thumb|right|220px|Cromatógrafo de gases miniaturadeimagen|Colector automático de fracciones y de muestras para la cromatografía.
La cromatografía es un método químico de separación para la caracterización de mezclas complejas cuyo objetivo es separar los distintos componentes, la cual tiene aplicación en todas las ramas de la ciencia; en el principio de retención selectiva, cuyo objetivo es separar los distintos componentes de una mezcla, permitiendo identificar y determinar las cantidades de dichos componentes. Estos procedimientos, requieren de técnicas separativas basadas en propiedades físicas de ciertos materiales. Las diferencias sutiles en el coeficiente de partición de los compuestos dan como resultado una retención diferencial sobre la fase estacionaria y una separación efectiva en función de los tiempos de retención de cada componente de la mezcla.
La cromatografía puede cumplir dos funciones básicas que no se excluyen mutuamente: Separar los componentes de la mezcla, para obtenerlos más puros y que puedan ser usados posteriormente (etapa final de muchas síntesis). Medir la proporción de los componentes de la mezcla (finalidad analítica). En este caso, las cantidades de material empleadas suelen ser muy pequeñas.
La cromatografía puede ser "preparativa" o "analítica". El propósito de la cromatografía preparativa es separar los componentes de una mezcla para su uso posterior, por lo que es una forma de purificación.Alternative bioseparation operations: life beyond packed-bed chromatography T.M. Przybycien, N.S. Pujar y L.M. Steele Curr Opin Biotechnol, 15 (5) (2004), pp. 469-478 Este proceso está asociado a costes más elevados debido a su modo de producción. La cromatografía analítica se realiza normalmente con cantidades más pequeñas de material y sirve para establecer la presencia o medir las proporciones relativas de analitos en una mezcla. Los dos tipos no son mutuamente excluyentes.
Esta información es importante ya que conocer los principios y funciones de la cromatografía se puede acceder a una amplia información. Esto permitirá tomar decisiones más seguras para mejorar la capacidad analítica de su laboratorio.
Etimología Cromatografía deriva del griego χρῶμα chroma, que significa "color", y γράφειν graphein, que significa "escribir". La combinación de estos dos términos se heredó directamente de la invención de la técnica utilizada por primera vez para separar pigmentos.
Historia
La cromatografía, (proviene del griego χρῶμα chrōma y γράφω gráphō, que significan respectivamente "color" y "escribir, registrar", literalmente "escritura de color", o "registro de color") , fue empleada originalmente con sustancias coloreadas.
Ya en 1850, Runge describió la formación de zonas coloreadas cuando se depositaban gotas de sustancias colorantes sobre papel secante, pero el desarrollo más importante vino con los experimentos de Mijaíl TsvetLa cromatografía. Fundamentos de tecnología de productos fitoterapéuticos. Nikolai Sharapin. Editorial Convenio Andrés Bello, 2000. ISBN 9586980014. Pág. 159-190.l (1872-1919), que empleó por primera vez en 1906 el término "cromatografía". A comienzos del año 1903, Mijaíl Tsvet, botánico ruso, logró separar una mezcla de pigmentos de plantas (clorofilas) en una columna de carbonato de calcio. Más tarde, en 1910, cromatografió un extracto de yema de huevo en una columna de inulina. Sus investigaciones, sin embargo, no fueron utilizadas por otros investigadores hasta 1931. Esta demora quizá se debió al hecho de que los trabajos de Tsvet fueron publicados en ruso y en una revista que no tenía amplia circulación.
El rápido desarrollo de la cromatografía como herramienta analítica sensible no ocurrió hasta 1931, cuando Kuhn, con Lederer y con Winterstein, emplearon la técnica para el análisis de pigmentos de plantas, confirmando los primeros trabajos de Tsvet y su predicción de que el caroteno no era una sola sustancia, sino una mezcla de varios homólogos estrechamente relacionados. Al mismo tiempo, el tamaño de las columnas empleadas fue aumentando para poder recuperar los componentes separados. La técnica, por lo tanto, no era solo analítica sino preparatoria.
