La Tesi Doctoral amb el títol "Tècniques de preconcentració combinades amb l'electroforesi capil·lar per a la determinació d'antibiòtics beta-lactàmics" s'ha basat en el desenvolupament de diferents estratègies per a millorar la sensibilitat de l'electroforesi capil·lar. Aquestes estratègies s'han aplicat a la determinació d'antibiòtics beta-lactàmics en diferents matrius.Els antibiòtics beta;-lactàmics són uns fàrmacs àmpliament utilitzats tant en humans com en animals amb finalitats terapèutiques i profilàctiques. A més, en veterinària també s'empren com a promotors del creixement. Degut al seu extens ús i a que sovint no són completament metabolitzats per l'individu tractat amb aquests fàrmacs, ha sorgit la problemàtica de la seva presència en el medi ambient i en productes alimentaris de consum humà a baixos nivells de concentració. Això ha provocat l'aparició de resistències a aquest tipus d'antibiòtics fet que va lligat a la pèrdua d'eficàcia bacteriana. Així doncs, és important el desenvolupament de mètodes analítics per tal de controlar la presència d'aquests compostos a baixos nivells de concentració.L'electroforesi capil·lar (CE) és una interessant estratègia per a la determinació d'aquests antibiòtics degut al seu elevat poder de separació, bona resolució i gran eficàcia. A més, els volums de reactius, solvents orgànics i mostra que habitualment s'empren són molt baixos i això es tradueix en un baix cost econòmic i un mínim impacte mediambiental. Tot i això, l'CE presenta una limitació important que és la limitada de sensibilitat en la determinació d'analits a baixos nivells de concentració. Amb l'objectiu de millorar la sensibilitat de la tècnica, en la present Tesi Doctoral s'han estudiat diferents estratègies per tal de preconcentrar els analits i així incrementar la seva concentració prèviament a la separació electroforètica.D'entre les diferents opcions per a preconcentrar els analits es destaquen les tècniques electroforètiques, basades en la variació de la mobilitat dels analits en diferents medis, i les tècniques cromatogràfiques que consisteixen, fonamentalment, en la retenció dels analits en un sorbent d'extracció en fase sòlida (SPE) i la posterior elució en un volum de solvent més petit que el de la mostra. En la present Tesi Doctoral s'han aplicat els dos tipus de tècniques en diferents modalitats. Pel que fa a l'aplicació de les tècniques electroforètiques, les diferents opcions estudiades es van establir en funció del mode de separació electroforètica emprat i en el cas de les tècniques cromatogràfiques el paràmetre que es va tenir en compte, va ser el tipus d'acoblament entre l'SPE i l'CE. Finalment, per tal de millorar encara més la sensibilitat de l'CE es va emprar la combinació d'una tècnica electroforètica i una cromatogràfica.Així doncs, s'han avaluat diferents tècniques electroforètiques de preconcentració en la determinació d'antibiòtics beta-lactàmics per electroforesi capil·lar per zones (CZE), cromatografia de microemulsió electrocinètica (MEEKC) i cromatografia micel·lar electrocinètica (MEKC). Tots els sistemes emprats s'han basat en la introducció d'un gran volum de mostra i la posterior eliminació de la matriu de la mostra de forma que en tots els casos s'han millorat els límits de detecció obtinguts.Pel que fa a les tècniques de preconcentració cromatogràfiques, les diferents combinacions entre l'SPE i el sistema electroforètic que s'han utilitzat són: l'off-line, l'in-line i l'on-line. En tots els casos s'ha aconseguit una important millora de la sensibilitat dels mètodes d'anàlisi ja que els límits de detecció obtinguts emprant l'etapa d'SPE són considerablement més baixos. A diferència de les tècniques electroforètiques, en aquest cas, la preconcentració sovint implica una neteja de la matriu de la mostra de forma que ha estat possible l'aplicació dels mètodes desenvolupats a mostres reals tal com aigües de riu o residuals d'hospital i fins i tot matrius biològiques com plasma de vaca. / The thesis entitled "Combination of preconcentration techniques with capillary electrophoresis for determining beta-lactam antibiotics" has been focused in the development of several strategies for improving sensitivity in capillary electrophoresis. These strategies have been applied for determining beta-lactam antibiotics in different matrices. beta-Lactam antibiotics are a family of drug compounds widely used in human and veterinary medicine with therapeutic and prophylactic aims. Moreover, in veterinary medicine they have been used as growth promotors. However, abusive and inappropriate use of antibiotics has led to unexpected problems. On the one hand, they are thought to be responsible for the appearance of bacterial strains that are resistant to antibiotics. As a result, antibiotics can not treat infections efficiently. On the second hand, the presence of antibiotics in the food chain can lead to allergic reactions in certain patients. Therefore, it is important to control their presence in different