Análisis polarimetría en industria, investigación y desarrollo
Análisis de sustancias ópticamente activas mediante la determinación del ángulo de rotación
Un polarímetro es un aparato utilizado para determinar la dirección de polarización de la luz y la rotación de sustancias ópticamente activas. Estas sustancias incluyen azúcares, aminoácidos y otras moléculas quirales. Por eso la polarimetría es un método analítico importante en química, farmacia, análisis de alimentos y bioquímica. La medida distingue entre dos variables.
Ángulo de rotación óptica – Es el valor medido que indica la rotación del plano de polarización.
Ángulo de rotación específico – Es el valor que tiene en cuenta la concentración de la muestra y la longitud del tubo de medición.
Para determinar con fiabilidad estos parámetros de medición, el polarímetro debe registrar con precisión la trayectoria de la luz polarizada y la rotación resultante. Esto plantea la cuestión de cómo se construye técnicamente un polarímetro y cómo funciona el proceso de medición.
¿Cómo funciona un polarímetro?
Los instrumentos analíticos miden el cambio en el plano de polarización de la luz polarizada linealmente después de que haya entrado en contacto con una sustancia ópticamente activa (quiral) (por ejemplo, azúcar). En esta interacción, la dirección de polarización de la onda luminosa gira un ángulo determinado: el ángulo de rotación.
Ejemplo: la sacarosa (abajo) gira el plano de polarización en el sentido de las agujas del reloj, mientras que la fructosa (arriba) lo hace en sentido contrario. Esto permite distinguir claramente las dos sustancias entre sí.
El ángulo de rotación proporciona información valiosa sobre la estructura molecular, la pureza y la concentración de la sustancia analizada.
La funcionalidad de este método de análisis sólo puede comprenderse plenamente si se conocen determinadas propiedades de las muestras analizadas. Esto se debe a que no todas las sustancias afectan a la luz polarizada: esta capacidad está ligada a determinadas características e influencias.
Propiedades de las muestras e Influencias en la medición
Quiralidad
La quiralidad describe la propiedad fundamental de una molécula de no ser congruente con su imagen especular. La actividad óptica utilizada en polarimetría sólo se produce con moléculas quirales. Su estructura espacial corresponde a una imagen especular que no puede armonizarse mediante rotación. Un ejemplo son nuestras propias manos: la mano izquierda corresponde a la molécula, la derecha a su imagen especular; a pesar de la rotación, nunca encajan exactamente una encima de la otra. Muchos compuestos químicos muestran exactamente este comportamiento. Debido a su falta de simetría, pueden girar el plano de polarización de la luz. Esta actividad óptica se mide y proporciona información sobre la estructura, la pureza y la composición.
Influencias en la medición
La temperatura, la longitud de onda de la luz y la longitud del camino óptico influyen en la actividad óptica y, por tanto, en el valor medido. La longitud óptica viene determinada por la longitud del tubo de medición o de la cubeta utilizada. Un camino óptico más largo da lugar a un ángulo de rotación mayor. El ángulo de rotación también aumenta al aumentar la concentración. Con la temperatura y longitud de onda, depende de la sustancia que se analice si se mide un ángulo de rotación mayor o menor al aumentar estas variables. Ejemplo: Mientras que el ángulo de rotación de la sacarosa disminuye al aumentar la temperatura, con el cuarzo es distinto: aumenta al aumentar la temperatura.
