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1 UNIVERSIDAD DE ALMERÍA Departamento de Hidrogeología y Química Analítica Máster Universitario Oficial en Residuos de Plaguicidas y Contaminantes. Control Alimentario y Ambiental Trabajo Fin de Máster: “Determinación de nitrofuranos en productos alimenticios del mar” Noelia Mª Valera Tarifa Julio 2011

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  • 1

    UNIVERSIDAD DE ALMERA

    Departamento de Hidrogeologa y Qumica Analtica

    Mster Universitario Oficial en Residuos de Plaguicidas y

    Contaminantes. Control Alimentario y Ambiental

    Trabajo Fin de Mster:

    Determinacin de nitrofuranos en productos alimenticios del mar

    Noelia M Valera Tarifa

    Julio 2011

  • 2

    TRABAJO FIN DE MSTER

    El presente trabajo, realizado por Noelia M Valera Tarifa, se ha presentado para la

    obtencin del Ttulo correspondiente al Mster Residuos de Plaguicidas y

    contaminantes. Control Alimentario y Ambiental, incluido dentro del programa de

    Msteres Universitarios Oficiales.

    Fdo. Noelia M Valera Tarifa

    Tutores: Patricia Plaza Bolaos y Roberto Romero Gonzlez

    Fdo. Patricia Plaza Bolaos Fdo. Roberto Romero Gonzlez

  • Noelia M Valera Tarifa I. Presentacin

    Determinacin de nitrofuranos en productos alimenticios del mar

    3

    NDICE

    II. MEMORA CIENTFICA ........................................................................................... 8

    1. OBJETO Y CAMPO DE APLICACIN ................................................................. 8

    2. INTRODUCCIN .................................................................................................... 9

    2.1. El problema analtico ......................................................................................... 9

    2.2. Legislacin vigente .......................................................................................... 12

    2.3. Tcnicas analticas para la determinacin de nitrofuranos .............................. 13

    2.3.1. Tcnicas de extraccin y tratamiento de la muestra ................................ 14

    2.3.2. Tcnicas para la determinacin de nitrofuranos ..................................... 19

    3. EXPERIMENTAL ................................................................................................. 27

    3.1. Reactivos y materiales ..................................................................................... 27

    3.2. Instrumentos y aparatos ................................................................................... 28

    3.3. Procedimiento de extraccin ........................................................................... 28

    3.4. Anlisis mediante UHPLC-QqQ-MS/MS ....................................................... 29

    3.5. Muestras .......................................................................................................... 30

    4. RESULTADOS Y DISCUSIN ............................................................................ 31

    4.1. Optimizacin de las condiciones espectromtricas y cromatogrficas ........... 31

    4.1.1. Metabolitos de los nitrofuranos sin derivatizar ....................................... 31

    4.1.2. Metabolitos de los nitrofuranos derivatizados ........................................ 33

    4.2. Optimizacin de la derivatizacin de los metabolitos de los nitrofuranos ...... 38

    4.3. Optimizacin del procedimiento de extraccin ............................................... 40

    4.3. Validacin del mtodo analtico mediante UHPLC-QqQ-MS/MS ................. 47

    5. CONCLUSIONES .................................................................................................. 51

    6. PROPUESTAS PARA LA CONTINUACIN DEL TRABAJO .......................... 52

    7. REFERENCIAS ..................................................................................................... 53

  • Noelia M Valera Tarifa I. Presentacin

    Determinacin de nitrofuranos en productos alimenticios del mar

    4

    I. PRESENTACIN

    El Mster Residuos de Plaguicidas y Contaminantes. Control Alimentario y

    Ambiental, realizado en el curso 2010/2011, se encuentra estructurado en cinco

    mdulos y 60 crditos ECTS. Los tres primeros mdulos estn dedicados al aprendizaje

    de contenidos mayoritariamente tericos, el cuarto de ellos presenta un carcter prctico

    y el ltimo de los mdulos abarca el desarrollo del Trabajo Fin de Mster.

    Este Mster ha sido seleccionado, adems, por parte del Ministerio de Ciencia e

    Innovacin (MICINN) del Gobierno Espaol para el Programa Pablo Neruda de

    movilidad acadmica con pases latinoamericanos.

    A continuacin, se procede a la realizacin de una breve descripcin del contenido

    comprendido en cada uno de los cinco mdulos:

    Mdulo 1 Plaguicidas

    Est constituido por las siguientes asignaturas:

    - Plaguicidas. Aplicaciones y tendencias (3 crditos, cursada).

    - Polticas de seguridad alimentaria (3 crditos, cursada).

    - Registro de plaguicidas (3 crditos, cursada).

    - Formulaciones de plaguicidas. Liberacin controlada (3 crditos, cursada).

    El Mster comenz con el estudio de las tcnicas y equipos de aplicaciones de

    fitosanitarios y con una revisin genrica a las propiedades de plaguicidas y otros

    contaminantes. Este mdulo ha estado dedicado, adems, a la adquisicin de una

    perspectiva general sobre el conjunto de polticas, normas y decretos aplicados al

    control de residuos de plaguicidas y contaminantes en productos alimenticios, a nivel

    internacional, nacional y autonmico. Adems, se han abordado los objetivos y

    procedimientos focalizados al registro de plaguicidas, dentro del marco normativo y

    administrativo de Espaa y Europa. Se han estudiado por ltimo, los tipos y

    aplicaciones de las formulaciones de liberacin controlada de plaguicidas, abordndose

    aspectos relacionados con la eficacia y el impacto medioambiental de stas.

  • Noelia M Valera Tarifa I. Presentacin

    Determinacin de nitrofuranos en productos alimenticios del mar

    5

    Mdulo 2 Contaminantes

    - Calidad y trazabilidad alimentaria (3 crditos, cursada).

    - Contaminantes. Significacin alimentaria y ambiental (3 crditos, cursada).

    - Contaminacin y remediacin de suelos (3 crditos, cursada).

    En este mdulo se ha llevado a cabo un amplio recorrido por los sistemas de gestin

    de la calidad y seguridad alimentaria, el fraude alimentario y las estrategias analticas

    para detectarlo, adems de adentrarnos en los sistemas de trazabilidad alimentaria y su

    marco legislativo. Por otro lado, tambin se han adquirido conocimientos en el mbito

    de la toxicologa general, haciendo un mayor hincapi en lo que a toxicologa

    alimentaria y ambiental se refiere. En ltimo lugar, se ha sometido a estudio, de forma

    genrica, la constitucin del suelo y los procesos de contaminacin y remediacin

    relacionados con ste.

    Mdulo 3 Gestin de laboratorios

    - Muestreo. Preparacin de muestras (3 crditos, cursada).

    - Tratamiento de datos analticos. Control de calidad (3 crditos, cursada).

    - Gestin de la calidad en laboratorios (3 crditos, cursada).

    En este mdulo se ha puesto de manifiesto la importancia de la etapa de muestreo y el

    tratamiento de la muestra en el problema analtico. Paralelamente, se han adquirido

    conocimientos sobre los tipos de muestreo, la incertidumbre asociada a ste, el diseo

    de un plan de muestreo y la legislacin relacionada con este tema. Se ha estudiado,

    adems, la clasificacin metrolgica de los mtodos analticos, los parmetros de

    validacin de los mtodos de anlisis y los controles de calidad interno y externo

    aplicados a dichos mtodos. Finalmente, en este mdulo se ha tratado el tema de los

    sistemas de gestin de calidad, del personal y equipos en un laboratorio, y de los

    procedimientos para evaluacin de la calidad.

    Mdulo 4 Experimentacin en Tcnicas Cromatogrficas

    - Espectrometra de masas (3 crditos, cursada).

    - Exposicin a plaguicidas (3 crditos, cursada).

  • Noelia M Valera Tarifa I. Presentacin

    Determinacin de nitrofuranos en productos alimenticios del mar

    6

    - Experimentacin en tcnicas cromatogrficas (9 crditos, cursada).

    En este mdulo se ha adquirido una base general sobre la espectrometra de masas,

    acerca de las diferentes fuentes de ionizacin, analizadores y detectores empleados,

    modos de operacin, criterios de identificacin y modos de cuantificacin para

    desarrollar mtodos analticos para contaminantes orgnicos. Se ha llevado a cabo un

    recorrido por las diversas metodologas analticas existentes para evaluar los riesgos de

    la exposicin humana a los plaguicidas que se emplean en cultivos intensivos. Y

    mediante clases tericas y prcticas, se han adquirido, por ltimo, conocimientos para la

    utilizacin de la cromatografa (de gases y de lquidos), acoplada a detectores

    convencionales y de masas.

    Mdulo 5 Trabajo Fin de Mster (15 crditos)

    El Trabajo Fin de Mster Determinacin de nitrofuranos en productos alimenticios

    del mar, ha sido desarrollado dentro del Grupo de Investigacin Qumica Analtica de

    Contaminantes (FQM-170), perteneciente al Departamento de Hidrogeologa y

    Qumica Analtica de la Universidad de Almera.

    A lo largo de la realizacin de este trabajo de investigacin he adquirido conocimientos

    y habilidades para:

    Bsqueda de legislacin e informacin bibliogrfica previa al desarrollo de un

    trabajo de investigacin.

    Planificacin y realizacin de estudios cientficos relacionados con la presencia

    de residuos de antibiticos en alimentos.

    Desarrollo y validacin de mtodos analticos mediante cromatografa de

    lquidos de ultra presin acoplada a espectrometra de masas en tndem de triple

    cuadrupolo (UHPLC-QqQ-MS/MS).

    Aplicacin de diversas tcnicas de tratamiento de muestra y optimizacin del

    mtodo de extraccin.

    Tratamiento de datos durante la validacin del mtodo analtico, etapa durante la

    cual se ha procesado, evaluado, sintetizado y extrado conclusiones de la

    informacin obtenida.

  • Noelia M Valera Tarifa I. Presentacin

    Determinacin de nitrofuranos en productos alimenticios del mar

    7

    En resumen, la adquisicin de todos estos conocimientos me permiten poseer la

    aptitud necesaria para la planificacin, documentacin, desarrollo, validacin y

    aplicacin, de manera autnoma, de mtodos analticos focalizados al anlisis de

    residuos y contaminantes en muestras alimentarias.

    Por ltimo, considero preciso mencionar que el estudio de todas las materias ofertadas

    por este Mster, as como la realizacin del Trabajo Fin de Mster, me ha facilitado

    adquirir competencias, tales como la capacidad de planificacin y organizacin basadas

    en criterios de calidad y eficacia. Y estas competencias adquiridas, las considero

    fundamentales para el inicio de mi desarrollo profesional en el mbito cientfico.

