Complementary analytical platforms for sample treatment and chromatographic determination of contaminants

Resumen

El principal objetivo de esta Tesis Doctoral ha sido el desarrollo de una plataforma analítica complementaria utilizando diferentes técnicas de tratamiento y preconcentración de la muestra y determinación analítica con diversas técnicas instrumentales para conseguir la identificación y cuantificación de contaminantes orgánicos en muestras de distinta naturaleza. Los compuestos orgánicos y las matrices estudiadas han sido seleccionadas para la resolución de retos científicos y tecnológicos que actualmente suscitan interés en la sociedad. Las técnicas de microextracción para el tratamiento de muestra tienen por objeto simplificar la primera etapa del proceso analítico, incrementando, al mismo tiempo, la sensibilidad de los procedimientos. La aplicación de técnicas miniaturizadas permite catalogar los métodos desarrollados como respetuosos con el medio ambiente, considerando el cumplimiento de los principios de la Química Analítica Verde. La separación de los compuestos se ha llevado a cabo utilizando técnicas cromatográficas, seleccionando en función de las características físico-químicas de los analitos, la cromatografía de gases (GC) o la cromatografía líquida (LC). Por otra parte, cuando se ha aplicado GC, se han utilizado sistemas de inyección clásicos o mediante una unidad de desorción térmica (TDU). La plataforma desarrollada propone la espectrometría de masas (MS) para la detección de los contaminantes, siendo un objetivo de gran importancia la elección de la fuente de ionización y el analizador más adecuados, así como las condiciones óptimas de trabajo que proporcionen la máxima sensibilidad y selectividad. Por tanto, se presentan distintas vías complementarias para la determinación de compuestos orgánicos a nivel de trazas, permitiendo la identificación inequívoca y la cuantificación a muy bajos niveles de concentración, para cumplir con los límites establecidos en la legislación vigente. La metodología de trabajo para el desarrollo de la presente Tesis Doctoral incluye por un lado la optimización de las etapas de preparación de muestra, separación cromatográfica y detección. Por otra parte, cada método optimizado se ha validado de acuerdo con las guías internacionales, obteniendo las distintas características analíticas de calibración, así como los parámetros de precisión y exactitud. Finalmente, los métodos analíticos son aplicados al análisis de muestras reales. El trabajo presentado se ha estructurado de acuerdo a la técnica miniaturizada aplicada en el tratamiento de la muestra. Así, las primeras secciones se centran en la aplicación de la microextracción dispersiva líquido-líquido (DLLME), que ha proporcionado muy buenos resultados en cuando a rapidez, sensibilidad y selectividad, permitiendo obtener factores de preconcentración muy elevados con un consumo muy bajo de disolventes orgánicos y de muestra. La extracción por adsorción sobre barras agitadoras (SBSE) permite trabajar en ausencia de disolventes orgánicos, permitiendo la transferencia cuantitativa de los analitos preconcentrados hasta el sistema cromatográfico mediante la unidad de desorción térmica. Se ha utilizado también la extracción en fase sólida magnética (MSPE), que permite la adsorción de los analitos sobre nanopartículas magnéticas funcionalizadas, resaltando su fácil aislamiento utilizando un campo magnético externo. Finalmente, la técnica de extracción en fase sólida dispersiva (DSPE) se aplicó con objeto de simplificar la matriz de las muestras de los detergentes, cuya complejidad no permite el análisis directo. Así, se han optimizado y validado, siguiendo las guías internacionales, procedimientos analíticos para la determinación de ftalatos, alquilfenoles y éteres glicólicos como contaminantes en productos de limpieza doméstica; pesticidas de última generación, insecticidas (piretroides, nicotinoides) y fungicidas (triazoles, oxazoles y estrobilurinas) en muestras agrícolas como aguas, suelos, frutas y verduras; bisfenoles, parabenos y compuestos dicarbonílicos (glioxal y metilglioxal) en orina; hidrocarburos aromáticos policíclicos en tejidos humanos procedentes de autopsias; alquilfenoles como contaminantes en alimentos (zumos y alimentos infantiles) y compuestos orgánicos volátiles como los BTEX en pinturas.