Enantiómeros
Los Enantiómeros son pares concretos de moléculas especulares. También pueden compararse favorablemente con nuestras manos: Ambas manos constan de los mismos "componentes" -la palma y los cinco dedos-, pero son imágenes especulares y no congruentes. Los Enantiómeros tienen la misma fórmula molecular y los mismos enlaces, pero difieren en su disposición espacial como imágenes especulares. Estas formas especulares pueden tener propiedades muy diferentes: un enantiómeros puede tener un sabor dulce y el otro amargo. Ejemplo: Limoneno = R-limoneno huele a naranja, S-limoneno huele a limón. Para medicamentos: Ejemplo: Ibuprofeno = medicamento con enantiómeros R y S (sólo el enantiómero S es farmacológicamente activo)
Importancia de la quiralidad y los Enantiómeros
Muchas sustancias farmacológicamente activas son quirales y, por tanto, se presentan como Enantiómeros. Aunque los Enantiómeros tienen la misma fórmula molecular y propiedades físicas casi idénticas -como la densidad o el índice de refracción-, son difíciles de distinguir o separar utilizando métodos o procesos convencionales como la HPLC (cromatografía líquida de alto rendimiento). Precisamente por eso son tan importantes métodos como la polarimetría, porque utilizan una propiedad diferente: la actividad óptica.
Los aparatos modernos, como el polarímetro KRÜSS Optronic, permiten medir con gran precisión el ángulo de rotación y ofrecen resultados reproducibles incluso con concentraciones muy bajas o muestras sensibles. Los innovadores sistemas de asistencia hacen que estos instrumentos sean especialmente adecuados para el control de calidad y la investigación farmacéutica.
Por qué se analizan los Enantiómeros en la industria farmacéutica
A pesar de su similitud estructural, los Enantiómeros pueden tener efectos biológicos completamente distintos . Esto se debe a que reaccionan de forma diferente con las enzimas, los receptores y otras estructuras biológicas diana, que a su vez son quirales. Esto da lugar a grandes diferencias en algunos casos:
- Mecanismo de acción
- Actividad farmacológica
- Toxicidad
- Efectos secundarios
- propiedades sensoriales (por ejemplo, olor, sabor)
Ejemplo: La sustancia talidomida – en el somnífero talidomida estaba presente como racemato (relación de enantiómeros 1:1). Un enantiómero tenía un efecto teratogénico, lo que significa que al ingerirlo provocaba malformaciones en el embrión. El trágico suceso que rodeó la producción de talidomida provocó la introducción de directrices legales en muchos países que deben observarse durante el desarrollo de medicamentos quirales.
Para cumplir las exigentes normas de la industria farmacéutica y la producción alimentaria, hemos desarrollado sistemas de asistencia de última generación que garantizan el máximo nivel de análisis de las sustancias ópticamente activas .
Polarímetros para zonas altamente reguladas
Serie P9000: Seguro. Conforme. Totalmente automático.
Con la nueva serie P9000, KRÜSS Optronic establece nuevos estándares en polarimetría. Los polarímetros miden con innovadores sistemas de asistencia y control inteligente de las muestras, así como con un control de temperatura estable de hasta ±0,1 °C.
- La muestra puede llenarse directamente en los dispositivos de medición de temperatura controlada y comprobarse en directo mediante una cámara. Las burbujas de aire, las partículas, las inhomogeneidades y los gradientes térmicos se detectan y evitan con fiabilidad.
- Un LED de estado indica que el sistema está listo para medir, mientras que el sistema comprueba continuamente la estabilidad de los valores medidos y sólo acepta valores que cumplan los criterios de calidad definidos.
La serie P9000 ofrece resultados fiables, ahorra tiempo y cumple los requisitos normativos más exigentes, como 21 CFR Parte 11 y Anexo 11 de la UE.
Sistemas de videoasistencia serie P9000
Estás viendo un contenido de marcador de posición de YouTube. Para acceder al contenido real, haz clic en el siguiente botón. Ten en cuenta que al hacerlo compartirás datos con terceros proveedores.
Más informaciónNormas y directrices
Calidad de medición certificada según normas mundiales
Puedes utilizar un polarímetro para determinar las propiedades características de las sustancias sin alterarlas ni destruirlas químicamente. Estos analizadores se utilizan de acuerdo con especificaciones normalizadas, sobre todo para aplicaciones sensibles y muy reguladas. Los dispositivos de medición deben cumplir las normas de la industria (p. ej. por ejemplo, GMP, GAMP 5) o funciones exigidas por las normas, por ejemplo, de acuerdo con 21 CFR Parte 11 (por ejemplo, audit trail).