  • Noelia M Valera Tarifa II. MEMORIA CIENTFICA: Objeto y campo de aplicaci n

    Determinacin de nitrofuranos en productos alimenticios del mar

    8

    II. MEMORA CIENTFICA

    1. OBJETO Y CAMPO DE APLICACIN

    En las ltimas dcadas, debido al crecimiento continuo del comercio internacional de

    los productos procedentes de la acuicultura, de la expansin de la variedad de especies

    acuticas criadas, y del aumento de las enfermedades (debido al crecimiento de la

    acuicultura intensiva y la globalizacin de los mercados), se ha necesitado un uso ms

    extendido de los medicamentos veterinarios y productos qumicos. Sin embargo, estos

    compuestos de uso frecuente, empleados como aditivos para piensos o agentes

    profilcticos y teraputicos, pueden suponer un peligro potencial para la salud humana.

    Este trabajo tiene como objetivo el desarrollo de un mtodo analtico para la

    determinacin del grupo de antibacterianos denominado nitrofuranos en productos

    alimenticios procendentes del mar mediante UHPLC-QqQ-MS/MS. A tal fin, se han

    seguido los siguientes pasos:

    1. Desarrollo de un mtodo instrumental adecuado para determinar los nitrofuranos

    mediante UHPLC-QqQ-MS/MS.

    2. Optimizacin de un procedimiento de derivatizacin y extraccin adecuado,

    prestando especial atencin a la reduccin del tiempo de anlisis y a la

    sensibilidad del mtodo analtico.

    3. Validacin del mtodo analtico optimizado.

  • Noelia M Valera Tarifa II. MEMORIA CIENTFICA: Introduccin

    Determinacin de nitrofuranos en productos alimenticios del mar

    9

    2. INTRODUCCIN

    2.1. El problema analtico

    En el ltimo siglo se ha producido un incremento de la demanda de productos del mar,

    lo que ha impulsado el desarrollo y crecimiento a gran escala de la acuicultura moderna

    debido a la sobreexplotacin y consecuente agotamiento de las reservas naturales de

    pescado [1]. Uno de los aspectos principales que caracterizan la produccin acucola o

    en piscifactora es el uso intensivo de piensos formulados que contienen antibiticos,

    antifngicos y otros productos farmacuticos, adems del empleo de plaguicidas y

    desinfectantes. Los antibiticos en particular, son un grupo de compuestos naturales o

    sintticos que destruyen bacterias (bactericidas) o inhiben su crecimiento

    (bacteriostticos), y que son usados principalmente como agentes teraputicos y

    profilcticos en la acuicultura [2]. Sin embargo, la administracin asidua y extensiva de

    medicamentos veterinarios al pescado o productos del mar destinados al consumo

    humano puede suponer un serio problema debido a que los antibiticos utilizados

    pueden persistir en el tejido animal como residuos y en consecuencia, llegar al

    consumidor final. Estos antibiticos pueden ser intrnsecamente txicos o representar

    una fuente de resistencia para los patgenos humanos, implicando as un riesgo para la

    salud humana [3]

    Por ello, actualmente existe una estricta legislacin para controlar el empleo de dichas

    sustancias, con el objetivo de minimizar el riesgo para la salud humana asociado al

    consumo de sus residuos. As, la Unin Europea (UE) ha establecido lmites de

    tolerancia para esos compuestos en forma de lmites mximos de residuos (LMRs) o de

    lmites mnimos de funcionamiento exigidos (Minimum Required Performance Level,

    MRPLs) para los mtodos de anlisis.

    Segn el Sistema de Alerta Rpida para Alimentos y Piensos (RASFF) de la UE [4, 5],

    en 2009 la mayora de las notificaciones sobre la deteccin de residuos de

    medicamentos veterinarios en la UE correspondieron concretamente a metabolitos de

    nitrofuranos, una familia de antibiticos detectada sobre todo en crustceos, y dentro de

    stos, especialmente en gambas. Segn los datos disponibles, el nmero de

    notificaciones ha sufrido un significativo incremento con respecto al ao 2008 [6]. Esto

    ltimo, unido a la naturaleza carcinognica y mutagnica de los nitrofuranos, ha

  • Noelia M Valera Tarifa II. MEMORIA CIENTFICA: Introduccin

    Determinacin de nitrofuranos en productos alimenticios del mar

    10

    impulsado la prohibicin del uso de estos compuestos en la UE [7, 8], promoviendo la

    necesidad de desarrollar nuevos mtodos analticos a fin de detectar, en particular, la

    presencia de los nitrofuranos y sus metabolitos en productos del mar.

    Los nitrofuranos (Figura 1), clasificados como subgrupo especfico dentro de los

    agentes coccidiostticos [ 9 ], son agentes quimioteraputicos sintticos de amplio

    espectro antimicrobiano, activos frente bacterias gram-positivas (tales como

    Staphylococcus o Streptococcus), bacterias gram-negativas (tales como Escherichia

    Coli o Salmonella,) y algunos protozoos (tales como Giardia o Histomonas

    meleagridis). Su primera accin es bacteriosttica, pero a altas dosis tambin pueden

    ejercer de bactericidas [10], dependiendo sus propiedades antibacterianas del grupo

    nitro (-NO2) que poseen enlazado al C5 del anillo furano [11].

    Figura 1. Estructura general de los nitrofuranos.

    Dentro de los nitrofuranos destacan, por su mayor importancia, la furazolidona (FZD),

    la furaltadona (FTD), la nitrofurazona (NFZ) y la nitrofurantona (NFT). Estos

    compuestos fueron usados ampliamente durante cinco dcadas para el control

    bacteriano y de protozoos, en infecciones gastrointestinales y respiratorias, y como

    aditivos en los piensos ejerciendo de promotores del crecimiento [7], debido a su bajo

    coste, su genrica disponibilidad y su gran eficacia en el tratamiento de infecciones

    resistentes. Los nitrofuranos se aplicaron con tales fines, principalmente, en ganado (p.

    ej. aves de corral, cerdo y vacas), acuicultura (p. ej. pescado y gamba) y en colonias de

    abejas, hasta su prohibicin en la UE entre los aos 1993 [12] y 1995 (FZD) [13] debido

    a su toxicidad. De hecho, en lo que a las propiedades toxicolgicas de estos compuestos

    se refiere, se ha observado actividad mutagnica tanto en levaduras y hongos, como en

    bacterias. Adems, los nitrofuranos se han comportado como mutagnicos en ratas y

    ratones, y citotxicos en clulas de mamferos en cultivo (in vitro) [14-18]. El carcter

    carcinognico y mutagnico de estos agentes coccidiostticos ha sido, por ello,

    ampliamente investigado [19-23]. Por otro lado, cabe citar que los nitrofuranos, FZD,

    FTD, NFZ y NFT, se metabolizan rpidamente transformndose en sus metabolitos: 3-

  • Noelia M Valera Tarifa II. MEMORIA CIENTFICA: Introduccin

    Determinacin de nitrofuranos en productos alimenticios del mar

    11

    amino-2-oxazolidinona (AOZ), 3-amino-5-morfolinometil-1,3-oxazolidinona (AMOZ),

    semicarbazida (SEM) y 1-aminohidantoin (AHD), respectivamente (Figura 2).

    Figura 2. Estructuras qumicas de los nitrofuranos y sus correspondientes metabolitos.

    Estos metabolitos se enlazan fuertemente a las protenas y son altamente persistentes

    en los tejidos animales. A pesar de que el metabolismo de los nitrofuranos no est bien

    documentado, es importante tener presente que estos derivados an conservan ciertas

    cadenas procedentes de los compuestos de partida, lo cual puede provocar que

    mantengan su toxicidad en el caso de que sean liberados de sus enlaces con las protenas

    bajo las condiciones de acidez del estmago [19, 24]. Por tanto, debido a su rpido

    metabolismo, los nitrofuranos presentan una vida media corta, lo que determina la

    rpida eliminacin de estos compuestos en sangre y tejidos. Sin embargo, debido a que

    despus del tratamiento, los metabolitos formados (AOZ, AMOZ, AHD y SEM)

  • Noelia M Valera Tarifa II. MEMORIA CIENTFICA: Introduccin

    Determinacin de nitrofuranos en productos alimenticios del mar

    12

    permanecen estables enlazados a las protenas en el organismo durante muchas semanas

    e incluso meses, el anlisis de los nitrofuranos suele estar basado en la determinacin de

    dichos metabolitos [25]. Es importante, por tanto, resaltar que cuando en el presente

    estudio se habla de nitrofuranos, se est refiriendo a los metabolitos formados en el

    organismo

    2.2. Legislacin vigente

    A pesar de su uso frecuente, son relativamente pocos los medicamentos aprobados

    para su empleo en acuicultura, lo que acenta el riesgo que supone su uso ilegal o en

    exceso. En consecuencia, el empleo de medicamentos veterinarios est regulado por

    parte del Reglamento (CEE) N 2377/90 del Consejo de la UE [ 26 ], y ms

    recientemente, por el Reglamento (UE) N 37/2010 [ 27 ], que describen el

    procedimiento para establecer los LMRs de las sustancias farmacolgicamente activas

    en alimentos de origen animal.

    El Comit Mixto FAO/OMS de Expertos en Aditivos Alimentarios (JECFA), comit

    cientfico internacional de expertos administrado conjuntamente por la FAO

    (Organizacin de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentacin) y la OMS

    (Organizacin Mundial de la Salud), incluye a los nitrofuranos en un reducido grupo de

    medicamentos veterinarios para los que no se han recomendado LMR, debido a

    preocupaciones especficas relativas a la salud humana [28]. Adems, la Comisin del

    Codex Alimentarius (creada en 1963 por la FAO y la OMS para el desarrollo de normas

    alimentarias, reglamentos y otros textos relacionados), no incluye a los nitrofuranos en

    el documento que refleja el compendio de mtodos de anlisis identificados como

    idneos para respaldar los LMR, elaborado por el Comit del Codex sobre residuos de

    medicamentos veterinarios en los alimentos [29]. De hecho, los nitrofuranos han sido

    prohibidos como medicamentos veterinarios en la UE y en los Estados Unidos (EEUU)

    [30] debido a su ya mencionada actividad carcinognica y genotxica [7, 8]. As, los

    nitrofuranos FZD, NFT y NFZ aparecen en la lista de los 65 compuestos considerados

    como carcinognicos o que generan una toxicidad reproductiva en el estado de

    California [ 31 ]. Por ello, estos compuestos fueron incluidos en el Anexo IV del

    Reglamento (CEE) N 2377/90 del Consejo de la UE, siendo ubicados dentro de la lista

    de sustancias farmacolgicamente activas para las que no puede establecerse lmite

  • Noelia M Valera Tarifa II. MEMORIA CIENTFICA: Introduccin

    Determinacin de nitrofuranos en productos alimenticios del mar

    13

    mximo alguno, establecindose por tanto, una tolerancia cero a estos compuestos y

    sus metabolitos [26]. De acuerdo con esta tolerancia cero en animales destinados al

    consumo humano, cualquier concentracin confirmada de cualquiera de los metabolitos

    de los nitrofuranos supone un incumplimiento de la legislacin vigente. Recientemente,

    estos compuestos han sido clasificados como sustancias prohibidas en el Reglamento

    (UE) N 37/2010 [27].