Por aquel entonces la cromatografía en columna tenía aplicaciones limitadas, dado que los componentes que se podían separar eran invariablemente lípidos. Pasaron 10 años antes de que A. J. P. Martin y R. L. M. Synge desarrollaran una técnica mediante la cual se pudieran separar compuestos acuosos o hidrofílicos. Esto marcó un nuevo interés en la técnica y en 1944 Consden, Gordon y Martin lograron separar mezclas complejas de aminoácidos en papel. Al poco tiempo, en 1947, en Estados Unidos, la Comisión de Energía Atómica dio a conocer información sobre el uso de la cromatografía de intercambio iónico para la separación de productos de fisión nuclear. También por entonces, en esa misma década de 1940, Martin y Synge apuntaron la posibilidad de que la fase móvil pudiera ser un gas y años después, en 1951, el propio Martin, junto con su colaborador A. T. James publicaron un trabajo en el que se describía el primer cromatógrafo de gases. En los siguientes años, la cromatografía de gases se convertiría en la técnica cromatográfica más eficaz para analizar sustancias volátiles, siendo la industria petroquímica una de las más beneficiadas por este avance. Años después, en 1952, A. J. P. Martin y R. L. M. Synge recibirían el Premio Nobel de Química por sus contribuciones a la cromatografía, dada la gran importancia que adquirió esta técnica.
El desarrollo más reciente en el campo de la cromatografía se deriva de los trabajos de Stahl, quien en 1956 presentó una técnica práctica mediante la que una capa delgada sílice gel, celulosa o alúmina era diseminada sobre una placa de vidrio. Esta técnica, llamada cromatografía de capa fina, resultó ser un método de análisis más rápido y más sensible para el examen de mezclas complejas y, en muchos casos, ha sustituido a otros métodos similares más antiguos de cromatografía en papel toche.
En 1959, Porath y Flodin introdujeron una nueva técnica llamada cromatografía de filtración de gel. Esta se ha convertido en una nueva y poderosa herramienta para la separación de sustancias de alto peso molecular, particularmente las proteínas, y ha encontrado muchas aplicaciones en los campos de la bioquímica, la medicina, la fisiología y la biología. La mayoría de las técnicas de filtración en gel utilizan columnas y recientemente se han hecho trabajos con una combinación de filtración en gel y materiales de intercambio iónico, logrando que las separaciones complejas sean extremadamente rápidas y eficientes.
Los primeros equipos de cromatografía de gases aparecieron en el mercado a mediados del . A su vez, la cromatografía líquida de alta resolución (HPLC High Performance Liquid Chromatography, en inglés) comenzó a desarrollarse en los años 1960, aumentando su importancia en las décadas siguientes, hasta convertirse en la técnica cromatográfica más empleada. Sin embargo esto se irá modificando con el paso de los años.
Clasificación de los métodos de separación en cromatografía
Las distintas técnicas cromatográficasTécnicas de bioquímica y biología molecular. Jorge David Roriguez Miranda. Editorial Reverté, 1991. ISBN 8429118195. Cap. 8: Cromatografía. Pág. 179 pueden dividirse según cómo esté dispuesta la fase estacionaria: Cromatografía plana. La fase estacionaria se sitúa sobre una placa plana o sobre un papel. Las principales técnicas son: Cromatografía en papel Cromatografía en capa fina Cromatografía en columna. La fase estacionaria se sitúa dentro de una columna. Según el fluido empleado como fase móvil se distinguen: Cromatografía de líquidos Cromatografía de gases Cromatografía de fluidos supercríticos
La cromatografía de gases se aplica a numerosos compuestos orgánicos, ya que es muy útil en muestras que contienen compuestos volátiles que no descomponen a la temperatura del punto de ebullición. En algunos casos, los componentes analitos de la muestra no son volátiles o se descomponen a temperaturas de trabajo, por lo que se recurre a procesos denominados "derivatización", para convertirlos en otros compuestos que volatilicen las condiciones del análisis sin degradarse.
