La agroindustria cítrica argentina, que incluye producción, empaque, transporte, tratamiento por frío y producción de jugos concentrados, aceites esenciales, etc.; constituye una de las actividades de fundamental importancia en la economía nacional y regional. Los mercados importadores del mundo y consumidores de productos frescos o industrializados en general, han incrementado considerablemente sus exigencias respecto a los niveles de tolerancia de residuos de agroquímicos en los productos, lo que demanda controles y estrategias de producción adecuadas. Dentro de la amplia gama de plaguicidas de uso corriente en la producción citrícola, los benzimidazoles constituyen un grupo importante de fungicidas sistémicos, que son empleados para el control y tratamiento de enfermedades en citrus. El contenido de residuos de estos fungicidas, constituye un importante parámetro de calidad a controlar al momento de comercializar los frutos, tanto para el consumo fresco como para su empleo como materia prima en la industria cítrica. Las metodologías analíticas tradicionales para la determinación de benzimidazoles, son en general complejas, de elevado costo y tiempo de análisis; lo que llevó a plantear como objetivo del presente trabajo el desarrollo de metodologías alternativas para el análisis de fungicidas benzimidazólicos en matrices cítricas. La propuesta incluyó la aplicación y optimización de metodologías analíticas para la determinación de tiofanato, metiltiofanato y thiabendazole por microextracción en fase sólida y cromatografía gaseosa con detector de nitrógeno-fósforo en frutas, jugos concentrados y productos cítricos fermentados; y la determinación de thiabendazole y carbendazim por extracción en fase sólida y cromatografía líquida de alta resolución con detector de arreglo de diodos en aceites esenciales cítricos. / Visciglio, SB. (2011). Desarrollo de metodologías alternativas para el análisis de fungicidas benzimidazólicos en matrices cítricas [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/14978

La demanda de métodos analíticos rápidos, sencillos, económicos, respetuosos con el medio ambiente y que permitan realizar análisis descentralizados y en tiempo real es cada vez mayor. Para cumplir con estos objetivos, la miniaturización de las metodologías y dispositivos utilizados resulta fundamental. Cuando se habla de la miniaturización de un método de análisis conviene considerar por separado dos partes del proceso analítico total: (a) la preparación de la muestra; y (b) la separación-detección (i.e., proceso de medida). La miniaturización de la preparación de la muestra se ha convertido en una tendencia dominante dentro de la Química Analítica actual, dando lugar a nuevas técnicas de microextracción en fase sólida y en fase líquida. Estas técnicas miniaturizadas reducen el consumo de muestra y reactivos, los tiempos de análisis, costes y riesgos, con todas las ventajas que estos avances suponen. Por otro lado, la miniaturización de los sistemas de separación-detección no ha alcanzado el mismo grado de desarrollo que el de la preparación de la muestra, debido a la complejidad de la instrumentación analítica y de la tecnología necesaria para tal fin. Por tanto, hace falta realizar un mayor esfuerzo investigador para miniaturizar las técnicas instrumentales existentes o utilizar las actualmente disponibles en formato miniaturizado pero que han sido escasamente utilizadas tras una etapa de microextracción. En este sentido, los sensores electroquímicos son una opción especialmente interesante y prometedora por tratarse de una tecnología en formato miniaturizado muy desarrollada y de bajo coste.

