La formació de concrecions sòlides al tracte urinari, malaltia que rep el nom de litiasi urinària, és un desordre molt comú arreu del món. La seva taxa de incidència és del 12% a la població mundial, i la de recurrència (repetició d’episodis litiàsics) és del 50%. Els recursos destinats al tractament de la litiasi urinària suposen una important llast als pressupostos de la sanitat pública. Els reptes que fixa aquesta malaltia requereixen opcions més avançades de diagnòstic i tractament. Existeix una necessitat clara a la comunitat mèdica (i a la societat) de reduir les elevades taxes d’incidència i recurrència, que s’han de resoldre a través del coneixement i de noves opcions preventives. Aquesta Tesi Doctoral exposa els projectes desenvolupats en diverses àrees de la litiasi urinària, que inclouen anàlisi d’imatge, espectroscòpia i tècniques de separació. L’objectiu d’aquest document és oferir respostes a les limitacions indicades emprant aquestes eines. La primera Secció experimental està dedicada a la utilització de les espectroscòpies NIR i IR per ampliar el coneixement de la litogènesi i suggerir noves alternatives per a l’anàlisi dels càlculs urinaris. Una descripció precisa de la formació d’un càlcul renal és l’eina fonamental per a la identificació de factors de risc i la seva influència als processos de cristal·lització. Aquestes anàlisis presenten les bases de tractaments més adaptats. D’altra banda, el desenvolupament d’una nova metodologia analítica basada en Imatges Hiperespectrals representa un destacable avenç al tractament de la malaltia. Els processos descrits aquí superen les tècniques tradicionals en la qualitat de descripció de la mostra, el temps d’anàlisi, i no necessiten d’un analista format. Aquesta metodologia pot ser considerada seriosament com a alternativa als laboratoris clínics. La següent secció mostra la caracterització de les nanopartícules presents a l’orina mitjançant Field Flow Fractionation. L’interès en estudiar la relació entre les nanopartícules i la litiasi rau en el fet que el procés de cristal·lització s’inicia amb l’aglomeració de petites partícules en suspensió. L’objectiu final és la utilització de les nanopartícules com a biomarcador de risc litogen. La tercera Secció experimental es centra en la rellevància dels promotors de la cristal·lització, amb especial èmfasi a l’oxalat. Aquest promotor s’acostuma a incorporar a través de la dieta. El treball presentat aquí inclou la determinació del contingut en oxalat (i altres inhibidors/promotors) en extractes de plantes i xocolata, productes comuns a dietes occidentals. Addicionalment, s’ha dut a terme un estudi enfocat a l’absorció d’oxalat, que empra el marcatge isotòpic i en contrasta els resultats amb altres fórmules de determinació de risc litogen. En darrer lloc, aquest document detalla les principals contribucions de la Tesi a la transferència de coneixement: protecció intel·lectual i la presentació d’un dispositiu mèdic. Aquest aparell és capaç de classificar càlculs renals de forma ràpida emprant eines de reconeixement d’imatges. El dispositiu realitza automàticament suggeriments de tractament específics a cada mostra, per a una anàlisi individualitzada. L’interès comercial del producte ha estat estudiat, incloent un estudi de mercat. En resum, aquesta Tesi ofereix un enfocament multidisciplinar que pretén establir nexes entre aspectes fonamentals, aplicats i mèdics de la litiasi urinària. La millora de la qualitat de vida del pacient ha estat l’horitzó permanent que ha conduit aquesta recerca. / The formation of solid depositions along the urinary tract, also known as urinary lithiasis, is a common disease worldwide. The incidence rate is 12% of the entire population and the recurrence (suffering further stone episodes) affects 50% of the patients. The associated medical management and treatments are an important burden on healthcare systems. The challenges posed by urinary lithiasis require enhanced diagnostic and treatment options. The medical community (and the society) has a clear need of reducing incidence and recurrence rates, which should follow the path of wider knowledge in stone disease and new preventive options. This Dissertation exposes the work developed in some areas concerning urolithiasis, which embeds image analysis, spectroscopy and separation techniques. The aim of this report is to offer answers to the above mentioned necessities using those scientific tools. The first experimental Section in this Dissertation is devoted to the use of NIR and IR Spectroscopies for widening the knowledge in lithogenesis and suggesting new urinary stone analysis alternatives. The precise description of the formation of a stone is a solid pillar on the definition of risk factors and influence of urinary parameters on the crystallization process. This input set the basis for the formulation of more specific treatments. The development of a new analysis methodology, using Hyperspectral Imaging, represents a step forward in stone disease management. The process presented here offers a better stone description than conventional techniques in a short analysis time and with no need of trained analysts. This poses the bases of this methodology as a solid alternative for its use in routine clinical laboratories. The next Section describes the use of Field Flow Fractionation for the characterization of nanoparticles in urine. Since crystallization processes start by the agglomeration of small solid particles, the interest on the development of a methodology to determine their relation to urinary lithiasis is clear. This study intends to use nanoparticles as a biomarker for stone formation risk. The third experimental Section is focused on the importance of crystallization promoters, in particular, oxalate. This promoter is mostly integrated into the body through the diet. In this sense, this Dissertation investigates oxalate content (and other promoters/inhibitors of crystal formation) in plant extract and chocolate - common products in western diet. Oxalate absorption is also considered in this work, by using isotopic labelling and comparing the results to general risk assessment formulas. The last Section in this Dissertation highlights the contributions of this work to knowledge transfer. It includes the intellectual protection of some of the produced knowledge and the presentation of a new medical device. This instrument is able to quickly classify urinary stones using image recognition tools, providing thus a suitable alternative for the in-site analysis of stones. The device automatically offers treatment suggestions adapted to each sample, so it offers an individualized analysis. The commercial potential of this device has been also assessed through market research. In essence, this Dissertation can be considered as a multidisciplinary approach that provides a link between fundamental, applied and medical features of urinary lithiasis. This goal has been reached keeping as a horizon the improvement of patients’ quality of life.

