Hispanopedia Wiki
Articulo de referencia

Análisis colorimétrico

Un colorímetro Duboscq, de 1870, que permitía la comparación visual de las absorciones en dos columnas de fluidos mientras se ajustaban sus profundidades. Colorímetro para análi...

Hispanopedia WikiContenido en espanolLectura gratuita
Un colorímetro Duboscq, de 1870, que permitía la comparación visual de las absorciones en dos columnas de fluidos mientras se ajustaban sus profundidades.
Colorímetro para análisis de NO 2 , Laboratorio de Investigación de Nitrógeno Fijo, ca. 1930

En química física y analítica , el análisis colorimétrico es un método para determinar la concentración de compuestos o iones coloreados en solución . [ 1 ] Es aplicable a compuestos orgánicos , compuestos inorgánicos e iones. A menudo, el análisis se completa con la ayuda de un reactivo que reacciona con el analito para producir un producto coloreado . En ocasiones, se requiere una etapa enzimática . El método se utiliza ampliamente en laboratorios médicos y con fines industriales, por ejemplo, en el análisis de muestras de agua relacionadas con el tratamiento de aguas industriales .

Un colorímetro es un dispositivo que se utiliza para medir la absorbancia de una solución a una longitud de onda específica de luz (no debe confundirse con el colorímetro tristímulo, que se utiliza para medir colores en general). Para usar el colorímetro, se deben preparar diferentes soluciones, incluyendo una solución de control o referencia de concentración conocida. Con un colorímetro visual, por ejemplo, el colorímetro de Duboscq ilustrado, se puede variar la longitud del recorrido de la luz a través de las soluciones mientras se compara la luz filtrada que las atraviesa para verificar la coincidencia visual. Se considera que la concentración multiplicada por la longitud del recorrido es igual cuando los colores coinciden, por lo que la concentración de la solución desconocida se puede determinar mediante proporciones simples. [ 2 ] Los tubos de Nessler funcionan con el mismo principio.

También existen colorímetros electrónicos automatizados; antes de su uso, deben calibrarse con una cubeta que contenga la solución de control. La concentración de una muestra se puede calcular a partir de la intensidad de la luz antes y después de que la atraviese, utilizando la ley de Beer-Lambert . Los analizadores fotoeléctricos se popularizaron en la década de 1960. El color o la longitud de onda del filtro elegido para el colorímetro es de suma importancia, ya que la longitud de onda de la luz transmitida por el colorímetro debe coincidir con la absorbida por la sustancia que se está midiendo. Por ejemplo, el filtro de un colorímetro podría ajustarse al rojo si el líquido es azul.

Equipo

El equipo necesario consiste en un colorímetro , cubetas y un reactivo colorimétrico adecuado. El proceso puede automatizarse, por ejemplo, mediante un autoanalizador o mediante análisis por inyección en flujo . Recientemente, los análisis colorimétricos desarrollados para colorímetros se han adaptado para su uso con lectores de placas con el fin de acelerar el análisis y reducir la generación de residuos. [ 3 ]

Ensayos colorimétricos

Los ensayos colorimétricos utilizan reactivos que experimentan un cambio de color medible en presencia del analito . Se utilizan ampliamente en bioquímica para detectar la presencia de enzimas, compuestos específicos, anticuerpos, hormonas y muchos otros analitos. Por ejemplo,

  • El para-nitrofenilfosfato se convierte en un producto amarillo por acción de la enzima fosfatasa alcalina .
  • El azul de Coomassie es un colorante aromático que se une a proteínas aromáticas y residuos de aminoácidos con carga positiva dentro de la estructura proteica. [ 4 ] La interacción de unión produce un desplazamiento del espectro, lo que permite la medición cuantitativa de la concentración de proteínas. Un ensayo colorimétrico similar, el ensayo del ácido bicinchonínico , utiliza una reacción química para determinar la concentración de proteínas.
  • El ensayo de Biuret utiliza un reactivo de Biuret que se torna púrpura en presencia de proteínas debido a la quelación de sales de cobre en una solución alcalina. [ 5 ]
  • Los inmunoensayos ligados a enzimas utilizan anticuerpos complejos con enzimas para detectar antígenos. La unión del anticuerpo se suele inferir a partir del cambio de color de reactivos como el TMB .

Métodos no enzimáticos

Ejemplos

Calcio

Complejo de calcio + o-cresolftaleína → complejo coloreado [ 6 ]

Cobre

Cobre + disulfonato de batocuproína → complejo coloreado [ 7 ]

Creatinina

Creatinina + picrato → complejo coloreado [ 8 ]

Hierro

Hierro + disulfonato de batofenantrolina → complejo coloreado [ 9 ]

Fosfato (inorgánico)

Fosfato + molibdato de amonio + ácido ascórbico → complejo de color azul [ 10 ]

Métodos enzimáticos

En el análisis enzimático (ampliamente utilizado en laboratorios médicos ), la reacción de color está precedida por una reacción catalizada por una enzima . Dado que la enzima es específica para un sustrato particular , se pueden obtener resultados más precisos. El análisis enzimático siempre se realiza en una solución tampón a una temperatura específica (generalmente 37 °C) para proporcionar las condiciones óptimas para la acción de las enzimas. A continuación se presentan algunos ejemplos.

