Gran part del districte miner Cartagena-La Unión es troba ocupat per residus provinents d'activitats mineres actualment abandonades. Aquestes activitats, desenvolupades històricament en les muntanyes situades en la costa sud de la llacuna costanera del mar Menor, han provocat la contaminació per metalls dels sediments d'aquesta llacuna. La investigació que es presenta en aquesta tesi es centra en l'avaluació de la contaminació i disponibilitat metàl·lica deguda a diferents activitats antropogèniques dutes a terme en l'entorn del mar Menor. Amb aquest objectiu s'han investigat diferents matrius ambientals en la zona d'estudi. / As a result of past mining activities, extensive amounts of wastes are present in the mining district Cartagena-La Unión (Murcia, South-East Spain). These activities, developed historically in the mountains in the south basin of the coastal lagoon of the Mar Menor, have caused the metal pollution of the marine sediments. The research presented in this thesis is focused on the evaluation of the metal pollution and potential availability due to different human activities around the Mar Menor. With this aim different environmental matrices were investigated in the area of study.

Esta Tesis Doctoral aporta una visión del diseño, construcción y operación de electrodos de contacto sólido selectivos de iones (SC-ISEs) basados en nanotubos de carbono de pared múltiple (MWCNTs). Se logra incorporar con éxito MWCNTs como elemento transductor ion-electrón en SC-ISEs. Adicionalmente, se desarrollan nuevos materiales híbridos para la determinación de iones, donde el receptor se encuentra anclado tanto de forma covalente como no covalentes a los MWCNTs. Y finalmente, se introduce una nueva matriz polimérica basada en poli vinil butiral como alternativa a las matrices convencionales basadas en cloruro de polivinilo. / This Doctoral Thesis intends to provide an insight into the design, construction and operation of solid contact ion-selective electrodes (SC-ISEs) based on multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs). MWCNTs are used as effective ion-to-electron transducers for SC-ISEs. Additionally, new hybrid materials with the receptor covalent and non-covalent linked to the MWCNTs have been developed for determination of ions. And finally, new polymeric matrix based on poly vinyl butyral is introduced as an alternative to conventional matrixes based on poly(vinyl chloride).

The thesis aimed to develop and characterize a novel detection approach, which we termed aptaPCR exploiting nucleic acid aptamers as combined recognition and reporter biocomponents for the ultrasensitive detection of analytes. Nucleic acid aptamers are synthetic ligands selected from vast combinatorial libraries through a process referred to as SELEX – Systematic Evolution of Ligand By Exponential Enrichment. As compared to other natural and synthetic receptor, aptamers possess unique chemical and biochemical characteristics, such as: a well known chemistry, remarkable stability, an ability to be selected against virtually any target even in non-physiological conditions

La enfermedad celíaca (EC) es una inflamación del intestino delgado, que afecta a individuos genéticamente susceptibles, provocada por la ingestión de algunos cereales. La prevalencia de EC en Europa y los EE.UU. es de aproximadamente 1%. La mayoría de los casos de CD sin diagnosticar durante muchos años porque de espectro clínico es muy variable y presentación atípica. La prueba estándar de oro para el diagnóstico de EC es la biopsia del intestino delgado, una prueba invasiva y costosa. Fuerte relación entre la CD y antígenos leucocitarios humanos (HLA) se ha demostrado, con un 95% de los pacientes con EC portadores del antígeno HLA DQ2 heterodímero y el 5% llevan DQ8 heterodímero. Personas negativos DQ2 y DQ8 han demostrado ser muy poco probable que desarrollen CD. El objetivo general de la tesis es el desarrollo de una manera rápida, fácil de utilizar, rentable matriz genosensor de diagnóstico para DQ2/DQ8 escribir como una herramienta de diagnóstico para la predisposición de CD. Dos métodos diferentes han sido investigados en paralelo. En el primer método, la matriz genosensor se desarrolló empleando el método SSOP, mediante el diseño de sondas diferentes alelos específicos. Mientras que en el segundo enfoque, la técnica SSP explotar un nuevo enfoque para la detección directa y rápida de una doble cadena de amplificación de PCR se investigó. En ambos métodos, condiciones de ensayo fueron optimizadas y finalmente el análisis de muestras clínicas reales se realizó. / Coeliac disease (CD) is a small intestinal inflammation, affecting genetically susceptible individuals, triggered by ingestion of certain cereals. Prevalence of CD in Europe and US is about 1%. Most of CD cases remain undiagnosed for many years because of highly variable clinical spectrum and atypical presentation. The gold standard test for CD diagnosis is the small-intestinal biopsy, an invasive and expensive test. Strong relation between CD and Human Leukocyte Antigens (HLA) has been proved, as 95% of the CD patients carrying HLA DQ2 heterodimer and 5% carrying DQ8 heterodimer. DQ2 and DQ8 negative individuals have been shown to be very unlikely to develop CD. The overall objective of the thesis is to develop a rapid, ease to use, cost effective diagnostic genosensor array for DQ2/DQ8 typing as a diagnostic tool for CD predisposition. Two different methods have been investigated in parallel. In the first method, the genosensor array was developed employing the SSOP method, by designing different allele specific probes. Whilst in the second approach, the SSP technique exploiting a novel approach for the direct and rapid detection of a double stranded PCR amplicon was investigated. In both approaches, assay conditions were optimised and finally analysis of real clinical samples was performed.