Dentro de la cromatografía líquida, destaca la cromatografía líquida de alta resolución (HPLC, del inglés High Performance Liquid Chromatography), que es la técnica cromatográfica más empleada en la actualidad, normalmente en su modalidad de fase reversa, en la que la fase estacionaria tiene carácter no polar, y la fase móvil posee carácter polar (generalmente agua o mezclas con elevada proporción de la misma o de otros disolvente polares, como por ejemplo, metanol). El nombre de "reversa" viene dado porque tradicionalmente la fase estacionaria estaba compuesta de sílice o alúmina, de carácter polar, y por tanto la fase móvil era un disolvente orgánico poco polar. Una serie eluotrópica es un rango de sustancias de diferentes polaridades que actúan como fase móvil y que permiten observar un mejor desplazamiento sobre una fase estacionaria.
thumb|Separación de clorofilas mediante cromatografía en papel. Tipos Fase móvil Fase estacionaria Cromatografía en papel Líquido Papel de celulosa. Cromatografía en capa fina Líquido Gel de sílice o alúmina. Cromatografía de gases Gas Columnas capilares de sílice fundida, con recubrimientos internos de varios tipos de siloxanos enlazados, columnas empaquetadas con tierras diatomeas hechas de tubos de vidrio o metal. Cromatografía líquidaen fase reversa Líquido (polar) Relleno de siloxano de octilo o siloxano de octadecilo. Cromatografía líquidaen fase normal Líquido(menos polar) Relleno de sílice, alúmina o un soporte al que se unen químicamente grupos polares (ciano, amino, etc). Cromatografía líquidade intercambio iónico Líquido (polar) Resinas de intercambio iónico. Cromatografía líquidade exclusión Líquido Relleno de pequeñas partículas de sílice o polímeros con red de poros uniforme. Cromatografía líquidade adsorción Líquido Partículas finamente divididas de sílice o de alúmina. Cromatografía defluidos supercríticos Líquido Columnas abiertas de sílice fundida con recubrimientos internos de varios tipos de siloxanos enlazados y de enlaces cruzados.
Términos empleados en cromatografía Como en cualquier técnica o metodología científica, la cromatografía emplea una terminología concreta de amplio uso entre los profesionales usuarios de dichas técnicaGlosario de los términos más usados en cromatografía. Introducción a la Cromatagrafía. Stella Torres de Young. Ediciones de la Univ. Nacional de Colombia. ISBN 9581701192. Pág. 15 Analito es la sustancia que se va a separar durante la cromatografía. Fase móvil es la fase que se mueve en una dirección definida. Puede ser un líquido (cromatografía de líquidos o CEC), un gas (cromatografía de gases) o un fluido supercrítico (cromatografía de fluidos supercríticos). La muestra que se está separando/analizando (formada de analito/s y el disolvente) se inyecta en la fase móvil que se mueve a través de la columna. En el caso de la cromatografía líquida de alta resolución, HPLC, la fase móvil es un disolvente no polar como el hexano (fase normal) o bien algún disolvente polar (cromatografía de fase reversa). Fase estacionaria es la sustancia que está fija en una posición durante la cromatografía. Un ejemplo es la capa de gel de sílice en la cromatografía en capa fina. Cromatografía analítica se emplea para determinar la existencia y posiblemente también la concentración de un analito en una muestra. Fase enlazada es una fase estacionaria que se une de forma covalente a las partículas de soporte o a las paredes internas de la columna. Cromatograma es el resultado gráfico de la cromatografía. En el caso de separación óptima, los diferentes picos o manchas del cromatograma se corresponden a los componentes de la mezcla separada.