samples.Capillary electrophoresis (CE) is a good strategy for the determination of these antibiotics due to its high efficiency, resolution and separation power. Moreover, the amount of reagents, organic solvents and sample needed are really small which makes this technique in a cheap and green one. However, CE presents an important drawback, it lacks sensitivity when low concentration levels are needed. To solve this, in the thesis, several strategies have been studied in order to preconcentrate the analytes and then increase their concentration prior to the electrophoretic separation.Among the different options for preconcentrating analytes it is important to emphasize the electrophoretic-based and the chromatographic-based techniques. The first ones are based on the principle of focusing the analytes according to their different velocities in two separate zones inside the capillary. Of the chromatographic techniques, solid-phase extraction (SPE) is the most important and allows a large sample volume with low concentration to be converted into a low sample volume with higher concentration.Both, electrophoretic and chromatographic-based techniques have been applied in this thesis for improving sensitivity. Regarding to the application of the firsts ones, different separation modes were studied. When the chromatographic preconcentration was used, the studies differ in how they combine SPE and CE. In this way different preconcentration techniques have been evaluated by capillary zone electrophoresis (CZE) and micellar and microemulsion electrokinetic chromatography (MEKC, MEEKC). In all the cases, a large sample volume has been introduced into the capillary and then, the sample matrix has been removed in a way that the detection limits decreased.As far as chromatographic preconcentration is concerned, the combinations studied between SPE and CE were: off-line, in-line and on-line. Unlike when the electrophoretic preconcentration is used, by using the chromatographic-based one, the sample preconcentration usually involves a sample clean-up. So, it allows the analysis of real samples like river water, hospital sewage water or even biological matrices like cow plasma. Detection limits considerably decreased so, a great improvement in sensitivity has been achieved. Finally, in order to increase even further the sensitivity in CE, the combination of electrophoretic and chromatographic techniques has been studied.

El glifosat, N-(fosfonometil) glicina, és un dels herbicides més utilitzats arreu del món a causa de la seva baixa toxicitat i al seu ampli espectre d'aplicació. A conseqüència del gran ús que se'n fa, és necessari monitoritzar aquest compost i el seu principal metabòlit, l'àcid aminometilfosfònic (AMPA), en el medi ambient. S'han descrit diversos mètodes instrumentals basats en cromatografia de gasos (GC) i de líquids (HPLC), sent aquesta darrera l'opció més favorable a causa del caràcter polar dels anàlits. Per assolir nivells de concentració baixos cal, però, la preconcentració dels anàlits.En aquest treball s'estudien diferents alternatives amb aquest objectiu. S'ha avaluat la tècnica de membrana líquida suportada (SLM) on la membrana consisteix en una dissolució orgànica, que conté un transportador (en el nostre cas, un bescanviador d'anions comercial, Aliquat 336), que impregna un suport polimèric microporós que se situa entre dues solucions aquoses: la de càrrega, que conté els anàlits inicialment, i la receptora, on es retenen els anàlits després del seu transport a través de la membrana. Les condicions d'extracció més adequades s'obtenen treballant en medi bàsic amb NaOH on els anàlits estan en forma aniònica i les majors recuperacions s'obtenen amb HCl 0,1 M o NaCl 0,5 M, la qual cosa indica que l'ió clorur és la força impulsora del transport.Un cop dissenyat el sistema, es duen a terme experiments de preconcentració amb dues geometries diferents: un sistema de membrana laminar (LSLM) on recircula la fase receptora i un sistema de fibra buida (HFSLM). Els millors resultats s'obtenen amb el mòdul de fibra buida, amb factors de concentració de 25 i 3 per a glifosat i AMPA, respectivament, fent recircular durant 24 hores 100 ml de solució de càrrega i 4 ml de solució receptora. També s'aplica una tècnica més selectiva, la cromatografia d'afinitat amb ió metàl·lic immobilitzat (IMAC), basada en la interacció entre els anàlits i un metall immobilitzat en una resina a través d'un grup funcional d'aquesta. En aquest estudi s'immobilitza pal·ladi al grup funcional 8-hidroxiquinoleïna de la resina amb matriu acrílica Spheron Oxine 1000 i s'avalua per a l'extracció i preconcentració de glifosat i AMPA. Per a ambdós anàlits l'adsorció és del 100 % i les recuperacions són superiors al 80 % i al 60 % per a glifosat i AMPA, respectivament, utilitzant HCl 0,1 M + NaCl 1 M com a eluent. Aquests resultats es comparen amb els obtinguts amb dues resines més, també carregades amb pal·ladi: Iontosorb Oxin 100, que té el mateix grup funcional però