El proyecto de tesis "Soluciones quimiométricas para optimizar el análisis de parámetros químicos en aguas" ha sido planeado y realizado con el objetivo de la propuesta de soluciones analíticas en el estudio de la calidad del agua. Se estudió la situación del medioambiente, la relación de los recursos hídricos y la contaminación, los tipos de análisis de aguas, la legislación sobre la calidad del agua, los métodos analíticos existentes, los métodos de control de calidad de los resultados, el papel de la quimiometría en el análisis medioambiental y las tendencias en el análisis del agua.En base a estas consideraciones generales, se evaluaron diferentes temas de interés en la tesis: las necesidades del análisis medioambiental asociado el desarrollo de nuevos métodos, el origen de la señal analítica, el uso de herramientas quimiométricas y el control de la calidad en el proceso analítico. La selección de las muestras analizadas se ha basado en la variabilidad de las muestras medioambientales (aguas subterráneas, ríos, lagos, acequias, marinas, costeras, residuales). Las áreas evaluadas ha sido el área de la ciudad de Valencia, L' Albufera y el estuario Tamar (Plymouth, Reino Unido). La selección de analitos se basó en su importancia de los ciclos naturales, legislación, toxicidad, ...La naturaleza de los analitos estudiados se puede clasificar en: compuestos orgánicos ácidos (fenoles), compuestos orgánicos básicos (aminas), elementos traza (cromo, cobalto), aniones inorgánicos o nutrientes (fosfato).La selección del método analítico se han basado en la mejora de la exactitud, precisión, sensibilidad y/o selectividad usando diferentes estrategias. También se ha tenido en cuenta un mayor rango dinámico, robustez, mayor aplicabilidad menor coste, menor impacto medioambiental, simplicidad, menor coste de análisis, posibilidad del análisis simultáneo o menor volumen de muestra.Las soluciones analíticas usadas han sido un mejor diseño instrumental, comparación de los protocolos de almacenamiento, uso de reacciones de formación de derivados, mejora de la estabilización de los derivados, nuevos montajes y procedimientos automáticos, optimización de las condiciones experimentales, corrección de las contribuciones de los interferentes, uso de cartuchos de extracción en fase sólida, desarrollo de estrategias de estandarización, análisis simultáneo o selección del mejor modelos calibración. Las diferentes soluciones específicas y generales, estrategias, y/o objetivos estudiados en el este proyecto están resumidos en la siguiente tabla.Diferentes herramientas quimiométricas han sido descritas para optimizar el análisis de parámetros químicos en aguas. Estas herramientas han sido aplicadas en diferentes contextos químicos incluyendo tests estadísticos, métodos de clasificación o métodos de calibración. Se han utilizado diferentes modelos, aproximaciones, pretratamiento de datos o criterios de selección de variables.Actualmente, la química analítica impone la adaptación de los métodos analíticos para instrumentación programable y gestión automática de datos. En este proyecto estas características han sido enfatizadas para cada uno de los capítulos de la tesis.Las conclusiones generales que se pueden establecer para cada uno de los capítulos de los que ha constado la tesis son:Análisis de fenoles. El uso de método de adición estándar del punto H (GHPSAM) en combinación con la preconcentración empleando soportes de estireno divinil benceno ha proporcionado un método de screening de muestras libre de interferencias. Se han analizado aguas en el área de la ciudad de Valencia, empleado la espectrofotmetría directa y la formación de derivados con p-aminofenol.Análisis de aminas. Se han estabilizado los derivados de poliamina formados con o-ftaldialdehido (OPA) y N-acetil-cisteína (NAC). Se ha estudiado la cinética estableciendo la ausencia de efectos sinérgicos. Para muestras de agua de mar se han empleado diferentes procedimientos: preconcentración de analito y del derivado y formación de derivados en el soporte sólidoAnálisis de cromo (VI). La especiación se ha logrado con el uso del GHPSAM mediante un método espectrofométrico UV-visible directo. Se ha establecido las bases para el análisis de cualquier analito presente en dos formas relacionadas. También se ha desarrollado un programa informático adecuado.Análisis univariado de cromo. Para el cromo se logra la especiación en Cr (III) y Cr (VI) mediante un método quimioluminiscente univariado acoplado a un procedimiento en flujo. Se han establecido los protocolos