Ejemplos

Colesterol (método CHOD-PAP)

  1. Colesterol + oxígeno --(enzima colesterol oxidasa )--> colestenona + peróxido de hidrógeno
  2. Peróxido de hidrógeno + 4- aminofenazona + fenol --(enzima peroxidasa )--> complejo coloreado + agua [ 11 ]

Glucosa (método GOD-Perid)

  1. Glucosa + oxígeno + agua --(enzima glucosa oxidasa )--> gluconato + peróxido de hidrógeno
  2. Peróxido de hidrógeno + ABTS --(enzima peroxidasa )--> complejo coloreado [ 12 ]

En este caso, ambas etapas de la reacción están catalizadas por enzimas.

Triglicéridos (método GPO-PAP)

  1. Triglicéridos + agua --(enzima esterasa )--> glicerol + ácido carboxílico
  2. Glicerol + ATP --(enzima glicerol quinasa )--> glicerol-3-fosfato + ADP
  3. Glicerol-3-fosfato + oxígeno --(enzima glicerol-3-fosfato oxidasa ) --> dihidroxiacetona fosfato + peróxido de hidrógeno
  4. Peróxido de hidrógeno + 4- aminofenazona + 4- clorofenol --(enzima peroxidasa )--> complejo coloreado [ 13 ]

Urea

  1. Urea + agua --(enzima ureasa )--> carbonato de amonio
  2. Carbonato de amonio + fenol + hipoclorito ----> complejo coloreado [ 14 ]

En este caso, solo la primera etapa de la reacción está catalizada por una enzima. La segunda etapa no es enzimática.

Abreviaturas

  • CHOD = colesterol oxidasa
  • Dios = glucosa oxidasa
  • GPO = glicerol-3-fosfato oxidasa
  • PAP = fenol + aminofenazona (en algunos métodos, el fenol se reemplaza por 4-clorofenol , que es menos tóxico).
  • POD = peroxidasa

Métodos ultravioleta

En los métodos ultravioleta (UV) no se observa ningún cambio de color visible, pero el principio es exactamente el mismo: la medición de la variación en la absorbancia de la solución. Los métodos UV suelen medir la diferencia de absorbancia a una  longitud de onda de 340 nm entre el dinucleótido de nicotinamida y adenina (NAD) y su forma reducida (NADH).

Ejemplos

Piruvato

Piruvato + NADH --(enzima lactato deshidrogenasa )--> L-lactato + NAD [ 15 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑ Housecroft, Catherine; Constable, Edwin (2006). Química: una introducción a la química orgánica, inorgánica y física . Pearson Education. pp. 349–353 . ISBN  978-0-13-127567-6.
  2. ↑ Louis Rosenfeld (1999). Cuatro siglos de química clínica . CRC Press. págs. 255–258 . ISBN  978-90-5699-645-1.
  3. ↑ Greenan, NS, RL Mulvaney y GK Sims. 1995. "Un método a microescala para la determinación colorimétrica de urea en extractos de suelo". Commun. Soil Sci. Plant Anal. 26:2519-2529.
  4. ↑ Astrof, Nathan S.; Horowitz, Gail (10 de julio de 2018). "Experimentos de colorimetría de proteínas que incorporan discrepancias intencionales y narrativas históricas". Journal of Chemical Education . 95 (7): 1198– 1204. Bibcode : 2018JChEd..95.1198A . doi : 10.1021/acs.jchemed.7b00633 .
  5. ↑ Bianchi-Bosisio, A. (2005). "PROTEÍNAS | Muestras fisiológicas". Enciclopedia de la ciencia analítica . págs. 357–375 . doi : 10.1016/B0-12-369397-7/00494-5 . ISBN  978-0-12-369397-6.
  6. ↑ Ray Sarkar y Chauhan (1967) Anal. Biochem. 20:155
  7. ^ Zak, B. (1958) Clin. Chim. Acta. 3:328
  8. ↑ Hawk, Oser y Summerson, Química fisiológica práctica , Churchill, Londres, 1947, págs. 839-844
  9. ↑ Referencia a continuación
  10. ↑ Heidari-Bafroui, Hojat; Ribeiro, Brenno; Charbaji, Amer; Anagnostopoulos, Constantine; Faghri, Mohammad (2020-10-16). "Caja de luz infrarroja portátil para mejorar los límites de detección de dispositivos de fosfato basados ​​en papel" . Measurement . 173 108607. doi : 10.1016/j.measurement.2020.108607 . ISSN 0263-2241 . S2CID 225140011 .  
  11. ↑ Referencia a continuación
  12. ^ Rey y Wielinger (1970) Z.analyt. química. 252:224
  13. ↑ Referencia a continuación
  14. ↑ Fawcett y Scott (1960) J. Clin. Pathol. 13:156
  15. ↑ Referencia a continuación