Las normas en polarimetría regulan las condiciones ambientales y la preparación de las muestras, así como las tolerancias de medición, las propiedades y el equipamiento de un aparato o medio de calibración bajo el aspecto de «mejores prácticas». Si utilizas los analizadores de acuerdo con especificaciones normalizadas, puedes garantizar que las mediciones se realizan correctamente y según procedimientos reproducibles.
A continuación encontrarás un resumen de todas las normas y directivas que conocemos en las que se hace referencia a la polarimetría. Observación: Esta es una breve visión general. Estaremos encantados de comentarte qué especificaciones cumplen los distintos modelos de polarímetro de A.KRÜSS en una consulta personal. No dudes en ponerte en contacto con nosotros.
Muestras y valores medidos
Ángulo de rotación de las sustancias ópticamente activas para cada industria
Se mide el ángulo de rotación de las sustancias ópticamente activas en los líquidos. Los valores determinados se utilizan para el control de calidad en la producción de principios activos farmacéuticos y para comprobar la identidad de las sustancias quirales en el laboratorio de entrada y salida de mercancías.
En las industrias alimentaria, del almidón y del azúcar, las mediciones polarimétricas se utilizan para determinar la concentración y la pureza. Como cada industria tiene sus propios requisitos para esta tecnología de medición, ofrecemos una amplia gama de aparatos y tubos de medición diferentes para satisfacer esas necesidades.
¿Qué sustancias pueden medirse?
A continuación encontrarás un resumen completo de varias muestras y sus ángulos de rotación específicos. La mayoría de los datos se refieren a condiciones de medición estándar (T = 20 °C y λ = 589 nm). Las condiciones divergentes se anotan en consecuencia.
Nota: Este resumen proporciona una orientación inicial. ¿Qué modelos se adaptan mejor a tus tareas de medición específicas en una consulta personal. Ponte en contacto con nosotros en cualquier momento.
Campos de aplicación típicos
Amplia gama de aplicaciones. Resultados precisos.
El análisis de sustancias ópticamente activas es uno de los métodos de control de calidad más importantes en las industrias farmacéutica, química, cosmética, alimentaria y de bebidas. Este método puede utilizarse para determinar la identidad y la calidad de las sustancias y su concentración en las mezclas. También se puede analizar el progreso de las reacciones y la transformacion de sustancia.
La industria farmacéutica utiliza los dispositivos de medición para garantizar una perfecta separación de los enantiómeros, determinar la concentración de sustancias ópticamente activas o analizar las relaciones entre las propiedades tóxicas y farmacológicas.
En la producción de alimentos, los analizadores comprueban la pureza de las materias primas o proporcionan información sobre la calidad del producto. La gama de aplicaciones de los dispositivos de medición es amplia.
A título informativo: A continuación encontrarás un resumen de los campos de aplicación típicos, las sustancias analizadas, las normas asociadas y los polarímetros KRÜSS Optronic recomendados por nosotros.
Cómo utilizarlo - Vídeos de productos
Dependiendo de la Aplicación, ofrecemos diversas soluciones para polarímetros, Estándares de calibración y accesorios.
- Además de nuestra nueva serie P9000, también está la probada serie serie P8000 con termorregulación de las muestras de agua.
- Utilizado principalmente con fines de formación, el P1000-LEDMide la rotación óptica según el principio de penumbra.
- Una solución económica es el modelo P3000Se utiliza cuando es suficiente una precisión de medición de ±0,01°.
- Con las placas de control de cuarzo certificadas por el PTB (OIML, ICUMSA y Pharmacopoeia), la calibración y el ajustage de los dispositivos de medición KRÜSS Optronic se pueden realizar de forma precisa y sencilla.
Cómo utilizarlo - Vídeos de productos
0:16
0:16