La present tesi ha avaluat la capacitat dels compostos fenòlics i dels paràmetres de color per actuar com a marcadors de traçabilitat de la varietat i/o anyada de vins blancs i negres monovarietals de la DO Penedès. També s’ha analitzat la relació existent entre aquests compostos i la qualitat sensorial d’aquests vins. Les anàlisis efectuades han derivat en una matriu de dades amb informació de les diferents famílies de polifenols i paràmetres de color de vins blancs monovarietals de Macabeu, Xarel.lo, Parellada, Sauvignon blanc i Chardonnay i de vins negres de Merlot, Cabernet Sauvignon i Ull de Llebre, durant set campanyes successives (2000 al 2006). S’han analitzat un total de 18 variables de 684 vins blancs i 21 variables de 866 vins negres, basades totes elles en tècniques espectrofotomètriques, per la seva simplicitat en infraestructura requerida i cost reduït, el que dóna la possibilitat de poder-les aplicar als laboratoris dels cellers i dels Consells Reguladors. També s’han inclòs les dades de valoració organolèptica d’aquests vins facilitada pel comitè de qualificació del Consell Regulador de la DO Penedès. Amb els resultats d’aplicar l’anàlisi discriminant s’han proposat una sèrie de paràmetres en funció de la composició fenòlica i color, capaços de diferenciar si un vi és d’una varietat o altra. S’ha demostrat que més d’un 60% dels vins blancs varietals de Chardonnay i de Xarel.lo s’agrupen en funció de l’origen varietal, i també s’han classificat correctament el 72% de les mostres de vins negres de Cabernet Sauvignon, Merlot i Ull de Llebre. En funció de l’anyada i en relació a la caracterització fenòlica i de color, s’ha obtingut una elevat percentatge d’agrupació de les mostres de vins negres, en concret del 72%. Aquests resultats han permès relacionar la composició fenòlica dels vins amb factors propis de la zona com és el clima. En canvi, per a vins blancs no s’ha pogut obtenir un model vàlid de classificació segons l’any d’elaboració. Pels vins negres a més s’ha estudiat l’agrupació de les mostres per un mateix tipus de vi monovarietal en funció de l’anyada. I també, la classificació dels vins de cada anyada d’acord a l’origen varietal amb elevats percentatges d’agrupació de les mostres en cada cas. Finalment, s’ha demostrat l’elevat grau de correlació entre la fracció fenòlica i color, i la valoració organolèptica dels vins. Això ha permès determinar quines variables de polifenols i color, col.laboren en la predicció de la puntuació del perfil sensorial dels vins. / This thesis has evaluated the capability of phenolic compounds and color characteristics to act as markers of traceability of grape variety and/or vintage of white and red wines from the Denomination of Origin of Penedès. Moreover, the relationships between these compounds and the sensory quality of these wines have been analyzed. A data base has been generated with the information of polyphenolic compounds and color parameters of white wines from the varieties of Macabeu, Parellada, Sauvignon Blanc and Chardonnay and red wines from Cabernet Sauvignon, Merlot and Ull de Llebre, in seven consecutive years (2000 to 2006). Experimental research was done on 684 white wines, through 18 analytical variables and 866 red wines samples and 21 parameters. All of them based on spectrophotometric methods for its simplicity, low cost and infrastructure required, to enable their application in the wineries and laboratories of Regulatory Councils. The Sensory analysis was carried out by a tasting panel from the Regulatory Council of the Denomination of Origin of Penedès. Results obtained from discriminant analysis have revealed a number of variables based on phenolic compounds and color characteristics useful to differentiate these wines by their grape variety. It has been demonstrated that more than 60% of white wines of Chardonnay and Xarel.lo were correctly classified by the grape variety and also for red wines of Cabernet Sauvignon, Merlot and Ull de Llebre, 72% were classified correctly. According to the vintage, based on phenolic composition and color, the correct classifications of the samples reached 72% for red wines. The results have allowed us to demonstrate the influence of climatic conditions on the phenolic composition of wines. On the other hand, a valid model of classification of the white wines according to vintage has not been obtained. For each varietal red wine, a vintage classification of the samples has been demonstrated and also the differentiation of the wine of each year based on the grape variety. The percentage of correct classification was high in each case. Furthermore, significant correlations were obtained between the sensory data and the phenolic composition of the wine. The results indicated the influence of variables of polyphenols and color in the sensory scoring.

