Desarrollo de nuevas estrategias analíticas basadas en técnicas separativas acopladas a metodologías de pre-concentración y modelado quimiométrico para el análisis de fármacos y sus metabolitos en muestras complejas

Abstract

En la presente tesis se desarrollaron, optimizaron y validaron métodos basados en electroforesis capilar y cromatografía líquida de alta resolución, para la separación y determinación simultánea de múltiples analitos contenidos en diversas matrices biológicas.

El acondicionamiento de muestras y extracción de analitos desde sus matrices, se realizó mediante precipitación de proteínas y centrifugación, combinados con extracciones líquido-líquido y en fase sólida, obteniendo recuperaciones satisfactorias. Para incrementar la sensibilidad en la detección se emplearon metodologías de pre-concentración dentro del capilar. Se construyeron diseños experimentales con el objetivo de realizar las experiencias de una manera eficiente, que permita la extracción de conclusiones correctas, mejorando el valor de la investigación y disminuyendo el tiempo y el costo del proceso. Se realizó un pequeño número de experiencias, obtenidas de un diseño de superficie de respuesta, que aportaron datos suficientes para aplicar la función deseabilidad y encontrar las condiciones experimentales óptimas donde los sistemas de múltiples respuestas generan resultados deseables. Se realizó un pre-procesamiento de algunos datos provenientes del análisis electroforético para reducir la señal de fondo y corregir los tiempos de migración de los picos. Se aplicó el algoritmo Resolución Multivariada de Curvas por Cuadrados Mínimos Alternantes para resolver picos totalmente solapados y poder cuantificar a los analitos. Los métodos desarrollados presentan una sensibilidad suficientemente elevada como para que puedan aplicarse en: el monitoreo de drogas terapéuticas, la detección de la contaminación temprana de residuos de antibióticos en leche vacuna y en la detección de contaminantes emergentes en aguas destinadas para el consumo humano.

In the present Thesis work, several methods based on capillary electrophoresis and high performance liquid chromatography techniques were developed, optimized and validated for the separation and simultaneous determination of a wide variety of anaytes contained in biological matrices. For the conditioning of samples and analyte extraction from their matrices, methods based on protein precipitation were applied, combined with liquid-liquid and solid phase extractions, obtaining satisfactory recoveries. Likewise, in order to increase the detection sensitivity, pre-concentration methodologies were used inside the capillary. Experimental designs were built with the aim of performing the experiences in an efficient manner, permitting the extraction of correct conclusions, improving the value of the research and considerably decreasing the time and cost of the process. The generation of central composite experimental designs allowed the concretion of a small number of experiences which provided enough data for the application of the desirability function. The optimal experimental conditions were found where the systems with multiple responses generated desirable results. Some data arising from the electrophoretic analysis were subjected to pre-processing with the aim of reducing the background signal and correcting the peak migration times. The algorithm Multivariate Curve Resolution-Alternating Least-Squares was applied to resolve completely overlapped peaks, and to allow quantitation of the analyte of interest. In all the developed methods a sufficiently high sensitivity was reached, in order to apply them to: monitoring of therapeutic drugs, the detection of early contamination with antibiotic residues in cow milk and the detection of emergent contaminants in water for human consumption.