de almacenamientos adecuados, diferentes etapas de pretratamiento como la adición de EDTA o una etapa de reducción. Se ha diseñado una nueva celda en flujo, celda en nudo, comparándola con otras celdas en flujo y con procedimientos en estático. Los resultados en muestras de agua fueron satisfactorios en términos de porcentajes de recuperación y método de referencia.Análisis multivariado de cromo. Se estudió la determinación multivariante de cromo. Se plantearon soluciones a los problemas de validez de los modelos y la no linealidad de la respuesta con la concentración. Se compararon la recalibración frente a la estandarización o transferencia de calibrados mediante los métodos DS y PDS. Se localizaron intervalos lineales (S vs. c) con el empleo de regresiones robustas. Se optimizó la transferencia para el intervalo lineal y no lineal, evaluándose los factores de estandarización: celda, tiempo, instrumento, montaje y sus combinaciones. Se ensayaron varios modelos de calibración: PCR, PLS, NL-PCR, NL-PLS, stepwise, logarítmicos, locales ponderados, ... Para el análisis de los resultados se empleo gráficos de cajas, análisis en componentes principales y análisis cluster.Análisis simultáneo de cromo y cobalto. Se han propuesto métodos para la determinación simultánea de ambos metales mediante procedimientos en estático y con un analizador automático. Se comprobó la robustez de los registros validándose con un material certificado de referencia. Los montajes automáticos implican sistemas en flujo detenido en un sistema conmutador. Se compararon los modelos PLS y HPSAM para varias muestras acuosas.Análisis de fosfato. Por último, se ha propuesto la determinación de la fracción filtrable de fósforo usando un sistema de inyección secuencial (SIA). Se estudio el efecto de la salinidad. Se analizaron diferentes campañas de muestreo en Plymouth (Reino Unido). Este estudio fue resultado de la estancia breve realizada en la University of Plymouth (Reino Unido) bajo la supervisión del profesor Paul J. Worsfold.Se realizó una discusión general de los resultados obtenidos resumiendo los distintos aspectos estudiados respecto a los temas de interés, las estrategias quimiométricas o las ventajas de los métodos propuestos.El resultado del proyecto de investigación ha sido la presente tesis, redactada en castellano e inglés en modalidad tesis europea y defendida 11 de Diciembre de 2002, obteniendo la calificación de Sobresaliente Cum Laude. / This thesis project "Chemometric solutions for optimising the analysis of chemical parameters in waters" was performed with the general aim of proposing some analytical solutions in water quality analysis.The variability of samples is wastewater, groundwater, drinking, tap, river, ditch water, coastal, estuarine and harbour water. The areas evaluated will be Valencia city area (Spain) and Tamar Estuary (Plymouth, UK). The selection of analytes was within the framework of the law, environmental context of studied areas, toxicity criteria, biological and analytical needs.The proposed methods have been based on the improvement of accuracy, precision and/or selectivity using different strategies. Different chemometric tools have been described in order to optimise the analysis of water chemical parameters. This tools have included statistical test, classification methods or calibration methods, different models, approaches, data pre-treatment or variable selection criteria.The analysis of phenols involves the use of preconcentration cartridge and generalised H-point standard addition method (GHPSAM) and spectrophotometry methods (with or without derivatization).The analysis of amines was based in the o-phthaldehyde-N-cysteine derivatization. Some procedures for the formation and kinetic study, stabilisation of derivative and for the determination in sample were proposed.The analysis of chromium (VI) was achieved by direct spectrophotometry using GHPSAM. This strategy allows the modelling of the system, the determination of CrO42- and HCrO4- or the determination of total Cr.The univariate analysis of chromium involves a chemiluminescence method. The influence of storage protocol, reaction conditions an prereduction step and the design of a new detection cell were studied.The multivariate analysis of Cr was to obtain the calibration model and the conditions of standardisation in the linear and non-linear interval.The simultaneous analysis of Cr and Co involves a multicommutational flow system using a switching manifold design and the use of chemometric tools.The analysis of phosphate was based in a sequential injection manifold and the reaction of molybdate-tin (II) chloride-phosphate. Different sampling campaigns were also compared.A summary of interested subjects, the used chemometric strategies and advantages of proposed methods was evaluated. This European thesis was written in Spanish and English.Luis Antonio Tortajada Genaro