La quimioluminiscencia, dadas sus características de sensibilidad, bajo coste y facilidad de automatización, puede beneficiar considerablemente al análisis de compuestos orgánicos e inorgánicos en muestras ambientales. En esta tesis se contribuye a:- Mejorar el análisis de screening de aminas alifáticas en muestras de agua de diferente naturaleza y disminuir sus límites de detección: Para ello, se propone la preconcentración y derivatización de aminas en soporte sólido y posterior HPLC, procedimiento que se ha logrado automatizar completamente. Con la detección quimioluminiscente, los límites de detección mejoraron respecto a los establecidos con detección UV-vis o fluorescente o con otros reactivos utilizados en la bibliografía. - Disminuir los límites de detección de amonio en aguas e incrementar la exactitud de su determinación: Inicialmente se propone un método fluorimétrico selectivo basado en la reacción del amonio con el reactivo OPA-NAC, comparando los resultados con el método de referencia de Nessler y el método del electrodo selectivo; para finalizar con la detección QL del amonio derivatizado en disolución con cloruro de Dansilo y HPLC.- Conocimiento de los métodos de screening de muestras: Se propone un método QL automático capaz de discriminar entre muestras que contienen Cu(II) por encima o por debajo del nivel establecido por la legislación (50 ppb).- Mejorar la exactitud de la determinación de iones metálicos controlando los errores sistemáticos y la especiación de Cr(VI) y Cr(III): Utilizando la reacción del luminol se profundizó en la exactitud en la determinación de Cr(III) y Cr(VI), se estudió la influencia de los protocolos de acondicionamiento de muestras en la señal QL y, se aplicó la calibración multivariada a la determinación simultánea de Cr y Co.- Estudiar el Nitrógeno Orgánico disuelto: Mediante el método de OPA/NAC se estudió la determinación simultánea de amonio y grupos amino primario. El método QL permitió la estimación del Nitrógeno Orgánico amino (-CH2-NH-) y amonio. / Chemiluminescence, given its characterístics of high sensitivity, low cost and easily to automation, can considerably benefit to the organic and inorganic compounds analysis in environmental samples. This thesis contributes to:- Improve the aliphatic amines screening analysis in water simples of different nature and to decrease their detection limits: To do that, it is proposed the preconcentration and derivatization of aliphatic amines in solid support, followed by HPLC, procedure that has been completely automated. Employing chemiluminescence detection, detection limits improved regarding to that established with UV-vis or fluorescente detection or with other reagents employed in the bibliography. - Decrease the detection limits of ammonium in waters and increase the accuracy of its determination: Previously, it is proposed a selective fluorimetric method based on ammonium reaction with OPA-NAC reagent, comparing the results with Nessler referente method and with ammonium electrode selective method; to finish with the chemiluminescence ammonium detection derivatized in solution with dansyl chloride and HPLC. - Knowledge of the sample screening methods: It is proponed a chemiluminescence authomatic method which was able to distinguish between samples that contain Cu(II) over or under the level established by legislation (50 ppb).- Improve the accuracy of the determination of some metallic ions by controlling the systematic errors and the speciation of Cr(VI) and Cr(III): By using luminol reaction, it was deepen in the accuracy of Cr(III) and Cr(VI) determination, studying the influence of the simple storage protocols in the chemiluminescence signal and, applying the multivariate calibration to the simultaneous determination of Chromium and Cobalt. - Study the dissolved organic nitrogen: By using the OPA/NAC method, the simultaneous determination of ammonium and prymary amine groups has been carried out. The chemiluminescence method allowed the determination of amine organic nitrogen (-CH2-NH-) and ammonium.

La tesi realitzada planteja un estudi en profunditat de diferents factors que poden estar implicats en la formació dels càlculs renals, especialment els oxalo-càlcics que representen aproximadament un 70 % del total. S'ha demostrat experimentalment que els fragments residuals de càlculs renals càlcics obtinguts a partir del tractament amb litotrícia extracorpòrea per ones de xoc, sofrien un recreixement, podent donar lloc a la formació de nous càlculs. També s'han efectuat estudis in vitro de la nucleació heterogènia de l'oxalat càlcic induït per diferents substàncies (fluorur càlcic, mucina i detritus cel·lulars), les quals han mostrat una elevada acció nucleant. Per a cadascun dels casos i condicions, s'ha estudiat l'efecte de diferents substàncies que podrien actuar com a inhibidores de la cristal·lització. En tots els casos el fitat ha estat qui provocà una major reducció del creixements dels càlculs.Finalment, s'ha demostrat l'absorció del fitat a través de la pell en animals d'experimentació i humans.