El cultivo de arándanos surge en la Argentina como una nueva alternativa de producción orientada a la exportación. Las enfermedades fúngicas son las principales causales de pérdidas en los cultivos, por lo cual la aplicación de fungicidas tales como los triazoles son necesarios para su control. El carácter sistémico de estos fungicidas y la rápida maduración de las bayas hace prever que la eliminación total de los residuos no se logre, en virtud de lo cual se plantean como objetivos de la presente tesis doctoral, evaluar los niveles residuales de estos fungicidas en frutas y jugos de arándanos y estimar la cinética de degradación, cuando éstos son aplicados en determinadas condiciones en los cultivos y en condiciones de almacenamiento de las bayas envasadas en atmósferas modificadas. Las determinaciones cromatográficas de plaguicidas en alimentos, implican en la mayoría de los casos, el análisis a niveles trazas de residuos de plaguicidas, con los inconvenientes aparejados al tratamiento de las muestras y pérdidas de analitos en diferentes etapas, tales como la extracción, el "clean up", concentración y diluyentes adecuados para la inyección cromatográfica. Además éstos involucran el uso de grandes volúmenes de solventes orgánicos de elevada pureza, en su mayorla tóxicos y costosos. La microextracción en fase sólida, surge como nueva metodología tendiente a acotar los tiempos de análisis, reducir los costos, evitar el uso de solventes y aumentar la sensibilidad del método para la determinación de niveles trazas de contaminantes. Comparada con las técnicas de separación tradicionales, las ventajas de la misma incluyen la completa eliminación de solventes orgánicos, la simplificación de las etapas analíticas, mejoras en la sensibilidad y precisión, mejor selectividad y menores límites de cuantificación, como así también reducción del tiempo de análisis y ahorro de costos. Surge en los últimos años, el desarrollo de nuevos tipos de inyectores acoplados al sistema cromatográfico, tal como el inyector de vaporización de temperatura programada, a los fines de lograr incrementar la sensibilidad en cromatografía gaseosa y espectrometría de masa. Este inyector tiene importantes áreas de aplicación. / Montti, MIT. (2011). Desarrollo de nuevas metodologías para el análisis de fungicidas triazólicos en arándanos [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/14979

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Los contaminantes emergentes (CECs, por sus siglas en inglés) son sustancias, productos y materiales químicos que se esparcen en el ambiente y se detectan, con frecuencia, en suelos y aguas superficiales, subterráneas y potables. Debido a la alta y continua producción de estas sustancias y su consumo masivo, es inevitable su continua introducción al ambiente, principalmente a través de efluentes industriales y plantas de tratamiento de aguas residuales. Si bien la presencia de estos CECs no es reciente, sí lo es la preocupación por las posibles consecuencias de los mismos en seres vivos. Por ello, es de suma importancia la determinación de estos contaminantes en matrices ambientales. Esta Tesis se centró en el desarrollo de nuevos métodos analíticos para la extracción y preconcentración de CECs en muestras ambientales. En el primer trabajo, se desarrolló un método de microextracción coacertiva para la determinación fluorescente de glibenclamida. El segundo trabajo consistió en la utilización de técnicas en flujo y de extracción en fase sólida miniaturizada para la extracción y preconcentración de progestinas con su posterior separación y detección por HPLC-UV. En el tercer y cuarto trabajo se desarrollaron films de agarosa y nanopartículas a base de carbono para la extracción en fase sólida de antiinflamatorios no esteroideos y progestágenos, con su posterior separación y detección por HPLC-UV. Los métodos analíticos desarrollados durante esta Tesis Doctoral se enfocaron no sólo en lograr límites de detección apropiados para los analitos seleccionados, sino que proponen alternativas amigables con el ambiente a través de la miniaturización, automatización, uso de reactivos renovables y generación de menor cantidad de residuos tóxicos. / Emerging contaminants (ECs) are substances, products, and chemical materials that are spread in the environment and are frequently detected in soils, surface waters, groundwater, and drinking water. Due to their high and continuous production as well as their widespread use, these substances are inevitably introduced into the environment, primarily through industrial effluents and wastewater treatment plants. While the ECs’ presence is not recent, the concern for their potential consequences on living organisms is relatively recent. Therefore, the determination of these contaminants in environmental matrices is of importance. This thesis focused on the development of new analytical methods for the extraction and preconcentration of ECs in environmental samples. The first study involved the development of a novel coacervative microextraction method for the fluorescent determination of glibenclamide. The second research is based on flow and miniaturized solid-phaseextraction techniques for the extraction and preconcentration of progestins, followed by their separation and detection using HPLC-UV. In the third and fourth studies, agarose films and carbon-based nanoparticles sorbents were developed for the solid-phase extraction of non-steroidal anti-inflammatory drugs and progestogens, with subsequent separation and detection by HPLC-UV. The analytical methods developed during this thesis were focused not only on achieving appropriate detection limits for the selected analytes, but also on proposing environmentally friendly alternatives through miniaturization, automation, use of renewable reagents, and generation of less toxic waste.

