CURSO INTERACTIVO DE CROMATOGRAFÍA
DE LÍQUIDOS 2023
19-23 junio de 2023
10 am a 2 p m
Plataforma zoom
Sesión 1 19 junio de 2023
Sesión 2 20 junio de 2023
Sesión 3 21 junio de 2023
Sesión 4 22 junio de 2023
Sesión 5 23 junio de 2023
Sesión 6 31 julio de 2023
Sesión 7 1 agosto de 2023
Sesión 8 2 agosto de 2023
Sesión 9 3 agosto de 2023
Sesión 10 4 agosto de 2023
Material del curso dar click en cada enlace
PARTE A
TEMARIO
ANTECEDENTES
La utilización de las nuevas tecnologías en el aula no siempre resulta satisfactoria. En un continuo proceso de investigación comenzado a finales de los 80, se ha experimentado con las diferentes posibilidades que han ido ofreciendo los avances tecnológicos hasta conformar una estrategia satisfactoria de enseñanza/aprendizaje basada en la evaluación continua y en herramientas de alta productividad con unos resultados altamente satisfactorios.
FUNDAMENTACIÓN.
La cromatografía de líquidos de alta resolución y la cromatografía de gases son técnicas indispensables para el análisis de materias primas y medicamentos, el desarrollo de métodos analíticos que utilizan estas técnicas han tenido un incremento muy importante en los últimos 15 años, por lo que resulta muy importante proporcionar al profesor las herramientas teóricas y prácticas actualizadas en torno a este desarrollo.
Actualmente, el plan curricular de la Carrera de QFB en los programas académicos de Análisis de Materias Primas y Medicamentos (Quinto Semestre), Desarrollo Analítico (Octavo Semestre) y de Estabilidad de Medicamentos (Noveno Semestre), no contempla análisis de materias primas, medicamentos y/o ensayos de estabilidad de formas farmacéuticas que necesariamente tienen que llevarse a cabo por métodos analíticos que utilizan cromatografía de líquidos de alta resolución o cromatografía de gases. Debido a la falta de equipo necesario en la Facultad una alternativa reciente es el empleo de software interactivo que simula un comportamiento cromatográfico para optimizar, desarrollar y proponer métodos analíticos sin tener un equipo específico. La ventaja inherente es que se pueden proponer diversas modificaciones de las variables que afectan una separación cromatográfica y elegir la más adecuada para ensayarse experimentalmente.
NECESIDADES A LAS QUE RESPONDE.
Cubrir y reforzar las asignaturas de Desarrollo Analítico (en 2 áreas terminales), Análisis de Fármacos y Materias Primas y de Estabilidad de Medicamentos en la carrera de QFB de la FES Zaragoza.
OPORTUNIDAD Y PERTINENCIA.
La amplia gama de actividades académicas que conforman a la Carrera de QFB, genera que los alumnos cuenten con herramientas para poder regularizarse en su trayectoria escolar.
OBJETIVOS Y ALCANCE
Proporcionar al alumno los conocimientos teóricos y práctico-interactivos que le permitan al alumno poder desarrollar, optimizar, proponer y modificar métodos analíticos basados en cromatografía de líquidos de alta resolución o en cromatografía de gases
Mediante este curso se pretende cubrir aspectos básicos y avanzados, así como aplicativos de la cromatografía de líquidos de alta resolución, para que el alumno logre comprender, interpretar y manipular interactivamente los parámetros cromatográficos que afectan a la separación para lograr desarrollar, optimizar, manipular y modificar métodos analíticos cromatográficos a través de una alternativa de enseñanza interactiva con software de simulación.
PROGRAMA DE ACTIVIDADES:
- Bases de la cromatografía.
Introducción
La cromatografía, es una técnica de análisis químico utilizada para separar sustancias a partir de mezclas complejas. Esta técnica depende del principio de adsorción o interacción selectiva (no confundir con absorción). La cromatografía fue empleada por primera vez por el botánico ruso Mijaíl Tswett en 1906, pero su uso no se generalizó hasta la década de 1930.
Ningún otro método de separación es tan poderoso y con tantas aplicaciones.
La cromatografía de líquidos de alta resolución (CLAR) no está limitada por la volatilidad o la estabilidad térmica de la muestra en comparación con la cromatografía de gases (CG) y es capaz de separar macromoléculas y especies iónicas, productos naturales lábiles, materiales poliméricos y una gran variedad de otros grupos polifuncionales como los que presentan los fármacos y/o metabolitos. La separación por cromatografía de líquidos es el resultado de la interacción de las moléculas de la muestra entre la fase móvil y la estacionaria. La recuperación de la muestra es fácil si así lo requiere el análisis.
Objetivos.
Proporcionar al alumno los conocimientos básicos del proceso de separación de sustancias mediante un método cromatográfico.
