Conceito de Cromatografia
A cromatografia é uma técnica de separação de componentes de uma mistura, entre uma corrente de fluído em movimento, chamada fase móvel e uma fase estacionária adjacente. A fase móvel pode ser um líquido ou um gás, enquanto que a fase estacionária é um sólido ou um líquido.
O movimento molecular troca continuamente as moléculas do soluto entre as duas fases. Se, um soluto particular favorece a distribuição do fluido em movimento, as moléculas passam a maior parte do seu tempo a migrar com a corrente e será transportado longe de outros compostos cujas moléculas são mantidas por mais tempo na fase estacionária. Para um dado composto, a razão entre os tempos gastos nas fases móvel e estacionária é igual à razão das suas concentrações nestas regiões, conhecido como o coeficiente de partição. Uma mistura de solutos é introduzida no sistema numa região confinada ou zona estreita; a força motriz para a migração do soluto é o fluido em movimento e a força de resistência é a afinidade para o soluto da fase estacionária; a combinação destas forças são manipuladas pelo analista, produzindo a separação.
A cromatografia tem numerosas aplicações em área biológicas e químicas. É amplamente utilizada em pesquisa bioquímica para a separação e identificação de compostos químicos de origem biológica. Na indústria do petróleo a técnica é empregada para analisar misturas complexas de hidrocarbonetos.
Como um método de separação, a cromatografia tem um número de vantagens sobre as técnicas de cristalização mais antigas, como por exemplo a extração por solventes e destilação. Algumas técnicas de cromatografia podem detetar substâncias presentes na ordem de picogramas (10-12 gramas), tornando assim o método uma excelente técnica de screening analítico, usado na deteção de pesticidas clorados em materiais biológicos e no ambiente e também na ciência forense para a deteção de drogas terapêuticas e drogas de abuso.
A primeira aplicação puramente pragmática da cromatografia foi realizada por químicos da tinturaria, que testaram as suas misturas de corantes mergulhando cordas ou pedaços de pano em barris de tinta. A solução de corante migrou até o material introduzido por ação capilar tendo os componentes do corante produzido bandas de cor diferente.
A descoberta de cromatografia é geralmente atribuída ao botânico russo Mikhail S. Tsvet, uma vez que em 1901 reconheceu a base físico-química da separação e aplicou-a de uma forma racional e organizada para a separação dos pigmentos vegetais, especialmente os carotenóides e clorofilas. Tsvet descreveu uma técnica que é usada hoje essencialmente da mesma forma. Embalou uma coluna vertical de vidro com um material de adsorção, tais como alumina ou sílica, adicionou uma solução de pigmentos da planta no topo da coluna, e lavou os pigmentos através da coluna com um solvente orgânico. Os pigmentos ficaram separados numa série de faixas coloridas discretas sobre a coluna, divididos por regiões inteiramente livres de pigmentos. Como Tsvet usou substâncias coloridas, designou o método de cromatografia (das palavras gregas chroma que significa cor e grafein que significa escrita). Em 1941, dois químicos britânicos, Archer JP Martin e Richard LM Synge, começaram um estudo sobre a composição de aminoácidos da lã, no qual utilizaram uma técnica chamada distribuição contracorrente líquido-líquido, e que não conseguiu dar-lhes a separação adequada; portanto, conceberam um método alternativo, no qual um líquido estava firmemente ligado a um sólido finamente granulado embalado num tubo de vidro e um segundo líquido, imiscível com o primeiro. A técnica passou a ser chamado cromatografia de partição. Este sistema inicial apresentou algumas dificuldades devido à falta de uniformidade na embalagem de colunas. Em parte por este motivo, Martin e os seus colegas de trabalho elaboraram um novo processo no qual a forma estacionária era uma folha de papel de filtro. O papel foi pensado como água ligado a celulose, fornecendo um outro método de partição. A técnica deu a reprodutibilidade desejada, e o papel começou a ter uma grande aplicação na análise de compostos biologicamente importantes, tais como aminoácidos, esteróides, hidratos de carbono e pigmentos.
Ainda uma outra técnica cromatográfica, a cromatografia gasosa, foi realizada pela primeira vez na Áustria, em 1944, pelo químico Erika Cremer, que usou uma fase sólida estacionária. A primeira grande exploração do método foi feita por Martin e James em 1952, quando relataram a cromatografia em fase gasosa de eluição de ácidos orgânicos e aminas. Neste trabalho, as pequenas partículas de material de suporte foram revestidas com um líquido não volátil e embalado num tubo de vidro aquecido. Misturas injetadas para dentro do tubo e transportados através de um gás comprimido apareceram em zonas bem separados. Este desenvolvimento foi imediatamente reconhecido pelos químicos de petróleo como um método simples e rápido de análise das misturas complexas dos hidrocarbonetos encontrados em produtos petrolíferos.
Em 1957, ao fazer um estudo teórico das colunas cromatográficas gasosas, Marcel JE Golay, como consultor para a Perkin-Elmer Corporation, concluiu que uma coluna longa (90 a 180 metros) de tubulação e de diâmetro estreito (diâmetro interno de 0,25 milímetros) com a sua parede revestida com uma película fina de líquido, iria produzir separações de qualidade superior. É agora possível separar centenas de componentes de uma mistura numa única experiência cromatográfica.
Outra técnica cromatográfica é a cromatografia líquida de alto desempenho (HPLC) que depende: (1) do desenvolvimento de bombas, que conduzem a uma corrente constante de líquido a alta pressão para a coluna e (2) detetores que detetam as pequenas amostras. No início, apenas os sólidos de adsorção foram utilizados como fase estacionária, porque os revestimentos líquidos eram arrastados pela fase móvel. Existe ainda a cromatografia de troca iónica que pode ser aplicada para separações de iões orgânicos e tem uma importância especial para a separação de aminoácidos e ácidos nucleicos.
Uma técnica que exibe grande seletividade é a cromatografia de afinidade, que foi descrita pela primeira vez por Pedro Cuatrecasas e pelos seus colaboradores em 1968. Nessas separações, uma biomolécula, tal como uma enzima liga-se a um substrato ligado à fase sólida, enquanto que os outros componentes são eluídos. Uma outra técnica de separação baseia-se no facto de que a velocidade de um fluido através de um tubo não é uniforme. Foi denominada de cromatografia de fase única porque não há nenhuma fase estacionária. As suas principais aplicações são para polímeros e material particulado. O método foi usado para separar células biológicas, partículas sub-celulares, vírus, lipossomas, agregados de proteína, cinzas voláteis e pigmentos.