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Con objeto de garantizar la calidad de los alimentos tanto desde el punto de vista nutricional como toxicológico, existen diferentes normativas a nivel internacional para el control del contenido de metales y metaloides en alimentos. Este tipo de determinaciones se suele llevar a cabo mediante técnicas de Espectrometría Atómica por su sencillez y parámetros analíticos (p.ej. límite de detección, precisión, velocidad, etc.). No obstante, debido a la complejidad que presentan las matrices de los alimentos (i.e. grasas, proteínas, etc.) y a los bajos niveles de concentración de algunos elementos, se requiere de un tratamiento de extracción-preconcentración previo. Con este fin, se ha utilizado en la bibliografía la Microextracción Dispersiva Líquido-Líquido (DLLME). Sin embargo, el uso combinado de DLLME y técnicas de Espectrometría Atómica para la determinación de metales en alimentos sigue presentado limitaciones, como: (i) empleo de disolventes extractantes no adecuados según los principios de la Química Verde; (ii) escaso aprovechamiento del acoplamiento de DLLME y la Espectrometría de Emisión mediante Plasma de Acoplamiento Inductivo (ICP-AES) por los efectos de matriz que producen los extractantes orgánicos en el plasma; (iii) falta de criterio para seleccionar las condiciones de trabajo óptimas en ICP-AES para trabajar con extractos de DLLME; y (iv) escasa aplicación de DLLME a muestras de alimentos complejas (p.ej. vino, chocolate, etc.). En la presente Tesis Doctoral se han desarrollado nuevos métodos de análisis elemental en alimentos mediante el uso combinado de la Microextracción Dispersiva Líquido-líquido (DLLME) y técnicas Espectroscópicas Atómicas. En primer lugar, se ha investigado la posibilidad de utilizar el líquido iónico hexafluorofosfato de 1-butil-3-metilimidazolio como medio de extracción en DLLME para la determinación de Cd y Pb en muestras de vino mediante Espectrometría de Absorción Atómica con Horno de Grafito. Los resultados demuestran que esta metodología se puede utilizar para controlar los metales anteriores en todo tipo de muestras de vino (tinto, rosado, blanco, espumoso y fortificado) según la normativa de la Organización Internacional de la Viña y el Viñedo. Por otro lado, se han investigado diferentes estrategias para analizar los extractos orgánicos (1-undecanol, líquidos iónicos, cloroformo) que se obtienen en DLLME mediante ICP-AES y así aprovechar la capacidad que ofrece esta técnica para determinar varios elementos de forma simultánea. Esta metodología se ha aplicado con éxito a la determinación de 6 elementos (Al, Cu, Fe, Mn, Ni y Zn) en aguas. Finalmente, se ha evaluado la posibilidad de utilizar de forma combinada DLLME e ICP-AES para la determinación simultanea de As, Cd y Pb en alimentos (arroz, chocolate y mejillones vino.) utilizando como extractante un disolvente supramolecular (THF/1-undecanol). Los resultados obtenidos demuestran que la metodología desarrollada permite el control de dichos elementos según el Reglamento 1881/2006 de la Comisión.

