Teorico 3 FIA

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ANÁLISIS POR INYECCIÓN EN FLUJO
FIA: Flow Injection Analysis
Dr. Martín F Desimone
Profesor Titular
Química Analítica Instrumental
Componentes de un equipo FIA
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 La automatización es utilizada para reducir los
costos de las operaciones en el laboratorio.
 Permite analizar un mayor número de muestras en
cortos intervalos de tiempo.
 Útil para todas aquellas situaciones con riesgo de
exposición (ej. muestras radioactivas).
 Análisis por Inyección en Flujo (Flow Injection
Analysis o FIA) es una técnica utilizada en
automatización.
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 Sistemas de flujos segmentados:
Las muestras se transportan a través del sistema hasta el detector por 
medio de un flujo acuoso, que contiene burbujas de aire próximas entre 
sí. 
Las burbujas de aire evitan la dispersión excesiva de la muestra, 
promueven la mezcla de las muestras y reactivos, y limpian las paredes 
del tubo (evitando la contaminación mutua entre muestras sucesivas). 
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Un sistema de este tipo para que sea reproducible requiere:
• Control estricto en las burbujas de aire, medir las señales cuando la
reacción haya alcanzado el estado estacionario y tiempos largos de
estabilización del sistema.
• Las burbujas de aire son compresibles, sus tamaños son difíciles de
calcular con exactitud, lo que introduce dificultades de
reproducibilidad en el sistema.
 Es el método de flujo continuo que más se aplica en la actualidad. 
 Se lo denomina método de inyección en flujo continuo no segmentado, (FIA 
directamente).
 Surge de la eliminación de las burbujas de aire de los sistemas anteriores. 
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 La ausencia de burbujas proporciona ventajas importantes como son:
◦ Ser un sistema reproducible, ya que no contiene componentes que 
introducen variabilidad en la medida, a diferencia de los flujos segmentados 
que contienen las burbujas de aire. 
◦ En FIA se observa una convección reproducible, lo que nos da idénticas 
condiciones físicas y químicas. Y siempre que el sistema no cambie, no se 
necesita alcanzar el estado estacionario de la reacción para hacer la 
medición de la misma. 
◦ Velocidades más rápidas de análisis (100-300 muestras/hora)
◦ Mejores tiempos de respuesta (menor a un minuto entra la inyección y la 
respuesta del detector)
◦ Tiempos de puesta en marcha y parada mucho más rápidos (menos de 5 
minutos para cada uno)
◦ Componentes más versátiles y sencillos, exceptuando el sistema de 
inyección.
 Solución Carrier: generalmente un buffer.
 Solución de reactivo.
 Bomba peristáltica: dispositivo en el que se presiona un fluido (líquido o gas)
en el interior de un tubo plástico mediante unos rodillos.
 Válvula tipo “T”: donde se introduce la muestra al flujo del carrier.
 Helicoide de reacción: el reactivo se difunde dentro del bolo de la muestra
originando el producto de reacción.
 Los inyectores y detectores empleados en FIA son similares a los utilizados en
HPLC.
 Los tamaños de muestra en FIA van desde 5 a 200 µl (en general 10 a 30µl).
 Es clave la inyección rápida de la muestra (como una pulsación). Las
inyecciones no deben perturbar el flujo de la corriente transportadora.
 La detección en FIA se realiza con instrumentos de absorción y emisión
atómicas, fluorímetros, sistemas electroquímicos, refractómetros,
espectrofotómetros y fotómetros (más comunes).
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 Después de la inyección de la muestra, la zona de la misma tiene un perfil de 
concentración rectangular (a). 
 Al moverse en el interior del tubo, tiene lugar un ensanchamiento de la banda o
dispersión. 
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Distribución en el 
tubo
Respuesta en 
función del 
tiempo
Dispersión: convección + difusión
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1)Convección: resulta del flujo laminar que en el centro del fluido se mueve más 
rápido que en el líquido adyacente a las paredes (b). 
2)Difusión: dos tipos de difusión: la radial, o perpendicular a la dirección del flujo, 
y longitudinal, o paralela al flujo. Ésta última no es significativa en tubos 
estrechos.
3)FIA se suele realizar en condiciones donde la dispersión se produce por 
convección y por difusión radial (C). La difusión radial desde las paredes hacia el 
centro deja libres las paredes, eliminando la contaminación mutua entre muestras.
El perfil de la zona resultante viene determinado por dos 
fenómenos:
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 La dispersión D se define como: D = Co / C
Co = concentración de analito de la muestra 
inyectada 
C = concentración del pico en el detector.
 Se mide inyectando una solución de colorante de 
concentración conocida Co y luego midiendo la 
absorbancia en la celda de flujo continuo. 
 Mediante una calibración con patrones del 
colorante, se calcula C a partir de la ley de Beer.
 El coeficiente de dispersión es muy útil ya que 
permite comparar diferentes sistemas de FIA. 
Además permite monitorear el grado de dilución 
que sufre la muestra al hacer algún cambio en el 
sistema.
Dispersión
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 La dispersión está influenciada por tres variables interrelacionadas 
y controlables, denominadas:
 volumen de muestra, 
 longitud del tubo y 
 velocidad de bombeo. 
Para volúmenes grandes de muestra, 
la dispersión llega a la unidad, ya que 
no hay dilución del analito en el 
carrier. En FIA se trabaja con valores 
de dispersión mayores a 1, que 
permiten el mezclado entre muestra, 
carrier y reactivo.
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 En la figura se 
analiza el efecto 
de la longitud del 
tubo. 
 A mayor longitud 
de tubo mayor 
Dispersión.
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Bomba peristáltica
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Inyector
Detectores
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Talanta. Vol 179, 2018, Pages 246-270
Ejemplos
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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.
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Separaciones
Extracciones
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Talanta. Vol 179, 2018, Pages 246-270
Talanta. Vol 179, 2018, Pages 246-270
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Ejemplos de análisis por FIA
Ejemplos de análisis por FIA
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Determinación de paraquat en orina 
utilizando un sistema de inyección en 
flujo continuo
Acta Bioquím Clín Latinoam 2008; 42 (2): 251-9
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Concentraciones de reactivos y temperatura
Longitud y caudal
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Sensors and Actuators B 257 (2018) 16–22 
Flow injection analysis in lab-on-paper format
Intensidad de la señal a 
diferentes distancias de 
inyección
Tiempo requerido para 
llegar al detector según la 
distancia de la inyección
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Curva de calibración
FIN