    En 1993, la UE prohibi el empleo de FTD, NFT y NFZ en los animales de

    produccin alimentaria [12], mientras que para la FZD se estableci un LMR

    provisional de 5 g/kg en todos los animales productores de alimentos. No obstante,

    dicho LMR se prolong hasta 1995, ao en el cual la FZD tambin fue incluida en el

    Anexo IV del Reglamento (CEE) 2377/90 del Consejo [13, 26]. Por tanto, a partir de

    enero de 1997 la utilizacin de todos los nitrofuranos como medicamentos veterinarios

    qued totalmente prohibida en la UE.

    Sin embargo, es necesario establecer progresivamente MRPLs de los mtodos

    analticos aplicables a sustancias para las que no se ha establecido un lmite permitido y,

    concretamente, a sustancias cuyo uso no est autorizado ni estn especficamente

    prohibidas por la UE. Por ello, se fij un MRPL de 1 g/kg para cada metabolito de los

    nitrofuranos en carne de aves de corral y productos de la acuicultura, de acuerdo con la

    Decisin de la Comisin 2003/181/CE [32] que modifica la Decisin 2002/657/CE [33].

    Conforme a esta legislacin, se requiere que el mtodo sea capaz de cuantificar valores

    de concentracin por encima de 1 g/kg, pero la mnima concentracin que debe ser

    cuantificada no se especifica. Por lo tanto, el objetivo de los mtodos analticos debe ser

    conseguir el lmite de cuantificacin ms bajo posible.

    2.3. Tcnicas analticas para la determinacin de nitrofuranos

    Como se ha comentado previamente, debido a su rpido metabolismo, la mayora de

    los mtodos de anlisis de nitrofuranos se basan en la determinacin de sus metabolitos,

    que son pequeas especies moleculares enlazadas al tejido. As pues, en bibliografa

    aparece tambin registrado, aunque con menor frecuencia, el anlisis directo de los

    nitrofuranos (FZD, NFZ, FTD y NFT) [34, 35]. A fin de justificar experimentalmente la

    tendencia a analizar los metabolitos enlazados al tejido en lugar de los compuestos

    padre (cuando se pretende determinar los nitrofuranos en muestras alimentarias), se han

  • Noelia M Valera Tarifa II. MEMORIA CIENTFICA: Introduccin

    Determinacin de nitrofuranos en productos alimenticios del mar

    14

    llevado a cabo estudios sobre la permanencia y disminucin con el transcurso del

    tiempo de los nitrofuranos y sus metabolitos en matrices alimentarias. Por ejemplo, este

    estudio se llev a cabo en pescado, despus de suministrar a los animales una dosis oral

    conocida de estos compuestos [36]. Los resultados obtenidos reflejaron la ya conocida

    rpida eliminacin de los compuestos padre en el msculo de pescado, de modo que las

    concentraciones de nitrofuranos presentes en el tejido se encontraron por debajo del

    lmite de deteccin del mtodo a las 96 h de ser suministrados oralmente. Por el

    contrario, los metabolitos enlazados al tejido pudieron ser medidos hasta 56 das

    despus de la administracin de la dosis [36].

    2.3.1. Tcnicas de extraccin y tratamiento de la muestra

    En trminos generales, en los recursos bibliogrficos consultados, en el anlisis de

    metabolitos de nitrofuranos la preparacin de la muestra implica una primera etapa de

    homogeneizacin, un procedimiento habitualmente simultneo de hidrlisis cida y

    derivatizacin y una posterior etapa de extraccin. En general, para evitar la

    fotodegradacin de los compuestos, se recomienda protegerlos de la luz durante todo el

    proceso [24].

    En primer lugar, previamente a la etapa de derivatizacin, es necesario liberar los

    metabolitos enlazados a las protenas, llevando a cabo para ello una hidrlisis de la

    muestra homogeneizada bajo condiciones cidas suaves (Figura 3a), aadindose

    habitualmente cido clorhdrico diluido a la muestra homogeneizada [25].

    De forma simultnea, a fin de determinar estos compuestos, es necesario incrementar

    la masa molecular para mejorar la sensibilidad de la deteccin [37], por lo que se lleva a

    cabo la derivatizacin del grupo amino libre de los analitos (Figura 3b), generalmente

    empleando como agente derivatizante el 2-nitrobenzaldehdo, 2-NBA (Figura 4). El

    tiempo de reaccin con el 2-NBA es largo, habitualmente toda la noche o

    aproximadamente unas 15 h, favorecindose con agitacin en un bao de agua, en la

    oscuridad a unos 37C.

  • Noelia M Valera Tarifa II. MEMORIA CIENTFICA: Introduccin

    Determinacin de nitrofuranos en productos alimenticios del mar

    15

    Figura 3. (a) Formacin in vivo del metabolito SEM enlazado al tejido; (b) liberacin del metabolito

    SEM enlazado bajo condiciones suaves de acidez y posterior derivatizacin.

    En bibliografa se menciona tambin la opcin de llevar a cabo la reaccin con 2-

    NBA durante 4 h, aumentando para ello la temperatura a 55C en el bao de agua [38],

    aunque dicho procedimiento slo se ha descrito en el mencionado trabajo.

    Figura 4. Reaccin de derivatizacin con 2-NBA para cada uno de los metabolitos de los

    nitrofuranos.

    Adicionalmente, a fin de acortar el tiempo de reaccin y/o incrementar la sensibilidad

    de la deteccin, se ha investigado el uso de otros aldehdos aromticos (3-piridina

    carboxaldehdo, 2,4dinitrobenzaldehdo, 2-hidroxi-5-nitrobenzaldehdo) para llevar a

    cabo la reaccin de derivatizacin. No obstante, el empleo de estos agentes

    derivatizantes alternativos no ha supuesto la mejora deseada en los resultados obtenidos

    [39].

  • Noelia M Valera Tarifa II. MEMORIA CIENTFICA: Introduccin

    Determinacin de nitrofuranos en productos alimenticios del mar

    16

    Sin embargo, a pesar del uso mayoritario de la derivatizacin para analizar los

    nitrofuranos y sus metabolitos, tambin se ha aplicado un procedimiento alternativo que

    prescinde de dicha etapa de derivatizacin y que analiza los nitrofuranos (compuestos

    padre) en piensos y agua, realizando la extraccin mediante calentamiento con

    acetonitrilo [35].

    Aparte de lo anteriormente mencionado, varios mtodos publicados aplican un

    pretratamiento de la muestra basado en congelar y pulverizar el tejido muscular

    utilizando una licuadora hasta obtener un polvo fino [40]. Como etapa de pretratamiento,

    tambin se ha procedido a lavar la muestra con metanol y etanol fro [41], e incluso

    dietil ter [42].

    En lo que respecta a la extraccin, el mtodo empleado ms a menudo se basa en el

    uso de disolventes, y consiste en una extraccin lquido-lquido (LLE), es decir, en una

    distribucin o reparto de los analitos de la disolucin procedente de la hidrlisis muestra

    entre dos disolventes inmiscibles donde el analito y la matriz presentan solubilidades

    diferentes. Experimentalmente, la muestra lquida se pone en contacto con un disolvente

    adecuado y tras un perodo de agitacin, se separan las dos fases formadas. Durante este

    proceso, el analito se reparte entre ambos lquidos hasta alcanzar el equilibrio:

    ][

    ][);( )(

    m

    ddm A

    AKAdisolventeelenAnalitoAmuestralaenAnalito =

    Cuanto mayor sea el valor de la constante de particin (K), ms desplazado estar el

    equilibrio hacia la derecha y por tanto, mayor ser la eficacia de la extraccin.

    No obstante, para el caso de muestras slidas, hablamos de extraccin slido-lquido

    (SLE), que se basa, de forma anloga a la LLE, en la puesta en contacto de una cantidad

    determinada de muestra con un disolvente adecuado. Posteriormente, la mezcla es

    sometida a distintos procesos ms o menos agresivos en funcin de la fortaleza de las

    interacciones analito-matriz, como son la agitacin, la extraccin Soxhlet, la extraccin

    con fluidos supercrticos, extraccin por microondas o la extraccin acelerada [43].

    Generalmente, para la LLE y la SLE se seleccionan aquellos disolventes orgnicos

    que posean una elevada afinidad por los analitos a separar, que sean totalmente

    inmiscibles con la fase acuosa (en el caso de la LLE) y que sean relativamente voltiles,

    para as facilitar una posterior eliminacin por evaporacin con el fin de preconcentrar

    el analito [43]. Generalmente, la extraccin de los metabolitos derivatizados, ya sea

  • Noelia M Valera Tarifa II. MEMORIA CIENTFICA: Introduccin

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    17

    mediante LLE o SLE, se lleva a cabo utilizando un disolvente orgnico moderadamente

    polar, tal como acetato de etilo o acetonitrilo, y cuando es necesario, se aplica una etapa

    de limpieza con extraccin en fase slida (SPE) o LLE antes del anlisis cromatogrfico

    [3, 9, 11, 24]. Este tipo de procedimiento experimental ha sido asiduamente aplicado

    para el anlisis de metabolitos de nitrofuranos en una gran variedad de matrices: piensos

    [44], huevos [45], miel [46], carne [10, 38, 47-49], leche [50, 51], retina [52] y

    productos procedentes de la acuicultura, como gambas [48], pescado [53], o cangrejo

    [54]. Otros estudios aplican varias LLE con acetato de etilo para garantizar la extraccin

    de la mxima cantidad de residuo del tejido [55].