Dar a conocer al alumno el funcionamiento y manejo de un cromatógrafo de líquidos de alta resolución de última generación.
Contenido temático
1.1. Introducción.
1.2. Teoría de la cromatografía.
1.2.1. Historia
1.2.2. Definición y conceptos
1.2.3. Desarrollo por elución
1.2.4. Desarrollo frontal
1.2.5. Desarrollo por desplazamiento
1.2.6. Fase estacionaria y móvil.
1.3. La separación cromatográfica.
1.3.1. El cromatograma.
1.3.2. Definiciones.
1.4. El pico cromatográfico.
1.4.1. Tiempo de retención
1.4.2. Tiempo muerto
1.4.3. Ancho de banda
1.4.3.1. Origen fisicoquímico
1.4.3.2. Origen cinético
1.4.4. Simetría de pico
1.4.5. Velocidad lineal de la fase móvil
1.4.5. Factor de capacidad.
1.4.6. Selectividad.
1.4.7. Eficiencia.
1.4.8. Resolución.
1.4.9. Descripción de un cromatógrafo de líquidos
- Preparación de muestra
Introducción
Las técnicas instrumentales de análisis permiten alcanzar altos niveles de selectividad, sensibilidad y resolución. Para el mejor aprovechamiento de estas posibilidades instrumentales, el analista debe considerar detalles importantes del campo de aplicación del método analítico, para seleccionar la combinación apropiada de métodos de preparación de muestra y sistemas instrumentales. El análisis ambiental, forense, de alimentos y farmacéutico constituyen campos amplios de aplicación sujetos a diversos requerimientos analíticos. La adecuada preparación de muestra influye directamente en los resultados del análisis por lo que es de suma importancia tener las bases adecuadas en química analítica y fisicoquímica para comprender la influencia de las propiedades intrínsecas de los fármacos en el diseño de un método de preparación de muestra dependiendo de la matriz en donde se encuentren.
Objetivos.
Proporcionar al alumno las bases de los diferentes métodos de preparación de muestra que se utilizan en el área farmacéutica.
Establecer los fundamentos de la selección de métodos para el tratamiento de muestras.
Fortalecer los conocimientos en técnicas de preparación de muestras analíticas.
Contenido temático
2.1 Tipos deProcesamiento
2.2 Tratamiento de muestras líquidas
2.2.1. Extracción líquido-líquido
2.2.2. Extracción en fase sólida.
2.2.3 Otros métodos.
2.4 Desarrollo de métodos.
2.5.Tratamiento de muestras sólidas
2.5.1 Extracción líquido-líquido
2.5.2 Extracción en fase sólida.
2.5.3.Extracción con fluidos supercríticos.
2.5.4 Otros métodos.
2.5.5. Desarrollo de métodos
- La columna cromatográfica y la fase móvil
Introducción
El desarrollo de fases estacionarias que se puedan mantener a pesar del flujo continuo de un líquido, tardó algunos años pero finalmente ahora se dispone de métodos de separación cromatográficos con fase móvil líquida.
La diferencia fundamental con las condiciones de la cromatografía de gases está en el hecho de que la fase estacionaria se encuentra formando parte del sólido que llena la columna y aumenta el área de contacto entre las sustancias que se van a separar.
El disolvente o mezclas de disolventes que promueve la elución de los componentes a través de la columna se proporcionan a alta presión para que puedan vencer la resistencia que ofrece el medio de separación.
Las características de estos medios de separación han ampliado las posibilidades de uso de factores diversos para lograr esas separaciones. De esta manera se puede tener:
Cromatografía de adsorción. Es un proceso en el cual la fase estacionaria sólida (sílice o alúmina) interactúa con los analitos únicamente mediante fenómenos de quimiosorción y fisisorción.
Cromatografía de reparto. La fase estacionaria es un líquido impregnado en un soporte sólido, los solutos se distribuyen entre esta fase estacionaria y la fase móvil líquida siendo las principales fuerzas de interacción de carácter débil la dispersión, inducción o puentes de hidrógeno
Cromatografía de fase enlazada. Un mecanismo combinado de reparto, adsorción, interacción electrostática, afinidad y/o acomplejación entre los solutos, la fase estacionaria y la fase móvil proporcionan la distribución de los analitos de interés para su posterior separación. El avance en este tipo de fases la divide actualmente en cromatografía de fase normal para fase estacionaria polar y cromatografía en fase reversa con fase estacionaria no polar.
Cromatografía de intercambio iónico. La naturaleza de la fase estacionaria posee sitios activos en los cuales se encuentra un grupo cargado eléctricamente. Las resinas que sirven fase estacionaria y tienen grupos con carga negativa retendrán los cationes y aquellas que tengan grupos cargados positivamente retienen los aniones.
