Las fluoroquinolonas conforman un grupo de antibióticos sintéticos ampliamente utilizados en la actualidad, los cuales tienen como finalidad prevenir y tratar enfermedades bacterianas tanto humanas como veterinarias. Debido a su extendido uso a nivel mundial, grandes cantidades de estos antibióticos llegan al ambiente a través de diferentes fuentes. La permanencia de antibióticos en el ambiente puede causar un gran desequilibrio de los ecosistemas al eliminar o reducir bacterias susceptibles y, por otra parte, puede conducir al fenómeno denominado resistencia bacteriana. Por lo tanto, es de suma importancia conocer el destino de dichos productos una vez desechados, así como su comportamiento frente a las diferentes condiciones medioambientales a las que pueden ser sometidos. En las etapas iniciales de la presente Tesis Doctoral se estudió la cinética de degradación de la fluoroquinolona ciprofloxacina y de sus principales fotoproductos bajo la influencia de radiación UV y a diferentes valores de pH. Para el seguimiento de la reacción de fotodegradación se diseñó un sistema en flujo continuo de manera de poder realizar la monitorización en línea. Las técnicas de detección utilizadas para el estudio de los procesos químicos de fotodegradación fueron espectrometría UV-Vis y fluorescencia molecular. Los datos espectrales obtenidos fueron fusionados y posteriormente analizados utilizando diferentes técnicas quimiométricas tales como la resolución multivariada de curvas, tanto utilizando modelado suave (MCR-ALS, Multivariate Curve Resolution-Alternating Least Squares) como combinando modelado suave y duro (HS-MCR, Hard-Soft Multivariate Curve Resolution). Como resultado del empleo de dichas técnicas se obtuvieron perfiles de concentración y espectrales de ciprofloxacina y de sus productos de degradación mayoritarios, así como las constantes cinéticas del proceso. En la segunda etapa de la Tesis se desarrollaron dos métodos de análisis para la determinación simultánea de ciprofloxacina y dexametasona (corticoide) en preparados farmacéuticos. Ambos métodos se desarrollaron en base a sistemas Flow-Batch (FB) y espectroscopia de absorción molecular UV-Vis. Dado que ambos analitos presentan espectros con un marcado solapamiento, fue necesario utilizar diferentes técnicas quimiométricas para lograr una adecuada cuantificación. En el primer sistema propuesto se empleó cuadrados mínimos parciales (PLS-1, Partial Least Squares) y regresión lineal múltiple (MLR, Multiple Linear Regression) previa selección de variables mediante algoritmo genético y algoritmo de proyecciones sucesivas (SPA, Successive Projections Algorithm). Por otra parte, en el segundo sistema propuesto (en base a los conocimientos adquiridos en la primera etapa de la Tesis) se adicionó un fotorreactor en línea. Los datos obtenidos tienen una estructura de segundo orden los cuales fueron analizados mediante MCR-ALS, explotando de esta manera la llamada ventaja de segundo orden, que permite cuantificar los analitos en presencia de otras sustancias no modeladas. Los resultados brindados por ambos métodos presentaron una estrecha concordancia con los obtenidos mediante cromatografía líquida (método de referencia propuesto por Farmacopea). Los métodos propuestos constituyen una interesante alternativa a las técnicas de separación, puesto que no tienen la necesidad de utilizar solventes o reactivos adicionales (sólo utilizan agua como solvente) y se usan volúmenes pequeños. Estas características están en concordancia con la llamada Química Analítica Verde. / Nowadays, fluoroquinolones are the most synthetic antibiotics used worldwide for the treatment of several diseases caused by bacteria in humans and animals. For this reason, great amounts of these antibiotics reach the environment in different ways. The presence of antibiotics in the environment causing the removal or reduction of the susceptible bacteria and, therefore, originate an imbalance in the ecosystem. Also, they could originate the so-called bacterial resistance. Therefore, it is important to know the occurrence and fate of these drugs in the environment, as well as their behaviour under different environmental. The current Doctoral Thesis is structured in two parts. In the first one, the kinetics of ciprofloxacin degradation under UV radiation was studied, at different pH values. The photodegradation monitoring was carried out on line using a continuous flow system. UV-Vis spectrometry and molecular fluorescence as detectors were used. Spectral data obtained from the monitoring of the photodegradation were disposed in matrices and analyzed by multivariate curve resolution (in modes, soft-modeling (MCR-ALS) and combining hard and soft-modeling (HS-MCR)), using the ‘data fusion’ strategy. Thus, concentration and spectral profiles of ciprofloxacin and their main degradation products were obtained. In addition, the kinetic rate constants associated to the process were also obtained. The second part of this Thesis involves the development of two analytical methods for the simultaneous determination of ciprofloxacin and dexamethasone (a corticoid) in pharmaceutical preparations. Both methods were done by Flow-Batch systems with UV-Vis spectrometry detector. The spectra of ciprofloxacin and dexamethasone show a severe overlapping and therefore chemometric techniques were required to quantify both analytes without separating them. In the first system, Partial Least Squares (PLS-1) and Multiple Linear Regression (MLR) were used. The selection of variables was performed by genetic algorithm and the Successive Projections Algorithm (SPA). On the other hand, the second system proposed (by taking into account the knowledge acquired in the first part of this Thesis) a photoreactor to perform the on line photodegradation was connected. The obtained data of the spectroscopic monitoring throughout the time have a second order structure. By this way, it was possible to achieve the so-called second order advantage, which allows that the analytes to be quantified in the presence of other substances, not included in the model. The results obtained of the both proposed methods were in close agreement with those obtained by liquid chromatography (the reference method proposed by pharmacopeia). The developed methods are an interesting alternative to the separation techniques, they not needed solvents or additional reagents (only water was required) and the volumes of samples and solutions were reduced. These items are in accordance with the characteristics of the methods driven by the Green Analytical Chemistry.