The aim of this Doctoral Thesis is the development of novel polymeric materials for different sorptive extraction techniques, such as solid-phase extraction (SPE) and stir bar sorptive extraction (SBSE). Both techniques were applied in liquid-chromatography and tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) for determining a group of emerging contaminants, such as pharmaceuticals, illicit drugs and personal care products, from wastewater samples. To improve the detection of these contaminants in several environmental samples at low levels of concentrations, extraction techniques have to enable a high enrichment factor and high selectivity towards the analytes of interest removing interfering compounds. In this Doctoral thesis, a molecularly imprinted polymer (MIP) specific for a group of non-steroidal and anti-inflammatory drugs (NSAIDs) and other polymeric material with strong cation-exchange behaviour were evaluated as sorbents for SPE. Moreover, different monolithic materials with a polar nature were also synthesised to be used as coatings for SBSE and as a result, favour the extraction of more polar compounds / La present Tesi Doctoral té com a objectiu principal el desenvolupament de nous materials per a diferents tècniques d’extracció per sorció, com són l’extracció en fase sòlida i l’extracció mitjançant barres magnètiques agitadores. Ambdues tècniques van ser aplicades a la cromatografia de líquids seguida de l’espectroscòpia de masses en tàndem (LC-MS/MS) per a la determinació de diversos contaminants orgànics considerats com emergents, com són fàrmacs, drogues d’abús i productes d’higiene personal. Per tal de millorar la detecció d’aquests compostos en diferents mostres mediambientals a baixes concentracions, les tècniques d’extracció han de permetre un gran factor de preconcentració, selectivitat cap als analits d’interès i a la vegada eliminar interferències. En aquesta tesi, un polímer comercial d’empremta molecular específic per a un grup de fàrmacs (non-steroidal and antiinflammatory drugs (NSAIDs)) i un altre polímer d’intercanvi catiònic fort sintetitzat al laboratori van ser avaluats com a sorbents per a l’extracció en fase sòlida. A més a més, diferents materials monolítics de caràcter polar van ser també sintetitzats per recobrir barres magnètiques agitadores i així afavorir l’extracció de compostos de polaritat mitjana i elevada.

La electroforesis capilar (CE) es una técnica de separación basada en la migración diferencial de una mezcla de analitos bajo la acción del campo eléctrico. La CE ha sufrido una gran desarrollo a nivel de investigación en la última década pero su implantación a nivel industrial ha sido reducida. La gran variedad de productos y los numerosos controles que implica el control de calidad en la industria ha conducido al desarrollo de técnicas rápidas y con una amplia gama de aplicaciones como la CE. En esta tesis re realiza un estudio sobre la aplicación de esta técnica a campos diversos como el seguimiento de un proceso de oxidación de interés medioambiental o el establecimiento de nuevos métodos de análisis de productos farmacéuticos.La oxidación de los blanqueantes ópticos utilizados en la industria textil o de la detergencia frente al hipoclorito de las lejías es una de las problemáticas analizadas. La CE se muestra como una técnica idónea para separar e identificar los productos de oxidación del blanqueante con la lejía y permite demostrar que se forman productos no clorados de bajo impacto medioambiental.El control de calidad en la industria farmacéutica es especialmente riguroso porque el producto final está destinado a consumo humano. La determinación del contenido de principio activo, de impurezas relacionadas, la uniformidad de contenido por unidad de dosis o los tests de estabilidad son ensayos habituales en un laboratorio farmacéutico. El elevado poder de resolución de la CE la hace una técnica adecuada para este tipo de ensayos donde es habitual la separación de compuestos con una estructura química muy parecida. En esta memoria se aplica la técnica a la separación de ocho alquilxantinas usadas en la farmacopea española. El comportamiento electroforético de la mezcla ha sido estudiado y la conclusiones extraídas han sido aplicadas para proponer un método alternativo y ventajoso, respecto al cromatográfico, para el análisis de un fármaco que contiene tres alquilxantinas.La industria farmacéutica necesita para la determinación de impurezas relacionadas con el principio activo (impurezas de síntesis o productos de degradación) una técnica con sensibilidad y poder de resolución suficiente. El contenido del enantiómero minoritario en principio activos enantioméricamente puros es un ejemplo de este tipo de ensayos. La CE es una técnica muy exitosa en el campo de las separaciones quirales por su alta eficacia y por la variedad de selectores quirales disponibles. La elección de este selector implica la realización de diversas pruebas de ensayo y error hasta encontrar un selector adecuado. En esta tesis se proponen algunos criterios relacionados con la estructura del analito que facilitan esta selección. Estos criterios se usan para la enantioseparación de Dopa y Ketoprofeno, dos principios activos comercializados en su forma enantioméricamente pura. Se desarrollan métodos de análisis en condiciones quirales y aquirales que permiten determinar, respectivamente, el contenido total de principio activo y del enantiómero minoritario. De todo lo anterior, se deduce que la CE es una técnica válida y en muchos casos ventajosa para desarrollar métodos de análisis para compuestos de interés medioambiental y farmacéutico. / Capillary electrophoresis (CE) is a separation technique based on differential migration of solutes in an electrical field. CE has been widely used in Univeristy investigations but its applications in the industry field are very reduced. CE is usually faster and more flexible compared with other separations techniques and those characteristics make CE a good alternative for quality control in industry. The goal of our work is to apply CE to develope methods for quality control in the textile and pharmaceutical industry.The instability of fluorescent whitening agents (FWAS) with hypochlorite contained in bleach is a major issue in the textile industry. CE is a very useful technique to separate and to identify products formed during this oxidation. Results show that the products formed are not dangerous for the environment and contain no chlorine.Quality control in the pharmaceutical industry is very rigorous because the final product is bound for humans. Active principle or related impurities determinations are usual assays in pharmaceutical companies. The high efficiency of electrophoretic separations make CE very suitable for the separation of compounds with a similar structure. In this way, CE has been used to study the electrophoretic behavior of a mixture of alkyl-xanthines used in pharmaceuticals. The conclusions obtained allow us to propose a new method applied for the quality control of a pharmaceutical containing three broncodillators.The enantiomeric impurity contained in active principles marketed as single enantiomer is a determination that demands good resolution and sensitivity. CE is a very succesful technique for Chiral separations. Hoiwever, the most suitable chiral selector is usually elected by trial and error, wich is expensive and time-consuming. We propose some criteria for their election in terms of molecular size, charge and the presence of specific functional groups in the analyte with a view to minimizing the number of trials needed. These criterias has been used to propose new method to control the enantiomeric impurity in Dopa and Ketoprofen pharmaceuticals. Taken all this into account, we conclude that CE is a valid and useful technique for investigations in environmental or pharmaceutical fields.

