Evaluación del potencial de la electroforesis capilar para su implantación en los laboratorios agroalimentarios
- Autores: María Ysabel Piñero González
- Directores de la Tesis: Roberto Bauza (dir. tes.), Miguel Valcárcel Cases (dir. tes.), Lourdes Arce Jiménez (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Córdoba (ESP) ( España ) en 2013
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Diego Santiago Laguna (presid.), Mohammed Zougagh (secret.), José María Pedrosa Poyato (voc.)
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- Tesis en acceso abierto en: Helvia
- Resumen
RESUMEN DE LA TESIS DOCTORAL DE D./Da MARÍA YSABEL PIÑERO GONZÁLEZ El resumen de la tesis para la base de datos Teseo debe ser una presentación de la tesis y tener la extensión suficiente para que quede explicado el argumento de la tesis doctoral. El formato debe facilitar la lectura y comprensión del texto a los usuarios que accedan a Teseo, debiendo diferenciarse las siguientes partes de la tesis: 1. Introducción o motivación de la tesis La electroforesis capilar (CE) es una técnica que permite la separación de analitos en el interior de un capilar, el cual se llena con una disolución electroforética apropiada para facilitar la migración de éstos (1).
En los últimos años la CE ha presentado un importante desarrollo en la determinación de diversos analitos en alimentos, debido a las ventajas que ofrece como: alta eficacia, rapidez de las separaciones, bajo coste de análisis, uso de pequeños volúmenes de muestra y bajo consumo de reactivos (1,2). Sin embargo, las técnicas electroforéticas tienen cierta resistencia a implantarse de forma significativa en los laboratorios de rutina, posiblemente debido a dos grandes limitaciones de la técnica: la primera relacionada a la baja sensibilidad, en parte por los pequeños volúmenes (nanolitros) de muestra que se introducen en el capilar (3,4) y la segunda limitación referida a problemas ocasionados por la matriz cuando se analizan muestras complejas (5).
Todas estas limitaciones hacen que las etapas previas de tratamiento de muestra, procesos de clean-up y de preconcentración, jueguen un papel fundamental en el análisis electroforético. Obviamente, la superación de estas limitaciones llevará a la completa implantación de los sistemas electroforéticos en los laboratorios de rutina (5).
La gran innovación de esta Tesis Doctoral reside en que se evaluará por primera vez la capacidad de la CE como técnica de separación útil para implantarla en los laboratorios agroalimentarios. Para demostrar este objetivo no bastará con hacer determinaciones de analitos presentes en muestras enriquecidas en el laboratorio y hacer una validación del método, sino que se trabajará con analitos (por ej. antibióticos) de uso común por veterinarios de campo y con las muestras reales derivadas de los animales que estén recibiendo tratamiento con antimicrobianos.
2. Contenido de la investigación CAPÍTULO I. Introducción ¿ Thirty years of Capillary Electrophoresis in food analysis laboratories: potential applications CAPÍTULO II. Herramientas analíticas ¿ Estándares y reactivos ¿ Muestras ¿ Instrumentación ¿ Aparatos y materiales CAPÍTULO III. Importancia del tratamiento de muestra para la determinación de analitos minoritarios en matrices complejas por Electroforesis Capilar ¿ Introducción ¿ Determination of penicillins in milk of animal origin by Capillary Electrophoresis: is sample treatment the bottleneck for routine laboratories? ¿ Evaluation of different strategies to extract and preconcentrate penicillins present in milk prior determination by Capillary Electrophoresis CAPÍTULO IV. Determinación de fluoroquinolonas en leche mediante CE y HPLC usando SPE como sistema de preconcentración ¿ Introducción ¿ Easy sample treatment for the determination of enrofloxacin and ciprofloxacin residues in raw bovine milk by Capillary Electrophoresis ¿ Simple sample treatment for the determination of enrofloxacin and ciprofloxacin in raw goat milk CAPÍTULO V. Análisis final ¿ Autoevaluación científica ¿ Perspectivas de futuro ANEXO. Producción científica ¿ Artículos científicos ¿ Comunicaciones a congresos 3. Conclusión En esta Tesis Doctoral se evaluó el potencial de la CE como técnica de separación útil para su implantación en los laboratorios agroalimentarios. Las conclusiones más relevantes generadas en los diferentes trabajos de investigación incluidos en esta memoria se muestran a continuación: (1) En primer lugar, se ha presentado una revisión sobre las diferentes aplicaciones de la CE para la determinación de diversos analitos de interés en el ámbito agroalimentario.
