Evaluación del uso de la radiación microondas y del control de temperatura para la separación de componentes en alimentos por cromatografía de líquidos

Resumen

En la actualidad, los progresos en el ámbito de la cromatografía de líquidos están dirigidos a lograr análisis más rápidos y eficaces trabajando a ultra elevada presión y/o altas temperaturas. El interés por trabajar a altas temperaturas radica en la mejora de la solubilidad, difusividad, polaridad y viscosidad de la fase móvil, lo que conduce a aumentar la eficacia y velocidad de las separaciones. El objetivo de esta Tesis Doctoral ha sido evaluar un nuevo sistema de calefacción en cromatografía de líquidos, la radiación microondas, y comparar los resultados frente a los obtenidos empleando sistemas de calefacción convencionales. A esta nueva técnica se la ha denominado cromatografía de líquidos asistida por microondas (MW-HPLC). En el desarrollo de este proyecto se propusieron tres metodologías de HPLC a las que se aplicaría radiación microondas por medio de un horno microondas doméstico: una para la separación de vitaminas hidrosolubles, una para la separación de tocoferoles en aceites vegetales y una última para la separación de triglicéridos también en aceites vegetales. Esta elección no fue aleatoria, sino que se hizo en base a la naturaleza de la fase móvil, teniendo en cuenta que el calentamiento por microondas se fundamenta en la interacción de las moléculas polares con el campo electromagnético aplicado, por lo que medios acuosos se calentarán, en principio, en mucha mayor medida que medios orgánicos. Los resultados de la separación de vitaminas hidrosolubles por MW-HPLC a baja potencia -eluídas con una fase móvil mayoritariamente acuosa-, revelaron mayores aumentos de señal y acortamientos de los tiempos de retención comparado con la separación en las mismas condiciones de temperatura empleando un sistema de calefacción convencional. Los mayores beneficios obtenidos con MW-HPLC se atribuyen a la combinación del aumento de temperatura y de mecanismos específicos de la radiación microondas que pueden estar actuando sobre los procesos de difusividad y transferencia de masa entre las fases móvil y estacionaria. Por otro lado, se evaluó si los efectos positivos logrados con MW-HPLC en la anterior separación persisten cuando se emplean fases móviles mayoritariamente orgánicas. En este caso, la aplicación de microondas sobre separaciones más complejas resultó en importantes mejoras en rendimiento y eficacia cromatográfica, aunque determinadas condiciones de aplicación pueden producir un perjuicio sobre la eficacia de separación debido a la presencia gradientes de temperatura en el interior de la columna. Además, los resultados de composición en aceites vegetales proporcionados con MW-HPLC no resultaron, en la mayoría de los casos, significativamente diferentes de los obtenidos con HPLC. Los resultados de esta Tesis Doctoral ponen de manifiesto el elevado potencial del uso de radiación microondas como una alternativa eficaz a los sistemas de calefacción convencionales empleados en cromatografía de líquidos, que de acuerdo con nuestros resultados no producen mejoras en la eficacia cromatográfica. Por otro lado, se ha profundizado en el estudio de la respuesta de un detector evaporativo de dispersión de luz (ELSD). El estudio basado en la curva experimental del detector para la cuantificación de triglicéridos sin necesidad de patrones de los analitos de interés, resulta apropiada en casos en que se mantiene la relación exponencial entre la concentración y la señal analítica. De acuerdo con nuestros resultados, cuando la dispersión de la banda se reduce y, por tanto, la relación exponencial de la señal se mitiga, la metodología resulta ineficaz para este propósito.