    Sin embargo, aunque la extraccin con disolvente es efectiva, la principal desventaja

    de las tcnicas de LLE y SLE es que requieren el uso de grandes volmenes de

    disolventes orgnicos, lo que condiciona su elevado coste. Adems, aparte de ser una

    tcnica difcil de automatizar, durante la aplicacin de la LLE es frecuente la formacin

    de emulsiones con las fases acuosas que son difciles de extraer.

    Todas estas dificultades, no obstante, pueden evitarse aplicando la SPE, una tcnica

    alternativa que supone un menor consumo de disolvente [25, 37, 39] y que es de fcil

    automatizacin, a pesar de que tambin requiere tiempo y es necesario realizar un pre-

    acondicionamiento de los cartuchos. Esta tcnica se basa en la diferente afinidad que

    presenta el analito (o la matriz) por una fase slida (sorbente) o por la propia muestra

    lquida. As, al pasar la muestra a travs de la fase slida, colocada en un cartucho de

    vidrio o polietileno y previamente acondicionada con un disolvente de propiedades

    similares a la muestra, algunos compuestos quedarn retenidos en ella mientras que

    otros pasarn inalterados. Posteriormente, si los analitos de inters han quedado

    retenidos, stos podrn ser eluidos con un pequeo volumen de disolvente despus de

    una etapa de lavado para eliminar posibles compuestos interferentes.

    Las diferentes etapas descritas de la SPE aparecen esquematizadas en la Figura 5,

    mostrada a continuacin:

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    Determinacin de nitrofuranos en productos alimenticios del mar

    18

    Figura 5. Esquema de las etapas de la extraccin por SPE.

    En consecuencia, la eleccin del sorbente a utilizar se llevar a cabo en funcin del

    analito, de su nivel de concentracin y del disolvente en que se encuentre. La SPE es,

    por tanto, un mtodo de preparacin de la muestra cuyos principales objetivos son el

    enriquecimiento de trazas (concentracin de los analitos y reduccin del volumen de

    disolvente en el que finalmente se obtienen), y la purificacin de los analitos contenidos

    en una disolucin aislndolos de los compuestos interferentes (limpieza de la muestra y

    la consecuente simplificacin de la matriz) [42]. As pues, en diversas matrices

    alimentarias, tras hidrlisis y/o derivatizacin, por ejemplo carne [39, 56 ], se han

    aplicado mtodos de extraccin por SPE en lugar de LLE. Se ha descrito adems, la

    aplicacin de una elucin secuencial en cartuchos de SPE OASIS con el objetivo de

    obtener los compuestos padre y los metabolitos de forma separada para su anlisis

    aislado [57]. Adicionalmente, se han llevado a cabo dos etapas de SPE usando cartuchos

    de OASIS MAX y HLB para analizar nitrofuranos en tejido, con el propsito de

    eliminar el exceso de 2-NBA que pueda quedar sin reaccionar en la muestra [37]. Sin

    embargo, en determinados estudios experimentales se ha observado que la sustitucin

    de la LLE o la SLE (en el caso de muestras slidas) por la SPE, puede conducir a la

    obtencin de bajas recuperaciones [46].

    A continuacin, tal como se mencion anteriormente, una vez efectuada la extraccin

    de la muestra es frecuente aplicar una etapa de limpieza al extracto lquido resultante,

    previamente al anlisis cromatogrfico, ya sea mediante SPE o LLE. En el caso de

    aplicarse la SPE, habitualmente se emplean cartuchos polimricos [46] y de NH2 [44].

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    19

    Sin embargo, cuando se lleva a cabo mediante LLE, suele aadirse n-hexano como

    disolvente en el extracto final. El objetivo principal por el cual se aplica esta etapa

    adicional de limpieza es eliminar el material lipdico que pueda quedar presente despus

    de la extraccin de la muestra y puede ser de utilidad aplicarla, por ejemplo, en matrices

    tales como carne [47, 48], huevos [58] y pescado [48, 53].

    Por ltimo, con fines cuantitativos para posterior anlisis cromatogrfico, se han

    utilizado metabolitos de los nitrofuranos deuterados preferentemente con estndar

    interno (por ejemplo, D3-1-aminohidantoin, D4-3-amino-2-oxazolidinona y D5-3-amino-

    5-morfolinometil-2-oxazolidinona) [25]. Cabe citar que el mtodo de cuantificacin

    basado en el uso de estndar o patrn interno (IS) consiste en la adicin de una cantidad

    constante y medida exactamente de un compuesto puro (IS) a un volumen de muestra

    que se desea cuantificar [59]. Los patrones de calibracin deben contener tambin el IS.

    Se registran los cromatogramas tanto de los patrones como de la muestra, y se construye

    la curva de calibracin a partir de la relacin rea patrn/rea IS. Sin embargo, en el

    anlisis de nitrofuranos, se han registrado algunos problemas relacionados con el uso de

    compuestos marcados isotpicamene no derivatizados (por ejemplo, prdidas cuando se

    fortifican las muestras o sobreestimacin del nivel de metabolitos enlazados). Por esta

    razn, una solucin adecuada para cuantificar la liberacin de los metabolitos es la

    adicin de metabolitos de nitrofuranos marcados isotpicamente ya derivatizados

    (NBA-d4-metabolitos derivatizados) [44, 46]. Tambin ha sido descrita la adicin de 4-

    NBA semicarbazona despus de la etapa de derivatizacin como IS [56].

    2.3.2. Tcnicas para la determinacin de nitrofuranos

    Debido a que la legislacin establece una estricta tolerancia cero respecto a la

    presencia de nitrofuranos en productos alimenticios, la monitorizacin de los residuos

    de los nitrofuranos requiere del uso de tcnicas analticas avanzadas, que se reduce en la

    mayora de los casos a la cromatografa de gases (GC) o la cromatografa de lquidos

    (LC) acopladas a la espectrometra de masas (MS).

    Conviene recordar que la cromatografa es un mtodo de separacin fsica en la que

    los componentes separados se distribuyen selectivamente en dos fases inmiscibles, una

    fase mvil que fluye a travs de un lecho de fase estacionaria [60]. Por tanto, el proceso

  • Noelia M Valera Tarifa II. MEMORIA CIENTFICA: Introduccin

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    20

    de separacin es un proceso dinmico que ocurre debido a las diferencias de constantes

    de distribucin de los componentes individuales de la muestra entre esas dos fases.

    La LC, tcnica cromatogrfica en la que una fase mvil lquida fluye a travs de una

    fase estacionaria slida o lquida contenida en una columna, es una de las herramientas

    ms poderosas en Qumica Analtica para el anlisis de un amplio rango de compuestos

    orgnicos a nivel de trazas [24]. La LC ha sido, pues, aplicada con xito para el anlisis

    de residuos de medicamentos veterinarios y agentes promotores del crecimiento en una

    extensa variedad de matrices [24]. En general, esta tcnica se emplea para la

    determinacin directa de compuestos polares, como la mayora de los residuos

    veterinarios, y tambin para compuestos de menor polaridad pero que han sido

    sometidos a un proceso de derivatizacin adecuado.

    En lo que respecta a la cromatografa de lquidos de alta resolucin (HPLC), la fase

    mvil es un lquido sometido a altas presiones (superiores a 200 bar) para garantizar una

    velocidad de flujo constante, mientras que la fase estacionaria, con un tamao de

    partcula menor que en la LC clsica, se encuentra rellenando una columna capaz de

    soportar las altas presiones que son necesarias [61]. Bsicamente, un LC consiste en un

    sistema compuesto de un reservorio de fase mvil, una bomba de alta presin, un

    sistema de introduccin de la muestra (inyector), la columna cromatogrfica y, a

    continuacin, el acoplamiento de un sistema de deteccin y de un sistema de

    adquisicin y tratamiento de datos que permita visualizar la separacin [62] (Figura 6).

    Por otro lado, en HPLC, los analitos deben ser solubles en la fase mvil utilizada,

    llevndose a cabo la mayora de las separaciones en fase reversa, en la que la fase mvil

    es ms polar que la fase estacionaria (grupos C8 o C18). En estos sistemas, los analitos

    ms polares eluyen ms rpidamente que los menos polares. Cuando la separacin

    cromatogrfica se lleva a cabo utilizando una composicin de fase mvil constante, el

    modo de trabajo se denomina elucin isocrtica, mientras que si la composicin de la

    fase mvil vara con el tiempo, se conoce como elucin en gradiente.

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    21

    Figura 6. Instrumentacin bsica de un cromatgrafo de lquidos de ultra alta presin (UHPLC).

    La eficiencia de separacin, por su parte, est relacionada con el tamao de partcula

    del material de relleno que constituye la fase estacionaria, necesitndose una mayor

    presin de trabajo cuanto menor sea dicho tamao de partcula. Las columnas ms

    utilizadas son aqullas que contienen una fase estacionaria con slice qumicamente

    modificada (condicionando as la polaridad de la columna), como por ejemplo la fase

    estacionaria constituida por el grupo alquilo C18 enlazado a la superficie de la slice,

    que es ampliamente utilizada [63].

    Las separaciones de medicamentos veterinarios normalmente se efectan utilizando

    columnas de C18 (fase reversa) con una amplia variedad de fases mviles, dependiendo

    del sistema de deteccin empleado. Con MS se utilizan normalmente mezclas de agua-

    metanol y acetonitrilo a diferentes pH, aadindose tambin acetato amnico, formiato

    amonico y cido frmico para mejorar en este caso, la ionizacin. La seleccin de la

    fase mvil ms apropiada es fundamental para obtener tiempos de retencin

    reproducibles, picos con una forma adecuada, una buena sensibilidad y en el caso de

    utilizarse MS, buenas eficiencias de ionizacin [64].

    En las referencias bibliogrficas consultadas sobre el anlisis de metabolitos de

    nitrofuranos, utilizndose columnas cromatogrficas de C18, las fases mviles

  • Noelia M Valera Tarifa II. MEMORIA CIENTFICA: Introduccin

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    22

    empleadas han sido mezclas de agua:cido actico (fase acuosa, FA) y

    acetonitrilo:agua:cido actico (fase orgnica, FO) [10, 49]; acetato amnico 10 mM

    (FA) y metanol:agua (50:50, v/v) (FO) [39]; agua:cido actico (FA) y acetonitrilo (FO)

    [46, 47]; cido actico (FA) y acetonitrilo (FO) [55]; formiato amnico 10 mM (9:1,

    v/v) (FA) y metanol (FO); o acetato amnico (FA) y metanol (FO) [53]. A pesar de que

    las columnas de C18 son las ms asiduamente empleadas, tambin aparece registrado en

    bibliografa el uso de columnas de C8, emplendose como fases mviles mezclas de

    agua (FA) y acetonitrilo (FO) [56] o formiato amnico (FA) y metanol (FO) [38].