No description available.

En aquesta tesi, s'estudia l'aplicació de l'espectrometria NIR al control del procés de producció de fibres acríliques; per això, es determina la concentració de diferents espècies químiques que intervenen al procés productiu i també un paràmetre físic com és la densitat lineal.Les espècies químiques determinades són els components de la solució d'extrusió per obtenir la fibra (tiocianat sòdic i copolímer d'acrilonitril i acetat de vinil), els olis d'acabat que s'apliquen al final del procés per millorar certes propietats de la fibra i la humitat residual. Per dur a terne cadascuna d'aquestes determinacions s'empra un model de calibratge dissenyat i optimitzat per obtenir resultats de qualitat.Amb l'objectiu de seleccionar el model de calibratge correcte per a cada oli d'acabat, es duu a terme un estudi de classificació de les fibres segons el tipus d'oli aplicat. Degut a la gran semblança entre alguns dels cinc olis d'acabat emprats, les tècniques de classificació aplicades no han permès distingir-los, sent necessari unir en una sola classe dos olis d'acabat.Les característiques de l'espectrometria NIR tals com: ràpid enregistrament dels espectres, nul tractament de la mostra, incorporació tant d'informació física com química i ràpida obtenció de resultats de diversa índole la fan idònia per aquests tipus d'aplicacions. Malgrat això, exigeix la utilització de tècniques de calibratge multivariable per a l'obtenció de resultats, tant per a la classificació com la determinació de paràmetres d'interès. S'han emprat les tècniques de Regressió en Components Principals (PCR), Regressió Parcial en Mínims Quadrats (PLSR), versions no lineals d'ambdues, SIMCA i Xarxes Neuronals Artificials (ANN). S'han seleccionat les més adequades a cada estudi de determinació per assegurar la qualitat dels resultats obtinguts.Per poder determinar correctament la concentració de les diferents espècies químiques ha estat necessari aplicar pre-tractaments matemàtics com SNV per minimitzar l'efecte de desplaçament dels espectres produït per la diferent densitat lineal de les mostres.L'aplicació de tècniques quimiomètriques no lineals ha permès resoldre casos on existia un comportament no lineal, com ha estat la determinació de la densitat lineal o del contingut en aigua; l'aplicació d'aquestes tècniques ha permès obtenir millors resultats que quan s'empren tècniques quimiomètriques clàssiques com PCR o PLSR.Els resultats obtinguts amb l'aplicació dels diferents models construïts són de qualitat i poden ser emprats per dur a terme un correcte control del procés de producció i acabat de les fibres acríliques. / In this thesis, it has been studied the application of NIR spectrometry to the production process control of acrylic fibres; for this reason, the concentration of several chemicals which are used or produced during the production process and a physical parameter like linear density have been quantified.Components of the extrusion solution previous to the achievement of fibre filaments (sodium thiocyanate and acrylonitril:vinyl acetate copolymer), finishing oils which are applied on the acrylic fibre surface at the end of the production process to improve properties of acrylic fibre and residual moisture are the chemicals which have been quantified. In order to quantify each chemical, a calibration model has been designed and optimized to get good results.In order to get the best calibration model for each finishing oil, we have developed an study to classify acrylic fibre samples depending on the oil which is coating its surface. Because of the great similarity among some of the five different finishing oils used, classification tools have not allowed us to distinguish them and we have had to join some finishing oils in the same class.Typical characteristics of NIR spectrometry such as: speed to record spectra, null treatment of the sample, achievement of physical and chemical information and quick achievement of different type of results have led NIR to be a very useful tool for quality control. Despite of this, it is necessary to use multivariable techniques to achieve good results, either for classification or for quantification. So techniques such Principal Components Regression (PCR), Partial Least Squares Regression (PLSR) non linear versions of PCR or PLSR, Soft Independent Modelling of Class Analogy (SIMCA) and Artificial Neural Networks (ANN) have been applied to get good results. The most appropriate technique for each study has been used to assure the quality of the obtained results.In order to quantify properly the concentration of the different chemicals, it has been necessary to apply mathematical pre-treatments as SNV (Standard Normal Variate) to minimize the baseline shift because of the different linear density of the samples.The application of non linear chemometric tools has allowed us to solve cases where there was a very clear non linear behaviour, as for the linear density or water content quantification; the application of these tools has allowed us to obtain much better results than when classical chemometric tools as PCR or PLSR are used.Results obtained with the application of the different tested models are good and can be used to carry out a right control of the production process and finishing of acrylic fibres.

