Cromatografía de fluidos supercríticos

La cromatografía de fluidos supercríticos (SFC) emplea fluidos supercríticos como fase móvil. Un fluido supercrítico se forma cuando una sustancia se encuentra por encima de su presión y temperatura críticas (punto crítico):

fluido-supercritico

  • Temperatura crítica: es aquella a partir de la cual una sustancia no puede existir en fase líquida, independientemente de la presión.
  • Presión crítica: máxima presión a la cual un líquido puede ser convertido en un gas por incremento de la temperatura.

Al calentar una mezcla líquido-vapor a volumen constante, la densidad del líquido disminuye y la del gas aumenta hasta que en el punto crítico éstas se igualan y la interfase que las separa desaparece. El fluido supercrítico formado tiene unas propiedades intermedias entre las propiedades de esa sustancia en estado líquido y entado gaseoso:

  • Su densidad es de 0’2 a 0’5 g/cm³. Es un valor elevado, próximo al del estado líquido, que aumenta rápidamente con la presión (lo que aumenta su capacidad disolvente y acorta los tiempos de elución). El incremento controlado de la presión causa un efecto similar al de la programación de la temperatura en la cromatografía de gases y la elución con gradiente en la HPLC. 
  • Los coeficientes de difusión son de 10 a 100 veces superiores a los del líquido (el ensanchamiento de banda es mayor que en los líquidos, pero menor que en los gases).
  • Las viscosidades son de 10 a 100 veces menores que las del líquido y comparables a las de los gases (permite tasas de flujo más elevadas, aumentando la velocidad de la separación).

La cromatografía de fluidos supercríticos es realmente una combinación de las técnicas de cromatografía de gases y las de cromatografía de líquidos. En ciertas aplicaciones es superior a la CG y la HPLC.

La instrumentación empleada en la cromatografía de fluidos supercríticos es similar a la de cromatografía de líquidos, aunque debe incorporar un sistema regulador de la presión y un horno termostato (similar al de cromatografía de gases, para controlar con precisión la temperatura de la fase móvil).

Aplicaciones

La SFC es una herramienta de gran importancia en la separación y determinación de compuestos para los que las cromatografías de gases o de líquidos no son adecuadas:

  • Compuestos no volátiles o termolábiles, que descomponen térmicamente antes de volatilizarse, por lo que la cromatografía de gases no se puede aplicar.
  • Compuestos sin grupos funcionales que puedan ser detectados mediante técnicas espectroscópicas o electroquímicas que se emplean en cromatografía de líquidos.

Los fluidos supercríticos son capaces de disolver moléculas grandes no volátiles (con masas moleculares varios órdenes de magnitud mayores que las que se manejan en la cromatografía de gases, aunque no tanto como las que pueden separarse mediante la cromatografía de exclusión por tamaño) y los solutos disueltos en ellos se pueden recuperar con facilidad dejando que las disoluciones se equilibren con la atmósfera a temperaturas relativamente bajas.

La cromatografía de fluidos supercríticos se aplica a un amplio conjunto de sustancias: productos naturales, fármacos, alimentos, plaguicidas, herbicidas, tensioactivos, aditivos, polímeros, explosivos…  La separación de estos compuestos se puede llevar a cabo a temperaturas inferiores a 100 ºC, por lo que no llegan a descomponerse.

Una aplicación importante de la SFC es la separación quiral o de enantiómeros, que se logra con una mayor resolución y en menor tiempo que con HPLC:

sepracion-quiral-hplc-sfc

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