Cromatografía de exclusión molecular. También es denominada cromatografía de filtración en gel (fase móvil acuosa) o de permeación en gel (fase móvil no
acuosa). La fase estacionaria puede ser un coloide de fase continua que presenta diferentes zonas de densidad y por lo tanto de diferente porosidad o puede estar formada por partículas poliméricas o de sílice que contienen una red uniforme de poros por los que pueden penetrar las moléculas de pequeño tamaño, por lo que el tiempo de elución es proporcional al peso molecular de los mismos.
Cromatografía de afinidad. Es una técnica de separación de mayor selectividad ya que únicamente un tipo de soluto puede interactuar con una región específica en la fase estacionaria, el tipo de sustancias que se inmovilizan en el soporte adecuado incluyen enzimas, anticuerpos, quelantes, entre otros. La interacción entre los analitos y los sitios específicos se da por diversas fuerzas fisicoquímicas (puentes de hidrógeno, electrostáticas, Van der Waals, London) que en conjunto llegan a formar un complejo químicamente fuerte y estable. La elución de los analitos se da por una modificación de este complejo a través de cambios de pH, fuerza iónica o un modificador orgánico.
Cromatografía en contracorriente. Es una modificación a una cromatografía de reparto líquido-líquido con la diferencia en que la fase estacionaria es retenida en la columna sin el empleo de un adsorbente o soporte, la fase estacionaria es retenida por aplicación de una fuerza gravitacional aplicada por un tubo vertical delgado. La fase móvil que es de distinta densidad es agregada en la parte superior de la columna la cual atraviesa la fase estacionaria y logra separar a los solutos de interés.
Cromatografía de fluídos supercríticos. En este tipo de cromatografía un fluído supercrítico es utilizado como fase móvil, la fase estacionaria es un tipo de fase enlazada como en la cromatografía de fase reversa o normal, incluso puede utilizar columnas que se utilizan en cromatografía de gases como las de sílice fundida recubierta con la fase estacionaria de alto grado de entrecruzamiento.
Objetivo.
Comprender fisicoquímicamente el proceso de una separación por cromatografía de líquidos como función de la interacción fase estacionaria-fase móvil-analitos.
Contenido temático
3.1. Características de las columnas.
3.2. Soportes.
3.3. Fases estacionarias.
3.3.1. Fases reversas
3.3.1. Fases normales.
3.3.3. Fases poliméricas.
3.3.4. Fases de intercambio iónico.
3.3.5. Fases quirales.
4.3.6. Fases de inmunoafinidad.
3.4. Caracterización de columnas.
3.4.1. Asimetría.
3.4.2. Número de platos teóricos
3.4.3. Retención y reproducibilidad.
3.4.4. Capacidad de enlazamiento de fase.
3.5. Problemas y soluciones en el uso de columnas.
3.5.1. Problemas de reproducibilidad.
3.5.2. Efectos de presión.
3.5.3. Ataque químico.
3.5.4. Otros factores.
3.6. Derivatización.
3.5.1. Derivatización precolumna.
3.5.2. Derivatización postcolumna.
3.7. Acoplamiento de columnas.
3.8. Fases móviles.
3.8.1. Disolventes de uso común.
3.8.2. Preparación de fases móviles.
3.8.3. Intercambiabilidad de disolventes.
- Bases del desarrollo de métodos cromatográficos.
Introducción
Cualquier formulación farmacéutica destinada a utilizarse en investigaciones clínicas o en terapéutica, requiere de ensayos de identidad, calidad, potencia, y pureza. El desarrollo analítico tiene como función el generar métodos precisos, exactos y validados para la determinación de cada uno de los parámetros de calidad requeridos en la regulación vigente para formas farmacéuticas y/o componentes de la formulación. Entre los métodos de analíticos desarrollados para este fin se encuentran los cromatográficos.
Actualmente, el análisis farmacéutico emplea la cromatografía de líquidos de alta resolución (CLAR), como una técnica rutinaria para la determinación de los fármacos y/o sus metabolitos a partir de diversas matrices. Más del 50% de los métodos farmacopéicos encontrados en la FEUM 8a, USP 29a y BP 2005 para el análisis de fármacos como materia prima o como forma farmacéutica utilizan métodos cromatográficos basados en CLAR.
Las bases del desarrollo de métodos cromatográficos para el área farmacéutica requieren todo un esquema organizado desde la identificación de la matriz de trabajo, muestreo, preparación de muestra, separación hasta su posterior cuantificación.
El conocimiento de las bases fisicoquímicas del proceso cromatográfico y de las propiedades intrínsecas de los analitos farmacéuticos, así como la química analítica de los equilibrios que se llevan a cabo son la parte medular del desarrollo de métodos analíticos por cromatografía de líquidos.
