La quimioluminiscencia se define como la emisión de radiación electromagnética (normalmente en la región del visible o del infrarrojo cercano) producida por una reacción química.

Cuando esta emisión proviene de organismos vivos o sistemas derivados de ellos, se denomina bioluminiscencia. Ambos fenómenos son procesos luminiscentes que se han identificado tradicionalmente mediante un prefijo que identifica la fuente de energía responsable del inicio de la emisión de radiación electromagnética.

Como la intensidad de emisión es función de la concentración de las especies químicas implicadas en la reacción quimioluminiscencia, las medidas de la intensidad de emisión pueden emplearse con fines analíticos.

Una ventaja de las técnicas quimioluminiscencia es que permiten emplear una instrumentación básica bastante sencilla, ya que el sistema óptico no requiere fuente externa de excitación.

Algunas limitaciones en el análisis por quimioluminiscencia, como la dependencia de la emisión quimioluminiscente de varios factores ambientales que deben ser controlados, la falta de selectividad, ya que un reactivo quimioluminiscente no se limita a un único analito, y finalmente, como ocurre en otros sistemas de detección en flujo, la emisión quimioluminiscente no es constante sino que varía con el tiempo (el flash de luz está compuesto de una señal que se produce tras la mezcla de los reactivos, alcanza un máximo y después cae hasta la línea de base), y este perfil de emisión frente al tiempo puede variar ampliamente en diferentes sistemas quimioluminiscentes, por lo que hay que extremar el cuidado para detectar la señal en sistemas en flujo, midiendo en periodos de tiempo bien definidos.

Hay diferentes formas de luminiscencia, distinguiéndose por el mecanismo que la genera.

La fotoluminiscencia también conocida como fluorescente la sustancia es estimulada por fotones de luz, la emisión de la luz con un trazador fluorescente es diferente.
En bioluminiscencia, una reacción química medida por enzimas es responsable por la excitación, y esta reacción está siempre emparentada a organismos vivos.

En quimioluminiscencia, la emisión de luz es causada por los productos de una reacción específica química, en la cual se involucran las siguientes sustancias según el sistema automatizado que sea utilizado. Los detectores tienen una alta sensibilidad para la determinación del contenido en azufre y nitrógeno de diversos compuestos.

T5Dc ofrece a fetectores para cromatografía selectiva Sievers 355 SCD (detector de quimioluminiscencia de azufre) y 265 NCD (detector de quimioluminiscencia de nitrógeno).

El analizador de azufre utiliza un quemador dual para lograr la combustión a alta temperatura de los compuestos que contienen azufre para formar monóxido de azufre (SO). Un tubo fotomultiplicador detecta la luz producida por la reacción de quimiluminiscencia del SO con el ozono. Esto resulta en una respuesta lineal y equimolar sin interferencia de las matrices de muestra.  Dado que la medición de niveles de traza de azufre es de suma importancia para muchas industrias, el SCD se ha convertido en una herramienta analítica importante para detectar azufre y monitorear la calidad del producto.

Por su parte el detector de quimioluminiscencia de nitrógeno Sievers® 255 (NCD) NCD es un detector de nitrógeno que produce una respuesta lineal y equimolar a los compuestos de nitrógeno.  Esto se logra por medio de un quemador de acero inoxidable que permite una alta temperaura de combustión para pasar compuestos de contienen nitrógeno a óxido nítrico (NO). Un tubo fotomultiplicador detecta la luz producida por la reacción subsecuente de quimiluminiscencia del NO con el ozono.

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Estándares de calidad en agua grado reactivo

La calidad del agua de uso en el laboratorio o en aplicaciones donde se requiere de agua con un contenido mínimo de impurezas, puede ser establecida en base a diferentes normas o criterios, dependiendo de la institución u organismo que establece los estándares.

La industria de componentes electrónicos, las asociaciones medicas, la industria farmacéutica, etc., establecen sus propios criterios de calidad que aunque son muy similares, difieren entre si. La ASTM (American Society for Testing and Materials), es la institución más reconocida y que se dedica específicamente al establecimiento de estándares o valores guía para la calidad del agua con estas características.