matriu de cel·lulosa, i Spheron Thiol 1000, on el grup funcional és un tiol i la matriu també és acrílica. Per al glifosat els resultats són similars amb totes les resines, però per a l'AMPA la resina Spheron Thiol és la única que proporciona recuperacions superiors al 93 %.Finalment, una altra opció estudiada és l'acoblament de dues columnes de cromatografia líquida (LC-LC). En l'estudi l'objectiu és millorar el mètode existent per a glifosat i AMPA en aigües naturals on el LOD era de 0,25 ug/l. El mètode consisteix en la derivatització precolumna amb el reactiu fluorescent FMOC i l'anàlisi amb l'acoblament LC-LC-fluorescència. Variant lleugerament les condicions de derivatització s'aconsegueix quantificar 0,1 ug/l de glifosat i AMPA. Es fortifiquen aigües naturals amb 0,1, 1 i 10 ug/l dels anàlits per validar el mètode. S'obtenen recuperacions d'entre el 85 % i el 100 %, amb desviacions estàndard relatives inferiors al 8 %. Aplicant una tècnica de preconcentració prèvia a la derivatització i anàlisi utilitzant una resina de bescanvi aniònic, Amberlite IRA-900, es millora la sensibilitat del mètode i s'assoleix un LOD per al glifosat de 0,02 ug/l. / Glyphosate, N-(phosphonomethyl)glycine, is one of the most widely used herbicides in the world due to its low mammal toxicity. Therefore, there is a great interest in the monitoring of this compound and its major metabolite aminomethylphosphonic acid (AMPA), in environmental matrices. A great variety of methods based on gas chromatography (GC) and liquid chromatography (HPLC) have been applied for their determination. HPLC is the most popular option due to the polar nature of both compounds. However, the analysis of these compounds at residue levels requires the use of preconcentration techniques.In this work we have studied different alternatives to this aim. We have evaluated the supported liquid membrane (SLM) technique where the membrane consists of an organic solution, which contains the carrier (in this case a commercial anion exchanger extractant, Aliquat 336), that impregnates a microporous polymeric support placed between two aqueous solutions: the feed solution, which initially contains the analytes, and the stripping solution, where the analytes are retained after their transport through the membrane. The best conditions were achieved with NaOH as feed solution, where the analytes are present in their anionic form and 0.1 M HCl or 0.5 M NaCl as stripping solutions indicating that the chloride ion is the responsible for the transport.Under these chemical conditions some preconcentration experiments were run using two different geometries of the membrane: a laminar membrane system (LSLM) where the stripping solution can be recirculated and a hollow fiber liquid membrane (HFSLM). The best results were obtained for the liquid membrane system in HF configuration, with concentration factors of 25 and 3 for glyphosate and AMPA, respectively, after recirculation during 24 hours of 100 ml of feed solution and 4 ml of stripping solution.A more selective technique is also studied, immobilised metal ion affinity chromatography (IMAC), which is based on the interaction between the analytes and a metal immobilised in a resin through a functional group. In this work we have immobilised palladium through the chelating group 8-hydroxyquinoline of the acrylic resin Spheron Oxine and it has been evaluated for the preconcentration of glyphosate and AMPA. 100 % adsorption has been obtained for both analytes and the recoveries are higher than 80 % and 60 % for glyphosate and AMPA, respectively, using 0.1 M HCl + 1 M NaCl as eluent. These results are compared with the results obtained working with two different resins also charged with palladium: Iontosorb Oxin, which has the same functional group but cellulose matrix, and Spheron Thiol, which a thiol functional group and acrylic matrix. The results for glyphosate are similar with all the resins tested, but for AMPA the best results are obtained with Spheron Thiol with recoveries higher than 93 %.Finally, another option studied is the coupling of two liquid chromatographic columns (LC-LC). In this work the objective is to improve the existing method for the analysis of glyphosate and AMPA in natural waters which had a LOD of 0.25 mg/l. The method consists of the pre-column derivatization with the fluorescent reagent FMOC and the analysis by LC-LC-fluorescence detection. The derivatization step has been slightly modified with the aim of decreasing the limits of quantification of glyphosate and AMPA down to 0.1 mg/l. Different water samples spiked at three concentration levels (0.1, 1, 10 mg/l) were analysed by the improved method yielding recoveries between 85-100 % with relative standard deviations lower than 8 %.Additionally, the potential of an anion-exchange resin, Amberlite IRA-900, for preconcentration of glyphosate, previously to the derivatization step, has been investigated. In this way the LOD of the parent compound has been lowered to 0.02 mg/l.