Resumen de Modelos de retención en separaciones cromatográficas y electroforéticas
En la primera parte de esta tesis (sección II.1) se analizan en profundidad tres modelos que describen la retención de compuestos neutros en RP-HPLC en modo gradiente, y se razona sobre la conveniencia de emplear uno u otro. Para ello se ha medido el tiempo de retención de 28 compuestos diferentes bajo 24 perfiles de gradiente de concentración diferentes, empleando acetonitrilo y metanol como modificadores orgánicos. Las expresiones empleadas son una ecuación triparamétrica de tipo empírico y dos expresiones basadas en el modelo de parámetros de polaridad, que utilizan uno y dos parámetros, respectivamente. Estas dos últimas ecuaciones pueden derivarse de la primera a través de diversas simplificaciones. Tras analizar los resultados obtenidos, concluye que como norma general debe utilizarse el modelo de dos parámetros, ya que conjuga exactitud en las predicciones, con una cantidad no muy grande de trabajo experimental previo. No obstante, este modelo presenta ligeras desviaciones al predecir el tiempo de retención de algunos analitos de estructura compleja. El modelo de tres parámetros es capaz de predecir el tiempo de retención de este tipo de sustancias con mayor exactitud. La contrapartida es que requiere mayor cantidad de trabajo experimental previo. En el caso de trabajar con un sistema cromatográfico previamente caracterizado, se recomienda el modelo de un parámetro, que ahorra gran parte del trabajo experimental previo. Los resultados mediante este modelo presentan una mayor dispersión, y ciertas desviaciones para algunos compuestos. No obstante, el uso del modelo de un parámetro requiere una única inyección para determinar el parámetro de polaridad del soluto, p, que puede incluso ser estimado sin ningún tipo de trabajoexperimental.
En la segunda parte de la tesis (sección II.2.) se demuestra experimentalmente que, en contra de la opinión generalizada, el uso de disolventes orgánicos como medio de análisis en CE en lugar del agua no supone necesariamente la reducción en el tiempo de migración de los analitos. No es cierto que todos los disolventes orgánicos permitan la aplicación de un campo eléctrico mayor bajo condiciones experimentales comparables y, en los casos en que sí lo es, esto no siempre supone una ventaja real en términos de tiempo de análisis. Se estudia para ello la migración de cinco ácidos utilizando cuatro disolventes diferentes, incluido el agua, suponiendo condiciones experimentales comparables entre los diferentes disolventes. En concreto, los experimentos se realizan suponiendo una potencia eléctrica generada igual (sección II.2.1.), y un aumento de temperatura debido al efecto Joule igual (sección II.2.2.). En el primer caso sólo el acetonitrilo demuestra una ventaja real respecto al uso del agua, mientras que en el segundo ni siquiera este excepcional disolvente consigue superar las cualidades del agua como medio de trabajo en CE.
La tercera parte de la tesis está dedicada a la cromatografía electrocinética micelar. En el primer estudio (sección II.3.1.) se comparan el modelo del factor de retención y el de la movilidad para la predicción de la retención, y se concluye que el uso del modelo del factor de retención es mejor para describir la migración de los compuestos ionizables de tipo ácido en MEKC. Esto es debido a que el factor de retención de la forma neutra de un compuesto es siempre mayor que el factor de retención de su forma aniónica, mientras que la movilidad de la forma neutra de un compuesto puede ser mayor o menor que la movilidad de su forma ionizada. La diferencia entre los factores de retención extremos aumenta siempre al aumentar la concentración de SDS en el medio, mientras que la diferencia entre las movilidades extremas puede aumentar o disminuir, siendo este comportamiento dependiente del coeficiente de partición de la forma neutra del analito entre las fases micelar y acuosa.
El segundo estudio (sección II.3.2.) consiste en el establecimiento de un modelo de retención para analitos neutros que tiene en cuenta no sólo la partición de los compuestos entre las fases acuosa y micelar, y la interacción entre los analitos y los monómeros de SDS, sino también la partición que sufre el complejo analito-monómero de SDS entre las dos fases. El modelo propuesto se aplica a ocho compuestos de la familia de las alquilfenonas, y con la ayuda de un pigmento fluorescente se calculan los parámetros correspondientes. Las constantes de enlace entre las alquilfenonas y los monómeros de SDS obtenidas tienen valores entre 1.6 y 16 M-1, mientras que los coeficientes de partición de los analitos entre la fase acuosa y la fase micelar están entre 102 y 105. Los valores obtenidos para los coeficientes de partición del complejo analitomonómero de SDS son entre 5 y 200 veces mayores.
El tercer estudio (sección II.3.3.) consiste en el empleo de la formamida como modificador orgánico en MEKC. Mediante el análisis del tiempo de migración de ocho alquilfenonas y un pigmento fluorescente, se comprueba que la adición de formamida a un sistema MEKC con una concentración fija de SDS igual a 10 mM disminuye la movilidad de los analitos, de forma inversa a lo que ocurre cuando aumenta la concentración de SDS en un sistema acuoso. Esto es indicativo de que la formamida destruye las micelas de SDS. Por otro lado, se estudia el efecto que tiene el aumento de la concentración de SDS en un sistema con un 25% en volumen de formamida, comparando el valor de los parámetros obtenidos para el modelo propuesto con los obtenidos en medio acuoso. Estos valores son inferiores en el medio hidroorgánico, lo que significa que la formamida afecta a la interacción entre el analito y las micelas y monómeros de SDS. También se observa que la formamida afecta a la selectividad de algunas sustancias, ya que la movilidad relativa del pigmento fluorescente respecto a los demás compuestos estudiados varia al pasar de un medio acuoso al medio hidroorgánico con formamida.
Por último, en la sección II.3.4., se optimizan las condiciones experimentales (pH y concentración de SDS) para la separación de una mezcla de diez ácidos débiles en MEKC mediante el modelo del factor de retención. Esto se realiza con éxito mediante la simulación de cromatogramas a diferentes valores de los dos parámetros estudiados y el cálculo de las resoluciones individuales de cada pico obtenido. A partir de estas resoluciones se determina un valor de resolución global que permite conocer los valores de las variables pH y concentración de SDS para la separación óptima de los compuestos estudiados. Se observa que existen dos tipos diferentes de máximos de resolución en función de estas dos variables: los picos estrechos y las zonas amplias de resolución elevada. Es recomendable trabajar en este último tipo de zona, ya que las condiciones experimentales son más robustas.
