Aplicació de nous materials i formats amb propietats millorades per a l'anàlisi de drogues

Laburpena

Aquesta Tesi Doctoral està dividida en tres blocs principalment. El primer bloc, a partir d’una recerca bibliogràfica, fa un recull de les publicacions més destacades que fan ús de materials intel·ligents per al tractament de mostra abans d’una determinació mitjançant IMS. Tanmateix, a aquest bloc es recullen les aportacions més interessants dels materials intel·ligents a l’anàlisi forense en general. Entre les quals és especialment destacable l’anàlisi de drogues pel que ocupa els pròxims capítols de la Tesi. El segon bloc, recull les publicacions originals derivades de la recerca portada a terme per a aquesta Tesi Doctoral. Aquests treballs tracten sobre la preparació i aplicació de nous materials i formats de caràcter genèric per a l’extracció de drogues de mostres de saliva i la seua posterior determinació mitjançant tècniques cromatogràfiques o afins tals com l’espectrometria de mobilitat iònica (IMS), la cromatografia de gasos acoblada a espectrometria de masses (GC-MS) o la cromatografia líquida acoblada a espectrometria de masses en tàndem (UHPLC-MS/MS). D’aquesta manera, a aquest bloc es porta a terme la determinació de noves substàncies psicoactives (NPS) tals com dicloropà, metilona o diversos cannabinoides sintètics en mostres de saliva mitjançant l’extracció amb adsorbent empaquetat (MEPS). També es van preparar puntes de micropipeta farcides amb un monòlit basat en àcid metacrílic i etilenglicol dimetacrilat, poly (MAA-co-EGDMA), amb propietats de materials de tipus mixt, per a la determinació de diverses drogues de caràcter bàsic en mostres de saliva. Amb l’objectiu d’obtindre materials més versàtils, també s’hi va preparar un polímer amb propietats de bescanvi iònic de doble acció (bescanvi aniònic i catiònic) així com amb l’habilitat de retenir compostos mitjançant interaccions hidrofòbiques. D’aquesta manera es va preparar un polímer basat en 4-vinilpiridina, àcid metacrílic i etilenglicol dimetacrilat, poly (VP-co-MAA-co-EGDMA). Al tercer bloc, s’enfoca l’anàlisi de drogues des de un punt de vista més selectiu. Per aquest motiu, principalment es mostra l’aplicació de materials com els polímers de reconeixement molecular (MIPs) en formats tals com l’extracció en fase sòlida convencional (SPE) així com en nous formats per a l’extracció de diverses drogues de manera selectiva. En aquest sentit, en primer lloc es va preparar un MIP emprant cocaïna com a molècula plantilla per a la l’extracció de la mateixa mitjançant SPE i la seua posterior anàlisi per IMS. Seguint amb el format SPE, es va preparar un MIP emprant metamfetamina com a molècula plantilla que havia estat prèviament preparat per altres grups. L’objectiu d’aquest estudi va ser portar a terme una caracterització rigorosa del MIP i avaluar la seua selectivitat creuada front a un gran nombre de substàncies il·lícites, principalment NPS de tipus amfetamina com derivats de la mateixa o catinones sintètiques entre altres. Atenent als avantatges proporcionats per la selectivitat creuada que va mostrar el MIP preparat en presència de metamfetamina, posteriorment es va preparar un MIP emprant un derivat de la fenciclidina (3-OH PCP) com a molècula plantilla. Aquest MIP va ser caracteritzat i aplicat posteriorment per a l’anàlisi d’aquesta en mostres de fluids orals. Però també es va desenvolupar un estudi sobre com la modificació de l’etapa de rentat durant l’extracció por afavorir l’obtenció de mètodes específics per a la determinació només de 3-OH PCP o cap a l’obtenció de mètodes, també selectius, però que permeteren una determinació d’altres compostos estructuralment semblants. Altre objectiu plantejat pel que respecta a l’aplicació de materials selectius està basat en l’obtenció de nous formats per a l’extracció de drogues. En aquest sentit, seleccionant la cocaïna com a substància a determinar per la seua rellevància social, es van desenvolupar diversos mètodes d’extracció emprant MIPs en diversos formats. El primer dels treballs que es mostra en aquest sentit desenvolupa un dispositiu per a la determinació ràpida i in-situ de cocaïna en mostres de saliva mitjançant IMS. A partir de la incorporació d’una primera part que permeta el mostreig junt a una segona part capaç de retenir selectivament la cocaïna i separar-la de la resta de components de la matriu, es va obtindre un dispositiu capaç de portar a terme una determinació semi-quantitativa de cocaïna. Tanmateix, en vista d’algunes de les limitacions que planteja la SPE tradicional, el MIP preparat prèviament per a la determinació de cocaïna va ser ancorat sobre nanopartícules magnètiques amb la finalitat de realitzar una SPE dispersiva, evitant les etapes típiques de separació de l’adsorbent (filtració o centrigufació) i canviant-les per una ràpida separació mitjançant l’aplicació d’un camp magnètic. Altre dels enfocaments que es deriven de l’aplicació dels MIPs a nous formats està basat en la preparació d’un MIP en forma monolítica ancorat sobre la superfície d’un disc de tefló adequadament modificat per tal crear un disc d’agitació-extracció que permeta l’extracció d’ecgonina metil èster, un dels principals metabòlits de la cocaïna, que va ser emprada com a molècula plantilla per la síntesi del MIP esmentat en mostres d’aigües naturals i de depuradora. Pel que respecta a l’aplicació de nous materials selectius per a l’anàlisi de drogues en diverses matrius, també es planteja l’aplicació d’aptàmers per a la preparació d’oligosorbents per a l’anàlisi selectiva de diversos anàlits incloent fluoroquinolones i metamfetamina (Capítol 14). En aquest sentit, a la present Tesi Doctoral es mostren resultats preliminars sobre la preparació d’aquests oligosorbents sobre safarosa activada amb bromur de cianogen així com sobre partícules magnètiques per a l’extracció en SPE o SPE dispersiva magnètica. En conclusió, al llarg d’aquesta Tesi Doctoral, diferents materials selectius i no selectius, han estat preparats per tal de portar a terme el tractament de mostra de saliva i aigües naturals i residuals per a la determinació de drogues. Els estudis portats a terme han demostrat que la IMS és una tècnica analítica ràpida amb la capacitat de detectar de manera satisfactòria drogues després d’un tractament de mostra adequat emprant MIPs. A més, els materials no selectius com la sílice modificada amb C18 o els materials de tipus mixt, han estat emprats per extraure nombroses drogues amb bons resultats sempre i quant la tècnica analítica seleccionada tinga suficient selectivitat i sensibilitat com GC-MS o UHPLC-MS/MS.