domingo, 30 de agosto de 2020

Aplicaciones de los equipos analizadores moleculares

 

Aplicaciones de los equipos analizadores moleculares

 

Los equipos analizadores moleculares se han vuelto indispensables dentro de la industria y la vida de los humanos, ya sea directa o indirectamente. Gracias a ellos, se pueden realizar numerosos estudios, favoreciendo los avances científicos. A continuación, se dan detalles específicos sobre este tipo de maquinaria y su utilidad.

 

¿Qué son los equipos analizadores moleculares?

 

Los equipos analizadores moleculares son máquinas que tienen el objetivo de obtener resultados precisos sobre ciertos estudios. Dichos análisis son realizados de diferentes maneras, en función del tipo de equipo. De hecho, existen analizadores que funcionan por rayos X, otros por absorción atómica y algunos mediante espectrometría de masas.

 

Cada uno de estos aparatos está diseñado con un propósito y se utiliza de distintas formas. En este instante, se describen los más comunes y su tipo de aplicación.

 

Espectrofotómetros de absorción atómica

 

Los espectrofotómetros de absorción atómica consisten en equipos que miden las concentraciones específicas de un material dentro de una mezcla. Como consecuencia, son capaces de determinar varios elementos, ya sea en una solución o en muestras sólidas.

 

Estos aparatos son utilizados en biofísica, farmacia e investigaciones toxicológicas. Los espectrofotómetros de absorción atómica funcionan mediante un atomizador de llama. En él, se nebuliza la disolución de la muestra a través de un gas oxidante, combinado con combustible.

 

Como resultado, se produce gas atómico, fundamental para obtener muestras de elementos.

 

Fuentes de radiación

 

Los equipos analizadores moleculares que funcionan con absorción atómica utilizan métodos muy específicos. Las líneas de absorción son realmente estrechas, ya que van de 0.002 a 0.0005 nm. Igualmente, las energías de transición de carácter electrónico en cada elemento también son específicas.

 

Instrumentos de haz

 

Primeramente, están los instrumentos de haz sencillo, que se tratan de una fuente de cátodo hueco. Asimismo, pueden ser fuentes de alimentación de impulsos, un contador o un atomizador. El haz de luz pasa de forma directa por los componentes hasta que llega al detector.

 

Por último, están los instrumentos del doble haz, que cuenta básicamente con las mismas partes que los instrumentos anteriores. Ahora bien, el haz de luz es dividido a través de un contador reflejante. Como resultado, la primera mitad pasa por la llama y la segunda se envía a un paso óptico interno.

 

Espectrómetro de fluorescencia de rayos X

 

Otro de los equipos analizadores de moléculas más utilizado es el espectrómetro de fluorescencia de rayos X. Se ocupa de emitir rayos X fluorescentes, también conocidos como secundarios, que son característicos de un material previamente excitado. Esto se consigue al usar rayos gamma o rayos X de alta energía.

 

Dicha maquinaria se emplea frecuentemente para el análisis químico y elemental, especialmente en investigaciones científicas. Implica el estudio y producción de cerámica, vidrios, metales y materiales para la construcción. Igualmente, su utilización es habitual en arqueología, ciencia forense y geoquímica.

 

Física del funcionamiento

 


Cuando los materiales son expuestos a rayos X o rayos gamma, los átomos podrían sufrir ionización. Esta última consiste en una eyección de electrones desde el átomo gracias a la energía presente en dichos rayos.

 

Posteriormente, la remoción electrónica deja la estructura del átomo inestable, donde los electrones de orbitales altos caen hacia los orbitales bajos. En esa transición, se produce energía a través de un fotón, emitiendo radiación.

 

Espectrómetro de masas lineal

 

El espectrómetro de masas lineal permite un análisis específico sobre la distribución de las moléculas presentes en una sustancia. Este dispositivo brinda resultados precisos relacionados con la composición de isótopos atómicos y elementos químicos.