La tendencia actual de los Laboratorios de Control de Calidad es la implementación de métodos analíticos versátiles, rápidos, sensibles, precisos, simples, fáciles de operar y de bajo costo. Una de las maneras más efectivas de alcanzar tales características es la automatización y la ayuda de herramientas estadísticas aplicadas a la química. En este trabajo de tesis se presenta el desarrollo de nuevos métodos analíticos para la caracterización de muestras de combustibles diesel. En la primera parte del trabajo se realizó la cuantificación de glicerina en biodiesel, basándose en la automatización de la extracción y determinación del analito mediante Fluorescencia Molecular. Comprobamos que la determinación que se lleva a cabo en los laboratorios de análisis de rutina de combustibles usando cromatografía líquida, puede ser realizada de manera sencilla y con resultados similares usando el método propuesto, que posee una cámara de agitación automática y un Espectrofluorímetro. Continuando con la técnica de Fluorescencia, se hicieron espectros de fluorescencia sincrónica a muestras de biodiesel obtenidas de diferentes aceites comerciales (soja, girasol, etc.) con el objeto de hacer una clasificación de combustibles biodiesel con respecto a la oleaginosa de su procedencia: La información que producen los espectros antes mencionados, fue modelada mediante los algoritmos quimiométricos de clasificación SIMCA y SPA-LDA. También se utilizaron espectros de fluorescencia sincrónica para la determinación cuantitativa de parámetros de calidad. Se determinaron 4 parámetros de calidad simultáneamente (Porcentaje de Biodiesel, Número de cetanos, Calor de combustión, Color) a partir de un espectro de fluorescencia sincrónica. En la última parte de la tesis, se trabajó en la determinación cuantitativa de un aditivo presente en combustibles biodiesel/diesel. Se determinó el mejorador del número de cetanos, el 2-nitrato de etilhexilo a partir de espectros de fluorescencia de excitación - emisión. Esta relación entre los valores de fluorescencia y el contenido del aditivo mejorador de cetanos fue realizada mediante algoritmos quimiométricos de calibración multivariada. / The current trend of cuality control in laboratories is the implement of versatile, fast, sensitive, accurate, simple, easy to operate and inexpensive analytical methods. One of the most effective ways to achieve these features is the automation whith the statistical tools applied to chemistry help. In this thesis the development of new analytical methods for the characterization of diesel fuel samples is presented. In the first part, the quantification of glycerol in biodiesel was performed, based on automating the extraction and determination of analyte by molecular fluorescence. We found that the determination is carried out in the laboratories of routine analysis of fuels using liquid chromatography, can be performed easily and with similar results using the proposed method, which has an automatic stirring chamber adapted in a spectrofluorometer. Then the technique of synchronous fluorescence was used to obtain spectra from different commercial biodiesel oils (soybean, sunflower, etc.) samples in order to do a biodiesel fuel classification regarding its origin of oilseed: The information produced by the above mention spectra, was modelling using chemometric algorithms of classification, SIMCA and SPA-LDA. Synchronous fluorescence spectra for quantitative determination of quality parameters were also used. Simultaneously four quality parameters (Biodiesel content, Cetane Number, Heat of combustion, Color) from a synchronous fluorescence spectrum were determined. In the last part of the thesis, we worked on the quantitative determination of an additive in biodiesel / diesel fuels. The cetane number improver 2-ethylhexyl nitrate was determined from fluorescence excitation - emission spectra. This relationship between the fluorescence values and the content of the cetane improver additive was performed by multivariate chemometric calibration algorithms.

En esta memoria, se presenta la aplicación de diversos métodos quimiométricos para realizar el control de calidad de cuatro plantas medicinales de amplio uso comercial, para las cuales existen informes de confusiones, adulteraciones o presentación de reacciones adversas en los consumidores. El Capítulo uno es una introducción general y el Capítulo dos presenta los objetivos. El Capítulo tres trata sobre el control de calidad de E. senticosus, un miembro de la familia Araliaceae. Se ha desarrollado un procedimiento espectroscópico en el infrarrojo cercano (NIR) para obtener la huella dactilar de materiales sin procesar de E. senticosus. Los espectros fueron procesados utilizando diferentes métodos de reconocimiento de pautas. El modelado blando independiente de analogías de clases (SIMCA) y el análisis discriminante con mínimos cuadrados parciales (PLS-DA) lograron una tasa general de éxito en la clasificación (GSR) de 84% y 92%, respectivamente. Según los ensayos con mezclas de laboratorio, es posible detectar adulteraciones en torno a un 5% de especie adulterante, dependiendo de su proximidad con la familia Araliaceae. La sensibilidad y la especificidad de los modelos fue superior al 73%. El Capítulo cuatro trata sobre P. ginseng; utilizando espectroscopia NIR y quimiometría se consiguió la correcta identificación de la especie, la detección de mezclas y la semicuantificación de mezclas binarias. Los espectros NIR fueron normalizados y se evaluó la capacidad de clasificación de SIMCA, PLS-DA y análisis discriminante. Todos obtuvieron igual sensibilidad (100%); sin embargo, SIMCA presentó el mejor GSR (95%) y tuvo la más alta especificidad (100%) y capacidad para detectar muestras adulteradas (80%). Además, la semicuantificación realizada con resolución multivariable de curvas - mínimos cuadrados alternados presentó un error medio de 5.53% e indicó que el cambio en la composición de la mezcla debe ser al menos de 3.64% para obtener buenos resultados. En el Capítulo cinco se describe una estrategia para la obtención de huellas dactilares cromatográficas utilizando varias longitudes de onda. La metodología propuesta se ensayó con Valeriana officinalis. Se construyeron huellas dactilares aumentadas reuniendo en un único vector de datos los cromatogramas de cuatro longitudes de onda (226, 254, 280 y 326 nm) en las cuales presentan máxima absorbancia los constituyentes característicos de valeriana. El pretratramiento de los datos incluyó la corrección de la línea base, la normalización y la alineación optimizada mediante correlación. Los valores de GSR logrados por SIMCA y PLS-DA fueron superiores al 90%. La sensibilidad y la especificidad fueron superiores al 94%. Los ensayos con mezclas indicaron que es posible detectar adulteraciones a un 5%, incluso si el adulterante es de la familia Valerianaceae. El Capítulo seis trata sobre la implementación de la estrategia de huellas dactilares aumentadas junto con la regresión PLS para mejorar la predicción de la actividad antioxidante de Turnera diffusa. Se seleccionaron de un gráfico de contorno las longitudes de onda que presentaron el mayor