Análisis de plaguicidas en fruta y verdura mediante cromatografía de fluidos supercríticos acoplada a espectrometría de masas
- Autores: Victor Manuel Cutillas Juárez
- Directores de la Tesis: Amadeo Rodríguez Fernández-Alba (dir. tes.), Carmen María Ferrer Amate (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Almería ( España ) en 2022
- Idioma: español
- Títulos paralelos:
- Analysis of pesticides in fruit and vegetables using supercritical fluid chromatography coupled to mass spectrometry
- Tribunal Calificador de la Tesis: Horacio Heinzen González (presid.), María Jesús Martínez Bueno (secret.), Lukasz Rajski (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Química Avanzada por la Universidad de Almería
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: riUAL
- Resumen
- español
La aplicación de productos fitosanitarios y la evolución de estos anualmente, supone uno de los factores determinantes en el crecimiento del sector agrícola actual. No obstante, este tipo de productos requieren de un control para evitar que una aplicación errónea desemboque en un riesgo para la salud alimentaria y/o medioambiental. Las técnicas, sin duda, más empleadas para llevar a cabo el análisis de estos compuestos son la cromatografía líquida y la cromatografía de gases, ambas acopladas a analizadores de masa de triple cuadrupolo (QqQ). Estas técnicas cromatográficas abarcan un rango bastante amplio de plaguicidas de diversa polaridad que son capaces de detectar con elevada sensibilidad. Sin embargo, los fitosanitarios también se aplican a matrices denominadas complejas, entendiendo por matrices complejas aquellas que contienen una gran cantidad de compuestos químicos naturales que se extraen junto con los compuestos de interés y afectan seriamente a la selectividad del análisis. Estas matrices complejas pueden llegar a causar interferencias en el análisis e incluso degradar u obstruir los elementos asociados al equipo.
La cromatografía de fluidos supercríticos (SFC) surge como una alternativa a la cromatografía de líquidos (LC), además, también tiene la capacidad de acoplarse a fuentes de ionización de espectrometría de masas. Adicionalmente, debido a la particularidad de su fase móvil (dióxido de carbono en estado supercrítico), permite en términos generales que la ionización sea más eficiente. En definitiva, en muchos casos supone que el impacto negativo producido por las matrices complejas durante el análisis se vea minimizado cuando se emplea esta técnica cromatográfica. Teniendo en cuenta que en el ámbito de los análisis alimentarios existen matrices que suponen un reto analítico por su elevada complejidad como pueden ser las especias, esta técnica puede ser de gran utilidad para facilitar este tipo de análisis.
La cromatografía de fluidos supercríticos permite emplear métodos de detección multiresiduos muy similares a los empleados en cromatografía líquida, sin embargo, por las características fisicoquímicas de la fase móvil, también es útil para la detección de compuestos asociados a la cromatografía de gases. De nuevo, su eficiente mecanismo de ionización permite emplear temperaturas relativamente bajas en la fuente de ionización, dando lugar a que esta técnica sea útil para la detección de compuestos termolábiles que son problemáticos para su análisis con las técnicas cromatográficas convencionales. Por ello, es necesario definir qué familias químicas presentan una mayor sensibilidad usando cromatografía de fluidos supercríticos, así como establecer si también la polaridad juega un papel importante. Finalmente, el uso de dióxido de carbono (CO2), por su inocuidad ambiental, está alineado con el nuevo desarrollo de la Química Verde, ya que elimina en gran medida la contaminación producida por el uso de las fases móviles líquidas empleadas habitualmente en LC.
En resumen, esta Tesis aborda como la cromatografía de fluidos supercríticos acoplada a espectrometría de masas puede ser de utilidad en los diferentes aspectos que rodean los análisis de fitosanitarios en alimentos; ya sea reduciendo los interferentes que afectan al análisis o aumentando la sensibilidad de los residuos de plaguicidas a detectar.
- English
The application of phytosanitary products and their annual evolution is one of the determining factors in the growth of the current agricultural sector. However, this type of product requires to be carefully controlled to prevent an erroneous application from leading to a risk for food or environmental health. The most used techniques to carry out the analysis of these compounds are liquid chromatography and gas chromatography, both coupled to triple quadrupole mass analyzers (QqQ). These chromatographic techniques cover a wide range of pesticides of different polarities, which can be analysed with high sensitivity. However, phytosanitary products are also applied to complex matrices, which are made up of a large number of components, and these can affect to the selectivity of the analysis. This fact can cause interference in the analysis and even degrade or clog the consumables associated with the equipment.
Supercritical fluid chromatography emerges as an alternative that can also be coupled to mass spectrometry ion sources, and due to the particularity of its mobile phase (supercritical state carbon dioxide) the ionization is more efficient in general terms. Therefore, the negative impact of difficult matrices on analysis is drastically reduced when using this type of chromatography. Considering that there are matrices, such as spices, which are a significant challenge due to their complexity, this technique can be very useful to facilitate this type of analysis.
Supercritical fluid chromatography allows the use of multi-residue detection methods very similar to those used in liquid chromatography, however, due to the physicochemical characteristics of the mobile phase, it is also useful for the detection of compounds associated with gas chromatography. Its efficient ionization mechanism allows relative lower temperatures to be used in the ionization source and make this technique useful for the detection of thermolabile compounds that are problematic to be detected with the conventional chromatographic techniques. For this reason, it is of interest to define which chemical families have a higher sensitivity using supercritical fluid chromatography, as well as to establish if polarity plays an important role. Finally, the use of carbon dioxide (CO2) is aligned with the new development of the Green Chemistry, since it eliminates the contamination resulting from the use of LC liquid mobile phases.
In brief, this Thesis addresses how supercritical fluid chromatography (SFC) coupled to spectrometry can be useful in the different aspects surrounding the analysis of phytosanitary products in food; either by reducing the interferents that affect the analysis or by increasing the sensitivity of the pesticide residues to be detected
- español