 

Por otra parte, separa los núcleos atómicos dependiendo de la conexión existente entre la carga y la masa. Generalmente, se utiliza en la industria como detector de cromotógrafo de gases. Este espectrómetro mide la relación de masa/carga de iones mediante el calentamiento de un haz del compuesto que requiere ser analizado.

 

Posteriormente, se vaporizan e ionizan los átomos, produciendo un patrón específico en el equipo. Por lo tanto, es una máquina de análisis elemental para fármacos, cadenas poliméricas complejas, biosensores y semiconductores. De la misma manera, se emplea este equipo para el análisis forense y la fabricación de perfumes.

 

Física del funcionamiento

 

La presencia de masa es diversa en cada molécula, así que el espectrómetro permite identificar cuáles son las que están presentes en la muestra. Al vaporizar un compuesto, se realiza un análisis de los iones. Por consiguiente, se producen iones separados, los cuales disponen de una carga.

 

Los iones son enviados a un compartimento de aceleración mediante una lámina de metal. Posteriormente, se utiliza un campo magnético para atraerlos con una fuerza semejante y desviarlos hacia el detector. Para terminar, el detector mide de forma específica el grado de desvío de los iones.

 

Con dicha información, se puede determinar con la mejor precisión posible la composición química de una muestra.

 

Cromatografía de líquidos

 

La cromatografía de líquidos se define como una técnica de separación. Erróneamente, se confunde con un proceso cualitativo o cuantitativo de análisis. Sin embargo, su objetivo es separar de manera física los componentes de la solución a través de la adsorción selectiva.

 

Se divide en dos fases, siendo la primera la estacionaria, que es completamente fija. En segundo lugar, se encuentra la fase móvil, que fluye de manera constante en el tiempo que dure el análisis. Puede ser un líquido a una combinación entre varias sustancias.

 

En cuanto a la fase estacionaria, es posible que se incluya sílice, resinas de intercambio iónico o alúmina. Los intercambiadores son matices sólidos con carga electrostática presentes en sitios activos. De este modo, gracias a la afinidad electrostática, la muestra es fijada al soporte sólido del análisis.

 

Métodos de cromatografía de líquidos

 

La cromatografía líquida puede ser llevada a cabo mediante métodos líquidos, sólidos o de adsorción, los cuales se realizan directamente en la superficie. De la misma forma, también es posible realizarla solamente con líquido. En este caso, el reparto se realiza entre las fases líquidas estacionarias y móviles.

 

También existe la cromatografía con gas, que se realiza a través de la adsorción, el reparto o una combinación de ambos. Para terminar, se encuentra el método de afinidad, que utiliza la estructura de ligantes inmovilizados para que la proteína se una bioselectivamente.

 

Espectrometría infrarroja con transformada de Fourier

 

Es una técnica que brinda un espectro de reflexión específicamente en las bandas presentes en los grupos funcionales. Esto implica sustancias orgánicas e inorgánicas, con las cuales se hace una identificación clara de los materiales.

 

En consecuencia, la espectrometría infrarroja con transformada de Fourier se usa para análisis de control de calidad. Por ejemplo, su aplicación es común en polímeros y plásticos, alimentos, automóviles y productos de farmacia. Por otro lado, los equipos que implementan dicha espectrometría tienen la capacidad de almacenar, interpretar y compartir datos espectrales con facilidad.

 

Equipos analizadores moleculares: avances en tecnología

 

Sin lugar a dudas, los equipos analizadores moleculares son indispensables para el mundo científico. Gracias a ellos, se pueden realizar numerosas investigaciones y análisis que redundan en beneficios para la humanidad. Tanto el espectrómetro de fluorescencia de rayos X como el espectrofotómetro de absorción atómica resultan imprescindibles.

 

No hay olvidar las técnicas de espectrometría de masas, la cromatografía de líquidos ni la espectrometría infrarroja con transformada de Fourier. En definitiva, estos equipos han significado una evolución impresionante en los estudios científicos.


jueves, 30 de julio de 2020

Características de los equipos de análisis químico


Características de los equipos de análisis químico

 

La industria moderna y todas las ramas de la ciencia en general utilizan diversos equipos de análisis químico para identificar la composición de sustancias naturales o artificiales.