número de señales (216, 238, 254 y 345 nm). Cuatro variables latentes explicaron el 52.5% de la varianza de X y el 98.4% de Y. Se utilizó un conjunto externo de muestras para evaluar su fiabilidad, consiguiendo un error relativo estándar de predicción de 7.8%. El estudio de las variables más importantes para la regresión señaló los picos cromatográficos relacionados con la actividad antioxidante. El Capítulo siete contiene las conclusiones generales y el Capítulo ocho comenta las perspectivas futuras de trabajo. Finalmente, el anexo lista las publicaciones resultantes de la tesis. / This thesis deals with the application of chemometric methods for quality control; four medicinal plants for which there are reports of confusion, adulteration or presentation of adverse reactions in consumers have been studied. Chapter one is a general introduction and Chapter two presents the objectives. Chapter three studies E. senticosus, a member of the Araliaceae family. A near-infrared spectroscopic procedure to obtain a fingerprint of E. senticosus has been developed using raw materials. The spectra were processed by using different pattern recognition procedures. General classification success rates (GSR) of 84% and 92% were achieved by Soft Independent Modeling of Class Analogy (SIMCA) and Partial Least Squares Discriminant Analysis (PLS-DA), respectively. Tests on laboratory-made mixtures showed that it is possible to detect adulterations or counterfeits with about 5% foreign herbal material, depending on their closeness to the Araliaceae family. The sensitivity and specificity of constructed models were above 73%. Chapter four is about P. ginseng; proper identification, mixture detection and semi-quantitative determination of binary mixtures have been achieved using near-infrared spectroscopy and chemometrics. Raw NIR spectra were normalized and the classification ability of three different pattern recognition procedures was assayed. SIMCA, PLS-DA and discriminant analysis reached equal sensitivity value (100%); however, SIMCA obtained the best GSR (95%) and had the higher specificity (100%) and ability to detect debased samples (80%). Moreover, the semi-quantification of mixtures performed with multivariate curve resolution presented a mean percent error of 5.53% and showed that mixture composition should change in amounts larger than 3.64% in order to retrieve proper results. Chapter five describes a strategy for multi-wavelength chromatographic fingerprinting of herbal materials, using high performance liquid chromatography with a UV-Vis diode array detector. Valeriana officinalis was selected to show the proposed methodology. The enhanced fingerprints were constructed by compiling into a single data vector the chromatograms from four wavelengths (226, 254, 280 and 326 nm), those where characteristic chemical constituents of valerian presented maximum absorbance. Chromatographic data pretreatment included baseline correction, normalization and correlation optimized warping. The GSR values achieved by SIMCA and PLS-DA were above 90%. The sensitivity and specificity of constructed models were above 94%. Tests on laboratory-made mixtures showed that it is possible to detect adulterations or counterfeits with 5% foreign herbal material, even if it is from the Valerianaceae family. Chapter six deals with the implementation of the enhanced fingerprint strategy together with PLS regression, in order to improve the prediction of the antioxidant activity of Turnera diffusa. The wavelengths were selected from a contour plot, in order to obtain the greater number of peaks at each of the wavelengths (216, 238, 254 and 345 nm). A PLSR model with four latent variables explained 52.5% of X variance and 98.4% of Y, with a root mean square error for cross validation of 6.02. To evaluate its reliability, it was applied to an external prediction set, retrieving a relative standard error for prediction of 7.8%. The study of the most important variables for the regression indicated the chromatographic peaks related to antioxidant activity at the used wavelengths. Chapter seven presents the overall conclusions drawn from the quality control methods proposed for the four medicinal plants studied and Chapter eight describes several possibilities for further research. Finally, the appendix lists the publications resulting from the work carried out.

Tesis presentada a la Universidad de Chile para optar al grado de Magíster en Química / El Aceite o "jugo de la oliva" proviene de los frutos del olivo, Olea Europea L., ha estado presente en la historia del hombre desde las antiguas civilizaciones, ocupando un lugar relevante. Se ha utilizado tanto como alimento básico, medicina, fuente de energía y en ceremonias religiosas. Es difícil determinar donde apareció el olivo, pero se cree que fue a orillas del Mediterráneo, entre Siria y Grecia, hace más de 6.000 años. El desarrollo de la producción del Aceite de Oliva en el mundo ha venido evolucionando de acuerdo al desempeño de la industria en los últimos años, dado el gran aumento de la demanda tanto nacional como internacional, lo que ha incentivado a realizar importantes inversiones en el nivel productivo, impulsándose así, a alcanzar mayores volúmenes de producción presentándose un buen momento de desarrollo y expansión en Chile. Indudablemente, factores como la variedad, estado de maduración de las aceitunas, condiciones climáticas y edafológicas, así como la irrigación o fertilización que soporta el olivo, junto con el sistema de recolección de los frutos (manual o mecánica), afectan a la calidad de las aceitunas y, por tanto, al aceite. Sin embargo, no sólo es necesario partir de unas aceitunas enteras, sanas y maduras, los procedimientos aplicados durante todo el proceso de extracción también influyen perentoriamente en la calidad del producto final, la cual se ha centrado en la búsqueda de alimentos sofisticados, generando diversos estudios científicos dirigidos a dilucidar la biosíntesis del aroma y los factores que tienen relación con la formación de los compuestos volátiles, de los cuales depende en gran medida la aceptación o el rechazo del producto por parte del consumidor, siendo uno de sus más importantes factores de calidad. El objetivo general del presente estudio, fue caracterizar aceites nacionales de las variedades arbequina, arbosana, frantoio y picual y españoles de la variedad arbequina y picual, en base a su perfil de compuestos volátiles y ácidos grasos, y establecer una clasificación a través de diferentes herramientas quimiométricas destinadas al reconocimiento de patrones. Se analizaron 57 muestras de aceite de oliva de origen nacional (III a VII región) de las variedades: arbequina, arbosana, frantoio y picual y 16 muestras provenientes de España (Valencia) de las variedades arbequina y picual. La metodología utilizada para estudiar la composición de los ácidos grasos de las muestras analizadas fue la técnica de trans-esterificación en frío con una solución metanólica de hidróxido potásico y cromatografia de gases con detector de ionización de llama y la caracterización de los compuestos volátiles consideró la técnica de Microextracción