Técnicas cromatográficas acopladas a espectrometría de masas de baja y alta resolución aplicadas al análisis de contaminantes orgánicos en seguridad alimentaria y control ambiental

Resumen

En términos generales, la presente Tesis titulada “Técnicas cromatográficas acopladas a espectrometría de masas de baja y alta resolución aplicadas al análisis de contaminantes orgánicos en seguridad alimentaria y control ambiental”, se centra en la aplicabilidad de las técnicas de UHPLC y GC utilizando analizadores de LRMS y HRMS para el análisis de contaminantes en muestras alimentarias y ambientales. Con este propósito se han desarrollado, optimizado y validado métodos de análisis simples, fiables y rápidos para su aplicación en análisis de rutina mediante técnicas cromatográficas acopladas a LRMS. Asimismo, se ha incluido una revisión bibliográfica sobre las últimas tendencias en el análisis de contaminantes utilizando GC-HRMS en el ámbito medioambiental. En la parte de seguridad alimentaria se han desarrollado dos métodos analíticos para la determinación de metabolitos de nitrofuranos (fármacos antibacterianos de amplio espectro) en productos del mar y de residuos de plaguicidas en frutas procesadas mediante UHPLCMS/MS. En ambos trabajos se ha optimizado el procedimiento de extracción y limpieza (en el caso de los nitrofuranos) y las condiciones instrumentales para la separación cromatográfica y la detección de los analitos. Se ha tratado además de tener en consideración la legislación vigente para los dos tipos de contaminantes a nivel europeo: la prohibición de los nitrofuranos en productos de la acuicultura y el establecimiento de un límite mínimo de funcionamiento exigido (MRPL) de 1 µg/kg, así como los estrictos límites máximos de residuos (LMRs) para plaguicidas en frutas frescas (no existen LMRs establecidos específicamente para la fruta procesada). Adicionalmente, los métodos desarrollados han sido completamente validados en términos de sensibilidad, selectividad, exactitud, precisión y robustez a fin de verificar su aplicabilidad en el análisis de muestras en rutina y garantizar la fiabilidad de los resultados. Finalmente, ambas metodologías han sido aplicadas al análisis de muestras alimentarias reales. Los trabajos que se incluyen en este primer bloque son los siguientes: Desarrollo y validación de un método analítico para la determinación simultánea de cuatro metabolitos de nitrofuranos en productos del mar mediante UHPLC-MS/MS. Destacar que el procedimiento de extracción consistió en una hidrólisis ácida y derivatización simultáneas, seguida por una etapa final de limpieza mediante extracción en fase sólida (SPE). La aplicación de la técnica de UHPLC permitió reducir el tiempo de análisis cromatográfico considerablemente (5,5 min) e incrementar la sensibilidad, con el objetivo de lograr límites de cuantificación (LOQs) iguales o inferiores a los MRPLs establecidos por la Unión Europea (UE). El método fue aplicado al análisis de muestras reales, pero no se detectaron residuos de nitrofuranos. Desarrollo y validación de un método analítico multirresiduo fiable para la determinación simultánea de 250 plaguicidas en frutas procesadas con un tiempo total de análisis de 16 minutos mediante UHPLC-MS/MS. La extracción se llevó a cabo aplicando un método QuEChERS (acrónimo de rápido, fácil, barato, efectivo, robusto y seguro) modificado, sin ninguna etapa de limpieza, pero incluyendo una etapa de dilución final para obtener una mejor forma de pico cromatográfico y reducir el efecto matriz. Finalmente, el método desarrollado fue aplicado al análisis en rutina de 103 muestras de distintos tipos de frutas procesadas (purés, purés concentrados, mermelada, pulpa y fruta en almíbar), detectándose la presencia de varios residuos de plaguicidas como fluopiram, espinosad o ciprodinilo. En el segundo bloque de control ambiental, se abordó el estudio de contaminantes ubicuos y tóxicos (procedentes mayoritariamente de fuentes industriales y antropogénicas) en muestras medioambientales, considerando las familias de los contaminantes POPs y la de los PAHs. Los trabajos publicados dentro de este bloque son los siguientes: Revisión bibliográfica de las metodologías analíticas empleadas entre los años 2005-2013 para la determinación de los POPs en muestras de agua y sedimentos. Esta revisión incluye los métodos de extracción y limpieza aplicados, así como las técnicas cromatográficas de GC y de detección mediante HRMS. Engloba además la aplicación de estas técnicas de GC-HRMS y las estrategias de cuantificación en muestras reales. Desarrollo de un método de análisis sensible para la determinación de 12 PAHs (definidos como prioritarios por la UE y la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos) en agua, utilizando GCMS/MS y con el objetivo de alcanzar unos LOQs lo suficientemente bajos para cumplir con la legislación actual. El tratamiento de las muestras se basó en un procedimiento de extracción en fase sólida (SPE). Adicionalmente, el método fue validado en cuatro tipos de agua diferentes: agua de mar, de consumo, continental no tratada y residual. Y finalmente, fue aplicado al análisis en rutina de muestras acuosas, aunque no se detectó la presencia de PAHs por encima del LOQ.