Los estándares establecidos, determinan la calidad del agua por su conductividad que se expresa en micosiemens por centímetro (mS/cm) es una medida indirecta del contenido de sales que contiene el agua. La resistividad es lo inverso y sus unidades para el agua de alta pureza son megaohms (MW).

El agua químicamente pura tiene una conductividad de 0.056 mS/cm o 18 MW. Este es el máximo grado de pureza que se puede obtener y es el agua Tipo I de acuerdo a los estándares de la ASTM.

Otros parámetros que caracterizan el tipo de agua son el pH, el carbono orgánico total, sodio, cloruros y sílice.

De estos parámetros los que son más fáciles de medir y de controlar es la conductividad o la resistividad, los cuales se miden con un conductímetro.

El pH no es un parámetro de calidad del agua ya que medir el pH al agua de alta pureza no es fácil y se requiere de un electrodo especial o se debe agregar sales al agua para poder establecer una diferencia de potencial entre el electrodo y la solución.

La sílice si es muy importante como parámetro de calidad del agua, ya que adicionalmente a la conductividad, la presencia de sílice, no afecta la calidad del agua, sino que la sílice se encuentran en solución como ácido silícico que se disocia de la siguiente manera:

H2SiO4   Þ H+ + HSiO3-

El ácido silícico tiene una constante de disociación muy pequeña, por lo que no se disocia fácilmente,

Si el agua se trata con una resina catiónica/aniónica, el HSiO3- se adhiere a la resina y es removido. La ausencia o presencia mínima de ácido silícico, es evidencia de que el agua es de alta pureza ya que este ión es el más persistente.

Clasificación del agua de acuerdo a su calidad fisicoquímica

NL: No hay límite establecido

Clasificación del agua de acuerdo a su calidad microbiológica

También el agua es clasificada de acuerdo a su calidad microbiológica, como agua tipo A, B y C

¿Qué calidad de agua requiero?

El agua que se debe emplear en laboratorio esta en función de los criterios de calidad del usuario, Para preparación de soluciones de laboratorios como: soluciones de titulación, soluciones buffer, para lavado de material de vidrio, etc. el agua empleada puede ser tipo IV y en lo referente a calidad microbiológica Tipo C.

Para trabajos de determinación de metales traza el agua Tipo I, con calidad microbiológica Tipo B, cumpliría las expectativas.

Para biología celular y cultivo de tejidos, pudiese requerirse agua Tipo I, con calidad microbiológica Tipo A.

¿Qué procesos de tratamiento de agua deben implementarse para obtener agua de alta pureza?

La obtención de agua ultrapura no puede obtenerse con un solo proceso, se requiere la combinación de más de uno de ellos para lograr la calidad deseada tanto en lo fisicoquímico como en lo microbiológico. Como complemento se requiere de un tratamiento continuo y reiterativo para preservar e incrementar su calidad.

Una forma de lograrlo, es filtrando el agua de la red de suministro en filtros de sedimentos y de carbón activado, para eliminar partículas y el cloro residual. Esta agua pasa a una unidad de osmosis inversa donde se eliminan las sales disueltas con una eficiencia de 95-98%.

La remoción de sales por una membrana de osmosis inversa no es suficiente si el agua que se pretende producir es de calidad I, II o III, por lo que el producto de la osmosis pasa a un lecho mixto de resinas catiónicas/aniónicas, mezcladas entre si en forma tal que los equivalentes de cada resina son los mismos.

El agua que sale de este lecho de resinas mixtas no necesariamente cumple con los estándares de calidad y es conveniente reciclar y pasar continuamente el agua a través de la resina mixta. Esto no solo incrementa en cada paso su calidad, sino que también, el agua almacenada pierde sus cualidades, por lo que el reciclado continuo es muy conveniente.

Eventualmente la resina de pulido se satura y es necesario su cambio por resina nueva. Este cambio de resina se debe hacer a criterio del usuario, estableciendo el mismo sus límites de calidad en el agua de consumo.