El principal objetivo de esta Tesis es el estudio de la viabilidad analítica de nuevos dispositivos electródicos como son los electrodos serigrafiados modificados con bismuto o antimonio como materiales alternativos al mercurio en la determinación y especiación de metales pesados mediante técnicas voltamperométricas. La tecnología del serigrafiado permite la fabricación de dispositivos económicos y desechables de sistemas electródicos como alternativa a los electrodos clásicos que se pueden adaptar a instrumentación portátil. Los electrodos serigrafiados (SPEs), pueden ser modificados con metales como el bismuto o el antimonio por métodos de electrodeposición vía in-situ o ex-situ, utilizando una solución de Bi(III) o de Sb(III); también pueden modificarse a través de un precursor metálico, o se puede obtener mediante la técnica de sputtering. Por otro lado existe un creciente interés en la búsqueda de materiales electródicos alternativos del mercurio, menos tóxicos que éste pero con un comportamiento electroquímico similar (amplio rango catódico de trabajo, sensibilidad y reproducibilidad), especialmente para cumplir con las crecientes demandas de dispositivos para monitoreo ambiental in-situ de metales pesados. Entre estos materiales, el bismuto y más recientemente el antimonio han demostrado tener un comportamiento analítico adecuado que los hace aparecer como una alternativa en la determinación de metales pesados mediante técnicas voltamperométricas. Para conseguir los objetivos planteados se han realizado diversos estudios que se comentan a continuación. En primer lugar se presentan los resultados obtenidos cuando se utilizan BiSPEs. Se caracterizan los dispositivos considerados (ex-situ BiSPCE, in-situ BiSPCE, BiOxSPCE y BispSPE) tanto física como analíticamente, se compara el comportamiento de los diferentes dispositivos entre ellos y el electrodo de gotas de mercurio y se aplican estos dispositivos a la determinación de Cd(II) y Pb(II) en un material de referencia (agua subterránea) y en aguas de pozo de El Salvador. Los BiSPEs demostraron ser una alternativa a los electrodos de mercurio en la determinación de estos metales. Además, de entre estos electrodos se presenta al BiSPE obtenido por técnicas de sputtering como una alternativa ventajosa a los BiFEs y a los BiSPCEs obtenidos modificando un SPCE vía in-situ o ex-situ, debido a que no es necesario ningún tratamiento antes del análisis de la muestra ya que presentan unos LOD muy favorables. El electrodo BispSPE demostró tener un comportamiento analítico similar al del HMDE en la determinación de Cd(II) y Pb(II) en muestras de aguas de pozos. En esta Tesis se ha utilizado por primera vez un electrodos serigrafiados de carbono modificados con bismuto vía ex–situ en estudios de complejación; en concreto se han estudiado las interacciones del Cd(II) con ligados de interés medioambiental por voltamperometría de impulsos diferencial y técnicas quimiométricas para el tratamiento de los datos. Estos dispositivos han demostrado ser una alternativa a los electrodos de mercurio y a los de película de bismuto en este tipo de estudios. En segundo lugar se han estudiado las posibilidades que presentan los electrodos serigrafiados modificados con antimonio en la determinación de metales pesados. En concreto se ha considerado un SPCE modificado vía in-situ y se ha aplicado a la determinación de Cd(II), Pb(II) y Cu(II) en un material certificado (agua subterránea). Este dispositivo demostró ser una opción al in-situ BiSPCE para la determinación de estos metales en particular para el Cu(II), no solo por presentar un menor LOD para este metal, sino porque no se observa competencia entre el Sb(III) y Cu(II) por depositarse en la superficie del electrodo. Como resultado de los estudios de investigación llevados a cabo en esta Tesis, se han publicado cuatro artículos en diferentes revistas científicas. Estas publicaciones son la base del trabajo expuesto en esta Tesis. / The main goal of this Thesis is to study the analytical possibilities of screen printed electrodes (SPEs) modified with bismuth or antimony as new alternative materials to mercury for the determination and speciation of heavy metals