La determinación de metales y metaloides en muestras medioambientales se suele realizar mediante técnicas de Espectrometría Atómica debido a su: (i) exactitud y precisión; (ii) sensibilidad; (iii) límites de detección del orden de los µg kg-1 - ng kg-1; (iv) velocidad de análisis; y (iv) capacidad multielemental para determinar varios analitos de forma simultánea. No obstante, el análisis de muestras medioambientales mediante estas técnicas no está exento de dificultades ya que la matriz de este tipo de muestras (p. ej. sales, materia orgánica, etc.), así como los reactivos empleados durante el pretratamiento de muestra (p. ej. ácidos, disolventes orgánicos, etc.), pueden dar lugar a interferencias (espectrales y no espectrales) que afecten negativamente a la exactitud y precisión de los análisis. A pesar de los numerosos estudios realizados hasta la fecha, existe todavía un gran desconocimiento sobre el origen de los efectos de matriz en las técnicas de Espectrometría Atómica y, en particular, para la Espectrometría de Emisión Atómica de Plasma Acoplado Inductivamente (ICP-AES) y la Espectrometría de Emisión Atómica de Plasma Inducido por Microondas (MIP-AES). En la presente Tesis Doctoral se han estudiado los efectos de matriz derivados de los concomitantes más habituales en el análisis de muestras medioambientales (sales, ácidos y carbono) sobre la señal de emisión en ICP-AES y MIP-AES y, a partir de la información obtenida, se han desarrollado diferentes métodos analíticos para la determinación de metales y metaloides en muestras medioambientales libres de interferencias. En primer lugar, se ha investigado la influencia del C sobre la señal de emisión (atómica e iónica) en ICP-AES para 62 elementos y sus posibles implicaciones prácticas al analizar muestras medioambientales. A partir de los conocimientos obtenidos, se ha desarrollado un método analítico para evaluar el papel de la Cymodocea nodosa en la movilización de elementos traza en el ecosistema marino de una de las regiones más afectadas por la industria minera en el entorno de la laguna costera del Mar Menor (Murcia). Por otro lado, se ha investigado de forma sistemática interferencias (espectrales y no espectrales) producidas por matrices de tipo salino (CaNO3), ácido (H2SO4) y orgánico (glicerol, cloroformo y un disolvente supramolecular basado en THF y 1-decanol) sobre la señal analítica en MIP-AES. Finalmente, a partir de los resultados obtenidos, se ha desarrollado una metodología analítica para la determinación de Cd en aguas utilizando de forma conjunta la microextracción dispersiva líquido-líquido (DLLME) y MIP-AES.

Hoy en día, como consecuencia del gran desarrollo de las metodologías de análisis, han surgido nuevas necesidades analíticas que son cada vez más exigentes, demandando análisis rápidos, fiables, in-situ, ecológicos y con instrumentación relativamente de bajo coste. Para cumplir estos ambiciosos objetivos, las nuevas tendencias de la química analítica van encaminadas hacia la miniaturización de las metodologías de análisis y el uso de detectores disponibles en formato compacto. La espectrometría de plasmas producidos por láser (Laser-Induced Breakdown Spectrometry, LIBS), es una técnica que presenta unas características que podrían cumplir con estas nuevas necesidades analíticas y que son difícilmente abordables por otras técnicas de análisis establecidas más sensibles, pero más complejas y costosas. LIBS es una técnica de análisis elemental que emplea como fuente de excitación un láser altamente energético que es enfocado en un pequeño punto de tamaño submilimétrico de la muestra, provocando la generación de un intenso plasma que se caracteriza por una elevada temperatura y densidad electrónica (plasma inducido por láser). En el seno de este plasma, el material objeto de análisis es vaporizado, reducido a su forma elemental y excitado. Las especies emisoras (iones o átomos neutros) se identifican resolviendo espectral y temporalmente la emisión del plasma, lo que se utiliza para obtener información cuantitativa y/o cualitativa sobre la composición elemental de la muestra. Mediante esta técnica, es posible analizar cualquier sustancia independientemente del estado de agregación en que se encuentre sin la necesidad de condiciones ambientales específicas para su uso (i.e., utilización de gases especiales (Ar, He, etc.) o condiciones de baja presión o vacío), lo que simplifica y abarata tanto el coste del análisis como de la instrumentación requerida. Además, teniendo en cuenta que un espectro LIBS puede ser adquirido en tiempos del orden de microsegundos, puede considerarse una técnica de análisis rápida que, adicionalmente, proporciona información multielemental. También es extremadamente flexible desde el punto de vista experimental, ya que todos