 

Hay una gran variedad de equipos de análisis químico y su rango de sensibilidad puede ir desde niveles a gran escala hasta nivel subatómico.

 

En todo caso, ya sea un equipo de gran tamaño o un dispositivo portátil, los equipos de análisis químico permiten al operador determinar con exactitud la composición y propiedades de la muestra.

 

El método de detección puede basarse en principios tan variados como el carbono orgánico presente, el espectro de luz emitido por la muestra o la composición de los gases desprendidos de esta, entre otras.

 

Analizadores de Carbono Orgánico Total

 

Como su nombre lo indica, los analizadores de Carbono Orgánico Total miden la concentración de carbono orgánico total (COT) en muestras de agua tomadas de fuentes naturales o artificiales.

 

Los analizadores de Carbono Orgánico Total tienen la capacidad de determinar la cantidad de dióxido de carbono producida al oxidar la materia orgánica presente en el agua.

 

Este proceso les permite determinar tanto el nivel de carbono total (CT) en la muestra original, como el nivel de carbono inorgánico total (CIT).

 

De esta forma, el operador puede calcular índice de COT del agua analizada utilizando la siguiente fórmula:

 

Carbono Orgánico Total (COT) = Carbono Total (CT) - Carbono Inorgánico Total (CIT)

 

Actualmente existen equipos analizadores de Carbono Orgánico Total tanto fijos como portátiles, con rangos de sensibilidad que van desde desde 50.000 partes por millón (ppm) hasta 0,03 partes por billón (ppb).

 

Desde la década de 1970 este tipo de equipos de análisis químico ha sido usado para determinar la calidad del agua procesada para consumo humano y la utilizada en la elaboración de medicamentos.

Uso de los analizadores de COT en la producción de agua de consumo

 

La mayor parte del COT presente en las fuentes de agua naturales usadas para el consumo humano proviene de la descomposición de materia orgánica como hojas, animales e insectos.

 

Pero también puede aumentar el COT del agua por el vertido de contaminantes o productos químicos usados en la agricultura y la industria, como pesticidas, detergentes y fertilizantes o compuestos orgánicos clorados, entre otros.

 

Por tal razón, a la hora de tomar agua natural para su potabilización y posterior consumo humano es indispensable analizar su contenido orgánico total.

 

Esto se debe a que algunos procesos de potabilización basados en cloruros pueden generar subproductos dañinos para el organismo si se aplican en aguas con alto COT.

 

Una ventaja análisis de COT como método de medición de la pureza del agua es que es mucho más rápida de hacer que el viejo método de demanda bioquímica de oxígeno (DBO) y de la demanda química de oxígeno (DQO).

 

Usos de los analizadores de COT en la industria farmacéutica

 

En la industria farmacéutica es muy importante que cada materia prima utilizada tenga la máxima pureza y eso incluye especialmente el agua.

 

Los laboratorios que producen medicamentos pueden recibir agua purificada que se ha contaminado durante su distribución a través de las tuberías.

 

Ciertos tipos de materia orgánica favorecen el desarrollo microbiano y la formación de toxinas y capas de residuos en los equipos usados por estos laboratorios.

 

Al asegurarse que el agua tiene bajo nivel de COT, se garantiza que también habrá menos riesgo de aparición de endotoxinas y microbios en el producto final.

 

El análisis de COT es exigido en Europa, Japón y Estados Unidos como parte de las pruebas de pureza del agua usada en soluciones inyectables, sueros y medicamentos orales.

 

Algunos equipos farmacéuticos son usados alternativamente para producir más de un tipo de producto, lo que obliga a hacer una limpieza total entre un cambio y otro.

 

El análisis de COT garantiza que no hay contaminación cruzada entre un producto y el que fue elaborado en el mismo equipo anteriormente.