by voltammetric techniques. The screen printing technology permits the fabrication of low cost, small size and disposal devices, as an alternative to classic electrodes that can be suitable for portable instrumentation. The SPEs can be modified with metals as bismuth or antimony by electrodeposition methods via ex-situ or in-situ, also can be modified using a metallic precursor or by sputtering the metal on a ceramic substrate. First of all, SPE modified with bismuth were studied. The devices considered (ex-situ BiSPCE, in-situ BiSPCE, BiOxSPCE and BispSPE) were characterized microscopically and analytically compared between them and with the HMDE, and applied for the determination of heavy metals in natural samples. The BiSPEs proved to be an option to mercury electrodes for the analysis of these metals. Between them the electrode obtained by the sputtering techniques has demonstrated to be a good alternative to HMDE, and also to classic BiFEs. The provided LOD and LOQ for Pb(II) and Cd(II) analysis were in all cases at the level of μg L-1. Furthermore ex-situ BiSPCEs have been used for the first time for the analysis of the complexation of Cd(II) by thiol containing compounds as glutathione (GSH) and phytochelatin (PC2). The data were treated by multivariate curve resolution by alternating least squares (MCR-ALS), demonstrating that the results are in good agreement with those previously obtained with mercury electrodes. Finally, the possibilities of SPCEs modified with Sb(III) via in-situ for the determination of Cd(II), Pb(II) y Cu(II) in natural samples were studied. The SbSPEs were microscopically characterized and experimental parameters for the determination of heavy metals by anodic stripping voltammetry were optimized. The in-situ SbSPCE demonstrated to be a good alternative to in-situ bismuth film electrodes for the determination of these metals ions in particular for copper, since no competition between copper and antimony for surface sites was noticed.

La presencia de contaminantes de origen natural en productos destinados al consumo humano ha suscitado una gran preocupación en los últimos años debido al mayor conocimiento de sus efectos nocivos para la salud humana. Por este motivo, los organismos responsables de velar por la salud de los ciudadanos, han decretado los niveles máximos permitidos de dichos contaminantes en alimentos y aguas. Se requiere pues metodología analítica que permita la determinación fiable de dichos contaminantes en las matrices correspondientes a los bajos niveles requeridos por la legislación. En la presente Tesis Doctoral se ha estudiado el potencial analítico y la aplicabilidad del acoplamiento cromatografía líquida-espectrometría de masas en tándem (LC-MS/MS) con analizador de triple cuadrupolo (QqQ), en el campo del análisis de tóxicos de origen natural en muestras alimenticias y mediambientales. El elevado potencial de esta técnica ha permitido el desarrollo de metodología analítica rápida, sensible, selectiva y fiable para la determinación de dichas toxinas. Además, todos los métodos de análisis desarrollados se han validado siguiendo los criterios de calidad recogidos en las guías europeas, desde el punto de vista cualitativo y cuantitativo, con el fin de que los datos obtenidos presenten elevada fiabilidad. La investigación realizada en esta Tesis Doctoral se estructura en dos bloques, estudiándose en el primero de ellos las toxinas correspondientes al grupo conocido como micotoxinas, mientras que el segundo está dedicado a las ficotoxinas. Esta estructura se ha elegido para agrupar los trabajos según los tóxicos y el tipo de matrices estudiadas. En el primer bloque se han desarrollado metodologías para el análisis de micotoxinas en alimentos en su mayoría de origen agrícola. En el primer trabajo se ha estudiado el potencial de la cromatografía líquida de ultra resolución acoplada a espectrometría de masas en tándem (UHPLC-MS/MS) para el desarrollo de un método multianalito que permita la determinación simultánea de las micotoxinas legisladas, con propiedades físico-químicas muy diferentes, de manera rápida, sensible y selectiva. Se evaluó las diferentes opciones que permitieran realizar una correcta cuantificación de las muestras, seleccionando el calibrado en matriz como la opción más favorable. Esta metodología se validó y aplicó al análisis de diferentes muestras pertenecientes a cereales y alimentos infantiles. En el segundo trabajo se amplió el número de analitos, introduciendo micotoxinas estructuralmente relacionadas. Se estudió el