Se realiza un estudio de la aplicación de la Espectroscopia NIR a la determinación de parámetros de interés en la industria farmacéutica con el objeto de proponer nuevas metodologías más rápidas y eficaces que sean alternativas reales a los métodos convencionales.Los estudios desarrollan una amplia variedad de métodos que cubren desde la determinación de principios activos en muestras de proceso o de producto acabado, hasta propiedades físicas de estas mismas muestras en diferentes matrices y niveles de concentración.Se han desarrollado nuevos métodos NIR para determinación de los cinco principios activos en una formulación, constituida por un sólido granulado, con concentraciones comprendidas entre el 6% hasta 0.04%; este método demuestra la capacidad de la técnica en la determinación múltiple y su notable sensibilidad. Otro ejemplo de la capacidad de la técnica lo constituye la determinación de principios activos y de los conservantes de preparado tipo gel que presenta como característica remarcable la fuerte absorción de la matriz y la baja concentración de los conservantes. De manera semejante se ha establecido métodos para la determinación del principio activo en comprimidos intactos, lo que permite el estudio de la uniformidad de contenido de las unidades de dosis de la preparación.Los métodos desarrollados han sido validados siguiendo las guías ICH y EMEA que permiten su aplicación como métodos de calidad suficiente para el control analítico de un proceso de producción.Otro aspecto del estudio es el establecimiento de métodos para determinar parámetros físicos de los productos acabados como son la presión de compactación y el ensayo de disolución, estrechamente relacionado con el anterior. El método NIR permite la determinación del perfil completo de disolución de un comprimido a partir de su espectro, lo que proporciona una información muy rápida (menos de 1 segundo) que por el método convencional necesita más de 1 hora. La determinación de la presión de compactación de los comprimidos ha dado lugar a un nuevo método de determinación de principios activos en comprimidos individuales a partir únicamente de muestras de laboratorio, lo que permite obtener modelos más simples y robustos que los métodos NIR desarrollados hasta el momento.La aplicación de nuevos métodos quimiométricos de tratamiento de espectros (MCR-ALS) ha permitido conocer los cambios de forma polimórfica (de cristalina a amorfa) que se producen durante el proceso de granulación húmeda, que es una etapa frecuente del proceso de fabricación farmacéutico. Esta transformación polimórfica puede tener influencia en la biodisponibilidad del principio activo.La memoria incluye también un capítulo de un libro por encargo del editor sobre la aplicación del NIR en el campo farmacéutico y que recoge las principales aportaciones realizadas en este campo, cuyo interés y desarrollo está en continuo crecimiento. / The application of NIR Spectroscopy to the determination of interest parameters in the pharmaceutical industry has been studied, with the intention of proposing new, faster and effective methodologies than the conventional methods.The studies develop a wide variety of methods that cover the determination of active principles in process samples or finished products, also physical properties of these same samples, in different matrices and concentration levels.New NIR methods for the determination of the five active principles in a formulation, constituted by a granulated solid, have been developed, with concentrations between 6% up to 0.04%; this method demonstrates the capacity of the technique in multiple determinations and its remarkable sensitivity. Another example of the capacity of the technique constitutes the determination of active principles and the preservants of a pharmaceutical hydrogel that presents a strong absorption of the matrix and low concentration of the preservants. Also, methods for the determination of the active principle in intact tablets have been developed, which allows the study of content uniformity in unit doses of the preparation.The developed methods have been validated following the guides ICH and EMEA which allow their application for the analytical quality control of production processes.Another aspect of the study is the establishment of methods to determine physical parameters of finished products, as compaction pressure and dissolution test, which are both closely related. The NIR method allows the determination of the complete dissolution profile of a tablet from its spectrum, which provides very fast information (less than 1 second) that by the conventional method needs more than 1 hour. The determination of the compaction pressure of tablets has given rise to a new method of determination of active principles in individual tablets, using solely laboratory tablets as the calibration set, which allows obtaining simpler and robust models than NIR methods developed until the moment.The application of new chemometric methods for the treatment of spectra (MCR-ALS) has allowed to identify polymorphic changes (from crystalline to amorphous form) that take place during the process of wet granulation, which is a frequent stage of the pharmaceutical process. This polymorphic transformation can have influence in the bioavailability of the active principle.The memory also includes a chapter of a book, by order of the publisher, on the application of the NIR in the pharmaceutical field and that gathers the main contributions made in this field, whose interest and development are in continuous growth.