en Fase sólida (SPME) para la adsorción de los compuestos volátiles en el aceite previo a la determinación por cromatografía de gases acoplado a espectrometría de masas. A partir de los datos obtenidos de las 73 muestras (nacionales y españolas) se realizó: test de análisis de varianzas (ANOVA) en donde las diferencias fueron consideradas significativas para un p<0,05 (5% de significancia, 95% nivel de confianza), test de intervalos múltiples de Fisher (mínima diferencia significativa “Least significant difference” LSD) con un 95% de nivel de confianza, análisis de componentes principales (PCA), análisis de discriminante lineal (LDA), modelado blando independiente de analogías de clases (SIMCA) y análisis de discriminante con mínimos cuadrados parciales (PLS-DA), considerándose como factores de variación: variedad de aceituna (arbequina, picual, arbosana y frantoio), país de origen del aceite (Chile v/s España) y año de cosecha para la variedad arbequina y arbosana (campaña 2012 v/s 2013). En la aplicación del PCA se observaron cuatro grupos perfectamente separados para el factor de variación variedad de aceituna, dos grupos en país de origen del aceite y dos grupos en año de cosecha, lo cual fue muy conveniente para la clasificación. La aplicación de las técnicas de clasificación LDA, SIMCA y PLS-DA permitieron disponer adecuadamente las muestras para los factores de variación y agruparlos entre ellos

El objetivo de la tesis doctoral es la aplicación de metodologías quimiométricas multidimensionales al análisis de reacciones enzimáticas. Las reacciones enzimáticas estudiadas tienen aplicación en los campos del análisis químico en matrices biológicas y en los procesos de fermentación a escala industrial. En concreto:1) Estudio del mecanismo de reacción en matrices biológicas y cálculo de las constantes enzimáticas en reacciones complejas. Se estudia la catálisis de mezclas de hipoxantina, xantina y ácido úrico con xantina oxidasa; en un medio controlado y en orina humana. Además, se determina cuantitativamente los analitos anteriormente mencionados en orina humana. Los perfiles cinéticos se registraron usando un espectrofotómetro Ultravioleta-Visible equipado con un detector de diodos. A este espectrofotómetro se acopló un sistema de flujo interrumpido stopped-flow. Para mantener la temperatura constante se usó un módulo "Peltier".2) Establecimiento de una metodología para el control en tiempo real de bioprocesos. El sistema estudiado es la producción de enzimas lipasas por el microorganismo Pichia pastoris. Las medidas de fluorescencia se realizaron con un sensor de fluorescencia multidimensional conectado al bioreactor a través de una ventana de cuarzo.3) Un objetivo no relacionado con la monitorización de reacciones enzimáticas, es el desarrollo de una práctica de laboratorio dirigida a estudiantes de cursos superiores de la licenciatura de Ciencias Químicas para la introducción a los métodos de resolución de curvas y a la quimiometría en general.Se han obtenido las siguientes conclusiones generales:1) La introducción de la restricción del modelo cinético del sistema estudiado en el algoritmo MCR-ALS ha dado lugar a una nueva metodología de trabajo, denominada HS-MCR-ALS. Su aplicación al sistema cinético enzimático ha hecho posible:· El estudio del sistema enzimático en presencia de interferentes espectrales.· La elucidación del modelo cinético, ya que el anteriormente descrito en la bibliografía no contemplaba la degradación del ácido úrico.· La determinación de las constantes cinéticas del modelo postulado, tanto en un medio tamponado de composición conocida como en orina.2) Se han aplicado y comparado diferentes métodos, bi o tridimensionales, de análisis multivariable cuantitativo para la determinación de xantina, hipoxantina y ácido úrico en mezclas sintéticas y en orina humana dopada. Los resultados obtenidos en la aplicación cuantitativa del HS-MCR-ALS son comparables a los resultados obtenidos mediante otros algoritmos tridimensionales, 3W-PLS1 y 3W-PLS2, y a los algoritmos bidimensionales clásicos, PLS1 y PLS2, con una mínima cantidad de muestras patrón.3) Se ha establecido una nueva metodología de trabajo para el control en tiempo real de procesos monitorizados por fluorescencia. Se basa en el seguimiento no invasivo de la reacción mediante una sonda de fluorescencia multidimensional y en el tratamiento de la señal registrada mediante el algoritmo PARAFAC. A partir del modelo PARAFAC, aplicado a bioprocesos desarrollados en condiciones normales, se obtiene una estimación de los perfiles espectrales de los fluoróforos y de la evolución de su señal. El análisis de residuales de este modelo permite establecer límites de control (criterio Q). A partir de esa información, se monitorizó y controló en tiempo real un nuevo lote del bioproceso, siendo posible determinar el punto final de la producción de lipasas y metabolización total de sustrato sin necesidad de medidas off-line de los analitos de interés.4) Se ha estudiado la evolución espectrofotométrica del ácido 8-hidroxiquinolina-5-sulfónico con el pH como una práctica de laboratorio para la introducción del algoritmo MCR-ALS a estudiantes de cursos superiores de la licenciatura de Químicas. Esta práctica contiene instrucciones de cómo utilizar los datos obtenidos en la valoración para poder aplicar MCR-ALS de una manera sencilla y didáctica. / The main objective of this dissertation is the application of multidimensional chemometric methodologies to the kinetic analysis of enzymatic reactions. These enzymatic reactions have importance in analytical chemistry and in fermentation processes at industrial scale. This principal objective may be split into several partial objectives:1) The study of reactions related with the catalysis of mixtures of hypoxanthine, xanthine and uric acid with xanthine oxidase with the aim of studying the reaction mechanism in biological matrices and to calculate the enzymatic constants in complex reactions. In addition, the influence of the reaction media in the enzymatic mechanism will be studied in a controlled media and in human urine. Another objective is the quantitative determination of the above mentioned analytes in urine samples by means of their catalytic reaction with xanthine oxidase. In this work different algorithms will be applied and their advantages and disadvantages will be compared.2) Establishment of a methodology for the real time control of fermentation processes. In this sense, multidimensional tensor models will be applied to multidimensional spectrofluorimetry. The studied system will be the production of enzymes lipases throughout the microorganism Pichia pastoris.3) Another objective linked to this thesis is the divulgation of curve resolution methods. As an example of their use, a laboratory experiment directed to students of the last courses of Chemistry Degree is presented. Multivariate curve resolution with alternating least squares (MCR-ALS) will be applied to the spectrophotometric titration of 8-hydroxyquinoline-5-sulfonic acid and the evolution of the system will be discussed.The following conclusions have been obtained:1) The introduction in the algorithm of a restriction related with the kinetic model of the system gives raise to a new method, combining hard-modelling and soft-modelling in the HS-MCR-ALS algorithm. The following results have been obtained:· The study of the enzymatic mechanism in presence of a spectral interference.