 

Equipos de Espectroscopia Molecular

 

 

 

Los equipos de Espectroscopia Molecular permiten determinar la composición de una sustancia o materia en base a la interacción entre esta y una fuente de radiación electromagnética o energía radiante.

 

En esencia, los equipos de Espectroscopia Molecular analizan el espectro de luz reflejada o sustancias químicas desprendidas por el objeto analizado al ser sometido a una fuente de energía.

 

Así, logran diferenciar a nivel molecular cada uno de los elementos presentes en la muestra.

 

Hay una gran variedad de equipos de Espectrografía Molecular, pero todos se basan en una de tres formas de interacción entre la muestra (materia) y la fuente de energía:

 

Ÿ  Por choque elástico: Se mide el cambio de dirección, o nivel de absorción-reflejo de fotones de luz, rayos X y otras emisiones de fotones y neutrones al chocar con la muestra.

 

Ÿ  Por choque inelástico: Se filtran las emisiones de un láser sobre la muestra para separar las más cercanas a la frecuencia del láser y el resto es enviada a una rejilla detectora que mide sus modos vibracionales.

 

Ÿ  Por absorción o emisión resonante de fotones: En este caso se mide el tipo, frecuencia y cantidad de fotones que la materia deja pasar o cualquier otra emisión producida por esta al ser iluminada con una fuente fotónica.

 

¿Para qué sirven los equipos de espectroscopia molecular?

 

Los equipos de espectroscopia molecular analizan cualitativa y cuantitativamente las moléculas orgánicas e inorgánicas en estado gaseoso, sólido o líquido.

 

Por tal razón este tipo de equipos de análisis químico es muy usado en la química, física, biología, farmacéutica y geología.

 

También tienen importantes aplicaciones en la detección de contaminantes y sustancias presentes en los alimentos procesados y de origen agrícola, así como en suelos y aguas usados en su producción.

 

Otro uso frecuente es en el análisis de procesos industriales y el análisis forense de sólidos y cristales, además de ayudar a caracterizar la composición de materiales complejos.

 

Un uso más especializado es en el campo de la Arqueología y el Arte, pues permiten identificar pigmentos y materiales usados en pinturas, manuscritos y obras de gran valor artístico o patrimonial.


Los Cromatógrafos de Gases

 

Los cromatógrafos de gases permiten analizar los componentes de una materia a partir de los gases emitidos por esta al ser sometida a calor, radiación u otra fuente de energía.

 

Los cromatógrafos de gases son una variación de los cromatógrafos de líquidos, que analizan las microgotas separadas de la materia analizada.

 

En este caso, se generan gases que luego son analizados por métodos de refracción de luz ultravioleta, láser u otro tipo de emisión.

 

En función de la difracción o reflejo de esta energía lumínica se puede determinar cuáles sustancias elementales conforman la materia analizada.

 

En general, estos equipos de análisis químico se combinan con espectrógrafos de masas para aumentar mucho más su sensibilidad y capacidad de detección.

 

Principales usos de los cromatógrafos de gases

 

Los cromatógrafos de gases se utilizan de manera intensiva en la industria petroquímica, donde son valiosos para identificar distintos hidrocarburos poliaromáticos.

 

Otro uso frecuente es en el estudio de la contaminación de suelos y aguas con pesticidas y químicos.

 

En la ciencia forense tienen aplicaciones para la detección de sustancias presentes en muestras vegetales o animales.

 

Esto incluye sustancias como medicamentos, drogas estupefacientes o psicotrópicas, péptidos, esteroides, oligonucleótidos y diversos elementos volátiles.

 

Los Cromatógrafos de Líquidos

 

Los cromatógrafos de líquidos se usan para analizar los componentes químicos de una sustancia o materia a partir de microgotas separadas de esta al ser sometida a calor o una fuente de energía.

 

Estas microgotas son analizadas para separar y analizar los diversos componentes químicos presentes.

