Resumen de Evaluación y aplicaciones analíticas de los nanomateriales dendrímeros pamam y dióxido de zirconio mediante cromatografía líquida acoplada a espectrometría de masas
El crecimiento de la población y el desarrollo de la sociedad con la constante producción de nuevos productos y servicios, han conseguido importantes beneficios y mejoras en la calidad de vida de los ciudadanos, pero al mismo tiempo han provocado situaciones adversas para la calidad ambiental del planeta. Esto ocasiona una disminución en la cantidad y/o calidad de recursos naturales básicos como agua o energía así como la pérdida o amenaza a otros recursos relacionados con la biodiversidad o la salud ambiental. Esta situación demanda el desarrollo de nuevos sistemas de control, evaluación y remediación ambiental capaces de dar respuesta a las nuevas situaciones de deterioro ambiental de una manera rápida y efectiva. Esta tarea requiere investigación capaz de sustentar nuevas formas de evaluación de riesgos y normas que permitan hacer sostenible el desarrollo industrial. Su éxito estará asociado al futuro mantenimiento del medio ambiente tal como lo conocemos en la actualidad. Su aplicación efectiva requerirá el desarrollo de sistemas de evaluación química y biológica suficientemente eficaces como para permitir la medida de microcantidades o nanocantidades así como de sus efectos a corto y largo plazo.
Dentro de estos compuestos de preocupación emergente, por su novedad y ausencia de información están los nanomateriales, que constituyen una amplia familia cuyo mercado crece de forma exponencial. Es interesante indicar que el mayor porcentaje de estos nanomateriales, está destinado a productos de cuidado personal y fármacos, que son usos asociados a procesos de contaminación ambiental difusos. El crecimiento rápido del empleo de nanopartículas en la industria provoca una demanda de métodos de análisis para su caracterización física y toxicológica. A su vez el uso de nanopartículas permite el desarrollo de nuevas estrategias de análisis o mejora las ya existentes para el análisis de otros compuestos con fines de control medioambiental, alimentario, clínico o toxicológico.
En el análisis cualitativo y cuantitativo de nanomateriales, las técnicas de elección han de ser lo suficientemente sensibles como para poder detectar concentraciones trazas. Hasta el momento, el desarrollo de métodos analíticos basados en espectrometría de masas (MS) para el análisis de nanopartículas, todavía tiene algunas limitaciones.
Esta tesis explora las capacidades analíticas que la cromatografía líquida (LC) acoplada a MS, ofrece para la determinación de dendrímeros PAMAM en aguas y muestras biológicas, así como la aplicación de nanopartículas de ZrO2 en los procesos de tratamiento de muestra que tienen como fin mejorar el proceso analítico. Se aborda el desarrollo de nuevas metodologías analíticas mediante MS con analizador híbrido cuadrupolo-tiempo de vuelo (QToF), triple cuadrupolo (QqQ) y triple cuadrupolo-trampa de iones (QLIT) para la identificación y caracterización estructural de dendrímeros a partir de la asignación inequívoca de los diferentes estados de carga formados. Se evalúa la fiabilidad en la identificación de estos compuestos de forma automatizada mediante medida de masa exacta, siguiendo la influencia de la concentración de los contaminantes y el efecto de la matriz sobre los criterios de identificación. Estos son, la tolerancia de error en la medida de masa exacta y la intensidad relativa del ion precursor e iones productos del analito en el espectro de fragmentación de masas. También se evalúa la eficacia de nanopartículas de ZrO2 como adsorbentes en procesos de limpieza en la etapa de extracción de muestra, usando como criterio el número de compuestos presentes en diferentes matrices alimentarias.
Esta tesis está organizada en cinco capítulos. El primer capítulo incluye la introducción general y los objetivos e hipótesis de esta tesis. La introducción general, comienza con algunos aspectos básicos sobre Nanociencia y Nanotecnología. Seguidamente se expone el marco regulatorio actual que afecta a los nanomateriales. Se incluye un apartado sobre los distintos tipos de nanomateriales y sus clasificaciones más comunes, como las basadas en su composición química o tamaño. Se tratan además las metodologías analíticas empleadas para el tratamiento de muestras tanto ambientales como biológicas y sólidas y las técnicas de análisis más utilizadas con detalle de sus ventajas y limitaciones. Se incide de forma especial en los dendrímeros PAMAM que son los principales objetos de estudio en esta tesis. Para finalizar se incluye un apartado donde se detallan los objetivos que se abordan en cada uno de los tres capítulos siguientes. Cada uno de éstos está redactado en inglés y reproduce el texto íntegro de manuscritos que están publicados en revistas científicas. En el capítulo 5, se enumeran las principales conclusiones de la tesis.
Todas las referencias citadas en la introducción general, están incluidas al final de la misma, mientras que las referencias de los capítulos 2, 3 y 4, están recogidas en la publicación científica reproducida. Los índices de tablas, figuras y la lista de abreviaturas (acrónimos) se incluyen al final. La lista de artículos científicos publicados durante el periodo pre-doctoral; pero que no forman parte de esta tesis, también se incluyen como anexo.
