Aplicación de la cromatografía líquida acoplada a la espectrometría de masas de alta resolución para el control alimentario y la evaluación de la exposición a contaminantes y residuos

Zusammenfassung

TEMA: El tema principal de la tesis es la aplicación de la cromatografía líquida acoplada a la espectrometría de masas de alta resolución (LC-HRMS) para el desarrollo de nuevos métodos analíticos en los campos del control alimentario y en el biomonitoring (exposición interna) de contaminantes y residuos. En el primer caso (seguridad alimentaria) se desarrollarán métodos analíticos para el control de residuos veterinarios y otros contaminantes en las primeras fases de la cadena alimentaria (producción primaria), utilizando como matrices los piensos y las orinas de los animales de abasto. En el ámbito del biomonitoring se desarrollarán métodos y estrategias analíticas que permitan una mejor evaluación de la exposición interna a plaguicidas y otras sustancias mediante el análisis de sus metabolitos en orina humana. Debido a los efectos que tienen determinadas sustancias, como repercusiones endocrinas, efectos sobre el desarrollo, efectos inmunológicos, neurobiológicos, inmunotóxicos, genotóxicos y carcinogénicos sobre el consumidor, en la Unión Europea se ha publicado numerosa legislación con respecto al uso de ciertas sustancias en animales destinados al consumo humano, así como de sustancias indeseables en piensos destinados a alimentación animal. Además, la implantación de métodos analíticos y la interpretación de resultados en el campo de residuos de medicamentos veterinarios se reguló mediante la Decisión 2002/657/EC. El elevado número sustancias disponibles comercialmente ya sea en el mercado negro (para las que está totalmente prohibido su uso) o en distribuidores legales (aquellas para las que se permite su uso terapéutico) ha causado el incremento del número de compuestos que hay que analizar en alimentos para garantizar la salud del consumidor. Por otro lado existe la necesidad de monitorizar metabolitos ya sea porque la droga originaria es inestable o porque dichos metabolitos son mucho más tóxicos. Hasta la fecha la técnica utilizada por excelencia para el análisis de estas sustancias ha sido la cromatografía líquida acoplada a espectrometría de masas de triple cuadrupolo (LC-MS/MS). Aunque esta técnica presenta una alta sensibilidad y selectividad, conlleva una puesta a punto más laboriosa, presenta limitaciones relacionadas con el número de compuestos que pueden ser analizados en una inyección y, además, sólo los analitos específicos pueden ser detectados sin posibilidades de análisis retrospectivo de datos. Todos estos factores apuntan a la necesidad de implantar nuevas estrategias emergentes de análisis en seguridad alimentaria y control ambiental. Esto implica la puesta a punto de métodos de extracción genéricos para encaminar el análisis hacia la determinación multiresiduo y multiclase (multitud de analitos pertenecientes a multitud de familias) y la búsqueda de desconocidos mediante el uso instrumentación adecuada. Este nuevo enfoque lo proporciona la cromatografía líquida acoplada a la espectrometría de masas de alta resolución (LC-HRMS), que se ha convertido en una alternativa prometedora que permite la detección de un número ilimitado de compuestos con una alta selectividad y sensibilidad así como la búsqueda de sustancias desconocidas, superando así algunas de las limitaciones del análisis mediante LC-MS/MS. . OBJETIVOS: El objetivo de la presente Tesis Doctoral es la búsqueda de nuevas estrategias y métodos analíticos necesarios para establecer las bases científico-técnicas necesarias para la implantación de un sistema de control eficaz frente al posible uso fraudulento de determinadas sustancias así como la evaluación de la exposición interna. En el objetivo se incluye el desarrollo de nuevas aplicaciones analíticas multiresiduo y multiclase con detección en LC-HRMS que permitan el screening cualitativo de sustancias prohibidas o no permitidas en orina de animales de abasto, la determinación cuantitativa de drogas veterinarias y contaminantes como micotoxinas, toxinas de plantas o alcaloides del ergot entre otros, en piensos no medicados así como métodos analíticos para la detección de plaguicidas y metabolitos para la evaluación de la exposición de estos contaminantes en orina humana. Para ello es necesaria la optimización, desarrollo y validación tanto de técnicas de extracción alternativas en las matrices de interés, más rápidas y genéricas de manera que se puedan determinar un amplio número de sustancias con diferentes propiedades químico-físicas como del método cromatográfico y de detección por LC-HRMS para su posterior aplicación en un laboratorio de control.