 

Al igual que los cromatógrafos de gases, los cromatógrafos de líquidos se suelen combinar con espectrógrafos de masas para elevar su capacidad de detección.

 

Los Espectrómetros de Masas

 

Los espectrómetros de masas permiten identificar la composición de una materia a partir del análisis de la distribución de sus moléculas en función de su masa total.

 

El principio básico bajo el cual operan los espectrómetros de masas es la medición de la separación de los núcleos atómicos, en función de su masa y carga eléctrica.

 

De esta forma, pueden analizar con extraordinaria precisión la composición de cada elemento químico e isótopo atómico presente en la muestra analizada.

 

Esto significa que pueden usarse tanto para identificar elementos químicos como también el contenido isotópico de las sustancias presentes en una misma muestra.

 

La alta sensibilidad de los espectrómetros de masas ha llevado a usarlos como complemento de los espectrógrafos de gases y los espectrógrafos de líquidos que hemos mencionado antes.



jueves, 25 de junio de 2020

Analizadores Químicos



Analizadores químicos

     Para comprender las distintas características que tienen los equipos que se encargan de llevar a cabo los análisis químicos es necesario primero conocer y definir en que consiste dicha actividad y del rol que tiene en el ámbito de la salud. Existe una amplia variedad de equipos tecnológicos que forman parte de los analizadores químicos los cuales, en su mayoría de las veces, llegan a ser utilizado en los laboratorios para llevar a cabo estudios de los diferentes elementos o materias.
Una de las razones mas frecuentes por las cuales las personas optan por recurrir a los laboratorios y que dependan de que estos lugares cuenten con aparatos que sean analizadores químicos, es al momento de quererse realizar estudios sanguíneos. Este estudio permite que la persona pueda conocer sus niveles de colesterol, proteínas, metabólicos y entre muchos otros mas. De esta manera la persona que se ha realizado el estudio podrá informarse acerca de cual es su situación actual de salud y el riesgo que tiene de padecer algún tipo de enfermedad, y así pueda tomar las medidas necesarias para disminuir dicho riesgo y actuar de manera preventiva.  
            Los analizadores químicos cuentan con dos distintas categorías. Por un lado, se encuentran los analizadores químicos semiautomáticos que están conformados por una bandeja de reacción que se encuentra conectada a un software para que esta pueda llevar el control respecto a la temperatura de la materia analizada. Aparte de esto, cuenta con un sistema de limpieza independiente la cual es la característica que detona que la opción semiautomática sea con mas frecuencia elegida por parte de los laboratorios. Esto aunado al hecho de que el nivel de mantenimiento que requiere los aparatos semiautomáticos es más bajo, lo cual les permite a los laboratorios tener una disminución en el monto de los gastos que tendrían que realizar a largo plazo.
La otra categoría que existe de los analizadores químicos es la automática, la cual es la alternativa a la cual suelen recurrir aquellos laboratorios que requieren realizar mayor cantidad de estudios. La diferencia que hay entre dichas categorías es el hecho de que los equipos semiautomáticos son utilizados en aquellos laboratorios en donde hay menor demanda, puesto que la entrega de los resultados no se logra realizar en el mismo día del estudio. Sin embargo, es importante mencionar que, aunque sea automático o semiautomático, el laboratorio es quien tiene la responsabilidad de llevar a cabo los manteamientos de cada aparato ya que este es un factor indispensable para que dicho equipo continúe elaborando de manera correcta.
Ahora bien, existen distintos equipos que funcionan como analizadores químicos. Uno de ellos es el espectrofotómetro de absorción atómica el cual es considerado como una herramienta indispensable para lograr llevar a cabo el análisis de los metales en aquellas soluciones que son clasificadas como inorgánicas. Se estima que el tiempo en el que se tarda dicho equipo en evaluar y llevar a cabo el análisis químico de una muestra es de aproximadamente 15 minutos. Esto agregando el tiempo en el que se tarda de llevar a cabo el estudio el cual resulta ser variable, ya que los factores como las funciones y la mediada de la muestra ocasiona que el tiempo sea inconstante.