Si el agua producto no se emplea continuamente y se almacena por periodos, no solo disminuye su calidad fisicoquímica, sino también microbiológica.

Cuando el agua circula, se intercala una lámpara UV de 254 nm para desinfección del agua y una segunda lámpara UV de 185 nm para destrucción de la materia orgánica al nivel de trazas que siempre se genera cuando el agua está en contacto con la resina mixta y demás componentes del equipo.

Esta configuración produce agua de optima calidad en sus parámetros fisicoquímicos y microbiológicos, agua de calidad tanto para determinación de metales a niveles ultratraza, y libre de carbono orgánico residual y otros componentes químicos que causan señales no deseadas en sus equipos de cromatografía o en sus pruebas bioquímicas

Proveedores de sistemas para obtención de agua ultrapura

A continuación le presentamos a Festa-Hidrogel, proveedor de sistemas para obtención de agua ultrapura:

Festa-Hidrogel es una empresa cuyo giro principal es en el tratamiento y acondicionamiento de aguas potables y residuales. Dentro de sus principales divisiones se encuentra el de sistemas para obtención de agua ultrapura, que es necesario cuando se demanda agua con un mínimo de sales y compuestos similares que disminuyen su grado de pureza.

Diagrama de flujo en sistema de producción de agua ultrapura HIDROGEL

Conozca el Perfil, Productos, Dirección y Teléfono de Festa-Hidrogel.

O bien, haga contacto directo con Fesra-Hidrogel para solicitar mayor información sobre sus sistemas para obtención de agua ultra pura.

Nuevo Sistema de Medición con los más altos estándares de sensibilidad, velocidad y precisión del mercado, Agilent Technologies

Agilent Technologies, líder mundial en instrumentos de medición electrónica e instrumentación analítica, anunció la disponibilidad en México del novedoso cromatógrafo de líquidos/ espectómetro de masas (LC/MS) de cuadrupolo acoplado a Tiempo de vuelo (Q-TOF) de mayor rendimiento en la industria llamado LC/MS 6510 Q-TOF, el cual genera una sensibilidad diez veces mayor con respecto a otros instrumentos de su clase estableciendo así nuevos niveles de rendimiento analítico en la industria.

Desarrollados por la división de biociencias y análisis químicos de la empresa (LSCA), los espectómetros de masa Q-TOF permiten identificar los compuestos de distintas mezclas dando con ello mayor precisión a investigaciones en industrias que como la farmacéutica requieren un monitoreo preciso de los componentes de sus productos. El instrumento no sólo será funcional para laboratorios médicos, sino que también permitirá una mejor investigación en las pruebas de seguridad en alimentos, el análisis de componentes para exportación, reconocimientos ambientales y estudios forenses, entre otros.

Con el 6510, Agilent ofrece un sistema con un rendimiento analítico de vanguardia industrial además de la confiabilidad y la simplicidad de uso apoyando así a sectores tales como: salud humana, bebidas, alimentos y farmacéutica entre otros, a incrementar sus niveles de productividad a través de un análisis más certero de los componentes necesarios para elaborar o exportar su producto cumpliendo así con la reglamentación internacional de cada sector.

Hasta el día de hoy, este tipo de procesos implicaban un gasto muy grande no sólo por el costo de los equipos sino también por la inversión de horas/hombre especializado, ya que los resultados no eran fáciles de reportar y requerían un alto nivel de conocimientos para su interpretación, lo que la mayoría de las ocasiones comprometía los resultados ante la dificultad de identificación de muestras poco abundantes.

Gracias a estos innovadores avances, el análisis se convierte en un proceso más rutinario permitiendo a las empresas enfocarse simplemente en la interpretación de los resultados y la búsqueda de soluciones acordes con su industria, ya que el 6510 permite a cualquier operador identificar elementos desconocidos con gran confianza, lo que sin duda alguna representará un elemento importante de competitividad empresarial basada en tecnología de punta.

