Doctorado
  1. Química inorgánica  1.1. Química de coordinación  1.1.1. Teoría del campo de ligandos  1.1.2. Teoría del campo de cristales  1.1.3. Teoría del Orbital Molecular para Compuestos de Coordinación  1.1.4. Estabilidad de los compuestos de coordinación  1.1.5. Espectros electrónicos de compuestos de coordinación  1.1.6. Isomería en Compuestos de Coordinación  1.1.7. Cinética y mecanismo de reacciones de coordinación  1.2. Química Organometálica  1.2.1. Carbonilos Metálicos  1.2.2. Alquilo y arilo metálico  1.2.3. Carbenos de Fischer y Schrock  1.2.4. Añadido Oxidativo y Eliminación Reductiva  1.2.5. Hidruros Metálicos  1.2.6. Catalysis por compuestos organometálicos  1.2.7. Metalocénicos y Complejos Sandwich  1.2.8. CH activation  1.3. Química del estado sólido  1.3.1. Estructuras y redes cristalinas  1.3.2. Teoría de bandas y propiedades eléctricas  1.3.3. Defectos en el cristal  1.3.4. Síntesis de materiales en estado sólido  1.3.5. Propiedades magnéticas y ópticas de los sólidos  1.3.6. Superconductividad  1.3.7. Ionics de estado sólido  1.4. Química bio-inorgánica  1.4.1. Metaloproteínas y enzimas  1.4.2. Transporte y almacenamiento de iones metálicos  1.4.3. El papel de los metales en la medicina  1.4.4. Catalización bioinspirada  1.4.5. Interacciones Metal-ADN  1.4.6. Complejos metálicos en la ciencia médica  1.5. Lantánidos y actínidos  1.5.1. Configuración electrónica y estados de oxidación en lantánidos y actínidos  1.5.2. Propiedades Espectrales y Magnéticas en Lantánidos y Actínidos  1.5.3. Separación y Extracción de Lantánidos y Actínidos  1.5.4. Química de coordinación de los elementos del bloque f  1.6. Main Group Chemistry  1.6.1. Química de los compuestos de boro  1.6.2. Química de los compuestos de silicio y germanio  1.6.3. Química de los Compuestos de Fósforo y Azufre  1.6.4. Química organosilícica  1.6.5. Química de Gases Nobles
  2. Química orgánica  2.1. Mecanismo de reacción  2.1.1. Reacciones de sustitución nucleofílica  2.1.2. Reacciones de adición y sustitución electrofílica  2.1.3. Reacciones de eliminación  2.1.4. Reacciones de reordenamiento  2.1.5. Reacciones radicales  2.1.6. Reacciones Pericíclicas  2.1.7. Reacciones fotoquímicas  2.2. Estereoscópico  2.2.1. Quiralidad y actividad óptica  2.2.2. Análisis estructural  2.2.3. Efectos estereolectrónicos  2.2.4. Síntesis asimétrica  2.2.5. Estereoquímica dinámica  2.3. Química Organometálica en la Síntesis Orgánica  2.3.1. Reactivos de organolitio y organomagnesio  2.3.2. Reacciones de acoplamiento catalizadas por metales de transición  2.3.3. Reacciones catalizadas por paladio  2.3.4. Metátesis de olefinas  2.3.5. Catalización de oro y plata  2.4. Química de productos naturales  2.4.1. Alcaloides y terpenoides  2.4.2. Esteroides y Flavonoides  2.4.3. Síntesis total de productos naturales  2.4.4. Biosíntesis de productos naturales  2.5. Química Supramolecular  2.5.1. Química huésped-invitado  2.5.2. Autoensamblaje y reconocimiento molecular  2.5.3. Catalisis Supramolecular  2.5.4. Máquinas moleculares
  3. Química Física  3.1. T termodinámica  3.1.1. Leyes de la Termodinámica  3.1.2. Potencial Químico y Equilibrio  3.1.3. Termodinámica estadística  3.1.4. Termodinámica de no equilibrio  3.2. Química Cuántica  3.2.1. Ecuación de Schrödinger y sus aplicaciones  3.2.2. Teoría de orbitales moleculares  3.2.3. Teoría del funcional de la densidad  3.2.4. Métodos post-Hartree–Fock  3.3. Cinética química  3.3.1. Teoría de la velocidad de reacción  3.3.2. Mechanism and rate laws  3.3.3. Catalisis y cinética enzimática  3.3.4. Dinámica de reacción  3.4. Espectroscopía y estructura molecular  3.4.1. Espectroscopia Infrarroja  3.4.2. Espectroscopia UV-visible  3.4.3. Espectroscopía de Resonancia Magnética Nuclear  3.4.4. Espectrometría de Masas  3.4.5. Espectroscopía Raman  3.5. Química de Superficies y Coloides  3.5.1. Absorción y Catálisis  3.5.2. Surfactantes y micelas  3.5.3. Estabilidad Coloidal  3.5.4. Nanomateriales e Interfaces
  4. Química analítica  4.1. Cromatografía  4.1.1. Cromatografía de Gases  4.1.2. Cromatografía Líquida de Alta Eficiencia  4.1.3. Cromatografía en Capa Fina  4.1.4. Cromatografía iónica  4.2. Técnicas electroanalíticas  4.2.1. Voltametría y Polarografía  4.2.2. Conductometría y potenciometría  4.2.3. Colometría  4.3. Métodos Espectroscópicos  4.3.1. Espectroscopía de absorción atómica  4.3.2. Espectroscopía de Fluorescencia  4.3.3. Difracción de rayos X  4.3.4. Espectroscopía de resonancia paramagnética electrónica  4.4. Quimiometría  4.4.1. Procesamiento de datos y métodos estadísticos  4.4.2. Análisis multidisciplinario  4.4.3. Aprendizaje Automático en Química Analítica
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  6. Biofísica y Química Medicinal  6.1. Descubrimiento y diseño de fármacos  6.2. Cinética enzimática e inhibición  6.3. Enfoque de biología química  6.4. Interacciones proteína-ligando  6.5. Química bioortogonal
  7. Química de materiales  7.1. Química de polímeros  7.1.1. Mecanismo de polimerización  7.1.2. Polímeros Funcionales  7.1.3. Polímero Biodegradable  7.1.4. Polímeros conductores y semiconductores  7.2. Nanoquímica  7.2.1. Nanopartículas y nanoestructuras  7.2.2. Nanomateriales basados en carbono  7.2.3. Quantum dots  7.3. Química Energética y Ambiental  7.3.1. Química de Baterías y Pilas de Combustible  7.3.2. Química verde y materiales sostenibles  7.3.3. Fotocatálisis