Otro aparato que forma parte de los equipos de analizadores químicos es el cromatógrafo de Líquidos Espectrómetro de Masas (LCMS). Este se encarga de poner en uso el gas especial y del equipo, los cuales son óptimos para poder llevar a cabo una cromatografía de líquidos con espectrómetro de masas (LC-MS), el cual es también conocido como cromatografía de líquidos de alto rendimiento con espectrómetro de masas (HPLC-MS). Este aparato permite que los resultados que son arrojados, después de llevar a cabo dicho análisis, cuente con un alto nivel de exactitud.
La manera en la cual el aparato logra llevar a cabo el estudio consiste en ser través de la separación de los materiales que son de gran peso molecular de la cromatografía líquida de alta eficacia. Aparte de esto, cuenta con la capacidad de realizar una localización selectiva y de confirmación respecto a la identidad molecular del espectrómetro de masas. Es por esta razón por la cual los expertos en el estudio químico suelen optar por adquirir dicho aparato al momento de tener que realizar actividades como un proceso de investigaciones farmacéuticas, análisis medioambientalistas, pruebas alimentarias o pruebas de medicina forense.
El Espectrómetro de Transmisión de Infrarrojo con Transformada de Fourier (FTIR) es otro aparato que de igual forma se agrega a la lista de los equipos que son analizadores químicos. Este se encarga de generar un espectro de reflexión en las bandas de los grupos funcionales, las cuales están conformadas como sustancias inorgánicas y orgánicas. Al llevar a cabo este proceso, les brinda la posibilidad a los expertos en realizar una identificación de los materiales, brindando así una respuesta final y concreta que consiste en la caracterización y verificación del material.
Los espectrómetros se especializan en proporcionar flujos de trabajo rápidos y fáciles. Cumpliendo con el objetivo de cubrir las necesidades de los laboratorios con respecto a el control de calidad, los académicos, los analíticos, los de investigación y los forenses. Es importante mencionar que esta técnica proporciona un espectro de reflexión de las bandas de los grupos funcionales de las sustancias inorgánicas y orgánicas, lo cual vuelve posible el hecho de realizar una identificación de los materiales.
El Espectrómetro de Fluorescencia de Rayos X (XFR) es un equipo tecnológico que se encarga de determinar la composición química que llegan a tener las muestras. Estas muestras pueden encontrarse como solido, líquido, lodo o polvo suelto. Teniendo la muestra, el aparato se encarga de determinar el grosor y la composición que tienen las capas y los recubrimientos de dicha muestra. Este lleva a cabo sus funciones a través de una técnica consistente, el cual se relaciona con la combinación de la alta precisión y exactitud con la preparación fácil y rápida de las muestras.
            Dicho aparato cuenta con la posibilidad de automatizarse de una manera bastante sencilla, lo cual le permite que sea un instrumento utilizado en los ámbitos industriales u teniendo este un alto rendimiento. El Espectrómetro de Fluorescencia de Rayos X brinda información cualitativa y cuantitativa de las muestras analizadas. Esto le permite a dicho equipo a generar un análisis de detección que sea eficiente y más veloz para arrojar los resultados, poniendo en practica un proceso semi-cuantitativo.
Para finalizar, el Cromatógrafo de Gases Espectrómetro de Masas (GCMS) consiste en ser un analizador químico que proporciona soluciones completas para aquellas aplicaciones que requieren ser mas detalladas y precisas.  Este esta constituido por una combinación de softwares, los cuales están compuestos por avanzados recursos tecnológicos. Esto le permite a dicho aparato a cubrir de manera acertada las demandas y solicitudes mas exigentes que implican altos niveles de rendimiento, confianza y valor para llevar a cabo las aplicaciones y los estudios.
Es así como nos podemos dar cuenta que no es necesario ser experto en el tema para comprender las funciones y la importancia que tienen los equipos tecnológicos que se clasifican como analizadores químicos. La manera en la cual la ciencia depende de dichos aparatos para el estudio de la materia ocasiona en gran medida que los seres humanos dependamos de la presencia de ellos tanto para la evolución como para los descubrimientos.

sábado, 29 de febrero de 2020

Equipos para análisis químicos ¿Para qué sirven y cómo funcionan?