    Adicionalmente, las columnas monolticas tambin han sido utilizadas como alternativa

    para acortar el tiempo de anlisis y reducir el consumo de disolventes [35].

    No obstante, la modalidad ms destacada en LC es la cromatografa de lquidos de

    ultra alta presin (UHPLC), basada en el empleo de columnas con una tamao de

    partcula inferior (< 2 m) al de las columnas ordinarias (3-10 m), que trabajan a altas

    presiones (6000-15000 psi) y que precisan de un sistema de bombas capaz de trabajar en

    dicho rango de presiones (Figura 6). La aplicacin de la UHPLC en el anlisis

    medicamentos veterinarios ofrece diversas ventajas: reduccin del tiempo necesario

    para la separacin cromatogrfica (intervalos de tiempo generalmente inferiores a 10-15

    minutos) y disminucin de la anchura de pico. As pues, el acoplamiento de la UHPLC

    a la MS puede ampliar las posibilidades que ofrece esta tecnologa y promover el

    desarrollo de mtodos analticos rpidos [24].

    2.3.2.1. Tcnicas de deteccin

    Los primeros mtodos aplicados a la determinacin de nitrofuranos utilizaban la LC

    con deteccin ultravioleta (UV) [42, 65] y la deteccin de diodos en fila (DAD) [10, 58,

    66]. En general, a la hora de utilizar una deteccin clsica, DAD es preferible a UV.

    Puesto que el 2-NBA es frecuentemente empleado como agente derivatizante, se ha

    encontrado que los restos de este reactivo que quedan sin reaccionar pueden interferir

    considerablemente en la determinacin por LC-UV de algunos metabolitos de los

    nitrofuranos [37]. Adems, algunos anlisis realizados para el control de nitrofuranos en

    piensos utilizando LC-UV han demostrado que el empleo de este mtodo de deteccin

    no es completamente eficaz para procedimientos de screening y confirmacin de varios

    nitrofuranos de forma simultnea [10].

  • Noelia M Valera Tarifa II. MEMORIA CIENTFICA: Introduccin

    Determinacin de nitrofuranos en productos alimenticios del mar

    23

    No obstante, el empleo de la MS como tcnica de deteccin es la opcin ms acertada

    a fin de obtener una identificacin y una confirmacin inequvocas de estos residuos. La

    MS es una tcnica analtica que consta de una primera etapa de produccin de iones (en

    estado gaseoso) a partir de molculas o tomos de analito (ionizacin), involucrando

    dicho proceso la prdida o ganancia de electrones o protones y pudindose invertir el

    exceso de energa transferida en la ruptura de la molcula en fragmentos caractersticos.

    Posteriormente, los iones son separados en base a su relacin masa-carga (m/z) en el

    analizador, y finalmente, en el detector se mide, amplifica y se registra la corriente

    inica generada [67]. El espectro de masas resultante es una representacin de la

    abundancia (relativa) de los iones generados frente a la relacin m/z [68].

    El acoplamiento de un espectrmetro de masas como detector de HPLC resulta en una

    tcnica hbrida (LC-MS) capaz de aportar gran cantidad de informacin estructural y el

    peso molecular del analito. Los tipos de ionizacin que pueden ser utilizados en LC-MS

    incluyen la ionizacin por electronebulizacin o electrospray (ESI) e ionizacin qumica

    a presin atmosfrica (APCI) [69].

    En APCI, el efluente procedente del LC pasa a travs de un nebulizador neumtico

    donde se produce la generacin de pequeas gotas y la posterior desolvatacin de stas.

    El spray as formado, pasa entonces a una regin calefactora donde el vapor se seca, y

    las especies neutras producidas atraviesan una corona de descarga donde tiene lugar la

    ionizacin de los analitos, actuando el disolvente vaporizado como gas reactivo [70]. En

    trminos generales, la ionizacin por APCI es aplicable a molculas de baja polaridad y

    trmicamente estables.

    Por el contrario, la ionizacin por ESI, consiste en la formacin de un fino spray de

    gotas altamente cargadas bajo la influencia de un intenso campo elctrico. La

    evaporacin del disolvente, transforma esas gotas cargadas en iones en fase gaseosa

    [71]. Por tanto, cuando la LC-MS trabaja con ionizacin por ESI, la columna est

    conectada a un capilar cuya salida est sometida a un campo elctrico elevado que

    produce la formacin de pequeas gotas altamente cargadas en una cmara a presin

    atmosfrica. Cabe citar, adems, que la ionizacin puede llevarse a cabo en modo

    negativo (formacin de iones negativos) y positivo (formacin de iones positivos). De

    forma genrica, la ionizacin por ESI resulta adecuada para el anlisis de molculas

    muy polares y de alto peso molecular. [72]

    Aunque tanto los espectrmetros de masas basados en la tcnica de trampa de iones

    como los dotados de analizador de triple cuadrupolo (QqQ) son vlidos, este ltimo es

  • Noelia M Valera Tarifa II. MEMORIA CIENTFICA: Introduccin

    Determinacin de nitrofuranos en productos alimenticios del mar

    24

    mayoritariamente empleado para la cuantificacin de niveles de ultra trazas en matrices

    complejas. Estos instrumentos se caracterizan por extensos rangos lineales para

    cuantificar, bajos lmites de deteccin y buena reproducibilidad [25]. Conviene recordar

    que los analizadores de cuadrupolo estn constituidos por cuatro barras metlicas de

    seccin circular o hiperblica, que deben ser perfectamente paralelas entre s. Este

    dispositivo permite separar los iones en base a su relacin m/z utilizando la estabilidad

    de las trayectorias a lo largo de las barras del cuadrupolo al aplicar campos elctricos

    oscilantes. Puesto que la trayectoria es nica para un determinado valor de m/z, slo se

    permite el paso de aquellos iones con la relacin m/z que haya sido fijada en el

    analizador [73]. El analizador de QqQ (Figura 7) consiste en tres conjuntos de barras de

    cuadrupolo en serie donde el primer y tercer cuadrupolo actan realmente como

    analizadores de masas (Q), mientras que el segundo cuadrupolo (q) se emplea como una

    celda de colisin (CID) [74]. Este analizador QqQ permite la realizacin de procesos de

    MS en tndem (MS/MS), modo de trabajo que implica llevar a cabo dos procesos de

    MS consecutivos (MS2): en el Q1 se someten a anlisis los iones generados en la fuente

    de ionizacin y en el Q3 se analizan las masas de los iones generados en la CID [73].

    Q1 q Q3

    Figura 7. Esquema genrico del funcionamiento de un analizador QqQ.

    Aplicando la MS/MS, el empleo de los analizadores QqQ permite cuatro modos de

    trabajo: barrido de iones producto, barrido de iones precursores, barrido de prdida de

    neutros y monitorizacin de reacciones seleccionadas (SRM o MRM). En la Figura 8,

    mostrada a continuacin, aparece esquematizado el funcionamiento de cada uno de

    estos modos de trabajo:

  • Noelia M Valera Tarifa II. MEMORIA CIENTFICA: Introduccin

    Determinacin de nitrofuranos en productos alimenticios del mar

    25

    Figura 8. Diferentes modos de trabajo en MS/MS.

    Frente a la necesidad de obtener resultados cuantitativos a niveles de concentracin de

    ppb (g de metabolito por kg de tejido) en matrices de gran complejidad y la

    consecuente necesidad de tcnicas analticas potentes capaces de garantizar el

    cumplimiento de este requisito, la deteccin con MS/MS surge como la opcin ms

    fiable para garantizar una alta seguridad en los resultados [25]. As pues, se han

    realizado estudios comparativos entre el empleo de la LC-MS y el empleo de LC-

    MS/MS, obtenindose una mayor selectividad en el anlisis de los nitrofuranos con LC-

    MS/MS [57].

    La mayor sensibilidad en MS para los cuatro metabolitos de los nitrofuranos ha sido

    obtenida usando el modo de ionizacin ESI positivo (ESI +), en lugar de APCI [39,75].

    Las regulaciones europeas [76] requieren, adems, la aplicacin de la monitorizacin

    de reacciones mltiples (MRM), basada en el empleo de un ion precursor y dos iones

    producto para la identificacin inequvoca de los analitos, evitndose as la obtencin de

    falsos positivos en los resultados, aumentndose la sensibilidad y la selectividad con

    respecto a otros modos de trabajo. En todos los casos, el ion precursor [M+H]+ es el ms

    abundante [25, 53].

    Por tanto, el acoplamiento de la LC con ionizacin por ESI a la MS/MS (HPLC-

    MS/MS y LC-ESI MS/MS, respectivamente) ha incrementado significativamente la

    capacidad de los mtodos de cuantificacin para la determinacin de nitrofuranos en los

    ltimos aos [38, 39, 42, 44, 47, 49, 54-56, 75].

  • Noelia M Valera Tarifa II. MEMORIA CIENTFICA: Introduccin

    Determinacin de nitrofuranos en productos alimenticios del mar

    26

    Un problema asociado particularmente a la determinacin de los metabolitos de los

    nitrofuranos enlazados al tejido, es su ya mencionada baja masa molecular. Por esta

    razn, estos metabolitos aparecen incluidos en el rango tpico del ruido de fondo del

    espectrmetro de masas, presentan una baja eficiencia de ionizacin y un

    comportamiento de fragmentacin no especfico (predominantemente prdida de

    amoniaco, agua o dixido de carbono), ocasionando todo ello una deteccin por

    espectrometra de masas relativamente baja. Adicionalmente, las propiedades

    cromatogrficas de estos compuestos comparativamente polares en las columnas de fase

    reversa son desfavorables, obtenindose poca retencin. Por todo lo enumerado

    anteriormente, es muy recomendable llevar a cabo la derivatizacin qumica de los

    metabolitos a fin de obtener compuestos con propiedades ms favorables [39]. As,

    aplicando esta etapa de derivatizacin, las masas moleculares son incrementadas

    sustancialmente, localizndose los iones precursores en el rango de 209-335 Da y

    minimizndose as la influencia del ruido de fondo del espectrmetro de masas. La

    selectividad del mtodo se ve adems, aumentada notablemente, pues la hidrofobicidad

    del agente derivatizante contribuye a fortalecer la retencin de los analitos en columnas

    de fase reversa, lo que permite una mejor separacin de las molculas de analito

    derivatizadas de las matrices complejas [25].