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Cromatografía Líquida de Alta Eficiencia


La cromatografía líquida de alta eficiencia, a menudo abreviada como HPLC, es una técnica poderosa y ampliamente utilizada en la química analítica. Este método se usa para separar, identificar y cuantificar cada componente en una mezcla. Esta técnica es importante en una variedad de campos, incluyendo la bioquímica, la industria farmacéutica y el control ambiental. HPLC ofrece alta precisión y es capaz de analizar mezclas complejas con gran eficiencia.

Principios del HPLC

El HPLC funciona con los mismos principios básicos que la cromatografía convencional, pero es mucho más sofisticado. En resumen, la cromatografía es un método para separar sustancias disueltas en función de sus diferentes interacciones con dos medios: una fase móvil y una fase estacionaria.

A continuación, se presenta una descripción simple del proceso de HPLC:

  1. Inyección de muestra: La muestra se inserta en el sistema utilizando un inyector.
  2. Transporte a través de la columna: La muestra es transportada a través de la columna por un líquido (la fase móvil). La columna contiene una fase estacionaria.
  3. Separación: Diferentes componentes de la muestra pasan a través de la columna a distintas velocidades debido a la interacción con la fase estacionaria.
  4. Detección: A medida que los componentes salen de la columna, son detectados y cuantificados por un detector.

La química detrás del HPLC

El proceso de separación en HPLC depende básicamente de la interacción entre los componentes de la muestra, la fase estacionaria y la fase móvil. La fase estacionaria a menudo es una columna llena de diminutas partículas de sílice, y la fase móvil es un solvente que fluye a través de la columna. Los componentes de la mezcla se mueven a diferentes velocidades, causando su separación con el tiempo.

S + R ⇌ SR

En esta ecuación:

  • S representa el componente de la muestra.
  • R representa la fase estacionaria.
  • SR indica la relación de la muestra con la fase estacionaria.

El grado de interacción entre la muestra y la fase estacionaria afecta el tiempo de retención, que es el tiempo que tarda un componente en llegar al detector desde la entrada de la columna.

Componentes del HPLC

El HPLC consta de varios componentes importantes:

  1. Reserva de solvente: Almacena la fase móvil. Es importante que este solvente sea desgasificado para prevenir burbujas de aire en el sistema.
  2. Bomba: Proporciona un flujo específico de la fase móvil a través del sistema.
  3. Inyector: Introduce la muestra en el flujo del cromatógrafo.
  4. Columna: Esta contiene la fase estacionaria. Aquí es donde tiene lugar la verdadera separación de los componentes.
  5. Detector: Identifica los componentes separados de la columna. Los detectores comunes incluyen detectores UV-VIS, de índice de refracción y de espectrometría de masas.
  6. Sistema de datos: Proporciona procesamiento y visualización de datos. A menudo, la computadora ejecuta un software que controla todo el sistema, procesa los datos y muestra los resultados.