Tal es el caso de la industria farmacéutica, en donde a partir de la separación e identificación de las proteínas con este cromatógrafo se conocerán sus propiedades generando información vital para un manejo más preciso de la composición de diversos medicamentos que permitan atacar o incluso erradicar enfermedades tan importantes como el cáncer, la diabetes o el lupus, entre otros. La información obtenida facilitará las decisiones para adelantarse al proceso evitando tener que esperar a los primeros síntomas para diagnosticar este tipo de males.

“La combinación de la precisión, la velocidad y la sensibilidad del Agilent 6510 permite flujos de trabajo de vanguardia, como en el desarrollo de perfiles, que pueden mejorar enormemente los resultados de las diferentes industrias. El sistema también puede ayudar en otras investigaciones, ya que permite a los clientes descubrir y caracterizar compuestos en muestras difíciles, con mayor velocidad, eficiencia y confianza”, aseguró Guillermo López, Director General de Agilent Technologies México.

De manera integral, la compañía diseñó instrumentos que trabajaran bien de forma conjunta por lo que paralelamente desarrolló un cromatógrafo de líquidos de alto rendimiento y rápida resolución llamado HPLC 1200, cuyo trabajo conjunto permitirá separar, identificar y cuantificar de forma precisa moléculas de diferentes tamaños incluyendo aquellas que por su volumen se volvían extremadamente difíciles de analizar en pruebas tradicionales de alimentos, forenses, ambientales y otros análisis químicos y aplicaciones de biociencia.

Anteriormente, además de las limitaciones técnicas a las que se debían ajustar las industrias, el proceso de análisis de una muestra simple implicaba invertir aproximadamente 45 minutos, tiempo que gracias a los nuevos desarrollos se ha logrado reducir a un total de hasta 2 minutos disminuyendo también de manera importante el consumo de solventes utilizado para este proceso.

Asimismo, el equipo estará disponible con un software especializado desarrollado por técnicos de la compañía, optimizando con ello el sistema y permitiendo al mismo tiempo controlar los equipos uno a uno en pequeñas empresa o incluso hacerlo en redes en el caso de corporativos de gran tamaño logrando al mismo tiempo la interacción entre resultados y control de producción de las compañías facilitando la detección y cuantificación de los compuestos objetivo sin depender de un tercero.

Basado en la mejor tecnología de medición, este software diseñado de manera especial para el espectómetro de masas disminuye considerablemente el rango de incertidumbre en el análisis permitiendo a las empresas obtener mejores y más rápidos resultados en sus procesos convirtiendo rápidamente complejos análisis en respuestas sobre la identidad y la composición de diversos elementos.

El control de instrumentos ofrece a las industrias la oportunidad de mantener un seguimiento puntual para el cumplimiento de normas nacionales e internacionales de producción y comercialización de diversos productos gracias al software que de manera más amigable y sencilla por medio de tutorías en español permite al usuario navegar libremente por el programa.

Construido sobre una arquitectura abierta y normas industriales la plataforma informática permite a los usuarios integrar el 6510 en ambientes IT actuales, o sobre los diferentes sistemas NDS (Network Data Systems) de Agilent para una administración centralizada de datos .

Finalmente, la escalabilidad de estos equipos permite añadir nuevos elementos en función no sólo del crecimiento de la empresa, sino también de los requerimientos analíticos al tiempo que se hace uso del soporte técnico especializado que de manera local ofrece Agilent Technologies acompañando así al cliente en cada paso del proceso.

Las plataformas tecnológicas más importantes de la empresa en esta área incluyen los cromatógrafos de gases (GC), los cromatógrafos de líquidos (LC) y los espectrómetros de masas (MS) tecnologías que permiten la identificación, cuantificación y análisis de las propiedades atómicas, moleculares, físicas y biológicas de miles de sustancias y productos.

Agilent Technologies Inc.,es la compañía premium en mediciones en el mundo y líder en tecnologías de comunicaciones, electrónica, biociencias y análisis químico. Los 20,000 empleados de la compañía dan servicio a clientes en más de 110 países. En el ejercicio fiscal 2005, Agilent tuvo ingresos netos por $5.1 miles de millones de dólares.

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