· The correct elucidation of the kinetic model.· The determination of the enzymatic constants of the proposed kinetic model in presence and absence of the interference of urine.2) Several methods have been applied to the quantitation of hypoxanthine, xanthine and uric acid in synthetic samples and urine and their results compared. The obtained results with HS-MCR-ALS were compared with those obtained by other three-way methodologies (3W-PLS1 and 3W-PLS2) and by the classical two-way methodologies (PLS1 and PLS2). The HS-MCR-ALS algorithm shows clear advantages, such as the small amount of standards needed (one or two standard samples are enough) and the fact that they can be prepared in aqueous solution, with no need to know or include the interferences present in the samples. Furthermore, the kinetic profiles and the spectra of the compounds involved are obtained. 3) A new working methodology applied to the control and fault diagnosis of fermentation processes in real time is presented. Multidimensional fluorescence collects a great amount of information in a short period of time, so the variability related with the fluorophores is recorded. From the PARAFAC model, built with bioprocesses in normal operating conditions, an estimation of the spectral profiles of the fluorophores and the evolution of their signal is obtained. Residual analysis of the model allows establishing control limits (using Q criterion). From this information, a new batch of the culture was monitored in real-time without needing reference off-line measurements.4) A laboratory experiment has been proposed to introduce the algorithm MCR-ALS to the upper-level students of the Chemistry Degree. The experiment includes a laboratory session were the spectrophotometric evolution of 8-hydroxyquinolin-5-sulfonic acid with pH is recorded, and other session were the students apply the MCR-ALS algorithm to the recorded data. This experiment contains instructions in how to use the obtained data using MCR-ALS in a simple and didactic manner.

Corrosion of steel reinforcements is a phenomenon that can greatly reduce the lifespan of any reinforced concrete structure or structural element. The mechanical, functional and aesthetic capacity of the material are negatively affected by the loss of section and adhesion as a consequence of corrosion procceses or by cracks produced in the surrounding matrix due to stresses caused by corrosion products. Therefore, the study of these processes and of the methods that reduce corrosion kinetics are of utmost importance in the field of architecture and engineering. In the first part of this thesis, new methods for analysing corrosion processes are studied through the joint use of electrochemical techniques and advanced statistics. This combination yields qualitative and quantitative information which is more complete and useful than that obtained by traditional methodologies. In the second part of the paper, a series of organic amine and carboxylate compounds are selected to act as corrosion inhibitors. Different protocols for the monolayer binding of these compounds to the steel reinforcements are developed, optimised and described, proving their effectiveness after subjecting them to chemical attack in solutions with different mechanisms and levels of aggressiveness. Next, the effectiveness of the inhibitor coating is studied in reinforcements embedded in mortar and concrete specimens. For that purpose, classic working protocols are used to monitor the corrosion processes. Lastly, the response of the monolayers to static and dynamic tensile loads applied to the steel rods is analysed, as well as the behaviour and influence of the coatings on the adhesion of the concrete-steel system. / La corrosión de las armaduras es un fenómeno que puede reducir en gran medida la vida útil de cualquier estructura o elemento constructivo de hormigón armado. La pérdida de sección y de adherencia como consecuencia de procesos de corrosión, o las fisuras producidas en la matriz envolvente debido a las tensiones generadas por los productos de corrosión, afectan negativamente a la capacidad mecánica, funcional y estética del material. Por tanto, el estudio de dichos procesos y de métodos que permitan reducir la cinética de corrosión, son de suma importancia en el ámbito de la arquitectura y la ingeniería. En la primera parte de esta Tesis se estudia el empleo de nuevos métodos para el ánalisis de los procesos de corrosión, mediante el uso conjunto de técnicas electroquímicas y estadísticas avanzadas. Esta combinación genera una información cualitativa y cuantitativa, que demuestra ser más completa y útil que la obtenida mediante las metodologías tradicionales. En la segunda parte del trabajo se selecciona una serie de compuestos orgánicos tipo amina y carboxilato para que actúen como inhibidores de la corrosión. Con ellos se desarrollan, optimizan y describen diferentes protocolos de fijación de monocapas sobre las armaduras de acero, comprobando su efectividad tras someterlas al ataque químico en disoluciones con diferentes mecanismos y niveles de agresividad. A continuación, se estudia la efectividad del recubrimiento inhibidor en armaduras embebidas en probetas de mortero y hormigón. Para ello, se utilizan los protocolos clásicos de trabajo para el seguimiento de los procesos de corrosión. Finalmente, se prosigue con el análisis de la respuesta de las monocapas bajo cargas estáticas y dinámicas de tracción en las barras, y con la comprobación del comportamiento e influencia de los revestimientos generados sobre la adherencia del sistema hormigón-acero. / La corrosió de les armadures és un fenomen que pot reduir en gran manera la vida útil de qualsevol estructura o element constructiu de formigó armat. La pèrdua de secció i d'adherència com a conseqüència de processos de corrosió, o les fissures produïdes en la matriu envolupant a causa de les tensions generades pels productes de corrosió, afecten negativament a la capacitat mecànica, funcional i estètica del material. Per tant, l'estudi d'aquests processos i de mètodes que permeten reduir la cinètica de corrosió, són de summa importància en l'àmbit de l'arquitectura i l'enginyeria. En la primera part d'aquesta Tesi s'estudia l'ocupació de nous mètodes per a l'anàlisi dels processos de corrosió, mitjançant l'ús conjunt de tècniques electroquímiques i estadístiques avançades. Aquesta combinació genera una informació qualitativa i quantitativa, que demostra ser més completa i útil que l'obtinguda mitjançant les metodologies tradicionals. En la segona part del treball se selecciona una sèrie de compostos orgànics tipus amina i carboxilato perquè actuen com a inhibidors de la corrosió. Amb ells es desenvolupen, optimitzen i descriuen diferents protocols de fixació de monocapes sobre les armadures d'acer, comprovant la seua efectivitat després de sotmetre-les a l'atac químic en dissolucions amb diferents mecanismes i nivells d'agressivitat. A continuació, s'estudia l'efectivitat del recobriment inhibidor en armadures embegudes en provetes de morter i formigó. Per a açò, s'utilitzen els protocols clàssics de treball per al seguiment dels processos de corrosió. Finalment, es prossegueix amb l'anàlisi de la resposta de les monocapes baix càrregues estàtiques i dinàmiques de tracció en les barres, i amb la comprovació del comportament i influència dels revestiments generats sobre l'adherència del sistema formigó-acer. / Monzón Bello, P. (2017). Análisis de la corrosión de las armaduras de acero en el hormigón: generación de monocapa inhibidora sobre la superficie de acero [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/90422 / TESIS