potencial de esta técnica para el análisis de un elevado número de matrices utilizando la aproximación “dilute and shoot† con el objetivo de poder determinar simultáneamente todos los compuestos seleccionados en una única inyección. Se consiguió validar la metodología analítica para todos los compuestos legislados a concentraciones inferiores a las establecidas por el reglamento de la Comisión Europea. Esta metodología se aplicó al análisis de muestras pertenecientes a un estudio de dieta total (EDT) de la Comunidad Valenciana mediante el cual se pretendió determinar la ingesta de este tipo de contaminantes en los productos de consumo más habituales en la población de esta región. El tercer y cuarto trabajo abordan distintos problemas analíticos surgidos en el desarrollo de la metodología multianalito. En el tercer trabajo se puso especial énfasis en aumentar la sensibilidad de la metodología analítica con el fin de determinar concentraciones sub-µg/kg de determinadas aflatoxinas y ochratoxina A en muestras de alimentos destinadas a bebés y niños de corta edad, según se establece en la regulación establecida por la Comunidad Europea. Se evaluó el uso de la extracción en fase sólida (SPE) como la opción que permite la preconcentración de los analitos y purificación de los extractos, comparando el uso de diferentes materiales. Se observó que los mejores resultados se obtenian mediante el uso de cartuchos de inmunoafinidad, destacando su elevada selectividad para las micotoxinas objeto de interés. En la última parte de este primer bloque se desarrolló metodología analítica para la determinación de la micotoxina patulina, la cual, debido a sus propiedades físico-químicas, no pudo ser incluida en los métodos multianalito. Debido a su elevada polaridad y bajo peso molecular se requirió una cuidadosa optimización del tratamiento de muestra, así como de las condiciones cromatográficas y espectrométricas. Se comparó el uso de dos fuentes de ionización a presión atmosférica, la ionización electrospray (ESI) y la ionización química a presión atmosférica (APCI). Mediante el uso de la APCI se consiguió minimizar los problemas de supresión iónica debidos a la matriz observados en la fuente ESI. De este modo se consiguió la determinación de este compuesto en productos derivados de manzana, tanto sólidos como líquidos. En el caso de los productos sólidos se realizó una extracción sólido-líquido, mientras que en el caso de las muestras líquidas se llevó a cabo la inyección directa en el sistema cromatográfico tras una etapa de dilución. El segundo bloque aborda el análisis de ficotoxinas en muestras ambientales y alimenticias. En el primer trabajo de este bloque se desarrolló metodología analítica para la determinación de microcistinas y nodularina, toxinas procedentes de algas cianobacterianas, en aguas superficiales y de consumo. En este caso, al igual que en las micotoxinas, se pretendía desarrollar un método multianalito que permitiera la detección simultánea de la nodularina y las seis microcistinas seleccionadas. Se estableció el objetivo de poder determinar cada una de las toxinas seleccionadas a concentraciones inferiores a 1 µg/L (límite máximo establecido en la legislación Española para la microcistina LR). El procedimiento desarrollado incluyó una etapa de pre-concentración de los analitos en línea con el sistema UHPLC-MS/MS, el cual, con la inyección de 1 mL de muestra y de una manera totalmente automatizada, consiguió alcanzar las concentraciones deseadas. Para finalizar, en el segundo trabajo de este bloque se desarrolló metodología analítica basada en cromatografía líquida de alta resolución acoplada a espectrometría de másas en tándem (HPLC-MS/MS) para la determinación simultánea de toxinas marinas pertenecientes a diferentes grupos o familias. Este hecho aumentó la dificultad de la tarea ya que se pretendía la determinación de compuestos iónicos simultáneamente con compuestos de mayor apolaridad mediante cromatografía de fase reversa. Para ello se hizo uso de cromatografía de pares iónicos con el objetivo de aumentar la retención de los compuestos iónicos. Esta metodología se aplicó al análisis de muestras de vieiras contaminadas naturalmente en un “bloom† de algas tóxicas y sometidas posteriormente a un proceso de depuración, en las que se detectó la presencia de ácido domoico. El estudio de la concentración de ácido domoico en muestras tomadas a diferentes días posteriores a su contaminación permitió establecer la cinética de depuración de este contaminante en este tipo de organismos bivalvos.