sus componentes (láseres, detector, óptica, electrónica, etc.) pueden ser miniaturizados y el sistema completo puede ser fácilmente automatizado, lo que la hace especialmente interesante para su aplicación al análisis en línea e in-situ. Por todas estas características, la técnica LIBS es muy atractiva desde el punto de vista de las nuevas tendencias de la química analítica. Por otra parte, como cualquier técnica analítica, posee una serie de limitaciones. Aunque en principio, la técnica LIBS puede ser utilizada para el análisis de muestras de muy distinta naturaleza (sólidas, líquidas, gaseosas o aerosoles), lo cierto es que su principal campo de aplicación ha sido fundamentalmente el análisis de muestras sólidas. Este hecho se debe principalmente a la baja sensibilidad y reproducibilidad del análisis LIBS de líquidos. Esta falta de sensibilidad se debe principalmente a la diferente evolución del plasma LIBS cuando se encuentra confinado en un medio líquido. La duración del plasma debido a este efecto de confinamiento es menor, reduciendo también el tiempo de vida del estado excitado de los analitos y resultando en una señal más difícil de separar del fondo continuo de emisión. Además, una elevada porción de la energía "del plasma" generado es disipada como energía “no radiante”. Por una parte, debido a los fuertes efectos mecánicos que se producen al inducir el plasma en la densa masa líquida (i.e., onda de choque, burbuja de cavitación, etc.) y, por otra, debido a la vaporización de líquido, quedando sólo una pequeña fracción de energía que puede convertirse en energía radiativa. Estas limitaciones en la sensibilidad han sido abordadas en la literatura mediante el desarrollo de diferentes estrategias experimentales para el análisis LIBS de líquidos (i.e., análisis mediante la técnica LIBS de doble impulso, conversión de la muestra líquida a sustrato sólido, etc.). Pese a estos esfuerzos, este aumento de la sensibilidad ha sido, hasta la fecha, o bien insuficiente, o bien logrado mediante procedimientos de preparación de muestras complejos, con diversas etapas y difíciles de automatizar. Por este motivo, el objetivo fundamental de este trabajo de tesis doctoral ha sido la sensibilización de la técnica LIBS mediante la obtención de nuevos métodos de preparación de la muestra que puedan ser combinados con LIBS y que resulten simples, miniaturizados o fácilmente miniaturizables, y con posibilidades de automatización. De esta forma, se busca extender la aplicabilidad de LIBS para el análisis de “elementos traza” en muestras líquidas que puedan ser utilizados in-situ. En el capítulo 3 de esta memoria de tesis se ha evaluado la combinación de LIBS con una técnica de nebulización automática que permite la creación de películas sólidas homogéneas a partir de muestras líquidas, la deposición por electrospray. De esta forma, se realiza una conversión automática de la muestra líquida a matriz sólida que puede ser directamente interrogada por el sistema LIBS, sin necesidad de etapas intermedias entre la preparación de la muestra y la detección. Las películas finas obtenidas pueden ser directamente interrogadas por el sistema LIBS. Por otra parte, en los capítulos 4, 5 y 6 se ha evaluado la combinación de metodologías de microextracción en fase sólida con LIBS, ya que estas nuevas técnicas han demostrado ser rápidas, ecológicas y altamente eficientes en la extracción de los analitos de interés de las muestras líquidas. Además, son especialmente interesantes para ser combinadas con LIBS, ya que los analitos quedan retenidos directamente en una matriz sólida que puede ser fácilmente interrogada por LIBS, sin la necesidad de realizar la etapa de desorción o elución de los analitos requerida con otras técnicas de detección convencionales. De esta forma, en el Capítulo 4 se ha evaluado el uso de un material adsorbente de elevada eficiencia (i.e., el óxido de grafeno) para su uso en un procedimiento de microextracción en fase sólida en modalidad dispersiva (DSPME), y se ha comparado con un material clásicamente utilizado en extracción, el carbón activo; demostrándose las ventajas del uso de óxido de grafeno para el análisis de trazas mediante DSPME-LIBS. En los capítulos 5 y 6 se ha evaluado la combinación de la modalidad de microextracción en película delgada con la detección por LIBS (TFME-LIBS), ya que es un procedimiento eficiente y fácilmente automatizable. Pese a estas ventajas, las características morfológicas de las películas adsorbentes tienen un papel muy importante tanto en la etapa de microextracción como en la detección LIBS. Por este motivo, en estos dos últimos capítulos se han estudiado diversas modalidades de generación de películas finas para TFME, así como las capacidades analíticas de los procedimientos TFME-LIBS desarrollados.