5. MATERIAL Y MÉTODOS 31
5.3. Técnicas espectroscópicas 39
5.3.1. Espectroscopia infrarroja (FT-IR)
Cada compuesto orgánico presenta un espectro de infrarrojo característico por lo que éste puede emplearse junto a otras técnicas para proceder a su identificación.
El espectro de infrarrojo se obtiene haciendo incidir una radiación electromagnética de longitud de onda variable en la zona del infrarrojo sobre una delgada película del material. El espectro de la radiación resultante revela la existencia de bandas de absorción, debidas a vibraciones particulares de los grupos atómicos. La zona del infrarrojo medio (4000-400 cm-1) es especialmente útil ya que corresponde a las absorciones energéticas
asociadas a frecuencias vibracionales de los enlaces moleculares. Solamente son activas en el infrarrojo las vibraciones que entrañan una variación del momento dipolar eléctrico.[91]
Si se expone la muestra a radiación infrarroja se puede detectar la luz transmitida, es decir puede evaluarse la cantidad de energía absorbida para cada longitud de onda (en la práctica se utiliza el número de onda) como porcentaje de transmitancia (%T). En función de la naturaleza de los enlaces presentes en la molécula, la longitud de onda de la absorción variará puesto que cada enlace molecular presenta niveles vibracionales de distinta energía. De éste modo se pueden asignar los distintos grupos funcionales presentes en la muestra mediante la observación de las bandas correspondientes a las frecuencias de absorción de los distintos grupos moleculares.
Entre los distintos métodos de muestreo en espectroscopia infrarroja el ATR (Attenuated Total Reflectance), también conocido como IRS (Internal Reflection Spectroscopy), permite el análisis de muestras poliméricas de baja transmisión (muestras opacas) sin necesidad de disolverlas o formar pastillas con sales de iones no absorbentes de radiación IR, como el KBr. Éste accesorio se basa en un método de contacto en el cual está presente un cristal o material cristalino con un elevado índice de refracción que permite la penetración de la radiación infrarroja dentro de la muestra. Esta técnica presenta una mayor sensibilidad pero su coste también resulta elevado.[92][93]
Los espectros de absorción de infrarrojos se registraron en un espectrómetro de transformada de Fourier FT-IR 4100 Jasco controlado por ordenador mediante el software Spectra Análisis. El espectrómetro está acoplado con un accesorio de reflexión total atenuada (ATR) modelo Specac MKII Golden Gate Heated Single Reflection Diamond ATR, de reflexión única, con una placa superior de cristal de diamante, lentes de ZnSe y un controlador de temperatura de alta estabilidad West 6100+ (figura 5.7).
La absorción de la muestra se registró en el rango de los 4000-550 cm-1 acumulándose
32 barridos en cada análisis. La medida se realiza sobre la superficie del material, por lo que se analizaron tanto las probetas fabricadas como las muestras en polvo sin necesidad de efectuar ningún tratamiento previo.
Figura 5.7-Equipo FTIR 4100 Jasco.[95]
5.3.2. Espectroscopia de Resonancia Magnética Nuclear (RMN)
La técnica de RMN se utiliza para complementar la información obtenida por FT-IR y verificar la constitución química de la molécula y la disposición de sus enlaces. Además, permite determinar la presencia de grupos terminales asociados a muestras de bajo peso molecular (monómeros u oligómeros). A su vez, esta técnica puede utilizarse para efectuar el seguimiento de una reacción de polimerización, considerando que ésta ha finalizado cuando no se detectan trazas de monómero u oligómero. También es una técnica especialmente útil para comprobar la ausencia de reacciones secundarias que den lugar a moléculas.
La espectroscopia de resonancia magnética nuclear es una técnica espectroscópica basada en la energía necesaria para efectuar un cambio de orientación de los espines de ciertos núcleos atómicos. Los núcleos activos son los que disponen de un momento magnético nuclea resultante, es decir un spin no nulo. Esta condición no la cumplen los núcleos con número másico par (como el 12C, 16O, 32S), pero si núcleos fundamentales en
compuestos orgánicos como son el 1H y el 13C.[91]
El análisis de RMN se realiza en disolución, utilizando disolvente que no contengan los núcleos a analizar. Para adquirir los espectros de 1H-RMN del polibutileno succinato, se
utilizó una cantidad de muestra de unos 20 mg, 1mL de CDCl3 como solvente y
tetrametilsilano como referencia interna. El equipo utilizado fue un Bruker AMX300 y la temperatura de trabajo 25ºC.
5.3.3. Espectroscopia de absorción (UV-Vis)
La técnica de espectroscopia de absorción, de la misma manera que la de FT-IR y RMN, se basa en la absorción de energía de una longitud de onda (λ) determinada, y que es característica de algunos grupos distintivos (p.e. aromáticos y cromóforos) del compuesto químico estudiado. En este caso, la absorción de luz ultravioleta y visible se produce cuando los electrones de una molécula pasan de un orbital de baja energía (p.e.
enlazante) a otro orbital de mayor energía (p.e. no enlazante), es decir, cuando los electrones son excitados.
La diferencia energética entre estos orbitales moleculares se relaciona con las longitudes de onda de las ondas absorbidas. Dichas longitudes de onda se encuentran entre 190 y 780 nm y por tanto en la zona del espectro de absorción ultravioleta-visible (UV-Vis). En el espectro UV-Vis normalmente sólo se aprecian 2 ó 3 grandes bandas y en general son anchas, debido a que los electrones pueden tener muchos niveles energéticos dependiendo del entorno (vibraciones y/o rotaciones). Es por este motivo que se suele representar como un solo nivel energético lo que en realidad son muchos subniveles. El espectrofotómetro recoge todas estas pequeñas variaciones de absorción y da una banda ancha, obteniendo como resultado el valor de la transmitancia máxima.[96]
Figura 5.8-Espectrofotómetro SHIMADZU UV-3600.
En este trabajo, para la espectroscopia de absorción se utilizó un espectrofotómetro SHIMADZU UV-3600 (figura 5.8), para cuantificar los ensayos de liberación de la CHX, el IBU y el TCS. Las muestras líquidas recogidas se depositan en una cubeta de cuarzo y la absorbancia se lee a una longitud de onda, determinada previamente, como aquella en la que la droga disuelta en el medio utilizado presenta una absorbancia máxima. Para determinar la concentración de CHX, IBU y TCS en las muestras sus absorbancias fueron procesadas usando una curva patrón o estándar determinada explícitamente para cada droga.