En el mundo de la ingeniería, la química, medicina, la construcción y otras áreas especializadas es frecuente el uso de equipos diseñados específicamente para realizar análisis químicos de materiales o sustancias.

Estos equipos para análisis químicos son muy complejos y en el mercado existe una amplia variedad de modelos para todo tipo de estudio, así como en una amplia variedad de precios.

Para entender su uso, debemos repasar primero el concepto de química analítica, que es la base teórica e investigativa por la cual llegamos a realizar análisis químicos en todas las ramas de la industria moderna.

La química analítica es el estudio y aplicación de instrumentos y métodos que permiten identiicar, cuantificar y separar los componentes de la materia.

Llevada al mundo real, esta ciencia utiliza numerosas técnicas y equipos para realizar esta identificación, separación y cuantificación de elementos.

¿Qué son cada uno de estos pasos? Pues la separación es el proceso que aísla cada uno de los componentes químicos de una muestra.

Por su parte la identificación permite clasificarlos, mientras que la cuantificación nos indica en qué proporción y cantidad están presentes.

En ocasiones se puede usar un método específico o una combinación de dos o más de ellos.

Muchos equipos para análisis químico se basan en dos principios combinados para lograr un altísimo nivel de exactitud.

Los equipos para análisis químico pueden usar principios desde principios clásicos aplicados desde hace siglos hasta tecnologías modernas y muy complejas.

Entre los procesos más básicos se encuentran la precipitación, la extracción y la destilación de las muestras, cuyos componentes son luego identificados en base a su olor, color, punto de ebullición o de fusión o reactividad y otras características básicas.

Equipos para análisis químicos más modernos utilizan rayos X o gama, luz infrarroja y sensores capaces de detectar millonésimas de partes de un elemento particular dentro de una muestra.

Veamos varios de los equipos para análisis químicos más usados hoy en día.


Espectrofotómetros de absorción atómica

Los espectrofotómetros de absorción atómica permiten detectar las sustancias presentes en una determinada mezcla, así como el grado de concentración en que se encuentra cada una.

El método de la espectroscopia de absorción atómica (AAS por sus siglas en inglés) es un método muy usado en la química analítica, principalmente para hacer estudios de sustancias en las áreas de la farmacología, toxicología y biofísica.

Los espectrofotómetros de absorción atómica más modernos permiten detectar la presencia y concentración de más de 70 elementos a la vez, ya sea dentro de muestras sólidas o disueltas en soluciones.

La primera aplicación de la espectroscopia de absorción atómica para el análisis químico fue hecho en el siglo XIX por los científicos alemanes Robert Wilhelm Bunsen y Gustav Robert Kirchhoff, descubridores del cesio (Cs) y el rubidio (Rb)

¿Cómo se usan los espectrógrafos de absorción química?

Estos equipos analizan muestras atomizadas en una solución líquida, o en gases obtenidos de la precombustión de la sustancia a analizar.

Los gases obtenidos por precombustión o la muestra líquida se exponen a haces de luz muy potentes en varias longitudes de onda.

La muestra queda desolvatada y la excitación de sus átomos a diferentes longitudes de onda permite determinar cuáles sustancias están presentes en la misma.


Cromatógrafo de Líquidos con Espectrómetro de Masas (LCMS)

Los cromatógrafos de líquidos con espectómetro de masas (LCMS por sus siglas en inglés) son equipos muy precisos que permiten analizar la composición usando dos mecanismos especiales.

En primer lugar, combinan la capacidad de separación de materiales con gran peso molecular a partir de la obtención de microgotas desde el material analizado, que luego son analizadas a nivel molecular por un espectrómetro de masas.