La present tesi s'ha desenvolupat dintre de la línia de recerca que el grup té sobre el desenvolupament de nous sorbents polimèrics per a aplicar-los com a sorbents en extraccions en fase sòlida. En aquest cas, els sorbents sintetitzats són altament selectius per a la molècula d'interès i es coneixen com a sorbents d'empremta molecular. Pel que fa al mètode de síntesi s'han explorat diferent tipus de polimeritzacions així com diferents tipus d'interacció entre els components que constitueixen el polímer a fi de millorar tant el procés de síntesi com el reconeixement de la molècula objectiu un cop obtingut el polímer per tal d'obtenir extraccions altament selectives. Aquest sorbents s'han aplicat per a l'extracció de compostos considerats com a contaminants orgànics emergents en mostres tant d'orina humana com aigües de riu o de depuradora amb resultats satisfactoris en tots els casos, demostrant que aquest sorbents són una bona opció a l'hora de realitzar extraccions altament selectives. / The present thesis has been developed within the research trend that the group has on the development of new polymeric materials for their used as sorbents in solid-phase extraction. In this case, the sorbents synthesised are highly selective for the molecule of interest and are known as molecularly imprinted polymers. Regarding the synthesis of these polymers, several polymerisation protocols as well as several kinds of interactions that can be established between all the components involved in the synthesis of the polymers have been exploited. The sorbents obtained were further applied in the selective extraction of several compounds framed within the group of emerging organic pollutants from human urine, river water or effluent water from sewage plants. In any case, a successful extraction of the target analyte was easily achieved by using any of the sorbents developed, thus proving that these sorbents are a good option when aiming to selectively extract the compound of interest from highly complex matrices.

L’estudi de la presència i distribució dels contaminants orgànics persistents en el medi ambient és avui dia un tema de gran interès social degut als efectes nocius que aquests compostos provoquen en el organismes vius i a la seva capacitat per a bioacumular-se a través de la cadena tròfica. A més dels compostos que es troben en el llistat de substàncies perilloses del Conveni d’Estocolm (bifenils policlorats (PCBs), policlorodibenzo-p-dioxines i furans (PCDDs/Fs) i pesticides organoclorts), alguns que s’hi han afegit recentment (2009) com els polibromodifenil èters (PBDEs) o sulfonats de perfluorooctà, en els últims anys s’ha detectat en el medi ambient la presència de nous contaminants com les parafines clorades (CPs). Aquest fet, ha comportat que s’hagi proposat la seva inclusió en el llistat de compostos que s’estan avaluant per ser inclosos en el Conveni d’Estocolm i s’hagin inclòs en la directiva marc de l’aigua de la Unió Europea. Atès que la informació que es disposa actualment relativa a la seva presència i distribució en el medi ambient és encara limitada, és d’interès disposar de mètodes d’anàlisi ràpids i fiables que permetin la seva determinació amb una elevada sensibilitat i selectivitat L’objectiu principal d’aquesta tesis és el desenvolupament de metodologies analítica per a l’anàlisi de CPs i d’altres contaminants orgànics persistents per tal de estudiar la seva presència i distribució en mostres ambientals i alimentàries. En una primera part de la tesi s’ha estudiat l’aplicabilitat de l’extracció assistida per microones com a alternativa a les tècniques d’extracció tradicional per l’anàlisi de CPs en mostres de sediments, per tal de disposar d’un mètode ràpid i senzill per l’anàlisi d’aquest compostos en matrius abiòtiques d’elevada complexitat. Tanmateix, s’ha avaluat l’aplicabilitat d’un mètode multi-component per l’anàlisi de mescles de CPs i d’altres famílies de contaminants, com les PCDD/Fs, els PCBs i els PBDEs, en mostres de bivalves i peixos destinats al consum humà. En ambdós casos, els mètodes s’han aplicat a l’anàlisi de CPs i altres contaminants en sediments d’origen fluvial i marí fortament influenciats per l’activitat industrial i en productes del mar procedents d’àrees d’especial interès pesquer i ecològic, com és el Delta de l’Ebre. En una segona part d’aquesta tesi s’ha estudiat l’aplicabilitat de la cromatografia de gasos multidimensional integrada (GCxGC) per a la separació i caracterització de mescles de CPs i la seva determinació en mostres ambientals. Amb aquest objectiu, en primer lloc es van estudiar diferents combinacions de columnes en les dues dimensions per tal d’aconseguir la màxima separació entre els components de les mescles i estudiar la seva composició i naturalesa. En segon lloc, es va desenvolupar un mètode GCxGC acoblat amb un espectròmetre de masses amb analitzador de temps de vol (TOF-MS) per dur a terme la identificació i quantificació de les CPs en