Cromatografía de papel - Definición, tipos, principio, pasos, usos

¿Qué es la cromatografía de papel?

La cromatografía en papel (CP) es un tipo de cromatografía planar en la que los procedimientos de cromatografía se realizan en un papel especializado.

La PC se considera la más sencilla y la más utilizada de las técnicas cromatográficas por su aplicabilidad al aislamiento, la identificación y la determinación cuantitativa de compuestos orgánicos e inorgánicos.

Fue introducida por primera vez por el científico alemán Christian Friedrich Schonbein (1865).

Tipos de cromatografía de papel

Cromatografía de adsorción en papel

El papel impregnado de sílice o alúmina actúa como adsorbente (fase estacionaria) y el disolvente como fase móvil.

Cromatografía de partición en papel

La humedad / el agua presente en los poros de las fibras de celulosa presentes en el papel de filtro actúa como fase estacionaria & otra fase móvil se utiliza como disolvente En general, la cromatografía de papel se refiere principalmente a la cromatografía de partición de papel.

Principio de la cromatografía de papel

El principio de separación es principalmente de partición y no de adsorción. Las sustancias se distribuyen entre una fase estacionaria y una fase móvil. Las capas de celulosa del papel de filtro contienen humedad que actúa como fase estacionaria. Como fase móvil se utilizan disolventes orgánicos/buffers. La solución reveladora se desplaza por la fase estacionaria arrastrando la muestra con ella. Los componentes de la muestra se separarán fácilmente según la fuerza con la que se adsorban en la fase estacionaria frente a la facilidad con la que se disuelvan en la fase móvil.

Instrumentación de la cromatografía de papel

1. Fase estacionaria & papeles utilizados
2. Fase móvil
3. Cámara de revelado
4. Agentes detectores o visualizadores

1. FASE ESTACIONARIA Y PAPELES

• Papeles filtrantes Whatman de diferentes grados como el nº 1, nº 2, nº 3, nº 4, nº 20, nº 40, nº 42, etc.
• En general, el papel contiene un 98-99% de α-celulosa, y un 0,3 - 1% de β-celulosa.

Otros papeles modificados

• Papel de filtro lavado con ácido o con base
• Papel tipo fibra de vidrio.
• Papeles hidrófilos - Papeles modificados con metanol, formamida, glicol, glicerol, etc.
• Papeles hidrofóbicos - La acetilación de los grupos OH da lugar a una naturaleza hidrofóbica, por lo que pueden utilizarse para la cromatografía de fase inversa.
• También se puede hacer una impregnación de sílice, alumna o resinas de intercambio iónico.

2. FASE MÓVIL DE LA CROMATOGRAFÍA EN PAPEL

• Se pueden utilizar disolventes puros, soluciones tampón o mezcla de disolventes.

Ejemplos-

Fase móvil hidrofílica

• Isopropanol: amoníaco:agua 9:1:2
• Metanol : agua 4:1
• N-butanol : ácido acético glacial : agua 4:1:5

Fases móviles hidrofóbicas

• éter dimetílico: ciclohexano queroseno : 70% isopropanol
• Los disolventes comúnmente empleados son los disolventes polares, pero la elección depende de la naturaleza de la sustancia a separar.
• Si los disolventes puros no dan una separación satisfactoria, se puede aplicar una mezcla de disolventes de polaridad adecuada.

3. CÁMARA CROMATOGRÁFICA

• Las cámaras cromatográficas se componen de muchos materiales, como vidrio, plástico o acero inoxidable. Los depósitos de vidrio son los más preferidos.
• Están disponibles en varias dimensiones, según la longitud del papel y el tipo de desarrollo.
• La atmósfera de la cámara debe estar saturada de vapor de disolvente.

Pasos de la cromatografía en papel

En la cromatografía en papel, la mezcla de la muestra se aplica a un trozo de papel de filtro, el borde del papel se sumerge en un disolvente y el disolvente sube por el papel por acción capilar. Los pasos básicos incluyen:

1. Selección del soporte sólido

Papel de celulosa de calidad fina con porosidad definida, alta resolución, difusión insignificante de la muestra y que favorezca una buena velocidad de movimiento del disolvente.

2. Selección de la fase móvil

Se pueden utilizar diferentes combinaciones de disolventes orgánicos e inorgánicos en función del analito.

Ejemplo. Butanol: Ácido acético: Agua (12:3:5) es un disolvente adecuado para separar los aminoácidos.

3. Saturación del depósito

La pared interior del tanque se envuelve con papel de filtro antes de la disolvente en el tanque para conseguir una mejor resolución.