Objetivo.
Proporcionar al alumno la aplicabilidad de sus conocimientos previos en la fisicoquímica del proceso cromatográfico y la química de equilibrios simultáneos para poder plantear el desarrollo de métodos por cromatografía de líquidos y determinar qué efectos esperaría por el cambio de las condiciones de separación.
Contenido temático
4.1 Procesos y técnicas en la cromatografía de líquidos. (adsorción, intercambio iónico, exclusión, reparto, afinidad).
4.1.1. Clasificaciones
4.1.1.2 Tipos de cromatografías.
4.1.1.3. Técnicas cromatográficas.
4.1.1.4. Metodologías
4.2. La resolución por el cambio de las condiciones de separación
4.2.1. Selectividad.
4.2.2. Eficiencia.
4.2.3. Retención.
4.3. Efectos del tamaño de muestra.
- Cromatografía de gases
Introducción
En cromatografía de gases la muestra se volatiliza y se inyecta en la cabeza de una columna cromatográfica. La elución se produce por el flujo de una fase móvil que es un gas inerte, y a diferencia de la mayoría de los tipos de cromatografía, la fase móvil no interacciona con las moléculas del analito; su única función es la de transportar el analito a través de la columna.
Respecto a la cromatografía líquida, la cromatografía de gases tiene la ventaja de disponer de detectores mucho más universales (por ejemplo, el de ionización de llama). Además, para numerosas aplicaciones, los métodos son más simples, más rápidos y más sensibles que los correspondientes a la cromatografía líquida de alta resolución. La instrumentación requerida para cromatografía de gases también es mucho más sencilla y económica que la empleada en CLAR. Sin embargo, en cromatografía de gases, la influencia de la temperatura sobre la distribución del equilibrio es considerable, a diferencia de la cromatografía líquida. Por ello, la cromatografía de gases presenta limitaciones en tres casos:
- compuestos poco volátiles, generalmente los de peso molecular superior a 300 g/mol.
- compuestos sensibles a una elevación de la temperatura incluso moderada (determinados compuestos de interés biológico)
- compuestos que se encuentran en forma iónica (puesto que son e n general poco volátiles)
Por esta razón, la cromatografía de gases se emplea cuando los componentes de la mezcla problema son volátiles o semi volatiles y térmicamente estables a temperaturas de hasta 350-400ºC. En cambio, cuando los compuestos a analizar son poco volátiles y/o termolábiles, la técnica separativa adecuada suele ser CLAR.
A menudo la cromatografía de gases se emplea para confirmar de la presencia o ausencia de un compuesto en una muestra determinada.
Objetivo.
Proporcionar al alumno la aplicabilidad de sus conocimientos previos en la fisicoquímica del proceso cromatográfico y la química de equilibrios simultáneos para poder plantear el desarrollo de métodos por cromatografía de gases y determinar qué efectos esperaría por el cambio de las condiciones de separación.
Contenido temático
5.1 Procesos y técnicas en cromatografía de gases
5.2 Clasificaciones
5.3 Gas acarreador, gas complemento
5.4 Equipo
5.5 Sistema de inyección
5.6 Columnas
5.6.1. Soportes
5.6.2. Fases Estacionarias
5.7 Detectores
5.8 Preparación de muestra
5.9 Análisis cualitativo y cuantitativo
5.10 Integración de picos
5.11. Aplicaciones
- Problemas y soluciones en cromatografía de líquidos
Objetivo
Ptorcionar las bases para la solución de los problemas más comunes que se pueden encontrar en cromatografía de líquidos
Contenido Temático
6.1 Línea base
6.2 Detección
6.3 Picos cromatográficos
6.4 Picos Fantasma
6.5 Picos negativos
6.6 Pérdida de señal
ESTRATEGIAS PEDAGÓGICAS: Utilización de materiales en línea en la página del CETA:
RECURSOS DIDÁCTICOS: material interactivo en línea, simuladores interactivos en línea.
BIBLIOGRAFÍA:
Dong MV. Modern HPLC for Practicing Scientists. Wiley-Interscience, John Wiley and Sons, New York; 2006.
Snyder LR, Kirkland JJ. y Dolan J, W. Introduction to Modern Liquid Chromatography, 3th, John Wiley and Sons, New York; 2010.
Farmacopea de los Estados Unidos Mexicanos. 10a. Secretaria de Salud. México D.F; 2011
Birchett J y Dolan JW. LCGC North America 2010; 28(4):292–301
CRITERIOS DE VALUACIÓN:
La evaluación será realizada por medio de ejercicios realizados con los simuladores.
REQUISITOS PARA LA OBTENCIÓN DE LA CONSTANCIA
a los profesores inscritos con 80% asistencia
Material de Apoyo y sitios de interés