mostres ambientals. Per altra banda, s’ha avaluat la capacitat de la GCxGC en l’anàlisi de CPs i d’altres contaminants, com els PCBs i els PBDEs, en mostres de sediments per tal de disposar d’un mètode ràpid i fiable per a la determinació conjunta d’aquestes tres famílies de compostos. Finalment, en aquesta tesi s’ha estudiat l’aplicabilitat de l’acoblament GCxGC-MS amb analitzador quadrupolar com a alternativa al TOF, per a l’anàlisi de mescles de CPs. En aquest sentit s’ha pogut demostrar la idoneïtat d’aquest tipus d’analitzador, treballant en condicions que proporciona la màxima velocitat d’adquisició sense perdre informació espectral, ja que permet acostar-se a les prestacions del TOF i, en conseqüència, es pot utilitzar per l’anàlisi i caracterització de mescles de CPs i d’altres famílies de contaminants. / Today, the study of the presence and distribution of the persistent organic pollutants (POPs) in the environment is a matter of social interest since these compounds cause harmful effects on living organisms and exhibit a high capacity to bioaccumulate through the trophic chain. In recent years, new persistent pollutants, such as chlorinated paraffins (CPs), have been detected in the environment. These compounds show similar characteristics and properties than those included into the Stockholm Convention list, the initial one with polychlorinated biphenyls (PCBs), polychlorodibenzo-p-dioxins and dibenzofurans (PCDD/Fs), organochlorinated pesticides, and also those added later (2009), such as polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) or perfluorooctane sulfonate (PFOS). As a consequence, CPs have been proposed to be included into the POP list of the Stockholm Convention and are considered as priority substances by the Oslo and Paris Commission (OSPAR). Moreover, they have been included in the list of priority hazardous substances in the field of water policy of the European Union (Directive 2002/45/EC). Since information about the levels and distribution of CPs in environment is still limited and the characterization and quantification of CP mixtures is a complex task, there is a need to dispose of reliable, sensitive and selective analytical methods for their determination in environmental matrices. The aim of this work is double, on the one hand the development of methodologies for the analysis and characterization of CPs and on the other, the study of their presence and distribution in environmental and food samples.

The thesis presents the development of immunochemical methods for detection of trichlorophenols (TCP) in environmental and biological samples. An indirect enzyme linked immunosorbent assay (ELISA) for 2,4,5-TCP has been developed after a rational design of the immunizing hapten chemical structure, and the screening of 12 competitor haptens. The effect of the conjugation degree of the competitors and their homology with the target analyte, the physicochemical parameters (pH, ionic strength), the concentration of detergent, the time of incubation and the specificity were studied. Two immunoassays (2,4,5- and 2,4,6-TCP ELISAs) were evaluated for the analysis of water, milk, serum and urine. Drinking water was analyzed directly after buffering the sample. The strong matrix effects in milk samples requires the sample clean up. Human serum can be analyzed after protein precipitation with absolute ethanol. The strong matrix effect of urine and its variability for samples from different individuals suggested the introduction of a purification step prior to ELISA. The C18- solid phase extraction (SPE) is an effective clean up method to remove an important part of the nonspecific interferences present in urine. The C18-SPE-ELISA method allows accurate quantification of TCPs in urine of occupationally exposed persons. SPE based on immunosorbents (immunoaffinity extraction, IAE) have been developed in single and 96-column formats. IAE is an effective clean up method to remove all nonspecific urinary interferences. The IAE step was optimized regarding sample volume, loading level, type of urine hydrolysis washing and elution conditions. The selectivity of the immunosorbents can be modulated by the washing conditions. The immunosorbents have sufficient capacity to effectively extract 2,4,6-TCP from urine samples of occupationally exposed persons and the general population. The HTS-IAE-ELISA method allows the processing of 100 samples/day with very good precision and accuracy. The method was validated with GC-MS and applied to the biomonitoring of three groups of population from Catalonia.A quenching fluorescence immunoassay based on the laser-induced fluorescence detection in microdroplets (LIF-microdroplet-QFIA) for 2,4,6-TCP has been developed as a novel biodetection system. This approach offers significant improvement in method detectability compared to the microplate immunoassays and is the first application urine samples that can be directly analyzed after sample dilution.