condiciones subambientales en el horno. Una película más gruesa también aumentar la capacidad, con lo que la columna es más compatible con muestras de alta concentración que una columna de película delgada.

phase ratio

  

Paso 4. Longitud de la columna

En general, una columna de 30 m proporciona el mejor equilibrio entre la resolución, el tiempo de análisis, y la presión deseada de la columna. Dependiendo de la aplicación específica, puede justificarse una longitud de columna diferente.

Columnas más largas: proporcionan una mayor resolución, pero aumentan la contrapresión. Hay que insistir en que duplicar la longitud de la columna NO duplica la resolución (la resolución sólo aumenta de acuerdo a la raíz cuadrada de la longitud de la columna). Si la resolución de entre un par crítico es menor que 1, duplicar la longitud de la columna no la llevará a la línea base (valor de la resolución de al menos 1,5 ). Aumentar la longitud de la columna para aumentar la resolución debe ser considerado como una último recurso. Un enfoque más eficaz para aumentar la resolución es reducir de diámetro interno columna

Columnas más cortas: Cuando no se necesita una gran resolución, como por ejemplo para screening o para muestras simples cuyos componentes son distintos en su naturaleza química. Sin embargo, si el D.I. de la columna se disminuye junto con la longitud, la resolución puede ser mantenida, o en algunos casos, aumentada.

 longitud columna

 

COLUMNAS POR POLARIDAD DE LA FASE

La elección de una fase estacionaria es el paso más importante en la elección de una columna, y se debe seleccionar basado en la aplicación a realizar. Se recomienda consultar primero la "Guía de selección de GC Columna" (T407133 KCX) para determinar si ya hay identificadas en esta guia columnas apropiadas. Para las aplicaciones nuevas, a menudo no existe existente referencia para proporcionar orientación. En estos casos de desarrollo de métodos, uno debe tener algún conocimiento de la química de los compuestos a ser analizados. La selección de fase se basa en el principio general de que la química  de que "semejante disuelve semejante" y se refiere a las interacciones específicas entre la fase estacionaria y el analitoque cada grupo de columnas puede realizar. Escoja:

columnas de GC no polares para los compuestos no polares (tales como alcanos) que contendrá 1) sólo átomos de carbono e hidrógeno, y 2) sólo enlaces simples entre los átomos de carbono.

columnas de GC de polaridad intermedia para una selectividad alternada de compuestos polares y/o no polares.

columnas de GC polares para compuestos polares (tales como alcoholes, aminas, ácidos carboxílicos, dioles, ésteres, éteres, cetonas, y tioles) que contienen 1) principalmente átomos de hidrógeno y de carbono, y 2) también algunos átomos de bromo, cloro, flúor, nitrógeno, oxígeno, fósforo y/o azufre.

columnas de GC altamente polares para compuestos polarizables (tales como alquenos, alquinos e hidrocarburos aromáticos) que contienen 1) sólo átomos de carbono e hidrógeno, y 2) algunos enlaces dobles y/o triples entre átomos de carbono.

columnas de GC extremadamente polares para la selectividad adicional de compuestos polarizables.

escala de polaridad de columnas gc

 Tabla de relación de referencias (cross-references) entre columnas Supelco y otras marcas:

cross reference chart capilar gc

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