Evaporación en ambientes de laboratorio
La evaporación controlada de sustancias químicas y moléculas biológicas en solución es crucial para muchas aplicaciones. Los investigadores lo utilizan para concentrar analitos hasta niveles umbral de detección antes de las pruebas ambientales, controlar la pureza en múltiples pasos de la producción farmacéutica y preservar reactivos biológicamente activos para los flujos de trabajo de investigación. El tipo de evaporador utilizado para cada proceso depende de un delicado equilibrio entre las soluciones para eliminar los disolventes volátiles y al mismo tiempo proteger los solutos no volátiles y sensibles a la temperatura entre otros interrogantes a la hora de adquirir un evaporador. Aunque el agua es el disolvente y la matriz de prueba más común, los compuestos orgánicos semivolátiles suelen tener puntos de ebullición comparativamente más altos y los procedimientos de concentración deben planificarse en consecuencia.
Tipos de evaporadores de laboratorio: evaporadores rotatorios
Los evaporadores de laboratorio manipulan el calor, el gas, el vacío y el movimiento por separado o en combinación. Se utilizan para eliminar solvente de manera constante y, por lo tanto, concentrar una solución previamente diluida, o para eliminar el solvente por completo y generar un polvo adecuado para el almacenamiento a largo plazo. El evaporador rotatorio ampliamente utilizado normalmente emplea sistemas motorizados para girar un matraz de muestra y manipularlo hacia y desde un baño líquido calentado. Un sistema de vacío y un conducto de vapor desvían adicionalmente los vapores del disolvente a un matraz colector. La presión interna reducida creada por el vacío sobre una solución funciona para reducir el punto de ebullición del disolvente y destilarlo a temperaturas suficientemente bajas para preservar la estructura química del soluto o analito. Como beneficio adicional, el solvente recuperado se puede reciclar en procedimientos posteriores, mitigando el desperdicio y los gastos.
Condiciones óptimas de evaporación
Durante las etapas iniciales del cambio de fase del disolvente, las propiedades de enfriamiento por evaporación natural están en su punto máximo y se puede aplicar la mayor cantidad de calor con el menor riesgo para la muestra. Posteriormente, a medida que el volumen disminuye, la propia muestra corre un mayor riesgo de sufrir daños moleculares, eventos trágicos como golpes o formación de espuma y ensuciamiento de las superficies de transferencia de calor con películas delgadas concentradas. La transición y el momento óptimos entre temperaturas altas y bajas pueden producir analitos de la más alta calidad de manera más eficiente. Estos principios se extienden a otras plataformas de evaporación/concentración que se adaptan a diferentes necesidades intrínsecas al tamaño de la muestra, el número y los resultados deseados.
Evaporadores de purga de gas
Los evaporadores de purga de gas introducen calor y nitrógeno a través de agujas verticales para volatilizar el solvente y promover el enfriamiento por evaporación. Este procedimiento es especialmente útil con placas de múltiples pocillos en preparación para protocolos HTS o GC/LC-MS, aunque es aplicable para múltiples muestras de hasta aproximadamente un litro de volumen.
Concentración basada en centrifugación al vacío
La concentración basada en centrifugación al vacío puede manejar hasta cientos de muestras más pequeñas y puede maximizar el rendimiento de los procedimientos de extracción o acelerar la evaporación al distribuir los volúmenes iniciales en muchos recipientes más pequeños. Una vez más, existe un delicado equilibrio entre el enfriamiento por evaporación y la sensibilidad al calor a medida que el enfriamiento se estabiliza y luego disminuye. Es fundamental controlar la temperatura y el flujo correctos de nitrógeno. Los cubos del rotor centrífugo generan calor a alta velocidad que puede dañar las muestras a menos que la instrumentación esté refrigerada con un sistema de enfriamiento controlado.
Liofilización para preservación biológica
Finalmente, para la preservación de la actividad biológica, especialmente para muestras de gran volumen y altamente sensibles al calor, la liofilización suele ser óptima. En este caso, la paciencia es primordial, ya que las muestras primero deben congelarse completamente antes de aplicar calor y vacío para sublimar agua u otros disolventes.
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Conclusiones finales
Existe una gama versátil de instrumentación para evaporar disolventes y concentrar muestras químicas y biológicas, para las cuales las consideraciones de sensibilidad al calor y volatilidad deben coordinarse con el número y tamaño de la muestra.
Fuente: Lab Manager | A Critical Factor in Choosing the Right Lab Evaporator