  • Noelia M Valera Tarifa II. MEMORIA CIENTFICA: Experimental

    Determinacin de nitrofuranos en productos alimenticios del mar

    27

    3. EXPERIMENTAL

    3.1. Reactivos y materiales

    Tanto los patrones analticos AOZ, AMOZ, SEM-HCl y AHD-HCl, como el agente

    derivatizante, 2-NBA, se obtuvieron de Sigma-Aldrich (Madrid, Espaa). En todos los

    casos, la pureza fue igual o superior al 99%.

    La preparacin de las disoluciones patrn individuales (disoluciones madre) de cada

    uno de los compuestos se llevaron a cabo por pesada exacta de los slidos y su posterior

    disolucin en 50 mL de metanol (J.T. Baker, Deventer, Holanda, grado HPLC). Se

    prepararon concentraciones en el rango de 250-374 mg/L, y se almacenaron a -20C en

    la oscuridad, siendo estables, segn lo consultado en bibliografa, durante al menos 6

    meses [10, 38]. A partir de estas disoluciones madre, se prepar una disolucin

    intermedia de 2 mg/L que contena a todos los metabolitos, y que se almacen en las

    mismas condiciones.

    Por otro lado, el acetonitrilo (ACN) de grado HPLC, acetato de etilo (99.7%) y n-

    hexano (97%) fueron tambin obtenidos de Sigma-Aldrich (Madrid, Espaa), mientras

    que el sulfato magnsico anhidro (97%) y el hidrgeno fosfato de di-sodio (99%) fueron

    proporcionados por Panreac (Barcelona, Espaa) y el ciclohexano, por Scharlau

    (Barcelona, Espaa). El formiato amnico (99%) y el cido frmico (~98%) fueron

    suministrados por Fluka (Buchs, Suiza). El C18-Bondesil utilizado en la etapa de

    limpieza fue administrado por Varian (Palo Alto, CA, EEUU), y el citrato trisdico

    (99%), cloruro sdico (99.5%), sulfato sdico anhidro (99%), acetato sdico (99%),

    cido clorhdrico (HCl, 37%), hidrxido sdico (NaOH, 97%) y Florisil fueron

    obtenidos de J.T. Baker.

    El agua ultrapura utilizada en la preparacin de todas las disoluciones acuosas

    empleadas y de la fase mvil, se obtuvo de un sistema de gradiente de agua Milli-Q

    (Millipore, Bedford, MA, EEUU).

    En lo que respecta a la SPE, se utilizaron cartuchos de extraccin de OASIS HLB

    (200 mg/6 cm3) y cartuchos de C18 Sep-Pak Vac (500 mg/6 cm3), ambos suministrados

    por Waters (Milford, MA, EEUU).

    Adems, para la extraccin se utilizaron tubos de polipropileno de 50 mL y

    microtubos de 2 mL, emplendose tambin filtros de jeringa de 0.22 m de nylon

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    28

    proporcionados por Millipore (Millipore, Carrightwohill, Irlanda) para el filtrado de los

    extractos de las muestras.

    3.2. Instrumentos y aparatos

    El anlisis cromatogrfico se llev a cabo en un sistema Acquity UHPLC (Waters,

    Milford, MA, EEUU), utilizndose una columna Kinetex C18 (50 mm x 2.1 mm, con un

    tamao partcula de 2.6 m), procedente de Phenomenex (Torrance, CA, USA). El

    anlisis por MS se realiz en un espectrmetro de masas de triple cuadrupolo (TQD)

    Acquity, suministrado por Waters (Manchester, Reino Unido), operando en ESI+. Los

    parmetros de ESI utilizados aparecen enumerados en la Tabla 1.

    Tabla 1. Valores de los principales parmetros utilizados en la fuente ESI+.

    Voltaje del capilar 3.5 kV

    Voltaje del extractor 2 V

    Temperatura de la fuente 120C

    Temperatura de desolvatacin 350C

    Flujo gas de cono (N2) 80 L/h

    Flujo gas de desolvatacin (N2) 600 L/h

    En lo referente a la disociacin inducida por colisin, sta se llev a cabo utilizando

    argn como gas de colisin a la presin de 3.3 10-3 mbar, en la celda de colisin.

    Por otro lado, se utilizaron el software MassLynx (versin 4.0) y el QuanLynx

    (Waters) para adquirir y procesar los datos, respectivamente.

    Para agitar la muestras durante la extraccin se emple un agitador rotatorio Heidolph,

    modelo Reax-2 (Schawabach, Alemania), mientras que para centrifugar se utiliz una

    centrfuga Centronic BL II (J. P. Selecta, Barcelona, Espaa). La SPE se llev a cabo en

    un sistema de SPE de Waters (Milford, MA, USA) y para la evaporacin y

    concentracin de la muestra se emple un evaporador Syncore de Bchi (Flawil, Suiza).

    3.3. Procedimiento de extraccin

    Se pesaron 2.5 g de gamba en tubos de polipropileno de 50 mL y se aadieron 10 mL

    de una disolucin de HCl (0.2 M) para llevar a cabo la hidrlisis y 100 L de una

    disolucin de 2-NBA (0.1 M en MeOH), recin preparada, para derivatizar. Se agitaron

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    29

    los tubos para homogeneizar la mezcla y las muestras se dejaron derivatizando durante

    toda la noche en un bao de agua (T 37C). Al da siguiente, despus de dejar enfriar

    hasta temperatura ambiente, se neutraliz la mezcla, aadindose para ello hidrgeno

    fosfato de di-sodio (0.1 M, 1.5 mL) y NaOH (2.5 M, 0.2 mL). Acto seguido, las

    muestras se agitaron durante unos 15 s y se centrifugaron 5 minutos a 4000 rpm. A

    continuacin, se procedi a llevar a cabo un proceso de SPE utilizando cartuchos

    OASIS HLB. Para ello, en primer lugar, se acondicionaron los cartuchos aadiendo

    acetato de etilo (5 mL), metanol (5 mL) y agua (5 mL). Una vez acondicionados, se

    cargaron las muestras, y una vez eludas stas, se procedi a lavar los cartuchos, para

    eliminar posibles interferencias, haciendo pasar primero agua Milli-Q (5 mL) y despus

    metanol al 30% en agua Milli-Q (5 mL). Finalmente, tras secar a vaco los cartuchos

    durante 5 minutos, se eluyeron los analitos retenidos con acetato de etilo (6 mL),

    evaporndose hasta sequedad los extractos recogidos, utilizando para ello una corriente

    de N2 a temperatura ambiente.

    Por ltimo, se reconstituyeron las muestras en 1 mL de fase mvil (formiato amnico

    10 mM/ MeOH, 50:50), se filtraron, y se pasaron a viales para su posterior inyeccin (5

    L) en el sistema cromatogrfico.

    3.4. Anlisis mediante UHPLC-QqQ-MS/MS

    Para llevar a cabo el anlisis cromatogrfico, utilizando una fase mvil constituida por

    MeOH (eluyente A) y formiato amnico 10mM (eluyente B), se aplic una elucin en

    modo gradiente que comenzaba con un 20% del eluyente A y que se increment al

    100% en 3.5 minutos. Esta composicin se mantuvo durante 1 minuto y finalmente se

    llev a cabo un re-equilibrado de 1.5 min para volver a las condiciones iniciales del

    gradiente de elucin, obtenindose un tiempo total de anlisis, para cada muestra, de

    5.50 min.

    El flujo de fase mvil fue de 0.3 mL/min, utilizndose un volumen de inyeccin de 5

    L, y fijndose una temperatura de 30C en la columna C18 utilizada (fase reversa).

    La deteccin de los analitos se realiz utilizando el QqQ en el modo de adquisicin de

    monitorizacin de reacciones mltiples (MRM), monitorizando dos transiciones para

    cada ion precursor. Los iones seleccionados y otros parmetros ptimos se recogen en la

    Tabla 2.

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    30

    Tabla 2. Ventanas de tiempo de retencin (VTR) y principales parmetros MS/MS de los

    compuestos analizados.

    Compuesto VTR

    (min) Segmento

    Ion precursor,

    m/z

    Voltaje

    de cono

    (V)

    Iones producto,

    m/z (Energa de

    colisin, eV)

    Dwell

    time (s)

    NP-AHD; PMa = 248.1

    1.87-2.03 1 249 35 134 (10), 104 (20) 0.05

    NP-AOZ; PM = 235.1

    1.95-2.06 1

    236

    35

    134 (10), 104 (20)

    0.05

    NP-SEM; PM = 208.1

    2.00-2.11 1

    209

    35

    166 (10), 192 (10)

    0.05

    NP-AMOZ; PM = 334.2

    2.26-2.37 2

    335

    35

    291(10), 262 (15)

    0.05

    aPM: Peso molecular (g/mol)

    3.5. Muestras

    La compra de gambas frescas se llev a cabo en distintos supermercados locales de la

    provincia de Almera. Una vez adquiridas las muestras, stas fueron trituradas en una

    picadora industrial, almacenndose el material homogeneizado en un congelador a -

    20C hasta su anlisis. Aquellas muestras que no mostraron presencia de los analitos de

    inters, se utilizaron como blancos en la preparacin de los estndares de calibracin y

    en muestras fortificadas, a fin de efectuar estudios de recuperacin y la optimizacin y

    validacin del mtodo.

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    31

    4. RESULTADOS Y DISCUSIN

    A fin de llevar cabo este trabajo, cuyo objetivo es la determinacin de los metabolitos

    de los nitrofuranos en productos del mar, fue necesario optimizar un procedimiento

    adecuado de derivatizacin de los compuestos, caracterizarlos espectromtricamente y

    optimizar las condiciones cromatogrficas. Adems, fue preciso evaluar y optimizar el

    procedimiento de extraccin y limpieza de las muestras, cuyo mayor inconveniente

    residi en la complejidad de la matriz y la necesidad de conseguir unos LOQs realmente

    bajos para los compuestos analizados.