En una primera etapa se calientan las muestras para producir gases que contienen particulas de los componentes de la muestra, que luego son rociados para enfriarlos, produciendo microgotas que al evaporarse liberan moléculas ionizadas.

Estas moléculas ionizadas son separadas en el espectómetro de gases, que dará una identificación muy detallada de todos elementos presentes en la muestra.

Los cromatógrafos de líquidos con espectrómetro de masas son muy utilizados en la investigación farmacéutica, el análisis de alimentos, estudios de contaminación ambiental y en la medicina forense.


Espectrómetros de transmisión de Infrarrojo con transformada de Fourier (FTIR)

Los espectómetros de transmisión en infrarrojo con transformada de Fourier (FTIR) se basan en el principio de la identificación de materiales en muestras a partir del espectro de reflexión de los grupos funcionares de sustancias orgánicas e inorgánicas.

Se utilizan con mucha frecuencia en los laboratorios de control de calidad, laboratorios forenses y de investigación química.

Son especialmente eficientes para la evaluación de muestras de plásticos y polímeros, productos farmacéuticos, aceites y derivados del petróleo, productos alimenticios y muestras medioambientales tanto orgánicas como inorgánicas.

Con el uso de potentes haces de luz infrarroja se obtienen lecturas espectrográficas de las muestras, en el rango de los 2,5 a 14 micrómetros.

Su principal ventaja es que también permiten analizar muestras biológicas y observar el estado bioquímico de una muestra y conseguir información de las moléculas presentes en el interior de una célula o tejido.


Espectrómetro de Fluorescencia de Rayos X (XFR)

Los espectrómetros de fluorescencia de Rayos X (XFR) permiten analizar la composición química de una muestra que ha sido bombardeada con rayos gamma o rayos X de longitud de onda corta.

El material bombardeado es excitado a nivel molecular, lo que provoca una ionización de sus átomos.

Al ocurrir esta ionización, ocurre la eyección de uno o más electrones de los átomos de los diferentes materiales que componen la muestra.

Esta ionización provoca una emisión de fotones, generando una fluorescencia que es inmediatamente analizada por un espectrómetro, el cual identificará y medirá cada elemento presente.

Se utilizan rayos X o rayos gama porque estos tienen suficiente capacidad energética como para provocar el desprendimiento de electrones desde los átomos de la sustancia analizada.

Los espectrómetros de fluorescencia de Rayos X son ampliamente usados en el análisis químico y el análisis de elementos en las áreas de la construcción, geología, arqueología, ciencia forense y metalurgia.

De hecho, es especialmente valiosa en el análisis de materiales cerámicos y metales usados para la industria de la construcción moderna.


Cromatógrafos de Gases con Espectrómetro de Masas (GCMS)

Los cromatógrafos de gases con espectrómetro de masas (GCMS) utilizan principios parecidos a los sistemas LCMS o cromatógrafos de líquidos con espectrómetro de masas.

Sin embargo, en este caso se trata de equipos que utilizan los gases emitidos por las muestras como medio de separación, en lugar de usar microgotas.

De esta forma, combinan la gran capacidad de separación de elementos que ofrece la cromatografía de gases con la alta sensibilidad y capacidad de detección, identificacion y cuantificación de un detector de masas.

Esto les permite cuantificar y analizar trazas de elementos en mezclas simples o complejas con un alto nivel de exactitud.

Los cromatógrafos de gases con espectrómetro de masas son muy usados en la industria petroquímica, pues permiten detectar fácilmente todo tipo de hidrocarburos poliaromáticos.

También son valiosos en el análisis de muestras biológicas y vegetales, sobre todo a la hora de investigar niveles de contaminación con pesticidas.

Otro uso frecuente es en la ciencia forense, pues permiten catalogar y medir todo tipo de elemento químico presente en materia orgánica, como medicamentos, esteroides, sustancias estupefacientes, proteínas, péptidos, vitaminas, oligonucleótidos, vitaminas y una enorme variedad de elementos volátiles.