El octil p-metoxicinamato (OMC) es un filtro químico del grupo de los metoxicinamatos, de amplio uso en productos para la protección solar de la piel. Debido a su alta lipofilicidad, es necesario un medio adecuado para su solubilización y su posterior aplicación en la piel. Las microemulsiones (MEs) son sistemas organizados, transparentes y termodinámicamente estables muy utilizados en la preparación de productos farmacéuticos y de cuidado personal (PPCPs) para la administración tópica de diversos componentes activos. Desde el punto de vista analítico, es de interés el estudio de este tipo de sistemas ya que las propiedades de una especie en un medio organizado pueden diferir respecto a sus propiedades en un medio acuoso. Por ello, este trabajo de tesis propone abordar esta temática, aportando información valiosa para el desarrollo y control de formulaciones portadoras de filtros químicos solares para su utilización como PPCPs. En una primera etapa, se diseñaron, obtuvieron y caracterizaron fisicoquímicamente dos nuevas formulaciones del tipo de las microemulsiones aceite en agua (o/w) como portadoras del filtro químico solar OMC (MEI-OMC y MEII-OMC), a partir de materiales biocompatibles y de uso común en la producción de PPCPs. MEI-OMC y MEII-OMC fueron utilizadas en una serie de estudios analíticos relacionados con el comportamiento del filtro químico solar OMC cuando se encuentra en un medio organizado. Un primer estudio se enfocó en el desarrollo de un sistema automático para el estudio de fotodegradación del OMC cargado en las formulaciones propuestas. El sistema estuvo acoplado a un detector de fluorescencia molecular y permitió monitorear en tiempo real dicho proceso. Los datos espectrales de segundo orden se analizaron mediante resolución multivariada de curvas optimizada mediante mínimos cuadrados alternados (MCR-ALS) y, de esta manera, se obtuvieron las constantes de fotodegradación (Kf) para OMC. En un segundo trabajo, se presenta un sistema automático de fácil implementación y bajo costo para el estudio de permeación de OMC en las formulaciones propuestas. El método utiliza la tradicional celda de difusión de Franz y fue diseñado para monitorear en línea mediante fluorescencia molecular y absorción molecular UV-Vis el proceso de permeación de OMC a través de una membrana sintética que simula la piel. El análisis espectral se realizó mediante cuadrados mínimos parciales (PLS) y, de esta manera, se obtuvieron los perfiles de permeación que permitieron calcular las correspondientes constantes de permeación (Kp). El método propuesto fue validado mediante cromatografía gaseosa-espectrometría de masas. Finalmente, se plantea un potencial método de screening y un método de cuantificación del filtro químico solar OMC en la formulación MEI-OMC, por medio de la aplicación de herramientas quimiométricas de clasificación y calibración multivariada a los mapas espectrales obtenidos por espectroscopía Raman confocal (ERC). La discriminación de las clases se realizó para diferentes concentraciones de OMC utilizando el algoritmo de analogía de clases por modelado suave independiente (SIMCA) y la técnica de análisis discriminante lineal previa selección de variables utilizando el algoritmo de las proyecciones sucesivas (SPA-LDA). La cuantificación de OMC se llevó a cabo mediante cuadrados mínimos parciales (PLS). / Octyl p-methoxycinnamate (OMC) is a chemical filter of the methoxycinnamate group widely used in products for sun protection. Due to the high lipophilicity of OMC, a suitable medium is necessary for its solubilization and its subsequent application on the skin. Microemulsions (MEs) are organized, transparent and thermodynamically stable systems widely used in pharmaceuticals and personal care products (PPCPs) for the topical administration of various components. The chemical study of this kind of systems is interesting since the properties of specie in an organized medium may differ with respect to an aqueous medium. Therefore, this thesis proposes to address this issue, providing valuable information for the development and control of solar chemical filters loaded MEs for use as PPCPs. In the first place, two new formulations based on oil-in-water (o/w) microemulsions (MEI-OMC, MEII-OMC) as carriers of the OMC solar chemical filter were designed, obtained and physicochemically characterized. The systems were synthesized from biocompatible materials commonly used for the production of PPCPs. Then, MEI-OMC and MEII-OMC were used as a model to carry out a series of analytical studies related to the behavior of the OMC sunscreen in an organized medium. A first study focused on the development of a continuous flow automatic system for the photolysis study of OMC loaded MEs. The system was coupled to a molecular fluorescence detector and allowed to monitor the photolysis process in real-time. Second order spectral data were analyzed using multivariate curve resolution optimized by alternating least squares (MCR-ALS). The concentration profiles were obtained and used to calculate, by means of an appropriate kinetic model, the corresponding photodegradation constants for OMC (Kf). In a second study, an easily implementable and low cost automatic system for the kinetic analysis of permeation of the proposed formulations is presented. The online method uses the traditional Franz diffusion cell and it was designed to monitor by molecular fluorescence and UV-Vis molecular absorption spectroscopies the permeation process of OMC through a synthetic membrane that simulates the skin. The spectral analysis was performed using partial least squares (PLS) and the permeation profiles were obtained. From this, the corresponding permeation constants (Kp) were calculated. The proposed method was validated by gas chromatography-mass spectrometry. Finally, both screening and quantification methods for OMC in the MEI-OMC formulation are proposed applying chemometric classification and multivariate calibration tools to the spectral data obtained by confocal Raman spectroscopy (CRS). Class discrimination was carried out for different concentrations of OMC using the soft independent modeling class analogy algorithm (SIMCA) and the linear discriminant analysis technique after selection of variables using the successive projections algorithm (SPA-LDA). On the other hand, the quantification of OMC was carried out using partial least squares (PLS).