    4.1. Optimizacin de las condiciones espectromtricas y cromatogrficas

    4.1.1. Metabolitos de los nitrofuranos sin derivatizar

    En primer lugar, se hizo la prueba de caracterizar espectromtricamente los

    metabolitos de los nitrofuranos sin derivatizar (AMOZ, AOZ, SEM y AHD),

    preparndose para ello una disolucin de 25 mg/L de los cuatro compuestos en MeOH

    (volumen final 5 mL). Se adicionaron 25 L de cido frmico para favorecer la

    ionizacin por ESI+ y se registr, en primer lugar, un espectro de barrido completo (full

    scan) para optimizar el voltaje de cono. Una vez seleccionado el voltaje de cono ptimo

    para el ion precursor ms abundante, [M+H]+, de cada metabolito, se evaluaron las

    energas de colisin y se seleccionaron dos transiciones para cada ion precursor. Los

    resultados obtenidos se registran en la Tabla 3. Una vez seleccionados estos parmetros

    espectromtricos, se inyect un vial con una concentracin de 500 g/L de los cuatro

    metabolitos en el cromatgrafo, probando las siguientes condiciones cromatogrficas

    recopiladas de varias referencias bibliogrficas [10, 39, 54, 53, 56]: fase mvil

    compuesta por agua con cido frmico al 0.01% (v/v) (B) y MeOH (A), flujo de trabajo

    de 0.3 mL/min, una columna C18, temperatura de la columna de 30C y un volumen de

    inyeccin de 5 L.

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    32

    Tabla 3. Condiciones MS/MS optimizadas para el anlisis de los metabolitos de los nitrofuranos sin

    derivatizar.

    Metabolito sin derivatizar tR

    a

    (min)

    Ion

    precursor,

    m/z

    Voltaje de

    cono (V)

    Iones producto,

    m/z (Energa de

    colisin, eV)

    AOZ P.M. = 102.1

    0.46

    103

    30

    59 (25), 41 (30),

    31 (30)

    AMOZ P.M. = 201.2

    0.39

    202

    30

    129(15), 126 (20),

    100(25)

    SEM P.M. = 75.1

    0.41

    76

    25

    59 (15), 44(15)

    31(15)

    AHD P.M. = 115.1

    - 117 20 59 (10), 41 (20),

    31(25)

    a tR: Tiempo de retencin. aPM: Peso molecular (g/mol)

    El gradiente aplicado en estas condiciones implicaba un tiempo de anlisis de 6 min y

    se muestra en la Tabla 4.

    Tabla 4. Gradiente utilizando para anlisis de los nitrofuranos sin derivatizar

    Tiempo (min) % MeOH (A) % cido frmico

    0.01% (B)

    0 10 90

    4 100 0

    5 100 0

    5.5 10 90

    6 10 90

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    33

    Tal como se observa en la Figura 9, los tiempos de retencin (tR) obtenidos fueron

    demasiado bajos, lo cual puede ocasionar problemas de selectividad al estar los picos

    cromatogrficos ubicados en una zona de abundante ruido de fondo. Adems, la

    intensidad observada de los picos fue, salvo en el caso de AMOZ, bastante baja,

    obtenindose una baja sensibilidad. Para el AHD, ni siquiera era posible obtener una

    seal analtica correctamente. Por tanto, se lleg a la conclusin de que incluir la etapa

    de derivatizacin de los metabolitos de los nitrofuranos era imprescindible para obtener

    unos buenos resultados en la deteccin y posterior cuantificacin de estos compuestos.

    Figura 9. Cromatograma de los nitrofuranos no derivatizados.

    4.1.2. Metabolitos de los nitrofuranos derivatizados

    Como punto de partida, para la optimizacin de los parmetros del espectrmetro de

    masas (voltaje de cono y energa de colisin), fue necesario derivatizar los metabolitos

    de los nitrofuranos. Para ello, se prepar una disolucin a 25 mg/L de los cuatro

    compuestos, se aadieron 200 L del agente derivatizante, 2-NBA (0.1 M, en MeOH), y

    se aadi MeOH hasta un volumen final de 4 mL. A continuacin, la disolucin se

    introdujo en un bao de agua a 37C y se dej derivatizando durante toda la noche. Al

    da siguiente, se perfundi la disolucin con los compuestos derivatizados en el

    espectrmetro de masas con el objetivo de ajustar las distintas variables experimentales

  • Noelia M Valera Tarifa II. MEMORIA CIENTFICA: Resultados y discusin

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    34

    para obtener la mejor sensibilidad. Como tcnica de ionizacin, y atendiendo a las

    experiencias descritas en bibliografa, se seleccion ESI+ (parmetros enumerados en la

    Tabla 2). Por tanto, a fin de mejorar la eficiencia de la ionizacin, se aadieron 25 L

    de cido frmico. En primer lugar, con el propsito de seleccionar el ion ms abundante,

    se procedi a adquirir un espectro de barrido completo, optimizando el voltaje de cono

    (V) y trabajando slo con un cuadrupolo (en modo MS). En el caso de todos los

    metabolitos, los iones [M+H]+ fueron los ms abundantes, seleccionndose por ello,

    como iones precursores y fijndose para cada uno de ellos, el mnimo voltaje de cono

    que proporcionaba una seal constante y de mayor intensidad (Figura 10). A

    continuacin, trabajando en modo MS/MS, se sometieron a estudio las energas de

    colisin, a fin de identificar los iones producto. Como criterios de seleccin, se procedi

    a escoger aquellos iones producto con mayor m/z (ms selectividad) y mayor intensidad

    (mayor sensibilidad). As pues, para cada ion precursor se seleccionaron dos

    transiciones, emplendose la ms sensible con fines de cuantificacin y la segunda de

    mayor abundancia, para confirmacin (Tabla 2).

    Figura 10. Espectro de barrido completo mostrando los iones precursores seleccionados a un

    voltaje de cono de 35V.

    Puesto que NPAHD y NPAOZ poseen un ion producto comn (m/z 104), se evalu la

    resolucin espectral al usar una transicin de confirmacin con el mismo ion para

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    35

    ambos compuestos. Para ello, se inyect un vial conteniendo NPAHD y otro vial

    conteniendo NPAOZ y se monitoriz cada metabolito con las transiciones seleccionadas

    para el otro. El resultado fue que no se obtuvo seal para ninguno de los dos

    monitorizndolos en las condiciones espectromtricas del otro, as que se confirm que

    el empleo del ion de m/z 104 como ion producto era adecuado y no supona una

    interferencia para la correcta determinacin y cuantificacin por separado de ambos

    analitos.

    Por otro lado, para optimizar las condiciones cromatogrficas, se llevaron a cabo una

    serie de experimentos previos en los que se evaluaron la composicin de fase mvil, el

    volumen de inyeccin, el flujo de trabajo, la temperatura de la columna, el gradiente de

    elucin y el dwell time.

    En primer lugar, para el estudio de la fase mvil ptima, se prepar un vial de 500

    g/L con los cuatro nitrofuranos derivatizados, tomando una alcuota de 200 L de la

    disolucin intermedia de 2 mg/L, aadindole 800 L de 2-NBA y derivatizando toda la

    noche (bao de agua, 37C). Todas las fases mviles evaluadas contaron con MeOH

    como eluyente A y con un eluyente B variable: con formiato amnico 5mM, acetato

    amnico 5mM, y agua con cido frmico al 0.1%, 0.05% y al 0.01% (v/v). Para llevar a

    cabo estas pruebas cromatogrficas, se utiliz la elucin por gradiente que se indica a

    continuacin (Figura 11).

    Figura 11. Gradiente 1.

    Los resultados mostraron que la mayor sensibilidad se consegua utilizando MeOH y

    formiato amnico (Figura 12), as que se hicieron pruebas con distintas concentraciones

    de ste ltimo: 5 mM, 10 mM y 20 mM. Tambin, se prob a preparar la fase orgnica

    con formiato amnico en MeOH inyectando un vial a 200 g/L en disolvente. Puesto

    que la mayor intensidad de los picos cromatogrficos se consigui utilizando MeOH

    (A) y formiato amnico 10 mM (B), se seleccion esta ltima composicin de la fase

    mvil para el resto de los experimentos.

  • Noelia M Valera Tarifa II. MEMORIA CIENTFICA: Resultados y discusin

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    36

    Figura 12. Cromatograma total de iones (TIC) de los analitos utilizando diferentes fases acuosa en

    la fase mvil.

    Se sometieron a estudio, adems, dos perfiles de gradiente diferentes, el Gradiente 1

    (Figura 11) y el Gradiente 2 (Figura 13), seleccionndose como ptimo este ltimo. En

    dicho gradiente, se reduca el tiempo de anlisis y se aumentaba el poder de elucin de

    la fase mvil al principio para mejorar la separacin cromatogrfica y adelantar los

    tiempos de retencin.

    Figura 13. Gradiente 2.

    Con este nuevo gradiente (Gradiente 2) se evaluaron otros parmetros tales como la

    temperatura de la columna (30, 35 y 40C), considerndose como ptimo inyectar a

    30C, pues permita la obtencin de picos cromatogrficos ms intensos. Con esta

    temperatura, se evalu el flujo de fase mvil (0.2, 0.3 y 0.4 mL/min), seleccionndose

  • Noelia M Valera Tarifa II. MEMORIA CIENTFICA: Resultados y discusin

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    37

    un flujo de 0.3 mL/min pues se obtena un seal ms intensa y una buena forma de pico

    (Figura 14).

    Figura 14. Cromatograma total de iones (TIC) de los analitos utilizando diferente flujo de fase

    mvil en la separacin.

    A continuacin se someti a prueba el dwell time, probndose valores de 5, 10, 15, 25,

    50 y 100 ms (Figura 15). Los mejores resultados de deteccin y sensibilidad se

    consiguieron fijando un dwell time de 50 ms para cada una de las transiciones

    monitorizadas (Tabla 2).

    Simultneamente a las pruebas de extraccin descritas en el siguiente apartado, se

    evalu tambin el volumen de inyeccin (5 y 10 L), obtenindose buenos resultados

    utilizando un volumen de 5 L y no existiendo, por tanto, necesidad de trabajar con un

    volumen mayor.

  • Noelia M Valera Tarifa II. MEMORIA CIENTFICA: Resultados y discusin

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    38

    Figura 15. Cromatograma total de iones (TIC) de los analitos obtenidos al emplear diferentes

    valores de dwell time.

    Finalmente, los compuestos se distribuyeron en dos segmentos en el mtodo de MS, a

    fin de optimizar la separacin y consiguindose una mejora de la sensibilidad. En el

    segmento 1 (0-2.25 min) se incluyeron NPAOZ, NPSEM y NPAHD, mientras que en el

    segmento 2 (2.15-5.50 min.) se adquiri nicamente NPAMOZ.