En este trabajo, se evidenció que esta técnica de separación ha sido ampliamente evaluada, a lo largo de más de 30 años. En los distintos trabajos publicados se han propuesto diferentes enfoques para mejorar uno de los principales inconvenientes de la CE, como es la sensibilidad y robustez. Sin embargo, la CE no se emplea en la actualidad en los laboratorios de rutina para análisis de alimentos. Uno de los principales factores que pudiera contribuir a este hecho es que, la mayoría de los trabajos de investigación, encontrados en diferentes bases de datos, se han centrado en demostrar el potencial de la CE en muestras fortificadas o enriquecidas, y pocas veces se han aplicado los métodos optimizados a muestras reales, por este motivo la literatura carece de estudios del comportamiento de los analitos en la matriz real.
(2) Por otro lado, se ha demostrado la importancia de la etapa de pretratamiento de la muestra como un factor fundamental que debe garantizar la extracción de los analitos y limpieza de la muestra, así como la obtención de un extracto compatible con las condiciones electroforéticos empleadas.
En este sentido, se ha realizado un análisis crítico sobre los diferentes problemas e inconvenientes que se presentan durante el tratamiento de muestras complejas, como leche cruda de origen animal, para la determinación de compuestos minoritarios como residuos de penicilinas, basados en nuestra experiencia.
La etapa de tratamiento de muestra, es ahora mismo, el cuello de botella para la determinación de penicilinas en leche por CE. En este sentido, se han propuesto diferentes estrategias analíticas que combinan el análisis mediante MEKC-UV con métodos de preconcentración off-line, como SPE y QuEChERS. En este trabajo, también se ha demostrado que otras estrategias de preconcentración in-line, como LVSS, no son apropiadas para ser aplicadas a extractos provenientes de leche, los cuales se caracterizan por presentar una alta conductividad.
(3) Por último, en cuanto a la determinación de fluoroquinolonas en leche mediante HPLC y CE, se ha demostrado que no todos los tratamientos de muestras para extraer estos antibióticos a partir de muestras de leche, son compatibles con las distintas técnicas de separación y detectores disponibles para la determinación de estos analitos. Como ejemplo, se presenta un tratamiento de muestra simple que fue compatible con HPLC-FD, pero no así con CE-DAD. Para éste ultimo caso, fue necesario emplear un paso adicional en el tratamiento de la muestra que permitiera la precipitación de proteínas y contribuyera con la eliminación de otros interferentes presentes en la matriz. Sin embargo, ambos métodos presentan diversas ventajas en cuanto a preparación de la muestra, simplicidad de la etapa de extracción, reducción del uso de solventes y bajo coste, por lo que representan una alternativa atractiva para el monitoreo de fluoroquinolonas en leche en los laboratorios agroalimentarios de rutina.
4. Bibliografía 1. Picó Y. Food toxicants analysis: techniques, strategies and developments. Elsevier, Amsterdam (2007) pp 561-597.
2. Simonet, B.M., Ríos, A., Valcárcel, M. Enhancing sensitivity in capillary electrophoresis.
Trends. Anal Chem (2003) 22:605-614.
3. Hempel, G. Strategies to improve the sensitivity in capillary electrophoresis for the analysis of drugs in biological fluids. Electrophoresis (2000) 21:691¿698.
4. Horstkötter, C., Jiménez-Lozano, E., Barrón, D., Barbosa, J., Blaschke, G. Determination of residues of enrofloxacin and its metabolite ciprofloxacin in chicken muscle by capillary electrophoresis using laser-induced fluorescence detection. Electrophoresis (2002) 23:3078¿ 3083.
5.
Hernández-Borges, J., Borges-Miquel, T.M., Rodriguez-Delgado, M.A., Cifuentes, A. Sample treatments prior to capillary electrophoresis-mas spectrometry. J. Chromatogr. A (2007) 1153:214-226.