La present tesi està dirigida a la implementació de nous elements de gestió de fluids, i a procediments de flux continu, que incrementin la capacitat de funcionament automàtic i autònom d'analitzadors basats en aquesta tècnica. La tesi s'ha subdividit en quatre apartats.La primera part aborda la implementació d'un sistema FIA revers amb una microbureta automàtica com a sistema d'injecció. Amb aquesta modificació s'aporta versatilitat i elasticitat a la tècnica FIA, conferint-li a més capacitat d'adaptació. S'ha optimitzat el sistema per analitzar ió nitrit en dos intervals de concentració. A partir del sistema desenvolupat s'ha incorporat una etapa de difusió gasosa que permet l'anàlisi d'ozó. S'ha estudiat l'efecte de la concentració d'ió nitrit al canal acceptor i l'efecte del cabal. La sensibilitat del mètode és (0,0092 (±0,0012) UA/ppm) amb un límit de detecció equiparable al d'altres mètodes proposats. S'ha augmentat la zona lineal de resposta respecte al mètode estàndard en una dècada.Posteriorment, s'ha desenvolupat la infraestructura de gestió i control de sistemes SIA. S'han caracteritzat els processos hidrodinàmics. S'ha optimitzat el sistema analític proposat per a la determinació d'ió nitrit en dos intervals de concentració: 0,0-3,0 ppm i 0,0-20,0 ppm, amb uns límits de detecció respectivament, de 0,048 ppm i 0,4 ppm. A continuació s'ha desenvolupat un entorn que permet l'autocalibratge del sistema i monitoritzar la concentració d'ió nitrit independentment de l'interval de concentració on es trobi la mostra. Finalment, s'ha avaluat la infraestructura instrumental aplicant-la a l'anàlisi de mostres reals de concentració molt diversa procedents d'una EDAR.En el tercer apartat es desenvolupen dos sistemes SIA per a la determinació d'ió cadmi, amb i sense etapa de preconcentració en línia amb dos sistemes de detecció potenciométrica diferent. El primer sistema utilitza com a detector un elèctrode tubular de membrana cristal·lina homogènia. El segon utilitza dos elèctrodes tubulars integrats seqüencialment. Els límits de detecció d'ambdós sistemes són 5,9.10-6 M (normal) i 4,7.10-6 M (diferencial) sent la sensibilitat de 25,3 (±0,6) i 39 (±3) mV/década. La preconcentració en línia s'ha realitzat amb una microcolumna d'intercanvi iònic on es reté l'ió cadmi en forma de clorocomplexe. Amb el procediment descrit s'han eliminat les interferències degudes a Cu2+ i a Pb2+. El sistema permet l'anàlisi d'ió cadmi en un ampli interval de concentraciò, 2,5.10-7-1.10-3 M per a la manera normal i 2,5.10-7-2,5.10-5 M per a la manera diferencial amb límits de detecció de 1,5.10-7 M i 1,8.10-7 M, respectivament. El factor de preconcentració obtingut per a ambdós sistemes va ser de 39 i 26. S'ha validat el sistema desenvolupat analitzant mostres reals sense trobar-se diferències significatives amb el mètode de referència.Finalment, s'ha desenvolupat la infraestructura instrumental bàsica per a la gestió de fluids en un sistema microfluídic, així com el programa de control, que gestiona tots els elements i l'adquisició de dades. L'entrada/sortida de fluids al microxip de silici es realitza mitjançant l'actuació combinada de vàlvules de tres vies i una microbureta automàtica. S'ha realitzat la modelització del sistema microfluídic estudiant la variació del senyal analític en funció del cabal i del volum d'injecció com una combinació de dos reactors ideals (RCTA i RFP). Posteriorment, s'ha implementat l'anàlisi d'ió nitrit en línia utilitzat la tècnica de multicommutació per barrejar mostra i reactiu en l'entrada al microxip. S'han optimitzat dos intervals de concentració, el primer de 0-250 ppm, i el segon menor de 0-50 ppm, encara que tant el límit de detecció (0,17 ppm) com la sensibilitat (0,0091 (±0,0003) UA/ppm) milloren notablemente per el segon rang de concentració. Finalment, s'ha validat el microsistema implementat analitzant mostres reals amb alta concentració d'ió nitrit, entre 0-1500 ppm. / La presente tesis está dirigida a la implementación de nuevos elementos de gestión de fluidos, y procedimientos de flujo continuo, que incrementen la capacidad de funcionamiento automático y autónomo de analizadores basados en esta técnica. La tesis se ha subdividido en cuatro apartados.La primera parte aborda la implementación de un sistema FIA reverso con una microbureta automática como sistema de inyección. Con esta modificación se aporta versatilidad y elasticidad a la técnica FIA, confiriéndole además capacidad de adaptación. Se ha optimizado el sistema para analizar ion nitrito en dos intervalos de concentración. A partir del sistema desarrollado se ha incorporado una etapa de difusión gaseosa que permite el análisis de ozono. Se ha estudiado el efecto de la concentración de ion nitrito en el canal aceptor y el efecto del caudal. La sensibilidad del método es (0,0092 (±0,0012) UA/ppm) con un límite de detección equiparable al de otros métodos propuestos. Se ha aumentado la zona lineal de respuesta respecto al método estándar en una década. Posteriormente, se ha desarrollado la infraestructura de gestión y control de sistemas SIA. Se han caracterizado los procesos hidrodinámicos. Se ha optimizado el sistema analítico propuesto para la determinación de ion nitrito en dos intervalos de concentración: 0,0-3,0 ppm y 0,0-20,0 ppm, con unos límites de detección respectivamente, de 0,048 ppm y 0,4 ppm. A continuación se ha desarrollado un entorno que permite la autocalibración del sistema y monitorizar la concentración de ion nitrito independientemente del intervalo de concentración dónde se encuentre la muestra. Finalmente, se ha evaluado la infraestructura instrumental aplicándola al análisis de muestras reales de concentración muy diversa procedentes de una EDAR.En el tercer apartado se desarrollan dos sistemas SIA para la determinación de ion cadmio, con y sin etapa de preconcentración en línea con dos modos de detección potenciométrica diferente. El primer sistema utiliza como detector un electrodo