    4.2. Optimizacin de la derivatizacin de los metabolitos de los nitrofuranos

    Con el objetivo de optimizar el proceso de derivatizacin y reducir el tiempo de

    reaccin, se prepar una disolucin de 50 g/L en disolvente (MeOH) y se aadieron

    100 L de 2-NBA, dejndose derivatizando durante 4 horas a 55C en un bao de agua

    (Figura 16).

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    39

    Figura 16. Cromatograma obtenido derivatizando los analitos a 55C durante 4h.

    A continuacin, se compararon los resultados de esta prueba con los obtenidos

    derivatizando durante toda la noche a 37C, con una disolucin en disolvente a la misma

    concentracin de los metabolitos (50 g/L). Los resultandos obtenidos de esta segunda

    experiencia aparecen reflejados en la Figura 17.

    Figura 17. Cromatograma obtenido derivatizando los analitos a 37C durante toda la noche.

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    40

    Finalmente, se lleg a la conclusin de que las mejores condiciones para la

    derivatizacin se conseguan realizando la reaccin de derivatizacin durante ms

    tiempo (empleando toda la noche) y a 37C.

    Por otro lado, se llev a cabo un estudio de la estabilidad de los metabolitos de los

    nitrofuranos derivatizados, inyectando patrones derivatizados en matriz a 50 g/kg, que

    fueron sometidos a tres condiciones de almacenamiento diferentes: temperatura

    ambiente, 5C (cmara fra en la oscuridad) y -20C (congelador en la oscuridad). Los

    resultados obtenidos indicaban que los compuestos derivatizados eran estables al menos

    durante una semana (Figura 18).

    Figura 18. Grfica de estabilidad obtenida para los nitrofuranos derivatizados almacenados a

    temperatura ambiente.

    4.3. Optimizacin del procedimiento de extraccin

    Con el objetivo de optimizar la extraccin de la muestra, se evaluaron diversos

    procedimientos alternativos, en los que se sometieron a anlisis mltiples aspectos

    como la derivatizacin de las muestras, el tiempo de extraccin, los disolventes de

    extraccin utilizados, el uso de sales para favorecer dicha extraccin, la dilucin de las

    muestras, la cantidad de muestra y, finalmente, las etapas de preconcentracin y

    limpieza de los extractos. Estos experimentos fueron llevados a cabo utilizando

    muestras fortificadas de gamba con un nivel de concentracin de 100, 200 y 250 g/kg.

    Las referencias bibliogrficas consultadas coincidan en la necesidad de llevar a cabo

    la hidrlisis de las muestras de forma previa a la extraccin. En primer lugar, a fin de

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    41

    reducir el tiempo de extraccin, se realizaron las etapas de hidrlisis y extraccin de

    forma simultnea en un solo paso, adicionando ACN (1% cido frmico) y agitando

    durante 1 h en el agitador rotatorio. A continuacin, se aadi 2-NBA para derivatizar

    los metabolitos y se dej reaccionando durante toda la noche en un bao de agua,

    manteniendo la temperatura alrededor de los 37C. Aplicando este primer

    procedimiento, se obtuvieron recuperaciones relativamente buenas (comprendidas entre

    102 y 118 %), aunque el compuesto NP-SEM, no fue detectado (Tabla 5) y las

    desviaciones estndar relativas (RSD) eran muy altas (> 15 %)

    A fin de mejorar la sensibilidad y las recuperaciones, sin incrementar el tiempo de

    extraccin, se aplic una etapa de hidrlisis y derivatizacin simultneas durante toda la

    noche, adicionando para ello agua acidificada (1% cido frmico) y 2-NBA. Despus de

    la derivatizacin, la extraccin se realiz aadiendo ACN (1% cido frmico) y

    agitando durante 1 h. En esta ocasin, si fue posible detectar NP-SEM, pero para el

    resto de los metabolitos derivatizados se obtuvieron valores bajos de recuperaciones,

    excepto en el caso de NP-AHD (Tabla 5), cuyo valor de recuperacin exceda el 120%.

    Con el propsito de mejorar el mtodo de extraccin, se evalu la cantidad de muestra

    inicial (2, 4 y 5 g, respectivamente), aplicndose los dos mtodos arriba descritos. En

    primer lugar, se aplic la etapa de hidrlisis, adicionando agua (1% cido frmico) y

    agitando durante 15 min para favorecer la reaccin. A continuacin, la extraccin se

    efectu utilizando ACN (1% cido frmico), aplicando despus distintos tiempos de

    agitacin para favorecer la reaccin (1-2 h) (datos no mostrados). Finalmente, la

    reaccin de derivatizacin se llev a cabo durante toda la noche. Los resultados

    pusieron de manifiesto que las recuperaciones ms altas se obtenan utilizando 2 g de

    muestra, agitando durante 1 h y aplicando las etapas de hidrlisis, extraccin y

    derivatizacin de forma independiente. Sin embargo, los valores de recuperacin

    obtenidos para NP-SEM permanecan alrededor del 50% (Tabla 5).

    A fin de aumentar las recuperaciones y disminuir la dilucin a la que se someta a las

    muestras, se agreg una etapa adicional de concentracin despus de centrifugar,

    evaporando los sobrenadantes resultantes a la mitad de volumen en un evaporador

    rotatorio. En general, se obtuvieron picos cromatogrficos con formas aceptables y alta

    intensidad. No obstante, la determinacin de NP-SEM continu siendo problemtica en

    la mayora de los casos, mientras que para NP-AHD las recuperaciones excedan el

    120% (datos no mostrados).

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    42

    Tabla 5. Porcentajes de recuperacin obtenidos aplicando diferentes procedimientos de extraccin.

    Extraccin con ACN (1% cido frmico)

    Extraccin con MeOH

    (1% cido frmico)

    Hidrlisis +

    Extraccin

    Hidrlisis +

    Derivatizacinb

    Hidrlisis/Extraccin/

    Derivatizacinc

    QuECHERS citrato QuECHERS citrato

    Dilucin

    1:10d Dilucin

    1:1

    Dilucin

    1:10

    Dilucin

    1:1

    Concentracin

    (g/kg) 100 200 100 250 100 100 100 100

    Compuesto %Recuperacin

    (% RSDe)

    %Recuperacin

    (% RSDe)

    %Recuperacin

    (% RSD)

    %Recuperacin

    (% RSD)

    %Recuperacin

    (% RSD)

    NP-AOZ 106

    (29)

    36

    (3)

    70

    (3)

    87

    (5)

    109

    (58)

    54

    (45)

    86

    (35)

    52

    (5)

    NP-AMOZ 102

    (16)

    29

    (1)

    104

    (2)

    99

    (6)

    96

    (7)

    24

    (23)

    77

    (35)

    56

    (11)

    NP-SEM N.E.f 13

    (21)

    47

    (43)

    58

    (21)

    >120

    (78)

    >120

    (81)

    86

    (47)

    86

    (49)

    NP-AHD 118

    (69)

    >120

    (1)

    99

    (8)

    97

    (12)

    57

    (14)

    18

    (16)

    107

    (35)

    73

    (1)

    Las etapas de hidrlisis y extraccin se llevaron a cabo simultneamente. bLa hidrlisis y la derivatizacin se aplicaron simultneamente. cLa hidrlisis, la extraccin y la derivatizacin se llevaron a cabo en este orden, por separado. dDilucin en v/v. eRSD: Desviacin estndar relativa. fN.E.: No extrado.

    En consecuencia, para mejorar la eficiencia de la extraccin y as, incrementar los

    valores de recuperacin, se probaron tres disolventes de extraccin diferentes: ACN,

    acetato de etilo y MeOH acidificados todos ellos con cido frmico al 1%. El acetato de

    etilo proporcion los peores resultados de recuperacin, obtenindose formas irregulares

    en los picos (datos no mostrados) y el uso de MeOH no mejoraba significativamente los

    resultados obtenidos con ACN.

    A continuacin, se evalu el mtodo QuEChERS (acrnimo de rpido, fcil, barato,

    efecto, robusto y seguro) para mejorar los resultados obtenidos con los mtodos

    previamente aplicados y obtener extractos ms limpios. Con este propsito se utiliz

    tanto la metodologa basada en el uso de tampn citrato (mtodo oficial por la Norma

    Europea) [77, 78], como el procedimiento que utiliza tampn acetato (mtodo oficial de

    la AOAC) [ 79 , 80 ]. En este mismo experimento, despus de la reaccin de

    derivatizacin, se realizaron diluciones 1:10, 1:5 y 1:1 de los extractos con fase mvil

    (MeOH: formiato amnico 10 mM, 50:50, v/v), previamente a la inyeccin en el

    sistema cromatogrfico; esto se hizo con el objetivo de reducir el efecto de supresin

  • Noelia M Valera Tarifa II. MEMORIA CIENTFICA: Resultados y discusin

    Determinacin de nitrofuranos en productos alimenticios del mar

    43

    inica de la matriz y mejorar la eficiencia de ionizacin. Sin embargo, la forma de pico

    para el NP-SEM era inadecuada, mientras que para el resto de compuestos se obtuvieron

    valores de recuperacin excesivamente altos con el mtodo QuEChERS de tampn

    acetato (datos no mostrados). En el caso del mtodo de las sales de citrato, se

    obtuvieron unos resultados ms aceptables, pero no totalmente satisfactorios, con

    elevados valores de RSD (Tabla 5).

    En vista de los resultados obtenidos, se descartaron los mtodos QuEChERS y la

    dilucin con fase mvil, seleccionndose ACN como disolvente de extraccin,

    aplicando una etapa de concentracin y llevando a cabo la hidrlisis, la extraccin y la

    derivatizacin por separado. Aplicando estas condiciones, se sometieron a prueba

    diferentes etapas de limpieza antes de inyectar los extractos en el sistema

    cromatogrfico.

    As pues, con el objetivo de eliminar los lpidos y la turbidez de la muestra y reducir

    los LOQs del mtodo, se evalu la utilizacin de n-hexano, ciclohexano y Florisil con

    C18 a muestras fortificadas (1 y 25 g/kg). Sin embargo, la sensibilidad observada a

    bajos niveles de fortificacin (1 g/kg) continu siendo insuficiente, mientras que a 25

    g/kg, la reproducibilidad (precisin inter-da) obtenid