La transferencia por cánula o canulación es un conjunto de técnicas sin aire que se utilizan con una línea Schlenk para transferir muestras de líquido o solución entre recipientes de reacción a través de cánulas , evitando la contaminación atmosférica. Si bien las jeringas no son lo mismo que las cánulas, las técnicas siguen siendo relevantes. [1]
Existen dos métodos populares de transferencia mediante cánula: el vacío y la presión. Ambos utilizan diferencias de presión entre dos vasos para impulsar el fluido. A menudo, la principal dificultad que se presenta es la transferencia lenta debido a la alta viscosidad del fluido.
Los septos ( sg.: septum ) son tapones de goma que se utilizan para sellar frascos o botellas. Proporcionan un sellado hermético, evitando la entrada de aire, pero pueden ser perforados por agujas o cánulas afiladas.
Las cánulas son tubos huecos y flexibles. Su diámetro interior suele ser de calibre 16 a 22. [ 2 ] Por lo general, están hechas de acero inoxidable o PTFE por su resistencia química. Las cánulas de acero inoxidable suelen tener entre 60 y 90 cm de largo, debido a su relativa inflexibilidad, mientras que las de PTFE pueden ser mucho más cortas. Los extremos suelen ser afilados y no perforantes, lo que les permite perforar fácilmente un tabique de goma sin obstruirse con partículas de goma. Las puntas planas tienden a proporcionar una transferencia de fluidos más completa.
Las cánulas de acero inoxidable tienden a colapsarse cuando se cortan con un cortaalambres. La mejor manera de cortarlas es utilizando un cortatubos del tamaño adecuado. Otros trabajadores recomiendan marcar profundamente la cánula con una lima triangular y luego partir bruscamente la sección debilitada. [2]
Se suelen utilizar agujas de calibre ancho y similar. A diferencia de las agujas hipodérmicas que se utilizan a veces en el laboratorio de química, estas agujas tienden a reutilizarse debido al coste. Las agujas largas pueden ser lo suficientemente flexibles como para doblarse en forma de U; las agujas más cortas no suelen serlo.
Las jeringas de polipropileno que se utilizan para aplicaciones médicas son las más económicas. Si bien el material es relativamente resistente a los solventes, aunque están diseñadas principalmente para soluciones acuosas, puede producirse cierta degradación o lixiviación del contenido. En particular, el sello de goma negro puede hincharse y hacer que el émbolo se atasque.
Las jeringas de vidrio herméticas a los gases tienen una mejor resistencia a los disolventes, aunque tienden a tener más fugas que las jeringas de plástico. Las grasas utilizadas en el cuerpo pueden filtrarse en el contenido. También existen jeringas de vidrio con un sello de teflón en el émbolo, pero son más caras. Suelen utilizarse para microjeringas (que suelen contener menos de 100 μL). Se prefieren los conectores Luer , ya que las agujas quedan bloqueadas incluso a mayor presión, por ejemplo, al transferir líquidos viscosos. [3]
Las cánulas y agujas deben enjuagarse rápidamente con un disolvente adecuado para evitar daños por corrosión imperceptibles en el acero inoxidable. Dado que suelen utilizarse para trabajos sensibles al aire, se suelen guardar en un horno caliente para reducir la adsorción de moléculas de agua. Antes de su uso, suelen someterse a tres ciclos de llenado al vacío para eliminar cualquier rastro de aire.
Esta técnica se ha descrito con detalles ilustrados. [4] [5] [6]
Los dos extremos de la cánula se insertan a través de los tabiques que cubren los frascos de donación y recepción. La cánula se extiende por debajo de la superficie del líquido que se va a transferir. Se aplica vacío al frasco de recepción y la baja presión relativa al frasco de donación hace que el líquido fluya a través de la cánula.
Las transferencias por vacío corren el riesgo de introducir aire en el sistema, lo que estropea el ambiente libre de aire. La pérdida de fluido por evaporación es otro problema, aunque menos cuando el fluido es un líquido puro que cuando se trata de una solución de concentración conocida.
El matraz receptor está conectado a su propio burbujeador de gas , mientras que el matraz donante está conectado a una fuente de gas inerte. Al aumentar la presión del gas inerte, la presión dentro del matraz donante se eleva por encima de la del matraz receptor y el líquido pasa a través de la cánula. [2]
Las transferencias de presión pueden ser lentas. Las líneas de gas inerte suelen ventilarse a través de un burbujeador de gas colocado en línea para evitar la sobrepresión. Los respiraderos deben aislarse tapando la salida del burbujeador o deteniendo la salida de gas inerte con una llave de paso o una abrazadera de presión para garantizar una presión suficiente para completar la transferencia. El uso de un burbujeador de mercurio en lugar de uno lleno de aceite solía ser popular, pero ya no se usa debido a la dificultad de lidiar con los derrames de mercurio.
Si se llena con cuidado la cánula por completo con cualquiera de las técnicas anteriores y luego se permite que las presiones dentro de los vasos se igualen, se puede colocar un sifón . Esta disposición permite la adición lenta de un fluido a un recipiente de reacción; la velocidad de adición se puede controlar ajustando la altura relativa del recipiente donante.
Al manipular material pirofórico (por ejemplo, terc-butillitio y trimetilaluminio ), las trazas del compuesto en la punta de la aguja o cánula pueden encenderse y provocar una obstrucción. Algunos trabajadores prefieren colocar la punta de la aguja o cánula en un tubo de vidrio corto enjuagado con un gas inerte y sellado mediante dos tapones. [3]
En lugar de exponer la punta de la aguja al aire, se la retira hacia el interior del tubo inertizado. Si se desea, se la puede insertar en un matraz a través de dos tapones (uno en el tubo y otro en el matraz). De esta manera, se eliminan los incendios en la punta de la aguja, lo que reduce los peligros obvios. Además, hay una menor tendencia a que la punta de la aguja se obstruya debido a la reacción de trazas del reactivo con el aire para generar sales.
La filtración se realiza más fácilmente utilizando un filtro de jeringa . Los filtros de PTFE tienden a ser más resistentes a los químicos; los filtros de nailon lo son menos.
Se puede utilizar una cánula o un filtro de varilla . El filtro de varilla es un tubo de vidrio corto sellado en un extremo con un septo y sellado en el otro con papel de filtro o frita de vidrio sinterizado. [3]
Para volúmenes mayores, puede ser preferible conectar los matraces donante y receptor mediante juntas de vidrio esmerilado a un tubo de filtro de vidrio sinterizado.
Cánulas sensibles al aire:
1: Presión de entrada (gas entrante) 2: Presión de salida (burbujeador de aceite naranja) 3: Matraz superior con líquido de transferencia (amarillo) para transferir 4: Matraz receptor inferior/líquido transferido (amarillo)
5: Cánula de transferencia de líquido 6: Tabique (naranja) en el matraz de transferencia 7: Tabique (naranja) en el matraz receptor 8: Regulador de control de presión/llave de paso
9: Tubo/línea de gas (no se muestra para mayor claridad, las flechas muestran la conectividad) 10: Cánula de gas 11: Llave de paso de jeringa de 2 vías 12: Jeringa hermética al gas
13: Se eliminó el gas/la presión del matraz 4 14: Se agregó gas/la presión al matraz 3
O = Llave de paso abierta; X = Llave de paso cerrada; flecha negra = Dirección del flujo de gas, flecha naranja = Dirección del flujo de líquido