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[EN] Olive tree (Olea europaea L.) cultivation is a productive alternative in large areas of Valencia. Studying the behavior of traditional varieties, crop management, as well as new farming practices is becoming increasingly important to enhance the olive sector. The good appreciation by consumers and professionals, from the standpoint of quality, nutrition and health benefits of olive oil, is a factor that positively influences the situation. All these factors have led to a dynamism in the olive sector and elaiotechnic, promoting an increase of new plantations and an effort towards obtaining quality oils. Olive varieties in Valencia can be classified as 'national', 'major', 'minor', 'local', 'widespread but with less incidence'. It is great importance to have the descriptive analysis of the different types of monovarietal oils, which can affect the quality, since the quality of oil is closely linked to the olive variety. Specifically, for evaluating production quality the industrial performance and the oil yield of the olives is determined. To evaluate the oil quality the acid index, the peroxide index, the concentration in polyphenolic substances, the oxidative stability, the wax content, the values of K232, K270 and K225 constants, the lipid profile of the oils are determined, and the organoleptic profiles of monovarietal oils are also evaluated. The objective is to define physicochemical and organoleptic quality of different oils obtained from 62 varieties of olives grown in Valencia, from the 2004-2005 till the 2009-2010 season. The olives were processed in the laboratory with an equipment simulating a micro-grinding and analyzes were performed following the standards of the International Olive Council. The quality parameters have also been used, during the 2010-2011 season, as a tool to establish an optimal date where the best levels in oil quality parameters are achieved together with the optimal harvesting moment of the 14 varieties of olives. Olive plantations are increasingly provided with irrigation, given the impact on increasing crop yield. It has been also target of this research to study the effects of irrigation on oils from 9 olive varieties, between 2004/2005 to 2009/2010, analyzing the effect of variety and campaign, when the trees have undergone conditions of irrigation and rainfed. In general, the parameters analyzed in oils, regardless of the time of collection and irrigation system, presented optimum quality levels so to be classified as 'extra virgin'. A wide range of outcomes has been found in the studied variety collection, which allows a very reliable map of the varietal olive oils from Valencia, locating varieties with the most physicochemical and organoleptic potential. In particular, the fatty acid content is a powerful tool in chemometry as fingerprints of olive oil. The optimal time of harvesting showing confluence of high oxidative stability values, industrial performance, and overall quality index, while low values for peroxides and K270, K232, varies widely for different types of varietal oils, being most of the studied early harvest varieties (October-November), and others later varieties such as 'Alfafara' and 'Cabaret'. Harvest has to be advanced to the initial moment for each variety in order to obtain fruit-quality oils. Irrigation of the olive tree increases the humidity levels of the olive-paste, resulting in a decrease in fat yields. This applies for all varieties under irrigation strategy, with very high values of paste moisture of the 'Picudo' and 'Picual' varieties, so it is advisable not to irrigate these varieties in order to increase oil yields. The rainfed-strategy significantly influences the polyphenol content of the oils. Oils from varieties such as 'Blanqueta', 'Villalonga' or 'Picual' are rich in polyphenols, however 'Arbequina' and 'Serrana de Espadán' could improve their polyphenolic profile under rainfed-strategies. / [ES] El olivo (Olea europea L.) es una alternativa productiva en zonas de cultivo de la Comunitat Valenciana. El estudio del comportamiento de las variedades tradicionales, el manejo agronómico y las nuevas prácticas de cultivo son cada vez más importantes para potenciar el sector oleícola. La buena apreciación por parte de consumidores y de profesionales, de la calidad, de la nutrición y de los beneficios del aceite de oliva son factores que influyen positivamente en esta situación, propiciando un dinamismo en el sector olivarero y de la elayotecnia, incrementándose las plantaciones y trabajando hacia la obtención de aceites de calidad. Las variedades de olivo en la Comunitat Valenciana se clasifican en nacionales, principales, secundarias, locales, difundidas y no incluidas en los cinco grupos concretos. Es importante conocer el análisis descriptivo de los distintos tipos de aceites monovarietales, que afectan a la calidad. La calidad se determina por el rendimiento industrial y el rendimiento graso de las aceitunas, el índice de acidez, el índice en peróxidos, la concentración en sustancias polifenólicas, la estabilidad oxidativa, el contenido en ceras, los valores de las constantes K232, K270 y K225, así como el perfil lipídico de los aceites. También se evalúan los perfiles organolépticos de los aceites monovarietales. Estos parámetros se han determinado en diferentes aceites de oliva para tipificar la calidad físico química y organoléptica de 62 variedades de aceitunas cultivadas en la Comunitat Valenciana, entre la campaña 2004-2005 hasta 2009-2010. Las aceitunas se procesan en condiciones de laboratorio bajo una micromolturación y se analizan siguiendo las normas del Consejo Oleícola Internacional. Los parámetros de calidad se han empleado como herramienta para establecer una fecha óptima donde confluyan los mejores niveles en los parámetros de calidad del aceite con el momento adecuado de recolección de 14 variedades de aceituna durante la campaña 2010-2011. Cada vez más se están realizando plantaciones de olivo bajo