tubular de membrana cristalina homogénea. El segundo utiliza dos electrodos tubulares integrados secuencialmente. Los límites de detección de ambos sistemas son 5,9·10-6 M (normal) y 4,7·10-6 M (diferencial) siendo la sensibilidad de 25,3 (±0,6) y 39 (±3) mV/década. La preconcentración en línea se ha realizado con una microcolumna de intercambio iónico donde se retiene el ion cadmio en forma de clorocomplejo. Con el procedimiento descrito se han eliminado las interferencias debidas a Cu2+ y Pb2+. El sistema permite el análisis de ion cadmio en un amplio intervalo de concentración, 2,5·10-7-1·10-3 M para el modo normal y 2,5·10-7-2,5·10-5 M para el modo diferencial con límites de detección de 1,5·10-7 M y 1,8·10-7 M, respectivamente. El factor de preconcentración obtenido para ambos sistemas fue de 39 y 26. Se ha validado el sistema desarrollado analizando muestras reales sin encontrarse diferencias significativas con el método de referencia.Finalmente, se ha desarrollado la infraestructura instrumental básica para la gestión de fluidos en un sistema microfluídico, así como el programa de control, que gestiona todos los elementos y la adquisición de datos. La entrada/salida de fluidos en el microchip de silicio se realiza mediante la actuación combinada de válvulas de tres vías y una microbureta automática. Se ha realizado la modelización del sistema microfluídico estudiando la variación de la señal analítica en función del caudal y del volumen de inyección, como una combinación de dos reactores ideales (RCTA y RFP). Posteriormente, se ha implementado el análisis de ion nitrito en línea utilizado la técnica de multiconmutación para mezclar muestra y reactivo en la entrada al microchip. Se han optimizado dos intervalos de concentración, el primero de 0-250 ppm, y el segundo menor de 0-50 ppm, aunque tanto el límite de detección (0,17 ppm) como la sensibilidad (0,0091 (±0,0003) UA/ppm) mejoran notablemente para este segundo rango de concentración. Finalmente, se ha validado el microsistema implementado analizando muestras reales con alta concentración de ion nitrito, entre 0-1500 ppm. / The objective of the present thesis is the implementation of new fluid management systems and procedures of continuous flow that increase the automatic and independent serviceability; rating of analyzers based on this technique. The thesis has been subdivided in four sections. The thesis begins with the implementation of a reverse FIA system with a microburette like injection system. With this modification one contributes to versatility and elasticity to technique FIA, conferring in addition adaptive capacity. This system has been optimized to analyze nitrite in two ranges of concentration. In order to analyse ozone a gaseous diffusion stage has been introduced to the developed nitrite analysis system. The effect of the nitrite concentration and flow in the channel acceptor has been studied. The sensitivity of described method is (0.0092 (±0.0012) UA/ppm) with a detection limit similar to other proposed methods. Linear response zone has increased the in one decade with respect to the standard method. Later, it has been developed to the management and control infrastructure for SIA systems. The hydrodynamic processes have been characterized. The proposed analytical system has been optimized for the nitrite determination in two ranges of concentration: 0.0-3.0 ppm and 0.0-20.0 ppm with detection limit, 0.048 ppm and 0.4 ppm, respectively. Next surroundings have been developed that allow to autocalibration and to monitor independently of nitrite concentration. Finally, the instrumental infrastructure has been evaluated applying it to real samples analysis of very diverse concentration samples coming from a WWTP. In the third section, two SIA systems have been developed for cadmium analysis, with and without on line preconcentration stage with two different potenciometric detection systems. The first system uses like detector a tubular electrode of homogenous crystalline membrane. The second one uses two sequentially integrated tubular electrodes. The detection limit of both systems are 5.9·10-6M (normal) and 4.7·10-6M (differential) being the sensitivity of 25.3(±0.6) and 39(±3) mV/decade each. The preconcentration in line has been made with an ion exchange microcolumn where cadmium is retained as chlorocomplex. With the described procedure the interferences due to Cu2+ and Pb2+ have been eliminated. The system allows cadmium determination in a large interval of concentration, 2.5·10-7-1·10-3M for the normal way and 2.5·10-7-2.5·10-5M for the differential way, with detection limits of 1.5·10-7M and 1.8 ·10-7M, respectively. The preconcentration factor obtained for both systems was 39 and 26. For the validation of the developed system real samples coming from a ground contaminated with heavy metals were analyzed, the results has been compared with the provided ones by the reference method. Finally, a basic instrumental infrastructure for flow management in the microchip has been developed, as well as the control program, which manages all the elements and the data acquisition. The input/output of flowed in the microchip is made by means of the combined performance of three-way solenoid valves and one automatic microburette. The modelization of the microfluidic system has been made by a combination of CSTR and PF reactors. Later, in line nitrite analysis has implemented using multicommutation to mix sample and reagent in the entrance to the microchip. Two range systems has optimized, first one from 0 to 250 ppm, and a second minor, 0-50 ppm, but as much the detection limit (0.17 ppm) as sensitivity (0.0091 (±0.0003) AU/ppm) improves remarkably. The validation of the microsystem has been made analyzing real samples with high nitrite concentration, between 0-1500 ppm, coming from a study of kinetic inhibition in WWTP. The obtained results haves allowed corroborating the model of inhibition to nitrite with a great exactitude.