Nuevos disolventes supramoleculares funcionales para procesos de extracción analíticos
- Autores: Soledad González
- Directores de la Tesis: Noelia Caballero Casero (dir. tes.), Ana Maria Ballesteros Gómez (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Córdoba (ESP) ( España ) en 2023
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Antonia Garrido Frenich (presid.), Rafael Lucena Rodríguez (secret.), Constantine D. Stalikas (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Química Fina por la Universidad de Córdoba
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: Helvia
- Resumen
1. Introducción o motivación de la tesis:
Actualmente, los laboratorios de control de sustancias reguladas, como los laboratorios de análisis de contaminantes en alimentos y medioambiente o sustancias dopantes, se enfrentan diariamente a la determinación simultánea de una amplia variedad de compuestos químicos con estructuras, grupos funcionales y propiedades fisicoquímicas muy diferentes. El desarrollo e implementación de estrategias que permitan analizar de forma rápida y simple una amplia variedad de compuestos en varios tipos de matrices se ha convertido en un objetivo prioritario. El uso de métodos de tratamiento de muestra que permitan la extracción eficiente de compuestos en un amplio intervalo de polaridad y la eliminación eficaz de interferencias son aspectos relevantes a considerar en estas estrategias.
El objetivo general de las investigaciones que se presentan en esta memoria ha sido el desarrollo de metodologías innovadoras para el cribado y/o cuantificación de sustancias reguladas de interés para laboratorios de control agroalimentario y dopaje, así como de contaminantes emergentes en matrices ambientales. Para ello se han desarrollado metodologías que cumplan al menos las siguientes características: (i) capacidad para el análisis de multicomponentes en un amplio intervalo de polaridad; (ii) capacidad para el análisis de diferentes tipos de matrices de naturaleza líquida o sólida cuando las regulaciones vigentes así lo requirieran; (iii) prestaciones analíticas y operacionales mejoradas con respecto a las metodologías vigentes; (iv) resolución de algunos de los retos actuales a los que se enfrentan los laboratorios de control de sustancias reguladas, o avances en el conocimiento sobre la distribución de contaminantes en matrices ambientales; e (v) incremento de la sostenibilidad de los procesos analíticos.
2.Contenido de la investigación:
Los diferentes artículos científicos que se incluyen en la Tesis Doctoral se han agrupado en cuatro secciones en las que se describen metodologías innovadoras para el cribado y/o cuantificación de sustancias reguladas de interés para laboratorios de control agroalimentario y dopaje, así como de contaminantes emergentes en matrices ambientales. Para ello, en el ámbito del control de sustancias reguladas se han desarrollado métodos para la determinación de coccidiostatos en todas las matrices alimentarias legisladas y el cribado/cuantificación de sustancias prohibidas en orina, incluyendo sustancias de todos los grupos estructurales contemplados en la lista prohibida por la Agencia Mundial Antidopaje. En el área de medioambiente, se han desarrollado métodos para la biomonitorización de residuos de contaminantes emergentes, concretamente bisfenoles y benzofenonas, en aves rapaces, y la cuantificación de compuestos perfluorados en aguas superficiales.
Las innovaciones metodológicas más destacadas en las investigaciones realizadas han estado relacionadas con el desarrollo de disolventes supramoleculares (SUPRASs) a partir de moléculas anfifílicas de doble grupo polar. De acuerdo a la hipótesis de trabajo planteada en los objetivos de esta tesis, estos SUPRASs contienen una región hidrófila extensa, lo que ha permitido ampliar el intervalo de polaridad de los compuestos que pueden extraerse eficientemente. Así, se han desarrollado SUPRASs con estructura esponjosa a partir de 1,2-decanediol que ha permitido la extracción de compuestos perfluorados con valores de log P en el intervalo 0.4-11.6, así como SUPRASs cubosómicos a partir de 1,2-hexanediol, que ha permitido la extracción de sustancias prohibidas en deporte con valores de log P en el intervalo -2.4 a 9.2. Otra innovación metodológica desarrollada durante las investigaciones de esta tesis ha sido la combinación de SUPRASs con extracción en fase sólida dispersiva, lo que ha permitido la determinación selectiva de coccidiostatos ionóforos en todas las matrices alimentarias legisladas.
3.Conclusión:
Las conclusiones generales más relevantes que pueden extraerse a partir de las investigaciones realizadas se exponen brevemente a continuación. (1) Los SUPRASs cubosómicos y con estructura esponja permiten la extracción eficiente de compuestos que cubren un amplio intervalo de polaridad y por lo tanto constituyen una excelente herramienta para el desarrollo de plataformas de tratamiento de muestra para análisis de multicomponentes, lo que es relevante en control antidopaje y análisis ambiental. (2) Los SUPRASs con propiedades de acceso restringido (SUPRAS-RAM), combinados con extracción en fase sólida dispersiva, constituyen una estrategia eficaz para la eliminación de efectos matriz en LC-(ESI)-MS/MS, lo que es relevante para la determinación de sustancias reguladas en matrices alimentarias. (3) Los SUPRASs formados a partir de alcoholes y dioles no se ionizan en ESI y por tanto son ideales para su combinación con detección/cuantificación mediante LC-ESI-MS/MS o LC-ESI-TOF. (4) Los tratamiento de muestras desarrollados sólo requieren un bajo volumen de SUPRAS (inferior a 0.5 mL), lo cual es relevante para incrementar la sostenibilidad de los procesos analíticos. (5) La eficacia de extracción de los SUPRAS en extracciones líquido-liquido es muy superior a la de los disolventes orgánicos convencionales y permite su aplicación en áreas no abordables por éstos (ej. análisis de multicomponentes). (6) La biomonitorización de contaminantes emergentes en aves rapaces, aunque esencial para la evaluación del impacto de los mismos, es un área que requiere nuevos desarrollos analíticos y más investigaciones para establecer las tendencias espaciales y temporales.
4. Bibliografía:
[1] Rubio, S., 2020, Twenty years of supramolecular solvents in sample preparation for chromatography: achievements and challenges ahead. Anal. Bioanal. Chem. 412, 6037-6058.
[2] Ballesteros-Gómez, A., Sicilia, M.D., Rubio, S., 2010, Supramolecular solvents in the extraction of organic compounds. A review., Anal. Chim. Acta, 667(2), 108- 130.