condiciones de riego, por su repercusión en el aumento del rendimiento. Se estudian los efectos del riego sobre los aceites procedentes de 9 variedades de aceituna, entre la campaña 2004/2005 hasta 2009/2010, analizando el efecto varietal y el efecto campaña, cuando los árboles han sido sometidos a condiciones de riego y de secano. Los parámetros presentan niveles óptimos de calidad para clasificar los aceites como virgen extra. Se ha encontrado una amplia diversidad de resultados, lo que permite obtener un mapa varietal muy fiable de los aceites de oliva de la Comunitat Valenciana, localizando las variedades con mayor potencial fisicoquímico y organoléptico. Los ácidos grasos son una herramienta poderosa en quimiometría como huella dactilar del aceite de oliva. El momento óptimo de recolección donde confluyen valores elevados de estabilidad oxidativa, rendimiento industrial, e índice global de calidad, a la vez que valores bajos de peróxidos, de K270 y K232 es muy variable para los distintos tipos de aceites varietales. Para la mayoría de las variedades, el mejor momento se obtiene en fechas de recolección temprana (octubre-noviembre), excepto en aceites de Alfafara y Cabaret, donde los mejores atributos son para recolecciones tardías. El riego incrementa niveles de humedad de las pastas de aceituna, con una disminución en los rendimientos grasos. Los incrementos se producen de forma general en todas las variedades, con valores muy altos en las pastas de Picudo y Picual, por lo que no es recomendable regar estas variedades con el fin de incrementar los rendimientos en aceite. La estrategia de secano influye significativamente sobre el contenido polifenólico de los aceites. Los aceites de variedades como Blanqueta, Villalonga o Picual son ricos en polifenoles, sin embargo los aceites de Arbequina y Serrana de Espadán mejorarían su perfil polifenólico ba / [CAT] La l'olivera (Olea europaea L.) és una alternativa productiva, en zones de la Comunitat Valenciana. L'estudi del comportament de les varietats tradicionals, el maneig agronòmic, així com les noves pràctiques de cultiu són cada vegada més importants per potenciar el sector oleícola. La bona apreciació per part de consumidors i de professionals, de la qualitat, de la nutrició i dels beneficis que sobre la salut presenten l'oli d'oliva són factors que influeixen positivament a aquesta situació. Tots aquests factors han propiciat un dinamisme en el sector oliverer i de la elaiotècnia que ha suposat l'increment de les plantacions i treballar cap a l'obtenció d'olis de qualitat. Les varietats d'olivera a la Comunitat Valenciana es classifican com nacionals, principals, secundàries, locals, difoses i no incloses en els cinc grups concrets. Es importànt conèixer l'anàlisi descriptiu dels diferents tipus d'olis monovarietals, que poden afectar a la qualitat. La qualitat es determina per el rendiment industrial, el rendiment gras, l'índex d'acidesa, l'índex en peròxids, la concentració en substàncies polifenòliques, l'estabilitat oxidativa, el contingut en ceres, els valors de les constants K232, K270 i K225, així com el perfil lipídic dels olis i els perfils organolèptics dels olis monovarietals. L'objectiu es tipificar la qualitat físic química i organolèptica dels olis de 62 varietats d'olives conreades a la Comunitat Valenciana, entre la campanya 2004-2005 fins 2009-2010. Les olives s'han processat en condicions de laboratori amb una micromolturación i les anàlisis s'han realitzat seguint les normes del Consell Oleícola Internacional. Els paràmetres de qualitat també s'han emprat com a eina per establir una data òptima on concloguin els millors nivells en els paràmetres de qualitat de l'oli amb el moment adequat de recol¿lecció de 14 varietats d'oliva durant la campanya 2010-2011. Cada vegada més s'estan realitzant plantacions d'olivera sota condicions de reg, per les repercussions en el rendiment. S'estudien els efectes del reg sobre els olis procedents de 9 varietats d'oliva, entre la campanya 2004/2005 fins 2009/2010, analitzant l'efecte varietal i l'efecte campanya, quan els arbres han estat sotmesos a condicions de reg i de secà. Els paràmetres analitzats, independentment del moment de recol¿lecció i del reg, han presentat nivells òptims de qualitat per a classificar-los com verge extra. S'ha trobat una àmplia diversitat de resultats, el que permet obtenir un mapa varietal molt fiable dels olis d'oliva de la Comunitat Valenciana, localitzant les varietats amb més potencial fisicoquímic i organolèptic. El contingut d'àcids grassos, és una eina poderosa en quimiometria com empremtes dactilar de l'oli d'oliva. El moment òptim de recol¿lecció on conflueixen valors elevats d'estabilitat oxidativa, rendiment industrial, índex global de qualitat, alhora que valors baixos de peròxids, de K270 i K232 és molt variable per als diferents tipus d'olis varietals. Per a la majoria de les varietats, el millor moment s'obté en dates de recol¿lecció primerenca (octubre-novembre), excepte en olis d'Alfafara i Cabaret, on els millors atributs són per recol¿leccions tardanes. Les aportacions d'aigua de reg a l'olivera incrementen els nivells en la humitat de les pastes d'oliva, el que origina una disminució en els rendiments grassos. Els increments es produeixen de forma general per a totes les varietats sotmeses a l'estratègia de reg, amb valors molt alts d'humitat a les pastes per a les varietats Picudo i Picual, pel que és recomanable no realitzar reg en aquestes varietats per tal d'incrementar els rendiments en oli. A més, l'estratègia de secà influeix significativament sobre el contingut polifenòlic dels olis. Els olis de varietats com Blanqueta, Vilallonga o Picual són rics en polifenols, però Arbequina i Serrana d'Espadà millorarien el seu perfil polifenòlic sota estrat / Ruiz Domínguez, ML. (2016). CARACTERIZACIÓN DE LA CALIDAD FISICO-QUIMICA Y ORGANOLEPTICA DE ACEITES DE OLIVA VIRGEN DE VARIEDADES TRADICIONALES DE LA COMUNIDAD VALENCIANA [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/62690 / TESIS