Estrategias de preconcentración combinadas in-line con la electroforesis capilar

• Autores: Alejandro García Vázquez
• Directores de la Tesis: Marta Calull Blanch (dir. tes.), Maria del Carme Aguilar Anguera (codir. tes.)
• Lectura: En la Universitat Rovira i Virgili ( España ) en 2017
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Francesc Borrull Ballarin (presid.), Antoni Roig Navarro (secret.), Manuela Hidalgo Muñoz (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ciencia y Tecnología Química por la Universidad Rovira i Virgili
• Materias:
  • Química
    • Química analítica
      • Análisis electroquímico
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en:  hdl.handle.net  TDX 
• Resumen

  • Los contaminantes orgánicos emergentes (EOCs) son un grupo de sustancias químicas que incluyen diferentes compuestos ampliamente utilizados en diversas actividades humanas e industriales. El alto consumo de fármacos, productos de cuidado e higiene personal (PCPs) y la aparición de nuevas drogas de abuso son algunas de las razones por las que ha aumentado la presencia de EOCs en muestras ambientales. Tras la exposición a este tipo de sustancias, éstas son asimiladas por el cuerpo y pueden ser detectadas en la orina, por lo que es de interés su determinación desde el punto de vista clínico, farmacológico y toxicológico. Por lo tanto, existe la necesidad de que se sigan desarrollando y mejorando los métodos analíticos para la determinación de este tipo de compuestos en diferentes matrices, tanto ambientales como biológicas.

    Por otra parte, las principales tendencias en el campo de la química analítica son miniaturizar y automatizar los métodos analíticos mejorando también a su vez la robustez y la sensibilidad de una manera simple y eficiente. La electroforesis capilar (CE) es una técnica que en los últimos años se ha empleado satisfactoriamente para el análisis de una gran cantidad de sustancias en diferentes tipos de muestras, no obstante, la baja sensibilidad que presenta cuando se utiliza en combinación con un detector ultravioleta-visible es una de sus principales limitaciones. Esta baja sensibilidad es debida en parte a las reducidas dimensiones de los capilares utilizados, haciendo que la cantidad de analito que se puede detectar sea muy baja, debido al pequeño paso óptico de la ventana de detección, y por otro otra contribución es la pequeña cantidad de muestra que se puede introducir en el capilar.

    Con el objetivo de solventar esta problemática, se han desarrollado diferentes estrategias que pueden aumentar la cantidad de analito presente en el capilar, ya que en muestras biológicas y ambientales los analitos se encuentran normalmente a bajos niveles de concentración. Concretamente, se han evaluado algunas estrategias de preconcentración para la determinación de diferentes familias de EOCs en las que nuestro grupo de investigación tiene experiencia, como antiinflamatorios no esteroideos (AINEs), filtros ultravioleta y catinonas sintéticas. Estas estrategias se basaron en la combinación in-line de la CE con técnicas de microextracción en fase líquida, como la single-drop microextraction (SDME), técnicas de microextracción fase sólida, como la in-line solid phase extraction (SPE) y técnicas de preconcentración electroforética, concretamente pressure-assisted electrokinetic injection (PAEKI). En primer lugar, se desarrolló un método basado en SDME-CE para la determinación de AINEs en muestras de orina y se optimizaron los principales parámetros que afectan a la SDME, como pH y composición de la muestra, proceso de formación y tamaño de la gota, tiempo de extracción y tiempo de inyección de la muestra. Con el empleo de la SDME, además de solventar la problemática de la baja sensibilidad de la CE, se consiguió el lavado de la muestra y la extracción de los analitos de una manera simple y automatizada reduciendo el tiempo de la manipulación de la muestra. El método desarrollado fue validado con muestras de orina y permitió el análisis de muestras de pacientes que estaban bajo tratamiento médico. En otro estudio, se desarrolló un método basado en in-line SPE-CE para la determinación de catinonas en muestras de orina. Debido al carácter quiral de las catinonas y teniendo en cuenta que los diferentes enantiómeros presentan propiedades diferentes, fue necesaria la separación enantiomérica de los compuestos. Se estudiaron diferentes parámetros de la técnica in-line SPE que influyen en el proceso de preconcentración como el tiempo de elución y de carga de la muestra. Con el método desarrollado se consiguió tanto la separación enantiomérica como la preconcentración de los compuestos estudiados, posibilitando la determinación de catinonas sintéticas en muestras de orina. Finalmente, se desarrolló un método basado en la aplicación de una técnica de preconcentración electroforética, en concreto, PAEKI para el análisis de filtros ultravioleta. Se estudiaron los principales parámetros que afectan al proceso de preconcentración mediante la técnica PAEKI, como el pH de la muestra, la presión y voltaje aplicado durante la inyección y el tiempo de carga de la muestra. El método fue validado en muestras estándares, obteniéndose elevados factores de preconcentración, lo que demuestra el potencial de PAEKI como técnica para mejorar la sensibilidad de CE.