4. Preparación y carga de la muestra

Si se utiliza la muestra sólida, se disuelve en un disolvente adecuado. La muestra (2-20ul) se añade en la línea de base como un punto utilizando una micropipeta y se seca al aire para evitar la difusión.

5. Desarrollo del cromatograma

   El papel de filtro cargado con la muestra se sumerge cuidadosamente en el disolvente a una altura no superior a 1 cm y se espera hasta que el frente del disolvente llegue cerca del borde del papel.

Se pueden utilizar diferentes tipos de técnicas de revelado:

DESARROLLO ASCENDENTE

• Al igual que el tipo convencional, el disolvente fluye en contra de la gravedad.
• Las manchas se guardan en la parte inferior del papel y se mantienen en una cámara con disolvente de fase móvil en la parte inferior.

TIPO DESCENDENTE

• Se realiza en una cámara especial en la que el soporte del disolvente está en la parte superior.
• La mancha se mantiene en la parte superior y el disolvente fluye por el papel.
• En este método el disolvente se mueve de arriba a abajo, por lo que se llama cromatografía descendente.

DESARROLLO ASCENDENTE - DESCENDENTE

• Un híbrido de las dos técnicas anteriores se denomina cromatografía ascendente-descendente.
• Sólo aumenta la longitud de la separación, primero se produce la ascendente y luego la descendente.

DESARROLLO CIRCULAR/RADIAL

• La mancha se mantiene en el centro de un papel circular.
• El disolvente fluye a través de una mecha en el centro & se extiende en todas las direcciones de manera uniforme.

6. Secado de Cromatograma

Tras el revelado, se marca el frente del disolvente y se deja secar en una cabina seca o en un horno.

7. Detección

Incoloro analitos se detectaron mediante tinción con reactivos como vapor de yodo, ninhidrina, etc.

Los analitos radiomarcados y marcados con fluorescencia fueron detectados midiendo la radiactividad y la fluorescencia respectivamente.

Rf valores

Algunos compuestos de una mezcla se desplazan casi tanto como el disolvente; otros permanecen mucho más cerca de la línea de base. La distancia recorrida respecto al disolvente es una constante para un compuesto concreto, siempre que otros parámetros, como el tipo de papel y la composición exacta del disolvente, sean constantes. La distancia recorrida con respecto al disolvente se denomina valor Rf.

Así, para obtener una medida del grado de desplazamiento de un componente en un experimento de cromatografía de papel, se calcula el "valor Rf" para cada componente separado en el cromatograma desarrollado. Un valor Rf es un número que se define como la distancia recorrida por el componente desde el punto de aplicación.

Aplicaciones de la cromatografía en papel

• Para comprobar el control de la pureza de los productos farmacéuticos,
• Para la detección de adulterantes,
• Detecta los contaminantes en alimentos y bebidas,
• En el estudio de la maduración y la fermentación,
• Para la detección de drogas y dopajes en los animales & humanos
• En el análisis de cosméticos
• Análisis de las mezclas de reacción en los laboratorios bioquímicos.

Ventajas de la cromatografía en papel

• Sencillo
• Rápido
• La cromatografía en papel requiere muy poco material cuantitativo.
• La Cromatografía en Papel es más barata en comparación con otros métodos de cromatografía.
• Tanto los compuestos inorgánicos como los orgánicos desconocidos pueden ser identificados por el método de la cromatografía en papel.
• La cromatografía de papel no ocupa mucho espacio en comparación con otros métodos o equipos analíticos.
• Excelente poder de resolución

Limitaciones de la cromatografía de papel

• No se puede aplicar una gran cantidad de muestra en la cromatografía de papel.
• En el análisis cuantitativo, la cromatografía de papel no es eficaz.
• La mezcla compleja no se puede separar por cromatografía de papel.
• Menos precisa que la HPLC o la HPTLC

Referencias

1. http://frndzzz.com/Advantages-and-Disadvantages-of-Paper-Chromatography
2. https://www.slideshare.net/shaisejacob/paper-chromatography-pptnew?next_slideshow=1
3. https://www.slideshare.net/shaisejacob/paper-chromatography-ppt-new
4. https://www.biochemden.com/paper-chromatography/
5. http://web.engr.oregonstate.edu/~rochefow/K-12%20Outreach%20Activities/Microfluidics%20&%20Pregnancy%20Test%20Kit%20Lab/paper%20chromatography_Chemguide.pdf
6. https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ac60051a002