Tipos de HPLC

1. HPLC de fase normal

La fase estacionaria es polar, y la fase móvil es no polar. Las sustancias que son más polares tienen tiempos de retención más largos. Este tipo se utiliza menos a menudo hoy en día, ya que el HPLC de fase inversa está ganando popularidad.

Fase estacionaria polar: Sílice (SiO2) Fase móvil no polar: Hexano

2. HPLC de fase inversa

La forma más popular de HPLC. La fase estacionaria es no polar, y la fase móvil es más polar. Las moléculas que son menos polares tendrán un tiempo de retención más corto.

Fase estacionaria no polar: C18 Fase móvil polar: Mezcla de agua/acetonitrilo

3. HPLC de exclusión por tamaño

También conocido como filtración en gel, este tipo separa componentes en función del tamaño. Las moléculas más grandes pasan rápidamente porque no pueden penetrar en los poros del material de empaquetado. Las moléculas más pequeñas entran en los poros y tardan más en pasar.

4. HPLC de intercambio iónico

Este tipo separa iones y moléculas polares en función de su afinidad por el intercambiador de iones. La fase estacionaria contiene grupos cargados, y las sustancias pueden ser intercambiadores de cationes o aniones.

Intercambio de cationes: La fase estacionaria contiene grupos cargados negativamente. Intercambio de aniones: La fase estacionaria contiene grupos cargados positivamente.

Aplicaciones del HPLC

El HPLC se emplea en una variedad de campos debido a su versatilidad.

1. Industria farmacéutica

El papel del HPLC en la industria farmacéutica es innegable. Se utiliza para:

  • Verificar la pureza de un compuesto farmacéutico.
  • Determinar la cantidad de ingredientes activos en formulaciones farmacéuticas.
  • Identificar impurezas o productos de descomposición.

2. Bioquímica

En bioquímica, el HPLC permite la separación de biomoléculas como proteínas y ácidos nucleicos. Los usos comunes incluyen:

  • Estudios proteómicos para separar e identificar diferentes proteínas.
  • Determinación de actividades enzimáticas o niveles hormonales.

3. Ciencia ambiental

Los científicos usan HPLC para analizar muestras de agua, suelo y aire para detectar contaminantes. El HPLC puede cuantificar lo siguiente:

  • Pesticidas en cuerpos de agua.
  • Contaminantes en muestras de aire.
  • Metales pesados en muestras de suelo.

4. Industria de alimentos y bebidas

El control de calidad es importante en esta industria. El HPLC se utiliza para:

  • Analizar la concentración de vitaminas y ácidos orgánicos en los alimentos.
  • Detección de aditivos y conservantes alimentarios.
  • Verificar la presencia de contaminantes o toxinas en bebidas.

Procedimiento experimental del HPLC

El procedimiento experimental típico del HPLC involucra varios pasos:

  1. Preparación de la muestra: Asegurarse de que la muestra esté bien disuelta en el solvente apropiado para su adición al sistema.
  2. Selección de fases móvil y estacionaria: Seleccionar las fases ideales basadas en las propiedades de la muestra. Por ejemplo, utilizar una mezcla de agua/metanol en HPLC de fase inversa.
  3. Establecimiento de parámetros operativos: definir la temperatura de la columna, el flujo de la fase móvil y otros parámetros relevantes.
  4. Inyección de la muestra: Verter cuidadosamente la muestra para evitar pérdidas o errores en la muestra.
  5. Operación de elución: separación de componentes dentro de la columna, monitoreada mediante un detector.
  6. Recolección y análisis de datos: recolectar datos del detector, analizar los tiempos de retención y compararlos con estándares conocidos.

Ventajas y limitaciones del HPLC

Beneficios

  • Sensibilidad: Altamente sensible y capaz de detectar pequeñas cantidades.
  • Versatilidad: Adecuado para una amplia gama de muestras, incluyendo grandes biomoléculas y pequeños compuestos orgánicos.
  • Alta resolución: puede separar eficientemente compuestos estrechamente relacionados.
  • Automatización: Muchos sistemas de HPLC están automatizados, incrementando la repetibilidad y precisión.

Limitaciones

  • Costo: Los costos de instalación inicial y operación pueden ser altos.
  • Complejidad: Se requiere experiencia para gestionar los sistemas e interpretar los resultados.
  • Muestras limitadas: Algunas muestras pueden requerir derivatización para hacerlas detectables.

Conclusión

La cromatografía líquida de alta eficiencia es una herramienta indispensable en la química analítica moderna. Su capacidad para separar, identificar y cuantificar componentes de manera eficiente y efectiva la hace invaluable en muchos campos científicos. Aunque los sistemas de HPLC pueden presentar sus propios desafíos, su papel es vital para asegurar la calidad de los productos, la seguridad ambiental y la investigación científica.

A medida que las tecnologías avanzan, los sistemas de HPLC continúan desarrollándose y perfeccionándose, posiblemente proporcionando incluso mayor velocidad, sensibilidad y aplicaciones en el futuro.


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